BAB I PEMBAHASAN UMUM

BAB I
PEMBAHASAN UMUM
1.1.

Pendahuluan
Era perdagangan bebas yang dilaksanakan disebagian besar negara-negara

berkembang dan maju akan menimbulkan globalisasi persaingan di berbagai sektor
industri. Indonesia sebagai salah satu negara yang ikut dalam kesepakatan itu, tengah
berusaha memacu perkembangan berbagai industri baik sektor hulu maupun hilir.
Pembangunan industri ditujukan untuk memperkokoh struktur ekonomi
nasional dengan keterkaitan yang kuat antar sektor, meningkatkan daya tahan
perekonomian nasional, memperluas lapangan kerja, meminimalisir ketergantungan
akan dana luar negeri dan impor melalui peningkatan produksi ekspor, sekaligus
mendorong berkembangnya berbagai bidang pembangunan lainnya.
Fatty Acid Methyl Ester (FAME) sebagai salah satu bahan baku oleochemical
dan alternatif bahan bakar, pada industri dihasilkan lewat reaksi metanolisis lemak
atau minyak alami yang dikenal dengan nama Fatty Acid Trigliserida (FAT). FAME
ini sendiri dihasilkan lewat substitusi molekul gliserol yang ada di fatty acid
trigliserida dengan tiga molekul methanol dengan bantuan katalis.
FAME yang dihasilkan dari lemak atau minyak alami telah menjadi bagian

yang penting di dalam industri oleokimia. Industri fatty alkohol yang ada dewasa ini
banyak menggunakan fatty acid methyl ester sebagai bahan baku utamanya untuk
menggantikan fatty acid murni, dimana kelebihan FAME dari pada fatty acid murni
yaitu dalam hal kestabilan Methyl Ester terhadap pembentukan warna dan degradasi
oksidatif jika dipanaskan.
Pemerintah dalam hal ini bertindak sebagai fasilitator yang menjembatani
perkembangan sektor industri dalam negeri. Bidang industri yang banyak menarik
perhatian adalah pengembangan dan pembangunan industri oleochemical. Hal ini
disebabkan oleh semakin terbukanya peluang pasar bagi produk-produk oleochemical
Indonesia ke pasar internasional sebagai komoditas ekspor untuk memenuhi

1

2

permintaan industri yang berbahan baku oleochemical dan untuk memenuhi
kebutuhan dalam negeri yang semakin meningkat, di samping untuk mengurangi
pengeluaran subsidi negara guna mengimpor terus-menerus bahan bakar dari minyak
bumi.
Dewasa ini FAME sering dibicarakan karena merupakan salah satu sumber

dalam pembuatan biodiesel. Adapun pengertian biodiesel disini adalah bahan bakar
dari mesin diesel yang dihasilkan dari ester-ester etil, metil asam-asam lemak. Seperti
yang telah kita ketahui bahwa ketersediaan minyak bumi di dunia yang terbatas lama
kelamaan akan semakin berkurang karen sifatnya yang tidak dapat diperbaharui dan
juga adanya dominasi kebutuhan energi dunia dari minyak bumi yang mencapai 63%
dari total keseluruhan sumber energi di dunia. Ditambah lagi adanya pencemaran
pada tingkat yang telah mengkhawatirkan menyebabkan kita harus berpikir keras
untuk dapat mencari solusi energi alternatif lain.
Oleh karena itu FAME dapat menjadi solusi alternatif pengganti minyak bumi.
Adapun keuntungan bahan bakar biodisel dibanding minyak bumi adalah sifatnya
yang dapat teroksigenasi relatif sempurna (terbakar habis) dan dapat terurai secara
alami (biodegradable) sehingga tidak merusak lingkungan serta aplikasi langsung
pada kendaraan maupun industri yang tidak membutuhkan modifikasi banyak pada
sistem bahan bakar peralatan. Dilain pihak, Indonesia mempunya sumber daya hayati
yang sangat berlimpah sebagai bahan baku ini.
Pendirian pabrik Fatty Acid Methyl Ester (FAME) dengan penggunaan proses
dan teknologi yang lebih baik dari sebelumnya diharapkan dapat memberikan
kontribusi yang berarti dalam bidang perindustrian di Indonesia. Tampil lebih baik
adalah komitmen dasar yang harus selalu diperhatikan agar dapat selalu lebih maju
kedepan, selain tentunya tidak lepas dari tujuan utama untuk memenuhi kebutuhan

pasar domestik yang ada. Diharapkan cita-cita untuk mewujudkan masyarakat adil
dan makmur dapat semakin dekat kita capai dan raih melalui pengembangan industriindustri dalam negeri yang dikelola secara baik melalui pendirian pabrik-pabrik yang
baru.

3

1.2.

