Pendahuluan Metil Ester
-
Upload
anissa-nurul-badriyah -
Category
Documents
-
view
228 -
download
1
Transcript of Pendahuluan Metil Ester
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
1/22
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bahan bakar nabati (BBN) bioetanol dan biodiesel merupakan dua kandidat
kuat pengganti bensin dan solar yang selama ini digunakan sebagai bahan bakar
mesin Otto dan Diesel. Pemerintah Indonesia telah mencanangkan pengembangan
dan implementasi dua macam bahan bakar tersebut, bukan hanya untuk
menanggulangi krisis energi yang mendera bangsa. Namun, juga sebagai salah
satu solusi kebangkitan ekonomi masyarakat.
aat ini pengembangan bahan bakar nabati untuk menggantikan bahan bakar
!osil terus dilakukan. Bio!uel akan menggantikan premium, solar, maupun kerosin
atau minyak tanah. Pemerintah mentargetkan antara tahun "##$%"# komposisi
bio!uel dan bahan bakar !osil mencapai &' persen berbanding '
persen. ebutuhan nasional untuk bahan bakar nabati sedikitnya & miliar liter per
tahun. *kan tetapi, keterbatasan bahan baku menjadi kendala utama karena harus
berbagi dengan berbagai industri lain.
Biodiesel adalah sebuah alternati! untuk bahan bakar diesel berbasis minyak
bumi yang terbuat dari sumber daya terbarukan seperti minyak nabati, lemak
he+an, atau alga. Ia memiliki si!at pembakaran yang sangat mirip dengan diesel
petroleum, dan dapat menggantikannya dalam menggunakan saat ini. Namun,
yang paling sering digunakan sebagai aditi! untuk minyak diesel, meningkatkan
pelumasan dinyatakan rendah bahan bakar solar murni ultra rendah belerang. Ini
adalah salah satu kandidat yang mungkin untuk menggantikan bahan bakar !osil
sebagai sumber energi utama dunia transportasi, karena merupakan bahan bakar
terbarukan yang dapat menggantikan solar pada mesin saat ini dan dapat diangkut
dan dijual dengan menggunakan in!rastruktur sekarang ini.
Biodiesel terdiri dari asam lemak rantai panjang dengan alkohol terpasang,
sering berasal dari minyak nabati. al ini dihasilkan melalui reaksi minyak nabati
dengan alkohol metil atau etil alkohol dengan adanya katalis. -emak he+ani
adalah sumber potensial. mumnya katalis digunakan adalah kalium hidroksida
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
2/22
(O) atau sodium hidroksida (NaO). Proses kimia yang disebut
transesteri!ikasi yang menghasilkan biodiesel dan gliserin. imia, biodiesel
disebut ester metil jika alkohol yang digunakan adalah metanol. /ika etanol yang
digunakan, disebut ester etil. 0ereka adalah serupa dan saat ini, ester metil lebih
murah karena biaya yang lebih rendah untuk metanol. Biodiesel dapat digunakan
dalam bentuk murni, atau dicampur dalam jumlah dengan bahan bakar solar untuk
digunakan pada mesin pengapian kompresi.
1.2. Tujuan
&. ntuk mengetahui pengaruh rasio reaktan terhadap kon1ersi minyak menjadimetil ester.
". ntuk mengetahui pengaruh dari temperatur reaksi terhadap pembentukan
metil ester.
2. ntuk mengetahui pengaruh dari +aktu reaksi terhadap pembentukan metil
ester.
3. ntuk mengetahui prinsip dan cara kerja proses pembuatan metil ester.
1.3. Permasalahan
&. Bagaimana metode pengolahan minyak kedelai menjadi bahan bakar alternati!.". *pa yang menjadi pertimbangan untuk menjadi bahan bakar yang dapat
digunakan.
2. 0engapa timbul pemikiran untuk membuat sebuah alternati1e bahan bakar.
