BAB 1 PENDAHULUAN 1.8. Latar Belakang Indonesia mulai tahun 2007 dicatat sebagai produsen minyak nabati terbesar di dunia, mengungguli Malaysia, dengan proyeksi produksi minimal 17 juta ton/tahun di areal produktif 5,5 juta hektar. Tahun 2009 ekspor CPO diprediksi akan naik 7.1%. Peningkatan volume ekspor komoditas tersebut disebabkan oleh mulai membaiknya pasar Eropa dan daya saing minyak sawit meningkat dengan pemberlakuan pungutan ekspor 0% sehingga harga lebih kompetitif di pasar dunia (Bisnis-Indonesia, 2008) Berdasarkan data terakhir yang diperoleh dari United State Department of Agriculture (USDA) pada bulan maret 2009 bahwa produksi total minyak sawit Indonesia adalah 19,7 juta ton yang artinya mengalami peningkatan sekitar 12,5 juta ton atau 174 % dari produksi minyak sawit 10 tahun terakhir (sekitar 7,2 jutan ton) (USDA, 2009) Minyak sawit mentah juga dapat diolah menjadi berbagai produk hilir seperti oleokimia yang mempunyai nilai jual tinggi. Salah satu alternatif adalah mengolah minyak sawit mentah menjadi biodiesel (Darnoko, 2005). Alasan utama penggunaan bahan bakar biodiesel adalah seiring dengan ketersediaan minyak bumi yang terbatas, salah satu bahan dasar pembuatan biodiesel adalah minyak sawit yang diproduksi sepanjang tahun. Bahan bakar biodiesel merupakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan serta tidak merusak lingkungan (Fauzi, 2004). Minyak sawit mentah mempunyai nilai koefisien viskositas yang tinggi (sekitar 11 17 kali lebih tinggi dari bahan bakar diesel), sehingga tidak dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar diesel. Sifat volatile yang rendah akan mengakibatkan terjadinya pengendapan pada mesin selama proses pembakaran tak sempurna. Salah satu cara untuk menurunkan nilai viskositasnya adalah dengan proses pirolisa ataupun dengan proses transesterifikasi (Meher, 2006).
Minyak mentah dengan kadar asam lemak bebas lebih dari 2% perlu dilakukan penurunan kadar asam lemak bebas hingga lebih kecil dari 2% (Ramadhas, 2005). CPO biasanya mengandung sekitar 5% asam lemak bebas yang akan mengganggu reaksi pembentukan biodiesel, maka asam lemak bebas harus dihilangkan atau dikonversi dengan menggunakan katalis asam melalui reaksi esterifikasi (Prakoso, 2006). Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Darnoko pada tahun 2005, dengan melakukan transesterifikasi terhadap RBDPO dengan menggunakan katalis basa KOH 1% berat CPO dengan perbandingan mol metanol dan minyak sawit mentah adalah 6 : 1 pada suhu 50 o C dan reaksi berlangsung selama 90 menit. Penelitian sebelumnya dilakukan oleh Pujo widodo pada tahun 2007, dengan melakukan transesterifikasi terhadap CPO dengan menggunakan katalis asam H 2 SO 4 0.5 % b/b CPO, perbandingan mol metanol : CPO yaitu 6 : 1 (mol/mol), suhu reaksi 60 o C, dan waktu reaksi yaitu 60 menit, menghasilkan yeild tertinggi. Dilanjutkan dengan transesterifikasi basa dengan menggunakan katalis KOH 1% b/b CPO.perbandingan mol metanol : CPO yaitu 9 : 1 (mol/mol), suhu reaksi 60 o C, dan waktu reaksi yaitu 60 menit. Katalisis homogen kurang efektif. Karena pada katalisis homogen, katalis sukar dipisahkan dari produk dan sisa reaktannya sedangkan katalisis heterogen pemisahan antara katalis dan produknya serta sisa reaktan mudah dipisahkan, dengan demikian, karena mudah dipisahkan dari campuran reaksinya, waktu hidup yang panjang dan kestabilannya terhadap perlakuan panas, katalisis heterogen lebih banyak digunakan dalam industri kimia (Setyawan, 2003). Penelitian yang dilakukan oleh Reddy menghasilkan biodiesel dengan menggunakan nano kalsium oksida dalam kondisi suhu kamar. Tetapi kecepatan reaksi begitu lambat dan membutuhkan 6-24 jam untuk memperoleh konversi (hasil) yang tinggi. Dia juga telah meneliti deaktivitasi setelah tiga kali siklus dengan asam lemak. Setelah berkurangnya kadar asam lemak bebas pada perlakuan transesterifikasi asam antara minyak sawit mentah dan metanol dengan menggunakan katalis H 2 SO 4 lalu akan dilanjutkan dengan transesterifikasi basa pada produk yang dihasilkan (transesterifikasi dua tahap) menggunakan katalis CaO, sehingga diharapkan akan menghasilkan konversi sempurna pada trigliserida yang terkandung dalam minyak sawit mentah menjadi metil ester (biodiesel). 1.9. Permasalahan
