BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biodiesel Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan karena diproduksi dari sumber daya alam. Biodiesel umumnya diproduksi secara transesterifikasi minyak nabati atau lemak hewan dengan alkohol seperti metanol atau etanol dengan adanya katalis asam atau katalis alkali [10].Biodiesel dianggap sebagai sumber energi terbarukan untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi dan telah menarik begitu banyak perhatian karena keramahan terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui [20]. Biodiesel yang merupakan pengganti bahan bakar, terbuat dari monoalkil ester rantai panjang asam lemak yang disiapkan dari minyak sayuran terbarukan atau lemak hewan, telah mampu menjadi pertimbangan menarik sebagai sebuah bahan bakar terbarukan alternatif untuk mesin diesel [21]. Berikut adalah tabel syarat mutu biodiesel sesuai standar SNI [22]. Tabel 2.1Syarat Mutu Biodiesel sesuai standar SNI Properties Nilai Massa jenis kg/m 3 Viskositas Kinematik 2,3 6,0 mm 2 /s Angka setana <51 Titik nyala >100 0 C Titik kabut >18 0 C Residu karbon < 0,05 % 2.2 Waste Cooking Oil (Minyak Goreng Bekas / Jelantah) Minyakjelantah(wastecookingoil)adalahminyaklimbahyang bisa berasal dari jenis-jenis minyak gorengseperti halnya minyak jagung, minyak sayur, minyaksamindansebagainya.minyakini biasanya merupakanminyakbekas pemakaian kebutuhan rumah tangga, umumnyadapatdigunakan kembaliuntuk keperluankuliner [4]. Minyak jelantah dapat menjadi sumber polusi apabila di buang sembarangan.pada umumnya minyak goreng bekas mengandung senyawa senyawa antara lain: polimer, aldehida, asam lemak, senyawa aromatik dan lakton. Dan pada umumnya minyak goreng bekas tersebut tidak baik untuk kesehatan apabila kandungan senyawa polar mencapai % karena dapat memperbesar hati, ginjal, jantung dan bersifat karsinogenik [23]. 7

2 8 Minyakgoreng bekasmerupakan salahsatu bahan bakuyangmemiliki peluang untukpembuatan biodiesel, karenaminyakinimasihmengandung trigliserida, di samping asam lemak bebas [24].Dari sejumlah pengujian awal yang dilakukan, diperoleh bahwa biodiesel hasil dari minyak jelantah ini dapat digunakan sebagai substitusi langsung minyak solar dengan pengurangan performa yang tidak signifikan, hanya 5-7 % terhadap daya dan torsi pada putaran maksimum [23]. Data statistikmenunjukkan bahwaterdapatkecenderungan peningkatanproduksiminyakgoreng.dari2,49juta tonpadatahun 1998,menjadi 4,53jutatontahun 2004 dan5,06 jutatonpadatahun2005.selain ketersediaannya yangrelatif berlimpah,minyakgoreng bekasmerupakan limbahsehinggaberpotensi mencemarilingkungan berupanaiknyakadarcod (Chemical Oxygen Demand) dan BOD(Biology OxygenDemand)dalam perairan,selainitujuga menimbulkanbaubusukakibatdegradasi biologi.oleh karena itu perludilakukanusahausahapemanfaatan minyakgoreng bekastersebut.salahsatunyaadalah sebagaibahanbakudalampembuatanbiodiesel [5].Berikut adalah tabel sifat fisika dan kimia dari waste cooking oil [23]. Tabel 2.2sifat fisika dan kimia waste cooking oil (WCO) yang digunakan sebagai pembuatan biodiesel. Sifat Kimia dan Fisik Minyak Jelantah Nilai Viskositas (40 0 C) 49,442 Asam Lemak Bebas (FFA,%) 1,836 Total Acid Number (TAN, mlkoh/gr) 2,92 Bilangan Penyabunan (ml KOH/gr) 115, Transesterifikasi Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi antara trigliserida dengan alkohol yang mana bertujuan untuk mengubah asam asam lemak dari trigliserida kedalam bentuk ester yaitu metil ester asam lemak [4].Padaprinsipnya,proses transesterifikasiadalahmengeluarkan

