Pengembangan proses pembuatan biodiesel jarak pagar melalui transesterifikasi In Situ, katalis heterogen dan detoksifikasi

PE GEMBA GA PROSES PEMBUATA

BIODIESEL JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)

MELALUI TRA SESTERIFIKASI I SITU,

KATALIS HETEROGE DA DETOKSIFIKASI

OVIZAR AZIR

SEKOLAH PASCASARJA A

I STITUT PERTA IA BOGOR

BOGOR

2011

PER YATAA ME GE AI DISERTASI DA SUMBER

I FORMASI

Jatropha curcas .) In Situ,

!

" #

$ "

% &'((

) * + ) + ),- ./0('1''/(

ABSTRACT

)23,456 )54,6" $ * $ Jatropha

curcas " * In Situ $ , 7

8 $ " 9 $ 9-5 , -5):9);, 5 5% ;,

#< =5),):#, % #6, =9 ,5), -2 " 5- 56 =56-2

Jatropha curcas $ * *

$ * $ " % $ % >

$ 8 $ % $ $ $ %

8 $ $ $ * " $ ..5? $

% ! $ @ !

..5 $ ("'/ A '%('B? $ ..5 A 0"CC B?"

2 ..5 $ $ $ $

$ $ $ " 2 ..5%

* % $ $ "

7 $ % $ $

* " 6 ..5 $ in situ

$ $ $

..5 $ $ "

$ * $ !

> $ $ * $ " 8 $> *

$ $ ..5 ! $ in situ

$ % $ ..5

8 $ $ $ $ " , 8 $

$ * % $ $ $

$ $ $ $ "

$ * " $ $

$ $

$ $ $ > 8 $

$ $ * $ " $ $

Hysys Plant etVer 3.2 (ASPE Tech,

Cambridge MA) "

8 $ > $ $ * $ $

$ * $ " $ $ 7 $ 5

75? SIMAPRO Version 7.1

$ "

@ Jatropha curcas "% $ $ 8 % % $ %

% 8 $ % $ > $ $% $ $ %in

RI GKASA

)23,456 )54,6"

(Jatropha curcas ") In Situ,

" 9-5 , -5):9);, 5 5% ;,

#< =5),):#, % #6, =9 ,5),% -2 " 5- 56 =56-2

# ! !

Peraturan Pemerintah omor 5 tahun 2006 Instruksi Presiden

omor 1 tahun 2006, !

$

> " ) % !

! *

* $ "

# !

! ! " - !

! ! ! % !

" $

% ! !

!

* ! "

5 ?

&%1 B" % 5 %

! ! ! % @ !

5 (%'/ A '%('B?

5 0%CCB?" - 5

! $

" #

5 % %

" 5

% % %

! !

+ + $

" # $ $ !

+ $ + +

" ! 5 %

$

$ in situ" %

! "

# 5 % $

/' (&( 7 + ) 2 ?"

%

! !

" %

$ "

"

!

$ "

$ HYSYS Ver 3.2

!

> %

$ !

$ "

75?

" 75 !

* ! ?

% % %

% % %

" ! 75 SIMAPRO

Version 7.1

* ) 2 "

> " %

!

! " !

CDB $ @ E(%F/

% @ ('%D(@(?% ! '%C(B"

6 01 7" # !

% C1B

@ & ! % 7 2

&%1B% @ (&@(? 01 7"

% *

" *

$ $ $ " %

$ in situ

in situ C0B @

) 2 '%'E G H @

(F(%( G ?H /%'& ! ?H D1%00 7"

% ! $ !

) 2 > > !

$ in situ ! 5 "

% $ 7 2

* ) 2

return on investment 62,? payback period ?" #

7 2 $

* ) 2 "

$

&'' Gbatch > 6 ("F&1% 1' ? 6 "

("CCE%DF * ?

6 ("0CC%F0 ? 6 " ("F'F% (F

* ? "

9 %

&B ) 2

$ $ %

" 6 $ 62,

"

% $

7 2

* "

75% 7 2

D%E/B !

5 0%1'B ! 5 "

% /%(/B

/%E0B > 5 5 "

@ % %

% + % %

G % % %

% 7 2

% $ "

> @ (?

- ! $ 7 2

> H &? !

! !

H /?

! $

D? !

! $ H 1? !

$

%

% "

$ @ Jatropha curcas "% % % $ %

% % % life cycle assassment%

I

$

,

"

&'((

$

9

>9

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB.

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, microfilm, dan sebagainya tanpa izin tertulis dari IPB

PE GEMBA GA PROSES PEMBUATA

BIODIESEL JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)

MELALUI TRA SESTERIFIKASI I SITU,

KATALIS HETEROGE DA DETOKSIFIKASI

OVIZAR AZIR

# ,

SEKOLAH PASCASARJA A

I STITUT PERTA IA BOGOR

BOGOR

2011

! 9! @ ( " " < : # J % -5 *" &" " " , " 5

! 9! @ (" ", " # # ; % -"< &" ", " %-<

:

Jatropha curcas "? In Situ,

) : ) * + ) +

),- : ./0('1''/(

!

" ", " ! - ! ! % <5 ", " # %-# 5

", " # = % -5

" " - " 5 = 5

# ,

", " - $ % -#

# $ !

" " , " 5" ) % -"#

PRAKATA

! ! 5 Subhanahuwataala

) "

! - &''E

) * &''C % !

Jatropha curcas ?

In Situ, "

$ " " , " " !

- ! ! % <5 H " , "

# %-"# H ", " # = %- " " - " 5 =

% %

" 5 ! ! " "

< : # J % " " 5 % -#$

! ! " # # ; -"< " , " %

-"< % ! " # ! %

" " # " ) + 6 %

! # - % . # %

9 * - 9 -?%

" 9

! " " - % " - )

- " 5 7 % -#$ Petroleum and Petrochemical College (PPC)

of Chulalongkorn University% " " %

Director of Graduate Studies, Chulalongkorn University,

Life Cycle Assessment 75?"

9$ ! ! - " # % -#$

ational Metal and Material Technology (MTEC)% %

75% , " % -- 6 # >

" # 5 9 %

pilot plant " 9 > !

-6 % % 6 + % . 6 = ;

> $

"

! $

6,% #

" 9$

9 * 5 %

% , , ?

. #

9 * - 9 -? grant

"

! $

" 6 - % -5% 5 4 5 # %

% > %

" 9

% $

" # !

, !

"

% &'((

RIWAYAT HIDUP

&1 ) * (C0D

5 ) + ) " !

# % .

9 * 5 % (CEE" (CC(%

! # , , ?%

$ ! , (CCD"

! # ,

&''1

$ ! #

% ) 6 , "

# #/%

!

, " ! $ .5-< Jatropha

curcas 5$ > $ * 5 Joint

Seminar 9)6,>9 -% (C>&( 5 &''E % , "

-! 8 $ Jatropha curcas" 5$ > $ *

#-, <'E% 6 $ 6 %

>- % (E>(C ) * &''E" - ! $

* 5 $ $ @ $ $

Joint Seminar between Prince Songkla University Universiti Sains Malaysia% (1>(F &''C 7 % "

! $ $

$ $ $ * $ Jatropha curcas

,## <7&''C% The First International Seminar on Science and Technology = % &D>&1 &''C" #

anotech Malaysia2009, &F>&C 2 &''C Kuala Lumpur Convention Centre%

! $ 2 9 ) >7 2 #

7 " # ! >

75 ! Jatropha curcas? $

,#.5#&'('% International Seminar on Food and Agricultural Science % (F . &'(' " &&>&D ) * &'('

! 7 $ 5 #

Jatropha curcas? $ $ , > $

- : 7 - $

-:7--&'('? % " 7th Biomass Asia Workshop, 29 ovember – 1 Desember 2010,

! 7 $ 5 $ 2

2 , "

! <8 $ $ $

7 $ Jatropha $ $ %

European Journal of Lipid Science Technology, &''C% 111, ((E1L(&'' Willey

Interscience)" # ! Biodiesel production from

Jatropha curcas seed oil via calcium oxide catalyzed transesterification and its purification using acid activated bentonite

! &''C"

%

! %

(? Workshop on Basic Regulation and Principle of Animal Care and Management% (0 # &''EH &? Introduction Workshop on Laboratory Animal Care and Management (IWLACM?% && 2 &''C% 9 * - H /?Workshop on Life Cycle Assessment Analysis

for Bioenergy $ $ 7 % &/>&0

) * &''CH /?Workshop on Statistic and Journal WritingE>(' &'(' > $ % - H D? Short course on HYSYS Application for Biodiesel Process% &&>&/ &'(' . ! % 9 *

- H 1? ,

% , % 1 &'('H 0?

% &( 2 &'(' " #

DAFTAR ISI

Halaman 5. 56 5 < M""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 8 8 5. 56 :5- 56M"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 88 5. 56 5- ,65)M""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 88*

5. 56 #,): 5 5) MMMMMMMMMMMMMMMMMM"" 88*

( <) 5 9 95)""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ( ("( """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ( ("& - """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" / ("/ ! " M""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 0 ("D - """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 0 ("1 6 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" F ("0 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" F & ,) 595) 9# 5 5""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" E &"( 5 . > """"""""""""""""""""""""""""""""""" E &"("( """"""""""""""""""""""""" E

&"("& C

&"("/ 5 # . >

-"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (& &"("D ! """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (/

&"& < MMMMMMM""" (1

&"/ M"""""""""""""""" (0 &"/"( """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (F &"/"& """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" &'

&"/"/

-2 7 2? """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" &/ &"/"D $ In situ"""""""""""""""""""" &D

&"/"1 . > - &D

&"/"0 # # Cold Flow Properties)"""" &1 &"D * - - ! """"""""""""""""""""""""""""""""""""""" /D

&"1 # # M""" D(

&"0 $ ! >

MMMMMMMMMMMMMMMMMMM""M"MM DD

&"F 5 (Life Cycle Assessment/ 75?

