81
Persentase kandungan asam
lemak penyusun Standar SNI, standar
di industri, dan akusisi pakar
Pra-Analisis Bahan Baku
Penilaian kualitas pengemasan dan
penyimpanan Penilaian Aspek
Fundamental
Suhu dan lama proses transesterifikasi
Sistem Penilaian Kualitas Biodisel
SINKUAL-BIODIESEL
Prediksi Aspek Teknis
Penilaian kualitas bahan baku dan
kualitas proses
Suhu dan lama proses separasi pemisahan
Volume air dan lama proses pencucian
Kandungan asam lemak bebas ALB
Karakteristik bahan baku
Proses Transesterifikasi
Proses Separasi Proses Pencucian
Suhu penyimpanan Lama penyimpanan
Titik-titik kritis pada proses
Bahan wadah Keamanan kontainer
Kebersihan Kekuatan
Tembus cahaya Kedap udara
4. Akuisisi Pengetahuan Pakar Terdiri atas Pakar yang mewakili pihak akademisi, praktisi dan birokrasi.
Bagan atribut sistem penilaian kualitas biodiesel selama proses pengolahan, meliputi aspek fundamental dan aspek teknis yang akan dibangun dapat dilihat
pada Gambar 5.19 berikut ini.
Gambar 5.19. Atribut Sistem Penilaian SINKUAL-BIODIESEL
5.3.1 Analisis Fundamental
Analisis fundemental adalah analisis yang dilakukan pada bahan baku biodiesel berupa minyak nabati, titik-titik proses, hingga proses akhir produksi
yakni proses pengemasan dan penyimpanan biodiesel. Kemudian sistem pemeliharaan sebagai sistem penunjang.
82
Penilaian kualitas biodiesel selama proses pengolahan hingga menghasilkan produk jadi berdasarkan aspek fundamental dibagi dalam empat proses, yaitu :
1. Proses penilaian Pra-Analisis Pada tahap ini, minyak nabati yang akan diolah ditentukan dahulu
berasal dari jenis minyak nabati apakah yang akan digunakan. Selanjutnya dilakukan pengukuran kandungan asam lemak bebas yang terdapat dalam
minyak tersebut. Jika kandungan asam lemak bebas tinggi di atas 1 persen. Maka akan dianjurkan melakukan beberapa treatment agar proses reaksi
biodiesel bisa berjalan lebih efisien dan konversi minyak menjadi metil ester biodiesel berjalan sempurna.
2. Proses penilaian bahan baku Mutu bahan baku merupakan faktor utama dalam menghasilkan
produksi yang berkualitas, meskipun pembuatan biodiesel dapat bersumber dari minyak nabati apapun. Tetapi penilaian bahan baku sangat tergantung dari
komposisi atau jenis asam lemak bahan baku dan kandungan asam lemak bebas yang terkandung didalamnya. Seperti minyak jarak, minyak sawit atau
minyak kelapa dan lain-lainnya. Proses ekstraksi dalam memperoleh minyak juga akan menentukan sifat fisik dan kimia yang khas dari bahan baku dan
kandungan asam lemaknya yang nantinya berpengaruh pada bilangan asam dan viskositas biodiesel yang akan dihasilkan.
Sebelum diolah sebaiknya bahan baku dilakukan proses pemurnian agar ketika proses reaksi berlangsung lebih efisien. Tujuan utama proses pemurnian
adalah untuk menghilangkan senyawa pengotor yang terkandung dalam bahan, seperti menghilangkan rasa dan bau yang tidak enak, mencegah timbulnya
warna yang tidak menarik, serta memperpanjang masa simpan miyak sebelum digunakan. Pada Proses pembuatan biodiesel dari minyak jarak pagar, minyak
perlu dimurnikan terlebih dahulu untuk menghilangkan senyawa pengotor yang masih terkadung dalam minyak jarak kasar karena dapat menyebabkan
rendahnya kualitas biodiesel yang dihasilkan.
83
Senyawa pengotor yang terkandung di dalam minyak adalah Gum getahlender yang terdiri dari fosfasida, protein, residu, karbohidrat, air dan
resin, asam lemak bebas, dan senyawa pengotor lainnya. Sebagai contoh gum pada minyak jarak dapat meningkatkan viskositas biodiesel, sedangkan asam
lemak bebas dapat menyebabkan korosif dan kerak pada injector mesin diesel. Pemisahan gum merupakan salah satu proses pemurnian namun tidak dapat
mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak. Oleh karena itu sebaiknya untuk menurunkan jumlah asam lemak bebas dilakukan dua tahap
proses yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Berikut ini beberapa atribut karakteristik bahan baku untuk pembuatan biodiesel, yaitu :
Viskositas Nilai viskositas minyak jarak cukup tinggi, diatas 80. Menurut Pupung,
1986 jika nilai viskositasnya lebih dari 80, minyak tergolong high viscosity index. Nilai viskositas berhubungan dengan kekentalan minyak.
Bilangan asam Bilangan asam adalah ukuran dari jumlah asam lemak bebas yang
terkandung di dalam minyaklemak. Tingginya bilangan asam menjadi parameter yang menunjukkan tingginya kandungan asam lemak bebas yang
terdapat dalam minyak. Bilangan iod
Bilangan iod pada minyak jarak cukup tinggi namun masih dibawah 100, digolongkan dalam jenis minyak yang tidak mengering. Jenis minyak yang
tidak mengering mempunyai nilai bilangan iod kurang dari 100 Ketaren, 1986. Bilangan iod minyak jarak yang cukup tinggi menunjukkan mudah
tengik asam. Bilangan penyabunan
Bilangan penyabunan berhubungan dengan kemurnian bahan. Bilangan penyabunan yang cukup tinggi menunjukkan diperlukannya metanol cukup
besar untuk mengonversikan minyak menjadi metil ester biodiesel.
