Biodiesel Dari Minyak Goreng Bekas

Perkembangan Industri di Indonesia semakin meraja. Seiring dengan berkembangnya industri, tentunya limbah yang dihasilkan semakin banyak. Disamping itu, limbah rumah tangga juga. Sebagai contoh minyak goreng bekas atau “Minyak Jelantah” yang dibuang begitu saja oleh ibu rumah tangga atau pedagang gorengan.

Ternyata setelah diteliti lebih lanjut minyak goreng dapat menyala pada suhu tertentu. Hal ini berarti minyak goreng bisa digunakan sebagai bahan bakar alternative khususnya pengganti solar. Namun jika menggunakan minyak goreng sebagai bahan baku tentunya harga penjualan biodesel akan lebih mahal daripada harga solar umumnya dan juga harga minyak goreng yang dipergunakan lebih mahal dari pada Biodiesel itu sendiri. Berarti pedagang akan rugi. Jika minyak goreng dapat digunakan sebagai bahan baku biodesel sangat memungkinkan kalau minyak jelantah juga memiliki fungsi yang sama. Sebab minyak jelantah merupakan turunan terdekat dan memiliki sifat yang sama seperti minyak goreng. Tentunya solusi menjadikan minyak jelantah sebagai Bahan Bakar pengganti minyak solar akan dapat mengatasi dua masalah sekaligus yakni mengurangi limbah pencemaran lingkungan dan krisis BBM khususnya solar. Sebab ketersediaan minyak bumi di dunia ini semakin menipis khususnya di Indonesia. Biodiesel adalah bahan baker alternatife penganti solar. Biodiesel merupakan senyawa kimia sederhana dengan kandungan enam sampai tujuh macam ester asam lemak. Biodiesel didefinisikan sebagai metil ester dengan panjang rantai karbon antara 12 sampai 20 dari asam lemak turunan dari lipid contohnya minyak nabati atau lemak hewani. Minyak nabati atau lemak hewani dapat dibuat biodiesel dengan reaksi transesterifikasi dengan menggunakan alcohol (methanol).Komposisi dan sifat kimia dari biodiesel tergantung pada kemurnian, panjang pendek, derajat kejenuhan, dan struktur rantai alkil asam lemak penyusunnya.

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif dari sumber terbarukan (renewable), dengan komposisi ester asam lemak dari minyak nabati antara lain: minyak kelapa, minyak jarak pagar,minyak biji kapuk, kelapa sawit (CPO), minyak bunga matahari, minyak bunga kanola, bijih jarak dan bisa juga dibuat dari minyak jelantah dan masih ada lebih dari 30 macam tumbuhan Indonesia yang potensial untuk dijadikan biodiesel.

Reaksi Transesterifikasi dengan Katalis

Biodiesel dibuat melalui proses kimia yang disebut transesterifikasi.

Proses ini menghasilkan dua produk yaitu metil esters (biodiesel)/mono-alkyl esters dan gliserin yang merupakan produk samping. Bahan baku utama untuk pembuatan biodiesel antara lain minyak nabati, lemak hewani, lemak bekas/lemak daur ulang.

