16 yang tinggi Aksoy et al., 1988. Contoh katalis asam yang sering digunakan
adalah H
2
SO
4
disajikan lebih lanjut dalam sub Bab 2.2.2.
2.2.2 Penggunaan Katalis
Katalis dalam proses produksi biofuel misal esterifikasi atau transesterifikasi merupakan suatu bahan misal basa, asam atau enzim yang
berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan jalan menurunkan energi aktivasi actifation energy,
Ea dan tidak mengubah kesetimbangan reaksi, serta bersifat sangat spesifik. Sebenarnya proses produksi bisa berlangsung tanpa katalis akan
tetapi reaksi akan berlangsung sangat lambat, membutuhkan suhu yang tinggi dan tekanan yang tinggi pula. Umumnya untuk mencapai hasil yields ester yang
memuaskan dalam kondisi reaksi yang sedang, produksi biodiesel dilakukan dengan keberadaan katalis yang meliputi katalis basa alkali, asam termasuk
katalis bahan transisi logam, dan katalis enzim. Menurut perbedaan fase dengan reaktan, katalis dapat dibagi menjadi
katalis homogen yang memiliki fase yang sama dengan reaktannya dan katalis heterogen yang berbeda fase dengan reaktannya contohnya, katalis padat pada
campuran reaktan cair. Katalis heterogen menyediakan permukaan luas untuk tempat reaksi kimia terjadi. Agar reaksi terjadi, satu atau lebih reaktan harus
tersebar pada permukaan katalis dan teradsorb ke dalamnya. Setelah reaksi selesai, produk menjauh dari permukaan katalis padat. Seringkali, perpindahan
reaktan dan produk dari satu fase ke fase lainnya ini berperan dalam menurunkan energi aktivasi Mittelbach dan Remschmidt, 2004.
2.2.2.1 Katalis Basa
Kelebihan keuntungan
penggunaan katalis basa adalah kondisi operasi dapat dilakukan dalam kondisi reaksi sedang mild seperti tekanan dan suhu
rendah 1 atm, suhu 60-65
o
C , molar rasio yang rendah 1 dari jumlah minyak nabati, memberikan waktu reaksi yang relatif cepat sekitar 1 jam, dan
memberikan efek korosi yang rendah terhadap peralatan pengolahan bisa digunakan jenis bahan logam berkarbon carbon steel reaktor. Kelemahan
17 penggunaan katalis basa adalah memerlukan pengadukan yang cukup kuat
sehingga merata untuk memperoleh hasil yang maksimal. Di samping itu dalam proses purifikasi biodiesel dari katalis dan bahan lainnya memerlukan waktu yang
cukup lama seperti dalam proses decanting, netralisasi, washing, dan drying. Friedman et al., 1984; Friedman et al., 1986; Noureddini and Zhu, 1997;
Darnoko dan Cheryan, 2000. Saat ini hampir seluruh reaksi pengolahan biodiesel skala komersial
menggunakan katalis basa homogen. Katalis yang bersifat basa lebih umum digunakan pada reaksi transesterifikasi karena menghasilkan metil ester yang
tinggi dan waktu yang cepat. Konsentrasi katalis yang umum digunakan adalah 0.5-4 dari berat minyak Mittelbach dan Reschmidt, 2004; Zhang et al., 2003,.
Namun pemakaian katalis basa hanya berlangsung sempurna bila minyak dalam kondisi netral dan tanpa keberadaan air. Secara garis besar reaksi yang
berlangsung disajikan dalam persamaan [4] dan reaksi pembentukan sabun disajikan dalam persamaan [5].
Katalis homogen selama ini telah digunakan secara luas pada produksi biodiesel, karena harganya yang murah. Walaupun begitu, untuk aplikasi industri
katalis heterogen yang berwujud padat menawarkan keuntungan dibandingkan katalis homogen, yaitu mudahnya pemisahan katalis dari produk dengan cara
penyaringan dan tidak perlu proses netralisasi untuk menghilangkan sisa katalis. Beberapa katalis heterogen pada proses pembuatan biodiesel menggambarkan
bahwa katalis yang mengandung campuran unsur Ca dan Mg, serta katalis yang mengandung K menghasilkan rendemen metil ester yang tinggi.
Katalis bersifat basa yang umum digunakan adalah basa Brönsted sederhana seperti NaOH dan KOH. Freedman et al. 1984 membandingkan
penggunaan katalis basa NaOH dan NaOCH
3
pada saat memproduksi biodiesel RONa RO
-
+ Na
+
Na + ROH RO
-
+ Na
+
+ ½ H
2
g NaOH + ROH RO
-
+ Na
+
+ H
2
O R
1
COOR
2
+ NaOH R
1
COONa + R
2
OH ……………............[5] ...….............[4]
Kategori