7
terendah dimana bahan bakar masih dapat dialirkan sehingga pada daerah yang bersuhu rendah diharapkan biodiesel tidak membeku. Kadar air dan sedimen adalah jumlah kandungan air dan
sedimen yang ada dalam bahan bakar. Adanya kandungan air dan sedimen dalam bahan bakar dapat menyebabkan terjadinya kristal-kristal beku pada suhu rendah sehingga mengganggu proses
pengaliran bahan bakar. Sisa karbon yang tinggi dapat menyebabkan terbentuknya endapan sehingga dapat
menjadikan mesin kendaraan menjadi aus. Sementara nilai kalor bahan bakar adalah jumlah konsumsi bahan bakar yang digunakan mesin kendaraan setiap satuan waktu. Semakin tinggi nilai
kalornya, semakin rendah bahan bakar yang dibutuhkan. Menurut Winarno 1992, kadar abu adalah mineral anorganik sisa pembakaran bahan organik. Jika kadar abu tinggi, maka kerak yang
menempel pada mesin kendaraan semakin banyak sehingga tingkat keausan mesin juga semakin tinggi.
C. TRANSESTERIFIKASI IN SITU
Transesterifikasi merupakan reaksi kimia antara trigliserida dan alkohol rantai pendek seperti metanol atau etanol untuk menghasilkan monoalkil ester dan gliserol dengan menggunakan
katalisator asam atau basa Hambali et al., 2007b. Reaksi ini merupakan reaksi alkoholis dan bersifat reversible Khan, 2002. Berikut ini adalah mekanisme reaksi transesterifikasi trigliserida
dengan menggunakan pereaksi metanol:
Keterangan: R
1
, R
2
, dan R
3
adalah asam lemak jenuh dan tak jenuh dari rantai karbon. Pada pembuatan biodiesel, biasanya proses transesterifikasi dilakukan setelah proses
ekstraksi dan pemurnian minyak. Tahapan-tahapan proses tersebut menyebabkan proses pembuatan biodiesel lebih panjang, efisiensi rendah dan konsumsi energi yang tinggi sehingga
secara keseluruhan dapat meningkatkan biaya produksi biodiesel. Oleh karena itu diperlukan proses pembuatan biodiesel yang sederhana, efisien, hemat energi, biaya produksi yang rendah dan
dapat menghasilkan rendemen dan mutu biodiesel yang bagus. Proses pembuatan biodiesel tersebut, dewasa ini lebih dikenal dengan proses transesterifikasi in situ.
Menurut Haas et al. 2004, transesterifikasi in situ merupakan langkah yang lebih sederhana dalam memproduksi monoalkil ester dengan mengeleminasi proses ekstraksi dan
pemurnian minyak sehingga dapat menurunkan biaya produksi biodiesel. Menurut Qian et al. 2008, trigliserida yang digunakan dalam proses transesterifikasi in situ berasal dari bahan baku
sumber minyak dan bukan berasal dari minyak yang sudah diekstrak dan dimurnikan terlebih dahulu.
CH
2
-OOC-R
1
CH-OOC-R
2
CH
2
-OOC-R
3 +
3CH
3
OH R
1
-COO-CH
3
R
2
-COO-CH
3
R
3
-COO-CH
3 +
CH
2
-OH CH-OH
CH
2
-OH Trigliserida
Metanol Metil ester
Gliserol
8
Mekanisme proses transesterifikasi in situ adalah kontak langsung antara bahan baku sumber minyak dengan pereaksi alkohol dengan menggunakan katalis asam atau basa
Georgogianni et al., 2008. Menurut Haas et al. 2004, fungsi alkohol adalah untuk menghancurkan sel-sel yang mengandung minyak dan melarutkan minyak tersebut. Selain itu,
alkohol juga berfungsi sebagai pereaksi selama proses transesterifikasi. Beberapa penelitian yang terkait dengan transesterifikasi in situ diantaranya telah dilakukan
pada bahan baku sumber minyak seperti biji bunga matahari, biji kedelai, rice bran dan biji kapas. Pada transesterifikasi in situ biji bunga matahari, Siler-Marinkovic dan Tomasevic 1998
mendapatkan rendemen metil ester sebanyak 98 pada kondisi suhu 64.5
o
C, waktu reaksi 1 jam, dengan perbandingan molar metanolbahanH
2
SO
4
adalah 300:1:9. Georgogianni et al. 2008 juga melakukan penelitian mengenai transesterifikasi in situ biji bunga matahari dengan
menggunakan katalis NaOH 2 pada suhu 60
o
C dan kecepatan pengadukan 600 rpm sehingga menghasilkan rendemen metil ester sebesar 95.