84
Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan biodiesel yang berkualitas harus memenuhi syarat mutu, dalam hal ini syarat mutu yang
digunakan berdasarkan karateristik mutu yang dikeluarkan oleh Standar Nasional Indonesia SNI, perbandingan beberapa pendapat para pakar dan
institusi mengenai batasan-batasan penilaian kualitas bahan baku dapat dilihat pada Lampiran 25.
2. Proses penilaian kualitas proses Karakteristik mutu biodiesel
Menurut Lele 2005 transesterifikasi hanya bekerja secara baik terhadap minyak dengan asam lemak bebas rendah, minyak yang mengandung FFA
melebihi 1 maka akan membentuk formasi emulsi sabun yang akan menyulitkan pada proses pemisahan biodiesel yang dihasilkan. Rendemen
transesterifikasi dapat ditingkatkan dari 25 menjadi 96 dengan menurunkan kadar asam lemak dan air masing-masing bertutut-turut 10
menjadi 0,23 dan 0,2 menjadi 0,02 Lele et.al..2002. Kandungan asam lemak dan air yang masing-masing lebih dari 0,5 dan 0,3 dapat
menurunkan rendemen transesterifikasi minyak Freedman et.al..1984. Menurut Tyson 2005, minyak yang mengandung asam lemak bebas 10
akan kehilangan rendemen biodiesel sebesar 30 apabila diproses menjadi biodiesel dengan cara transesterifikasi.
Proses transesterifikasi Esterifikasi merupakan reaksi antara lemak dengan alkohol menghasilkan
ester, sedangkan transesterifikasi adalah reaksi ester untuk menghasilkan ester baru yang mengalami perubahan posisi asam lemak. Sontag, 1982.
Transesterifikasi lebih disukai untuk produksi biodiesel karena lebih ekonomis dan efisien. Ambarita, 2002.
Apabila diketahui bahwa bahan baku mempunyai asam lemak bebas yang tinggi maka sebaiknya bahan baku dilakukan tahapan esterifikasi yang
bertujuan untuk menurunkan bilangan asam menjadi lebih rendah. Selanjutnya masuk ketahap kedua yaitu proses transesterifikasi, dimana
85
bertujuan untuk menurunkan viskositas. Variabel penentu tahapan-tahapan tersebut adalah : suhu, konsentrasi metanol dan waktu.
Proses Separasi Separasi merupakan proses pemisahan. Pada penelitian ini menggunakan
metode pengendapan, proses berlangsung selama sekitar 4-8 jam hingga terbentuk 2 fase terpisah, yaitu biodiesel dan trigliserida di lapisan atas dan
metanol dan gliserol dilapisan bawah. Selanjutnya lapisan dibagian atas dialirkan ke tangki reaktor untuk proses
berikutnya. Proses pemisahan ini dilakukan pada tekanan 1 atm dan temperatur 60
o
C Proses Pencucian
Pada penelitian ini penelitian menggunakan metode pengadukan, metode juga diterapkan di pabrik biodiesel skala menengah seperti pada industri
biodiesel di PT. Energi Alternatif Indonesia EAI tempat pengambilan data pada penelitian ini. Pencucian dilakukan dengan tujuan melarutkan sabun
dan metanol yang tersisa dari reaksi serta bahan pengotor agar dipisahkan dari biodiesel yang terbentuk.
Menurut Prinhandana 2006, proses pencucian berlangsung pada kondisi 1 atm dengan temperatur air 40
o
C. Pencucian dengan sistem ini dapat dilakukan beberapa kali dengan indikator air cucian telah agak bening
warna putih susu. Perbandingan beberapa pendapat para pakar dan institusi mengenai
batasan-batasan penilaian kualitas bahan baku dapat dilihat pada Lampiran 25. 3. Proses penilaian proses pengemasan dan penyimpanan
Penyimpanan dan penanganan biodiesel lebih mudah dibandingkan diesel. Untuk penyimpanan biodiesel diisyaratkan kontainer dengan tingkat keamanan
tertentu special safety containers. Hal ini dikarenakan biodiesel memiliki titik nyala flash point yang lebih tinggi dibandingkan diesel sehingga tidak
mudah terbakar titik nyala biodiesel sekitar 160
o
C dan titik nyala diesel sekitar 170
o
C.
86
Masa simpan biodiesel yang baik sekitar 3-6 bulan dan dapat diperpanjang dengan menambahkan aditif penstabil berupa antioksidan seperti
tokoferol, betakaroten, dan BHT. Biodiesel harus disimpan di dalam wadah yang tertutup rapat dan tidak tembus
cahaya sehingga interaksi dengan udara dan sinar matahari sangat kecil. Suhu penyimpanan
biodiesel harus lebih
tinggi dari titik kabut cloud point biodiesel titik kabut Indonesia adalah maksimum 18
o
C. Batasan atribut dari beberapa pendapat para pakar dan institusi mengenai
batasan-batasan penilaian kualitas bahan baku dapat dilihat pada Lampiran 25.
5.3.2 Analisis Teknis