19

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bahan bakar nabati (BBN) - bioetanol dan biodiesel merupakan dua kandidat kuat pengganti bensin dan solar yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar mesin Otto dan Diesel. Pemerintah Indonesia telah mencanangkan pengembangan dan implementasi dua macam bahan bakar tersebut, bukan hanya untuk menanggulangi krisis energi yang mendera bangsa namun juga sebagai salah satu solusi kebangkitan ekonomi masyarakat.

Saat ini pengembangan bahan bakar nabati untuk menggantikan bahan bakar fosil terus dilakukan. Biofuel akan menggantikan premium, solar, maupun kerosin atau minyak tanah. Pemerintah mentargetkan antara tahun 2009-2010 komposisi biofuel dan bahan bakar fosil mencapai 15 persen berbanding 85 persen.Kebutuhan nasional untuk bahan bakar nabati sedikitnya 18 miliar liter per tahun. Akan tetapi keterbatasan bahan baku menjadi kendala utama karena harus berbagi dengan berbagai industri lain

Biodiesel adalah sebuah alternatif untuk bahan bakar diesel berbasis minyak bumi yang terbuat dari sumber daya terbarukan seperti minyak nabati, lemak hewan, atau alga. Kajian bahwa biodiesel dapat didegradasi secara biologis empat kali lebih cepat daripada bahan bakar diesel minyak bumi. Ia memiliki sifat pembakaran yang sangat mirip dengan diesel petroleum, dan dapat menggantikannya dalam menggunakan saat ini. Namun, yang paling sering digunakan sebagai aditif untuk minyak diesel, meningkatkan pelumasan dinyatakan rendah bahan bakar solar murni ultra rendah belerang. Ini adalah salah satu kandidat yang mungkin untuk menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energi utama dunia transportasi, karena merupakan bahan bakar terbarukan yang dapat menggantikan solar pada mesin saat ini dan dapat diangkut dan dijual dengan menggunakan infrastruktur sekarang ini. Semakin banyak stasiun bahan bakar yang membuat biodiesel tersedia bagi konsumen, dan semakin banyak armada transportasi yang besar menggunakan beberapa proporsi biodiesel dalam bahan bakar mereka. Biodiesel terdiri dari asam lemak rantai panjang dengan alkohol terpasang, sering berasal dari minyak nabati. Hal ini dihasilkan melalui reaksi minyak nabati dengan alkohol metil atau etil alkohol dengan adanya katalis. Lemak hewani adalah sumber potensial. Umumnya katalis digunakan adalah kalium hidroksida (KOH) atau sodium hidroksida (NaOH). Proses kimia yang disebut transesterifikasi yang menghasilkan biodiesel dan gliserin. Kimia, biodiesel disebut ester metil jika alkohol yang digunakan adalah metanol. Jika etanol yang digunakan, disebut ester etil. Mereka adalah serupa dan saat ini, ester metil lebih murah karena biaya yang lebih rendah untuk metanol. Biodiesel dapat digunakan dalam bentuk murni, atau dicampur dalam jumlah dengan bahan bakar solar untuk digunakan pada mesin pengapian kompresi.1.2 Tujuan1) Mengetahui proses proses yang terjadi untuk membuat metil ester.

2) Mengetahui jenis jenis alat atau peralatan yang digunakan.3) Mengetahui bahan chemical yang dapat dipakai dalam proses pembuatan metil ester.

1.3 Permasalahan1) Bagaimana metode pengolahan minyak kedelai menjadi bahan bakar alternatif.

2) Apa yang menjadi pertimbangan untuk menjadi bahan bakar yang dapat digunakan.

3) Mengapa timbul pemikiran untuk membuat sebuah alternative bahan bakar.BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Energi alternatif adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut. Umumnya, istilah ini digunakan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar hidrokarbon yang mengakibatkan kerusakan lingkungan akibat emisi karbon dioksida yang tinggi, yang berkontribusi besar terhadap pemanasan global berdasarkan Intergovernmental Panel on Climate Change. Selama beberapa tahun, apa yang sebenarnya dimaksud sebagai energi alternatif telah berubah akibat banyaknya pilihan energi yang bisa dipilih yang tujuan yang berbeda dalam penggunaannya.

Istilah "alternatif" merujuk kepada suatu teknologi selain teknologi yang digunakan pada bahan bakar fosil untuk menghasilkan energi. Teknologi alternatif yang digunakan untuk menghasilkan energi dengan mengatasi masalah dan tidak menghasilkan masalah seperti penggunaan bahan bakar fosil. Oxford Dictionary mendefinisikan energi alternatif sebagai energi yang digunakan bertujuan untuk menghentikan penggunaan sumber daya alam atau pengrusakan lingkungan.

