bab i
Post on 13-Jul-2016
5 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi telah menjadi kebutuhan dasar (basic needs) dan memainkan peran
penting dalam perkembangan perekonomian nasional dan global. Kebutuhan energi
nasional tumbuh sekitar 7-8% per tahun, dipicu pertumbuhan ekonomi sekitar 4-6%
per tahun dan pertumbuhan penduduk 1,2% per tahun [KESDM, 2016]. Keberadaan
energi berbasiskan sumber daya fosil yang telah menipis dan semakin langka,
mengakibatkan harga menjadi cenderung menigkat ditambah pemanfaatan energi
yang semakin masif ditengah sumber daya yang terbatas, dapat memicu terjadinya
perang. Berdasarkan data yang dikeluarkan Kementerian Energi dan Sumber Daya
Mineral (KESDM) tahun 2016, baru 6% sumber energi di Indonesia dipenuhi dari
energi terbarukan dan 94% dari total penyediannya berasal dari energi fosil yang
membuat Indonesia memiliki ketergantungan tinggi terhadap energi yang berasal dari
import untuk memenuhi kebutuhan nasionalnya. Hal tersebut mendorong perlunya
dilakukan pengembangan sumber energi alternatif untuk menghasilkan sumber energi
baru dan terbarukan yang ketersediaannya banyak di alam sehingga dapat
mengurangi ketergantungan dan meningkatkan kedaulatan energi nasional. Salah satu
sumber energi alternatif yang sangat potensial dikembangkan di Indonesia adalah
biodiesel.
Biodiesel merupakan bahan bakar cair alternatif yang mempunyai sifat
menyerupai diesel. Biodiesel tersusun dari berbagai macam ester asam lemak yang
dapat diproduksi dari bahan mentah terbaharukan seperti minyak nabati, lemak hewan
maupun minyak limbah (waste oil). Keuntungan utama menggunakan biodiesel
adalah mudah terurai (biodegradable), dapat diaplikasikan langsung untuk mesin-
mesin diesel tanpa memodifikasi mesin yang ada, tidak mengandung sulfur serta
senyawa aromatik sehingga emisi pembakaran yang dihasilkan ramah lingkungan
[J.H. Van Gerpen, 2005].
Bahan baku biodiesel yang sedang dikembangkan adalah crude palm oil (CPO).
Indonesia merupakan negara penghasil CPO nomor satu di dunia (50% dari produksi
dunia) [Widiastuti, 2010] sehingga menjadikan Indonesia berpotensi sebagai
produsen biodiesel yang berbahan dasar CPO terbesar di dunia. Harga CPO saat ini
masih tergolong sangat mahal yang menyebabkan 60-70% biaya produksi biodiesel
berasal dari bahan baku [Helwani et al., 2009]. Salah satu bahan baku yang efisien
untuk dikembangkan adalah sawit off grade. Ketersediaan sawit off grade cukup
banyak, yaitu 7-10% dari sebuah pabrik CPO sehingga dapat mengurangi biaya
produksi biodiesel karena sawit off grade dijual dengan harga 30-40% lebih murah
dibandingkan sawit layak olah [Arifin, 2009]. Namun, pengolahan minyak dari sawit
off grade akan menghasilkan minyak yang berkadar asam lemak bebas tinggi (ALB)
>5% [Arifin, 2009] sehingga diperlukan diperlukan teknologi yang lebih efektif dan
efisien untuk mengolah sawit off grade menjadi biodiesel.
1.2 Rumusan Masalah
Pembuatan biodiesel dari minyak nabati berkadar ALB tinggi dilakukan melalui
dua tahap reaksi yaitu reaksi esterifikasi dilanjutkan dengan reaksi transesterifikasi
menggunakan katalis homogen. Reaksi esterifikasi dapat menurunkan kadar ALB
dari minyak sawit off grade hingga ≤ 1%. Penggunaan katalis homogen memberikan
dampak terhadap lingkungan karena menghasilkan limbah beracun dan berbahaya
[Kusuma et al., 2011]. Selain itu. Katalis homogen berada pada fasa yang sama
dengan reaktan dan produk sehingga menyebabkan sulitnya proses pemisahan katalis
dengan produk serta tidak bisa digunakan kembali setelah reaksi berlangsung. Katalis
homogen ini dapat digantikan dengan katalis heterogen yang lebih ramah lingkungan,
stabil pada suhu tinggi, pori yang besar dan murah [Chouhan dan Sarma, 2011].
Selain itu, katalis heterogen mudah diregenerasi dan dapat digunakan kembali
sehingga produksi biodiesel menjadi lebih efisien. Keuntungan penggunaan katalis
heterogen pada transesterifikasi adalah mengurangi air yang terbuang dan katalis
dapat digunakan kembali untuk proses selanjutnya (Sarma et al., 2011).
Salah satu katalis heterogen yang banyak digunakan adalah CaO. Keuntungan
menggunakan CaO antara lain kebasaan yang tinggi sehingga dapat menigkatkan
yield biodiesel, kelarutan yang rendah, penggunaan yang lebih mudah, memudahkan
proses pemisahan dengan produk biodiesel serta tidak membutuhkan air pencucian
yang berlebihan. Namun CaO mudah bereaksi dengan CO2 dan H2O pada kondisi
lingkungan serta laju reaksinya lebih lama dibandingkan dengan katalis homogen.
