Teknologi Lengkap Biodiesel

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pencarian bahan karan alternatif sebagai akibat cadangan minyak bumi yang semakin

menipis mulai giat diadakan. Pengembangan teknologi diarahkan untuk menyediakan bahan bakar dengan kualitas sebanding dengan minyak bumi sebagai bahan bakar utama dunia saat ini. Bahan yang dikembangkan antara lain batu bara, gas alam, panas bumi, matahari dan bahan bakar dari minyak nabati. Biodiesel menjadi alternatif untuk menjawab masalah itu. Bukan hanya mamapu menjadi subtitusi minyak bumi sebagai sumber daya alam yang terbarukan.

Biodiesel juga mampu menjawab kekhawatiran terhadap makin meningkatnya emisi gas buang yang pada akhirnya akan merusak lingkungan. Penggunaan minyak nabati yang sejatinya telah dimulai sejak Rudolf diesel menggagas mesin diesel pada tahun1885, mulai banyak dilirik. Teknologi produksi biodiesel juga berkembang pesat. Eropa menjadi pionir dalam industri biodiesel disusul Amerika Serikat dan diikuti oleh negara-negara penghasil minyak nabati seperti Malaysia dan Indonesia.

1.2. Biodiesel dan Keunggulanya Biodiesel didefinisikan sebagai ester alkil (metil, etil, isopropil, dan sejenisnya) dari

asam-asam lemak (SNI 04-7182-2006). Biodiesel merupakan hasil rekasi minyak atau asam lemak dengan alcohol dan menghasilkan alkil eseter. Alkil ester ini lah yang disebut sebagai biodiesel.

Biodiesel merupakan alternatif untuk memungkinkan penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar pengganti petro diesel. Minyak nabati dapat digunakan sebagai bahan bakar, akan tetapiu dibutuhkan proses untuk menurunkan kekentalannya. Selain diubah menjadi biodiesel, minyak nabati dapat diturunkan kekentalannya dengan cara dipanaskan diatas suhu 90 C. Cara ini akan menuntut modifikasi mesin dengan harus menambahkan preheater di tangki bahan bakar. Jelas cara ini tidak terlalu praktis.

Biodiesel memiliki sifat tidak mudah beracun dan mudah tergradasi. Berikut merupakan keunggulan-keunggulan biodiesel :

Biodiesel tidak beracun dan ramah lingkungan. Biodiesel menhhasilkan lebihsedikit karbon monoksida pada pembakarannya dan 100% emisi sulfur adanya hidrokarbon tak terbakar sehingga biodiesel mampu menekan pencemaran udara.

Biodiesel dengan pembakaran lebih sempurna akan memberikan penguranganterhadap resiko kanker sebesar 90%.

Biodiesel terdegradasi dan terbarukan oleh alam. Biodiesel dapat digunakan langsung atau sebagai campuran terhadap

petrodiesel. Besaran campuran berkisar 5-20%. Biodiesel memperpanjang umur mesin.

1.3. Spesifikasi BiodieselIndonesia telah membuat standar terhadap biodiesel yang diproduksi. Standar

ini mengacu pada dua standar biodiesel yakni standar biodiesel Eropa prEN 14214-

2002 (E) dan satandar biodiesel Amerika Serikat ASTM D6751. Standar biodieseleropa lebih lengkap, dan ini mencerminkan tingkat kemajuan industri biodiesel diEropa. Standar biodiesel Eropa mengaju pada penggunaan Biodesel murni (B100) danatau untuk campuran minyk solar sampai 5%.

Indonesia telah membuat standar terhadap biodiesel yang diproduksi. Standar ini mengacu pada dua standar biodiesel yakni standar biodiesel Eropa prEN 14214-2002 (E) dan satandar biodiesel Amerika Serikat ASTM D6751. Standar biodieseleropa lebih lengkap, dan ini mencerminkan tingkat kemajuan industri biodiesel di Eropa. Standar biodiesel Eropa mengaju pada penggunaan Biodesel murni (B100) danatau untuk campuran minyk solar sampai 5%. Terlihat standar Indonesia lebih mengacu pada standar Amerika, karenaamerika mempertelakan pada penggunaan biodiesel sebagai bahan campuran minyakdiesel dengan kisaran 5-30% (B5-B30).

2. BAHAN BAKU BIODIESEL

2.1 Minyak dan Asam Lemak2.1.1 Minyak NabatiMinyak nabati merupakan bahan utama produksi biodiesel. Minyak Nabatiyang tenaga populer untuk dikembangkan sebagai bahan utama pembuat biodieseladalah minyak jarak pagar. Minyak jarak pagar yang bukan merupakan minyak edibleatau minyak pangan merupakan sumber bahan baku jangka panjang bagi industribiodiesel. Hampir semua minyak nabati bisa diolah menjadi biodiesel baik itu edibleoil maupun bukan.Minyak nabati memilki struktur komponen antara lain :

Campuran Trigliserida dan asam lemak Asam Lemak bebas Gum Karoten Air

Lemak dan minyak tidak terkomposisi dari gliserida yang hanya berisi satu asamlemak saja, tetapi merupakan campuran atau kombinasi.