Adapun permasalahan pada penelitian ini adalah: 1. Bagaimana pengaruh perbandingan mol terhadap yield metil ester yang terbentuk pada transesterifikasi heterogen tahap kedua antara metanol dan sisa CPO dengan 2. Bagaimana pengaruh waktu terhadap yield metil ester yang terbentuk pada transesterifikasi heterogen tahap kedua antara metanol dan sisa CPO dengan 3. Bagaimana pengaruh suhu terhadap yield metil ester yang terbentuk pada transesterifikasi heterogen tahap kedua antara metanol dan sisa CPO dengan 1.10. Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada: 1. Sampel yang digunakan adalah sisa CPO yang berasal dari hasil transesterifikasi CPO dengan metanol menggunakan katalis H 2 SO 4. a. Transesterifikasi Asam Perlakuan dengan perbandingan mol metanol : CPO yaitu 1:6 (mol/mol); suhu 60 o C, dan waktu reaksi yaitu 60 menit. b. Transesterifikasi Basa Perlakuan dengan berbagai variasi perbandingan mol metanol : sampel yaitu 1:9 sampai 1:13,5 (mol/mol); waktu reaksi yaitu 60 menit sampai 150 menit ; suhu reaksi yaitu 55 o C sampai 70 o C. 2. Katalis yang digunakan pada transesterifikasi asam adalah H 2 SO 4 0.5% (b/b CPO), dan pada transesterifikasi basa adalah CaO 8% (b/b sisa CPO). 3. Sisa CPO dan Metil ester yang diperoleh dianalisa dengan instrumen kromatografi gas (GC). 4. Volume Sampel yang digunakan adalah 50 ml. 5. Reaksi berlangsung dengan kecepatan pengadukan konstan yaitu 800 rpm.
1.11. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran mengenai pengaruh perbandingan mol, waktu reaksi dan suhu reaksi terhadap yield metil ester yang terbentuk pada transesterifikasi heterogen antara metanol dan sisa CPO dengan 1.12. Manfaat Penelitian Dengan diperolehnya gambaran yang jelas terhadap pengaruh perbandingan mol methanol : sampel, waktu reaksi dan suhu reaksi terhadap yield metil ester yang terbentuk pada transesterifikasi heterogen antara metanol dan sisa CPO dengan katalis CaO maka penelitian ini diharapkan dapat berguna bagi dunia industri, masyarakat dan peneliti sebagai parameter yang sesuai dalam pembuatan metil ester (biodiesel) melalui reaksi transesterifikasi. 1.13. Metodologi Penelitian Penelitian ini adalah penelitian laboratorium dengan menggunakan Sampel yang diperoleh dari transesterifikasi CPO dan metanol menggunakan katalis H 2 SO 4, sebagai populasi yang bersifat homogen yang kemudian akan dikonversi menjadi metil ester (biodiesel) melalui reaksi transesterifikasi heterogen dengan pengambilan sampel secara acak sederhana. Pada proses transesterifikasi asam dilakukan tanpa variasi mol reaktan, suhu reaksi, waktu reaksi,konsentrasi katalis, kecepatan pengadukan dan volume CPO berfungsi sebagai variabel tetap. Sedangkan proses transesterifikasi basa dilakukan dengan variasi mol reaktan, waktu reaksi dan suhu reaksi. Variabel terikat adalah yield metil ester. Hasil yang diperoleh dengan yield tertinggi dari proses transesterifikasi kemudian dianalisa kandungan asam lemak bebas, densitas, koefisien viskositas. Analisis kandungan metil ester dan sisa CPO dilakukan dengan menggunakan instrumen Kromatografi Gas (Gas Chromatography).
Pengambilan Data meliput i: 1. Transesterifikasi Basa a. Pengaruh Perbandingan Mol Menentukan yield metil ester hasil transesterifikasi dengan variasi perbandingan mol metanol : sisa CPO yaitu 1;9, 1:10,5, 1:12, dan 1:13,5 (mol/mol), dengan suhu tertentu dan waktu tertentu. Menggunakan katalis CaO 8% (b/b sisa CPO) dan pengadukan 800 rpm. b. Pengaruh waktu Menentukan yield metil ester hasil transesterifikasi dengan variasi waktu yaitu 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit, dengan perbandingan mol maksimum dan suhu reaksi tertentu. Menggunakan katalis CaO 8% (b/b sisa CPO) c. Pengaruh Suhu Menentukan yield metil ester hasil transesterifikasi dengan variasi suhu yaitu 55 o C, 60 o C, 65 o C dan 70 o C, dengan perbandingan mol maksimum dan waktu reaksi 120 menit. Menggunakan katalis CaO 8% (b/b sisa CPO) dan pengadukan 800 rpm 2. Replikasi setiap proses dilakukan pengulangan sebanyak dua kali untuk masing-masing sampel. Analisa data meliputi analisis regresi linear, analisis regresi ganda dua variabel bebas, analisis residu, analisis korelasi Pearson, analisis korelasi ganda dua variabel bebas dan uji signifikansi koefisien korelasi tiga variabel bebas dengan menggunakan aplikasi Software SPSS (Statistical Package for Service Solution) Versi 12.0. 1.14. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Medan.