Sedangkan sebagai bahan baku penunjang yaitu alkohol. Pada pembuatan biodiesel dibutuhkan katalis untuk prosesesterifikasi. Produk biodiesel tergantung pada minyak nabati yang digunakan sebagai bahan baku serta pengolahan pendahuluan dari bahan baku tersebut.Alkohol yang digunakan sebagai pereaksi untuk minyak nabati adalah methanol, namun dapat pula digunakan ethanol, isopropanol atau butyl, tetapi perlu diperhatikan juga kandungan air dalam alcohol tersebut. Bila kandungan air tinggi akan mempengaruhi hasil biodiesel kualitasnya rendah, karena kandungan sabun, ALB dan trigiserida tinggi. Disamping itu hasil biodiesel juga dipengaruhi oleh tingginya suhu operasi proses produksi, lamanya waktu pencampuran atau kecepatan pencampuran alkohol. Katalisator dibutuhkan pula guna meningkatkan daya larut pada saat reaksi berlangsung, umumnya katalis yang digunakan bersifat basa kuat yaitu NaOH atau KOH atau natrium metoksida. Katalis yang akan dipilih tergantung minyak nabati yang digunakan, apabila digunakan minyak mentah dengan kandungan ALB kurang dari 2 %, disamping terbentuk sabun dan juga gliserin. Katalis tersebut pada umumnya sangat higroskopis dan bereaksi membentuk larutan kimia yang akan dihancurkan oleh reaktan alkohol. Jika banyak air yang diserap oleh katalis maka kerja katalis kurang baik sehingga produk biodiesel kurang baik. Setelah reaksi selesai, katalis harus di netralkan dengan penambahan asam mineral kuat. Setelah biodiesel dicuci proses netralisasi juga dapat dilakukan dengan penambahan air pencuci, HCl juga dapat dipakai untuk proses netralisasi katalis basa, bila digunakan asam phosphate akan menghasil pupuk phosphat (K3PO4)

Pembuatan Biodiesel dengan Katalis Biologis

Teknik katalisasi biologis (biocatalysis) untuk memproduksi biodiesel, oleic acid alkyl ester (dalam hal ini butil oleat), dari triolein dengan beberapa macam katalis biologis, yakni Candida Antarctica B,Rizhomucor Miehei, dan Pseudomonas Cepacia. Karena mahalnya harga katalis biologis dibandingkan katalis kimiawi, maka penggunaan katalis biologis tersebut dilakukan dengan cara immobilisasi pada katalis. Teknik ini sekaligus memungkinkan dilakukannya proses kontinyu dalam produksi biodiesel. Temperatur optimum reaksi ini adalah 40^oC. Selain itu juga dapat digunakan katalis padat (solid catalyst) dari gula dengan cara melakukan pirolisis terhadap senyawa gula (D-glucose dan sucrose) pada temperatur di atas 300^oC. Proses ini menyebabkan karbonisasi tak sempurna terhadap senyawa gula dan terbentuknya lembar-lembar karbon aromatik polisiklis (polycyclic aromatic carbon sheets). Asam sulfat (sulphuric acid) kemudian digunakan untuk mensulfonasi cincin aromatik tersebut sehingga menghasilkan katalis. Katalis padat yang dihasilkan dengan cara ini disebutkan memiliki kemampuan mengkonversi minyak tumbuhan menjadi biodiesel lebih tinggi dibandingkan katalis asam sulfat cair ataupun katalis asam padat lain yang telah ada sebelumnya.

Teori Transesterifikasi

Pembutan biodesel relatif sederhana dan mudah dikuasai dengan produk berupa Fatty Acid Metyl Ester (FAME) yang melalui proses Transesterifikasi. Proses Transesterifikasi adalah proses pertukaran antara gugus alkyl dari trigliserida dengan gugus alkil dari Methanol (alcohol), sehingga terbentuk FAME dan gliserin.

CH2 – O – C – R1 CH3 – O – C – R1 CH2 – OH

KOH

CH – O – C – R2+3 CH3OH CH3 – O – C – R2 + CH – OH

Methanol

CH2 – O – C – R3 CH3 – O – C – R3 CH2 – OH

Triglyserida Fatty Acyd Metyl Gliserin

Ester (FAME)

Proses Uji Mutu

Beberapa jenis proses Analisa Uji Mutu dilakukan secara Kimia dan Fisika adalah sebagai berikut:

Proses Uji Mutu secara Kimia

Analisa secara Kimia adalah sebagai berikut:

a Kadar Air

b FFA (Free Faty Acid)

c Rancidity

d Kandungan Logam

Proses Uji Mutu secara Fisika

Analisa secara Fisika adalah sebagai berikut :

a. Analisa Density (Massa Jenis)

b. Analisa Viscosity (Kekentalan)

