Pembuatan Biodiesel Dari Limbah Minyak Jelantah Dengan Katalis Heterogen K2o Yang Berasal Dari Limbah Kulit Kakao : Pengaruh Persenkatalis Dan Waktu Reaksi

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan karena diproduksi

dari sumber daya alam. Biodiesel umumnya diproduksi secara transesterifikasi minyak
nabati atau lemak hewan dengan alkohol seperti metanol atau etanol dengan adanya katalis
asam atau katalis alkali [10].Biodiesel dianggap sebagai sumber energi terbarukan untuk
menggantikan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi dan telah menarik begitu banyak
perhatian karena keramahan terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui [20]. Biodiesel
yang merupakan pengganti bahan bakar, terbuat dari monoalkil ester rantai panjang asam
lemak yang disiapkan dari minyak sayuran terbarukan atau lemak hewan, telah mampu
menjadi pertimbangan menarik sebagai sebuah bahan bakar terbarukan alternatif untuk
mesin diesel [21]. Berikut adalah tabel syarat mutu biodiesel sesuai standar SNI 04 – 71822006 [22].
Tabel 2.1Syarat Mutu Biodiesel sesuai standar SNI 04 – 7182- 2006
Properties

Nilai

850 – 890 kg/m3
2,3 – 6,0 mm2/s
100 0C
>18 0C
< 0,05 %

Massa jenis
Viskositas Kinematik
Angka setana
Titik nyala
Titik kabut
Residu karbon

2.2

Waste Cooking Oil (Minyak Goreng Bekas / Jelantah)
Minyakjelantah(wastecookingoil)adalahminyaklimbahyang bisa berasal dari

jenis-jenis minyak gorengseperti

halnya minyak

jagung, minyak sayur,

minyaksamindansebagainya.Minyakini biasanya merupakanminyakbekas pemakaian
kebutuhan rumah tangga, umumnyadapatdigunakan kembaliuntuk keperluankuliner
[4].

Minyak

jelantah

dapat

menjadi

sumber

polusi

apabila

di

buang

sembarangan.Pada umumnya minyak goreng bekas mengandung senyawa – senyawa
antara lain: polimer, aldehida, asam lemak, senyawa aromatik dan lakton. Dan pada
umumnya minyak goreng bekas tersebut tidak baik untuk kesehatan apabila
kandungan senyawa polar mencapai 25 – 27 % karena dapat memperbesar hati,
ginjal, jantung dan bersifat karsinogenik [23].
7

8

Minyakgoreng bekasmerupakan salahsatu bahan bakuyangmemiliki peluang
untukpembuatan biodiesel, karenaminyakinimasihmengandung trigliserida, di
asam lemak

samping

bebas [24].Dari sejumlah pengujian awal yang dilakukan, diperoleh bahwa

biodiesel hasil dari minyak jelantah ini dapat digunakan sebagai substitusi langsung minyak
solar dengan pengurangan performa yang tidak signifikan, hanya 5 -7 % terhadap daya dan
torsi pada putaran maksimum [23].
Data

statistikmenunjukkan

peningkatanproduksiminyakgoreng.Dari2,49juta

bahwaterdapatkecenderungan
tonpadatahun

1998,menjadi

4,53jutatontahun 2004 dan5,06 jutatonpadatahun2005.Selain ketersediaannya yangrelatif
berlimpah,minyakgoreng

bekasmerupakan

limbahsehinggaberpotensi

mencemarilingkungan berupanaiknyakadarCOD (Chemical

Oxygen

OxygenDemand)dalam

BOD(Biology

minyakgoreng

dan

perairan,selainitujuga

menimbulkanbaubusukakibatdegradasi biologi.Oleh karena
usahapemanfaatan

Demand)

itu

perludilakukanusaha-

bekastersebut.Salahsatunyaadalah

sebagaibahanbakudalampembuatanbiodiesel [5].Berikut adalah tabel sifat fisika dan kimia
dari waste cooking oil [23].
Tabel 2.2sifat fisika dan kimia waste cooking oil (WCO) yang digunakan sebagai
pembuatan biodiesel.
Sifat Kimia dan Fisik Minyak Jelantah

2.3

Nilai

Viskositas (40 0C)

49,442

Asam Lemak Bebas (FFA,%)

1,836

Total Acid Number (TAN, mlKOH/gr)

2,92

Bilangan Penyabunan (ml KOH/gr)

115,723

Transesterifikasi
Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi antara trigliserida dengan alkohol yang

mana bertujuan untuk mengubah asam – asam lemak dari trigliserida kedalam bentuk ester
yaitu metil ester asam lemak [4].Padaprinsipnya,proses transesterifikasiadalahmengeluarkan

9

gliserin dariminyak dan mereaksikanasam lemak bebasnyadenganalkohol menjadi alkohol
ester (Fatty AcidMethyl Ester) atau biodisel[3].
Adapun proses transesterifikasi secara umum dapat dilihat dalam gambar berikut [25]
:

Gambar 2.1 Skema proses transesterifikasi

Pada

prosestransesterifikasiini

turutdanreversibelyaitu

terdiri

terjadi

tiga

urutanreaksiberturut-

mengubahtrigliseridamenjadidigliserida,

kemudian

menjadimonogliserida, dan akhirnyamenjadigliserindanmetil ester asam lemak [26].
NBB(National Biodiesel Board) mendeskripsikan keuntungan produksi biodiesel dari
segi produsen yakni [27] :

•

Produsenbiodieselsudahmenyediakanbahan bakar yang sangatberkelanjutan.
Produksi

biodiesel

membuat

terusmeningkatkankualitas

kita

hidup,

tumbuhsebagaiindustri,

dan

menjagalingkungan,

dan

memperkuatekonomi.
•

Meningkatkankualitas udara, sifatnya dapat terbarukan, dan pembuatan
biodiesel inimenciptakanlapangan pekerjaan masyarakat.