3 9 gliserin dariminyak dan mereaksikanasam lemak bebasnyadenganalkohol menjadi alkohol ester (Fatty AcidMethyl Ester) atau biodisel[3]. : Adapun proses transesterifikasi secara umum dapat dilihat dalam gambar berikut [25] Gambar 2.1 Skema proses transesterifikasi Pada prosestransesterifikasiini terdiri terjadi tiga urutanreaksiberturutturutdanreversibelyaitu mengubahtrigliseridamenjadidigliserida, kemudian menjadimonogliserida, dan akhirnyamenjadigliserindanmetil ester asam lemak [26]. NBB(National Biodiesel Board) mendeskripsikan keuntungan produksi biodiesel dari segi produsen yakni [27] : Produsenbiodieselsudahmenyediakanbahan bakar yang sangatberkelanjutan. Produksi biodiesel membuat kita tumbuhsebagaiindustri, dan terusmeningkatkankualitas hidup, menjagalingkungan, dan memperkuatekonomi. Meningkatkankualitas udara, sifatnya dapat terbarukan, dan pembuatan biodiesel inimenciptakanlapangan pekerjaan masyarakat. Biodieselmemiliki"keseimbangan energi" yang sangat tinggi Akan tetapi, pada saattransesterifikasiminyak nabatimemilikimasalah besarkarenamembentuksabunsebagaiproduk sampinganyang tidak diinginkan, di manajumlahlimbahyangdihasilkan besar, korosif, danmembutuhkan waktulebih lamauntukproses pemisahan [28]. 2.4 Katalis Penggunaan katalis dalam proses pembuatan biodiesel sangat diperlukan, karena diharapkan dapat meningkatkan produksi biodiesel baik dari segi kuantitas maupun kualitasnya.adanya katalis asam diharapkan dapat membantu dalam reaksi esterifikasi dan katalis basadapat membantu dalam reaksi transesterifikasi [29].

4 10 Katalis digunakan untuk transesterifikasi mungkin homogen atau heterogen.transesterifikasi homogen adalah metode yang paling mudah namun sangat kompleks pada pemisahan antara produk dan langkah pemurnian karena sifat homogen campuran, dan juga cenderung membentuk sabun yang memerlukan air lebih untuk mencuci sehingga mengakibatkan biaya produksi yang lebih tinggi. Oleh karena itu,katalisheterogenlebih disukai. Transesterifikasi heterogen lebih murah dan proses yang lebih simpel. Transesterifikasi heterogen memilikiproses pemisahansederhanasebagaikatalisdalam faseberbeda antarareaktandenganprodukdaneliminasipembentukansabunsehingga yang paling sering digunakan dan disukai adalah katalis heterogen [30]. Adapun mekanisme katalis basa pada proses transesterifikasi dapat dilihat pada gambar di bawah ini [32]: Gambar 2.3 Mekanisme katalis basa transesterifikasi Penggunaankatalisheterogen dalamreaksi esterifikasi dapat menghindariadanyamasalah seperti: korosiinstrumen,timbulan sampahdariprosesnetralisasiasam, dan kesulitanpemisahanproduk yang terkait dengan penggunaancairanhomogenasam sepertiasam sulfat, danhal ini sangatpenting dalammengembangkanproses yang lebihramah lingkungandan ekonomis [33]. 2.5 Kulit Kakao Pada penelitian ini, katalis yang digunakan yaitu kulit kakao (K 2 CO 3 ).Kulit kakao (Cocoa Pod Husk/CPH ) adalah limbah pertaniandari industri kakao yang kaya kalium

5 11 karbonat (K 2 CO 3 ).K 2 CO 3 dariabucph (Cocoa Pod Husk ) dianalisismengandungsekitar 142mg/g karbonat, 3,7 mg / g nitrat, 1,23 mg / g fosfat dan beberapa jejak silikat dan sulfat. Kalium darikulit kakao memiliki potensi sebagai sumber katalis basa heterogen, dimana kulit kakao merupakan limbah terbarukan dan ramah lingkungan untuk produksi biodiesel yang berkelanjutan[11].pada treatment kalsinasi dari katalis ini di lakukan untuk mendekomposisi dari potassium karbonat yang terkandung di dalamnya[12]. K 2 CO 3 K 2 O + CO 2 Gambar 2.2 Hasil Kalsinasi dari K 2 CO 3 Abu dari kulit kakao memiliki titik leleh C, kepadatan 2,29 g/cm 3, kelarutan standar 105,5 g/100g air dan ph 11,4 12 [11]. 2.6 Metanol Untuk membuat biodiesel, ester dalam minyak nabati perlu dipisahkan dari gliserol. Selama proses transesterifikasi, komponen gliserol dari minyak nabati digantikan oleh alkohol. Alkohol yang paling umum digunakan adalah metanol karena memiliki berat molekul paling rendah sehingga kebutuhan untuk proses transesterifikasi relatif sedikit, harganya lebih murah, daya reaksinya lebih tinggi dan lebih stabil dibandingkan dengan alkohol berantai panjang [34]. Metanolmerupakanpelarut yang bersifat universal yang dapat menarik sebagian besar senyawa kimia dalam tanaman [7]. Metanol juga merupakan bentuk alkohol yang paling sederhana, cairan yang mudah menguap,tidak berwarnadengan bau yang khas.methanol dapat digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri.methanol diproduksi alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri [35].Metanol secara umum telah digunakan sebagai pelarut atau agen esterifikasi maupun transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel dibawah kondisi supercritical karena sifatnya yang memiliki titik didih rendah dan tekanan yang rendah pula [8].Alkohol sepertimetanolatau etanol,bila digunakansebagaiaditifbahan bakarsecara efektifdapatmenurunkankeseluruhanviskositascampuran bahan bakardan mempercepatprosespenguapan bahan bakar[36].

6 12