Latar Belakang Masalah ESTERIFIKASI ASAM LEMAK BEBAS DALAM MINYAK JELANTAH DENGAN KATALIS TiO2 MONTMORILLONIT DAN PENGARUHNYA TERHADAP BIODIESEL YANG DIHASILKAN

xvii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Biodiesel didefinisikan sebagai metil ester yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas sebagai bahan bakar di dalam mesin diesel Vicente et al., 2006. Biodiesel ini diharapkan dapat menggantikan solar sebagai bahan dasar mesin diesel. Keuntungan-keuntungan dari biodiesel adalah angka setananya lebih tinggi dari angka setana solar yang ada saat ini, gas buang hasil pembakaran biodiesel lebih ramah lingkungan karena hampir tidak mengandung gas SO x , akselerasi mesin lebih baik, dan tarikan lebih ringan. Pembuatan biodiesel dari minyak jelantah telah dilakukan oleh para peneliti dengan berbagai metode. Alex 2000 melakukan pembuatan biodiesel dengan menggunakan sisa-sisa minyak goreng yang telah disaring terlebih dahulu. Rohan 2005 melakukan pembuatan biodiesel dari minyak jelantah dengan perlakuan awal menggunakan Al 2 O 3 -Montmorilonit sebelum reaksi transesterifikasi. Penelitian lain juga dilakukan oleh Saefudin 2005 yang melakukan sintesis biodiesel dari minyak jelantah dengan perlakuan awal sebelum transesterifikasi menggunakan montmorillonit teraktivasi asam sulfat. Minyak jelantah mengandung 5-15 asam lemak bebas yang tidak dapat terkonversi menjadi metil ester atau biodiesel dengan satu langkah transesterifikasi menggunakan katalis basa alkali, karena kandungan asam lemak bebas yang tinggi tersebut menyebabkan reaksi penyabunan Zappi et al., 2003. Adanya reaksi penyabunan ini dapat menghambat pembentukan biodiesel pada reaksi transesterifikasi. Salah satu metode untuk mengatasi hal ini adalah dengan memberikan perlakuan awal terhadap minyak jelantah untuk mengurangi kadar asam lemak bebas dengan penambahan katalis asam sebelum dilakukan xviii transesterifikasi. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mengubah asam lemak bebas menjadi alkil ester biodiesel melalui reaksi esterifikasi. Reaksi esterifikasi berjalan dengan cepat pada keadaan asam. Katalis asam yang biasa digunakan dalam reaksi ini adalah asam sulfat van Gerpen et al., 2004. Penggunaan asam sulfat yang merupakan katalis homogen pada pembuatan biodiesel dalam skala industri dinilai kurang ekonomis karena asam sulfat yang telah digunakan bercampur dengan alkohol sehingga sulit untuk dipisahkan. Sifat korosif asam sulfat menyebabkan kehawatiran terhadap hasil biodiesel yang bersifat korosif juga sehingga dikembangkan alternatif penggunaan katalis asam padat agar mudah dipisahkan dari produk serta tidak bersifat korosif. Salah satu alternatif tersebut adalah dengan menggunakan katalis montmorillonit terpilar pada perlakuan awal pembuatan biodiesel. Montmorillonit adalah kelompok lempung yang memiliki kemampuan untuk mengembang, memiliki kation-kation yang dapat dipertukarkan, dapat diinterkalasi dan mempunyai kapasitas penukar ion yang tinggi sehingga mampu mengakomodasikan kation antar lapisnya dalam jumlah besar. Lempung terpilar merupakan salah satu material padat yang mempunyai situs asam dalam strukturnya, sehingga lempung terpilar dapat digunakan sebagai katalis asam padat dalam mensintesis biodiesel. Sifat-sifat kimia dan físika dari lempung dapat ditingkatkan dengan pilarisasi salah satunya dengan interkalasi agen pemilar TiCl 4 dimana ion Ti 4+ menggantikan kation-kation yang ada di antara lapisan lempung seperti ion Na + , K + dan Ca 2+ . Ti 4+ diubah menjadi bentuk oksidanya yaitu TiO 2 dengan perlakuan panas tinggi Simpen, 2001; Yateman 2006 . Katalis montmorillonit terpilar TiO 2 TiO 2 montmorillonit merupakan katalis asam heterogen yang lebih mudah dipisahkan dari sampel dan sifatnya tidak korosif jika dibandingkan dengan asam sulfat. Yunida 2008 melakukan modifikasi TiO 2 montmorillonit dan menyebutkan bahwa keasaman total TiO 2 montmorillonit sebesar 7,94 mmol. Dengan demikian katalis montmorillonit terpilar TiO 2 memiliki sifat asam sehingga dapat dijadikan sebagai katalis asam untuk menggantikan asam sulfat pada perlakuan awal pembuatan biodiesel. 2 xix Berdasarkan uraian di atas maka penelitian ini dilakukan esterifikasi asam lemak bebas dalam minyak jelantah menggunakan katalis asam TiO 2 montmorillonit untuk meminimalkan jumlah asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak jelantah. Dengan perlakuan awal berupa reaksi esterifikasi dengan katalis TiO 2 montmorillonit ini diharapkan dapat diperoleh biodiesel yang lebih baik daripada biodiesel tanpa melalui esterifikasi dengan katalis TiO 2 montmorillonit.

B. Perumusan masalah