Esterifikasi Destilat Asam Lemak Sawit menjadi Etil Ester dengan Katalis FeCl3
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Kelapa sawit (elaeis guineensis jacq.) merupakan tanaman industri penghasil
minyak masak, minyak industri dan bahan bakar (biodiesel), selain itu, kelapa
sawit merupakan bahan baku untuk industri sabun, industri lilin, industri
pembuatan lembaran-lembaran timah, dan industri kosmetik. Tanaman kelapa
sawit termasuk dalam famili palmae, subkelas monocotyledoneae. Beberapa
varietas unggul kelapa sawit yang umumnya banyak ditanam di antaranya dura,
psifera, dan tenera (Effendi, 2011).
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas perkebunan yang penting
dalam penerimaan devisa negara, penyerapan tenaga kerja serta peningktan
perekonomian rakyat. Perkebunan kelapa sawit di indonesia berkembang dengan
pesat, (Sulistyo, dkk. 2006). Pada tahun 2015, dengan luas total perkebunan
kelapa sawit di Indonesia telah mencapai lebih dari 11 juta ha, indonesia mampu
memproduksi minyak sawit (crude palm oil, CPO) sekitar 30 juta ton (Direktorat
Jendral Perkebunan).
Pada prinsipnya proses pengolahan kelapa sawit adalah proses ekstraksi
CPO secara fisik dari tandan buah segar kelapa sawit (TBS) yang diikuti proses
pemurnian. Secara keseluruhan proses tersebut terdiri dari beberapa tahap proses
yang berjalan secara sinambung dan terkait satu sama lain. Selain produk olahan
Universitas Sumatera Utara
pangan , CPO dapat diolah menjadi berbagai jenis produk non pangan. Produk
yang dihasilkan yaitu sekitar 55% sabun, fatty acids 15%, fatty alkohol 10%,
gliserin 6% dan non pangan lainnya sekitar 10%(Sulistyo, dkk. 2006).
Bahan bakar minyak dunia yangbersumber dari fosil saat ini mulai
semakinmenipis cadangannya, sehingga diperlukan suatu bahan bakar alternatif
yang dapat menjadipenunjang kebutuhan tersebut. Sementara dampak lain yang
ditimbulkan akibat pemakaianbahan bakar fosil adalah pencemaran lingkungan
merupakan dampak negatif dan perlu mendapatperhatian khusus pula. Salah satu
sumber bahan bakar yang mampu menjadi solusi dari masalahtersebut adalah
biodiesel (Darnoko, dkk. 2000).
Keunggulan kelapa sawit yang diolahmenjadi biodisel sebagai pengganti
fungsi minyak bumi untuk bahan bakar menjadi solusibagi masalah pencemaran
lingkungan. Gas buang yang dihasilkan termasuk bahan biodegradability dengan
emisi polutan yang rendah, kadar hidrokarbon yang terbakar dangas CO yang
dihasilkan lebih kecil serta bebas SO 2 (Noureddini, H. dkk.1997).
Palm Fatty Acid Distillate(PFAD) adalah produk samping pada proses
pengolahan minyak sawit kasar menjadi minyak goreng. Salah satu kelemahan
PFAD sebagai bahan baku biodiesel adalah kandungan asam lemak bebas (FFA)
yang sangat tinggi. Apabila bahan ini langsung mengalami transesterifikasi akan
dihasilkan sabun dalam jumlah yang besar dan dapat mengganggu proses
pemisahan biodiesel. Metode yang tepat untuk produksi biodiesel dari bahan
dengan kandungan FFA yang tinggi adalah reaksi dua tahap, yaitu esterifikasi
Universitas Sumatera Utara
untuk mengkonversi FFA menjadi FAME (fatty acid methyl esther), dilanjutkan
dengan transesterifikasi untuk mengkonversi trigliserida menjadi FAME.
Pengembangan biodiesel banyak mendapatkan perhatian dari para ahli
karena beberapa kelebihannya dibandingkan bahan bakar petroleum.Kelebihan
yang dimaksud diantaranya adalah
(i)dapat diproduksi secara lokal dengan
memanfaatkan sumber minyak/lemak alami yang tersedia,sehingga dapat
mengurangi ketergantungan impor bahan bakar petroleum, (ii) proses produksi
dan penggunaan yang bersifat lebih ramah lingkungan dengan tingkat emisi
CO 2 ,CO,NO, dan senyawa hasil pembakaran lainnya yang lebihrendah dan (iii)
lebih mudah terdegradasi di alam (biodegradable) (Sulistyo, dkk. 2006).
