biodesel

 

Konsumsi bahan bakar fosil secara nasional mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Secara keseluruhan  konsumsi BBM selama tahun 2004 mencapai 61,7 juta kilo liter, dengan rincian 16,2 juta kilo liter premium, 11,7 juta kilo liter minyak tanah, 26,9 juta kilo liter minyak solar, 1,2 juta kilo liter minyak diesel, dan 5,7 juta kilo liter minyak bakar (Sumber: Riau Pos Kamis 7 Februari 2010).

Perkiraan yang ekstrem ini  menyebutkan, minyak bumi di Indonesia dengan tingkat konsumsi seperti saat ini akan habis dalam waktu 10-15 tahun lagi. Fakta ini semakin membuka peluang akan penggunaan energi terbarukan dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Sumber daya energi terbarukan adalah sumber-sumber energi yang outputnya akan konstan dalam rentang waktu jutaan tahun.

Salah satu jenis energi terbaru adalah energi biomassa. Bahan-bahan yang termasuk dalam kategori biomassa adalah produk-produk tumbuhan, Bentuk pengkonversian biomassa yang dapat mensubstitusi bahan bakar minyak bumi adalah biodiesel yang dihasilkan melalui proses transesterifikasi. Biodiesel memiliki keunggulan komparatif dibandingkan dengan bentuk energi lainnya, yaitu lebih mudah ditransportasikan, memiliki kerapatan energi per volume yang lebih tinggi, memiliki karakter pembakaran yang relatif bersih, biaya produksinya rendah dan ramah lingkungan.

Perkembangan teknologi sumber daya energi terbaharukan (renewable energy) terus mengalami kemajuan. Salah satu di antaranya adalah pengembangan biodiesel, yaitu bahan bakar untuk mesin diesel yang dihasilkan dari sumber daya hayati yang justru banyak terdapat di daerah tropis seperti Indonesia. Bahan baku (feed stock) biodiesel terus mengalami pengembangan melalui berbagai eksperimen di seluruh dunia. Dari awalnya berbasis tumbuhan kanola (rapeseed) kemudian dikembangkan pembuatan dari kelapa sawit, pohon jarak, sampai minyak jelantah (used vegetable oil).  Oleh sebab itu perlu di cari pengganti bahan bakar fosil tersebut.

Pembuatan Biodiesel dari nabati telah lama dikembangkan. Salah satunya adalah pembuatan Biodiesel dengan menggunakan bahan bakar minyak jelantah, dimana minyak jelantah merupakan turunan dari minyak sawit. Minyak jelantah adalah minyak limbah yang berasal dari jenis – jenis minyak goreng seperti minyak jagung, minyak sayur, minyak nabati, dll. Minyak jelantah ini merupakan minyak bebas pemakaian kebutuhan rumah tangga dalam kehidupan sehari – hari maupun dari sector indsutri kecil menengah yang bergerak dibidang makanan. Maka dari itu kita perlu penanggulangan yang tepat agar limbah minyak jelantah ini dapat bermanfaat dan tidak menimbulkan kerugian dari aspek kesehatan manusia dan lingkungan.

Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono--alkyl ester dari rantai panjang asam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan. Sebuah proses dari transesterifikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang asam lemak bebas. Setelah melewati proses ini, tidak seperti minyak sayur langsung, biodiesel memiliki sifat pembakaran yang mirip dengan diesel (solar) dari minyak bumi, dan dapat menggantikannya dalam banyak kasus. Namun, dia lebih sering digunakan sebagai penambah untuk diesel petroleum, meningkatkan bahan bakar diesel petrol murni ultra rendah belerang yang rendah pelumas.

Biodisel  kandidat yang paling dekat untuk menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energi transportasi utama dunia, karena ia merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan diesel petrol di mesin.  Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat, terutama di Eropa, Amerika Serikat, dan Asia, meskipun dalam pasar masih sebagian kecil saja dari penjualan bahan bakar.

Biodiesel secara nyata dapat mengurangi pencemaran, mengurangi hidrokarbon yang tidak terbakar, karbon monoksida, sulfat, polisiklik aromatik hidrokarbon, dan hujan asam. Kandungan belerang yang sangat rendah akan memungkinkan penggunaan katalis pada sistem gas buang. Jika dipergunakan bersama minyak solar, biodiesel dapat mengurangi atau menghilangkan kebutuhan belerang dalam minyak diesel. Biasanya belerang dibutuhkan lebih 500 ppm (per 1 juta bagian) atau 0,05% dalam minyak solar untuk menambah pelumasan. Pencampuran biodiesel dengan solar dapat mengurangi kadar belerang hingga 15 ppm  atau 0,0015%. Pencampuran yang dilakukan dengan 1% biodiesel akan memperoleh 65% pelumasan. Untuk maksud pengurangan kadar belerang ini  cukup hanya dengan menambahkan biodiesel kedalam solar sebanyak 0,4-0,5%.