Minyak kelapa sawit, Salah satu dari tanaman golongan palm yang dapatmenghasilakan minyak adalah kelapa sawit ( elaeis guinensis ) dikenal terdiri dariempat macam tipe atau varietas, yaitu tipe macrocarya, Dura, Tenera dan Pisifera.Masing masing tipe dibedakan berdasarkan tebal tempurung. Minyak kelapa sawit dapat dihasilkan dari inti kelapa sawit yang dinamakan minyak inti kelapa sawit atau palm kernel dan sebagai hasil samping adalah bungkil inti kelapa sawit ( palm kernel meal atau pellet ).

Kelapa sawit mengandung kurang lebih 80 % perikarp dan 20 % buah yangdilapisi kulit yang tipis, kadar minyak dalam perikarp sebesar 34 % sd 40 %. Minyakkelapa sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang tetap.Rata – rata komposisi minyak kelapa sawit dapat dilihat pada tabel. 2.1berikut. Bahan yang tidak dapat disabunkan sekitar 0.3 %.

Tabel.2.1 Komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dan minyak inti kelapasawit. Asam lemak Minyak kelapa sawit % Minyak inti sawit %Asam kaprilat - 3 - 4Asam laurat - 46 – 52Asam miristat 1.1 - 2.5 14 – 17Asam palmitat 40 – 46 6.5 – 9Asam stearat 3.6 – 4.7 1 – 2.5Asam oleat 39 – 45 13 – 19Asam linoleat 7 - 11 0.5 - 2Asam kaproat - 3 – 7

Kandungan karotene dalam minyak kelapa sawit dapat mencapai 1000 ppm atau lebih, tetapi dalam minyak dari jenis tertera kurang lebih 500 – 700 ppm, kandungan tokoferol bervariasi dan dipengaruhi oleh penanganan selama produksi. Mutu minyak kelapa sawit yang baik mempunyai kadar air kurang dari 0.1 % dan kadar kotoran tidak lebih dari pada 0.01 %, kandungan asam lemak bebas serendah mungkin( kurang dari 2 % ), bilangan peroksida dibawah 2, bebas dari dari warna merah dan kuning ( harus berwarna pucat ) tidak berwarna hijau, jernih, dankandungan logam berat serendah mungkin atau bebas dari ion logam.Minyak Kelapa, Minyak kelapa berdasarkan kandungan asam lemakdigolongkan ke dalam minyak asam laurat, karena kandungan asam lauratnya paling besar jika dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Berdasar tingkat ketidakjenuhannya yang dinyatakan dengan bilangan Iod ( iodine value ), maka minyak kelapa dapat digolongkan kedalam golongan non drying oils, karena bilngan iod minyak tersebut berkisar antara 7.5 – 10.5. Komposisi asam lemak minyak kelapa dapat dilihat pada table 2.2. beikut ini.

Tabel 2.2 Kopmposisi Asam Lemak Minyak KelapaAsam lemak Rumus kimia JumlahAsam lemak jenuhAsam Kaproat C5H11COOH 0.0 –0.8Asam kaprilat C7H17COOH 5.5 – 9.5Asam kaprat C9H19COOH 4.5 – 9.5Asam laurat C11H23COOH 44.0 – 52.0Asam miristat C13H27COOF 13.0 – 19.0Asam palmitat C15H31COOH 7.5 - 10.5Asam stearat C17H35COOH 1.0 - 3.0Asam arachidat C19H37COOH 0.0 - 0.4Asam lemak tidak jenuhAsam palmitoleat C15H29COOH 0.0 – 1.3Asam oleat C17H33COOH 5.0 – 8.0Asam linoleat C17H31COOH 1.5 – 2.5

Dari tabel II.3. diatas tabel terlihat bahwa asam lemak jenuh minyak kelapa kurang lebih 90%, minyak kelapa mengandung 84 % trigliserida dengan tiga molekul asam lemak jenuh, 12 % trigliserida dengan dua asam lemak jenuh dan 4% trigliserida dengan satu asam lemak jenuh.Minyak Castor, Tanaman jarak ( Ricinus communis L) merupakan tanaman tahunan yang hidup di daerah tropis maupun sub tropis, dan dapat tumbuh pada ketinggian 0 – 800 m di atas permukaan laut. Tanaman jarak telah lama dikenal di Indonesia.Minyak jarak mempunyai kandungan asam lemak dengan komposisi seperti tabel 2. 3. Berikut;

Tabel 2.3. Kandungan asam lemak minyak biji jarak.Asam lemak Jumlah ( % )Asam Risinoleat 86Asam oleat 8.5Asam linoleat 3.5Asam stearat 0.5 – 2.0Asam dihidroksi stearat 1 - 2