Umumnya bentuk ester yang digunakan sebagai biodiesel adalah metil ester
yang di sintesis secara kimiawi dengan teknik transesterefikasi antara metanol dan
minyak /lemak (metanolisis)atau esterfikasi antara metanol dengan asam lemak
hasil
hidrolisis
minyak/lemak.
Selain
dengan
katalis
kimia,
reaksi
transesrterifikasi juga dapat dikatalisis dengan enzim lipase. Dengan penggunaan
suhu dan tekanan yang rendah serta reaksi yang bersifat ramah lingkungan, maka
proses enzimatik telah banyak dikembangkan oleh para ahli (Sulistyo, dkk. 2006).
Dalam reaksi pembuatan biodiesel diperlukan katalis karena reaksi
cenderung berjalan lambat. Katalis berfungsi menurunkan energi aktifasi reaksi
sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Katalis yang digunakan dalam
pembuatan biodiesel dapat berupa katalis basa maupun katalis asam. Dengan
katalis basa reaksi berlangsung pada suhu kamar sedangkan dengan katalis asam
Universitas Sumatera Utara
reaksi baru berjalan baik pada suhu sekitar 100°C. Bila tanpa katalis, reaksi
membutuhkan suhu minimal 250°C (Kirk, dkk. 1980).
Katalis asam umumnya digunakan dalam proses pengolahan awal
terhadapat bahan baku minyak tumbuhan yang memiliki kandungan asam lemak
bebas yang tinggi namun sangat jarang digunakan dalam proses utama pembuatan
biodiesel. Katalis asam homogen seperti asam sulfat, bersifat sangat korosif, sulit
dipisahkan dari produk dan dapat ikut terbuang dalam pencucian sehingga tidak
dapat digunakan kembali sekaligus dapat menyebabkan terjadinya pencemaran
lingkungan.
Pada penelitian ini, biodiesel dibuat dari asam lemak destilat yang
diperoleh dari hasil samping proses pemurnian crude palm oil (CPO) menjadi
minyak goreng, yang berjumlah sekitar 5% dari berat CPO. Kandungan asam
lemak bebas yang tinggi dalam asam lemak destilat diubah menjadi etil ester
dengan etanol dan katalis FeCl3 melalui proses esterifikasi. Kelebihan dari
menggunakan katalis padat ini adalahester yang dihasilkan lebih mudah
dipisahkan di bandingkan dengan menggunakan katalis homogen seperti asam
atau basa. Kelebihan dari proses transesterifikasi minyak nabati biasanya biodisel
yang di hasilkan lebih murni dan emisi buangan hasil pembakaran lebih ramah
lingkungan.
Universitas Sumatera Utara
1.2.Permasalahan
Biodiesel dapat dibuat dengan proses esterifikasi dari minyak nabati
yangmengandung asam lemak bebas tinggi. Kandungan asam lemak bebas yang
tinggi dalam asam lemak destilat diubah menjadi etil ester dengan etanol dan
katalis FeCl3 melalui proses esterifikasi.
Adapun permasalahan dari penelitian ini adalah
∼ Bagaimana pengaruh waktu pada proses esterifikasi asam lemak destilat
dalam pembuatan biodiesel ?
∼ Bagaimana pengaruh konsentrasi katalis FeCl3 pada proses esterifikasi
dalam pembuatan biodiesel ?
∼ Bagaimana pengaruh perbandingan mol antara asam lemak destilat
dengan etanol pada proses esterifikasi dalam pembuatan biodiesel ?
1.3.Tujuan
∼ Untuk mengetahui pengaruh waktu pada proses esterifikasi asam lemak
destilat dalam pembuatan biodiesel.
∼ Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi katalis FeCl3 pada proses
esterifikasi dalam pembuatan biodiesel.
∼ Untuk mengetahui pengaruh perbandingan mol antara asam lemak
destilat dengan etanol pada proses esterifikasi dalam pembuatan
biodiesel.
Universitas Sumatera Utara
1.4.Manfaat
Pada penelitian ini, biodiesel dibuat dari asam lemak destilat yang diperoleh
dari hasil samping proses pemurnian crude palm oil (CPO) menjadi minyak
goreng, yang berjumlah sekitar 5% dari berat CPO. Kandungan asam lemak bebas
yang tinggi dalam asam lemak destilat diubah menjadi etil ester dengan etanol
dan katalis FeCl3 melalui proses esterifikasi.