1.4. Hi!tesa
&. 0etode yang digunakan dalam pengolahan minyak kedelai antara lain4
5steri!ikasi adalah proses yang mereaksikan asam lemak bebas (66*) dengan
alkohol rantai pendek (metanol atau etanol) menghasilkan metil ester asam
lemak (6*05) dan air. *lkoholisis trigliserida dengan alkohol !raksi ringan
seperti methanol merupakan reaksi seimbang dan kalor reaksinya seimbang
dan kalor reaksinya kecil. 7ransesteri!ikasi adalah proses yang mereaksikan
trigliserida dalam minyak nabati atau lemak he+ani dengan alkohol rantai
pendek seperti methanol atau etanol
". 8ang harus diperhatikan dalam peman!aatan bahan bakar adalah dengan
adanya perhitungan Berat /enis (Specific Gravity) dan 9iskositas
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
3/22
2. etiap tahun penggunaan atau ketersediaan minyak bumi semakin menurun
namun permintaan semakin meningkat sehingga timbul masalah kelangkaan.
0aka akan dicari solusi terbaik dengan menghasilkan alternati! bahan bakar
yaitu biodiesel.
BAB II
TIN"AUAN PU#TA$A
2.1. Bi!%iesel se&agai Energi Alternati'
5nergi alternati! adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang
dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar kon1ensional
tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut. Pada umumnya, istilah
:energi alternati!; digunakan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar
hidrokarbon yang mengakibatkan kerusakan lingkungan akibat emisi karbon
dioksida yang tinggi, yang berkontribusi besar terhadap pemanasan global
http://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_hidrokarbonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_hidrokarbonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kerusakan_lingkunganhttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Pemanasan_globalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_hidrokarbonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_hidrokarbonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kerusakan_lingkunganhttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Pemanasan_global
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
4/22
berdasarkan Intergovernmental Panel on Climate Change. elama beberapa
tahun, apa yang sebenarnya dimaksud sebagai energi alternati! telah berubah
akibat banyaknya pilihan energi yang bisa dipilih yang tujuan yang berbeda dalam
penggunaannya.
Istilah alternati! merujuk kepada suatu teknologi selain teknologi yang
digunakan pada bahan bakar !osil untuk menghasilkan energi. 7eknologi alternati!
yang digunakan untuk menghasilkan energi dengan mengatasi masalah dan tidak
menghasilkan masalah seperti penggunaan bahan bakar !osil. Oxford Dictionary
mende!inisikan energi alternati! sebagai energi yang digunakan bertujuan untuk
menghentikan penggunaan sumber daya alam atau pengrusakan lingkungan.
ebagian besar pendukung menunjukkan bah+a limbah minyak nabati
adalah sumber terbaik untuk menghasilkan minyak biodiesel. Namun, pasokan
yang tersedia secara drastis kurang dari jumlah bahan bakar berbasis minyak bumi
yang dibakar untuk transportasi dan pemanasan rumah di dunia. Bahan bakar
transportasi diperkirakan dan rumah menggunakan minyak pemanas sekitar
"2#.### juta gallon, limbah minyak nabati dan lemak he+an tidak akan cukup
untuk memenuhi permintaan. Oleh karena itu, diperkirakan produksi minyak
nabati untuk semua penggunaan adalah sekitar 22.### juta pound (&'.###.###
ton) atau 3.'## juta galon (& acre (&2# m= > km ?)
2) elapa sa+it4 @'# gal > acre (@ m= > km ?)
3) *lga4 .### hingga "#.### gal > ha (.### hingga "#.### m= > km ?)
http://id.wikipedia.org/wiki/Intergovernmental_Panel_on_Climate_Changehttp://id.wikipedia.org/wiki/Teknologihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_fosilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sumber_daya_alamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Intergovernmental_Panel_on_Climate_Changehttp://id.wikipedia.org/wiki/Teknologihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_fosilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sumber_daya_alam
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
5/22
') Brassica napus4 &%&3' gal > acre (#%&3# m= > km ?)
Produksi minyak panen ganggang untuk biodiesel belum dilakukan pada
skala komersial, tetapi studi kelayakan kerja telah dilakukan untuk sampai pada
nomor di atas. husus dibesarkan 1arietas sa+it dapat menghasilkan cukup
menghasilkan minyak yang tinggi, dan memiliki man!aat tambahan bah+a sisa
makanan setelah minyak telah ditekan keluar dapat bertindak sebagai pestisida
e!ekti! dan biodegradable. Penelitian % penelitian yang sedang berlangsung dalam
tujuannya untuk menemukan tanaman yang lebih cocok dan meningkatkan
produksi minyak. 0enggunakan hasil saat ini, sejumlah besar tanah harus
dimasukkan ke dalam produksi untuk menghasilkan minyak cukup untuk
sepenuhnya menggantikan penggunaan bahan bakar !osil.
