8 padi harus dinonaktifkan [7]. Berikut ini merupakan komposisi asam lemak
minyak dedak padi rice bran oil : Tabel 2.3 Komposisi Minyak Dedak Padi [15]
Jenis Asam Lemak Konsentrasi b
Asam Miristat C14:0 0,112
Asam Palmitat C16:0 14,991
Asam Palmitoleat C16:0 0,146
Asam Stearat C18:0 1,275
Asam Oleat C18:1 41,513
Asam Linoleat C18:2 38,652
Asam Linolenat C18:3 1,416
Asam Arasidat C20:0 0,765
Asam Arasidonik C20:4 0,243
Tabel 2.4 Karakteristik Minyak Dedak Padi [21] Jenis Asam Lemak
Konsentrasi b Viskositas 38
o
C 42,2 cSt
Densitas 21
o
C 0,923 gmL
Cloud point 11
o
C Pour point
-1
o
C Flash point
258
o
C Gross heat value
42,3 MJkg Rice bran oil bukan merupakan minyak yang biasa digunakan dalam
pembuatan biodiesel dibandingkan dengan sumber tanaman atau biji lainnya seperti jagung, cotton, biji bunga matahari atau soybean. Minyak dedak padi
sangat berpotensi dalam pembuatan biodiesel karena dapat dilihat dari potensi dedaknya yang banyak sehingga menjadikan biaya bahan baku yang murah
dibandingkan bahan baku minyak yang lain [20].
2.2.2 Metanol
Metanol yang juga sering disebut metil alkohol adalah senyawa kimia yang tersusun dari tiga unsur kimia yaitu karbon, hidrogen dan oksigen. Rumus
kimia dari metanol yaitu CH
3
OH. Pada reaksi transesterifikasi menggunakan alkohol sebagai reaktannya, yang juga disebut sebagai reaksi alkoholisis.
Beberapa alkohol yang digunakan dalam reaksi transesterifikasi yaitu metanol, butanol, etanol, dan propanol. Tetapi metanol merupakan jenis alkohol yang
sering digunakan dalam reaksi transesterifikasi, hal ini disebabkan metanol dapat
Universitas Sumatera Utara
9 menghasilkan konversi biodiesel yang tinggi dibandingkan dengan jenis alkohol
lain [19]. Penggunaan metanol dalam pembuatan biodiesel dapat meningkatkan laju reaksi dibandingkan dengan penggunaan alkohol lainnya [22].
Tabel 2.5 Sifat-Sifat Fisika dan Kimia Metanol [23]
No. Sifat Fisika
Sifat Kimia
1 Wujud
berupa cairan
tidak berwarna
Berat molekul: 32 gmol 2
Merupakan produk yang stabil Titik didih: 64,5
o
C 148,1
o
F 3
Larut dalam air, metanol, dan dietil eter
Titik leleh: -97,8
o
C 144
o
F 4
Bereaksi tinggi
dengan agen
pengoksida Specific gravity: 0,796 pada 20
o
C 5
Tidak korosif pada kaca pH: 7 netral
6 Beracun
Tekanan uap: 97,68 mmHg pada 20
o
C 7
Berbahaya apabila terkena kulit tangan, mata
Densitas uap: 1,11 8
Mudah terbakar Nilai ambang bau: 160 ppm
2.2.3 Zeolit
Dalam pembuatan biodiesel masih terdapat masalah pada segi ekonomi dan kecepatan reaksi. Pada beberapa literatur menyebutkan bahwa katalis
heterogen merupakan solusinya. Jika dibandingkan dengan katalis homogen, katalis heterogen memiliki beberapa keunggulan diantaranya lebih ramah
lingkungan, murah, lebih mudah dipisahkan dan memiliki aktivitas katalis yang lebih baik [24]. Zeolit merupakan jenis katalis heterogen. Zeolit adalah katalis
yang memiliki karakteristik dari sisi asam dan bentuk yang selektif. Zeolit merupakan padatan kristal yang memiliki banyak pori. Pada zeolit mengandung
silika, alumunium dan oksigen [25].
Rumus umum dari zeolit yaitu
M
xn
{AlO
2 x
SiO
2 y
}.
p
H
2
O, dimana M adalah jumlah kation n yang dapat dipertukarkan, x adalah jumlah alumunium, y adalah jumlah silika, sedangkan p
adalah jumlah kristal air [26]. Kandungan yang terbesar pada zeolit yaitu alumunium dan silika, sehingga karakteristik zeolit dapat ditentukkan dari
perbandingan SiAl. Pada dasarnya zeolit dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan cara
perolehannya yaitu, zeolit alam dan zeolit sintetik. Zeolit alam natural zeolite adalah zeolit yang berasal dari alam, yang diperoleh dari gunung berapi atau
Universitas Sumatera Utara
10 daerah sumber air panas. Zeolit sintetik adalah zeolit yang berasal dari bahan –
bahan sintetik murni, yang direkayasa atau dibuat oleh manusia dengan mempunyai saluran, rongga, kation, dan pori tertentu. Disetiap daerah gunung
berapi memiliki jenis zeolit yang berbeda karena kandungan mineral yang berbeda pula, sehingga zeolit alam memiliki 40 jenis diantaranya klinoptilotit, mordernit,
filipsit, kabasit, dan erionit. Sedangkan zeolit sintetik memiliki 14 jenis yang biasanya dengan cara hidrotermal yang tergantung dengan pemanfaatannya.