Minyak jarak mempunyai rasa asam dan dapat dibedakan dengan triglserida yang lainnya karena bobot jenis, kekentalan dan bilangan asetil serta kelarutannya dalam alkohol nilainya relatif tinggi. Minyak jarak larut dalam alkohol 95% pada suhu kamar serta pelarut organik yang polar dan sedikit larut dalam pelarut hidrokarbon alifatis. Kandungan tokoferol relatif kecil ( 0.05 persen ) dan kandungan asam lemak essensialnya yang sangat rendah menyebabkan minyakjarak tersebut berbeda dengan minyak nabati lainnya. Standar mutu minyak jarak berbeda – beda tergantung dari cara pengolahannya di Amerika serikat dilakukan dua cara pengolahan yaitu dengan sistem pengepresan pada suhu rendah yang menghasilkan minyak dengan nama “No 1 Castor Oil” dan dengan cara memakai pelarut biasanya heptan menghasilkan minyak dengan nama “ No 3 Castor oil “ . Kedua minyak jarak tersebut mempunyai sifat fisiko kimiayang berbeda sebagaimana tabel II.4. berikut.

Tabel 2.4 Karateristik minyak Castor oil No1 dan Castor Oil No 3

Sifat fisikokimia No1 No 3Bobot jenis 15.5 / 15.50 C 0.961 – 0.963 0.957 – 0.963Viskositas pada250 C 0.5 0.5Warna ( gardner ) 3 ( maks ) 3 ( maks )Bilangan Asam 3 ( maks ) 3 ( maks )Bilangan Iod ( wijs ) 82 – 88 80 – 88Bialangan penyabunan 179 – 185 177 – 182Bahan tak tersabunkan ( % ) 0.5 ( maks ) 1.0 (maks)

Minyak jarak mempunyai sifat sangat beracun di samping kandungan asamlemak esensialnya yang sangat rendah hal yang demikian menyebabkan minyak jaraktidak dapat digunakan untuk minyak makan dan bahan pangan.

2.1.2 Limbah Pengolahan MinyakIndustri pengolahan minyak nabati selain menghasilkan minyak edible yang

merupakan produk utama juga menghasilkan produk samping. Produk ini dapatdimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel yang relatif murah. Sebagai contohnyakita ambil produk samping dan limbah industri minyak kelapa sawit di Indonesia,bahan yang masih dapat dimanfaatkan anatara lain :

CPO Offgrade, adalah CPO yang berkadar keasaman lebih dari 5%. Banyakterdapat pada pabrik pegolahan kelapa sawit sederhana. Harga CPO offgrade 40%lebih murah dari pada CPO standar.

CPO Parit, merupakan limbah kelapa sawit. Limbah ini berupa campuran airdan minyak yang banyak ditampung di lagoon di perusahaan pengolah kelapa sawit.Limbah ini mengandung 0.5-1% minyak sawit. Volume limbah sebesar dua kalikapasitas pabrik.

PFAD,merupakan singakatan dari Palm fatty acid distillate atau dikenal jugasebagai DALMS,; Distilat asam lemak minyak sawit. PFAD merupakan limbahpengolahan CPO menjadi minyak goreng. CPO diolah menjadi minyak cair (olein)dan padat (stearin). Olein diolah lebih lanjut menjadi minyak goreng sedangkanstearin menjadi margarin. PFAd volumenya 6% dari CPO, sedangkan harganya 80%CPO standar.

2.1.3 High FFA Grease dan TallowLemak binatang juga merupakan sumber bahan baku biodiesel. Lemak terdiri

dari asam-asam lemak yang dapat diubah menjadi ester. Lemak dibedakan menjadidua yaitu yellow grease yakni lemak dengan kandungan asam lemak bebas rendahatau kurang dari 2%. Untuk lemak dengan asam lemak lebih tinggi disebut browngrease.

2.1.4 Minyak Goreng BekasMinyak goreng bekas merupakan sumber alternatif lain bagi bahan baku biodiesel. Untuk

skala produksi kecil ketersedian minyak goreng bekas relatif banyak.Tahun 2005 konsumsi minyak goreng kelapa sawit masyarakat Indonesia sebsar 5.39 juta ton.

Minyak goreng bekas biasanya berwarna agak kemerahan karena impuritas yang berupa padatan dari benda yang digoreng dan juga karena perubahan strukktur kimia. Minyak goreng bekas mengalami kenaikan asam lemak bebas karena dikenai suhu tinggi.

2.2 AlkoholAlkohol merupakan bahan baku kedua dari proses pembuatan biodiesel. Alkohol yang

dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel antara lain etanol, metanol,butyl alkohol dan propanol. Dua jenis alkohol yang biasanya digunakan adalah metanol dan etanol. Namun demikian metanol lebih disukai karena harganya yang lebih murah dari pada etanol.Alkohol yang digunakan sebagai bahan baku harus memiliki kadungan air yang kecil. Alkohol yang mengandung banyak air akan menyebabkan hasil biodiesel yang rendah dan banyak membentuk sabun. Sayangnya, alkohol dengan rantai pendek seperti metanol dan etanol mudah menyerap air. Alasan lain dipilihnya metanol adalah kemudahannya untuk direcovery.

