biodiesel dari cpo.docx

8/11/2019 BIODIESEL dari CPO.docx

1/9

BIODIESEL

Pengertian Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari mono-alkyl ester atau metil ester dari rantai

panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat

dari sumber terbaharui. Methyl ester adalah salah satu jenis ester yang mempunyai rumus senyawa

RCOOCH3. Biodiesel diperoleh dengan mereaksikan secara kimiawi alkohol dengan minyak

tumbuhan, menggunakan NaOH atau KOH sebagai katalis. Proses paling umum dalam memproduksi

biodiesel dari minyak tumbuhan adalah transesterifikasi fatty acid glycerol ester menjadi methyl

ester dengan menggunakan salah satu katalis. Methyl ester sangat baik menjadi bahan bakar minyak

diesel karena pada saat terbakar, methyl ester bersih tanpa disertai emisi sulfur dioksida.

Keuntungan penggunaan Biodiesel

1. Biodiesel atau methyl ester merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat

menyerupai minyak diesel/solar.

2. Biodiesel dapat digunakan baik secara murni maupun dicampur dengan petrodiesel tanpa

terjadi perubahan pada mesin lain yang menggunakannya.

3. Biodiesel bersifat dapat diperbaharui (renewable), dapat terurai (biodegradable)

4. memiliki sifat pelumasan terhadap piston mesin karena termasuk kelompok minyak tidak

mengering (non-drying oil),

5. mampu mengurangi emisi karbon dioksida dan efek rumah kaca.

6. Biodiesel juga bersifat ramah lingkungan karena menghasilkan emisi gas buang yang jauh

lebih baik dibandingkan diesel/solar, yaitu bebas sulfur, bilangan asap (smoke number)

rendah, terbakar sempurna (clean burning), dan tidak menghasilkan racun (non toxic).

Bahan baku pembuatan biodiesel

Beberapa bahan baku untuk pembuatan biodisel antara lain kelapa sawit, kedelai, bunga matahari,

jarak pagar, tebu dan beberapa jenis tumbuhan lainnya. Dari beberapa bahan baku tersebut di

Indonesia yang punya prospek untuk diolah menjadi biodisel adalah kelapa sawit dan jarak pagar,

tetapi prospek kelapa sawit lebih besar untuk pengolahan secara besar-besaran . Sebagai tanaman

industri kelapa sawit telah tersebar hampir di seluruh wilayah Indonesia, teknologi pengolahannya

sudah mapan. Dibandingkan dengan tanaman yang lain seperti kedelai, bunga matahari, tebu, jarak

pagar dan lain lain yang masih mempunyai kelemahan antara lain sumbernya sangat terbatas dan

masih diimpor (kedelai & bunga matahari), tebu masih minim untuk bahan baku gula (kekurangan


2/9

gula nasional masih diimpor dan hanya dapat dipakai tetesnya sebagai bahan alkohol), jarak pagar

masih dalam taraf penelitian skala laboratorium untuk budidaya dan pengolahannya, sehingga

dapat dikatakan bahwa kelapa sawit merupakan bahan baku untuk biodisel yang paling siap.

BIODIESEL DARI CPO

Pengertian CPO (Crude Palm Oil)

CPO berasal dari bagian pericarp buah kelapa sawit. Kandungan yang terdapat dalam minyak sawit

(CPO) adalah 94% trigliserida, 5% asam lemak bebas (FFA) dan selebihnya zat pengotor dan air.

Minyak sawit mentah (CPO) berwarna kuning jingga kemerah merahan dan agak kental. Komposisi

zat asam yang mengandung lemak dari minyak sawit didominasi oleh palmitic, oleic, linoleic, dan zat

asam lemak stearic ditambah sedikit myristic, lauric, linoknic dan cuka capric (Allen dan Watts,

2000). Dari table dapat dilihat komposisi CPO dan sifat fisik CPO.