Biodiesel terdiri dari campuran mono%alkyl ester dari rantai panjang asam
lemak, yang dipakai sebagai alternati! bagi bahan bakar dari mesin diesel dan
terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak he+an. Biodiesel
adalah salah satu ester metil atau etil berasal dari minyak nabati, limbah minyak
goreng atau lemak he+an melalui proses yang disebut transesteri!ikasi.
Di *merika erikat, minyak kedelai adalah minyak nabati utama yang
digunakan dalam memproduksi biodiesel, tetapi minyak dari tanaman seperti
kanola, bunga matahari, safflowers dan lain%lain dapat juga digunakan dalam
pembuatan biodiesel. 0inyak ini mengandung berbagai proporsi asam lemak yang
mempengaruhi karakteristik mereka, terutama kemampuan untuk mengalir di
daerah beriklim dingin.
Biodiesel dapat digunakan dalam mesin diesel dengan sedikit modi!ikasi
atau tidak. Biodiesel merupakan solusi yang paling tepat untuk menggantikan
bahan bakar !osil sebagai sumber energi transportasi utama dunia, karena
biodiesel merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan diesel
petrol pada mesin dan dapat diangkut serta dijual dengan menggunakan
in!rastruktur sekarang ini. Biodiesel terdiri dari metil ester asam lemak nabati,
sedangkan petroleum diesel adalah hidrokarbon. Biodiesel mempunyai si!at kimia
dan !isika yang serupa dengan petroleum diesel sehingga dapat digunakan
langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel.
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
6/22
Pencampuran "# A biodiesel ke dalam petroleum diesel menghasilkan produk
bahan bakar tanpa mengubah si!at !isik secara nyata. Produk ini di *merika
dikenal sebagai Diesel B%"# yang banyak digunakan untuk bahan bakar bus.
Biodiesel adalah senya+a mono alkil ester yang diproduksi melalui reaksi
transesteri!ikasi antara trigliserida (minyak nabati, seperti minyak sa+it, minyak
jarak dll) dengan metanol menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis
basa. Biodiesel mempunyai rantai karbon antara &" sampai "# serta mengandung
oksigen. *danya oksigen pada biodiesel membedakannya dengan petroleum diesel
(solar) yang komponen utamanya hanya terdiri dari hidro karbon. /adi komposisi
biodiesel dan petroleum diesel sangat berbeda.
5nergi yang dihasilkan oleh biodiesel relati! tidak berbeda dengan
petroleum diesel masing masing yaitu &".### B7 dan &2#.### B7,
sehingga engine torue dan tenaga kuda yang dihasilkan juga sama. andungan
kalori biodiesel hampir serupa dengan petroleum diesel. Namun, karena biodiesel
mengandung oksigen, maka flash pointnya lebih tinggi sehingga tidak mudah
terbakar. Biodiesel juga tidak menghasilkan uap yang membahayakan pada suhu
kamar, maka biodiesel lebih aman daripada petroleum diesel dalam penyimpanan
dan penggunaannya. Di samping itu, biodiesel tidak mengandung sul!ur dan
senya+a bensen yang karsinogenik, sehingga biodiesel merupakan bahan bakar
yang lebih bersih dan lebih mudah ditangani dibandingkan dengan petroleum
diesel. Penggunaan biodiesel juga dapat mengurangi emisi karbon monoksida,
hidrokarbon total, partikel, dan sul!ur dioksida.
elebihan lain dapat kita pertimbangkan dari segi lingkungannya yaitu,
biodiesel memiliki tingkat toksisitasnya yang kali lebih rendah dibandingkan
dengan garam dapur dan juga memiliki tingkat biodegradabilitinya sama dengan
glukosa, sehingga sangat cocok digunakan di perairan untuk bahan bakar
kapal>motor. Biodiesel tidak menambah e!ek rumah kaca seperti halnya petroleum
diesel atau bahan bakar !osil karena karbon yang dihasilkan masih dalam siklus
karbon. ntuk penggunaan biodiesel pada dasarnya tidak perlu modi!ikasi pada
mesin diesel, bahkan biodiesel mempunyai e!ek pembersihan terhadap tangki
bahan bakar, injektor dan selang.