5 MMMMMMMMM" DE

/ <):<- 5):5) 62#<# <- 95 5) ,2 ,<#< 565 5:56 -< 5 9, 65)#<# <6,., 5#, I SITU% 5 5 ,#

< <62:<) 5 #,9- 2 #, 5% < 2 #,., 5#, 5) 9 ,

2 #,#, 5# 9): , 565 5#, < 2 #,., 5#,MMM 1/

/"( """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 1/ /"& - """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 10 /"/ """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" F1 /"D # # """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ('E / <65)75):5) 62#<#% 5)5 ,#,# < 5=5 5) < 2)2-,

5) 75 <- 95 5) ,2 ,<#< 565 5:56 =5):

-<)::9)5 5) 5 5 ,# < <62:<) 5 #,9- 2 #, 5"""

(((

D"( """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ((( D"& - """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ((1 D"/ """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (&& D"D # # """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (DE

1 <- 5 5#5) 9-9- (1(

1"( MMM""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (1(

1"&

-$

# MMMMMMMM""MMMMMMMM (1D

1"/ 5 < 6 $ MMMMMM""" (10

1"D 5 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (1E 1"1 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (1C 0 #,- 9 5) 5) #565) MMMMMMMMMMMMMMM"""M" (00

0"( # M"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 0"& # """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

(00 (0E 5. 56 9# 5 5M"""""""""""""""""""""""""M"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

5- ,65)M"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

(0C (EF

DAFTAR TABEL

Halaman

( !

* - et al. (CCE% - NO +> et al.

&''0?""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

('

& B ? ! !

* - et al. (CCE - NO +>

et al. &''0?"?"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ((

/ G(0 ? !

- $ &''C?MMM MMMMMMM"MMM"" ((

D ! MMM (&

1 ! MMMM………. (/

0 # !

# &'('? M"" (D

F # > ! # et al. &''F?M"" (1

E ) !

2 &'''?""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (0 C

- $ 6 $ &''D?MMMMMMMMMM"" &'

('

# et al &''E? """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

&(

(( # !

S I 04 7182 2006... &0

(& !

- $ 6 $ &''D?MMMM""""" &F (/

- $ 6 $ &''D?"""""""""""""""""""""" /' (D

# et al &''0?"""""""""""""""""""""""""""""""""" /&

(1 $

: % (CCFH cit. %

(0 ) 7 % 7.

- $ 6 $ &''D?""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" /1

(F !

? . et al.

(CCF?MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" /1

(E ! % rapeseed

B ?""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" /0

(C # % !

- $ 6 $ &''D? MMMMMMM"""""""""""""" /0

&' . curcas "

""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" "

/E

&( ! ! MMMMM" D/

&& ! > M" D0

&/ :7? MMMMMMM""" 0'

&D 77

MM 01

&1 77

7 2MMMMMMMMMMMMMM"

0E

&0

7 2MMMMMMM F'

&F 6 $ $ in situ... F(

&E 77

in situMMMMMMMMMMMMMMM" F&

&C $ M F1

/' # ! """ F0

/( # ! - , MM FF

/& ! MMMMMMM"" FC

// + !

$ MMMMMMMMMMMMMMM E'

/1 # !

7 2MMMMMMM""" EF /0

7 2 MMMMMM"" C'

/F ! .curcas " $

in situ……… C1

/E # !

$ in situ……….. CC

/C !

$ in situ

MMMMMMMMMMM"" (''

D' + !

in situ MMMMM"" ('(

D( !

$ MMMMMMMMMMMMMMMM" ('D

D&

! MMMMMMMMMMMMM" ('1

D/ ) < <6? ,

,?MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" ('F

DD 6 !

5 MMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" (&&

D1 6 !

5 MMMMMMMMMMMMMMMMMMMM (&&

D0 # !

5 MMMMMMMMMM" (&F

DF # !

5 MMMMMMMMM"" (&E

DE &'' Gbatch & @

< > % >

?%overlap:& ! MMMMMMMMMMMMMM"" (/'

DC &'' G $ & @

< % % %

1' &'' G $ ( @ ?%

overlap@ & ! MMMMMMMMMMMMMMMMMMM (/(

1( &'' G $ ( @

?%

overlap@ &%1 ! MMMMMMMMMMMMMMMMMM" (/& 1& 6

MMMMMMMMMMMMMM"" (/1

1/ 6

MMMMMM" (/0

1D 6 62,

MMMMMMMMMM""" (/F

11 6 62,

MMMMMMMMMM""" (/F

10

! 5 MMM"" (/C

1F

DAFTAR GAMBAR

Halaman

( # M"""MMMMMMMMMM""" (F

& # MMMM""""MMMMMMMM"MMM (E

/ # MMMMMMMMMMMMM"""M (E

D - " %

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMM"

(C

1 - ? ? (C

0 6

MMMMMMMMMMMMMMMMM"" &'

F 6 5

?MMMMMMMMMMMMM &&

E 6

MMMMMMMMMMMMMMMMMM" &&

C 6 5

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM &/

(' 3

MMMMMMMMMMMMMMMMM""MM"M.. &E ((

nilai diambil dari Mittelbach and Remschmidt 2004)……….. &C

(& ! ! titik tuang,

titik kabut, titik nyala, dan viskositas # et al. &''0MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM""" /D

(/ 75 ,#2

(D'D'MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM DC

(D - Life Cycle Product/Process

Design 5+ $ (CCC?MMMMMMMMMMMMMMMMM 1'

(1 MMMMMMMMM"" 1(

(0 *

(F *

MMMMMMMMM ED

(E @

! * ! !

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM E1

(C : @

! * ! !

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" E0

&' 6

7 2 + et al. &''E?MMMMMMM EC

&( *

" 01 7

@ ! (&@(?MMMMMM" C/

&& *

" 01 7

@ ! (&@(?MMMMMM C/

&/ ! G ?

* @ ? ?

MMMMMMMMMMMMMMMMMM"" C0

&D

* @ ? ?

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" CF

&1 @ !

* @ ? ?

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" CE

&0 : forbol ester 7

? forbol ester; ? $ in situ

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" ('&

&F : forbol ester 7

? forbol ester; ? MMM""" ('/

&E # ! MMMMMMMMMMM"" ((D

&C MMMM" (&D

/' MM (&1

/& 5

! MMMMMMMMM (/D

//

@ % MMMMM (D(

/D

(( M" (D/

/1

!

@ %

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM (DD

/0 >

MMMMMMMMMMMMMMMMMMM"" (D0

/F >

MMMMMMMMMMMMMMMMMMM" (DF

/E 6 $

! P Q 5 P Q

5 MMMMMMMMMMMMMMMMM (0(

/C 6 $

! MMMM" (0&

D' 6 $ % %

MMMMMMMMMMMMM""" (0/

D( 6 $ % %

DAFTAR LAMPIRA

Halaman ("

! MMMMMMMMMMMMMMMM""" (EC

2 ) M" (C'

3 ) #

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM (C(

D 9 #

7 2M" (C/

1 5 ! MMMMMMMMMMMM" (CD

0 R6 * #@ $ % ,@ %

.; -@full width at half maximum peak height?MMMMM (C1

F * MMMM (C0

E # . ,6 $ @ ?

/' %MM (CF

C < 7 2MM" (CE

(' : $

$ !

MMMMMMMMMMMMMMMMMMMM" (CC

(( # ! $

< 9 -MMMMMMMM &''

(& 5 ! - ?

, ?MM"MMMMMMMMMMMMMM &'(

(/ MMMMMMMMMMMMM" &'&

(D # 77

> 7 MMM""" &'/

(1 5)235 *

MMM &'D

(0 # 77 *

7 2MMMM &'1

(F 5)235

MMM &'0

(E # 77 *

(C 5)235

>

MMMMMMMMMM""" &'E &'

! 5 MMMMMMMMM &'C

&(

! 5 MMMMMMMM" &('

&&

Simapro Version 7.1……….. &(( &/

Simapro Version

7.1………. &(&

&D

! ((

Simapro Version 7.1 &(/ &1

! ((

Simapro Version 7.1.MMMM" "

DAFTAR SI GKATA

5 L

5)235 L * $

527# L 5 $ $ $

5# - L 5 $

- L

< L >< > 77 > $ $

72- L $ $

-7 L $ $ $

<# - L

.5-< L $

.-7 L 8 $ $

. ,6 L

:5-< L : $ $ 8

:7 L: $

:< L 8

: < L $ >

7 L $ S 7

,66 L

,#2 L + +

7-< L ! $ $

75 L $ $

7, L $ $ *

7,5 L $ $ $

7 L $ $ $ G $

L

- 2 L

) 3 L *

L $

<6 L $ $

2 L

65 L 6 $ $

62, L *

6#- L $

# L

#3 L $ *

, L 8

7 L $ $

1 PE DAHULUA

1.1 Latar Belakang

! " #$ !%%&' $

!

!%% ( )

!% % * $ *%)

+

++ , - !%%*

net importir ". !%%*'

/ % &%

!%%

$

0

.

" et al. !%%/)1

2 % !%

2 " et al. 20051 3 !%%*1

!

6 "flash point)

7 " 3

!%%*' 8

8

-2 "

3 !%%*'

+

,

1

"8 (9

8 ($ !%%!1 3 et al. 200; + 6 2006; :2 et al.

2006; !%%!1 ; et al. !%% 1 < 2 et al. !%% ' 6

"= et al. !%%*1 3 et al. 2005; 7 et al.

2006).

