Bilangan Asam Aplikasi Arang Aktif Terbaik Sebagai Adsorben Dalam Pemurnian Biodiesel

30

2. Aplikasi Arang Aktif Terbaik Sebagai Adsorben Dalam Pemurnian Biodiesel

Arang aktif terbaik diuji untuk memurnikan biodiesel. Aplikasi arang aktif untuk memurnikan biodiesel bisa digunakan dari biodiesel berbahan dasar jenis lainnya. Pada penelitian ini model biodiesel yang digunakan berasal dari minyak olein kelapa sawit. Biodiesel tersebut diperoleh dari instansi penelitian yaitu Surfactan and Bioenergi Research Center SBRC. Biodiesel ini dipilih disebabkan karena proses produksi yang dilakukan hanya melalui proses transesterifikasi tanpa melalui proses esterifikasi. Proses transesterfikasi tersebut disebabkan kandungan asam lemak bebas yang kurang dari 2.5. Jika kandungan asam lemak bebas lebih dari 2.5 , maka proses pembuatan biodiesel harus melewati proses esterifikasi. Proses transesterifikasi menyebabkan waktu yang digunakan untuk proses produksi tidak terlalu lama dan bahan yang digunakan untuk proses produksi tidak terlalu banyak. Dalam proses pemurnian, biodiesel yang digunakan adalah biodiesel kasar crude biodiesel . Biodiesel kasar merupakan biodiesel yang belum dimurnikan setelah proses pemisahan gliserol. Sebelum dilakukan proses pemurnian biodiesel, terlebih dahulu arang aktif dinetralkan. Arang aktif terbaik memiliki nilai pH tinggi dan bersifat basa. Suasana basa pada arang aktif dapat mempengaruhi nilai pH biodiesel. Biodiesel yang siap digunakan harus memiliki nilai pH netral yaitu tujuh. Apabila biodiesel tersebut memiliki pH dengan kondisi asam atau basa maka dapat menyebabkan korosi pada mesin sehingga menimbulkan kerusakan mesin. Proses penetralan arang aktif dilakukan dengan menggunakan air destilat. Air destilat digunakan karena cairan tersebut tidak memiliki unsur-unsur mineral yang dapat mempengaruhi kemampuan dalam menyerap cairan dan gas. Adanya unsur-unsur mineral dapat menutupi permukaan pori-pori yang terbentuk pada arang aktif. Proses penetralan arang aktif dengan air destilat yang akan diaplikasikan juga dilakukan oleh Rachmawati 2004 dan Wibowo, 2009. Fadhil et al 2012 melakukan proses penetralan arang aktif sebelum diaplikasikan dengan menggunakan HCl. Setelah proses penetralan pH, maka dilakukan proses pengeringan. Proses tersebut dilakukan untuk menguapkan air destilat pada arang aktif . Proses pengeringan dilakukan selama tiga jam pada suhu 105 o C dalam oven pengering. Setelah proses pengeringan maka dilakukan proses penggilingan hingga lolos ayakan 100 mesh. Penggilingan arang aktif bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan bidang kontak antara adsorben dengan adsorbat biodiesel. Penambahan arang aktif untuk memurnikan biodiesel sebesar 1, 2, dan 3 berdasarkan bobot biodiesel. Biodiesel dihomogenkan dengan arang aktif selama 20 menit dengan kecepatan konstan sehingga terjadi kontak antara pengotor pada biodiesel dengan arang aktif. Setelah itu, campuran yang homogen didekantasi yang bertujuan untuk mengendapkan arang aktif pada dasar sehingga memudahkan proses pemisahan biodiesel dengan arang aktif. Biodiesel dengan arang dipisahkan dengan kertas saring berabu untuk memisahkan arang aktif dengan biodiesel. Parameter uji pemurnian biodiesel meliputi bilangan asam, kejernihan, dan nilai pH.