Proses pembuatan Biodiesel

Proses produksi biodiesel dalam Membuat Biodiesel dan Uji Mutunya adalah sebagai berikut :

1. Menimbang 200 gr minyak goreng dalam becker glass 250 ml pada neraca manual ( TBB ).

2. Mengambil 100 ml methanol dalam gelas ukur 100 ml.

3. Menimbang 2 gr KOH pada kaca arloji menggunakan neraca analitik.

4. Menuangkan methanol dan KOH ke dalam becker glass 250 ml di lemari asam. Mengaduk dengan pengaduk kaca hingga larut.

5. Memasukkan no. 4 ke dalam no. 1, kemudian memasukkan magnetic stirer ke dalamnya.

6. Melakukan pemanasan dan pengadukan pada larutan tersebut pada suhu 60 – 70 C selama 20 menit menggunakan hot and stir plate.

7. Memindahkan ke corong pemisah, dan membiarkan selama 15 menit hingga membentuk dua lapisan.

8. Membuang endapannya dan mengambil lapisan yang jernih, kemudian memindahkan ke dalam becker glass 250 ml.

9. Menambahkan 50 ml aquadest, melakukan pengocokan pelan selama 15 menit., menunggu hingga terbentuk dua lapisan . lakukan 3 kali.

10. Mengambil lapisan yang jernih sebagai produk dan memasukkan ke dalam becker glass 250 ml.

11. Melakukan pemanasan menggunakan oven pada suhu 100 – 110 C selama 1 jam.

12. Menganalisa produk.

Proses Uji Mutu Biodiesel

Analisa secara Kimia

a Kadar Air

Kadar Air = Kehilangan Berat (b) x 100 %

Gram Minyak (a)

Keterangan: a = sebelum di ovben

b = setelah di oven

b FFA (Free Faty Acid)

1) Menimbang sample minyak goring sebanyak 3 gr dan memasukkan ke dalam Erlenmeyer 100 ml

2) Menambahkan ethanol 96 % sebanyak 50 ml

3) Memanaskan campuran selama 15 menit

4) Menambahkan 3 tetes indicator PP

5) Menitrasi dengan larutan NaOH 0.001 N yang sudah distandarisasi

6) Mencatat volume NaOH

7) Menghitung Kadar asam lemak bebas

8) Penentuan Asam Lemak Bebas (ALB)

Kadar FFA = N x V x 200 x 100 %

W x 1000

Keterangan: N= Konsentrasi NaOH (N)

V= volume NaOH terpakai (ml)

W= Massa sample minyak goreng bekas

200= Ms.Asam Laurat (C₁₁ H₂₃ COOH)

Standarisasi NaOH:

1) Timbang ........gram asam oksalat dihydrat ke dalam becker PP

2) Tambahkan aquadest 100 ml aduk sampai larut

3) Tambahkan indikator PP 1% 3 tetes

4) Titrasi dengan NaOH hingga berubah warna menjadi merah mudah (V)

Perhitungan:

N NaOH = m gram H₂ C₂ O₄ 2 H₂ O

V (ml) x 63.035

c Rancidity

d Kandungan Logam

1) 50 ml larutan bila ditambah 1 ml asam asetat 30 % & 1 ml Natrium Sulfida 1 N tetap tak berwarna.

2) 50 ml larutan bila ditambah 1 ml CH₃COOH 30 % 0,5 gr Natrium Bikarbonat & 5 tetes Kalium Ferrosianida setelah dibiarkan ½ jam tetap jernih.

3) Bilah warna dari larutan mengandung 2 diatas,maka 2 gr contoh diabukan & abu itu di tetesi 5 tetes Asam Klorida di encerkan dg 10 ml air.

Analisa secara Fisika

A. Analisa Density (Massa Jenis )

Proses analisa density (Massa jenis) dalam Membuat Biodiesel dan Uji Mutunya adalah sebagai berikut:

1) Memanaskan produk hingga mencapai suhu ± 40C.