$

"Jatropha curcas L'

-+

(

J. curcas = +

0

$

-life cycle assessment"=:8' =:8

2 " '

(

- (

" - et al.!%% ' =:8

2

1.2 Perumusan Masalah

0 ,

Peraturan Pemerintah omor 5 tahun 2006 Instruksi Presiden omor 1 tahun 2006

"biofuel'

( $

*

.

2 - 2

$

>

+

" et al. 1 ?@ 7(

5 et al. !%%&' .

7 7

-A B " et al 1 5 et al. !%%!'

+ 7 7

-7 7 " + 1 C et al. !%% '

0 "8=+'

in situ $ 8=+

3 D

$

/

": :E ' 0

$

=:8 "Life Cycle Assessment)

=:8 =:8

7 7

( "3 7 et al. !%%*'

!% =:8

- %( 2

"87 '

$ F

!

2

in situ

&

/

D= 2

: E

& =:8

2

1.3 Tujuan Penelitian

0

6

$ F

'

8=+ "8=+

8=+ '

!' 2

'

in situ

*'

/'

8=+ (

&' =:8 2

1.4 Manfaat Penelitian

5

1.5 Ruang Lingkup Penelitian

3 F

' 8 7

!' 0 . E5

: E in situ.

' 0 2

*'

in situ

/' 0 (

=:8

=

1.6 Kebaruan

": E'

2 TI JAUA PUSTAKA

Pada bab ini akan ditinjau secara ringkas mengenai referensi ilmiah/pustaka yang menimbulkan gagasan dan mendasari penelitian ini. Aspek biologi dan fisiko kimia jarak pagar dijelaskan paling awal. Hal ini dilakukan untuk memberikan gambaran secara lengkap mengenai tanaman jarak pagar dan sifat sifat yang dimiliki oleh minyaknya untuk dijadikan biodiesel pada penelitian ini. Teknik produksi dan kualitas biodiesel dijelaskan berikutnya, dimana dasar kimia pembuatan biodiesel, kualitas biodiesel dan faktor faktor yang mempengaruhi

diterangkan secara lengkap. Status dan kondisi terkini (state of the art) penelitian

yang telah dilakukan mengenai konversi minyak jarak pagar menjadi biodiesel

dijelaskan secara lebih mendalam pada sub bab selanjutnya. Aspek tekno

ekonomi dan analisis Life Cycle Assessment (LCA) merupakan bagian terakhir

yang dijelaskan sebelum ditutup dengan sub bab pengembangan proses pembuatan biodiesel jarak pagar.

2.1 Aspek Biologi dan Fisiko Kimia Jarak Pagar

2.1.1 Taksonomi dan Deskripsi Botani Jarak Pagar

Genus Jatropha termasuk ke dalam suku Joannesieae dan keluarga

Euphorbiaceae yang terdiri dari sekitar 170 spesies yang telah dikenal. Linnaeus

(1753) adalah orang yang pertama memberikan nama Jatropha L kepada jarak

dalam "Species Plantarum" dan ini masih berlaku sampai sekarang. Nama genus

Jatropha berasal dari kata Yunani jatr'os (dokter) dan troph'e (makanan), yang

menunjukkan penggunaannya sebagai obat.

Jarak pagar (Jatropha curcas L) merupakan tanaman semak atau pohon

yang tahan terhadap kekeringan dan dapat tumbuh pada area dengan curah hujan rendah sampai tinggi (200 1500 mm per tahun). Tanaman ini berasal dari Amerika Tengah dan saat ini banyak dibudidayakan di Amerika Selatan dan Tengah, Asia Tenggara, India dan Afrika. Jarak pagar berpotensi untuk memperbaiki lingkungan dan meningkatkan kualitas hidup penduduk pedesaan di negara tropis karena pemanfaatannya yang sangat beragam. Tanaman ini dapat

10

digunakan untuk mencegah atau mengontrol erosi, reklamasi lahan, meningkatkan kesuburan tanah dan tanaman pagar.

Dilihat dari potensinya, terutama sebagai tanaman penghasil minyak, data biji jarak dunia yang berasal dari perkebunan masih belum berarti. Namun demikian, dipercayai bahwa sekitar 20 30 juta ha lahan sudah ditanami jarak di seluruh dunia (Makkar and Becker 2009). Di Indonesia, promosi penanaman

jarak pagar dimulai pada tahun 2005 dipicu oleh kenaikan harga bahan bakar

minyak dunia yang sangat tinggi dan dikuranginya subsidi BBM oleh pemerintah.

2.1.2 Komposisi Kimia dari Berbagai Bagian Tanaman Jarak Pagar

Biji jarak memiliki berat rata rata 0,75 gram dan daging buah mengandung protein 27 32% dan minyak 58 60%. Bungkil biji jarak dari sisa ekstraksi minyak (fully defatted) memiliki kandungan protein 55 58% (Tabel 1 dan 2) dengan

komposisi asam amino esensial yang tinggi (Tabel 3) (Makkar et al. 1998;

Martı´nez Herrera

2006;

Makkar and Becker 2009). Komposisi asam amino

esensial yang ada pada jarak (kecuali lisin) memperlihatkan pola yang identik

dengan asam amino yang ada pada kedele (Vasconcelos et al. 1997).

Tabel 1 Komposisi kimia daging biji tanaman jarak dari berbagai varitas

(Makkar et al. 1998;

Martı´nez Herrera

et al.

2006

)

Item Varitas

Cape Verde Nicaragua Ife Nigeria Mexico, tidak beracun

Bahan Kering 96,6 96,9 95,7 94,2

Analisis, % bahan kering

Protein kasar 22,2 25,6 27,7 27,2

Lipida 57,8 56,8 53,9 58,5

Abu 3,6 3,6 5,0 4,3

Bahan kimia yang dapat diisolasi dari berbagai bagian tanaman yang ditampilkan pada Tabel 4. Bahan kimia ini dapat digunakan dalam aplikasi industri. Tergantung pada varietas bibitnya, daging buah mengandung 40 60%

minyak (Liberalino et al. 1988; Gandhi et al. 1995; Sharma et al. 1997; Makkar

11 seperti sebagai pelumas, untuk membuat sabun dan yang paling penting adalah sebagai bahan utama biodiesel.

Tabel 2 Komposisi kimia (% bahan kering) bungkil biji jarak pagar dari

berbagai varitas (Makkar et al. 1998; Martı´nez Herrera et al. 2006)

Komponen Varitas

Cape Verde

Nicaragua Ife Nigeria Tidak

beracun, Mexico Yautepec Morelos statea Bungkil kedele

Protein kasar 56,4 (57,3) 61,2 (61,9) 55,7 (56,1) 63,8 (64,4) 70,9 45,7 (46,5)

Lipida 1,5 1,2 0,8 1,0 0,6 1,8

Abu 9,6 10,4 9,6 9,8 12,1 6,4

Energi kotor (MJ kg1)

18,2 18,3 17,8 18,0 18,2 19,4

*angka dalam kurung menyatakan kandungan bebas lipida. a) (Martı´nez Herrera et al. 2006).

Tabel 3 Komposisi asam amino (g/16 g nitrogen) dari bungkil jarak pagar (Makkar and Becker 2009)

Asam amino Varitas Beracun Varitas Tidak Beracun Bungkil kedele

Esensial

Metionin 1,91 1,76 1,22

Sistin 2,24 1,58 1,70

Valin 5,19 5,30 4,59

Isoleusin 4,53 4,85 4,62

Leusin 6,94 7,50 7,72

Fenilalanin 4,34 4,89 4,84

Tirosin 2,99 3,78 3,39

Histidin 3,30 3,08 2,50

Lisin 4,28 3,40 6,08

Arginin 11.80 12,90 7,13

Treonin 3,96 3,59 3,76

Triptofan 1,31 Tidak terdeteksi 1,24

on esensial

Sirin 4,80 4,82 5,67

Asam glutamate 14,68 15,91 16,90

Asam aspartat 9,49 9,92 11,30

Prolin 4,96 3,80 4,86

Glisin 4,92 4,61 4,01

12

Tabel 4 Komposisi bahan kimia bagian tanaman jarak pagar Bagian

Tanaman

Komposisi Kimia Rujukan

Kulit batang β Amirin, β sitosterol dan taraxerol Forbol ester

Mitra et al. (1970) (Makkar and Becker, 2009)

Daun Triterpen stigmasterol siklik, stigmast 5 en 3β, 7 β diol, stigmast 5 en 3β, 7 α diol,campesterol, β sitosterol, 7 keto β sitosterol, dan β D glikosida dari β sitosterol, Flavonoid apigenin, vitexin, isovitexin, triterpen alkohol dan dua jenis flavonoid glikosida

Forbol ester

Mitra et al. (1970); Khafagy et al. (1977); Hufford dan Oguntimein (1987)

Khafagy et al. (1977) (Makkar and Becker, 2009)

Lateks Kurkasiklin A, Oktapeptida siklik enzim protease kurkain

Kurkasiklin A

Van den Berg et al.

(1995)

Auvin et al (1997) Nath dan Dutta (1991)

Biji Kurkin, lektin

Forbol ester

Esterase, Lipase

Stirpe et al. (1976) Adolf et al. (1974), Makkar et al. (1997) Staumann et al. (1999) Daging buah

dan bungkil

Fitat, saponin dan inhibitor tripsin Aregheore et al. (1997), Makkar and Becker (1997), Wink et al.

(1997) Akar β sitosterol dan β D glicoside dari β

sitosterol, marmesin, propacin, kurkulatiran A dan B, kurkuson A D, diterpenoid jatrophol, jatropholon A dan B, kumarin tomentin, kumarino lignan jatrophine juga taraxerol

Forbol ester

Naengchomnong et al.