Reaksi pembuatan biodiesel menuntut jumlah alkohol yang berlebih. Rekasi bolakbalik menuntut jumlah pereaksi yang berlebih dari kebutuhan untuk dapat menghasilkan biodiesel 99,7%.Struktur kimia metanol dan etanol dalah sebagai berikut :

2.3 KatalisKatalis adalah bahan yang ditambahkan ke dalam reaksi tetapi akan diperoleh lagidiakhir reaksi dengan tujuan mempercepat jalannya reaksi. Katalis dapat darigolongan katalis asam, katalis basa dan enzim.

2.3.1 Katalis AsamBerbagai asam kuat dapat digunakan sebagai katalis dalam reaski pembuatan

biodiesel. Rekasi pembuatan ini biasanya yang berjenis esterifikasi. Beberapa contohkatalis asam adalah Asam klorida atau HCl dan asam sulfat atau H2SO4 dan asamposphat. Beberapa ion exchange resin yang bertipe asam juga dapat digunakansebagai katalis padat antara lain Amberlyst. Kalsium karbonat padat dapat juga digunakan dalam proses homogen katalitik. Katalis asam ini akan dinetralkan setelah reaksi berjalan sempurna. Penetralan dapat dilakukan dengan penambahan katalis basa sekaligus mereaksikan sisa trigliserida

2.3.2 Katalis BasaKatalis yang paling umum digunakan dalam pembuatan biodiesel dari trigliserida

adalah katalis basa. Jenis-jenis katalis basa yang dapat digunakan antara lain : sodiumhidroksida, potassium hidroksida dan sodium metoksida. Katalis jenis basa ini digunakan untuk produksi biodiesel yang berbahan baku minyak nabati, terutama dengan nilai asam lemak bebas rendah. Katalis basa bersifat higroskopis atau mudah menyerap air. Katalis basa menyerap air ketika dilarutkan kedalam alcohol maupun saat disimpan. Jika penyerapan air terlalu banyak mengakibatkan katalis tidak bekerja optimal dan biodiesel yang dihasilkan memiliki kandungan total gliserin yang tidak memenuhi standar.

2.3.3 Enzym katalisSaat ini juga tengah berkembang penelitian tentang penggunaan enzym lipase

sebagai katalis dalam produksi biodiesel. Bahkan di beberapa negara jepang danKorea sudah sampai pada tahap aplikasi. Beberapa enzym bisa bekerja pada bahanbaku trigliserida dan beberapa bekerja pada asam lemak. Jepang memilih mengembangkan katalis enzim karena biaya untuk energi yang relatif mahal. Akan tetapi penggunaan enzim untuk skala komersial terbatas karena biaya yang tinggi. Reaksi menggunakan enzim berjalan sangat lambat dan biodiselnya kurang dari 99,7%.

3. PROSES DASAR PEMBUATAN BIODIESEL

3.1 ESTERIFIKASIReaksi pembentukan biodiesel adalah rekasi antara asam lemak dengan alkohol baik dengan adanya katalis ataupun tidak. Reaksi ini lazim disebut sebagai reaksi esterifikasi karena menghasilkan biodiesel sebagai senyawa esternya. Reaksi pembuatan biodiesel kerap juga disebut dengan reaksi alkoholisis karena menggunakan alkohol sebagai bahan perekasi. Adapun reaksi kimia antara asam lemak dan metanol membentuk biodiesel adalah sebagai berikut :

Reaksi esterifikasi biasanya memakai asam kuat sebagai katalisnya. Asam kuat yang biasa dipakai sebagai katalis dalam proses esterifikasi adalah asam sulfat dan asam klorida, namun asam sulfat lebih sering digunakan karena kandungan air yang lebih sedikit. Reaksi esterifikasi adalah reaksi bolak-balik artinya reaksi dapat membentuk produk tetapi bisa juga berbalik berubah menjadi bahan baku lagi. Untuk itu diperlukan optimasi pada jumlah bahan pereaksi, suhu, pengadukan dan waktu reaksi.

3.2 TRANSESTERIFIKASITrigliserida merupakan komponen utama penyusun minyak nabati. Trigliserida akan dipecah struktur rantainya menjadi asam lemak dan bereaksi dengan alkohol membentuk biodiesel dan gliserol. Struktur reaksi kimia tranesterifikasi adalah sebagai berikut :R1,R2 dan R3 adalah asam emak rantai panjang. Ada lima jenis asam lemak rantaipanjang yang terdapat pada minyak nabati dan lemak dalam jumlah yang relatif banyak, sedangkan yang lain jumlahnya sedikit. Asam lemak itu adalah :Palmitat; asam lemak dengan 16 ikatan carbonStearat; asam lemak dengan 18 ikatan carbonOleat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon dan 1 ikatan rangkapLinoleat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon dan 2 ikatan rangkapLinolenat; asam lemak dengan 18 ikatan carbon dan 3 ikatan rangkap

Jenis asam lemak ini akan berpengaruh pada sifat biodiesel yang dihasilkan darireaksi transsetrifikasi trigliserida.