2) Menimbang pikno kosong beserta tutupnya yang telah dioven. (a gram)

3) Memasukkan produk ke dalam pikno hingga penuh, kemudian menutup dan menimbangnya kembali (b gram).

4) Melakukan juga untuk blanko dan menghitung massa jenisnya.

Penentuan Densitas dari Biodiesel

Massa = b gram – a gram

Volume = volume piknometer yang digunakan

ρ = Massa

Volume

B. Analisa Viscosity ( Kekentalan )

Prosedur analisa viscosity (kekentalan) dalam Membuat Biodiesel dan Uji Mutunya adalah sebagai berikut:

1. Memanaskan produk hingga mencapai suhu ± 40 C.

2. Memasukkan produk ke dalam viscometer, mengusahakan agar ketinggiannya tidak sama.

3. Mengatur menggunakan drop pipet hingga produk memenuhi tabung atas, dan menutup salah satu lubang viscometer menggunakan jari telunjuk agar produk tetap di atas.

4. Kemudian melepaskan jari telunjuk dari lubang tersebut dan mencatat berapa waktu yang diperlukan produk untuk meninggalkan tabung atas.

5. Melakukan juga untuk blanko dan menghitung viscositynya.

Penentuan Viskositas Biodiesel pada suhu 40 0C

Waktu blanko : t1 = …… s

t2 = ........ s

t3 = ........ s

Rata – rata waktu blanko = ........+ ....... + .......

3

= ....... s

Waktu biodiesel: t1 = …… s

t2 = ........ s

t3 = ........ s

Rata–rata waktu biodiesel = ........+.........+........

3

= ........ s

Viscosity biodiesel = waktu biodiesel x viscosity blanko (diperoleh dari alat

waktu blanko Viscometer)

Analisa secara kimia adalah sebagai berikut :

a. Analisa kadar air yang bertujuan untuk mengetahui kandungan air yang ada dalam biodiesel . Semakin tinggi kadar air yang terkandung maka semakin lama proses penyalaannya. Begitu juga sebaliknya.

b. Analisa FFA yang bertujuan untuk menentukan bilangan asam yang terkandung dalam biodiesel analisa ini dilakukan sebelum melakukan proses pembuatan Biodiesel karena yang dianalysa adalah bahan baku pembuatan biodiesel.

c. Analisa rancidity untuk mengetahui zat peroksida penyebab kanker dan keracunan .

d. Analisa logam-logam berbahaya untuk mengetahui ada atau tidaknya kandungan logam-logam yang berbahaya dalam biodiesel

Dalam Pembuatan Boidiesel apabila kadar FFA atau Asam Lemak Bebas (ALB) terlalu tinggi hingga mencapai 2% maka perlu dilakukan proses Esterifikasi.

Proses Esterifikasi

1) Menimbang H₂ SO₄ pekat sebanyak 2 gram, masukkan kedalam becker PP 100 ml

2) Mengambil methanol sebanyak 20 ml campurkan kedalam H₂ SO₄

3) Mengambil minyak goreng bekas sebanyak 200 ml

4) Menambahkan karbon sktif sebanyak 50 gr kedalam minyak goreng bekas

5) Memanaskan minyak goreng bekas

6) Menyaring minyak goreng bekas dengan karbon aktif

₇₎ Mencampukan minyak goreng bekas dengan capuran methanol dengan

H₂ SO₄

8) Merefluks campuran pada temperature 55⁰C dengan kecepatan pengadukan konstan, 300 – 500 rpm selama 50 – 60 menit

9) Memisahkan metil ester kasar dengan methanol sisa

No.	Jenis Analisa	Standar
1.	Kadar Air	0,3 %
2.	FFA	0,3 %
3.	Rancidity	10 %
4.	Kandungan logam	Negatif
5.	Viskositas	2,3 – 6,0 mm2/s
6.	Density	0,85 – 0,89 gr/cm