(1986, 1994)

13

2.1.3 Komposisi Asam Lemak dan Sifat Fisiko Kimia dari Minyak Jarak Pagar

Tabel 5 menunjukkan komposisi asam lemak dari minyak jarak pagar. Ia terdiri dari 23,6% berupa asam lemak jenuh terutama dari palmitat, stearat, dan asam miristat dan 76,4% berupa asam lemak tak jenuh yang terdiri dari terutama oleat, linoleat dan asam palmitoleat. Metil ester dari asam lemak jenuh meningkatkan titik awan dan bilangan setana, dan meningkatkan stabilitas. Sementara itu, metil ester dari asam lemak tak jenuh mengurangi titik kabut,

bilangan setana dan stabilitas (Gubitz et al. 1999).

Tabel 5 Kandungan asam lemak minyak jarak pagar

Nama Umum ama IUPAC Formula Struktura Berat (%)

1b 2c 3 4 5 Rataan

Kaprat Asam Dekanoat C10H20O2 C10:0 0,1 0,1

Laurat Asam Dodekanoat C12H24O2 C12:0

Miristat Asam Tetradekanoat C14H28O2 C14:0 0,1 0,1 0 – 0,1 1,4

Palmitat Asam Heksadekanoat C16H32O2 C16:0 15,1 13,6 14,1 15,3 14,2 15,6

Stearat Asam Oktadekanoat C18H36O2 C18:0 7,1 7,4 3,7 9,8 6,9 9,7

Arachidat Asam Eikosanoat C20H40O2 C20:0 0,2 0,3 0 0,3 0,4

Behenat Asam Dokosanoat C22H44O2 C22:0 0,2 0 0,3

Miristoleat Cis9, Asam

Tetradekanoat C14H20O2 C14:1

Palmitoleat Cis9, Asam

Heksadekanoat C16H30O2 C16:1

0,9 0,8 0 1,3 1,4

Oleat Cis9, Asam

Oktadekanoat

C18H34O2 _C18:1 44,7 34,3 34,3 45,8 43,1 _40,8

Linoleat Cis9, Cis12, Asam

Oktadekanoat

C18H32O2 C18:2 31,4 43,2 29,0 44,2 34,4 32,1

linolenat Cis6, Cis9, Cis12,

Asam Oktadekanoat

C18H30O2 C18:3 0,2 0 0,3

Jenuh 22,8 21,7 22,6 23,7 27,1 23,6

Tidak Jenuh 77,2 78,3 77,4 76,3 78,9 76,4

Sumber: 1 dan 2. Foidl et al. (1995); 3. Gubitz et al. (1999), 4. Haas and Mittelbach (2000). 5.

Azam et al. (2005). aKarbon dalam rantai:ikatan rangkap. bvaritas Caboverde. cvaritas

14

Jenis dan persentase asam lemak dalam minyak jarak pagar bervariasi tergantung pada varietas tanaman dan kondisi pertumbuhan tanaman. Sifat fisik minyak jarak dibandingkan dengan minyak dari tanaman lainnya dan diesel dapat dilihat pada Tabel 6. Sementara sifat fisiko kimia biodiesel dari jarak pagar

ditampilkan pada Tabel 7.

Tabel 6 Sifat fisik minyak jarak pagar dibandingkan dengan minyak dari

tanaman lainnya dan diesel (Jain and Sharma 2010)

Asal Minyak Bilangan Setana Nilai Panas (MJ/kg) Titik kabut (oC)

Titik tuang (oC)

Viskositas kinematik (cSt pada 38 oC)

Titik Nyala Bobot jenis pada 15 o C

Jarak 40 45 39 40 55 pada 30

o_C

240 0,912

Jagung 37,6 39,5 1,1 40 34,9 277 0,9095

Biji kapuk

41,8 39,5 1,7 15,0 33,5 234 0,9148

Rapeseed 37,6 39,7 3,9 31,7 37,0 246 0,9115

Biji bunga matahari

37,1 39,6 7,2 15,0 33,9 274 0,9161

Wijen 40,2 39,3 3,9 9,4 35,5 260 0,9133

Kedele 37,9 39,6 3,9 12,2 32,6 254 0,9138

Sawit 42,0 39,5 31,0 39,6 267 0,9180

Diesel 40 55 42 15

sampai 5 33 sampai 15

1,3 4,1 60 80 0,82

0,86

2.1.4 Biji Jarak Pagar dan Toksisitasnya

Sifat beracun minyak dan bungkil jarak pagar telah dibuktikan dalam

sejumlah studi (Adam 1974; Ahmed et al. 1979a and 1979b; Liberano et al.

1989). Zat antigizi yang ditemukan dalam bungkil jarak pagar adalah forbol

ester (2,43 mg/g daging buah pada varitas beracun dan 0,11 mg/g daging buah pada varitas tidak beracun); lektin (102 mg/g daging buah pada varitas beracun dan 51 mg/g daging buah pada varitas tidak beracun); aktivitas penghambat tripsin (21,2 mg penghambatan/g bungkil pada varitas beracun dan 26,5 mg penghambatan/g bungkil pada varitas tidak beracun); fitat (9,7% dalam bungkil

15 jarak varitas beracun dan 8,9% dalam varitas tidak beracun ); Saponin (2,3% setara diosgenin dalam bungkil jarak varitas beracun dan 3,4% dalam varitas tidak beracun).

Tabel 7 Sifat fisiko kimia biodiesel jarak pagar (Sarin et al. 2007)

Sifat (satuan) Metode uji

ASTM 6751

Batas ASTM 6751 metil ester Jarak

pagar

Titik Nyala (o_{C) D 93 min. 130 163}

Viskositas pada 40oC (cSt) D 445 1,9 6,0 4,40

Abu bersulfat (% massa) D 874 max. 0,02 0,002

Sulfur (% massa) D 5453 max.0,05 0,004

Titik kabut (oC) D 2500 N.A 4

Korosi tembaga D 130 max.3 1

Bilangan setana D 613 min.47 57,1

Air dan endapan (volume) D 2709 max.0,05 0,05

Nilai netralisasi (mg.KOH/g) D 664 max.0,80 0,48

Gliseerin bebas (% massa) D 6584 max.0,02 0,01

Gliserin total (% massa) D 6584 max.0,24 0,02

Fosfor (% mass) D 4951 max.0,001 <0,001

Suhu distilasi D 1160 90% pada 360oC 90%

Stabilitas oksidasi (jam) Tidak tersedia Tidak tersedia 3,23

Kurkin, protein beracun yang diisolasi dari biji, ditemukan untuk

menghambat sintesis protein dalam studi in vitro. Tingginya konsentrasi forbol

ester dalam biji jarak pagar telah diidentifikasi sebagai agen beracun utama jarak

pagar yang bertanggung jawab atas toksisitas (Adolf et al. 1984; Makkar et al.

1997). Forbol ester ini ditemukan pada tumbuhan yang termasuk ke dalam

keluarga Euphorbiaceae dan Thymelaeaceae (Ito et al. 1983). Beberapa kasus

keracunan J. curcas L pada manusia setelah mengonsumsi biji secara kebetulan

telah dilaporkan dengan gejala pusing, muntah dan diare dan dalam kondisi ekstrim bahkan telah dicatat menyebabkan kematian (Becker and Makkar 1998).

Lektin diperkirakan juga menyebabkan toksisitas pada jarak pagar (Cano

Asseleih et.al. 1989), namun demikian, Aderibigbe et al. (1997) and Aregheore et

al. (1998) menunjukkan bahwa lectin bukanlah senyawa racun utama dalam bungkil jarak pagar.

16

Perlakuan radiasi berion dapat berfungsi sebagai metode tambahan yang memungkinkan untuk proses inaktivasi atau penghapusan faktor antigizi tertentu seperti forbol ester, fitat, saponin dan lektin (Siddhuraju et al. 2002). Forbol ester stabil terhadap panas dan dapat menahan suhu setinggi 160◦C selama 30 menit, sehingga tidak mungkin untuk menghancurkannya melalui perlakuan panas. Namun demikian, dimungkinkan untuk mengurangi konsentrasinya dengan perlakuan kimia walaupun hal ini mungkin terlalu mahal untuk memproduksi

pakan dari jarak (Aregheore et al. 2003).

2.2 Tanaman Jarak Pagar sebagai Penghasil Energi

Tipe bahan bakar yang dapat diperoleh secara langsung dari tanaman jarak pagar, adalah; kayu, seluruh buah dan bagian bagian buah yang dapat dibakar secara terpisah atau dalam kombinasi. Tabel 8 menunjukkan nilai energi beberapa bagian tanaman jarak pagar. Dari Tabel 8 dapat dilihat bahwa minyak jarak pagar dianggap paling potensial sebagai sumber bahan bakar nabati.

Tabel 8 Nilai energi dari berbagai produk tanaman jarak pagar (Openshaw 2000)

Bahan bakar Kadar abu (%)a

Kadar air (%)

Nilai energi (MJ/kg)

Komposisi buah (%)

Kayuc 1 15 15,5

Buah utuh 6 8 21,2 30 24 46

Biji utuh 4 5 25,5 0 34 66

Kulit buah 13 15 11,1 100 0 0

Cangkang 5 10 17,2 0 100 0

Daging buah 3 3 29,8 0 0 100

Arang kayu 3 5 30,0

Arang kulit 15 5 26,3

Minyake <0,1 0 40,7f

Bungkile 4 3 25,1g

a

Kadar abu sebagai % berat kering (kadar air 0%). Semua abu dapat digunakan sebagai pupuk

b

Kadar air dinyatakan berdasarkan berat basah (bb); cNilai energi kayu segar (kadar air 50%), 8,2 MJ/kg

d

Nilai energi buah segar (kadar air 43%), 12,8 MJ/kg; eMinyak dan bungkil hanya berasal dari daging buah,

bukan keseluruhan biji; fNilai energi per liter 37.4 MJ (BJ 0,92).; g Diasumsikan 70% dari daging buah

17 Solar adalah hidrokarbon yang memiliki 8 10 atom karbon per molekul, sementara minyak jarak memiliki 16 18 atom karbon per molekul. Oleh karena itu, minyak jarak pagar lebih kental dibanding solar dan memiliki kualitas bakar yang lebih rendah. Penggunaannya secara langsung pada mesin tidak disarankan. Minyak jarak ditransesterifikasi menggunakan alkohol dan hidroksida menjadi biodiesel yang memiliki sifat mirip dengan solar. Reaksi ini mengurangi viskositas dan meningkatkan bilangan setana (Openshaw 2000).