Sifat fisis CPO :

Nama : Triglyceride

Rumus molekul : C 57H104O6

Berat molekul : 847,28 g/gmol

Wujud, (30 C, 1atm) : cair

Kenampakan : berwarna kemerahan

Densitas : 890,275 kg/m 3

Viskositas : 26,4 cp

Boiling point : 300 C

Kemurnian : 98%


3/9

Sifat kimia CPO :

- Esterifikasi

Proses esterifikasi bertujuan untuk asam-asam lemak bebas dari trigliserida,menjadi bentuk ester.

Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interifikasi atau penukaran

ester yang didasarkan pada prinsip transesterifikasi Fiedel-Craft.

- Hidrolisa

Dalam reaksi hidrolisis, lemak dan minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol.

Reaksi hidrolisis mengakibatkan kerusakan lemak dan minyak. Ini terjadi karena terdapat terdapat

sejumlah air dalam lemak dan minyak tersebut.

- Reaksi minyak sawit (Trigliserida):

Safonifikasi hidrolisis dengan alkali sabun (foam) mengganggu

jantung

Hidrogenasi lemak tak jenuh dihidrolisa menjadi lemak jenuh

Komersial minyak dirubah menjadi margarin dan shortening (padat)

Beberapa Metode pembuatan biodiesel

1. Metode Mikro Elmusi

Metode mikro emulsi merupakan salah satu upaya untuk menurunkan viskositas minyak nabati.

Metode ini dilakukan dengan melarutkan minyak nabati ke dalam larutan methanol, ethanol atau 1-

buthanol, tetapi menurut hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan alkohol yang digunakan

sebagai pengemulsi cukup besar, sehingga dapat menaikkan volatilitas dan menurunkan titik nyala.

2. Metode Pirolisis

Pirolisis adalah proses dekomposisi minyak nabati secara termal atau dapat juga menggunakan

bantuan katalis untuk memutuskan rantai hidrokarbon. Pemutusan rantai minyak nabati secara

katalik dilakukan dengan menggunakan katalis yang biasa digunakan pada pemutusan rantai minyak

bumi, yaitu SiO2 atau Al2O3 pada temperatur 450OC. Produknya kemudian difraksionasi untuk

menghasilkan biodiesel dan biogasoline. Pada pemutusan rantai katalik, temperature

mempengaruhi selektivitas produk. Semakin tinggi temperatur, fraksi ringan yang dihasilkan semakin

banyak.


4/9

Keuntungan produk biodiesel dari metode ini adalah adanya kemiripan dengan struktur bahan bakar

diesel dari minyak bumi, tetapi kelemahan metode ini adalah karena prosesnya tidak boleh terdapat

oksigen, maka bahan bakar yang dihasilkan tidak teroksigenasi dan peralatan yang digunakan pada

metode ini relatif mahal.

3. Metode Transesterifikasi

Proses transesterifikasi adalah suatu proses reaksi kimia yang mempunyai sifat yang kuat dan umum

dimana alkohol monohydroxy linier bereaksi dengan trigliserida, dimana trigliserida dari zat asam

yang mengandung lemak, dimasukkan ke dalam katalisator. Unsur alkohol yang digunakan dalam

proses ini adalah methanol dan katalisatornya adalah NaOH. Kadar alkohol dalam proses

transesterifikasi adalah penting untuk memutuskan gliserin dengan asam lemak. Reaksi

transesterifikasi dengan katalis alkali lebih cepat dan lebih sering digunakan secara komersil

dibandingkan dengan katalis asam.

Mekanisme reaksi transesterifikasi dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pertama adalah penyerangan

ikatan karbonil pada trigliserida oleh anion dari alkohol dan membentuk zat antara tetrahedral. Pada

tahap kedua, zat antara tetrahedral bereaksi dengan alkohol dan terbentuk anion dari alkohol. Pada

tahap akhir, zat antara tetrahedral mengalami transfer proton sehingga terbentuk ester dan alkohol.

