BIODIESEL BERBAHAN BAKU MINYAK KELAPA SAWIT

Saat ini kebutuhan akan bahan bakar semakin meningkat seiring dengan pertumbuhan ekonomi, penduduk, pengembangan wilayah, dan pembangunan dari tahun ke tahun, kebutuhan

akan pemenuhan energi di semua sektor pengguna energi secara nasional juga semakin besar. Selama ini kebutuhan energi dunia dipenuhi oleh sumber daya tak terbarukan, seperti minyak bumi dan batubara. Namun, tidak selamanya energi tersebut dapat mencukupi seluruh kebutuhan

dalam jangka panjang. Cadangan energi semakin lama semakin menipis dan proses produksinya membutuhkan waktu jutaan tahun. Peningkatan pertumbuhan ekonomi serta populasi dengan segala aktivitasnya akan meningkatkan kebutuhan energi di semua sektor pengguna energi. Peningkatan kebutuhan energi tersebut harus didukung adanya pasokan energi jangka panjang secara berkesinambungan, terintegrasi, dan ramah lingkungan. Oleh karena itu perlu dicari langkah-langkah untuk mengurangi maupun menggantikan pemakaian bahan bakar tersebut dengan bahan bakar alternatif.

Indonesia sebagai negara tropis memiliki berbagai jenis tanaman yang dapat dikembangkan sebagai bahan baku untuk produksi energi alternatif untuk menggantikan bahan bakar minyak, baik berupa bio-ethanol sebagaipengganti premium maupun bio-diesel sebagai pengganti minyak solar. Biodiesel mempunyai sifat  pembakaran yang sangat serupa dengan minyak solar, sehingga dapat dipergunakan langsung pada mesin berbahan bakar minyak solar tanpa mengubah mesin Biodiesel dapat dibuat dari bahan hayati yang ramah lingkungan seperti:

kelapa sawit, jarak pagar, dan kacang kedelai. Di samping Malaysia, Indonesia saat ini merupakan penghasil CPO terbesar di dunia, sehingga dilihat dari kesiapan dalam penyediaan, CPO dari kelapa sawit mempunyai potensi yang besar untuk dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku utama produksi biodiesel. Sumber yang lain seperti jarak pagar potensinya relatif terbatas, karena sampai saat ini belum banyak dibudidayakan.

Biodiesel merupakan bahan bakar metil ester asam lemak yang dihasilkan dari proses transesterifikasi antara trigliserida dan metanol dengan bantuan katalis. Biodiesel merupakan bahan bakar mesin diesel yang bahan bakunya berasal dari minyak nabati ataupun hewani yang bisa diperbaharui. Biodiesel terdiri dari 11% oksigen dan tidak mengandung belerang, sehingga penggunaan biodiesel pada mesin diesel akan mengurangi hidrokarbon yang tidak terbakar, karbon monoksida dan partikulat kasar seperti karbon dan debu. Penggunaan biodiesel dapat mengurangi polusi udara. Biodiesel mempunyai gas buang lebih rendah dibandingkan dengan

solar, sehingga lebih ramah lingkungan dan dapat mengurangi pemanasan global.

Pada umumnya biodiesel disintesis dari ester asam lemak dengan rantai karbon antara C6-C22. Minyak sawit merupakan salah satu jenis minyak nabati yang mengandung asam lemak dengan rantai karbon C14-C20, sehingga mempunyai peluang untuk dikembangkan sebagai bahan baku biodiesel. Biodiesel dibuat melalui proses transesterifikasi dua tahap, dilanjutkan dengan pencucian, pengeringan dan terakhir filtrasi, tetapi jika bahan baku dari CPO maka sebelumnya perlu dilakukan esterifikasi.

Transesterifikasi

Proses transesterifikasi meliputi dua tahap. Transesterifikasi I yaitu pencampuran antara kalium hidroksida (KOH) dan metanol (CH₃0H) dengan minyak sawit. Reaksi transesterifikasi I berlangsung sekitar 2 jam pada suhu 58-65°C. Bahan yang pertama kali dimasukkan ke dalam reaktor adalah asam lemak yang selanjutnya dipanaskan hingga suhu yang telah ditentukan. Reaktor transesterifikasi dilengkapi dengan pemanas dan pengaduk. Selama proses pemanasan, pengaduk dijalankan. Tepat pada suhu reactor 63°C, campuran metanol dan KOH dimasukkan ke dalam reactor dan waktu reaksi mulai dihitung pada saat itu. Pada akhir reaksi akan terbentuk metil ester dengan konversi sekitar 94%. Selanjutnya produk ini diendapkan selama waktu tertentu untuk memisahkan gliserol dan metil ester. Gliserol yang terbentuk berada di lapisan bawah karena berat jenisnya lebih besar daripada metil ester. Gliserol kemudian dikeluarkan dari reaktor agar tidak mengganggu proses transesterifikasi II. Selanjutnya dilakukan transesterifikasi II pada metil ester.