•

Biodieselmemiliki"keseimbangan energi" yang sangat tinggi
Akan

tetapi,

pada

saattransesterifikasiminyak

besarkarenamembentuksabunsebagaiproduk

sampinganyang

manajumlahlimbahyangdihasilkan

korosif,

besar,

nabatimemilikimasalah
tidak

diinginkan,

danmembutuhkan

di

waktulebih

lamauntukproses pemisahan [28].
2.4

Katalis
Penggunaan katalis dalam proses pembuatan biodiesel sangat diperlukan, karena

diharapkan dapat meningkatkan produksi biodiesel baik dari segi kuantitas maupun
kualitasnya.Adanya katalis asam diharapkan dapat membantu dalam reaksi esterifikasi dan
katalis basadapat membantu dalam reaksi transesterifikasi [29].

10

Katalis

digunakan

untuk

transesterifikasi

mungkin

homogen

atau

heterogen.Transesterifikasi homogen adalah metode yang paling mudah namun sangat
kompleks pada pemisahan antara produk dan langkah pemurnian karena sifat homogen
campuran, dan juga cenderung membentuk sabun yang memerlukan air lebih untuk mencuci
sehingga

mengakibatkan

biaya

produksi

yang

lebih

tinggi.

Oleh

karena

itu,katalisheterogenlebih disukai. Transesterifikasi heterogen lebih murah dan proses yang
lebih

simpel.

Transesterifikasi

heterogen

memilikiproses

pemisahansederhanasebagaikatalisdalam

faseberbeda

antarareaktandenganprodukdaneliminasipembentukansabunsehingga yang paling sering
digunakan dan disukai adalah katalis heterogen [30].
Adapun mekanisme katalis basa pada proses transesterifikasi dapat dilihat pada
gambar di bawah ini [32]:

Gambar 2.3 Mekanisme katalis basa transesterifikasi
Penggunaankatalisheterogen
menghindariadanyamasalah

dalamreaksi

esterifikasi

dapat

seperti:

korosiinstrumen,timbulan

sampahdariprosesnetralisasiasam, dan kesulitanpemisahanproduk yang terkait dengan
penggunaancairanhomogenasam

sepertiasam

sulfat,

danhal

ini

sangatpenting

dalammengembangkanproses yang lebihramah lingkungandan ekonomis [33].

2.5

Kulit Kakao
Pada penelitian ini, katalis yang digunakan yaitu kulit kakao (K2CO3).Kulit kakao

(Cocoa Pod Husk/CPH ) adalah limbah pertaniandari industri kakao yang kaya kalium

11

karbonat (K2CO3).K2CO3dariabuCPH (Cocoa Pod Husk ) dianalisismengandungsekitar
142mg/g karbonat, 3,7 mg / g nitrat, 1,23 mg / g fosfat dan beberapa jejak silikat dan sulfat.
Kalium darikulit kakao memiliki potensi sebagai sumber katalis basa heterogen, dimana kulit
kakao merupakan limbah terbarukan dan ramah lingkungan untuk produksi biodiesel yang
berkelanjutan[11].Pada treatment kalsinasi dari katalis ini di lakukan untuk mendekomposisi
dari potassium karbonat yang terkandung di dalamnya[12].
K2CO3 

K2O + CO2

Gambar 2.2 Hasil Kalsinasi dari K2CO3
Abu dari kulit kakao memiliki titik leleh 8910C, kepadatan 2,29 g/cm3, kelarutan
standar 105,5 g/100g air dan pH 11,4 – 12 [11].

2.6

Metanol
Untuk membuat biodiesel, ester dalam minyak nabati perlu dipisahkan dari gliserol.

Selama proses transesterifikasi, komponen gliserol dari minyak nabati digantikan oleh
alkohol. Alkohol yang paling umum digunakan adalah metanol karena memiliki berat
molekul paling rendah sehingga kebutuhan untuk proses transesterifikasi relatif sedikit,
harganya lebih murah, daya reaksinya lebih tinggi dan lebih stabil dibandingkan dengan
alkohol berantai panjang [34].
Metanolmerupakanpelarut yang bersifat universal yang dapat menarik sebagian besar
senyawa kimia dalam tanaman [7]. Metanol juga merupakan bentuk alkohol yang paling
sederhana, cairan yang mudah menguap,tidak berwarnadengan bau yang khas.Methanol
dapat digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan
additif bagi etanol industri.Methanol diproduksi alami oleh metabolisme anaerobik oleh
bakteri [35].Metanol secara umum telah digunakan sebagai pelarut atau agen esterifikasi
maupun transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel dibawah kondisi supercritical karena
sifatnya yang memiliki titik didih rendah dan tekanan yang rendah pula [8].Alkohol
sepertimetanolatau

etanol,bila

digunakansebagaiaditifbahan

efektifdapatmenurunkankeseluruhanviskositascampuran
mempercepatprosespenguapan bahan bakar[36].

bahan

bakarsecara
bakardan

12