2.1. Bilangan Asam

Bilangan asam merupakan jumlah milligram KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terkandung dalam satu gram minyak atau lemak Ketaren, 1986. Bilangan asam menjadi salah satu parameter penting terhadap mutu biodiesel. Bilangan asam menunjukan jumlah asam lemak bebas yang masih tersisa setelah proses transesterifikasi. Bilangan asam yang tinggi menyebabkan terjadi suasana asam pada biodiesel sehingga terjadi korosi pada sistem injeksi bahan bakar. Pada penelitian ini, nilai bilangan asam biodiesel sebelum dan setelah pemurnian rata-rata berkisar 0.78-0.22 mg KOHgram. Nilai bilangan asam tertinggi adalah bilangan asam yang belum dimurnikan biodiesel kasar yaitu sebesar 0.78 mg KOHgram. Nilai bilangan asam terendah adalah bilangan asam yang dimurnikan dengan menggunakan arang aktif sebanyak 3 bb yaitu sebesar 31 0.22 mg KOHgram. SNI menetapkan bahwa biodiesel memiliki kandungan bilangan asam maksimal 0.8 mg KOHgram. Terjadi penurunan bilangan asam ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Puspaningrum 2007 dan Fadhil et al., 2012. Puspaningrum 2007, melakukan pemurnian biodiesel dari minyak jarak pagar dengan berbagai jenis adsorben. Jenis adsorben arang aktif komersial mampu mengurangi bilangan asam biodiesel menjadi 0.338 mg KOHgram minyak. Fadhil et al., 2012, melakukan pemurnian biodiesel dari minyak bekas penggorengan dengan arang aktif bekas limbah teh mampu menurunkan bilangan asam menjadi 0.092 mg KOHgram minyak. Perbedaan nilai bilangan asam dari penelitian tersebut dipengaruhi oleh proses produksi biodiesel dan karakteristik bahan yang digunakan. Pemurnian menggunakan arang aktif menghasilkan biodiesel dengan kandungan asam lemak bebas lebih rendah dari biodiesel kasar dan biodiesel cuci. Hasil analisis sidik ragam Lampiran 13 menunjukkan, pengaruh proses pemurnian biodiesel pada α = 0.05 memberikan pengaruh yang nyata terhadap bilangan asam biodiesel. Berdasarkan hasil uji Duncan, arang aktif yang ditambahkan sebesar 3 berbeda nyata dengan penambahan arang aktif 1, 2, pencucian air, dan biodiesel kasar. Arang aktif sebanyak 1 dan 2 tidak berbeda nyata. Arang aktif sebesar 2 belum mampu mengurangi kandungan asam lemak bebas yang terkandung dalam biodiesel. Hal ini lebih disebabkan oleh luas permukaan arang aktif yang ditambahkan masih sama dalam menyerap asam lemak bebas. Pada penambahan arang aktif sebesar 3 mampu mengurangi kandung asam lemak bebas pada biodiesel. Penambahan 3 arang aktif menyebabkan permukaan arang aktif akan semakin luas sehingga dapat menyerap kandungan asam lemak bebas. Proses pencucian dengan air akan berbeda nyata terhadap arang aktif 1, 2, 3 dan biodiesel kasar. Pengaruh proses pemurnian biodiesel terhadap bilangan asam dapat dilihat pada Gambar 19. Gambar 19. Histogram bilangan asam berdasarkan proses pemurnian biodiesel Penggunaan arang aktif terbaik lebih efektif dalam menurunkan bilangan asam dibandingkan dengan pencucian air sebanyak tiga kali. Hal ini diduga karena arang aktif memiliki pori-pori yang mampu menarik dan mengikat asam lemak bebas yang terkandung dalam biodiesel. Proses adsorpsi terjadi secara fisik disebabkan karena adanya perbedaan atau gaya tarik menarik elektrik gaya Van der Walls yang dimiliki oleh