2.3 Teknik Produksi dan Kualitas Bahan Bakar Biodiesel

2.3.1 Dasar Kimia Pembuatan Biodiesel

Biodiesel adalah bahan bakar yang dibuat dari minyak ataupun lemak (trigliserida). Lemak dikonversi menjadi biodiesel melalui reaksi kimia yang melibatkan alkohol. Asam lemak merupakan komponen utama lemak ataupun biodiesel.

Dalam istilah kimia, asam lemak merupakan asam asam karboksilat dalam bentuk seperti Gambar 1. Asam lemak yang tidak terikat dengan molekul yang lain dikenal dengan asam lemak bebas (Turner 2005).

Gambar 1 Contoh struktur molekul asam lemak (asam laurat)

Asam lemak yang terlihat pada Gambar 1 merupakan asam lemak ideal. Asam lemak sebenarnya memiliki variasi dalam jumlah atom karbonnya dan dalam jumlah ikatan rangkapnya. Gliserol yang merupakan hasil samping produksi biodiesel memiliki bentuk seperti pada Gambar 2.

18

Gambar 2 Struktur molekul gliserol

Trigliserida terbentuk dari satu molekul gliserol, dikombinasikan dengan tiga asam lemak pada masing masing kelompok OH (Gambar 3).

Gambar 3 Contoh struktur molekul trigliserida (trilaurin). Bagian kiri adalah asam lemak dan bagian kanan adalah gliserol

Secara kimia, biodiesel merupakan alkil ester dari asam lemak. Molekul biodiesel dapat dilihat pada Gambar 4. Ester biodiesel ini mengandung rantai asam lemak pada satu sisi, dan pada sisi yang lain adalah hidrokarbon atau yang

disebut alkana. Oleh karena itu, biodiesel merupakan alkil ester asam lemak.

Biasanya bentuk alkananya yang disebutkan dalam penamaan alkil ester, seperti dalam menamakan “metil ester” atau “etil ester”.

19

Gambar 4 Molekul Biodiesel. Pada bagian atas adalah metil ester, di bawah adalah etil ester

Solar dan biodiesel keduanya merupakan campuran senyawa organik.

Molekul solar yang ideal adalah setana. Dibandingkan dengan setana, alkil ester

agak lebih panjang dan, lebih penting lagi, mengandung dua atom oksigen (Turner 2005). Kedua molekul ini dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Molekul setana (atas) dan etil ester (bawah).

Biodiesel dan solar memiliki komposisi kimia yang agak berbeda. Solar umumnya terdiri dari 30 35% hidrokarbon aromatis dan 65 70% paraffin dan

sedikit olefin, umumnya terdiri dari alkil ester dengan rantai C10 sampai C16

(Chang et al. 1996). Sebaliknya, biodiesel yang berasal dari rapeseed, kedele

20

satu sampai tiga ikatan rangkap setiap molekulnya. Minyak solar tidak mengandung oksigen, sementara oksigen biodiesel berkisar 11%. Perbedaan dasar antara minyak solar dengan biodiesel dapat dilihat pada Tabel 9.

Tabel 9 Perbedaan dasar antara minyak solar dengan biodiesel (Mittelbach and Remschmidt 2004)

Bahan bakar Solar Minyak Rapseed Biodiesel rapseed Komposisi C : H : O =

86,6: 13,4: 0

C : H : O = 77,6 : 11,5 : 10,9

C : H : O = 77,2 : 12,0 : 10,8

BM rata rata 120 320 883 296

2.3.2 Proses Produksi Biodiesel

Prinsip dasar pembuatan biodiesel adalah transesterifikasi trigliserida dan esterifikasi asam lemak bebas. Reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Reaksi transesterifikasi trigliserida dengan metanol menghasilkan metil ester dan gliserol

dimana R1, R2, R3 adalah hidrokarbon rantai panjang, kadang kadang disebut

rantai asam lemak. Biasanya, ada lima jenis rantai utama dalam minyak nabati dan minyak hewani: palmitat, stearat, oleat, linoleat, dan linolenat. Bila trigliserida dikonversikan secara bertahap menjadi digliserida, monogliserida, dan akhirnya ke gliserol, 1 mol ester lemak dibebaskan pada setiap langkah (Ma dan Hanna 1999). Biasanya, metanol merupakan alkohol yang lebih disukai untuk memproduksi biodiesel karena biaya rendah.

21 Secara stoikiometri, reaksi transesterifikasi memerlukan 3 mol alkohol per 1 mol trigliserida untuk menghasilkan 3 mol alkil ester dan 1 mol gliserol. Reaksi ini merupakan reaksi yang dapat balik. Agar reaksi transesterifikasi bergeser ke kanan, maka diperlukan alkohol berlebih di dalam reaksi. Laju reaksi memberikan level tertinggi jika kelebihan 100% metanol digunakan. Dalam proses industri, nisbah molar (alkohol:minyak) 6:1 biasanya digunakan untuk

memperoleh hasil metil ester yang yang lebih dari 98% (Srivastava and Prasad

2000; Meher et al. 2006).) Biasanya, katalis digunakan untuk meningkatkan laju

reaksi dan konversi (Meher et al. 2006).

Tabel 10 menunjukkan perbandingan berbagai teknologi untuk menghasilkan biodiesel. Metode yang umum digunakan untuk produksi biodiesel adalah transesterifikasi minyak nabati dengan metanol, dengan menggunakan katalis alkali, asam, enzim atau tanpa katalis (alkohol superkritis). Metode alkohol superkritis adalah metode transesterifikasi trigliserida dengan alkohol pada suhu dan tekanan diatas titik kritis alkoholnya tanpa menggunakan

katalis (Saka and Kusdiana 2001; Kusdiana and Saka 2004; Song et al. 2008).

Tabel 10 Perbandingan berbagai teknologi untuk menghasilkan biodiesel

(Sharma et al. 2008)

o Variabel Katalis Alkali Katalis Lipase Katalis Asam Superkritis

Alkohol

1 Suhu Reaksi

(K)

60 70 30 40 55 80 339 385

2 ALB dalam

bahan baku

Produk tersabunkan

Metil Ester Ester Ester

3 Air dalam

bahan baku Mengganggu reaksi Tidak berpengaruh Mengganggu Reaksi

4 Hasil metil

ester

Normal Lebih Tinggi Normal Bagus

5 Perolehan

kembali gliserol

Sukar Mudah Sukar

6 Pemurnian

metil ester

Pencucian Ulang

Tidak ada Pencucian

berulang

7 Biaya Katalis

dalam produksi

22

Variabel penting yang mempengaruhi hasil biodiesel dari transesterifikasi; mereka adalah: suhu reaksi, nisbah molar alkohol dan minyak, katalis, lama

reaksi, kehadiran air, ALB, dan intensitas pengadukan (Ma et al. 1999; Srivastava

and Prasad 2000; Caili and Kusefoglu 2008; Akgun and Iscan 2008). Laju reaksi sangat ditentukan oleh suhu reaksi. Reaksi ini biasanya dilakukan dekat

titik didih alkohol pada tekanan atmosfer (Srivastava and Prasad 2000).

Minyak nabati dan lemak dapat mengandung sejumlah kecil air dan ALB. Untuk transesterifikasi menggunakan katalis alkali, katalis alkali yang digunakan akan bereaksi dengan ALB untuk membentuk sabun dan air (Gambar 7). Reaksi ini tidak diinginkan karena sabun menurunkan hasil biodiesel dan menghambat pemisahan ester dari gliserol. Selain itu, ia berikatan dengan katalis, hal ini menyebabkan katalis akan diperlukan lebih banyak dalam reaksi dan dengan

demikian proses akan melibatkan biaya yang lebih tinggi (Gerpen et al. 2004).

Gambar 7 Reaksi transesterifikasi ALB dengan katalis alkali menghasilkan sabun dan air (reaksi penyabunan)

Air, baik berasal dari minyak dan lemak atau dibentuk selama reaksi penyabunan akan memperlambat transesterifikasi reaksi melalui reaksi hidrolisis. Ia dapat menghidrolisis trigliserida menjadi digliserida dan membentuk ALB.

Reaksi hidrolisis ini ditunjukkan pada Gambar 8 (Leung et al. 2010).

Gambar 8 Reaksi hidrolisis trigliserida dengan air menghasilkan asam lemak bebas dan digliserida

23 Namun demikian, ALB dapat bereaksi dengan alkohol membentuk ester (biodiesel) melalui reaksi esterifikasi menggunakan katalis asam. Reaksi ini sangat berguna untuk penanganan minyak atau lemak dengan ALB tinggi, seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 9 (Leung et al. 2010).

Gambar 9 Reaksi esterifikasi ALB dengan metanol menghasilkan metil ester dan air

Perbedaan transesterifikasi dengan esterifikasi adalah, pada reaksi yang pertama, tri ester dikonversi menjadi ester secara individu, maka disebut dengan transesterifikasi. Pada reaksi yang kedua, ester baru diciptakan, sehingga disebut dengan esterifikasi (Turner 2005).

