2.1.2 Definisi Biodiesel
Biodieseladalahbahanbakarmesindieselyangberupa ester mono alkil asam-asam lemak rantai panjang,yang diturunkan dari minyak tumbuh-
tumbuhan atau lemak hewan.Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif
ramah lingkungan,tidakmempunyaiefekterhadapkesehatandandapat
dipakaisebagaibahanbakarkendaraanbermotorserta dapatlebih menurunkan emisi bila dibandingkan dengan minyak diesel. Biodiesel mempunyai sifat pembakaran
yang serupa dengan minyaksolar,sehinggadapatdipergunakanlangsungpadamesin berbahan bakarminyaksolartanpamengubah mesin. Karakteristik dan standar
biodiesel ditunjukkan pada tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Karateristik dan standar biodiesel
Parameter Satuan
Standar Nasional
Indonesia Biodiesel
Standar ASTM
Angka asam Mg KOHg
Maks 0,8 Maks 0,5
Kadar air dan sedimen
vol Maks 0,05
Maks 0,05
Korosi dan lempeng tembaga
wt Maks 0,3
Maks 0,3
Residu karbon wt
Maks 0,05 Maks 0,05
Abu tersulfatkan wt
Maks 0,02 Maks 0,02
Blerang wt
Maks 100 Maks 50
Fosfor Mgkg
Maks 10 Maks 1
Gliserol Bebas wt
Maks 0,24 Maks 0,02
Gliserol Total wt
Maks 0,24 Maks 0,24
Universitas Sumatera Utara
Kadar Ester Alkil wt 96,56
Uji halpen Negatif
Sumber : Badan Standarisasi Nasional 2006 European Co,,ision 2007
Thajana dan Pranowo Kartika et.al 2011
2.1.3. Pembuatan Biodiesel
Biodiesel dapatdibuatdari
berbagai minyakhayatiminyaknabati
ataulemakhewanimelalui prosesesterifikasigliseridaataudikenal
dengan prosesalkoholisis.Reaksiyang terjadidapat
dituliskan sebagai
berikutMa,F.,1999;Hariyadi, dkk,2005. Hampirseluruhminyaknabatidapatdiolahmenjadibiodiesel.
Minyak nabatiyangdapatdiolahmenjadi
biodiesel dapat
dihasilkanolehberbagai macamjenistumbuhansepertikedelai,kanola,intisawit,kelapa, jarak pagar,bunga
matahari,bijikapuk,jagung, dedak padidanratusan tanaman penghasil
minyaklainnya.Namunbahanutamapembuatan biodieselyangsering digunakan adalah minyakjarakpagarkarena minyakinibukanmerupakan minyak untuk
pangan karena minyak jarak ini memiliki sifat sangat beracun. Padaskalakecildapatdilakukandenganbahanminyakgoreng1 literyang
baruatau bekas.Metanolsebanyak200 mlatau0.2liter.Soda apiatauNaOH 3,5gramuntuk
minyakgoreng bersih,jikaminyakbekas
diperlukan4,5gramataumungkinlebih.Kelebihanini diperlukan
untuk menetralkanasamlemak bebasatauFFAyang banyakpada minyak goreng
bekas. Dapat pula mempergunakan KOH namun mempunyai hargalebih mahaldan diperlukan1,4kalilebihbanyakdari soda. Proses pembuatan;Sodaapi
dilarutkandalamMetanoldankemudiandimasukan kedalamminyakdipanaskansekitar55oC,diadukdengancepatselama15-20
menitkemudiandibiarkandalamkeadaandinginsemalam.Maka akan diperoleh
Universitas Sumatera Utara
biodiesel pada bagian atas dengan warna jernih kekuningan dansedikitbagian
bawahcampuranantarasabun dariFFA,
sisametanolyangtidakbereaksidangliserinsekitar79ml. Biodieselmerupakan cairan kekuningan pada bagian atas dipisahkan
dengan mudahdengan menuang dan menyingkirkanbagianbawahdari cairan. Untukskalabesar
produk bagianbawahdapat
dimurnikanuntuk memperolehgliserinyangberhargamahal,jugasabundansisa metanol yangtidak
bereaksi.
Gambar 2.1 Diagram Alir Biodiesel
Pembuatan biodiesel dapat dilakukan dengan cara berikut ini: 1.
Proses reaksi kimia Reaksi kimia dalam pembuatanbiodiesel bisadilakukan dengan2cara,yaitu:
1.a.Reaksi Trans-esterifikasi Transesterifikasibiasadisebutdenganalkoholisis adalah tahapkonversi
daritrigliseridaminyak nabati menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol,
danmenghasilkanproduk samping yaitugliserol.Diantaraalkohol-
alkoholmonohidrikyang menjadi
kandidatsumberpemasokgugusalkil,methanoladalahyangpaling umum
digunakan, karenaharganya murah
dan reaktifitasnya paling
tinggisehinggareaksidisebutmetanolisis.Jadi, disebagianbesar
duniaini,
Universitas Sumatera Utara
biodiesel praktisidentik denganester metil asam-asam lemakFattyAcids MetilEster,FAME
. Berikut ini dapat dilihat rumus kimia proses transesterifikasi :
Hal-hal yang mempengaruhireaksi transesterifikasi Tahapanreaksitransesterifikasipembuatan biodieselselalu menginginkan
agar didapatkan produk
biodiesel dengan jumlah
yang maksimum.Beberapakondisireaksi yang mempengaruhi konversiserta perolehan
biodiesel melaluitransesterifikasiadalah sebagai berikutFreedman,1984: a.Pengaruhairdan asamlemak bebas
Minyaknabatiyangakanditransesterifikasiharusmemilikiangka asamyanglebihkecildari1.Banyakpenelitiyangmenyarankan agar kandungan
asam lemak bebas lebih kecil dari 0.5 0.5.Selainitu,semuabahanyang akandigunakanharus bebas dari air. Karena air akan bereaksi dengan katalis,
sehinggajumlahkatalismenjadi berkurang.Katalisharus terhindar
dari kontakdenganudaraagartidak mengalamireaksi denganuap air dankarbon
dioksida. b.Pengaruhperbandinganmolar alkohol
dengan bahan
mentah Secarastoikiometri,jumlahalkoholyangdibutuhkanuntukreaksi
adalah3moluntuksetiap1moltrigliseridauntukmemperoleh3 molalkilesterdan1molgliserol.Perbandinganalkoholdengan minyak nabati 4,8:1
dapat menghasilkan konversi 98
Universitas Sumatera Utara
BradshawandMeuly,1944.Secaraumumditunjukkanbahwa semakinbanyakjumlahalkoholyangdigunakan,makakonversi
yangdiperolehjugaakansemakinbertambah.Padarasiomolar 6:1,setelah1jamkonversiyang
dihasilkanadalah 98-99, sedangkanpada
3:1adalah74-89.Nilai perbandinganyang terbaik
adalah6:1karenadapat memberikankonversiyang maksimum.