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
7/22
Biodiesel mempunyai beberapa keunggulan diantaranya adalah mudah
digunakan, limbahnya bersi!at ramah lingkungan (biodegradable), tidak beracun,
bebas dari logam berat sul!ur dan senya+a aromatik serta mempunyai nilai flash
point (titik nyala) yang lebih tinggi dari petroleum diesel sehingga lebih aman jika
disimpan dan digunakan.ecara teknis biodiesel yang berasal dari minyak nabati
dikenal sebagai 9O05 (!egetable Oil "etil #ster ) dan merupakan sumberdaya
yang dapat diperbaharui karena umumnya dapat diekstrak dari berbagai hasil
produk pertanian seperti minyak kacang kedelai, minyak kelapa, minyak bunga
matahari maupun minyak sa+it.
Biodiesel tidak mudah terbakar, dan berbeda dengan diesel minyak bumi
dengan si!atnya adalah non%ledakan, dengan titik nyala &'#C . *ngka yang
cukup jauh jika biodiesel dibandingkan dengan solar yang memiliki titik nyala
sebesar @3C . 7idak seperti solar, biodiesel adalah biodegradable dan tidak
beracun, dan secara signi!ikan mengurangi emisi beracun dan lainnya ketika
dibakar sebagai bahan bakar. ecara kimia, itu adalah bahan bakar terdiri dari
campuran mono%alkil ester asam lemak rantai panjang. Bentuk yang paling umum
menggunakan metanol untuk menghasilkan ester metil, meskipun etanol dapat
digunakan untuk menghasilkan biodiesel etil ester. ebuah proses produksi
transesteri!ikasi lipid digunakan untuk mengubah minyak dasar untuk ester yang
diinginkan dan membuang asam lemak bebas.
ntuk saat ini, biaya untuk memproduksi biodiesel lebih mahal jika
dibandingkan dengan diesel minyak bumi, yang tampaknya menjadi !aktor utama
yang menghambat penggunaan biodiesel untuk digunakan lebih luas lagi .
Produksi di seluruh dunia minyak nabati dan lemak he+an tidak cukup untuk
menggantikan penggunaan bahan bakar !osil cair. Beberapa kelompok
lingkungan, terutama NED ( $atural %esources Defense Council ), objek dengan
jumlah besar pertanian dan di atas hasil%pemupukan, penggunaan pestisida, dan
kon1ersi lahan yang akan dibutuhkan untuk menghasilkan minyak nabati
tambahan.
2.2. Pr!ses em&uatan metil ester
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
8/22
0etil ester mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan asam
lemak, diantaranya yaitu4
a. Pemakaian energi sedikit karena membutuhkan suhu dan tekanan lebih
rendah dibandingkan dengan asam lemak.
b. Peralatan yang digunakan murah. 0etil ester bersi!at non korosi! dan metil
ester dihasilkan pada suhu dan tekanan lebih rendah. Oleh karena itu proses
pembuatan metil ester menggunakan peralatan yang terbuat dari karbon
steel, sedangkan asam lemak bersi!at korosi! sehingga untuk bahan
konstruksinya membutuhkan peralatan stainless steel yang kuat.
c. -ebih banyak menghasilkan hasil samping gliserin yaitu konsentrat gliserin.
0elalui reaksi transesteri!ikasi kering sehingga menghasilkan konsentrat
gliserin, sedangkan asam lemak, proses pemecahan lemak menghasilkan
gliserin yang masih mengandung air lebih dari #A, sehingga
membutuhkan energi yang lebih banyak.
d. 0etil ester lebih mudah didistilasi karena titik didihnya lebih rendah dan
lebih stabil terhadap panas.
e. Dalam memproduksi alkanolamida, ester dapat menghasilkan superamida
dengan kemurnian lebih dari $#A dibandingkan dengan asam lemak yang
menghasilkan amida dengan kemurnian hanya @'%
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
9/22
yang sangat berlebih (biasanya lebih besar dari kali nisbah stoikhiometrik) dan
air produk ikutan reaksi harus disingkirkan dari !asa reaksi, yaitu !asa minyak.
