27
4.3.2 Pengaruh DES pada Yield Biodiesel
Analisis pengaruh DES sebagai co-solvent terhadap yield biodiesel dilakukan dengan mengaplikasikan berbagai jumlah DES dan membandingkannya dengan yield
biodiesel tanpa co-solvent. Gambar 4.5 menunjukkan grafik yield biodiesel berdasarkan dosis DES yang diberikan.
Gambar 4.5 Yield biodiesel vs jumlah DES Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa yield biodiesel yang dihasilkan tanpa
penambahan DES adalah sebesar 78,05 kemudian pada penambahan DES 1:2 sebanyak 0,5 bb terjadi penurunan yield secara drastis dibandingkan dengan tanpa
penambahan DES. Kemudian terjadi peningkatan yield pada penambahan DES 1 dan 1,5 bb. Akan tetapi yield terus menurun setelah penambahan DES sebanyak
2 hingga 2,5 bb. Hasil penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa penambahan DES dalam
proses metanolisis DPO tidak memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan tanpa penambahan DES. Diantara keenam variasi penambahan DES diperoleh yield tertinggi
85,00 pada penambahan DES sebanyak 1,5 bb. Hasil yield biodiesel dari proses etanolisis minyak sawit dalam sistem DES berbasis ChCl:gliserol yang
dilakukan oleh Winarta 2016 diperoleh hasil yield tertinggi pada penambahan DES 1:2 sebanyak 2 . Hasil yield yang diperoleh adalah sebesar 83,67 [39].
Sifat fisika dari suatu DES berbeda dipengaruhi oleh pemilihan HBD, temperatur dan persentase. Panjang rantai alkil dan jumlah gugus hidroksil pada HBD
menyebabkan perubahan dalam kepadatan, viskositas, dan konduktivitas ionik [13]. 15
30 45
60 75
90
0,00 0,50
0,10 1,50
2,00 2,25
2,50 Y
ield B
iodi ese
l,
Jumlah DES, bb
Universitas Sumatera Utara
28 Perubahan dari garam organik rasio molar HBD berdampak signifikan terhadap
viskositas DES dan juga mempengaruhi konduktivitas DES [9]. Konduktivitas ionik dari suatu DES mempengaruhi kemampuan transfer massa dari minyak dan alkohol
dalam proses transesterifikasi biodiesel. Pada mekanisme reaksi transesterifikasi menggunakan katalis basa, OH
-
dari katalis akan bereaksi dengan metanol untuk menghasilkan ion metoksida CH
3
O
-
yang bertindak sebagai nukleofil untuk reaksi transesterifikasi [16].
K
+
+ OH
-
+ CH
3
O
-
+ H
+
CH
3
OK + H
2
O Dosis katalis dan rasio metanolminyak yang tepat sangat mempengaruhi reaksi
pembentukan ion metoksida, dimana ketersediaan metoksida akan mempengaruhi yield FAME Fatty Acid Methyl Esters yang diperoleh. Dosis katalis yang rendah
tidak akan menghasilkan cukup metoksida untuk menghasilkan yield FAME yang tinggi. Rasio molar metanolminyak yang rendah juga akan membatasi pasokan ion
nukleofilik antara metoksida dan trigliserida karena akan terjadi peningkatan ikatan hidrogen dan penurunan molekul metanol bebas dalam campuran reaksi. Gugus
hidroksil dalam DES mungkin akan bersaing dengan metanol untuk bereaksi dengan katalis KOH pada reaksi pembentukan metoksida, sehingga menurunkan metoksida
yang terbentuk dan juga menurunkan yield FAME yang diperoleh [16]. Oleh sebab itu rendahnya yield yang diperoleh pada penambahan co-solvent DES
di bawah 1,5 dalam sintesis biodiesel diperkirakan karena adanya persaingan antara gugus hidroksil dalam DES dan metanol. Gugus hidroksil dalam DES dan metanol
bersaing untuk bereaksi dengan katalis KOH pada reaksi pembentukan metoksida. Penambahan DES di atas 1,5 juga dapat mengurangi yield ester yang dihasilkan.
Hal ini karena gliserol berlebih pada DES cenderung mengikat metanol sehingga mengganggu reaksi transesterifikasi. Co-solvent yang ditambahkan harus tepat
dosisnya agar alkohol, asam lemak, trigliserida dan co-solvent dapat membentuk larutan single phase. Asam lemak jenuh, tak jenuh dan sifat polaritas dari jenis asam
lemak dan trigliserida menentukan jumlah co-solvent yang dibutuhkan [16,40]. Selain itu, metanol yang mengandung gugus hidroksil OH
-
juga mungkin akan mengikat anion halida ChCl dalam DES sehingga menghasilkan beberapa molekul
metanol bebas dalam reaksi, dengan demikian akan menghambat reaksi dan menurunkan yield biodiesel yang diperoleh. Jumlah metanol yang tersedia untuk reaksi
Universitas Sumatera Utara
29 20
40 60
80 100
0,00 0,50
1,00 1,50
2,00 2,25
2,50 Ke
murnian Ester
,
Jumlah DES, bb transesterifikasi sintesis biodiesel juga akan berkurang dan menyebabkan menurunnya
yield biodiesel. Ilustrasi mekanisme reaksi transesterifikasi trigliserida dengan penambahan co-solvent DES ditunjukkan dalam Gambar 4.6 [41].
Gambar 4.6 Reaksi Transesterifikasi sintesis Biodiesel dengan penambahan DES sebagai co-solvent [41]
4.3.3 Pengaruh DES pada Kemurnian Ester