Pengaruh Kadar Kalium Abu Kulit Buah Kelapa dalam Mengkatalisis Reaksi Transesterifikasi Crude Palm Oil (CPO) Menjadi Metil Ester

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

LATAR BELAKANG
Peningkatan CPO di Indonesia dari tahun 2008 hingga pada tahun 2012

yang sangat signifikan bahkan hingga tahun ini 2013 Indonesia tetap menjadi
negara produsen terbesar minyak sawit mentah (crude palm oil/CPO) dunia
dengan hasil sebanyak 28 juta metrik ton. Menurut Dewan Minyak Sawit
Indonesia (DMSI), produksi palm oil di Indonesia hampir 50 persen dari total
produksi dunia tahun ini yang diprediksi sebanyak 54,527 juta metrik ton [1].
Tahun
Produksi
CPO (ton)

Tabel 1.1 Data produksi CPO Indonesia [1]
2008
2009
2010
2011

2012
17.539.788 19.324.294 21.958.120 23.096.541 23.521.071

Akan tetapi, sebagian besar Crude Palm Oil (CPO) masih diekspor padahal secara
teknis, CPO dapat diolah menjadi berbagai jenis produk hilir baik pangan maupun
oleokimia yang mempunyai nilai tambah yang tinggi seperti metil ester yang
dapat dijadikan sebagai baku produk kosmetik, obat-obatan, pestisida, sumber
bahan bakar alternatif untuk menggantikan peran minyak bumi dan bahan untuk
memproduksi alkanolamida yang digunakan langsung sebagai surfaktan non
ionik, emulsifier, pengental dan bahan pembantu dalam pembuatan sifat plastis.
Transesterifikasi merupakan salah satu proses yang dapat digunakan untuk
mereaksikan trigliserida minyak baik nabati maupun hewani dengan alkohol dan
asam kuat atau basa kuat sebagai katalis untuk menghasilkan metil ester tersebut
[2]. Reaksi transesterifikasi ini menggunakan katalis asam seperti H2SO4, HCl atau
katalis basa seperti NaOH, KOH, K2CO3 dan lain-lain untuk mempercepat
terbentuknya produk juga untuk menurunkan energi aktivasi dan pemberian
reaktan yang berlebihan agar reaksi bergeser ke arah kanan [3].
Penggunaan katalis basa konvensional seperti NaOH, KOH dan K2CO3 ini
telah banyak dipublikasikan namun masih sedikit literatur yang mengkaji
pemanfaatan abu kulit buah kelapa sebagai substitusi katalis konvensional

tersebut. Melihat bahwa Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki
1
Universitas Sumatera Utara

banyak pohon kelapa sehingga buah kelapa yang dihasilkan cukup menjanjikan.
Akan tetapi, kulit buah kelapa merupakan bagian kelapa yang belum di
manfaatkan secara maksimal karena selama ini dalam rumah tangga hanya
mengambil santan buah kelapa saja sehingga biasanya kulit buah kelapa tersebut
di buang atau terkadang di gunakan sebagai alat bakar. Abu yang diperoleh dari
pembakaran kulit buah kelapa memiliki senyawa utama kadar ion kalium (K+) dan
ion karbonat (CO3-2) yang tinggi masing-masing 40 dan 27,7 % berat [4]. Bila abu
ini di larutkan dalam air akan di peroleh larutan alkalis [5]. Sifat alkali yang tinggi
ini membuat abu kulit buah kelapa dapat dimanfaatkan sebagai katalis basa pada
reaksi transesterifikasi menjadi metil ester sehingga dapat meminimalisasi biaya
pembuatan metil ester. Dengan melarutkan sejumlah tertentu abu ke dalam
sejumlah tertentu alkohol, logam kalium akan terekstraksi ke dalam alkohol dan
akan bereaksi lebih lanjut membentuk garam metoksida. Garam inilah yang akan
membantu mempercepat proses reaksi transesterifikasi minyak nabati [6].
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Graille dkk [7] abu yang
berasal dari tungku pembakaran limbah padat pabrik kelapa di peroleh kadar ion