Biodeisel yang bagus adalah biodisel yang memenuhi sttandar Nasional Indonesia

Berikut ini adalah data standar  mutu biodiesel  (Sumber: Standar Nasional Indonesia )

No	Parameter	Satuan	Nilai
1	Massa jenis pada suhu 400C	Kg/m3	850 - 890
2	Viscositas kinetik pada suhu 400C	Mm2/s(cSt)	2,3 - 6,0
3	Angka setana		Min. 51
4	Titik nyala (mangkok tertutup )	0C	Min. 100
5	Titik embun	0C	Maks.18
6	Korosi lempengan tembaga		Maks. no 3
7	Residu karbon -dalam contoh asli, atau -dalam 10% ampas destilasi	% massa	Maks. 0,05 Maks. 0,30
8	Air dan sedimen	% vol.	Maks. 0,05
9	Belerang	Ppm- m(mg/kg)	Maks. 100
10	Fospor	Ppm-m(mg/kg)	Maks. 10
11	Angka asam	Mg-KOH /g	Maks. 0,8

                                                                             

Bahan Baku Pembuatan Biodisel

Minyak Jelantah

Minyak jelantah (waste cooking oil) adalah minyak limbah yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung, minyak sayur, minyak samin dan sebagainya, minyak ini merupakan minyak bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga umumnya, dapat di gunakan kembali untuk keperluaran kuliner akan tetapi bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses penggorengan. Jadi jelas bahwa pemakaian minyak jelantah yang berkelanjutan dapat merusak kesehatan manusia, menimbulkan penyakit kanker, dan akibat selanjutnya dapat mengurangi kecerdasan generasi berikutnya. Untuk itu perlu penanganan yang tepat agar limbah minyak jelantah ini dapat bermanfaat dan tidak menimbulkan kerugian dari aspek kesehatan manusia dan lingkungan, kegunaan lain dari minyak jelantah adalah bahan bakar biodiesel.

Metanol (CH₃OH)

            Methanol adalah senyawa kimia dengan rumus kimia ( CH₃OH ), ini merupakan bentuk alcohol yang paling sederhana.

Metanol diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi karbon dioksida dan air.

Sifat fisika Metanol (CH₃OH) :

·          Massa molar 32.04 g/mol

·         Berwarna bening

·         Densitas 0.7918 g/cm³,

·          Titik leleh –97 °C, -142.9 °F (176 K),

·         Titik didih 64.7 °C, 148.4 °F (337.8 K).

·         Kelarutan dalam air Fully miscible

·         Keasaman (pK_a) ~ 15.5

·         Viskositas 0.59 mPa·s at 20 °C

·         Momen dipol 1.69

Sifat Kimia Methanol

·         mudah terbakar,

·         beracun

·         mudah menguap

·         tidak berwarna

·         bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol

Katalis

 Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri (lihat pula katalisis). Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk.

Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. katan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.

Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:

A + C   → AC (1)

B + AC → AB + C (2)

Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi,

A + B + C → AB + C

katalis tidak termakan atau pun tercipta. Enzim adalah biokatalis. Penggunaan istilah "katalis" dalam konteks budaya yang lebih luas, secara bisa dianalogikan dengan konteks ini. Beberapa katalis ternama yang pernah dikembangkan di antaranya katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitik yang paling dikenal ialah proses Haber untuk sintesis amoniak, yang menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik--yang dapat menghancurkan produk samping knalpot yang paling bandel--dibuat dari platinadan rodium.

 Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.

       Sifat fisik NaOH:

·         berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50% .

·         Bersifat lembab cair dan secara spontan

·         Titik leleh 318°C

·         titik didih 1390°C

·         Padatan berwarna putih

Sifat Kimia NaOH

·         Menyerap karbon dioksida dari udara bebas.

·         sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan.

·          Larut dalam etanol dan metanol,

·         tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya.

·         Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas.

·         sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida

Proses pembuatan biodisel

Pada prinsipnya, pembuatan biodiesel didasarkan kepada proses transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester (biodiesel). Dalam reaksinya terjadi penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol lain. Pada umumnya, alkohol yang digunakan dalam proses transesterifikasi adalah metanol. Selain itu, untuk mempercepat terjadinya reaksi, digunakan pula katalis NaOH. Pada proses transesterifikasi ini dihasilkan juga gliserol yang menjadi produk samping dalam pembuatan biodiesel ini.  Adapun tahap- tahap  pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut:

Proses produksi biodiesel dari minyak jelantah terdiri dari beberapa tahap , yaitu:

1.        Reaksi Transesterifikasi

Transesterifikasi yaitu: Proses pencampuran antara Natrium hidrokssida  (NaOH) dengan methanol (CH₃OH ) dengan minyak jelantah yang sebelumnya telah dimurnikan.  Sebelumnya minyak dipanaskan sampai suhu 63 ⁰C sambil diaduk, setelah itu baru dimasukan larutan methoksida kedalam minyak yang sudah dipanaskan. Waktu reaksi dihitung mulai dari sini. 