.

2.3.3 Proses Transesterifikasi Biodiesel Menggunakan Katalis Kalsium Oksida (CaO)

Produksi biodiesel atau lebih umum metil ester asam lemak dapat dikategorikan menjadi metode homogen, heterogen dan metode non katalitik tergantung pada jenis katalis yang digunakan dalam proses. Secara tradisional, metode homogen merupakan metode yang digunakan dalam banyak produksi biodiesel komersial. Namun, metode ini memiliki banyak kelemahan. Seperti dilaporkan dalam berbagai kepustakaan, metode transesterifikasi heterogen terbukti lebih unggul dibandingkan dengan metode transesterifikasi homogen terutama pada pemisahan dan pemurnian produk metil ester (Ma and Hanna 1999;

Fukuda et al. 2001; Van Gerpen 2005; Demirbas 2007; Singh 2008). Dalam

metode homogen, reaktan, katalis dan metil ester semua berada dalam fase cair, sehingga menghasilkan proses pemisahan cair cair yang komplek. Pemulihan katalis homogen juga susah, sehingga mengakibatkan hilangnya bahan berguna. Katalis larut sepenuhnya dalam lapisan gliserin dan sebagian di lapisan metil ester. Akibatnya, biodiesel harus dibersihkan melalui proses pencucian air yang lambat dan tidak ramah lingkungan. Gliserin yang terkontaminasi dengan katalis

24

memiliki nilai lebih murah di pasar saat ini (Demirbas 2007). Di sisi lain, metode heterogen, yang menggunakan katalis padat, tidak memiliki keterbatasan seperti katalis homogen. Proses pemisahan padat cair relatif lebih mudah dibandingkan dengan proses pemisahan cair cair membuat pemulihan katalis padat jauh lebih mudah. Disamping itu, metode heterogen menghilangkan pembentukan sabun, sehingga menghilangkan kebutuhan air dan mencegah pembentukan emulsi dalam campuran yang dapat menyulitkan proses pemisahan dan pemurnian.

Saat ini ada banyak katalis heterogen layak digunakan dalam proses

transesterifikasi seperti oksida logam (Kim et al. 2004; Xie et al. 2006; Liu et

al. 2007; Yang and Xie 2007; Granados et al. 2007; Kansedo et al. 2009);

kompleks logam (Ferreira et al. 2007), logam aktif dimuat pada penyangga (Xie

and Li 2006; Xie et al. 2006), zeolit (Suppes et al. 2004 ), resin (Shibasaki

Kitikawa et al. 2007; Lo´pez et al. 2007) membran (Guerreiro et al. 2006; Dube

et al. 2007), lipase (Ranganathan et al. 2008) dan hidrotalsit (Chantrell et al.

2005). Beberapa katalis heterogen ini sudah dipatenkan dan digunakan dalam

produksi komersial biodiesel (Bournay et al. 2005). Katalis ini telah terbukti

memiliki aktivitas tinggi terhadap proses transesterifikasi. Di antara beragam katalis, CaO adalah salah satu katalis heterogen memiliki sifat yang baik seperti kebasaan lebih tinggi, kelarutan rendah, harga yang lebih murah, dan lebih mudah

untuk menangani daripada KOH (Huaping et al 2006).

Berbagai percobaan transesterifikasi menggunakan katalis CaO telah dilaporkan. Namun, sebagian besar dari katalis tersebut ditambahkan bahan kimia tertentu dan digunakan pada minyak selain minyak jarak, seperti pada minyak

kedelai (Kouzu et al. 2007 dan 2008; Liu et al. 2008), minyak bunga matahari

(Granados et al. 2007; Demirbas 2007; Yan et al. 2008 Veljkovic´et al. 2009;

Kawashima et al. 2009; minyak rapeseed (Huaping et al. 2006; Yan et al. 2008)

dan microalgae (Umdu et al. 2009). Hanya satu dari katalis ini digunakan pada

jarak pagar (Huaping et al. 2006), dimana CaO komersial direndamkan pada

larutan ammonium karbonat sebelum dikalsinasi. Karena metode cuci air tidak cocok untuk memurnikan biodiesel yang disintesis menggunakan katalis CaO, maka pemurnian biodiesel dilakukan dengan menggunakan asam sitrat (Huaping

25

berasal dari pembakaran batu kapur (CaCO3) tanpa perendaman dengan bahan

kimia tertentu. Sementara itu, pemurnian biodiesel dilakukan dengan menggunakan bentonit yang diaktivasi dengan asam sulfat.

2.3.4 Proses Transesterifikasi Biodiesel secara In situ

Beberapa penyebab tingginya biaya produksi biodiesel adalah biaya penyediaan bahan baku yang tinggi dan implementasi proses produksi yang secara operasional tidak efisien. Salah satu alternatif adalah melakukan integrasi antara ekstraksi minyak dan transesterifikasi (Hernandez 2005). Proses ini dinamakan

dengan transesterifikasi in+situ (Harrington and Evans 1985). Transesterifikasi in

situ (Harrington dan D 'Arcy Evans 1985; Siler Marinkovic dan Tomasevic 1998;

Kildiran et al. 1996; Hass et al. 2004), merupakan sebuah metode produksi

biodiesel yang memanfaatkan produk produk asli pertanian mengandung minyak

sebagai sumber trigliserida untuk langsung di transesterifikasi kan.

Beberapa penelitian terbaru menunjukkan bahwa metode ini sangat menjanjikan untuk dikembangkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ukuran partikel, suhu, konsentrasi pelarut, kadar air dan pengadukan berpengaruh

terhadap hasil dan selektivitas (Hernadez et al. 2005; Georgogianni 2008) dan

penggunaan metanol alkali sebagai pelarut dapat menurunkan kandungan toksik dari biji seperti pada biji kapuk sehingga bungkil biji kapuk tersebut dapat

digunakan sebagai sumber pakan kaya protein (Qian et al. 2008).

2.3.5 Kualitas biodiesel dan faktor faktor yang mempengaruhi

Indonesia telah menyusun Standar Nasional Indonesia untuk kualitas biodiesel (SNI 04 7182 2006). Standar ini disusun dengan memperhatikan standar sejenis yang sudah berlaku di luar negeri seperti ASTM D6751 di Amerika Serikat dan EN 14214:2002 (E) untuk negara Uni Eropa. Syarat mutu biodiesel ester alkil dan metode uji yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 11.

26

Tabel 11 Syarat mutu biodiesel ester alkil dan metoda uji yang digunakan pada

S-I 04+7182+2006

No Parameter Satuan Nilai Metoda Uji

1 Massa jenis pada 40oC kg/m3 850 890 ASTM D 1298

2 Viskositas kinematik pada 40oC

Mm2/s (cSt) 2,3 – 6,0 ASTM D 445

3 Angka setana Min.51 ASTM D 613

4 Titik nyala (mangkok tertutup) o_{C Min.100 ASTM D 93}

5 Titik kabut oC ASTM D 2500

6 Korosi lempeng tembaga (3 jam pada 50 oC)

Maks. No.3

ASTM D 130

7 Residu karbon dalam contoh asli

dalam 10% ampas distilasi

% massa

Maks.0,05 Maks.0,30

ASTM D 4530

8 Air dan sedimen % vol Maks 0,05 ASTM D 2709

ASTM D 1796

9 Suhu distilasi 90% oC Maks. 360 ASTM D 1160

10 Abu tersulfatkan % massa Maks.0,02 ASTM D 874

11 Belerang ppm m

(mg/kg)

maks.100 ASTM D 5453 ASTM D 1266

12 Fosfor ppm m

(mg/kg)

Maks. 10 AOCS Ca 12 55

13 Angka asam Mg KOH/g Maks.0,8 AOCS Cd 3 63

ASTM D 664

14 Gliserol bebas % massa Maks.0,02 AOCS Ca 14 56

ASTM D 6584

15 Gliserol total % massa Maks.0,24 AOCS Ca 14 56

ASTM D 6584

16 Kadar ester alkil % massa Min. 96,5 Dihitung*

17 Angka iod % massa Maks.115 AOCS Cd 1 25

18 Uji Halphen negatif AOCS Cd 1 25

Catatan: Kadar ester (% massa) =

100 (AsAa4,57Gttl)

As

*) dengan pengertian:

As Adalah angka penyabunan yang ditentukan dengan metoda AOCS Cd 3 25, mg KOH/g

biodiesel

Aa Adalah angka asam yang ditentukan dengan metoda AOCS Cd 3 63 atau ASTM D 664,

mg KOH/g biodiesel

Gttl Adalah kadar gliserol total dalam biodiesel yang ditentukan dengan metoda AOCS Ca 14

56, %massa

Kualitas biodiesel dipengaruhi oleh: kualitas minyak (feedstock), komposisi

asam lemak dari minyak, proses produksi dan bahan lain yang digunakan dalam proses dan parameter pasca produksi seperti kontaminan (Gerpen 2004). Kontaminan tersebut diantaranya adalah bahan tak tersabunkan, air, gliserin

27 bebas, gliserin terikat, alkohol, ALB, sabun, residu katalis, sulfur, aromatik dan abu (Gerpen 1996; Bajpai and Tyagi 2006).

Viskositas kinematik menunjukkan “resistansi aliran cairan pada kondisi gravitasi”. Viskositas kinematik sama dengan viskositas dinamik/densitas. Parameter ini merupakan spesifikasi rancangan dasar untuk injektor bahan bakar

yang digunakan pada mesin diesel (Gerpen et al. 2004). Viskositas adalah sifat

yang paling penting dari biodiesel karena mempengaruhi pengoperasian peralatan injeksi bahan bakar, terutama pada suhu rendah saat kenaikan viskositas mempengaruhi fluiditas bahan bakar. Biodiesel memiliki viskositas yang mendekati bahan bakar diesel (Arisoy 2008). Bila viskositas tinggi, maka

injektor tidak akan bekerja dengan baik (Gerpen et al. 2004).