Pada reaksi transesterifikasi yang menggunakan katalis alkali, bilangan asam dari minyak nabati yang

digunakan harus kurang dari satu. Jika bilangan asamnya lebih dari satu, maka minyak nabati yang

harus dinetralisir terlebih dahulu dengan menambahkan jumlah alkali sehingga basa yang digunakandapat berfungsi sebagai katalis dan penatralisir asam. Bilangan asam yang tinggi disebabkan oleh

adanya kandungan asam lemak bebas pada minyak nabati.

Ada beberapa proses transesterifikasi adalah sebagai berikut :

Proses transesterifikasi dengan proses batch

Proses ini menggunakan unit operasi dua tahap secara batch, tiap tahap terdiri atas

tangki reaktor dan tangki pengendapan sehingga sering disebut sistem

pencampuran dan pengendapan. Kelebihan proses ini adalah kualitas produk yang

didapat cukup baik, tetapi produksi methyl esternya tidak kontinyu.

Proses transesterifikasi kontinyu

Proses ini menggunakan kolom reaktor sentrifugal. Proses ini terdapat dua siklus

tertutup, yaitu tertutup alkohol dan siklus tertutup air untuk ekstraksi gliserol dan

pemurnian dengan pencucian dari ester.

Proses transesterifikasi Henkel

Proses ini menggunakan reaktor dari tangki pengendapan. Kondisi operasinya pada

tekanan 9000 Kpa dan temperatur 240OC. Kelebihan proses ini adalah kualitas


5/9

methyl ester relatif baik dengan tingkat kemurnian tinggi dan warna minyak yang

terang. Kekurangannya adalah konsumsi energi yang besar.

Pada dasarnya, proses transesterifikasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan gliserin dalam

minyak nabati karena jika dipanaskan, gliserin akan membentuk senyawa akrolein dan

terpolimerisasi menjadi senyawa plastis yang agak padat dan proses ini bertujuan juga untuk

menurunkan viskositas minyak nabati.

Dari beberapa metode pembuatan biodiesel dari minyak nabati, metode transesterifikasi

adalah metode yang sering digunakan karena relatif sederhana tanpa membutuhkan peralatan yang

rumit dan juga bahan bahan yang diperlukan dapat diperoleh dengan mudah. Proses yang dipilih

untuk pembuatan biodiesel dari CPO ini adalah proses transesterifikasi minyak sawit dan metanol

karena proses ini berlangsung pada tekanan atmosferik dan temperatur yang lebih rendah dari

proses esterifikasi. Selain itu, bahan baku yang digunakan adalah minyak sawit sehingga proses

transesterifikasi lebih sesuai.

Ada beberapa proses untuk menetukan proses yang tepat dan sesuai untuk diterapkan

dalam pembuatan biodiesel. Rekasi untuk mengubah minyak menjadi biodiesel yang paling sering

digunakan adalah dengan reaksi transesterifikasi. Untuk rekasi ini dapat ditempuh dengan tiga cara

yang berbeda untuk menghasilkan biodiesel, yaitu :

1) Transesterifikasi minyak atau lemak dengan methanol dengan menggunakan katalis basa.2) Transesterifikasi minyak atau lemak dengan methanol dengan menggunakan katalis asam.

3) Konversi minyak menjadi asam lemak dan kemudian methyl ester dengan katalis asam.

Dalam hal ini yang dilakukan adalah dengan menggunakan transesterifikasi minyak dengan methanol

menggunakan katalis basa. Ada empat proses teknologi perancangan proses yang disajikan

oleh Zhang et el. (2003), yaitu :

1) Proses alkali catalyzed dari minyak nabati

2) Proses katalisator alkali dari minyak goreng bekas / waste cooking oil (WCO)

3) Proses acid catalyzed dari minyak goreng bekas / waste cooking oil (WCO)

4) Proses acid catalyzed dengan menggunakan heksan sebagai suatu pelarut ekstraksi untuk

menghindari pembentukan emulsi dari minyak goreng bekas

Proses yang digunakan yaitu teknologi Proses Acid Catalyzeddari minyak nabati.