Reaksi Transesterifikasi

Trigleserida + Metanol            →     Ester + gliserol

              O

             //

CH₂−OC−R

  |          O                                                        O            CH₂−OH

            //                              NaOH                     //                   |        

CH−OC−R  +  3CH₃OH               3CH₃OC−R  +     CH−OH

  |           O                                                                       |

             //                                                                       CH₂−OH

CH₂−OC−R

2.                  Proses Pemisahan

Pada akhir reaksi akan terbentuk  metal ester dan gliserol dengan konversi 94 %. Selanjutnya produk diendapkan selama 8-12 jam , untuk memisahkan metal ester dan gliserol, metal ester berada pada bagian atas produk dan gliserol berada pada bagian bawah produk.

3.                  Pencucian

Pencucian berfungsi untuk menghilangkan sisa sisa kotoran dan gliserol dan methanol yang masih ada dalam biodiesel, pencucian dilakukan pada suhu 50^oC.

Proses pembuatan

No.	Nama Alat	Spesifikasi	Satuan	Jumlah
1	Labu Pisah	500	ml	1
2	Hot Plate	350	Watt	1
3	Neraca Analitik	Teknis	Buah	1
4	Desikator	5	liter	1
5	Erlenmeyer	250	ml	1
6	Beaker Glass	100, 250	ml	1
7	Gelas Ukur	100	ml	1
8	Cawan penguap	Teknis	Buah	1
9	Pipet Volume	25	ml	1
10	Pipet Tetes	Standar	Buah	1
11	Piknometer	5	ml	1
12	Corong Pisah	50	ml	1
13	Batang Pengaduk	30 cm	buah	1
14	Statif & Klem	Standar	teknis	1
15	Spatula	Stainless steel	Buah	1
16	Termometer	Alkohol 1000	Celcius	1
17	Magnetik Stirer	Standar	Buah	1
18	Corong	Sedang	Buah	1
19	Oven	450	Watt	1
20	Kaca arloji	10 cm	Buah	1
21	Filler	Standar	Buah	1

No.	Nama Bahan	Spesifikasi	Satuan	Jumlah
1	Minyak Bekas	Bekas	ml	30
2	Methanol	Teknis	ml	60
3	NaOH	P.a	gr	0,27
4	Aquadesh	Standar	liter	Secukupnya

Prosedur Pembuatan Biodiesel

1.      Ambil minyak jelantah 30 ml dan panaskan sampai suhu 40⁰C

2.      Timbang NaOH sebanyak 0,27 gr.

3.      Pipet 60 ml Methanol, kemudian campurkan dengan NaOH

4.      Campurkan larutan tersebut sehingga terbentuk larutan sodium metokside

5.      Setelah terbentuk larutan sodium metokside, campurkan larutan tersebut ke dalam minyak jelantah

6.      Panaskan campuran minyak dengan larutan sodium metokside hingga suhu mencapai  ± 50 - 55˚C ( Selama 30 menit )

7.      Pisahkan dengan menggunakan corong pisah, hingga terpisah antara biodiesel dengan gliserol ( Selama 8 – 12 jam )

8.      Ukur rendemen dengan rumus:           Produk  x 100          

                                                                  Sampel

9.      Uji mutu biodiesel dengan mengukur densitas dan kadar air biodiesel dan membandingkannya dengan Standard Nasional Indonesia

Prosedur Penentuan Densitas

1. Timbang Pikno Kosong
2. Masukkan sample sampai tanda batas pikno, lalu di timbang
3. Hitung densitas dengan rumus

Densitas = ( Berat Pikno + Sampel ) – Pikno Kosong

                                          Volume Pikno

Prosedur penentuan kadar air

1. Timbang cawan penguap kosong
2. Tambahkan produk biodiesel yang sudah jadi sebanyak 3 gr
3. Keringkan di dalam oven selama + 1 jam
4. Masukkan ke dalam desikator selama ± 30 menit, lalu di timbang kembali
5. Hitung kadar air dengan menggunakan rumus:

Kadar Air = ( Cawan kosong + Sampel ) – Sampel Akhir      x 100%

                                          Berat Sampel

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden &Fessenden.1986. Kimia Organik. Jilid 2 .Erlangga.Jakarta

Respati .1986.Pengantar Kimia Organik. Aksara Baru Jakarta

Nuramin, M. 2006. Biodiesel Bahan Bakar Alternatif Minyak Diesel Solar yang Ramah Lingkungan. Jakarta : PT. Kreatif Energi Indonesia.

Prihandana, R, dkk. 2006. Menghasilkan Biodiesel Murah. Jakarta : Agromedia Pustaka.

2002 digitized by USU digital library 4

Poedjiadi, Anna. Dasar-Dasar Biokomia. Universitas Erlangga .Jakarta .1994

Departemen Perindustrian dan perdagangan . Pusat Standarisasi .Standar Nasional Indonesia (SNI) Produk Nabati