Banyak pendukung menunjukkan bahwa limbah minyak nabati adalah sumber terbaik untuk menghasilkan minyak biodiesel. Minyak nabati merupakan minyak lemak semi padat yang mempunyai komposisi tetap. Namun, pasokan yang tersedia secara drastis kurang dari jumlah bahan bakar berbasis minyak bumi yang dibakar untuk transportasi dan pemanasan rumah di dunia.

Bahan bakar transportasi diperkirakan dan rumah menggunakan minyak pemanas sekitar 230.000 juta gallon, limbah minyak nabati dan lemak hewan tidak akan cukup untuk memenuhi permintaan. Sehingga diperkirakan produksi minyak nabati untuk semua penggunaan adalah sekitar 33.000 juta pound (15.000.000 t) atau 4.500 juta US galon (17.000.000 m), dan produksi diperkirakan lemak hewan adalah 12.000 juta pound (5.000.000 t). Untuk benar-benar sumber minyak terbarukan, tanaman atau sumber cultivatable serupa akan harus dipertimbangkan.Tanaman memanfaatkan fotosintesis untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Hal ini energi kimia yang menyimpan biodiesel dan dilepaskan ketika dibakar. Oleh karena itu tanaman dapat menawarkan sumber minyak yang berkelanjutan untuk produksi biodiesel. Tanaman yang berbeda menghasilkan minyak yang dapat digunakan pada tingkat yang berbeda. Beberapa studi telah menunjukkan produksi tahunan sebagai berikut:

a) Kedelai: 40 sampai 50 US gal / acre (40 sampai 50 m / km ) b) Mustard: 140 US gal / acre (130 m / km ) c) Brassica napus: 110-145 US gal / acre (100-140 m / km ) d) Kelapa sawit: 650 US gal / acre (610 m / km )e) Alga: 10.000 hingga 20.000 US gal / ha (10.000 hingga 20.000 m / km )Produksi minyak panen ganggang untuk biodiesel belum dilakukan pada skala komersial, tetapi studi kelayakan kerja telah dilakukan untuk sampai pada nomor di atas. Khusus dibesarkan varietas sawit dapat menghasilkan cukup menghasilkan minyak yang tinggi, dan memiliki manfaat tambahan bahwa sisa makanan setelah minyak telah ditekan keluar dapat bertindak sebagai pestisida efektif dan biodegradable. Ada penelitian yang sedang berlangsung dalam menemukan tanaman lebih cocok dan meningkatkan produksi minyak. Menggunakan hasil saat ini, sejumlah besar tanah harus dimasukkan ke dalam produksi untuk menghasilkan minyak cukup untuk sepenuhnya menggantikan penggunaan bahan bakar fosil.

Biodiesel adalah bahan bakar alternatif untuk mesin diesel yang dihasilkan dari sumber agriculural terbarukan. Biodiesel adalah salah satu ester metil atau etil berasal dari minyak nabati, limbah minyak goreng atau lemak hewan melalui proses yang disebut transesterifikasi. Di AS, minyak kedelai adalah minyak nabati utama yang digunakan dalam memproduksi biodiesel, tetapi minyak dari tanaman seperti kanola, bunga matahari, safflowers dan lain-lain dapat digunakan juga. Minyak ini mengandung berbagai proporsi asam lemak yang mempengaruhi karakteristik mereka, terutama kemampuan untuk mengalir di daerah beriklim dingin. Biodiesel dapat digunakan dalam mesin diesel dengan sedikit modifikasi. Biodiesel terdiri dari metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum diesel adalah hidrokarbon. Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa dengan petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel. Pencampuran 20 % biodiesel ke dalam petroleum diesel menghasilkan produk bahan bakar tanpa mengubah sifat fisik secara nyata. Produk ini di Amerika dikenal sebagai Diesel B-20 yang banyak digunakan untuk bahan bakar bus..

Biodiesel adalah senyawa mono alkil ester yang diproduksi melalui reaksi transesterifikasi antara trigliserida (minyak nabati, seperti minyak sawit, minyak jarak dll) dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis basa. Biodiesel mempunyai rantai karbon antara 12 sampai 20 serta mengandung oksigen. Adanya oksigen pada biodiesel membedakannya dengan petroleum diesel (solar) yang komponen utamanya hanya terdiri dari hidro karbon. Jadi komposisi biodiesel dan petroleum diesel sangat berbeda

Energi yang dihasilkan oleh biodiesel relatif tidak berbeda dengan petroleum diesel (128.000 BTU vs 130.000 BTU), sehingga engine torque dan tenaga kuda yang dihasilkan juga sama. Walaupun kandungan kalori biodiesel serupa dengan petroleum diesel, tetapi karena biodiesel mengandung oksigen, maka flash point lebih tinggi sehingga tidak mudah terbakar.