0elalui kombinasi%kombinasi yang tepat dari kondisi%kondisi reaksi dan
metode penyingkiran air, kon1ersi sempurna asam%asam lemak ke ester metilnya
dapat dituntaskan dalam +aktu & sampai beberapa jam. Eeaksi esteri!ikasi dari
asam lemak menjadi metil ester adalah 4
EOO G 2O EOO2 G "O ... (&)
*sam -emak 0etanol 0etil 5ster *ir
5steri!ikasi biasa dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak berkadar
asam lemak bebas tinggi (berangka%asam P ' mg%O>g). Pada tahap ini, asam
lemak bebas akan dikon1ersikan menjadi metil ester. 7ahap esteri!ikasi biasa
diikuti dengan tahap transester!ikasi. Namun sebelum produk esteri!ikasi
diumpankan ke tahap transesteri!ikasi, air dan bagian terbesar katalis asam yang
dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu. 6aktor%!aktor mempengaruhi
reaksi esteri!ikasi, yaitu 4
&. Haktu Eeaksi.
emakin lama +aktu reaksi maka kemungkinan kontak antar Fat semakin
besar sehingga akan menghasilkan kon1ersi yang besar. /ika kesetimbangan reaksi
sudah tercapai maka dengan bertambahnya +aktu reaksi tidak akan
menguntungkan karena tidak memperbesar hasil.
2. Pengadukan.
Pengadukan akan menambah !rekuensi tumbukan antara molekul Fat
pereaksi dengan Fat yang bereaksi sehingga mempercepat reaksi dan reaksi terjadi
sempurna. esuai dengan persamaan +rchenius 4
k * e(%5a>E7) ... (")
dimana 4
7 uhu absolut ( J)
E onstanta gas umum (cal>gmol J)
5 7enaga akti1asi (cal>gmol)
* 6aktor tumbukan (t%&)
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
10/22
k onstanta kecepatan reaksi (t%&)
emakin besar tumbukan maka semakin besar pula harga konstanta
kecepatan reaksi. ehingga dalam hal ini pengadukan sangat penting mengingat
larutan minyak katalis metanol merupakan larutan yang immiscible.
2. atalisator
atalisator ber!ungsi untuk mengurangi tenaga akti1asi pada suatu reaksi
sehingga pada suhu tertentu harga konstanta kecepatan reaksi semakin besar. Pada
reaksi esteri!ikasi yang sudah dilakukan biasanya menggunakan konsentrasi
katalis antara & % 3 A berat sampai A berat campuran pereaksi ( "c ,etta'
-./0).
3. uhu Eeaksi
emakin tinggi suhu yang dioperasikan maka semakin banyak kon1ersi
yang dihasilkan, hal ini sesuai dengan persamaan +rchenius. Bila suhu naik maka
harga 1 makin besar sehingga reaksi berjalan cepat dan hasil kon1ersi makin
besar.
5steri!ikasi adalah proses yang mereaksikan asam lemak bebas (66*)
dengan alkohol rantai pendek (metanol atau etanol) menghasilkan metil ester
asam lemak (6*05) dan air. atalis yang digunakan untuk reaksi esteri!ikasi
adalah asam, biasanya asam sul!at ("O3) atau asam !os!at ("PO3). Berdasarkan
kandungan 66* dalam minyak nabati maka proses pembuatan biodiesel secara
komersial dibedakan menjadi " yaitu 4
&.) 7ransesteri!ikasi dengan katalis basa (sebagian besar menggunakan kalium
hidroksida) untuk bahan baku refined oil atau minyak nabati dengan
kandungan 66* rendah.
".) 5steri!ikasi dengan katalis asam ( umumnya menggunakan asam sul!at)
untuk minyak nabati dengan kandungan 66* tinggi dilanjutkan dengan
transesteri!ikasi dengan katalis basa.
Proses pembuatan biodiesel dari minyak dengan kandungan 66* rendah
secara keseluruhan terdiri dari reaksi transesteri!ikasi, pemisahan gliserol dari
metil ester, pemurnian metil ester (netralisasi, pemisahan methanol, pencucian dan
pengeringan>dehidrasi), pengambilan gliserol sebagai produk samping (asidulasi
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
11/22
dan pemisahan metanol) dan pemurnian metanol yang tidak bereaksi secara
destilasi>rectification.