Densitas adalah berat biodiesel per satuan volume. Ia merupakan sifat penting lainnya dari biodiesel. Alat injeksi bahan bakar bekerja pada basis ukuran volume, sehingga apabila densitas lebih besar akan menyebabkan massa yang diinjeksikan lebih besar pula (Arisoy 2008). Densitas biodiesel akan meningkat dengan meningkatnya jumlah ikatan rangkap dan berkurangnya panjang rantai (Mittelbach and Remschmidt 2004). Hal ini dapat dilihat pada Tabel 12.

Tabel 12 Densitas biodiesel berdasarkan panjang rantai dan ikatan rangkapnya (Mittelbach and Remschmidt 2004)

FAME Densitas (kg/m3) FAME Densitas (kg/m3)

C 6 : 0 889 C 16:0 884

C 8 : 0 881 C 18:0 852

C 10 : 0 876 C 18:1 874

C 12 : 0 873 C 18:2 894

28

Minyak nabati memiliki viskositas yang lebih tinggi dibandingkan dengan biodiesel. Viskositas yang tinggi ini akan mempengaruhi kecepatan alir bahan bakar melalui injektor sehingga dapat mempengaruhi atomisasi bahan bakar di dalam ruang bakar. Selain itu, viskositas yang tinggi juga berpengaruh secara langsung terhadap kemampuan bahan bakar bercampur dengan udara. Dengan demikian, viskositas yang tinggi tidak diharapkan pada bahan bakar mesin diesel. Hal inilah yang mendasari perlunya dilakukan proses kimia transesterifikasi, untuk menurunkan viskositas minyak tumbuhan sehingga mendekati viskositas solar (Knothe 2005).

Menurut Krisnangkura et al. (2006) viskositas dipengaruhi oleh jumlah

karbon dari asam lemak penyusun biodiesel dan suhu. Jumlah karbon yang lebih banyak dan suhu yang lebih rendah cenderung menyebabkan meningkatnya kekentalan (Gambar 10).

Angka setana menunjukkan seberapa cepat bahan bakar mesin diesel yang diinjeksikan ke ruang bakar dapat terbakar secara spontan (setelah bercampur dengan udara). Semakin cepat bahan bakar mesin diesel terbakar setelah

diinjeksikan ke dalam ruang bakar, semakin tinggi angka setana bahan bakar

tersebut (Prakash 1998).

Gambar 10. Viskositas kinematika asam lemak rantai pendek pada berbagai

29

Cara pengukuran angka setana yang umum digunakan, seperti standar

ASTM D613 atau ISO 5165, adalah dengan menggunakan heksadekana (C16H34,

yang memiliki nama setana) sebagai patokan tertinggi (angka setana = 100), dan

2,2,4,4,6,8,8 heptamethylnonane (HMN yang memiliki komposisi C16H34) sebagai

patokan terendah (angka setana =15) (Knothe 2005; Arisoy 2008). Menurut Prakash (1998), dari skala tersebut dapat diketahui bahwa hidrokarbon jenuh dengan rantai lurus memiliki angka setana yang lebih tinggi dibanding hidrokarbon rantai bercabang atau senyawa aromatik pada berat molekul dan jumlah atom karbon yang sama. Angka setana berkorelasi dengan tingkat

kemudahan penyalaan pada suhu rendah (cold start) dan rendahnya kebisingan

pada kondisi diam. Angka setana yang tinggi juga berhubungan dengan

rendahnya polutan NOx (Knothe 2005).

Secara umum biodiesel memiliki angka setana yang lebih tinggi daripada solar (Gambar 11) (Prakash 1998). Panjangnya rantai hidrokarbon yang terdapat

pada ester (alkil ester asam lemak, misalnya) menyebabkan tingginya angka

setana biodiesel dibandingkan dengan diesel (Knothe 2005). Hal inilah yang merupakan keunggulan yang nyata biodiesel dibanding dengan solar berkenaan dengan penampilan mesin dan emisi dan membuat mesin yang diberi bahan bakar biodiesel lebih lancar dan kurang berisik.

Gambar 11 Perbandingan angka setana metil ester dari berbagai minyak nabati

dengan minyak solar (nilai diambil dari Mittelbach and Remschmidt

30

Pada ester yang berasal dari lemak jenuh, angka setana dari alkil ester meningkat dengan meningkatnya panjang rantai asam lemaknya. Sebaliknya, angka setana akan menurun dengan meningkatnya jumlah ikatan rangkapnya. Untuk lebih jelasnya hal ini dapat dilihat pada Tabel 13.

Titik nyala merupakan kemampuan terbakar (flammability) bahan bakar yang merupakan parameter untuk mengetahui dampak berbahaya selama perjalanan atau penyimpanannya (Mittelbach and Remschmidt 2004). Titik nyala

dari metil ester murni > 200 oC, diklasifikasikan sebagai “tidak mudah terbakar”.

Walau bagaimanapun, selama produksi dan pemurnian biodiesel, tidak semua metanol dapat dihilangkan, sehingga membuat biodiesel menjadi mudah terbakar dan lebih berbahaya untuk menangani dan disimpan jika titk nyala ini di bawah

130 oC (Gerpen et al. 2004).

Tabel 13 Perbandingan angka setana beberapa alkil ester dari berbagai asam

lemak (Mittelbach and Remschmidt 2004)

C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3

Metil ester asam lemak Angka

setana

47,9 60,8 73,5 74,3 75,7 55,0 42,2 22,7

Etil ester asam lemak Angka

setana

76,8 53,9 37,1 26,1 1 propil ester asam lemak

Angka setana

69,9 55,7 40,6 26,8 2 propil ester asam lemak

Angka setana

82,6 96,5 86,6

Air dan sedimen merupakan ukuran untuk kebersihan bahan bakar. Jumlah air yang tinggi harus dihindari karena air dapat bereaksi dengan ester membentuk asam lemak bebas, dan dapat mendorong pertumbuhan mikroba pada tangki

penyimpanan yang dapat menyebabkan terbentuknya sedimen (Gerpen et al.

31 berkontribusi pada pembentukan deposit pada injektor dan kerusakan mesin lainnya. Jumlah sedimen pada biodiesel dapat meningkat sepanjang waktu sebagaimana bahan bakar ini mengalami degradasi selama penyimpanan yang

lama (Gerpen et al. 2004).

Gliserol bebas merupakan gliserol yang hadir sebagai molekul gliserol dalam bahan bakar. Gliserol bebas merupakan hasil dari pemisahan yang tidak sempurna dari ester dan gliserol hasil reaksi transesterifikasi. Keberadaan gliserol bebas dapat menjadi sumber deposit karbon pada mesin disebabkan pembakaran

yang tidak sempurna (Gerpen at al. 2004).

Gliserol total merupakan jumlah gliserol bebas dan gliserol terikat. Gliserol terikat merupakan bagian gliserol dari mono , di , dan trigliserida. Peningkatan jumlah gliserol total merupakan indikator reaksi esterifikasi yang

tidak sempurna (Gerpen at al. 2004).

Bilangan iod pada biodiesel menunjukkan tingkat ketidakjenuhan senyawa penyusun biodiesel. Disatu sisi, keberadaan senyawa lemak tak jenuh meningkatkan performansi biodiesel pada suhu rendah, karena senyawa ini

memiliki titik leleh (melting point) yang lebih rendah sehingga berkorelasi dengan

titik kabut (cloud point) dan titik tuang (pour point) yang juga rendah (Knothe

2005). Namun di sisi lain, banyaknya lemak tak jenuh di dalam biodiesel memudahkan senyawa tersebut bereaksi dengan oksigen di atmosfir dan

terpolimerisasi (Azam et al. 2006).

Bilangan iod yang tinggi cenderung membentuk polimer dan membentuk

deposit pada injector nozel, cincin piston dan cincin piston jika ia dipanaskan.

Namun demikian hasil uji mesin mengindikasikan bahwa reaksi terjadi secara signifikan hanya pada ester asam lemak yang mengandung 3 atau lebih ikatan rangkap. Itulah sebabnya lebih baik membatasi kandungan ketidakjenuhan yang tinggi dalam biodiesel dibandingkan total ketidakjenuhan seperti yang dinyatakan oleh bilangan iod (Mittelbach and Remschmidt 2004)

Bilangan asam merupakan ukuran langsung dari asam lemak bebas pada biodiesel. Asam lemak bebas dapat menyebabkan korosi. Bilangan asam ini dapat meningkat menurut waktu disebabkan bahan bakar akan mengalami

32

Stabilitas penyimpanan berhubungan dengan kemampuan bahan bakar untuk menahan perubahan kimia selama penyimpanan. Perubahan ini biasanya terdiri dari oksidasi disebabkan adanya kontak dengan oksigen dari udara. Komposisi asam lemak biodiesel merupakan faktor penting dalam menentukan

stabilitas terhadap udara (Gerpen et al. 2004).

Angka setana, panas pembakaran (heat of combustion), titik cair dan titik

didih, viskositas akan meningkat dengan meningkatnya panjang rantai dan kejenuhan dan menurun dengan meningkatnya ketidakjenuhan asam lemak (Graboski 1997; Prakash 1998; Knothe 2005). Tabel 14 menggambarkan profil asam lemak dari berbagai sumber minyak dan pengaruhnya terhadap sifat fisik biodiesel. Sementara Tabel 15 menunjukkan pengaruh struktur kimia terhadap titik cair dan titik didih asam lemak dan metil esternya.