Biodiesel juga tidak menghasilkan uap yang membahayakan pada suhu kamar, maka biodiesel lebih aman daripada petroleum diesel dalam penyimpanan dan penggunaannya. Di samping itu, biodiesel tidak mengandung sulfur dan senyawa bensen yang karsinogenik, sehingga biodiesel merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan lebih mudah ditangani dibandingkan dengan petroleum diesel. Penggunaan biodiesel juga dapat mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon total, partikel, dan sulfur dioksida. Emisi nitrous oxide juga dapat dikurangi dengan penambahan konverter katalitik.

Kelebihan lain dari segi lingkungan adalah tingkat toksisitasnya yang 10 kali lebih rendah dibandingkan dengan garam dapur dan tingkat biodegradability sama dengan glukosa, sehingga sangat cocok digunakan di perairan untuk bahan bakar kapal/motor. Biodiesel tidak menambah efek rumah kaca seperti halnya petroleum diesel karena karbon yang dihasilkan masih dalam siklus karbon.

Biodiesel mempunyai beberapa keunggulan diantaranya adalah mudah digunakan, limbahnya bersifat ramah lingkungan (biodegradable), tidak beracun, bebas dari logam berat sulfur dan senyawa aromatik serta mempunyai nilai flash point (titik nyala) yang lebih tinggi dari petroleum diesel sehingga lebih aman jika disimpan dan digunakan.Secara teknis biodiesel yang berasal dari minyak nabati dikenal sebagai VOME (Vegetable Oil Metil Ester) dan merupakan sumberdaya yang dapat diperbaharui karena umumnya dapat diekstrak dari berbagai hasil produk pertanian seperti minyak kacang kedelai, minyak kelapa, minyak bunga matahari maupun minyak sawit.

Biodiesel tidak mudah terbakar, dan berbeda dengan diesel minyak bumi itu adalah non-ledakan, dengan titik nyala 150 C selama biodiesel dibandingkan dengan 64 C untuk solar. Tidak seperti solar, adalah biodegradable dan tidak beracun, dan secara signifikan mengurangi emisi beracun dan lainnya ketika dibakar sebagai bahan bakar. Kimia, itu adalah bahan bakar terdiri dari campuran mono-alkil ester asam lemak rantai panjang. Bentuk yang paling umum menggunakan metanol untuk menghasilkan ester metil, meskipun etanol dapat digunakan untuk menghasilkan biodiesel etil ester. Sebuah proses produksi transesterifikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar untuk ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas. Sebuah hasil sampingan dari proses produksi gliserol.

Saat ini, biodiesel lebih mahal untuk menghasilkan dari diesel minyak bumi, yang tampaknya menjadi faktor utama menjaga dari yang digunakan lebih luas. produksi di seluruh dunia kini minyak nabati dan lemak hewan tidak cukup untuk menggantikan penggunaan bahan bakar fosil cair. Beberapa kelompok lingkungan, terutama NRDC (Natural Resources Defense Council), objek dengan jumlah besar pertanian dan di atas hasil-pemupukan, penggunaan pestisida, dan konversi lahan yang akan dibutuhkan untuk menghasilkan minyak nabati tambahan. 2.1. Proses pembuatan metil ester

Metil ester mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan asam lemak, diantaranya yaitu:

1) Pemakaian energi sedikit karena membutuhkan suhu dan tekanan lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak.2) Peralatan yang digunakan murah. Metil ester bersifat non korosif dan metil ester dihasilkan pada suhu dan tekanan lebih rendah, oleh karena itu proses pembuatan metil ester menggunakan peralatan yang terbuat dari karbon steel, sedangkan asam lemak bersifat korosif sehingga membutuhkan peralatan stainless steel yang kuat.3) Lebih banyak menghasilkan hasil samping gliserin yaitu konsentrat gliserin melalui reaksi transesterifikasi kering sehingga menghasilkan konsentrat gliserin sedangkan asam lemak, proses pemecahan lemak menghasilkan gliserin yang masih mengandung air lebih dari 80%, sehingga membutuhkan energi yang lebih banyak.4) Metil ester lebih mudah didistilasi karena titik didihnya lebih rendah dan lebih stabil terhadap panas.5) Dalam memproduksi alkanolamida, ester dapat menghasilkan superamida dengan kemurnian lebih dari 90% dibandingkan dengan asam lemak yang menghasilkan amida dengan kemurnian hanya 65-70%.6). Metil ester mudah dipindahkan dibandingkan asam lemak karena sifat kimianya lebih stabil dan non korosif. Metil ester dihasilkan melalui reaksi kimia esterifikasi dan transesterifikasi.2.1.1. Esterifikasi

Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan alkohol. Esterifikasi adalah suatu proses yang bertujuan untuk membentuk ester. Ester mempunyai rumus RCOOR dimana R adalah gugus alkyl. Katalis-katalis yang cocok adalah zat berkarakter asam kuat, dan karena ini, asam sulfat, asam sulfonat organik atau resin penukar kation asam kuat merupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalam praktek industrial (Soerawidjaja, 2006). Untuk mendorong agar reaksi bisa berlangsung ke konversi yang sempurna pada temperatur rendah (misalnya, paling tinggi 120C), reaktan metanol harus ditambahkan dalam jumlah yang sangat berlebih (biasanya lebih besar dari 10 kali nisbah stoikhiometrik) dan air produk ikutan reaksi harus disingkirkan dari fasa reaksi, yaitu fasa minyak.

Melalui kombinasi-kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisi reaksi dan metode penyingkiran air, konversi sempurna asam-asam lemak ke ester metilnya dapat dituntaskan dalam waktu 1 sampai beberapa jam. Reaksi esterifikasi dari asam lemak menjadi metil ester adalah:

R-COOH + CH3OH ( R-COOH3 + H2O

Asam Lemak

Metanol

Metil Ester Air

Esterifikasi biasa dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak berkadar asam lemak bebas tinggi (berangka-asam P 5 mg-KOH/g). Pada tahap ini, asam lemak bebas akan dikonversikan menjadi metil ester. Tahap esterifikasi biasa diikuti dengan tahap transesterfikasi. Namun sebelum produk esterifikasi diumpankan ke tahap transesterifikasi, air dan bagian terbesar katalis asam yang dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu.

Faktor-faktor yang berpengaruh pada reaksi esterifikasi antara lain:a) Waktu Reaksi

Semakin lama waktu reaksi maka kemungkinan kontak antar zat semakin besar sehingga akan menghasilkan konversi yang besar. Jika kesetimbangan reaksi sudah tercapai maka dengan bertambahnya waktu reaksi tidak akan menguntungkan karena tidak memperbesar hasil.

b) Pengadukan

Pengadukan akan menambah frekuensi tumbukan antara molekul zat pereaksi dengan zat yang bereaksi sehingga mempercepat reaksi dan reaksi terjadi sempurna. Sesuai dengan persamaan Archenius:

k = Ae(-Ea/RT)

(1) dimanaT = Suhu absolut ( C)

R = Konstanta gas umum (cal/gmol K)

E = Tenaga aktivasi (cal/gmol)

A= Faktor tumbukan (t-1)

k = Konstanta kecepatan reaksi (t-1)

Semakin besar tumbukan maka semakin besar pula harga konstanta kecepatan reaksi. Sehingga dalam hal ini pengadukan sangat penting mengingat larutan minyak katalismetanol merupakan larutan yang immiscible.

c) Katalisator

Katalisator berfungsi untuk mengurangi tenaga aktivasi pada suatu reaksi sehingga pada suhu tertentu harga konstanta kecepatan reaksi semakin besar. Pada reaksi esterifikasi yang sudah dilakukan biasanya menggunakan konsentrasi katalis antara 1 - 4 % berat sampai 10 % berat campuran pereaksi (Mc Ketta, 1978).

d) Suhu Reaksi

Semakin tinggi suhu yang dioperasikan maka semakin banyak konversi yang dihasilkan, hal ini sesuai dengan persamaan Archenius. Bila suhu naik maka harga k makin besar sehingga reaksi berjalan cepat dan hasil konversi makin besar.

Transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dalam minyak nabati atau lemak hewani dengan alkohol rantai pendek seperti methanol atau etanol (pada saat ini sebagian besar produksi biodiesel menggunakan metanol) menghasilkan metal ester asam lemak (Fatty Acids Methyl Esters/FAME) atau biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk samping. Katalis yang digunakan pada proses transeterifikasi adalah basa/alkali, biasanya digunakan natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida (KOH).