pori-pori arang aktif Wibowo, 2009. Menurut Ketaren 1986, adsorben akan menyerap suspensi koloid gum dan resin, asam lemak bebas serta hasil oksidasi minyak seperti peroksida. Semakin tinggi jumlah arang aktif yang ditambahkan pada biodiesel maka kontak antara asam lemak bebas dengan arang aktif lebih luas sehingga mampu mengurangi bilangan 0.78 0.55 0.45 0.45 0.22 0.80 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 Biodiesel kasar Biodiesel cuci Arang aktif 1 Arang aktif 2 Arang aktif 3 SNI B ila ng a n Asa m m g K O H g ra m Pemurnian biodiesel 32 asam. Bilangan asam yang dingiinkan pada produk biodiesel seminimal mungkin. Pada penelitian ini penambahan 3 arang aktif memberikan hasil terbaik. 2.2 Kejernihan Kejernihan menjadi parameter uji untuk mengetahui tingkat kekeruhan atau pengotor pada biodiesel. Pengujian kejernihan menggunakan alat spektrofotometer. Semakin tinggi nilai kejernihan maka tingkat kekeruhan serta pengotor pada biodiesel akan semakin rendah. Kejernihan biodiesel pada penelitian ini berkisar antara 57.99 – 72.04. Nilai kejernihan terendah adalah biodiesel sebelum dimurnikan yaitu 57.99. Nilai kejernihan tertinggi adalah biodiesel yang dimurnikan dengan pencucian air. Arang aktif yang digunakan sebagai adsorben dalam pemurnian ini menghasilkan nilai kejernihan 65.21 - 65.43. Pada penelitian ini terjadi perbedaan nilai kejernihan sebelum dan setelah pemurnian. Perbedaan kejernihan disebabkan oleh adanya kandungan pengotor yang diduga merupakan sabun, sisa gliserol, dan sisa katalis, serta kandungan zat anorganik yang tercampur pada biodiesel. Biodiesel yang diinginkan adalah biodiesel yang memiliki kandungan pengotor yang rendah sehingga dapat menghindari terjadinya kerusakan mesin. Berdasarakan analisis sidik ragam Lampiran 14, proses pemurnian biodiesel memberikan pengaruh yang nyata pada α = 0.05 terhadap nilai kejernihan. Hasil uji Duncan didapatkan bahwa perlakuan permurnian dengan arang aktif serta penambahan arang aktif sebesar 1, 2, dan 3 memiliki tingkat kejernihan yang tidak berbeda nyata. Akan tetapi penambahan arang aktif berbeda nyata dengan biodiesel sebelum dimurnikan biodiesel kasar dan pemurnian dengan pencucian air. Pengaruh pemurnian biodiesel terhadap kejernihan dapat dilihat pada Gambar 20. Gambar 20. Histogram kejernihan berdasarkan proses pemurnian biodiesel Penambahan arang aktif mampu meningkatkan nilai kejernihan pada biodiesel. Hal ini diduga arang aktif memiliki kemampuan dalam menyerap zat pengotor pada biodiesel akibat terbentuknya struktur pori pada permukaan arang aktif. Terbentuknya struktur pori menyebabkan adanya gaya tarik antara adsorben dengan adsorbat sehingga dapat mengurangi pengotor pada biodiesel. Pemurnian biodiesel dengan pencucian air memiliki tingkat kejernihan yang tinggi. Hal ini diduga bahwa proses pencucian dengan air dapat memisahkan pengotor baik terutama kandungan anorganik biodiesel sehingga menyebabkan tingkat kejernihan lebih tinggi. Pengotor pada biodiesel akan terbawa oleh air ketika biodiesel dipisahkan dari air pencucian. 57.99 72.04 65.32 65.21 65.42 10 20 30 40 50 60 70 80 Biodiesel kasar Biodiesel cuci Arang aktif 1 Arang aktif 2 Arang aktif 3 Nila i T ra ns m is i Pemurnian biodiesel 33

2.3 Derajat Keasaman pH