Sejarah dan Perkembangan
Fatty Acid Methyl Ester (FAME) tidak dapat dipisahkan dari sejarah dan

perkembangan fatty acid. Pengolahan fatty acid telah menjadi sebuah hal yang
penting dari berbagai macam keanekaragaman industri dalam beberapa tahun
walaupun fatty acid ini telah digantikan dengan beberapa komponen petroleum yang
lebih mahal. Lemak, minyak, asam lemak dan beberapa turunannya digunakan pada
industri area dimana mereka struktur uniknya menghasilkan beberapa fungsi.
Beberapa tahun yang lalu, sejumlah penelitian ditujukan kepada pembuatan
fatty acid. Amerika Serikat dan Eropa Barat hanya sedikit menerapkan metode ini ke
dalam pasar perdagangan. Hal ini disebabkan karena mereka menghasilkan
berlimpah-limpah lemak (tallow) dan pelumas (grease) yang tersedia untuk

memproduksi fatty acid dan untuk ekspor, sehingga hal tersebut cenderung
menyebabkan turunnya harga bahan tersebut di pasaran.
Sejak lonjakan inflasi tahun 1974, harga lemak dan minyak rata-rata stabil
setelah sebelumnya selama masa 64 tahun, harga keduanya benar-benar mengalami
penurunan. Hal ini mendorong dilakukannya berbagai penelitian untuk meningkatkan
nilai guna minyak dan lemak tersebut. Dari sekian banyak penelitian yang dilakukan,
akhirnya ditemukan cara pembuatan Fatty Acid Methyl Ester . Pada awalnya Methyl
Ester dibuat sebagai bahan baku utama fatty alkohol untuk menanggulangi masalah
yang timbul pada hidrogenasi fatty acid dalam pembuatan fatty alcohol.
Proses pertama yang ada dalam pembuatan Methyl Ester adalah proses
esterifikasi kontinyu di kolom reaksi yang counter-current. Pada tahun 1950, Hengkel
mengembangkan suatu proses yang berdasarkan prinsip reaksi esterifikasi absorbsi
methanol dan desorbsi air secara simultan. Pada tahun 1994, Gheorgiu berhasil
menemukan katalis yang merupakan senyawa-senyawa organotitanat. Penggunaan
katalis ini untuk menjaga kemungkinan perlunya langkah netralisasi terhadap free
fatty acid yang mungkin masih terkandung di dalam bahan baku. Selain ini katalis ini
mempunyai sifat korosifitas yang lebih rendah dibandingkan katalis alkalin.
1.3.

Macam-macam Proses Pembuatan


4

Fatty acid methyl ester sebagai bahan bakar alternative motor diesel
(biodiesel) merupakan hasil dari transesterifikasi trigliserida yang terkandung pada
berbagai minyak nabati seperti minyak sayuran ataupun minyak bekas pakai.
Sejumlah study mengenai trigliserida yang terkandung pada minyak nabati
menunjukkan bahwa trigliserida cukup menjanjikan sebagai bahan bakar alternative
bagi mesin diesel.
Nilai viskositas yang tinggi, komposisi berbagai asam, kandungan asam lemak
bebas yang dapat menyebabakan terbentuknya gum disebabkan oksidasi dan
polimerisasi pada saat pembakaran deposit karbon, menyebabkan minyak nabati yang
ada tidak dapat digunakan secara langsung pada mesin diesel. Berbagai usaha pun
dilakukan dan dikembangkan untuk meningkatkan karakteristik trigliserida yang
terkandung pada minyak nabati sehingga mampu menyamai karakteristik dan nilai
kerja (performance) dari bahan bakar diesel umumnya.
Tiga macam proses utama yang telah dilakukan untuk meningkatkan
karakteristik dari minyak nabati dan bahkan minyak bekas sehingga mempunyai nilai
lebih


sebagai

alternative

bahan

bakar

diantaranya

seperti

pyrolysis,

mikroemulsifikasi, dan esterifikasi-transesterifikasi.
1.3.1. Proses Pyrolisis
Pyrolisis merupakan perubahan reaksi secara kimia dengan memanfaatkan
energi panas (thermal energy). Biodiesesl (fatty acid methyl ester) yang dihasilkan
dari proses secara pyrolisis memiliki angka cetane yang tinggi, viskositas yang
rendah. Namun, pyrolisis trigliserida dari minyak sayur menghasilkan sulfur air dan

sediment yang merugikan.
1.3.2. Micro-Emulsification
Mikroemulsifikasi proses pembentukan emulsi dengan menggunakan solvent
seperti metanol, etanol, 1 – butanol. Proses ini ditujukan untuk mengatasi tingginya
nilai viskositas minyak nabati sehingga mendekati nilai viskositas bahan bakar motor

5

diesel yang berasal dari produk minyak bumi. Beberapa kekurangan dari proses
emulsifikasi ini diantaranya seperti terjadinya deposit karabon yang tinggi,
pembakaran (combustion) yang tidak memuaskan, dan peningkatan nilai viskositas
pada pemberian minyak (lubricating oil).
1.3.3. Proses Esterifikasi-Transesterifikasi
1.3.3.1.Proses Esterifikasi
Prinsip utama proses ini adalah reaksi esterifikasi adsorbsi methanol dan
desorbsi air secara simultan. Reaksi berlangsung pada tekanan udara atmosfer dengan
temperatur berkisar antara 200–250oC. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi
kesetimbangan, sehingga air hasil reaksi harus dibuang secara terus menerus untuk
mendapatkan Methyl Ester dengan yield yang tinggi. Methyl Ester yang dihasilkan
memiliki nilai asam (acid value) sekitar 0,5.