Selain itu jika katalis CaO digunakan pada proses transesterifikasi, gugus oksigen
yang ada pada permukaan CaO akan membentuk ikatan hidrogen dengan gliserin
sehingga viskositasnya meningkat dan terbentuk suspensi antara CaO dan gliserin
sehingga pemisahan katalis dari produk samping tersebut akan menjadi sulit. Untuk
mengatasi masalah tersebut, CaO harus diimpregnasi dengan penyokongnya (Liu et
al., 2006). Penggunaan katalis heterogen telah diteliti oleh beberapa peneliti
sebelumnya untuk menyelesaikan masalah yang ditimbulkan dari penggunaan katalis
homogen pada proses pembuatan biodiesel.
Liu et al. (2010) telah membuat biodiesel dari minyak jarak pagar
menggunakan katalis CaO (diperoleh dari CaCl2) dan katalis Fe3O4 ukuran
nanomagnetik (diperoleh dari FeSO4.7H2O dan Fe2(SO4)3.7H2O) sebagai support bagi
katalis CaO. Kondisi optimum pada reaksi transesterifikasi pada proporsi katalis
CaO:Fe3O4 7:1, rasio molar metanol:minyak 15:1, penambahan katalis 2%-b minyak
dan suhu reaksi 70°C selama 80 menit dengan yield biodiesel sebesar 95%.
Peneliti lain, Rahman (2015) telah membuat biodiesel dari minyak sawit off
grade menggunakan katalis limbah serbuk besi yang diimpregnasi dengan CaO
(diperoleh dari Ca(NO3)2.4H2O). Kondisi optimum pada reaksi transesterifikasi pada
proporsi katalis CaO:serbuk besi 1:0,56, rasio molar metanol:minyak 10:1,
penambahan katalis 1%-b minyak dan suhu reaksi 70°C selama 120 menit dengan
yield biodiesel sebesar 52,34%. Serbuk besi dapat digunakan sebagai support bagi
katalis CaO sehingga proses pemisahan katalis dari produk biodiesel dapat dilakukan
dengan lebih mudah, efektif dan efisien menggunakan magnet karena sifat logam
pada katalis.
Dari penelitian yang telah dilakukan diatas, yield biodiesel Rahman (2015) jauh
lebih kecil daripada yield biodiesel liu et al. (2010). Hal ini disebabkan jumlah
katalis CaO yang diimpregnasikan dengan limbah serbuk besi kecil. Menurut Liu et
al., (2010) jumlah CaO yang diembankan memiliki pengaruh terhadap yield yang
dihasilkan, jika terlalu sedikit maka sisi aktif dari katalis semakin sedikit sehingga
yield yang dihasilkan kecil. Untuk itu, perlu penelitian lebih lanjut tentang proporsi
dari jumlah CaO dari Ca(NO3)2 yang diembankan pada limbah serbuk besi ini agar
didapatkan katalis yang dapat menghasilkan yield yang besar.
Pada penelitian ini proses pembuatan biodiesel menggunakan bahan baku sawit
off grade melalui proses dua tahap yaitu esterifikasi dengan katalis H2SO4 dan
transesterifikasi menggunakan katalis heterogen CaO dari Ca(NO3)2.4H2O dengan
serbuk besi sebagai support. Variabel berupa rasio mol metanol:minyak, konsentrasi
katalis (proporsi CaO:serbuk besi) dan temperatur reaksi. Diharapkan dengan
menggunakan proporsi katalis yang tepat akan meningkatkan yield biodiesel.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Menghasilkan biodiesel dari bahan baku sawit off grade dengan teknologi
proses yang efektif dan efisien.
2. Menentukan pengaruh proporsi katalis heterogen CaO dari Ca(NO3)2.4H2O
yang diimpregnasi ke dalam serbuk besi pada reaksi transesterifikasi terhadap
yield biodiesel.
3. Mengetahui parameter proses yang optimum untuk menghasilkan biodiesel.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memberikan informasi yang berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi mengenai proses pembuatan biodiesel menggunakan katalis
heterogen pada reaksi transesterifikasi.
2. Memberikan nilai tambah kepada bahan baku berupa sawit off-grade dan
limbah serbuk besi sebagai support katalis untuk pembuatan biodiesel.
3. Memberikan informasi mengenai parameter proses yang berpengaruh terhadap
yield biodiesel pada tahap transesterifikasi minyak sawit off-grade
menggunakan katalis heterogen.
1.5 Sistematika (Outline) Usulan Penelitian
Usulan penelitian ini terdiri dari tiga bab yaitu :
1. Pendahuluan, berisi tentang deskripsi topik dan latar belakang penelitian,
identifikasi masalah, tujuan serta manfaat dilakukannya penelitian pemanfaatan
sawit off grade sebagai bahan baku pembuatan biodiesel dengan menggunakan
katalis CaO dari Ca(NO3)2 yang diimpregnasi ke dalam serbuk besi.
2. Tinjauan pustaka, landasan teori dalam melakukan penelitian pemanfaatan
sawit off grade sebagai bahan baku pembuatan biodiesel dengan menggunakan
katalis CaO dari Ca(NO3)2 yang diimpregnasi ke dalam serbuk besi.
3. Metodologi penelitian, menyajikan secara lengkap setiap langkah yang
dilakukan dalam penelitian pemanfaatan serbuk besi sebagai katalis tambahan
pada tahap transesterifikasi pembuatan biodiesel dari sawit off grade.
top related