3.3 PERSIAPAN BAHAN BAKU MINYAK DAN LEMAK3.3.1 Pengambilan MinyakAda tiga cara pengambilan minyak dari biji buah yakni secara kimia dan mekanis. Secara kimia minyak diambil dari biji buah dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut atau biasa disebut sebagai ekstraksi solvent. Satu lagi tetapi jarang digunakan adalah intermittent extraction atau biasa juga disebut sebagai ektraksi soklet. Cara yang paling umum digunakan pada industri pengolahan minyak adalah cara mekanis menggunakan alat pengepres. Alat pengepres yang

digunakan untuk kapsitas kecil biasanya hidrolik press sedangkan untuk kapsitas besar menggunakan srew press.

Minyak yang dihasilkan dari press mengandung impuritas yang bisa diklasifikasika menjadi dua golongan yakni kotoran yang terlarut dalam minyak dan kotoran tidak terlarut. Kotoran tidak terlarut dalam minyak berupa sisa kulit biji, air bebas, lilin dan karbon rantai panjang yang membuat minyak jadi tidak jernih. Kotoran yang larut alam minyak berupa asam lemak bebas, gum, protein, ketone,dan aldehid.

3.3.2 RefiningTahap berikut dari pengolahan minyak adalah pemurnian minyak atau disebut sebagai

refining. Refining minyak dilakukan dengan dua tahap yaitu deguming atau penghilangan getah dan netralisasi.

Deguming adalah penghilangan getah yang terlarut dalam minyak. Getah berupa senyawa pospolipid yang besarnya 500-700 ppm. Deguming dilakukan dengan mecampurkan dengan 1-3% air. Campuran dipanaskan pada suhu 70 c dan diaduk selama 30-60 menit. Cara ini akan mengendapkan phospolipid dan gum menjadi tidak larut dalam minyak., selanjutnya diendapkan, disaring dan disentrifugasi. Untuk kedelai produk saping deguming menggunakan air digunakan sebagai bahan baku produksi lesitin. Sebagian phospotida tidak dapat diendapkan dengan penambahan air saja. Untuk itu ditambahkan asam sitrat atau asam pospat untuk mengendapkan sisanya. Asam sitrat lebih sering dipakai dalam pemurnian minyak kedelai untuk memproduksilesitin yang bisa dikonsumsi. Asam pospat yang ditambahkan adalah sebesar 0.05-0.2 % berat minyak dariasam pospat konsentrasi 85%. Campuran dipanaskan pada suhu 60-85 C dengan waktu yang pengendapan dibutuhkan berkisar 1-2 menit bergantung pada tipe dan kualitas minyak.

Langkah kedua dari proses refining adalah netralisasi.atau caustic refining. Proses ini bertujuan menghilangkan asam lemak bebas dari minyak mentah. Larutan alkali biasanya larutan kautik soda ditambahkan dan akan bereaksi dengan asam lemak bebas membentuk sabun. Sabun akan terpisah dari minyak dan mudah untuk dipisahkan mengggunakan pencucian air.

Berikut diagram lengkap deguming minyak kedelai :

Larutan alkali selanjutnya dinetralkan dengan larutan asam yang diambil dari proses deguming. Larutan alkali ini juga dapat bereaksi dengan trigliserida dalam minyak sehingga perlu dilakukan optimasi terhadap jenis alkali, suhu, pengadukan dan waktu untuk meminimasi kehilangan hasil. Berkurangnya hasil juga dapat terjadi pada emulsi dan suspensi minyak pada sabun yang dikenal sebagai soapstock.

3.3.3 BleacingTujuan utama proses bleaching adalah menhilangkan warna dari minyak. Bleaching juga

membantu menghilangkan sisa sabun, logam terlarut, pospolipid dan belerang. Bahan yang digunakan dalam proses bleaching adalah bleaching clay yang terdiri dari bentonit dan montmorillonite. Bahan itu dicampur dengan minyak diaduk selama 10-30 menit pada suhu 90-120 C. Proses bleaching dilakukan pada kondisi vakum untuk menghilangkan oksigen. Akibatnya air sisa netralsisasi dan pencucian hilang. Hal ini agak mengurangi efektivitas bleaching clay. Bentonit biasanya diaktivasi terlebih dahulu sebelum digunakan sebagaibleacher. Aktivasi bleaching clay menggunakan asam mineral semisal asam sulfat. Asam ini akan menghilangkan mineral dan bleaching clay sehingga menjadi lebih kecil tetapi memiliki volume yang lebih besar. Bleaching clay dapat langsung dicampurkan ke dalam minyak yang akan dijernihkan ataupun dapat juga dicampur terlebih dahulu menggunakan sedikit minyak. Setelah itu minyak disaring untuk memisahkan bleaching clay nya. Angka peroksida akan turun karena hidrogen peroksiada dalam minyak telah dihilangkan. Akan tetapi akan terjadi sedikit kenaikan asam lemak bebas sebagai akibar reaksi hidrolisis asam sulfat dari bleaching clay.