kalium dan karbonat yang tinggi. Bode [4] menggunakan katalis dari abu sekam
batang kelapa (SBK) memperoleh volume biodiesel semakin meningkat dengan
meningkatnya suhu pembakaran dari 500 oC sampai 700 oC pada jumlah katalis
yang sama. Luthfi dkk [8] menggunakan katalis dari abu tandan kosong kelapa
sawit (TKKS) sebagai katalis basa pada suhu pembakaran TKKS 700 oC dengan
variasi temperatur reaksi transesterifikasi 30-60 oC diperoleh konversi biodiesel
optimum 94,76%.
Dengan mempertimbangkan hal-hal tersebut, perlu di lakukan penelitian
pemanfaatan kadar kalium abu kulit buah kelapa dalam mengkatalisis reaksi
transesterifikasi CPO menjadi metil ester sehingga diperoleh katalis yang dapat
dijadikan sebagai substitusi katalis konvensional tersebut.

2
Universitas Sumatera Utara

1.2

PERUMUSAN MASALAH
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana

kuantitas dan kualitas metil ester yang dihasilkan dengan pemanfaatan kadar
kalium pada abu kulit buah kelapa sebagai katalis berdasarkan peningkatan
temperatur pembakaran kulit buah kelapa.
1.3

TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan menentukan temperatur

pembakaran optimum abu kulit buah kelapa sehingga dihasilkan kadar kalium
optimum sebagai katalis pada reaksi transesterifikasi CPO menjadi metil ester.
1.4

MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat penelitian ini adalah:

1. Sebagai informasi tentang potensi abu kulit buah kelapa sebagai katalis pada
reaksi transesterifikasi CPO menjadi metil ester.
2. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang kemampuan
kadar kalium abu kulit buah kelapa dalam mengkatalisis reaksi
transesterifikasi CPO menjadi metil ester.

1.5

RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian, Laboratorium Proses

Industri Kimia Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara dan
Laboratorium Pangan Pusat PKS Jl.Brigjen Katamso 51, Medan. Bahan baku
utama yang digunakan adalah CPO (Crude Palm Oil) low grade yang di peroleh
dari Pusat PKS Jl.Brigjen Katamso 51, Medan sedangkan kulit buah kelapa
sebagai sumber katalis di ambil dari sisa atau pembuangan kulit buah kelapa
rumah tangga.
Penelitian ini di laksanakan dengan empat tahapan proses yaitu proses
persiapan abu kulit buah kelapa sebagai katalis, pre-treatment bahan baku CPO,
proses esterifikasi dan proses transesterifikasi.

3
Universitas Sumatera Utara

1.

Proses Persiapan Abu Kulit Buah kelapa [4]
 Temperatur pembakaran

: 550, 600, 650 oC

 Waktu pembakaran

: 8 jam

2.

Pre-treatment Bahan Baku CPO [9], [10], [11].
 Konsentrasi H3PO4 85%

: 0,6 % (b/b) CPO

 Temperatur pemanasan

: 60 oC

 Kecepatan pengadukan

: 400 rpm

 Waktu Pengadukan

: 15 menit

3.

4.

Proses Esterifikasi [10], [12], [13], [14].


Temperatur reaksi



Konsentrasi katalis

: 60 oC

(H2SO4) 98%

: 3,0 % (b/b) CPO



Waktu reaksi

: 90 menit



Rasio molar reaktan

: 10:1 (Metanol : ALB)



Kecepatan pengaduk

: 250 rpm

Proses Transesterifikasi [4], [6], [15].


Temperatur reaksi

: 65 oC



Waktu reaksi

: 2 jam



Rasio molar reaktan

: 6:1 (Metanol: CPO)



Jumlah katalis

: 1% (b/b)



Kecepatan pengaduk

: 500 rpm

Analisa yang di lakukan dalam penelitian ini adalah:
1. Kadar Kalium Abu Kulit Buah Kelapa dengan AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometer) yang di analisa di Laboratorium Penelitian Fakultas

Farmasi Universitas Sumatera Utara.
2. Asam Lemak Bebas CPO (Metode Uji Standar IUPAC Paquot)
3. Yield Metil Ester
4. Analisa Kemurnian Metil Ester dengan GC (Gas Chromatography) yang
dianalisa di Laboratorium Pusat PKS Jl. Brigjen Katamso.51, Medan.
5. Densitas Metil Ester
6. Viskositas kinematik Metil Ester
7. Titik Nyala Metil Ester
4
Universitas Sumatera Utara