Esterifikasi adalah proses yang mereaksikan asam lemak bebas (FFA) dengan alkohol rantai pendek (metanol atau etanol) menghasilkan metil ester asam lemak (FAME) dan air. Katalis yang digunakan untuk reaksi esterifikasi adalah asam, biasanya asam sulfat (H2SO4) atau asam fosfat (H2PO4). Metil ester merupakan salah satu bahan oleo kimia dasar, turunan dari minyak atau lemak selain asalm lemak. Metil ester diproduksi melalui proses transesterifikasi yang menggunakan methanol. Berdasarkan kandungan FFA dalam minyak nabati maka proses pembuatan biodiesel secara komersial dibedakan menjadi 2 yaitu:

1. Transesterifikasi dengan katalis basa (sebagian besar menggunakan kalium hidroksida) untuk bahan baku refined oil atau minyak nabati dengan kandungan FFA rendah.

2. Esterifikasi dengan katalis asam (umumnya menggunakan asam sulfat) untuk minyak nabati dengan kandungan FFA tinggi dilanjutkan dengan transesterifikasi dengan katalis basa.

Proses pembuatan biodiesel dari minyak dengan kandungan FFA rendah secara keseluruhan terdiri dari reaksi transesterifikasi, pemisahan gliserol dari metil ester, pemurnian metil ester (netralisasi, pemisahan methanol, pencucian dan pengeringan/dehidrasi), pengambilan gliserol sebagai produk samping (asidulasi dan pemisahan metanol) dan pemurnian metanol tak bereaksi secara destilasi/rectification.

Proses esterifikasi dengan katalis asam diperlukan jika minyak nabati mengandung FFA di atas 5%. Jika minyak berkadar FFA tinggi (>5%) langsung ditransesterifikasi dengan katalis basa maka FFA akan bereaksi dengan katalis membentuk sabun. Terbentuknya sabun dalam jumlah yang cukup besar dapat menghambat pemisahan gliserol dari metil ester dan berakibat terbentuknya emulsi selama proses pencucian. Jadi esterifikasi digunakan sebagai proses pendahuluan untuk mengkonversikan FFA menjadi metil ester sehingga mengurangi kadar FFA dalam minyak nabati dan selanjutnya ditransesterifikasi dengan katalis basa untuk mengkonversikan trigliserida menjadi metil ester.2.1.2. TransesterifikasiTransesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Transesterifikasi adalah penggantian alcohol dari suatu gugus ester dengan ester lain.Di antara alkohol-alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil, metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi (sehingga reaksi disebut metanolisis).

Jadi, di sebagian besar dunia ini, biodiesel praktis identik dengan ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Metil Ester, FAME). Transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanya katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat (Mittlebatch, 2004).

Katalis yang biasa digunakan pada reaksi transesterifikasi adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat reaksi. Produksi biodiesel dari tumbuhan yang umum dilaksanakan yaitu melalui proses yang disebut dengan transesterifikasi. Transesterifikasi yaitu proses kimiawi yang mempertukarkan grup alkoksi pada senyawa ester dengan alkohol. Untuk mempercepat reaksi ini diperlukan bantuan katalisator berupa asam atau basa.

Pada tanaman penghasil minyak, cukup banyak terkandung asam lemak. Secara kimiawi, asam lemak ini merupakan senyawa gliserida. Pada proses transesterifikasi senyawa gliserida ini dipecah menjadi monomer senyawa ester dan gliserol, dengan penambahan alkohol dalam jumlah yang banyak dan bantuan katalisator.Senyawa ester, pada tingkat (grade) tertentu inilah yang menjadi biodiesel. Dalam proses transesterifikasi untuk produksi biodiesel dari tumbuhan, biasanya digunakan asam sulfat (H2SO4) sebagai katalisator reaksi kimianya. Metil ester merupakan salah satu bahn dari oleo kimia dasar.Selain proses transesterifikasi, dalam produksi biodiesel juga melalui tahapan: pengempaan jaringan tanaman (misalnya biji) menghasilkan minyak mentah; pemisahan (separator) fase ester dan gliserin; serta pemurnian/pencucian senyawa ester untuk menghasilkan grade bahan bakar (biodiesel).

