Nama : JacksonNIM : 03111403049Shift : Selasa SiangKelompok : SatuMETODE PEMBUATAN BIODIESEL SELAIN ESTERIFIKASI DAN TRANSESTERIFIKASI1. Latar Belakang Bertambahnya jumlah populasi penduduk dan meningkatnya kebutuhan makan energi yang semakin tinggi sehingga persediaan energi ( khususnya energi dari bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui ) semakin menipis dan semakin lama akan semakin habis. Bahan bakar fosil mempunyai banyak kelemahan dalam berbagai segi terutama dari segi harga yang cenderung naik (price escalation) sebagai akibat dari faktor faktor seperti berkurangnya cadangan sumber daya yang tidak dapat diperbaharui, sementara permintaan terus meningkat serta dampaknya terhadap lingkungan yang ditimbulkan sangat berpengaruh terhadap pemanasan global (global warming). Indonesia dan beberapa negara lainnya kini berusaha untuk mencari sumber sumber energi lainnya sebagai bahan bakar alternatif. Salah satu sumber energi yang terbarukan adalah minyak nabati yang dapat diolah menjadi bahan bakar mesin diesel yang dikenal dengan biodiesel. Di Indonesia, biodiesel masih merupakan tahap pengembangan. Hal ini sangat menggembirakan karena di Indonesia yang merupakan negara tropis mempunyai sumber minyak nabati yang cukup banyak dan beragam. Mulai dari minyak pangan seperti minyak sawit, minyak kelapa, dan lain lain. Tidak terkecuali juga sampai kepada minyak non pangan seperti minyak jarak pagar, nyamplung, dan lain sebagainya. Pada prinsipnya, semua minyak nabati dapat digunakan sebagai pengganti minyak diesel. Namun, kekentalan minyak nabati yang tinggi menyebabkan penggunaan secara langsung akan menimbulkan kerumitan teknis yang serius.Tujuan pembuatan biodiesel adalah untuk menurunkan kekentalan minyak melalui suatu reaksi yang mempertukarkan gugus ester pada minyak dengan gugus alkil pada alkohol ( methanol / ethanol ), sehingga terbentuk molekul alkil ester ( biodiesel ) dan gliserin . Reaksi ini disebut dengan reaksi trans esterifikasi. Biodiesel mempunyai titik beku yang lebih rendah ketimbang minyak nabati, sehingga dapat digunakan di daerah daerah yang bersuhu rendah. Lebih jauh, biodiesel ini mempunyai sifat fisis yang mirip dengan minyak diesel mineral sehingga dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak diesel. 2. BiodieselSecara sederhana biodiesel didefinisikan sebagai bentuk bahan bakar diesel yang menyebabkan lebih sedikit kerusakan lingkungan dibandingkan bahan bakar diesel standar. Biodiesel biasanya dibuat dari minyak nabati melalui proses kimia yang disebut transesterifikasi. Semua kendaraan keluaran baru dapat menggunakan biodiesel. Dalam kebanyakan kasus biodiesel tidak digunakan dalam bentuk murni (B100) melainkan dicampur dengan diesel standar. Hal ini terutama karena diesel standar lebih baik daripada biodiesel murni saat berurusan dengan suhu rendah dan juga diduga memiliki dampak yang lebih baik pada daya tahan mesin. Ada beberapa metode berbeda yang memungkinkan pencampuran bahan bakar diesel standar dengan biodiesel, meskipun yang paling umum adalah pencampuran dalam tangki pada saat diproduksi sebelum pengiriman ke truk tangki. Biodiesel lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan diesel standar, dan tidak hanya itu, biodiesel juga biodegradable dan tidak beracun. Mengenai perbandingan tingkat emisi CO2 dari biodiesel dan diesel standar, biodiesel muncul sebagai pemenang dengan menghasilkan sampai 75% lebih sedikit emisi CO2 dibandingkan dengan diesel standar. Artinya dengan menggunakan lebih banyak biodiesel daripada diesel standar, kita dapat mengurangi dampak perubahan iklim. Menggunakan biodiesel sebagai pengganti diesel standar tidak hanya akan membantu lingkungan, tetapi juga akan membantu meningkatkan kemandirian energi dan keamanan energi negara. Kelemahan dari penggunaan biodiesel lebih karena biodiesel sebagian besar masih diproduksi dari tanaman pangan yang dalam skenario terburuk menyebabkan peningkatan harga pangan dan bahkan meningkatkan kelaparan di dunia. Inilah alasan utama mengapa para ilmuwan melihat berbagai bahan baku biodiesel potensial lainnya.3. Metode proses Esterifikasi dan Transesterifikasi3.1 Metode EsterifikasiSalah satu reaksi yang digunakan dalam pembuatan biodiesel dari minyak jelantah adalah reaksi esterifikasi. Esterifikasi adalah reaksi yang terjadi karena adanya pengubahan suatu asam karboksilat dan alkohol menjadi suatu ester dengan menggunakan katalis asam. Reaksi ini sering disebut dengan esterifikasi Fischer. Ester adalah suatu senyawa yang mengandung gugus COOR dengan R dapat berbentuk alkil maupun aril. Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan asam lemak dengan alkohol. Katalis-katalis yang cocok digunakan berupa asam kuat, seperti asam sulfat, asam sulfonat, asam sulfonat organik atau resin penukar kation asam kuat. Asam-asam tersebut biasa dipilih dalam praktek industrial (Soerawidjaja, 2006).Alkohol yang digunakan sebagai pereaksi untuk minyak nabati adalah methanol, namun dapat pula digunakan ethanol, isopropanol atau butyl. Kandungan air pada alkohol juga perlu diperhatikan. Bila kandungan air tinggi akan mempengaruhi hasil metil ester, kualitasnya menjadi rendah karena kandungan sabun, asam lemak bebas dan trigliserida tinggi.3.2 Metode TransesterifikasiTahapan setelah reaksi esterifikasi pada pembuatan biodiesel yaitu reaksi transesterifikasi. Transesterifikasi ini merupakan proses transformasi kimia molekul trigliserida yang besar, bercabang dari minyak nabati dan lemak menjadi molekul yang lebih kecil, molekul rantai lurus, dan hampir sama dengan molekul dalam bahan bakar diesel. Minyak nabati atau lemak hewani bereaksi dengan alkohol (biasanya methanol) dengan bantuan katalis (biasanya basa) yang menghasilkan alkil ester (atau untuk methanol, metil ester) (Knothe et al., 2005). Tidak seperti esterifikasi yang mengonversi asam lemak bebas menjadi ester, Pada transesterifikasi yang terjadi adalah mengubah trigliserida menjadi ester. Perbedaan antara transesterifikasi dan esterifikasi menjadi sangat penting ketika pemilihan bahan baku dan katalis. Transesterifikasi dikatalisis oleh asam atau basa (Nourredine, 2010).4. Metode Mikro Elmusi, Pirolisis, Dry wash Biodiesel merupakan senyawa mono alkil ester dari asam lemak rantai panjang yang diturunkan dari sumber lipida yang dapat diperbaharui. Ada beberapa jenis proses pembuatan biodiesel, diantaranya adalah sebagai berikut :4.1 Metode MikroelmusiMikroemulsi secara termodinamika stabil (jadi tidak akan memisah/pecah seperti pada emulsi), transparan, dispersi dari minyak dan air distabilkan oleh film antar muka molekul surfaktan. Surfaktan dapat murni, berupa campuran, atau dikombinasi dengan aditif lain. Sistem homogen ini dapat dibuat dengan rentang konsentrasi surfaktan dan perbandingan minyak terhadap air yang lebar (20-80%), semuanya encer dengan viskositas rendah. Pada saat ini minat terhadap sistem penghantaran koloidal (liposom, nanopartikel, mikrosfer, komplek obat makromolekul) untuk tujuan: obat bersasaran (drug targeting), pelepasan terkendali & perlindungan terhadap bahan berkasiat sedang diteliti & dikembangkan secara luas. Mikroemulsi yang merupakan agregat stabil, mampu melarutkan sejumlah kuantitas bahan larut minyak, larut air dan ampifilik karena antar mukanya yang ekstensif, keberadaan air dan minyak. Mikroemulsi relatif mudah di manufaktur (preparasi); terbentuk secara spontan tanpa peralatan pengadukan intensif dan suhu tinggi, dan mikro struktur sistem tidak tergantung dari urutan penambahan eksipiens selama proses manufaktur. Metode mikroemulsi 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.Proses mikroemulsifikasi ini merupakan suatu proses yang tepat untuk mengurangi viskositas minyak nabati yang kemudian dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Mikroemulsifikasi didefenisikan sebagai dispersi koloid yang secara termodinamika stabil dengan diameter partikel fasa yang terdispersi kurang dari 1-4 kali panjang gelombang cahaya yang tampak. Bahan bakar mikroemulsi kadangkala disebut dengan bahan bakar hibrida. Kandungan utama dari bahan bakar mikroemulsi ini adalah minyak nabati, metanol, 2 oktanol, dan bahan untuk meningkatkan nilai setana (Knothe, 2000). Reaksi ini terbentuk secara spontan dari dua larutan yang secara normal larut sama lain dan dari satu atau lebih ampopil ion atau ampopil non ion. Untuk waktu pengujian pembakaran dalam waktu singkat, bahan bakar mikroemulsi menunjukkan kinerja yang hampir sama dengan bahan bakar diesel konvensional (Khan, 2002).4.2 Metode Pirolisis ( Thermal Cracking)Cracking dalam bahasa Indonesia sering juga diterjemahkan sebagai perengkahan. Secara garis besar reaksi perengkahan adalah reaksi pemutusan ikatan C-C dari suatu senyawa hidrokarbon. Perengkahan dibagi menjadi dua jenis yaitu perengkahan termal (Thermal cracking) dan perengakahan katalitik (Catalytic cracking). Perengakahan