BIODIESEL, BAHAN BAKAR ALTERNATIF RAMAH LINGKUNGAN

Minyak Bumi merupakan sumber energi fosil yang dimanfaatkan sebagai bahan baku

kilang di dalam negeri dan untuk dieksport sebagai sumber devisa.  Hasil kilang adalah BBM

yang antara lain terdiri atas premium, minyak tanah, minyak solar (ADO), minyak diesel dan

minyak bakar yang dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan energi pada sektor pembangkit

listrik, transportasi, industri, dan rumahtangga.

Penggunaan bahan bakar berbasis fosil (fosil fuel) masih sangat besar di Indonesia,

padahal ketersediaanya lambat laun semakin berkurang, tidak dapat diperbaharui, dan

membutuhkan waktu yang sangat lama untuk dihasilkan. Untuk mengurangi ketergantungan

tersebut, maka salah satu caranya adalah dengan pengembangan bahan bakar alternatif ramah

lingkungan seperti biodiesel. Pemanfaatan biodiesel sebagai sumber energi yang dapat

diperbaharui dapat merupakan salah satu pilihan untuk membantu mengatasi besarnya

tekanan kebutuhan BBM terutama diesel atau minyak solar di Indonesia.

Biodiesel  didefinisikan  sebagai monoalkyl  ester  asam  lemak  minyak  nabati  dan 

minyak  hewani. Biodiesel  merupakan  bahan  bakar alternatif  yang sangat potensial untuk

dikembangkan yang diperoleh  dari minyak  tumbuhan,  lemak  binatang  ataupun minyak 

bekas  melalui  proses  transesterifikasi dengan  alkohol.

Biodiesel merupakan bahan bakar masa depan yang akan menggantikan peran bahan

bakar fosil yang semakin menipis ke depannya. Biodiesel  diyakini  lebih  ramah lingkungan

dibandingkan conventional fossil-fuel. Biodiesel memberikan  sedikit polusi  dibandingkan 

bahan  bakar  petroleum, selain  itu  biodiesel  dapat  digunakan  tanpa modifikasi  ulang 

mesin  diesel  (Zhang  et  al., 2003).

Keunggulan Biodiesel

Produksi dan penggunaan BBM alternatif harus segera direalisasikan untuk menutupi

kekurangan terhadap kebutuhan BBM fosil yang semakin meningkat. Biodiesel dapat dibuat

dari bermacam sumber, seperti minyak nabati, lemak hewani dan sisa dari minyak atau lemak

(misalnya sisa minyak penggorengan).

Biodiesel memiliki beberapa kelebihan dibanding bahan bakar diesel petroleum.

Kelebihan tersebut antara lain :

1

1. Merupakan bahan bakar yang tidak beracun dan dapat dibiodegradasi

Bio-diesel memiliki toksisitas yang lebih rendah secara signifikan dan memiliki

biodegradabilitas yang lebih baik. Bio-diesel terdegradasi sebesar 91% dalam dua puluh

satu hari pertama. Bio-diesel dapat terdegradasi empat sampai lima kali lebih cepat dari

bahan bakar diesel fosil

2. Mempunyai bilangan setana yang tinggi.

Biodiesel mempunyai bilangan setana tinggi (diatas 50), yakni bilangan yang

menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas solar berdasar sifat kecepatan bakar dalam

ruang bakar mesin. Semakin tinggi bilangan setana, semakin cepat pembakaran dan

semakin baik efisiensi termodinamisnya. Bahan bakar diesel relatif mudah terbakar

sendiri (tanpa harus dipicu dengan letikan api busi) jika disemprotkan ke dalam udara

panas bertekanan. Tolok ukur dari sifat ini adalah bilangan setana, yang didefinisikan

sebagai % volume n-setana di dalam bahan bakar yang berupa campuran n-setana (n-

C16H34) dan α-metil naftalena (α-CH3-C10H7) serta berkualitas pembakaran di dalam

mesin diesel standar. n-setana (suatu hidrokarbon berantai lurus) sangat mudah terbakar

sendiri dan diberi nilai bilangan setana 100, sedangkan α-metil naftalena (suatu

hidrokarbon aromatik bercincin ganda) sangat sukar terbakar dan diberi nilai bilangan

setana nol.

3. Titik kilat tinggi, yakni temperature terendah yang dapat menyebabkan uap biodesel

dapat menyala, sehingga biodesel lebih aman dari bahaya kebakaran pada saat disimpan

maupun pada saat didistribusikan dari pada solar.

4. Mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon dan NOx

Emisi Karbon Monoksida (gas beracun) dari bio-diesel rata-rata 40% lebih rendah dari

emisi karbon monoksida dari diesel fosil

Emisi hidrokarbon (HC) dari bio-diesel rata-rata 60% lebih rendah dari emisi sulfur

dari diesel fosil

Karbon oksida nitrogen (NOx) dari bio-diesel rata-rata 55% lebih rendah dari emisi

oksida nitrogen dari diesel fosil.

2

Proses Pembuatan Biodiesel

Bahan baku utama untuk pembuatan biodiesel antara lain minyak nabati, lemak

hewani, lemak bekas/lemak daur ulang. Minyak nabati merupakan trigliserida yang melalui

reaksi transesterifikasi dengan pelarut methanol untuk memperoleh biodiesel. Proses ini

menghasilkan dua produk yaitu metil ester berupa metal stearate atau metal oleate (biodiesel)

dan gliserin yang merupakan produk samping.

O O

IICH2 - O - C- R1 CH3 – O – C – R1

O O CH2 - OH II II I

CH - O –C – R2 + 3CH3OH CH3 – O – C – R2 + CH - OH (Katalis) I

O O CH2 - OH II II

CH2 – O – C – R3 CH3 – O – C – R3

Trigliserida Methanol Metil Ester Gliserol (Biodiesel)

Gambar 1. Reaksi Transesterifikasi secara umum

Pada reaksi transesterifikasi dimana R1, R2, R3, merupakan rantai panjang dari atom karbon dan hydrogen, yang disebut sebagai sama lemak. Ada beberapa tipe rantai dari minyak nabati yaitu :

Palmitik R = - (CH2)14 – CH3 16 karbon termasuk R(16 :0)

Stearik R = - (CH2)16 – CH3 18 karbon , 0 double bond (18:0)

Oleat R = - (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3 18 karbon , 1 double bond (18:1)

Linoleat R= -(CH2)7CH=CH-CH2–CH=CH(CH2)4CH3 18 karbon , 2 double bond (18 : 2)

3

KOH

Gambar 2. Reaksi Pembuatan Biodiesel (Metil Oleat)

Triolein Methanol(884 gr/mol) (3x31 = 93 gr/mol)

OII

CH2 - O - C- (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3

OII

CH - O –C – (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3 + 3CH3OH O Katalis (KOH) II

CH2 – O – C – (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3

Methil Oleat(Biodiesel) Gliserol(3x296 = 888 gr/mol) (92,10gr)

OII

CH2 - OHI

3CH3 - O - C- (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3 + CH - OHI

CH2 - OH

Kondisi proses produksi biodiesel dengan menggunakan katalis basa adalah:

1. Reaksi berlangsung pada temperatur dan tekanan yang rendah (150°F dan 20 psi).

2. Menghasilkan konversi yang tinggi (98%) dengan waktu reaksi dan terjadinya reaksi

samping yang minimal.

3. Konversi langsung menjadi biodiesel tanpa tahap intermediate.

4. Tidak memerlukan konstruksi peralatan yang mahal.

Secara umum, pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut :

Katalis dan stearin dimasukkan ke dalam reaktor, kemudian dialirkan metanol hasil

destilasi ke bagian bawah reaktor. Katalis yang umum digunakan adalah natrium hidroksida

(kaustik soda). Campuran bereaksi pada temperatur 150°F selama 1 sampai 8 jam dengan

pengadukan yang kuat. Katalis yang ditambahkan harus cukup untuk mengkatalis reaksi dan

juga bereaksi dengan asam lemak bebas.

Jika kandungan asam lemak bebas terlalu tinggi (lebih dari 0,5 % - 1 %), atau jika

terdapat air dalam reaksi, sabun akan terbentuk dengan terlebih dahulu membentuk emulsi

dengan metanol dan minyak, sehingga reaksi metanolisis tidak dapat terjadi. Karena itu

4

minyak yang digunakan harus diolah sedemikian rupa untuk membuang asam lemak bebas

dan semua laju umpan masuk dijaga agar bebas air.

Biasanya dalam pembuatan biodiesel digunakan pelarut berupa metanol berlebih

supaya minyak ataupun lemak yang digunakan terkonversi secara total membentuk ester.

Kelebihan metanol dapat dipisahkan dengan proses destilasi. Metanol yang diperoleh kembali

ini dapat digunakan lagi untuk proses pembuatan biodiesel selanjutnya. Pada tahap ini juga

perlu dijaga agar air tidak terakumulasi pada alur pengeluaran metanol. Setelah reaksi selesai

dan metanol telah dipisahkan, terbentuk dua produk utama, yaitu gliserol dan metil ester.

Karena adanya perbedaan densitas (gliserol 10 lbs/gal dan metil ester 7,35 lbs/gal) maka

keduanya dapat terpisah secara gravitasi. Gliserol terbentuk pada lapisan bawah sementara

metil ester pada lapisan atas.