Reaksi transesterifikasi sebenarnya berlangsung dalam 3 tahap yaitu sebagai berikut:

1) Trigliserida (TG) + CH3OH Digliserida (DG) + R1COOCH32) Digliserida (DG) + CH3OH Monogliserida (MG) + R2COOCH33) Monogliserida (MG) + CH3OH Gliserol (GL) + R3COOCH3Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam-asam lemak. Terdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk, yaitu:

a) Menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi

b) Memisahkan gliserol

c) Menurunkan temperatur reaksi (transesterifikasi merupakan reaksi eksoterm)

Metil ester mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan asam lemak, diantaranya yaitu:

1) Pemakaian energi sedikit karena membutuhkan suhu dan tekanan lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak.2) Peralatan yang digunakan murah. Metil ester bersifat non korosif dan metil ester dihasilkan pada suhu dan tekanan lebih rendah, oleh karena itu proses pembuatan metil ester menggunakan peralatan yang terbuat dari karbon steel, sedangkan asam lemak bersifat korosif sehingga membutuhkan peralatan stainless steel yang kuat.3) Lebih banyak menghasilkan hasil samping gliserin yaitu konsentrat gliserin melalui reaksi transesterifikasi kering sehingga menghasilkan konsentrat gliserin, sedangkan asam lemak, proses pemecahan lemak menghasilkan gliserin yang masih mengandung air lebih dari 80%, sehingga membutuhkan energi yang lebih banyak.4) Metil ester lebih mudah didistilasi karena titik didihnya lebih rendah dan lebih stabil terhadap panas.5) Dalam memproduksi alkanolamida, ester dapat menghasilkan superamida dengan kemurnian lebih dari 90% dibandingkan dengan asam lemak yang menghasilkan amida dengan kemurnian hanya 65-70%.6) Metil ester mudah dipindahkan dibandingkan asam lemak karena sifat kimianya lebih stabil dan non korosif. Metil ester dihasilkan melalui reaksi kimia esterifikasi dan transesterifikasi.

Transesterifikasi pada dasarnya terdiri atas 4 tahapan, yakni:

1) Pencampuran katalis alkalin (umumnya sodium hidroksida atau potassium hidroksida) dengan alkohol (umumnya methanol). Konsentrasi alkalin yang digunakan bervariasi antara 0.5 - 1 wt% terhadap massa minyak. Sedangkan alkohol diset pada rasio molar antara alkohol terhadap minyak sebesar 9:1. 2) Pencampuran alkohol+alkalin dengan minyak di dalam wadah yang dijaga pada temperatur tertentu (sekitar 40 - 60oC) dan dilengkapi dengan pengaduk (baik magnetik ataupun motor elektrik) dengan kecepatan konstan (umumnya pada 600 rpm - putaran per-menit). Keberadaan pengaduk sangat penting untuk memastikan terjadinya reaksi methanolisis secara menyeluruh di dalam campuran. Reaksi methanolisis ini dilakukan sekitar 1 - 2 jam. 3) Setelah reaksi methanolisis berhenti, campuran didiamkan dan perbedaan densitas senyawa di dalam campuran akan mengakibatkan separasi antara metil ester dan gliserol. Metil ester dipisahkan dari gliserol dengan teknik separasi gravitasi. 4) Metil ester yang notabene biodiesel tersebut kemudian dibersihkan menggunakan air distilat untuk memisahkan zat-zat pengotor seperti methanol, sisa katalis alkalin, gliserol, dan sabun-sabun (soaps). Lebih tingginya densitas air dibandingkan dengan metil ester menyebabkan prinsip separasi gravitasi berlaku: air berposisi di bagian bawah sedangkan metil ester di bagian atas. 2.1.3. Transesterifikasi tanpa katalis

Melakukan proses transesterifikasi pada minyak kedelai (soybean oil) menggunakan methanol superkritik dan co-solvent CO2. Tidak adanya katalis pada proses ini memberikan keuntungan tidak diperlukannya proses purifikasi metil ester terhadap katalis yang biasanya terikut pada produk proses transesterifikasi konvensional menggunakan katalis asam/basa. Perbaikan pada proses transesterifikasi menggunakan methanol superkritik dengan menambahkan co-solvent CO2 yang berfungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur operasi proses transesterifikasi. Hal ini berkorelasi langsung pada lebih rendahnya energi yang diperlukan dalam proses transesterifikasi menggunakan methanol superkritik. Namun demikian, temperatur yang terlibat dalam proses yang dilakukan masih cukup tinggi, yakni sekitar 280oC.2.1.3.1. AlkoholisisAlkoholisis trigliserida dengan alkohol fraksi ringan seperti methanol merupakan reaksi seimbang dan kalor reaksinya seimbang dan kalor reaksinya kecil. Untuk menggeser reaksi ke kanan biasanya menggunakan alkohol berlebihan. Dalam penelitian ini, methanol diberikan berlebihan dibanding gliserida maka reaksi yang terjadi bisa dianggap reaksi searah.(Hui, 1996)