3.3.4 DeodorizationDeodorization adalah tahap terakhir sebelum minyak dapat dikonsumsi sebagai minyak

poangan. Deodorization menghilangkan bahan-bahan yang memberikan bau dan rasa tidak sedap pada minyak. Deodorization sebenarnya adalah proses distilasi yang berlangsung pada suhutinggi (200º - 260º C) tetapi tekanannya rendah (2 - 7 torr, 2.5-9.2 mlbar). Komponen bau lebih mudah menguap dari minyak dan akan hilang dengan pemanasan tinggi pada tekanan rendah.

Tahap pertama deodorization adalah deaerasi. Langkah ini akan menghilangkan oksigen terlarut sehingga tidak akan mengoksidasi pada saat temperatur tinggi . Pada deodorization secara batch, deaerasi dilakukan pada suhu dari suhu awal 40º -80ºC hingga mencapai suhu deodorization 200º - 260º C. Jika dilakukan pada tekanan vacum suhu minyak mencapai 100º - 120º C. Tahap kedua dari proses deodorization adalah pemanasan. Pada proses kontinyu sumber pemanas diambilkan dari pendinginan minyak yang dihilangkan baunya. Setelah pemanasan awal dilakukan pemanasan hingga mencapai suhu yang diinginkan menggunakan media pemanas lain semisal Dowtherm A. Minyak dipanaskan selama 2-5 jam kemudian didinginkan hingga mencapai suhu 120º C kemudian ditambahkan asam sitrat sebanyak 50 - 100 mg/kg. Penambahan asam sitrat dimaksudkan untuk menghilangkan logam yang terlarut sehingga dapat dipisahkan dengan penyaringan.

3.3.5 RenderingRendering adalah proses dimana produk samping industri makanan termasuk lemak

hewan, tulang, darah dan kulit diolah menjadi bahan berguna. Hasilnya adalah lemak yang bisa dimakan dan protein yang berguna bagi manusia. Lemak ini dapat dibersihkan dengan proses yang mirip dengan proses minyak nabati. Bahan baku masuk dan dipanaskan hingga mencapai suhu 121-135ºC (250-275ºF). Suhu tinggi ini akan memisahkan lemak dan air dari bagian padat . Berkut diagram lengkap proses rendering :

4. TEKNOLOGI PROSES4.1 Biodiesel-Gliserol

Biodiesel memiliki berat jenis sekitar 0.88 gr/cc sedangkan gliserol 1.05 gr/cc.Berat jenis gliserol bergantung pada jumlah methanol, air dan katalis yang beradadalam gliserol. Perbedaan berat jenis yang cukup besar memungkinkan pemisahanbiodiesel dan glisserol menggunakan pemisahan sederhana berdasar grafitasi. Meskipun begitu pemisahan biodiesel gliserol dipengaruhi beberapa faktor lain. Pengadukan selama reaksi berlangsung menyebabkan gliserol terpecah menjadi butiran-butiran kecil sehingga terdispersi ke dalam biodiesel. Penyatuan butiranbutiran hingga menjadi gliserol dan mengendap membutuhkan waktu satu jam lebih. Untuk alasan inilah pengadukan dibuat semakin melambat seriring waktu proses yang berjalan. Keadaan yang mendekati netral membuat pemisahan gliserol dan biodiesel menjadi lebih mudah. Ini yang dijadikan alasan pembatasan jumlah katalis. Pada beberapa proses penetralan dilakukan pada awal pemishan gliserol dan biodiesel.Adanya mono, didan terigliserida dalam jumlah banyak akan membuat lapisan emulsi pada permukaan biodiesel dan gliserol. Emulsi ini akan membuat biodesel tidak memenuhi standar. Maka perlu dilakukan perhitungan ulang terhadap perbandingan pereaksi.