Gliserol yang dihasilkan mengandung katalis yang tidak terpakai dan sabun.

Pemurnian gliserol dapat dilakukan dengan penambahan asam membentuk garam dan

dialirkan ke tempat penyimpanan gliserol kotor. Gliserol yang diperoleh biasanya memiliki

kemurnian sekitar 80 – 88 % dan dapat dijual sebagai gliserol kotor. Setelah dipisahkan dari

gliserol, metil ester dicuci dengan air hangat untuk membuang residu katalis dan sabun, lalu

dikeringkan dan dialirkan ke tempat penyimpanan. Metil ester yang dihasilkan biasanya

mempunyai kemurnian 98 % dan siap dijual sebagai bahan bakar (biodiesel).

5

ANALISIS BERDASARKAN PRINSIP GREEN CHEMISTRY

1. Mencegah Pencemaran (Prinsip 1)

Biodiesel menghasilkan CO, HC, dan NOx yang jauh lebih rendah daripada bahan bakar

fosil sehingga mengurangi emisi pemanasan global.

Emisi Karbon Monoksida (gas beracun) dari bio-diesel rata-rata 40% lebih rendah dari

emisi karbon monoksida dari diesel fosil

Emisi hidrokarbon (HC) dari bio-diesel rata-rata 60% lebih rendah dari emisi sulfur

dari diesel fosil

Karbon oksida nitrogen (NOx) dari bio-diesel rata-rata 55% lebih rendah dari emisi

oksida nitrogen dari diesel fosil.

2. Ekonomi Atom (Prinsip 2)

Triolein Methanol(884gr/mol) (3x31 = 93gr/mol)

OII

CH2 - O - C- (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3

OII

CH - O –C – (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3 + 3CH3OH O Katalis (KOH) II

CH2 – O – C – (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3

Methil Oleat(Biodiesel) Gliserol

(3x296 = 888 gr/mol) (92,10 gr/mol)OII

CH2 - OHI

3CH3 - O - C- (CH2)7 CH = CH (CH2)7CH3 + CH - OHI

CH2 - OH

Efisiensi Atom=berat molekul produkberat molekul reaktan

x100 %

¿BM metil oleat biodieselBM triolen+BM metanol

x100 %

¿888 gr /mol

(884+93 ) gr /molx100 %

= 90.89% → Efisiensi Atom Tinggi

6

3. Sintesis Bahan Kimia yang tidak berbahaya (Prinsip 3)

Biodiesel terbuat dari bahan alam yaitu minyak sayur atau lemak hewan yang tidak

berbahaya.

4. Perancangan Produk Kimia yang aman (Prinsip 4)

Pembuatan biodiesel menggunakan bahan alam yang tidak berbahaya,sehingga produk

yang dihasilkan memiliki tingkat toksisitas yang lebih rendah secara signifikan daripada

bahan bakar fosil.

5. Penggunaan Pelarut dan Kondisi reaksi yang aman (Prinsip 5)

Penggunaan biodiesel menggunakan pelarut metanol CH3OH sehingga bahan baku

minyak yang digunakan terkonversi secara maksimal membentuk ester (biodiesel). Selain

itu pembuatan biodiesel pada kondisi reaksi yang aman karena menggunakan suhu dan

tekanan yang rendah.

6. Efisiensi Energi (Prinsip 6)

Reaksi berlangsung pada temperature dan tekanan yang rendah yaitu 1500F dan tekanan

20 psi. Sehingga dalam reaksi ini energy dapat dihemat atau berlaku efisiensi energy.

7. Menggunakan Bahan Baku yang dapat diperbaharukan (Prinsip 7)

Biodiesel terbuat dari bahan alam (minyak nabati/lemak, dan limbah minyak goreng yang

mudah didapat dan diperbaharui.

8. Penggunaan Katalis (Prinsip 9)

Pembuatan biodiesel menggunakan katalis basa kuat (KOH atau NaOH) untuk

mempercepat reaksi sehingga dapat menurangi konsumsi energi dan waktu reaksi.

9. Rancangan Produk yang dapat diuraikan atau terdegradasi (Prinsip 10)

Bio-diesel terdegradasi sebesar 91% dalam dua puluh satu hari pertama. Bio-diesel dapat

terdegradasi empat sampai lima kali lebih cepat dari bahan bakar diesel fosil.

7

DAFTAR PUSTAKA

Rahayu, M. 2012. Teknologi Proses Produksi Biodisel.

Haryanto, B. 2002. Bahan Bakar Alternatif Biodisel (Bagian I. Pengenalan ). Medan: USU

Digital Library.

http://www.hourcar.org.uk/html/biodiesel.htm

8