PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Biodiesel
merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono alkil ester dari rantai
panjang asam lemak yang dipakai sebagai alternative bagi bahan bakar dari mesin
diesel dan terbuat dari sumber terbaharui sepetri minyak nabati atau lemak
hewan.
Biodiesel
merupakan bahan bakar dari proses transesterifikasi lipid untuk mengubah minyak
dasar menjadi ester yang diinginkan dan membuang lemak bebas. Setelah melewati
proses ini tidak seperti minyak nabati langsung biodiesel memiliki sifat
pembakaran yang mirip dengan diesel dari minyak bumi dan dapat menggantikan
mingak bumi dalam banyak kasus. Namun biodiesel lebih sering digunakan sebagai
penambah untuk diesel petroleum.
Bahan bakar
nabati bioetanol dan biodiesel merupakan dua kandidat kuat pengganti bensin dan
solar yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar mesin Diesel. Pemerintah
Indonesia telah mencanangkan pengembangan dan implementasi dua macam bahan
bakar tersebut, bukan hanya untuk menanggulangi krisis energi yang mendera
bangsa namun juga sebagai salah satu solusi kebangkitan ekonomi masyarakat.
Oleh sebab
itu pada kali ini kami akan mencoba untuk menbuat minyak biodiesel dari minyak
goreng murni sehingga nantinya diharapkan mahasiswa dapat membuat biodiesel ataupun
memahami prinsip kerjanya untuk dapat diimplementasikan dikehidupan nantinya.
1.2
Rumusan masalah
Adapun rumusan masalah dari praktikum ini adalah
bagaimana pembuatan biodiesel dengan metode transesterifikasi.
1.3
Maksud Praktikum
Adapun maksud dari praktikum ini yaitu mengetahui
dan memahami sintesis biodiesel dengan metode transesterifikasi.
1.4
Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah
melakukan sintesis biodiesel berdasarkan reaksi transesterifikasi
antara trigliserida dengan KOH.
1.1
Manfaat Praktikum
Adapun manfaat dari praktikum ini
adalah agar siswa dapat mengetahui reaksi-reaksi yang terjadi dalam pembuatan biodiesel.
BAB II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1
Sejarah
Biodiesel
Biodiesel
pertama kali dikenalkan di Afrika selatan sebelum perang dunia II sebagai bahan
bakar kenderaan berat. Biodiesel didefinisikan sebagai metil/etil ester yang
diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas untuk
digunakan sebagai bahan bakar di dalam mesin diesel. Sedangkan minyak yang
didapatkan langsung dari pemerahan atau pengempaan biji sumber minyak (oilseed),
yang kemudian disaring dan dikeringkan (untuk mengurangi kadar air), disebut
sebagai minyak lemak mentah. Minyak lemak mentah yang diproses lanjut guna
menghilangkan kadar fosfor (degumming) dan asam-asam lemak bebas (dengan
netralisasi dan steam refining) disebut dengan refined fatty oil
atau straight vegetable oil (SVO).
SVO
didominasi oleh trigliserida sehingga memiliki viskositas dinamik yang sangat
tinggi dibandingkan dengan solar (bisa mencapai 100 kali lipat, misalkan pada
Castor Oil). Oleh karena itu, penggunaan SVO secara langsung di dalam mesin
diesel umumnya memerlukan modifikasi/tambahan peralatan khusus pada mesin,
misalnya penambahan pemanas bahan bakar sebelum sistem pompa dan injektor bahan
bakar untuk menurunkan harga viskositas. Viskositas (atau kekentalan) bahan
bakar yang sangat tinggi akan menyulitkan pompa bahan bakar dalam mengalirkan
bahan bakar ke ruang bakar. Aliran bahan bakar yang rendah akan menyulitkan
terjadinya atomisasi bahan bakar yang baik. Buruknya atomisasi berkorelasi
langsung dengan kualitas pembakaran, daya mesin, dan emisi gas buang.
Pemanasan
bahan bakar sebelum memasuki sistem pompa dan injeksi bahan bakar merupakan satu
solusi yang paling dominan untuk mengatasi permasalahan yang mungkin timbul
pada penggunaan SVO secara langsung pada mesin diesel. Pada umumnya, orang
lebih memilih untuk melakukan proses kimiawi pada minyak mentah atau refined
fatty oil/SVO untuk menghasilkan metil ester asam lemak (fatty acid methyl
ester - FAME) yang memiliki berat molekul lebih kecil dan viskositas setara
dengan solar sehingga bisa langsung digunakan dalam mesin diesel konvensional.
Biodiesel umumnya diproduksi dari refined vegetable oil menggunakan
proses transesterifikasi. Proses ini pada dasarnya bertujuan mengubah [tri, di,
mono] gliserida berberat molekul dan berviskositas tinggi yang mendominasi
komposisi refined fatty oil menjadi asam lemak methil ester (FAME).