Trigliserida terdapat dalam minyak, setelah dialkoholisis akan diperoleh gliserol dan ester. Untuk mempercepat reaksi dapat digunakan katalisator berupa asam, basa, atau penukar ion. (Swern,1964)Mekanisme reaksinya sebagai berikut:R-COOCH2CH2OH R-COOCH + 3 CH3OH

3 R-COOCH2 + CHOH

R-COOCH2 CH2OH

trygliseridemethanol

metil ester

gliserol

dimana R adalah gugus alkyl

Proses alkoholisis dapat dijalankan secara batch maupun sinambung, dimana pada proses batch menggunakan labu leher tiga atau autoclave. Selain itu dalam autoclave proses dapat berjalan pada suhu tinggi dalam fase cair, sehingga akan bisa berlangsung lebih cepat.

Proses sinambung dilaksanakan dalam reaktor kolom tegak dengan alat pencampur yang berupa pengaduk atau gas inert. Proses ini lebih sulit dikarenakan perlu bahan baku yang lebih banyak dan waktu yang lebih panjang. Oleh karena itu, untuk melakukan prosesnya alkoholis trigliserida dengan alkohol fraksi ringan seperti metanol merupakan reaksi seimbang dan kalor reaksinya seimbang.

Untuk meningkatkan produk terdapat beberapa faktor yang sangat mempengaruhi antara lain:

1) Waktu reaksi, makin panjang waktu reaksi, maka kesempatan zat zat bereakasi makin banyak, sehingga konversi semakin besar. Jika keseimbangan reaksi telah tercapai bertambahnya waktu reaksi tidak akan memperbesar hasil. Hal ini dikarenakan reaksi berlangsung secara reversible sehingga reaksi akan kembali apabila waktu reaksi telah memenuhi waktu optimum.2) Konsentrasi, kecepatan reaksi sebanding dengan konsentrasi reaktan (Groggin, 1958). Makin tinggi konsentrasi reaktan, makin banyak kesempatan molekul untuk saling bertumbukan sehingga semaki tinggi pula kecepatan reaksinya.3) Katalisator, katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi reaksi, namun tidak mempengaruhi letak keseimbangan.

4) Suhu, semakin tinggi suhu, kecepatan reaksi makin meningkat. Pada proses alkoholisis pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi dipengaruhi oleh katalisator yang dipakai.

5) Pengadukan, agar reaksi berjalan denagn baik diperlukan pencampuran sebaik-baiknya dengan cara pengadukan. Pencampuran yang baik dapat menurunkan tahanan perpindahan massa. Untuk reaksi heterogen dengan berkurangnya tahanan perpindahan massa makin banyak molekul molekul reaktan yang dapat mencapai fase reaksi, sehingga meningkatkan kemungkinan terjadinya reaksi.

6) Perbandingan pereaksi. Reaksi alkoholisis pada umumnya memerlukan alkohol yang berlebihan agar reaksi berjalan sempurna.

2.2. Karakteristik Bahan Bakar Minyak Karakteristik bahan bakar minyak yang akan dipakai pada suatu penggunaan tertentu untuk mesin atau peralatan lainnya perlu diketahui terlebih dahulu, agar hasil pembakaran dapat tercapai secara optimal.

Secara umum, karakteristik bahan baker minyak khususnya minyak solar yang perlu diketahui adalah sebagai berikut :

a) Berat Jenis (Specific Gravity)

Berat jenis adalah suatu angka yang menyatakan perbandingan berat bahan bakar minyak pada temperatur tertentu terhadap air pada volume dan temperatur yang sama. Bahan bakar minyak umumnya mempunyai specific gravity antara 0,74 0,96, dengan kata lain bahan baker minyak lebih ringan dari pada air.b) Viskositas

Viskositas adalah suatu angka yang menyatakan besarnya hambatan dari suatu bahan cair untuk mengalir, atau ukuran besarnya tahanan geser dari bahan cair. Makin tinggi viskositas minyak, akan makin kental dan makin sulit mengalir, begitu juga sebaliknya. Viskositas bahan bakar minyak sangat penting artinya, terutama bagi mesin mesin diesel maupun ketel uap, karena viskositas minyak sangat bekaitan dengan supplay konsumsi bahan bakar kedalam ruang bakar dan juga sangat berpengaruh terhadap kesempurnaan proses pengkabutan bahan bakar melalui injektor.c) Titik Tuang