Pada penelitian transesterifikasi in situ rice bran oleh Ozgul-Yucel dan Turkay, 2003 didapatkan hasil bahwa metanol menghasilkan rendemen metil ester yang lebih tinggi
dibandingkan alkohol jenis lainnya dengan rasio metanol terhadap rice bran adalah 4 mlg. Haas dan Karen 2007 meneliti tentang pengaruh katalis NaOH dan kebutuhan alkohol pada
transesterifikasi in situ biji kedelai. Kondisi optimal yang menghasilkan rendemen sebesar 100 diperoleh pada waktu reaksi selama 10 jam, kadar air bahan 0.8 dan konsentrasi NaOH 0.1 N
dalam metanol sebanyak 2.4 mlg. Penelitian yang dilakukan Qian et al. 2008 pada transeterifiaksi in situ biji kapas menghasilkan rendemen sebesar 98 pada kondisi proses seperti
kadar air biji kurang dari 2, ukuran partikel bahan 0.300-0.335 mm, konsentrasi NaOH 0.1 molliter metanol, perbandingan molar metanolminyak sebesar 135:1, dengan suhu 40
o
C, serta waktu reaksi selama 3 jam.
Penelitian yang terkait dengan transesterifikasi in situ biji jarak pagar telah dilakukan oleh Utami 2010 dan Shuit et al. 2009. Biodiesel tertinggi 82.51 yang dihasilkan oleh Utami
2010 menggunakan biji dengan kadar air ≤ 1, ukuran biji 35 mesh, rasio metanolheksanbahan
vvb sebesar 6:1:1 dan katalis KOH 0.075 molliter metanol 7 pada suhu 50°C, kecepatan pengadukan 800 rpm dan waktu reaksi 5 jam. Hasil sidik ragam pada penelitian Utami 2010
didapatkan bahwa suhu, kecepatan pengadukan dan waktu reaksi tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen dan viskositas biodiesel. Suhu, waktu reaksi serta interaksi antara faktor suhu,
kecepatan pengadukan dan waktu reaksi berpengaruh nyata terhadap bilangan asam biodiesel. Sementara pada bilangan penyabunan dan bilangan ester biodiesel, suhu serta interaksi faktor suhu
dan kecepatan pengadukan memberikan pengaruh yang nyata. Penelitian yang dilakukan oleh Shuit et al. 2009, proses transesterifikasi in situ biji jarak
pagar pada kondisi operasi suhu 60°C, waktu reaksi 24 jam dan rasio metanolbahan sebesar 7.5 mlg dengan menggunakan katalis asam H
2
SO
4
15 dan heksan sebesar 10 dari volume pelarut sehingga menghasilkan rendemen biodiesel sebesar 99.8. Ukuran partikel biji jarak
pagar yang digunakan adalah 0.355 mm. Berdasarkan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin kecil ukuran partikel bahan dan semakin lama waktu reaksinya, maka efisiensi ekstraksi
dan transesterifikasi semakin tinggi sehingga rendemen biodiesel yang dihasilkan pun akan semakin tinggi.
9
III. METODE PENELITIAN