Setelah proses transesterifikasi II selesai, dilakukan pengendapan selama waktu tertentu agar gliserol terpisah dari metil ester. Pengendapan II memerlukan waktu lebih pendek daripada pengendapan I karena gliserol yang terbentuk relatif sedikit dan akan larut melalui proses pencucian.

Pencucian

Pencucian hasil pengendapan pada transesterifikasi II bertujuan untuk menghilangkan senyawa yang tidak diperlukan seperti sisa gliserol dan metanol. Pencucian dilakukan pada suhu sekitar 55°C. Pencucian dilakukan tiga kali sampai pH campuran menjadi normal (pH 6,8-7,2).

Pengeringan

Pengeringan bertujuan untuk menghilangkan air yang tercampur dalam metil ester. Pengeringan dilakukan sekitar 10 menit pada suhu 130°C. Pengeringan dilakukan dengan cara memberikan panas pada produk dengan suhu sekitar 95°C secara sirkulasi. Ujung pipa sirkulasi ditempatkan di tengah permukaan cairan pada alat pengering.

Filtrasi

Tahap akhir dari proses pembuatan biodiesel adalah filtrasi. Filtrasi bertujuan untuk menghilangkan partikel- partikel pengotor biodiesel yang terbentuk selama proses berlangsung, seperti karat (kerak besi) yang berasal dari dinding reactor atau dinding pipa atau kotoran dari bahan baku. Filter yang dianjurkan berukuran sama atau lebih kecil dari 10 mikron.

Karakterisasi Biodiesel

Untuk penentuan kualitas biodiesel digunakan GC, FTIR, dan 1H-NMR. Pengolahan dan beberapa kontaminan di analisis menggunakan High Perfomance Liquid Chromatography. Spektroskopi 1H-NMR digunakan untuk menentukan hasil reaksi transesterifikasi minyak dengan metanol.  GC digunakan untuk pemisahan, kualitifitas dan analisis asam lemak. Analisi dengan GC dilanjutkan dengan Spektroskopi massa untuk mengetahui fragmentasi asam kemak jenuh dan tak jenuh dan juga letak cabang  yang ada dalam asam lemk tersebut.

Uji Karakter Biodiesel

Bahan bakar diesel adlah fraksi minyak bumi yang mendidih sekitar 175-370⁰C dan yang digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Sifat-sifat bahan bakar diesel adalah sebagai berikut:

1.      Densitas, berat jenis dan gravitasi API

Densitas minyak adalah massa minyak per satuan volume pada suhu tertentu. Berat jenis atau rapat relatif minyak adalah perbandingan antara rapat minyak pada suhu tertentu dengan rapat air pada suhu tertentu. Untuk minyak bumi suhu yang digunakan adalah 15⁰C. Gravitasi API (American  Petroleum Institite) yang sangat mirip dengan gravitasi Baume adalah suatu besaran yang merupakan fungsi dari berat jenis.

2.      Viskositas

Pada biodiesel viskositas menunjukkan kestabilan dari biodiesel.semakin naik nilai viskositas dari biodiesel, stabilitas semakin rendah.

3.      Titik kabut

Titik kabut adalah suhu tertinggi dimana Kristal malam paraffin akan terlihat sebagai kabut pada dasar tabung uji bila minyak didinginkan pada kondisi tertentu. Titik kabut ditentukan dengan jalan mendinginkan sampel minyak dan setiap penurunan suhu yang merupakan kelipatan 1⁰C diamati pada dasar tabung berbentuk kabut.

4.      Titik tuang

Titik tuang adalah suhu terendah dimana minyak bumi dan produknya masih dapat di tuang atau mengalir apabila didinginkann pada kondisi tertentu. Titik tuang ditentukan dengan jalan mendinginkan sampel minyak dan setiap penurunan suhu yang merupakan kelipatan 3⁰C dilakukan uji sifat alir sebagai titik padat.

5.      Titik nyala

Titik nyala adalah suhu terendah dimana uap minyak bumi dan produknya dalam campurannya dengan udara akan menyala jika dikenai nyala uji pada kondisi tertentu. Titik nyala dilakukan dengan jalan memanaskan minyak yang ditempatkan dalam cawan dengan kecepatan pemanasan yang tetap.

6.      Sisa karbon

Sisa karbon adalah sisa karbon yang tertinggal setelah produk minyak bumi di kenakan pirolisis yaitu pemanasan tanpa berkontak udara. Sisa karbon ditentukan dengan jalan memanaskan dengan minyak yang telah diketahui beratnya dalam krus tanpa berkontak dengan udara selama waktu tertentu.