BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penggunaan minyak jagung di masyarakat mulai banyak diminati karena kadar cholesterolnya yang cukup rendah. Namun konsumsi minyak jagung di Indonesia belum sebanyak di Amerika serikat yang umumnya mengkonsumsi minyak jagung karena minyak sawit masih menjadi pilihan utama. Penggunaan minyak jagung hanya digunakan pada pengolahan makanan tertentu terkait faktor harga dari minyak jagung yang relatif lebih mahal dari harga minyak sawit pada umumnya. Kebutuhan minyak jagung terus meningkat seiring dengan populasi yang terus bertambah bahkan di Amerika Serikat produksi minyak jagung untuk kebutuhan domestik mencapai angka 2470 juta pound (sumber: Bureau of the Census and Agricultural Marketing Service). Untuk wilayah Asia sendiri negara China mempunyai tingkat konsumsi yang tinggi akan minyak jagung dimana pada tahun 2007 konsumsi hanya ton namun meningkat di tahun 2008 mencapai angka ton bahkan diprediksi akan terus meningkat untuk tahun selanjutnya (sumber: China Research and Intelligence). Biodiesel adalah bahan bakar alternatif penganti solar, yang merupakan senyawa kimia sederhana dengan kandungan enam sampai tujuh macam ester asam lemak. Biodiesel didefinisikan sebagai metil ester dengan panjang rantai karbon antara 12 sampai 20 dari asam lemak turunan lipid contohnya minyak nabati atau lemak hewani. Biodiesel juga merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang sepenuhnya sesuai dengan persyaratan pengujian efek kesehatan dari Clean Air Act. Penggunaan biodiesel pada mesin diesel konvensional menghasilkan pengurangan substansial hidrokarbon terbakar, karbon monoksida, dan partikel lainya yang berasal dari emisi bahan bakar diesel. Di samping itu, emisi gas buang sulfur oksida dan sulfat (komponen utama hujan asam) dari biodiesel pada dasarnya lebih mudah dihilangkan dibandingkan dengan solar. Polutan utama knalpot adalah hidrokarbon terbakar dan nitrogen oksida yang 1

2 B a b I P e n d a h u l u a n 2 merusak ozon atau pembentuk kabut prekursor. Penggunaan biodiesel menghasilkan pengurangan substansial hidrokarbon terbakar (Haryanto, 2002). Biodiesel juga bersifat biodegradable dan tidak beracun, disamping itu juga biodiesel memiliki flash point (temperatur terendah yang dapat menyebabkan uap biodiesel dapat menyala) yang tinggi daripada diesel normal, sehingga tidak menyebabkan mudah terbakar. Biodiesel juga menambah pelumasan mesin, menambah ketahanan mesin dan mengurangi frekuensi pergantian mesin. Keuntungan lain dari biodiesel yang cukup signifikan adalah sifat emisi yang rendah dan mengandung oksigen sekitar 10-11% (Al-Zuhair, 2007, Huber et al.,2006, Lotero et al., 2005). Pada umumnya biodiesel diproduksi melalui transesterifikasi minyak nabati atau lemak hewan dengan metanol dalam katalis alkali, dimana transesterifikasi merupakan perubahan jenis dari suatu ester ke ester lainnya. Beberapa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya menghasilkan biodiesel, C 17 H 33 COOCH 3 (Mr = 296,49 g/mol). Untuk mempercepat reaksi pembentukan biodiesel bisa dilakukan dengan penggunaan microtube reactor. Pengunaan reaktor batch yang diaduk secara komersil menghasilkan biodiesel dalam jumlah sedikit dan tertentu. Dengan demikian, transesterifikasi menggunakan reaktor batch memperlihatkan hasil yang kurang efisien baik dalam hal jumlah yang dihasilkan maupun waktu produksi biodiesel itu sendiri. Melihat kenyataan tersebut, salah satu teknologi baru, sistem mikro reaktor dirancang untuk produksi skala kecil yang berkelanjutan. Reaktor tersebut bernama microtube reactor. Dalam sistem microtube reactor, perpindahan massa dan perpindahan panas dapat diintensifkan secara besarbesaran dikarenakan ruang kecilnya memiliki area permukaan yang luas pada rasio volume (Malsch et al., 2008). Sehingga diharapkan akan terjadi difusi molekuler melalui antar fasa dan daya tahan terhadap reaksi dua fasa menjadi minimal. Produk keluaran biodiesel dari microtube reactor langsung dinetralkan secara injeksi. Proses netralisasi dengan proses injeksi dilakukan agar mempercepat proses penetralan tanpa harus menunggu produk yang terbentuk