R – CO – OH + R’OH
Asam lemak

metanol

R -- CO – OR’ + H2O
Metil ester

Air

1.3.3.2.Proses Transesterifikasi
Transesterifikasi dengan golongan alkohol rendah menjadi proses pembuatan
biodiesel yang ideal. Reaksi antara Trigliserida dengan alkohol menghasilkan gliserol
dan ester asam lemak (Fatty Acid Methyl Ester) pertama kali dijelaskan pada tahun
1852 (Duffy, 1852). Reaksi berlangsung pada temperatur 80–180oC dengan tekanan
antara 1 - 30 atm.
CH2COOR1

CHCOOR2


CH2COOR3
Trigliserida

+ 3CH3OH

3RCOOCH3

CH2OH

+ CHOH

CH2OH

Metanol

Metil ester

Gliserol

1.4. Sifat Fisika dan Kimia


6

1.4.1 Bahan Baku
1. Trigliserida (Jatropa Curcas Oil)
Rumus Molekul

: C57H106O6

Berat Molekul

: 851,6 Kg/kmol

Titik Lebur

: 339,55 K

Titik Didih

: 538,15 K


Wujud

: Cair pada suhu kamar

Density

: 920 kg/m3

∆ Hf(298)

: -504,5 kJ/kmol

SPGR

: 0,890(80/4C)

Sifat kelarutan

: Tidak larut dalam air

(Sumber: hysis, 2011)

2. Methanol
Rumus Molekul

: C2H3OH

Berat Molekul

: 32,04 kg/kmol

Titik lebur

: 175,25 K

Titik Didih

: 337,75 K

Wujud

: Cair pada suhu kamar

Density

: 780,81 kg/m3

T Kritis

: 513,13 K

P kritis

: 78,5 atm

∆ Hf(298)

: -238, 6 kJ/kmol

SPGR

: 0,792 (20/4C)

Sifat kelarutan

: Larut dalam air

(Sumber : Physical And Chemical Data, Perry’s 7th edition, hal 2-41)

3. Kalsium Oksida
Rumus Molekul

: CaO

Berat Molekul

: 56 kg/kmol

7

Titik Lebur

: 2843,15 K

Titik Didih

: 3123,15 K

Wujud

: Padat

Density

: 3,32 kg/m3

∆ Hf(298)

: - 635,6 kj/kmol

Sifat kelarutan

: Tidak larut dalam air

(Sumber : Physical And Chemical Data, Perry’s 7th edition, hal 2-24)

4. Kalsium Karbonat
Rumus Molekul

: CaCO3

Berat Molekul

: 100 kg/kmol

Titik Lebur

: 1612.15 K

Titik Didih

: 1098.15 K

Wujud

: Padat

Density

: 2,711 kg/m3

∆ Hf(298)

: - 1206,9 kj/kmol

Sifat kelarutan

: Tidak larut dalam air

(Sumber : Physical And Chemical Data, Perry’s 7th edition, hal 2-24)

5. Air
Rumus Molekul

: H2O

Berat Molekul

: 18 kg/kmol

Titik Lebur

: 273,15 K

Titik Didih

: 373,15 K

Wujud

: Cair pada suhu kamar

Densitas

: 995,23 kg/m3

Pkritis

: 218,3074 atm

TKritis

: 647,3 K

(Sumber : Physical And Chemical Data, Perry’s 7th edition, hal 2-27)

1.4.2. Produk

8

1. Fatty Acid Methyl Ester (FAME)
Rumus Molekul

: C19H37O2

Berat Molekul

: 285,2 Kg/Kmol

Titik Lebur

: 313,15 K

Titik Didih

: 485,15 K

Wujud

: Cair pada suhu kamar

Density

: 874 kg/m3

∆ Hf(298)

: -665,253 kJ/kmol

Tkritis

: 850 K

Pkritis

: 65,69 atm

(Sumber: Hysis, 2011)

2. Gliserol
Rumus Molekul

: C3H5(OH)3

Berat Molekul

: 92 kg/kmol

Titik Lebur

: 291,05 K

Titik Didih

: 563,15 K

Wujud

: Cair pada suhu kamar

Density

: 1260,78 kg/m3

∆ Hf(298)

: 665,9 kJ/kmol

Tkritis

: 725 K

Pkritis

: 65,82778 atm

SPGR

: 1,260(50/4C)

(Sumber: Physical And Chemical Data, Perry’s 7th edition, hal 2-39)