Konsep
penggunaan minyak tumbuh-tumbuhan sebagai bahan pembuatan bahan bakar sudah
dimulai pada tahun 1895 saat Dr. Rudolf Christian Karl Diesel (Jerman,
1858-1913) mengembangkan mesin kompresi pertama yang secara khusus dijalankan
dengan minyak tumbuh-tumbuhan. Mesin diesel atau biasa juga disebut Compression
Ignition Engine yang ditemukannya itu merupakan suatu mesin motor penyalaan
yang mempunyai konsep penyalaan di akibatkan oleh kompressi atau penekanan
campuran antara bahan bakar dan oxygen didalam suatu mesin motor, pada suatu
kondisi tertentu. Konsepnya adalah bila suatu bahan bakar dicampur dengan
oxygen (dari udara) maka pada suhu dan tekanan tertentu bahan bakar tersebut
akan menyala dan menimbulkan tenaga atau panas. Pada saat itu, minyak untuk
mesin diesel yang dibuat oleh Dr. Rudolf Christian Karl Diesel tersebut berasal
dari minyak sayuran. Tetapi karena pada saat itu produksi minyak bumi
(petroleum) sangat melimpah dan murah, maka minyak untuk mesin diesel tersebut
digunakan minyak solar dari minyak bumi. Hal ini menjadi inpirasi terhadap
penerus Karl Diesel yang mendesain motor diesel dengan spesifikasi minyak
diesel.
Bahan bakar
nabati bioetanol dan biodiesel merupakan dua kandidat kuat pengganti bensin dan
solar yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar mesin Diesel. Pemerintah
Indonesia telah mencanangkan pengembangan dan implementasi dua macam bahan
bakar tersebut, bukan hanya untuk menanggulangi krisis energi yang mendera
bangsa namun juga sebagai salah satu solusi kebangkitan ekonomi masyarakat.
2.2
Keuntungan
Biodiesel
Keuntungan
lain dari biodiesel antara lain :
1. Termasuk
bahan bakar yang dapat diperbaharui.
2. Tidak
memerlukan modifikasi mesin diesel yang telah ada.
3. Tidak
memperparah efek rumah kaca karena siklus karbon yang terlibat pendek.
4. Kandungan
energi yang hampir sama dengan kandungan energi petroleum diesel.
5. Penggunaan
biodiesel dapat memperpanjang usia mesin diesel karena memberikan
lubrikasi lebih daripada bahan bakar petroleum.
6. Memiliki
flash point yang tinggi, yaitu sekitar 200OC, sedangkan bahan bakar
petroleum diesel flash pointnya hanya 70 OC.
7. Bilangan
setana (cetane number) yang lebih tinggi daripada petroleum diesel
Biodiesel tergolong
bahan bakar yang dapat diperbaharui karena diproduksi dari hasil pertanian,
antara lain : jarak pagar, kelapa, sawit, kedele, jagung, rape seed, kapas,
kacang tanah. Selain itu biodiesel juga bisa dihasilkan dari lemak hewan dan
minyak ikan. Penggunaan biodiesel cukup sederhana, dapat terurai
(biodegradable), tidak beracun dan pada dasarnya bebas kandungan belerang
(sulfur).
2.3 Sifat Fisik Biodiesel
No.
|
Parameter
|
Value
|
Palm
Biodiesel
|
Jatropha
Biodiesel
|
Solar
|
1.
|
Density, g/ml (15°)
|
0.868
|
0.879
|
0.83
|
2.
|
Kinematik Viscoity (Cst) (40°C)
|
5.3
|
4.84
|
5.2
|
3.
|
Cloud Point (°C)
|
16
|
5
|
18
|
4.
|
Flash Point (°C)
|
174
|
191
|
70
|
5.
|
Calorific Value, LHV (MJ/kg)
|
37-38
|
37-38
|
41
|
6.
|
Sulfur content (%-w)
|
< 50 ppm
|
< 50 ppm
|
Max 0.5
|
7.
|
Cetane Number
|
62
|
51
|
42
|
8.
|
Bilangan Penyabunan (mg KOH/g)
|
209.7
|
198
|
NA
|
9.
|
Iodine Value (mg I2/g)
|
45-62
|
95-107
|
NA
|
2.4 Minyak Nabati
sebagai Komponen Biodiesel
Industri pengolahan minyak sawit
menghasilkan fraksi olein dan stearin. Fraksi olein lebih baik digunakan untuk
pembuatan minyak goreng, karena asam lemak tak jenuh yang terkandung di
dalamnya lebih mudah dihancurkan di dalam tubuh. Fraksi stearin biasanya
digunakan sebagai bahan baku pada pabrik oleokimia dan untuk diekspor. Akan
tetapi, saat ini ekspor stearin mendapat saingan dari negara lain yang juga
penghasil kelapa sawit seperti Malaysia. Akibatnya, fraksi stearin akan terus
berlimpah karena produksi oleokimia dalam negeri sampai kini juga masih sangat
sedikit dibanding produksi bahan baku yang terus meningkat.