termal pemutusan ikatan C-C dapat berlangsung sebagai akibat kenaikan temperatur yang tinggi, sedangkan pada perengkahan katalitik, reaksi pemutusan C-C berlangsung dengan peran serta katalis dalam reaksi. Sejak 1940 cracking adalah proses penting dalam industri minyak bumi. Proses ini digunakan untuk memproduksi gasolin (fraksi bensin dan kerosin) dari minyak berat atau crude oil.Proses dapat berlangsung melalui dua mekanisme yaitu mekanisme radikal yang dilakukan secara termal (dengan temperatur tinggi) atau secara katalitik. Thermal cracking atau pirolisis dilakukan pada temperatur bervariasi dari 455oC hingga 730oC dan tekanan bervariasi dari tekanan normal hingga 1000 psig. Mekanisme yang terjadi adalah pemutusan ikatan C-Chomolitik. Reaksi bersifat ireversibel endotermis . Thermal cracking dari molekul parafin umumnya akan menghasilkan rantai dengan ukuran molekul yang lebih rendah yang umumnya masuk dalam golongan parafin dan olefin.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 SiO2atau Al2O3pada temperatur 450OC. Produknya kemudian difraksionasi untuk menghasilkan biodiesel dan biogasoline. Semakin tinggi temperatur, fraksi ringan yang dihasilkan semakin banyak. Thermal cracking atau pirolisis adalah suatu proses pengubahan suatu zat menjadi zat lain dengan menggunakan panas, atau dengan kata lain proses pemanasan tanpa udara atau oksigen pada temperatur 450-850C. Pada keadaan tertentu proses pirolisis ini memerlukan katalis untuk menghasilkan pemutusan ikatan kimia menjadi ikatan molekul yang lebih kecil (Helzamy, 2004). 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.4.3 Metode Dry wash Metode ini merupakan proses lanjutan dari proses transesterifikasi pada proses ini minyak hasil dari proses transesterifikasi dan magnesol disiapkan. Kemudian mengaktivasi magnesol dengan cara memasukkan ke dalam campuran larutan asam dan air dengan pemanasan pada temperatur 80C selam 60 menit. Selanjutnya memisah kan dari pelarut asam dengan cara di cuci dengan larutan Aquadest hingga ph netral. Setelah itu magnesol dikeringkan di dalam oven dengan suhu 250C selama 90 menit. Kemudian lakukan pencampuran magnesol dengan perbandingan pada biodiesel hasil transesterifikasi seberat 0,5%, 1%, dan 1,5% dari minyak yang dihasilkan pada suhu 55C. Selanjutnya memisahkan biodiesel hasil pencucian dengan corong pemisah. Pada proses ini biodiesel hasil pencucian dry wash dijernihkan melalui proses penyaringan dengan menggunakan pompa vakum. Produksi biodiesel dengan pencucian model dry wash dan mengetahui karakteristik biodiesel dari minyak jelantah yaitu : flash point, pour point, water content, heating value, densitas, viskositas dan kadar FFA (Free Fatty Acid). Biodiesel yang telah terbentuk dicuci dengan prosentase pemberian magnesium silicate 0,5%, 1% dan 1,5%. Proses produksi biodiesel yang diperoleh dimasukkan dalam tabel dan ditampilkan dalam bentuk grafik selanjutnya dideskripsikan dengan kalimat sederhana. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa persentase pemberian magnesium silicate sebanyak 1% adalah yang terbaik untuk karakteristik biodiesel dari minyak jelantah hasil pencucian dry wash. Hal ini dibuktikan dengan nilai flash point yang tinggi yaitu 145 0C, nilai pour point yang rendah yaitu 2 0C, water content sebanyak 0,15%, heating value sebesar 17.697 Btu/lb, densitas yaitu 0,9025 g/cm, Viskositas yaitu 13,24 cSt dan kadar FFA sebanyak 0,12%.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2014. Biodiesel Dari Minyak Nabati. http://che.unsyiah.ac.id/wpcontent/uploads/sites/4/2014/01/Biodiesel-Dari-MinyakNabati.pdf(diakses pada tan-ggal 10 september 2014).Arifu. 2010. Pirolisis. http://arumaarifu.wordpress.com/2010/02/05/apa-itu-Pirolisis/(diakses pada tanggal 10 September 2014). Clark, Jim. 2003. Cracking Alkanes. http://www.chemguide.co.uk/organicprops/alkanes/cracking.html(diakses pada tanggal 10 September 2014).Kaur, Simer. 2012. Mikroemulsi. http://awesome-shima.blogspot.com/2012/10/micro-emulsion-novel-drug-carriersystem.html(diakses pada tanggal 10 Septem-ber 2014).Mirmanto. 2011. Karateristik Biodiesel Minyak Kelapa Yang Dihasilkan Dengan Cara Proses Pirolisis Kondensasi. http://ejournal.ftunram.ac.id/FullPaper/Art-ikel_Pak_Sinarep_Mirmanto%20final.pdf(diakses pada tanggal 10 Septembe-r 2014).Putra, Pratama. 2011. Mikroemulsi. http://putrapratamat18.wordpress.com/2011/04/20/mikroemulsi-for-farmasi/(diakses pada tanggal 10 September 2011).