.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Kelapa sawit (elaeis guineensis jacq.) merupakan tanaman industri penghasil
minyak masak, minyak industri dan bahan bakar (biodiesel), selain itu, kelapa
sawit merupakan bahan baku untuk industri sabun, industri lilin, industri
pembuatan lembaran-lembaran timah, dan industri kosmetik. Tanaman kelapa
sawit termasuk dalam famili palmae, subkelas monocotyledoneae. Beberapa
varietas unggul kelapa sawit yang umumnya banyak ditanam di antaranya dura,
psifera, dan tenera (Effendi, 2011).
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas perkebunan yang penting
dalam penerimaan devisa negara, penyerapan tenaga kerja serta peningktan
perekonomian rakyat. Perkebunan kelapa sawit di indonesia berkembang dengan
pesat, (Sulistyo, dkk. 2006). Pada tahun 2015, dengan luas total perkebunan
kelapa sawit di Indonesia telah mencapai lebih dari 11 juta ha, indonesia mampu
memproduksi minyak sawit (crude palm oil, CPO) sekitar 30 juta ton (Direktorat
Jendral Perkebunan).
Pada prinsipnya proses pengolahan kelapa sawit adalah proses ekstraksi
CPO secara fisik dari tandan buah segar kelapa sawit (TBS) yang diikuti proses
pemurnian. Secara keseluruhan proses tersebut terdiri dari beberapa tahap proses
yang berjalan secara sinambung dan terkait satu sama lain. Selain produk olahan
Universitas Sumatera Utara
pangan , CPO dapat diolah menjadi berbagai jenis produk non pangan. Produk
yang dihasilkan yaitu sekitar 55% sabun, fatty acids 15%, fatty alkohol 10%,
gliserin 6% dan non pangan lainnya sekitar 10%(Sulistyo, dkk. 2006).
Bahan bakar minyak dunia yangbersumber dari fosil saat ini mulai
semakinmenipis cadangannya, sehingga diperlukan suatu bahan bakar alternatif
yang dapat menjadipenunjang kebutuhan tersebut. Sementara dampak lain yang
ditimbulkan akibat pemakaianbahan bakar fosil adalah pencemaran lingkungan
merupakan dampak negatif dan perlu mendapatperhatian khusus pula. Salah satu
sumber bahan bakar yang mampu menjadi solusi dari masalahtersebut adalah
biodiesel (Darnoko, dkk. 2000).
Keunggulan kelapa sawit yang diolahmenjadi biodisel sebagai pengganti
fungsi minyak bumi untuk bahan bakar menjadi solusibagi masalah pencemaran
lingkungan. Gas buang yang dihasilkan termasuk bahan biodegradability dengan
emisi polutan yang rendah, kadar hidrokarbon yang terbakar dangas CO yang
dihasilkan lebih kecil serta bebas SO 2 (Noureddini, H. dkk.1997).
Palm Fatty Acid Distillate(PFAD) adalah produk samping pada proses
pengolahan minyak sawit kasar menjadi minyak goreng. Salah satu kelemahan
PFAD sebagai bahan baku biodiesel adalah kandungan asam lemak bebas (FFA)
yang sangat tinggi. Apabila bahan ini langsung mengalami transesterifikasi akan
dihasilkan sabun dalam jumlah yang besar dan dapat mengganggu proses
pemisahan biodiesel. Metode yang tepat untuk produksi biodiesel dari bahan
dengan kandungan FFA yang tinggi adalah reaksi dua tahap, yaitu esterifikasi
Universitas Sumatera Utara
untuk mengkonversi FFA menjadi FAME (fatty acid methyl esther), dilanjutkan
dengan transesterifikasi untuk mengkonversi trigliserida menjadi FAME.
Pengembangan biodiesel banyak mendapatkan perhatian dari para ahli
karena beberapa kelebihannya dibandingkan bahan bakar petroleum.Kelebihan
yang dimaksud diantaranya adalah
(i)dapat diproduksi secara lokal dengan
memanfaatkan sumber minyak/lemak alami yang tersedia,sehingga dapat
mengurangi ketergantungan impor bahan bakar petroleum, (ii) proses produksi
dan penggunaan yang bersifat lebih ramah lingkungan dengan tingkat emisi
CO 2 ,CO,NO, dan senyawa hasil pembakaran lainnya yang lebihrendah dan (iii)
lebih mudah terdegradasi di alam (biodegradable) (Sulistyo, dkk. 2006).
