Esterifikasi Transesterifikasi Tinjauan Pustaka

commit to user ƒ Ramah lingkungan karena tidak ada emisi SOx. ƒ Menurunkan keausan ruang piston karena sifat pelumasan bahan bakar yang bagus kemampuan untuk melumasi mesin dan sistem bahan bakar. ƒ Aman dalam penyimpanan dan transportasi karena tidak mengandung racun. ƒ Meningkatkan nilai produk pertanian. ƒ Biodegradabel: jauh lebih mudah terurai oleh mikroorganisme dibandingkan minyak mineral. Pencemaran akibat tumpahnya biodiesel pada tanah dan air bisa teratasi secara alami Park, 2008. Oleh karena itu, pengembangan biodiesel di Indonesia dan dunia menjadi sangat penting seiring dengan semakin menurunnya cadangan bahan bakar diesel berbasis minyak bumi, isu pemanasan global, serta isu tentang polusi lingkungan. Pengembangan biodiesel didunia sudah dilakukan sejak tahun 1980-an sehingga pada saat ini beberapa bagian dunia telah dilakukan komersialisasi bahan bakar ramah lingkungan ini. Adapun pembuatan biodiesel dari minyak yang berasam lemak bebas tinggi ini menggunakan reaksi transesterifikasi seperti pembuatan biodiesel pada umumnya dengan pretreatment untuk menurunkan angka asam pada minyak tersebut. Biodiesel dapat dibuat dari minyak berasam lemak bebas tinggi dengan proses konversi trigliserida menjadi metil atau etil ester dengan proses yang disebut transesterifikasi. Proses transesterifikasi mereaksikan alkohol dengan minyak untuk memutuskan tiga rantai gugus ester dari setiap cabang trigliserida. Reaksi ini memerlukan panas dan katalis basa untuk mencapai derajat konversi tinggi dari minyak menjadi produk yang terdiri dari biodiesel dan gliserin. Prakoso,2008. Tahapan reaksi dalam pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut:

a. Esterifikasi

Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan alkohol. Katalis-katalis yang cocok adalah zat berkarakter asam kuat seperti asam sulfat, asam sulfonat organik atau resin penukar kation. Asam kuat merupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalam commit to user praktek industrial Soerawidjaja, 2006. Untuk mendorong agar reaksi bisa berlangsung ke konversi yang sempurna pada temperatur rendah misalnya paling tinggi 120 °C, reaktan metanol harus ditambahkan dalam jumlah yang sangat berlebih biasanya lebih besar dari 10 kali nisbah stoikhiometrik dan air produk ikutan reaksi harus disingkirkan dari fasa reaksi, yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisi reaksi dan metode penyingkiran air, konversi sempurna asam-asam lemak ke ester metilnya dapat dituntaskan dalam waktu 1 sampai beberapa jam. Reaksi esterifikasi dapat dilihat pada Gambar 3. RCOOH + CH 3 OH RCOOCH 3 + H 2 O Asam lemak methanol metil ester Gambar 3. Reaksi esterifikasi dari asam lemak menjadi metil ester Esterifikasi biasa dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak berkadar asam lemak bebas tinggi berangka-asam ≥ 5 mg-KOHg. Pada tahap ini, asam lemak bebas akan dikonversikan menjadi metil ester. Tahap esterifikasi biasa diikuti dengan tahap transesterfikasi. Namun sebelum produk esterifikasi diumpankan ke tahap transesterifikasi, air dan bagian terbesar katalis asam yang dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu.

b. Transesterifikasi

Transesterifikasi adalah tahap konversi dari trigliserida menjadi alkil ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol-alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumberpemasok gugus alkil, metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi sehingga reaksi disebut metanolisis. Reaksi transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester dapat dilihat pada Gambar 4. O O ║ ║ H 2 C-O-C-R 1 R 1 -C-O-CH 3 H 2 C-OH │ O O │ │ ║ ║ │ HC-O-C-R 2 + 3 CH 3 OH R 2 -C-O-CH 3 + HC-OH │ O O │ │ ║ ║ │ H 2 C-O-C-R 3 R 3 -C-O-CH 3 H 2 C-OH commit to user Gambar 4. Reaksi Transesterifikasi dari Trigliserida menjadi metil ester asam- asam lemak Gambar 5. Mekanisme reaksi transesterifikasi pembentukan metil ester asam lemak dari triasilgliserol Transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanya katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat Mittlebatch, 2004. Katalis yang biasa digunakan pada reaksi transesterifikasi adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat reaksi. Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam- asam lemak. Terdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk, yaitu: a. Menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi b. Memisahkan gliserol c. Menurunkan temperatur reaksi transesterifikasi merupakan reaksi eksoterm Hal-hal yang Mempengaruhi Reaksi Transesterifikasi Trigliserida Metanol Ester Metil Asam- Asam Lemak Biodiesel Gliserol commit to user Pada intinya, tahapan reaksi transesterifikasi pembuatan biodiesel selalu menginginkan agar didapatkan produk biodiesel dengan jumlah yang maksimum. Beberapa kondisi reaksi yang mempengaruhi konversi serta perolehan biodiesel melalui transesterifikasi adalah sebagai berikut Freedman, 1984:

a. Pengaruh air dan asam lemak bebas