Contoh dari zeolit sintetik yaitu zeolit ZSM, zeolit NaY, dll [27,28]. Oleh sebab itu, zeolit alam sangat berpotensi di Indonesia mengingat bahwa banyaknya
daerah gunung berapi sehingga banyak pula potensi zeolit alam yang dapat dimanfaatkan sebagai katalis biodiesel. Struktur kristal zeolit membentuk
tetrahendra dengan atom Si dan Al yang disebut unit bangun primer [28]. Struktur molekul zeolit alam yang dapat ditunjukkan pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3
berikut.
a b
Gambar 2.2 a Struktur Molekul Zeolit Alam b Kerangka Utama Struktur Zeolit [29]
Gambar 2.3 Kerangka Struktur Molekul Zeolit Alam Secara Umum [30] Sebelum digunakan zeolit perlu diaktivasikan guna mempertinggi daya
kerjanya, memperluas
permukaannya dengan
membentuk pori,
serta menghilangkan pengotor.
Ada beberapa cara yaitu, dengan fisika dan kimia.
Universitas Sumatera Utara
11 Dengan cara fisika dapat dilakukan dengan pemanasan, sedangkan kimia dapat
dilakukan dengan penukar ion atau impregnasi dengan senyawa asam atau basa. Impregnasi yaitu cara yang paling mudah dilakukan dengan penambahan beberapa
ion dalam porinya [27,28]. Zeolit dapat ditambahkan atau divariasikan dengan beberapa kation seperti Na
+
, K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
dan lain – lain. Selain itu, penambahan kation guna menyeimbangkan zeolit karena jumlah elektron dari
alumunium lebih sedikit dari silika sehingga menyebabkan ketidakseimbangan zeolit. Zeolit dapat digunakan sebagai katalis heterogen dalam pembuatan
biodiesel [31]. Kemampuan zeolit sebagai katalis didasarkan pada adanya ruang kosong
atau pori dimana terjadi difusi molekul dan reaksi kimia. Keasaman dari zeolit tergantung pada ratio SiAl nya, dimana jika ratio SiAl nya rendah maka zeolit
akan memiliki aktivitas katalis yang lebih tinggi. Dengan adanya ruang kosong pada zeolit sehingga dapat digunakan pada minyak yang memiliki FFA tinggi
[26]. Sehingga dengan penambahan kation alkali pada zeolit alam dapat menambah aktivitas katalis dalam pembuatan biodiesel yang dapat merangkap
reaksi esterifikasi dan reaksi transesterifikasi.
Gambar 2.4 Proses Impregnasi Zeolit Alam dengan Kation [33] Modifikasi zeolit alam merupakan adsorpsi dengan merubah perbandingan
SiAl, tipe kation, jumlah dan lokasi . Karakteristik – karakteristik tersebut dapat berubah dengan beberapa perlakukan kimia untuk memperbaiki keefektifan zeolit.
Perlakukan basa atau asam dan impregnasi permukaan dengan pertukaran ion yang biasa dilakukan untuk mengubah karakteristik hidrofobik atau hidrofilik
pada adsorpsi dengan variasi ion. Secara umum, pencucian zeolit alam dengan asam akan dapat menghilangkan pengotor yang menghalangi pori-pori zeolit [32].
Modifikasi zeolit alam dilakukan dengan proses impregnasi. Proses impregnasi
M
+
Kation
Universitas Sumatera Utara
12 permukaan zeolit alam dengan kation terjadi pada permukaan katalis. Kation akan
menempel pada permukaan zeolit alam seperti yang terlihat pada Gambar 2.4. Pada impregnasi katalis zeolit dengan menggunakan senyawa basa
dianggap lebih efektif dalam reaksi transesterifikasi. Hal ini dapat dibuktikan Kusuma, mendapatkan yield 95,09 dengan menggunakan katalis KOHzeolit
pada minyak kelapa sawit. Dalam impregnasi, terbentuknya K
2
O dari senyawa K yang melekat pada zeolit yang teroksidasi menjadi oksidanya. Menurut Noiroj,
K
2
O merupakan senyawa basa yang memiliki aktivitas katalitik yang tinggi, sehingga dapat meningkatkan yield yang dihasilkan. Gambar 2.5 berikut
merupakan reaksi transesterifikasi dengan katalis KOHzeolit:
Gambar 2.5 Mekanisme Reaksi Transesterifikasi dengan menggunakan Trigliserida dan KOHzeolit sebagai Katalis Basa Kuat [7]
Universitas Sumatera Utara
13
2.3 REAKSI TRANSESTERIFIKASI