Stearin memiliki asam lemak jenuh yang lebih banyak
daripada fraksi olein, karena itu fraksi stearin memiliki bilangan setana lebih
besar. Kedua alasan di atas menjadikan fraksi stearin sebagai sumber yang tepat
untuk dijadikan bahan baku pembuatan biodiesel .
BAB III
KAJIAN
PRAKTIKUM
3.1
Alat yang dipakai
1.
Pendingin
Tegak
2.
Labu Leher
Dua
3.
Batang pengaduk
4.
Gelas Kimia
100ml
5.
Gelas Kimia 250 ml
6.
Pipet Ukur
5ml
7.
Spatula
8.
Corong Pisah
250ml
9.
Timbangan analitik
10. Hotplate + Stirer
11. Kaca Arloji
12. Piknometer 10ml
3.2
Bahan yang
dipakai
1.
KOH
2.
Minyak Goreng
3.
H2SO4
97%
4.
Aquades
5.
Metanol 96%
6.
Asam Asetat
Glasial
3.3
Cara kerja
1.
Minyak Kelapa murni dicampurkan dengan
pelarut methanol sebanyak 16,3 % dari massa minyak kelapa, dan KOH sebanyak 3,5
g untuk setiap liter minyak kelapa.
2.
Campurkan minyak kelapa, methanol dan KOH
diaduk dengan menggunakan hot plate stirrer dengan kecepatan pedadukan 450-500
rpm dan temperature 50-70oC selama 1-2 jam
3.
Setelah mencapai waktu yang ditentukan,
dilakukan proses pengendapan (settling) untuk memisahkan antara lapisan metil
ester dengan gliserol. Metil Ester akan terdapat pada lapisan atas dan gliserol
terdapat pada lapisan bawah. Metil ester yang telah dipisahkan akan di
transesterifikasi II.
4.
Metil ester dicampur dengan pelarut methanol
dan KOH yang pemakaiannya tergantung kepada hasil pada transesterifikasi 1.
Campuran ini diaduk dengan menggunakan hot plate stirrer dengan kecepatan
pengadukan 450-500 rpm dan temperature 50-70 oC selama 1-2 jam
(proses transesterifikasi II)
5.
Setelah mencapai waktu yang ditentukan kembali
dilakukan proses pengendapan untuk memisahkan metal ester dengan gliserol
6.
Metil ester yang telah dipisahkan selanjutnya
dicuci menggunakan air panas pada temperature 55oC Proses pencucian
dilakukan hingga pH 6,8-7,2
7.
Metil ester yang telah dicuci dipanaskan
dengan temperature 110-130 selama 10 menit
8.
Metil ester selanjutnya disaring menggunakan
kertas saring
9.
Hitung Viskositas dari biodiesel tersebut.
BAB
IV
KAJIAN HASIL PRAKTIKUM
4.1
Hasil Praktikum
1. Perhitungan
Berat
Piknometer kosong : 15,7955 gram
Berat Piknometer
kosong + Biodiesel :
21,2354 gram
Sehingga ,
berat bersih biodiesel yang dihasilkan pada percobaan adalah : 21,2354 gram –
15,7955 gram = 5,4399 gram.
Viskositas Biodiesel = Massa biodiesel
Volume piknometer
= 5,4399 gr
10ml
=
0,54399 gr/ml
4.2
Pembahasan
Dari praktikum yang telah dilakukan ,
pengadukan saat pemanasan selama satu jam dan dengan pengocokan saat pencucian
dengan aquadest sangat mempengaruhi hasil biodisel yang dihasilkan. Untuk hasil
yang baik pada proses pemanasan sebaiknya dilakukan pengadukan dan pada saat
pengocokan pada pencucian dengan aquadest dilakukan pengadukan dan pada saat
pengocokan pada pencucian dengan aquadest dilakukan dengan cara yang benar,
sehingga biodisel yang dihasilkan dapat terpisah dengan sempurna dengan
aquadest.
4.3
Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari hasil praktikum
ini adalah:
1.
Biodiesel
kami memiliki massa jenis 0,54399 gr/ml
4.4 Saran
Pada saat merangkai alat untuk destilasi dan
refluk diperlukan kehati-hatian karena alat yang digunakan sebagian besar
terbuat dari kaca.
DAFTAR PUSTAKA
Dharsono
Wulandari, dkk. 2010. Proses Pembuatan Biodiesel Dari Dedak Dan Metanol
Dengan Esterifikasi In Situ. Jurusan Teknik Kimia Fakulitas Teknik. UNDIP.
Semarang.
Haryanto
Bode. 2002. Bahan Bakar Alternatif Biodiesel. Jurusan Teknik Kimia
Fakulitas Teknik : USU. Medan
Harmiwati.
2011. Modul Praktikum Proses Industri Kimia I. Jurusan Teknik Kimia
Fakulitas Teknik : ATIP. Padang.
Sudradjat R,
dkk. 2010. Pembuatan Biodiesel Biji Kepuh Dengan Proses Transesterifikasi.
Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Pusat Litbag Hasil Hutan. Bogor.