c.Pengaruhjenis alkohol. Pada rasio 6:1,
metanol akan
memberikanperolehanesteryang tertinggidibandingkandengaan menggunakanetanolatau butanol.
d.Pengaruhjenis katalis Alkalikataliskatalisbasa
akan mempercepatreaksi transesterifikasi
biladibandingkandengankatalisasam.Katalis basayangpalingpopuleruntukreaksi transesterifikasi adalah natriumhidroksidaNaOH, kaliumhidroksidaKOH,
natrium metoksidaNaOCH3, dankaliummetoksidaKOCH3.Katalis sejati bagi reaksi sebenarnya adalah ion metilat metoksida Reaksi transesterifikasi
akanmenghasilkankonversi yang maksimum denganjumlahkatalis 0,5-1,5- bminyaknabati. Jumlahkatalisyang efektifuntukreaksi adalah0,5-b minyak
nabati untuk natrium metoksidadan1-bminyak nabati untuk natriumhidroksida. e.Metanolisis Crude danRefinedMinyak Nabati
Perolehanmetilester akanlebihtinggijikamenggunakan minyak nabati refined.Namun apabila produk metil ester akan digunakan sebagai bahanbakar
mesin diesel,cukupdigunakanbahanbaku
berupaminyak yangtelah
dihilangkangetahnya dan disaring. f.Pengaruhtemperatur
Reaksitransesterifikasidapatdilakukanpadatemperatur30 -
65°Ctitikdidihmetanolsekitar 65° C.Semakintinggi temperatur,konversi yang diperolehakansemakintinggi untuk waktuyanglebihsingkat.
Universitas Sumatera Utara
1.b.Reaksi Esterifikasi Esterifikasi adalahtahapkonversi dari asamlemakbebas menjadiester.Esterifikasi
mereaksikan minyaklemakdengan alkohol.Katalis-katalis yang cocok adalah zat berkarakter asam kuat, dankarenaini, asamsulfat, asamsulfonat organikatauresin
penukarkationasamkuatmerupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalampraktekindustrial Soerawidjaja,2006.
Untuk mendorong agarreaksibisa berlangsungkekonversiyang sempurna padatemperaturrendahmisalnyapaling tinggi 120°C, reaktan metanolharus
ditambahkandalamjumlahyang sangat berlebihbiasanyalebihbesardari10kalinisbahstoikhiometrik
danairprodukikutanreaksiharusdisingkirkandarifasareaksi, yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-kombinasi
yang tepat dari kondisi-kondisireaksi
danmetodepenyingkiranair,konversi sempurnaasam-asamlemakkeester metilnyadapat
dituntaskan dalamwaktu1sampai
beberapajam.Reaksiesterifikasidari asam lemakmenjadimetil ester adalah :
Hal-halyangMempengaruhi ReaksiEsterifiksi a.WaktuReaksi
Semakinlamawaktureaksimakakemungkinankontak antarzat
semakin besar sehingga akan menghasilkan konversi yang besar.Jikakesetimbanganreaksisudahtercapai
maka dengan
bertambahnyawaktureaksitidak akan
menguntungkankarena tidakmemperbesarhasil.
b.Pengadukan Pengadukan akan menambah frekuensi tumbukan antara
molekulzat pereaksi denganzatyangbereaksi sehingga mempercepatreaksi danreaksi terjadi sempurna.
Universitas Sumatera Utara
c.Katalisator Katalisatorberfungsi
untukmengurangitenagaaktivasipada suatureaksisehinggapada suhutertentuhargakonstanta kecepatan reaksisemakin
besar.Pada reaksi esterifikasiyang sudahdilakukanbiasanyamenggunakan
konsentrasikatalis antara 1-4beratsampai 10 beratcampuranpereaksiMc Ketta,1978.
d.SuhuReaksi Semakin tinggisuhu
yang dioperasikan
makasemakin banyak
konversiyangdihasilkan,halinisesuai dengan
persamaan Archenius. Bilasuhunaikmaka
hargak makinbesarsehingga reaksi
berjalancepat danhasilkonversimakin besar.
2. ProsesLanjutanPencucian
Banyakcara “washing”biodiesel,yang
paling banyakdigunakan
adalah“The BubblewashMethode”,caranyaadalah ditambahkan
air seperempatsampaisetengahvolumeoilcampurH3PO41010ml
pergalon padasuhu tetap.Masukkan pompaakuarium, nyalakan 24 jam.Lakukanlagi sekitar
3- 4kalihingga pHairnetral.
2.2 Pertadex