3 B a b I P e n d a h u l u a n 3 sehingga produk yang dihasilkan sudah netral baik biodiesel maupun gliserol dengan kata lain proses yang dilakukan bisa secara simultan karena tidak ada tahap penetralan lagi setelah tahap transesterifikasi biodiesel. Dari hasil penelitian yang pernah dilakukan (Resty dan Siti, 2010) diperoleh bahwa kondisi optimum pembuatan biodiesel menggunakan microtube reactor dengan diameter dalam pipa spiral 1 mm, panjang pipa spiral 1000 mm, laju alir umpan 2,09 ml/menit dengan rasio volume minyak goreng bekas:koh = 4:1 dan pengaduk T-shape joint adalah pada temperatur 60 0 C selama 24 detik. Hasil penelitian yang dilakukan (Elis dan Rani, 2011) diperoleh bahwa kondisi optimum pembuatan biodiesel menggunakan microtube reactor dengan diameter dalam pipa spiral 1 mm, panjang pipa spiral 1000 mm, laju alir umpan 6,6 ml/menit dengan rasio volume minyak goreng bekas:koh = 4:1 dan pengaduk T-shape joint dengan penambahan co-solvent Diethyl Ether adalah pada temperatur 30 0 C dan dengan penambahan co-solvent THF (Tetrahydro Furan) adalah pada temperatur 50 0 C dengan waktu tinggal rata-rata 7,14 detik. Dengan menggabungkan konsep, asumsi, dan dugaan yang akan dibuktikan, diharapkan penggunaan microtube reactor dapat menjadi sebuah alternatif dalam mempercepat laju reaksi transesterifikasi minyak menjadi biodiesel.penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan bahan baku dari minyak jagung dan penetralan langsung pada pembuatan biodiesel dengan variasi temperatur reaksi. Konversi minyak jagung dalam microtube reactor akan dibandingkan dengan hasil konversi dari reaktor batch dan membandingkannya dengan konversi minyak goreng dalam microtube reactor dari hasil penelitian sebelumnya sehingga didapat bahan baku yang lebih efektif untuk pembuatan biodiesel. Dengan demikian, penulis mengambil judul dan Penetralan Produk Secara Kontinyu.

4 B a b I P e n d a h u l u a n Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini antara lain : Membuat bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar solar yang bersifat ramah lingkungan, ekonomis, dan ekologis. Membuat biodiesel dari minyak jagung dan minyak jagung bekas secara kontinyu dengan menggunakan microtube reactor. Mengetahui pengaruh penetralan biodiesel secara langsung melalui injeksi terhadap kualitas biodiesel yang dihasilkan. Menentukan kondisi operasi terbaik dari pembuatan biodiesel secara kontinyu dengan menentukan temperatur reaksi yang paling efektif. Menganalisa sifat fisika dan kimia dari biodiesel yang dihasilkan. 1.3 Ruang Lingkup Sesuai tujuan dari penelitian, maka dilakukan pembatasan masalah yang akan dibahas meliputi : Minyak yang digunakan adalah minyak jagung dan minyak jagung bekas (waste corn oil) dengan kadar FFA < 2%. Variasi temperatur reaksi 50 0 C, 60 0 C dan 70 0 C. Variasi Perbandingan bahan baku Minyak dengan Methanol Ukuran microtube reactor yang digunakan memiliki ukuran diameter dalam 1 mm dengan panjang 1000 mm 1.4 Metodologi Penelitian Penelitian yang akan dilakukan meliputi: (1) Perbaikan dan modifikasi alat Tahap ini meliputi perbaikan pompa, perancangan sistem penampungan, dan perancangan peralatan pendukung. (2) Tahap pelaksanaan penelitian Tahap ini meliputi pre-treatment bahan baku, tahap operasi yang dilakukan pada temperatur 50 0 C, 60 0 C dan 70 0 C dengan terlebih dahulu menentukan

5 B a b I P e n d a h u l u a n 5 rasio volume minyak jagung:metanol yang optimal dengan jumlah katalis KOH adalah 1% dari berat minyak dan tahap pemisahan produk. (3) Tahap pengambilan data (4) Tahap analisa dari produk biodiesel 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: Bab I Pendahuluan Bab ini menguraikan tentang latar belakang, tujuan penelitian, ruang lingkup, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka Tinjauan pustaka berisi konsep dasar dan teori-teori yang berkaitan dengan topik penelitian yaitu microtube reactor, biodiesel, bahan baku, gliserol, transesterifikasi, faktor-faktor yang mempengaruhi proses transesterifikasi, dan analisis sifat fisika dan kimia biodiesel. Bab III Metodologi Penelitian Bab ini berisi tentang tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian Tugas Akhir. Tahapan tersebut meliputi tahap perbaikan dan modifikasi alat serta tahap pelaksanaan penelitian. Bab IV Hasil dan Pembahasan Bab ini berisi hasil penelitian yang berbentuk data terolah. Hasil penelitian disajikan dalam bentuk tabel dan kurva disertai pembahasan terhadap hasil penelitian yang dilakukan. Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diperoleh berdasarkan hasil penelitian serta saran-saran yang diberikan sebagai bentuk tindak lanjut dari penelitian yang telah dilakukan.