4.2 Peralatan proses Pemisahan Biodiesel-

4.2.1 Dekanter Ada tiga perlatan yang dapat diugunakan untuk memisahkan biodisel dengangliserol . Dekanter membutiuhkan waktu yang lama untuk memisahkan dua faseberdasarkan perbedaan berat jenis. Untuk pembuatan secara batch waktu 1-8 jam cukup optimal. Pertimbangan utama dalam pemilihan decanter adalah lama waktu yang diharapkan. Dekanter harus berbentuk tinggi panjang dengan perbandingan tinggi disbanding diameter 5-10. Suhu sangat berpengaruh pada pemisahan di dekanter. Temperatur terlalu tinggi akan mengakibatkan alcohol menguap sehingga membatasi aliran biodiesel keluar dari decanter. Temperatur terlalu rendah akan meningkatkan viskositas sehingga waktu pisah menjadi lebih lama. Pada proses kontinyu apabila ada mono dan di glisida harus segera dibersihkan. Emulsi yang terbentuk Keberadaan mono dan di gliserida akan membentuk emulsi dan menghammbat pemisahan biodiesel-glserol.4.2.2 Sentrifugasi Banyak pabrik yang memakai sistem kontinu menggunakan sentrifugasi untukmemisahkan biodiesel-gliserol. Sentrifugasi memberikan gaya grafitasi lebih tinggi dengan putaran tinggi sehingga didapatkan pemisahan yang cepat dan efektif. Kekurangan sentrifugasi adalah biaya awal yang tinggi dan perawatan yang harus teliti. Sentrifugasi adalah alat yang diputar dengan kecepatan tinggi. Grafitasi artificial yang dihasilkan adalah akibat putaran tinggi berkisar 2000-5000 rpm. 4.2.3 Hidrosiklon Hidrosiklon adalah alat baru yang diterapkan pada industri biodiesel. Efeknyahampir sama dengan sentrifugasi dieman bahan yang lebih berat akan terlempar kedinding dan jatuh ke bawah sedangkan bahan lebih ringan kembali ke tengah dan naikke atas. Bahan masuk kedalam hidrosiklon dalam tekanan yang cukup tinggi 125 psig.Tekanan akan menurun dan laju aliran naik. Hal ini membuat cairan akan berputarpada lingkaran yang besar. Bahan dengan berat jenis ringan terkonsentrasi di tengahdan bahan yang lebih berat akan terpental keluar dan turun. Sayangnya, methanol

adalah bahan yang mudah menguap. Penurunan tekanan akan menyebabkan methanol menguap dan menghambat proses

4.3 Pencucian BiodieselTujuan utama pencucian biodiesel adalah menghilangkan sabun yang terbentuk dalam

proses tranesterifikasi. Pencucian juga memungkinkan untuk dilakukan penetralan dari sisa katalis dan penghilangan garamnya. Penghilangan methanol harus dilakukan sebelum tahap pencucian biodiesel. Namun demikian ada juga yang menghilangkan methanol dengan pencucian dan baru methanol diambil dari air bekasnya. Pencucian biodiesel menggunakan air hangat 120-140F untuk mencegah pengendapan ester asam lemak jenuh dan meghilangkan emulsi. Air sedikit asam menghilangkan kandungan kalsium dan magnesium dan mentralkan sisa katalis.

Penghilangan ion besi dan tembaga akan menghilangkan emulsi dan menghasilkan pemisahan fase yang cepat. Pemisahan antara fase biodiesel dan air berlangsung sempurna dan terlihat jelas beda fasenya. Namun demikian kelarutan air dalam biodiesel lebih tinggi dari standar kandungan air untuk B100. Untuk itu dibutuhkan pengeringan. Pengeringan dengan cara vakum baik batch maupun kontinyu dapat dilakukan untuk tujuan itu. Alat lain yang dapat digunakan adalah evaporator jenis falling film. Evaporator jenis ini bekerja pada tekanan rendah. Ester akan turun melalui dinding dalam dan akan mengenai dinding pemanas sehingga air akan menguap dengan cepat. Evaporasi suhu tinggi harus dihindari untuk mencegah perubahan warna biodiesel menjadi lebih gelap. Hal ini disebabkan rantai tidak jenuh biodiesel terpolimerasi menghasilkan warna merah. Karena kandungan air dalam biodiesel cukup rendah maka adsorben juga dapat digunakan untuk menghilangkan air. Beberapa adsorben yang dapat digunakan antar lain : silica gel, bentonit dan molecular sieve.

4.4 Pemurnian BiodieselAda berberapa jenis adsorben yang secara selektif menyerap mono gliserida dan

digliserida seperti Magnesol produk dari Dallas Group. Proses ini diteruskan dengan filtrasi terbukti bisa menurunkan kandungan gliserida dan total gliserol. Beberapa minyak dan hampir semua yellow grease membuat biodiesel berwarna kemerahan, meskipun tidak terdapat dalam ketentuan standar tetapi warna dapat dihilangkan menggunankan karbon aktif. Standar eropa memeprasyaratkan kandungan sulfur yang lebih ketat dari pada standar Amerika. Hal ini membuat beberapa produsen di eropa menggunakan distilasi vakum untuk menghilangkan kandungan sulfur.

Distilasi vakum juga mampu mengilangkan bau dan berbagai kontaminan lain.Filtrasi merupakan langkah penting pada setiap bagian produksi biodiesel. Bahan baku masuk sebaiknya difilter menggunakan filter paling tidak 100 μm. Produk biodisel harus difilter menggunakan filter 5 μm untuk memastikan tidak adanya kontaminan yang dapat merusak mesin.