Umumnya bentuk ester yang digunakan sebagai biodiesel adalah metil ester
yang di sintesis secara kimiawi dengan teknik transesterefikasi antara metanol dan
minyak /lemak (metanolisis)atau esterfikasi antara metanol dengan asam lemak
hasil
hidrolisis
minyak/lemak.
Selain
dengan
katalis
kimia,
reaksi
transesrterifikasi juga dapat dikatalisis dengan enzim lipase. Dengan penggunaan
suhu dan tekanan yang rendah serta reaksi yang bersifat ramah lingkungan, maka
proses enzimatik telah banyak dikembangkan oleh para ahli (Sulistyo, dkk. 2006).
Dalam reaksi pembuatan biodiesel diperlukan katalis karena reaksi
cenderung berjalan lambat. Katalis berfungsi menurunkan energi aktifasi reaksi
sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Katalis yang digunakan dalam
pembuatan biodiesel dapat berupa katalis basa maupun katalis asam. Dengan
katalis basa reaksi berlangsung pada suhu kamar sedangkan dengan katalis asam
Universitas Sumatera Utara
reaksi baru berjalan baik pada suhu sekitar 100°C. Bila tanpa katalis, reaksi
membutuhkan suhu minimal 250°C (Kirk, dkk. 1980).
Katalis asam umumnya digunakan dalam proses pengolahan awal
terhadapat bahan baku minyak tumbuhan yang memiliki kandungan asam lemak
bebas yang tinggi namun sangat jarang digunakan dalam proses utama pembuatan
biodiesel. Katalis asam homogen seperti asam sulfat, bersifat sangat korosif, sulit
dipisahkan dari produk dan dapat ikut terbuang dalam pencucian sehingga tidak
dapat digunakan kembali sekaligus dapat menyebabkan terjadinya pencemaran
lingkungan.
Pada penelitian ini, biodiesel dibuat dari asam lemak destilat yang
diperoleh dari hasil samping proses pemurnian crude palm oil (CPO) menjadi
minyak goreng, yang berjumlah sekitar 5% dari berat CPO. Kandungan asam
lemak bebas yang tinggi dalam asam lemak destilat diubah menjadi etil ester
dengan etanol dan katalis FeCl3 melalui proses esterifikasi. Kelebihan dari
menggunakan katalis padat ini adalahester yang dihasilkan lebih mudah
dipisahkan di bandingkan dengan menggunakan katalis homogen seperti asam
atau basa. Kelebihan dari proses transesterifikasi minyak nabati biasanya biodisel
yang di hasilkan lebih murni dan emisi buangan hasil pembakaran lebih ramah
lingkungan.
Universitas Sumatera Utara
1.2.Permasalahan
Biodiesel dapat dibuat dengan proses esterifikasi dari minyak nabati
yangmengandung asam lemak bebas tinggi. Kandungan asam lemak bebas yang
tinggi dalam asam lemak destilat diubah menjadi etil ester dengan etanol dan
katalis FeCl3 melalui proses esterifikasi.
Adapun permasalahan dari penelitian ini adalah
∼ Bagaimana pengaruh waktu pada proses esterifikasi asam lemak destilat
dalam pembuatan biodiesel ?
∼ Bagaimana pengaruh konsentrasi katalis FeCl3 pada proses esterifikasi
dalam pembuatan biodiesel ?
∼ Bagaimana pengaruh perbandingan mol antara asam lemak destilat
dengan etanol pada proses esterifikasi dalam pembuatan biodiesel ?
1.3.Tujuan
∼ Untuk mengetahui pengaruh waktu pada proses esterifikasi asam lemak
destilat dalam pembuatan biodiesel.
∼ Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi katalis FeCl3 pada proses
esterifikasi dalam pembuatan biodiesel.
∼ Untuk mengetahui pengaruh perbandingan mol antara asam lemak
destilat dengan etanol pada proses esterifikasi dalam pembuatan
biodiesel.
Universitas Sumatera Utara
1.4.Manfaat
Pada penelitian ini, biodiesel dibuat dari asam lemak destilat yang diperoleh
dari hasil samping proses pemurnian crude palm oil (CPO) menjadi minyak
goreng, yang berjumlah sekitar 5% dari berat CPO. Kandungan asam lemak bebas
yang tinggi dalam asam lemak destilat diubah menjadi etil ester dengan etanol
dan katalis FeCl3 melalui proses esterifikasi.
.
Universitas Sumatera Utara