Deskripsi proses

Campuran sodium hidroksida dan methanol serta minyak dimasukkan ke dalam suatu reaktor

transesterifikasi. Setelah reaksi (pada 70OC dan 400 kPa), keluaran yang berisi methyl ester, gliserol,


6/9

methanol, minyak yang tidak terkonversi dan hidroksida dimasukkan ke dalam destilasi, dimana

sebagian besar methanol dari umpan masukkan akan didaur ulang di dalam reaktor. Keluaran bawah

kolom destilasi yang berupa methyl ester, gliserol, methanol, minyak tak terkonversi dan hidroksida

masuk ke dalam dekanter dengan menggunakan air untuk memisahkan methyl ester dari gliserol,

methanol dan sodium hidroksida. Keluaran atas kolom yang berupa methyl ester, minyak tak

terkonversi, methanol dan air masuk ke dalam kolom destilasi untuk memisahkan methyl ester dari

air dan methanol. Kemurnian methyl ester yang didapat > 99,6%. Keluaran bawah dari kolom

dekanter yang berisi gliserol, methanol, sodium hidroksida dan air dimasukkan ke dalam reaktor

untuk memisahkan sodium hidroksida dimana di dalam reaktor ditambahkan asam phospat sehingga

terbentuknya Na3PO4. kemudian aliran ini masuk ke dalam centrifugal untuk memisahkan Na3PO4.

Centrifugal ini berfungsi untuk memisahkan zat cair dalam slurry berdasarkan berat jenis (densitas),

karena perbedaan densitas maka Na3PO4 berada pada aliran bawah, sedangkan aliran atas yang

berisi glycerol, H2O dan methanol masuk ke dalam destilasi, tujuannya untuk memurnikan

gliserin(gliserin furification), dimana gliserin yang dihasilkan dengan tingkat kemurnian 92% yang

selanjutnya disimpan di dalam storage tank sebelum dipasarkan.

Produk Biodiesel dari CPO

a. Methyl ester (Biodisel)

Sifat fisis :Nama : Methyl Ester (Biodiesel)

Rumus Molekul : R-COOCH3

Berat Molekul : 283,77 g/gmol

Wujud : cair

Warna : Jernih kekuningan

Densitas : 810 kg/m 3

Viskositas : 7.3 cp

Specific grafity : 0,87 0,89

Cetane number : 46 70

Cloud point : (-11 s/d 16) oC

Boiling point : (182 338) oC

Pour point : (-15 s/d 135) oC

Kemurnian : 98 %


7/9

b. Glycerol

1). Sifat fisis :

Nama : Glycerol

Rumus Molekul : C 3H8O3

Berat Molekul : 92,09382 g/gmol

Wujud : Cair

Warna : Jernih kekuningan

Densitas : 1,261 g/cm 3

Viskositas : 2,68 cp

Boiling Point : 290 oC

Melting Point : 18 oC

Flash Point : 160 oC

2). Sifat kimia

Glycerol dapat mengalami glycolysis atau gluconeogenesis ( tergantung pada kondisi-kondisi

fisiologis), Glycerol dikonversi menjadi Intermediate glyceraldehyde 3-phosphate melalui langkah-

langkah yang berikut:

glycerol glycerol 3-P triose P

kinase dehydrogenase isomerase

glycerol --------> glycerol 3-P DHAP


8/9

IOPROSES

tentang :

BIODIESEL dari CPO

oleh :

Nama : Atikah Risyad

NIM : 110405048

Dosen : Ir. Netti Herlina, MT


9/9

Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

2012

biodiesel dari cpo.docx

Documents