5. PENANGANAN MASALAH

Ada tiga arus utama yang harus tangani selain arus ester dalam produksi biodiesel.Arus tersebut adalah :Kelebihan alcohol yang perlu untuk diambil ulangGlyserol sebagi produk sampingAir limbah dari pencucian biodiesel

Metanol perlu diambil ulang karena methanol yang ditambahkan ke dalam reaksiesterifikasi adalah methanol berlebih. Pengambilan ulang methanol akan menghematbiaya delain juga menghilangkan emisi buang methanol karena beracun dan mudahterbakar.

Gliserol diambil dan secara bertahap dimurnikan sebagai hasil sampingproduski biodiesel. Sebanyak 10% berat input bahan baku dikonversikan menjadigliserol. Pengolahan limbah air membutuhkan biaya karena jumlah air yangdibutuhkan dan juga pengolahan limbah agar aman.

6.KESIMPULAN DAN SARAN6.1 Kesimpulan1. Biodiesel dapat disintesis dari minyak jelantah melalui proses gabungan yaitu reaksi esterifikasi dan transesterifikasi. Dari 500 mL minyak jelantah yang digunakan dan pencampuran 100mL katalis diperoleh biodiesel sebanyak 500 mL atau 83% untuk biodiesel yang menggunakan methanol sebagai pensuplai gugus metil,sedangkan untuk biodiesel yangmenggunakan metil asetat didapatkan hasil sebanyak 550 mL atau 92% biodiesel.

2. Nilai karakteristik yang didapatkan masih belum sesuai dengan standard ,khususnya nilai viskositas dan kandungan air baik biodiesel yang menggunakan metanol sebagai pensuplai gugusmetil dan biodiesel yang menggunakan metil asetat. Hal ini disebabkan oleh kesalahan dalam proses, pengunaan alat dan bahan yang masih sangat sederhana,sehingga nilai karakteristik yangdidapatkan cenderung lebih besar.

3. Dari penelitian yang dilakukan ,jika dilakukan suatu perbandingan antara biodiesel yangmenggunakan metil asetat dan biodiesel yang menggunakan metanol maka penggunaan metilasetat mampu untuk menurunkan nilai dari viskositas yang selama ini menjadi suatu permasalahan utama dalam pembuatan biodiesel menggunakan minyak jelantah,akan tetapi nilaiyang didapatkan masih belum masuk dalam standard.

5.2 Saran1. Perlu dilakukan kepastian mengenai waktu lamanya proses pengeringan agar dapat dipastikan bahwa proses pengeringan sesuai dan diharapkan nantinya akan mampu menghasilkan nilai propertis biodiesel yang sesuai standard.

2. Adanya ketelitian dan penelitian lanjutan mengenai proses pembuatan ,pemilihan bahan,dan peralatan untuk menghasilkan biodiesel dari minyak jelantah. Dalam hal ini terkait mengenai nilai viskositas,diharapkan untuk menggunakan bahan yang berkualitas baik,karena pengaruh dari kandungan minyak jelantah serta pengaruh waktu dalam proses pembuatan akan sangat mempengaruhi nilai viskositas dan nilai karakteristik lainnya.

7. REFERENSI

1. Forum Biodiesel Indonesia (2005) “Minutes of meeting pertemuan Forum BiodieselIndonesia 18 Februari 2005, Gedung BANI Jakarta

2. Soerawijaya, T.H, 2006, “Raw Material Aspects of Biodiesel Production in Indonesia,One day Seminar on Biodiesel in BPPT Jakarta, Indonesia

3. Darnoko, D and Cheryan, M., (2000), Kinetic of Palm Oil Transesterification in abatch reactor, JAOCS, Vol 77 No. 12

4. Hermasnyah, Heri. 2008. Pengembangan Rute Sintesis Biodiesel Non Alkohol Menggunakan Biokatalis : State of The Arts. Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Indonesia.

DAFTAR ISI....

1. Pendahuluan......1.1 Latar Belakang1.2 Biodiesel dan keunggulannya1.3 Spesifikasi biodiesel

2. Bahan Baku Biodiesel.......2.1 Minyak dan asam lemak2.1.1 Minyak nabati2.1.2 Limbah pengolahan minyak2.1.3 High FFA Grease dan Tallow2.1.4 Minyak goreng beku2.2 Alcohol2.3 Katalis2.3.1 Katalis Asam2.3.2 Katalis Basa2.3.3 Enzym Katalis

3. Proses Dasar Pembuatan Biodiesel ........3.1 Esterifikasi3.2 Transesterifikasi3.3 Persiapan Bahan Baku dan Minyak

4. Teknologi Proses........4.1 Biodiesel Gliserol4.2 Peralatan Proses Biodiesel4.3 Pencucian Biodiesel4.4 Pemurnian Biodiesel

5. Penanganan Masalah........

6. Kesimpulan dan Saran.........7. Referensi.........