Tabel 14 Profil asam lemak beberapa minyak dan sifat sisik biodiesel yang

dihasilkannya (Soriano et al. 2006)

Jenis Minyak

Komposisi asam lemak (%) Sifat Fisik Biodiesel

Jenuh (%)

16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 Viskositas dinamik,cp

Viskositas Kinematik,cSt

Titik tuang ,o

C

Titik kabut, o

C Titik nyala, o

C

SFO 6 3 17 74 0 3,75 ± 0,01 4,30 ± 0,01 5,0 ± 0.0 1,0 ± 0.0 181 ± 1 9

SBO 12 3 23 55 6 3,58 ± 0,01 4,12 ± 0,01 2,0 ± 0.0 1,0 ± 1.0 186 ± 2 15

PMO* 45 4 40 10 0 ± 0,00 5,15 ± 0,02 12,0 ± 0.00 18,0 ± 1.0 179 ± 3 50

RSO 3 1 64 22 8 3,85 ± 0,01 4,43± 0,02 13 ± 1.0 4,0 ± 1.0 178 ± 0 4

*) Mengandung sekitar 1% asam lemak 14:0. SFO minyak biji bunga matahari; SBO minyak

33 Tabel 15 Pengaruh struktur kimia terhadap titik cair dan titik didih asam lemak

dan metil esternya (Graboski, 1997; cit. Prakash, 1998; Knothe 2005)

Rantai Asam

Jumlah Karbon

Struktur

Asam Metil ester

Titik Cair

o_C

Titik Didih

o_C

Titik Cair

o_C

Titik Didih

o_C

Kaprilat 8 CH3(CH2)6COOH 16,5 239 40 193

Kaprat 10 CH3(CH2)8COOH 31,3 269 18 224

Laurat 12 CH3(CH2)10COOH 43,6 304 5,2 262

Miristat 14 CH3(CH2)12COOH 58,0 232 19 295

Palmitat 16 CH3(CH2)14COOH 62,9 349 30 415

Palmitoleat 16 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH 33 0

Stearat 18 CH3(CH2)16COOH 69,9 371 39,1 442

Oleat 18 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 16,3 19,9

Linoleat 18 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(C

H2)7COOH

5 35

Linolenat 18 CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2C

H= CH(CH2)7COOH

11

Arakidat 20 CH3(CH2)18COOH 75,2 50

Eikosenoat 20 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)9COOH 23 15

Behenat 22 CH3(CH2)20COOH 80 54

Erukat 22 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH 30

Pengaruh panjang rantai dan ketidakjenuhan pada beberapa sifat bahan

bakar FAME murni ditunjukkan pada Gambar 12 (Soriano et al. 2006). Semakin

panjang rantai asam lemaknya maka semakin tinggi titik tuang, titik kabut, viskositas dan titik nyala. Namun demikian sifat tersebut akan turun dengan adanya ikatan rangkap.

34

!

"

#

$

% %

& $ '

& $ ' & $ '

Gambar 12 Pengaruh panjang rantai dan ketidakjenuhan terhadap titik tuang, titik

kabut, titik nyala, dan viskositas biodiesel (Soriano et al. 2006)

2.3.6 Sifat Biodiesel pada Suhu Dingin (Cold temperature properties)

Sifat bahan bakar terhadap perubahan suhu merupakan kriteria mutu yang penting pada daerah beriklim dingin. Untuk menguji sifat biodiesel pada suhu

dingin (Cold temperature properties) beberapa parameter disarankan, diantaranya

adalah: Titik kabut (cloud Point/CP), titik tuang (Pour point/PP), cold+filter

plugging point (CFPP) dan low+temperature flow test (LTFT) serta cristalisation onset temperature (Tco)( Mittelbach and Remschmidt 2004). Untuk lebih jelasnya hal ini dapat dilihat pada Tabel 16.

209 Lampiran 20 Batasan sistem proses produksi biodiesel yang berasal dari jarak

agar yang mengandung ALB tinggi

a Transesterifikasi dengan katalis homogen/heterogen diikuti dengan detoksifikasi

b Transesterifikasi dengan katalis homogen/heterogen tanpa detoksifikasi (konvensional)

Lampiran 21 Batasan sistem proses produksi biodiesel yang berasal dari jarak pagar yang mengandung ALB rendah

a Transesterifikasi dengan katalis homogen/heterogen tanpa detoksifikasi (konvensional)

b Transesterifikasi dengan katalis homogen/heterogen diikuti dengan detoksifikasi

211

Lampiran 22 Data lengkap mengenai tiga dampak utama pada berbagai proses produksi biodiesel hasil analisis menggunakan Simapro Version 7.1

Damage category Unit

JCME ALB tinggi: Homogen: Detoxifikasi JCME ALB tinggi: Heterogen: Detoxifikasi Perbaikan Mutu Lingkungan JCME ALB rendah: Homogen: detoxifikasi JCME ALB rendah : Heterogen: detok Perbaikan Mutu Lingkungan

Total Pt 0.037385741 0.03557894 4.83 0.025338185 0.023691002 6.50

Ecosystem

Quality Pt 0.002041581 0.001550046 24.08 0.001308195 0.000826175 36.85

Human Health Pt 0.008131931 0.006624739 18.53 0.005114424 0.003715976 27.34

Resources Pt 0.02721223 0.027404155 :0.71 0.018915565 0.019148851 :1.23

Lampiran 23 Data lengkap mengenai tiga dampak utama pada berbagai proses produksi biodiesel yang terintegrasi dengan proses detoksifikasi hasiil analisis menggunakan Simapro Version 7.1

Damage category Unit

JCME ALB tinggi: Homogen: Detoxifikasi JCME ALB tinggi: Heterogen: Detoxifikasi Perbaikan Mutu Lingkungan JCME ALB rendah: Homogen: detoxifikasi JCME ALB rendah : Heterogen: detok Perbaikan Mutu Lingkungan

Total Pt 0.046197062 0.044750366 3.13 0.042018809 0.040396931 3.86

Ecosystem

Quality Pt 0.001513461 0.001237659 18.22 0.001097258 0.000864178 21.24

Human Health Pt 0.006694221 0.005907988 11.74 0.004959908 0.004318622 12.93

Lampiran 24 Data lengkap mengenai dampak lingkungan berbagai proses produksi biodiesel dari jarak pada 11 kategori lingkungan dilampirkan hasiil analisis menggunakan Simapro Version 7.1

Impact category Unit

JCME ALB tinggi: Homogen: Detoxifikasi JCME ALB tinggi: Heterogen: Detoxifikasi Perbaikan Mutu Lingkungan JCME ALB rendah: Homogen: detoxifikasi JCME ALB rendah : Heterogen: detok Perbaikan Mutu Lingkungan

Total Pt 0.037385741 0.03557894 4.83 0.025338185 0.023691002 6.50

Ozone layer Pt 1.25835E:06 1.21159E:06 3.72 8.20027E:07 7.97629E:07 2.73

Respiratory organics Pt 5.83668E:06 4.89559E:06 16.12 3.32285E:06 3.23829E:06 2.54

Radiation Pt 7.6962E:06 6.8798E:06 10.61 7.10164E:06 3.8096E:06 46.36

Minerals Pt 2.09118E:05 2.1924E:05 :4.84 1.56872E:05 1.68735E:05 :7.56

Land use Pt 0.000267343 :2.6651E:05 109.97 0.000277081 :3.3536E:05 112.10

Carcinogens Pt 0.000602207 0.000114081 81.06 0.000589338 6.72697E:05 88.59

Ecotoxicity Pt 0.000879277 0.00075697 13.91 0.00049261 0.000399829 18.83

Acidification/

Eutrophication Pt 0.000894961 0.000819727 8.41 0.000538504 0.000459882 14.60

Climate change Pt 0.001689205 0.001605486 4.96 0.001193441 0.001111579 6.86

Respiratory inorganics Pt 0.005825727 0.004892186 16.02 0.0033204 0.002529282 23.83

213

Lampiran 25 Data lengkap mengenai dampak lingkungan berbagai proses produksi biodiesel dari jarak pagar yang terintegrasi dengan detoksifikasi pada 11 kategori lingkungan dilampirkan hasiil analisis menggunakan Simapro Version 7.1

Kategori Dampak Unit

JCME ALB tinggi: Homogen: Detoxifikasi JCME ALB tinggi: Heterogen: Detoxifikasi Perbaikan Mutu Lingkungan JCME ALB rendah: Homogen: detoxifikasi JCME ALB rendah : Heterogen: detok Perbaikan Mutu Lingkungan

Total Pt 0.046197062 0.044750366 3.13 0.040544373 0.040396931 0.36

Ozone layer Pt 1.43702E:06 1.3847E:06 3.64 1.20274E:06 1.20841E:06 :0.47

Respiratory organics Pt 7.27253E:06 6.63449E:06 8.77 5.21952E:06 5.27244E:06 :1.01

Radiation Pt 8.71072E:06 7.82383E:06 10.18 1.15623E:05 9.51199E:06 17.73

Minerals Pt 4.14534E:05 4.22374E:05 :1.89 4.05402E:05 4.20327E:05 :3.68

Land use Pt 0.000155069 :1.1303E:05 107.29 0.000165462 :1.12478E:05 106.80

Carcinogens Pt 0.000379375 0.000101798 73.17 0.000382587 8.79473E:05 77.01

Ecotoxicity Pt 0.00063256 0.000588228 7.01 0.000441639 0.000414189 6.22

Acidification/

Eutrophication Pt 0.000725831 0.000660734 8.97 0.000490157 0.000461237 5.90

Climate change Pt 0.001754656 0.001742904 0.67 0.001521997 0.001492243 1.95

Respiratory inorganics Pt 0.00454277 0.004047443 10.90 0.00303734 0.002722439 10.37