Titik tuang adalah suatu angka yang menyatakan suhu terendah dari bahan bakar minyak sehingga minyak tersebut masih dapat mengalir karena gaya gravitasi. Titik tuang ini diperlukan sehubungan dengan adanya persyaratan praktis dari prosedur penimbunan dan pemakaian dari bahan bakar minyak. Hal ini dikarenakan bahan baker minyak seringkali sulit untuk dipompa apabila suhunya telah dibawah titik tuangnya.d) Titik nyala

Titik nyala adalah suatu angka yang menyatakan suhu terendah dari bahan bakar minyak dimana akan timbul penyalaan api sesaat, apabila pada permukaan minyak tersebut didekatkan pada nyala api. Titik nyala diperlukan sehubungan dengan pertimbangan pertimbangan mengenai keamanan dari penimbunan minyak dan pengangkutan bahan baker minyak terhadap bahaya kebakaran.Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat, terutama di Eropa, Amerika Serikat, dan Asia, meskipun dalam pasar masih sebagian kecil saja dari penjualan bahan bakar. Pertumbuhan SPBU membuat semakin banyaknya penyediaan biodiesel kepada konsumen dan juga pertumbuhan kendaraan yang menggunakan biodiesel sebagai bahan bakar. Penggunaan methanol murni sebagai bahan bakar, mempunyai kesulitan dalam penyimpanan, pengisian bahan bakar, dan modifikasi mesin bis. Gas alam atau CNG mempunyai kesulitan juga dalam penyimpanan karena berbentuk gas yang mudah terbakar, dan bisa meledak sehingga lebih memerlukan tenaga terdidik dalam menanganinya. Sedang biodiesel mempunyai kelebihan kurang mudah menyala dibanding solar, lebih mudah dalam penyimpanannya, dan dapat dicampur dengan solar. Penggunaan minyak goreng langsung mempunyai kelebihan lebih murah namun mempunyai kekurangan kekentalan, dan mengganggu ketersediaan untuk konsumsi masyarakat. Kelebihan biodiesel dibanding minyak diesel/solar adalah:1) Merupakan bahan bakar yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik (free sulphur, smoke number rendah), sesuai dengan isu-isu global. 2) Cetane number lebih tinggi sehingga pembakaran lebih sempurna3) Memiliki sifat pelumasan terhadap piston mesin 4) Biodegradable (dapat terurai dengan cepat) 5) Merupakan renewable energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui 6) Bahan bakunya tersedia di daerah 7) Biodiesel dapat dipergunakan keperluan lain seperti: pelindung kayu termasuk interior rumah yang terbuat dari kayu. Sebagai pelumas dan pelindung korosi pada peralatan rumah tangga, pertanian yang terbuat dari logam. Biodiesel dapat pula dicampur dengan bensin untuk mesin 2 langkah sebagai bahan bakar dan pelumasan. Biodiesel tidak dapat menggantikan minyak tanah untuk keperluan kompor dan lampu minyak karena sifat tidak bisa merambat keatas. Untuk keperluan lampu petromax dengan terang yang sama, biodieseldapat dipergunakan hingga 8 jam dan kurang memerlukan pemompaan. Biodiesel juga dipergunakan untuk membersihkan noda crayon pada baju dengan lebih baik dibanding deterjen.

BAB III

METODOLOGI3.1. Alat dan Bahan

Alat:

1) Erlemeyer 250 ml

2) Labu distilasi

3) Gelas ukur

4) Termometer

5) Alat titrasi

6) Beker Gelas

7) Magnetic stirrer

8) Spatula

9) Corong Pemisah

Bahan:1) Minyak Kedelai

2) NaOH pellet3) NaOH 0,1 M4) Aquadest5) indikator PP3.2. Prosedur Percobaan

1) Timbang minyak jelantah sebanyak 100 gram, lalu panaskan di atas hot plate yang dilengkapi kondensor sampai 70 C, jaga suhu agar stabil.

2) Reaksikan katalis NaOH pellet 1 gram ke dalam 58,32 gram etanol dengan menggunakan magnetic stirrer dan panaskan.

3) Campurkan katalis tersebut ke dalam minyak yang dipanaskan. Panaskan sampai 30 menit dan suhu tetap 70 C. (Proses transesterifikasi)

4) Setelah 30 menit, minyak dimasukkan ke dalam corong pemisah. Diamkan semalaman. Akan terbentuk dua fasa.

5) Pisahkan Etil ester yang terbentuk dengan gliserol yang berwarna lebih gelap dengan pencucian sebanyak 3 kali.

6) Untuk uji % FFA, 5 gram minyak jelantah di campurkan dengan atanol sebanyak 50 ml dan 3 tetes indikator PP. Titrasi dengan menggunakan larutan NaOH 0,5 M.

Katalis

Katalis

Katalis