Proses esteri!ikasi dengan katalis asam diperlukan jika minyak nabati
mengandung 66* di atas 'A. /ika minyak berkadar 66* tinggi (K'A) langsung
ditransesteri!ikasi dengan katalis basa maka 66* akan bereaksi dengan katalis
membentuk sabun. 7erbentuknya sabun dalam jumlah yang cukup besar dapat
menghambat pemisahan gliserol dari metil ester dan berakibat terbentuknya
emulsi selama proses pencucian. /adi esteri!ikasi digunakan sebagai proses
pendahuluan untuk mengkon1ersikan 66* menjadi metil ester sehingga
mengurangi kadar 66* dalam minyak nabati dan selanjutnya ditransesteri!ikasi
dengan katalis basa untuk mengkon1ersikan trigliserida menjadi metil ester.
2.2.2.Transesteri'ikasi
7ransesteri!ikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dalam minyak
nabati atau lemak he+ani dengan alkohol rantai pendek seperti methanol atau
etanol (pada saat ini sebagian besar produksi biodiesel menggunakan metanol)
menghasilkan metal ester asam lemak ( 2atty +cids "ethyl #sters > 6*05) atau
biodiesel dan gliserol (gliserin) sebagai produk samping. atalis yang digunakan
pada proses transeteri!ikasi adalah basa atau alkali, biasanya digunakan natrium
hidroksida (NaO) atau kalium hidroksida (O).
7ransesteri!ikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap kon1ersi
dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan
alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol%
alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber>pemasok gugus alkil, metanol
adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reakti!itasnya
paling tinggi (sehingga reaksi disebut metanolisis). /adi, di hampir sebagian besar
di dunia, biodiesel praktis identik dengan metil ester asam%asam lemak (6atty
*cids 0etil 5ster, 6*05).
... (2)
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
12/22
7ransesteri!ikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. 7anpa adanya
katalis, kon1ersi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat
( "ittlebatch'())3). atalis yang biasa digunakan pada reaksi transesteri!ikasi
adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat reaksi. Produksi
biodiesel dari tumbuhan yang umum dilaksanakan yaitu melalui proses yang
disebut dengan transesteri!ikasi. 7ransesteri!ikasi yaitu proses kimia+i yang
mempertukarkan grup alkoksi pada senya+a ester dengan alkohol. ntuk
mempercepat reaksi ini diperlukan bantuan katalisator berupa asam atau basa.
Pada tanaman penghasil minyak, cukup banyak terkandung asam lemak.
ecara kimia+i, asam lemak ini merupakan senya+a gliserida. Pada proses
transesteri!ikasi senya+a gliserida ini dipecah menjadi monomer senya+a ester
dan gliserol, dengan penambahan alkohol dalam jumlah yang banyak dan bantuan
katalisator. enya+a ester, pada tingkat ( grade) tertentu inilah yang menjadi
biodiesel. Dalam proses transesteri!ikasi untuk produksi biodiesel dari tumbuhan,
biasanya digunakan asam sul!at ("O3) sebagai katalisator reaksi kimianya.
Produk yang diinginkan dari reaksi transesteri!ikasi adalah ester metil asam%
asam lemak. 7erdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk,
yaitu4
&) 0enambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi
") 0emisahkan gliserol
2) 0enurunkan temperatur reaksi (transesteri!ikasi merupakan reaksi
eksoterm)
0etil ester mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan asam
lemak, diantaranya yaitu4
a) Pemakaian energi sedikit karena membutuhkan suhu dan tekanan lebih
rendah dibandingkan dengan asam lemak.
b) Peralatan yang digunakan murah. 0etil ester bersi!at non korosi! dan metil
ester dihasilkan pada suhu dan tekanan lebih rendah, oleh karena itu proses
pembuatan metil ester menggunakan peralatan yang terbuat dari karbon
steel, sedangkan asam lemak bersi!at korosi! sehingga membutuhkan
peralatan stainless steel yang kuat.
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
13/22
c) -ebih banyak menghasilkan hasil samping gliserin yaitu konsentrat gliserin
melalui reaksi transesteri!ikasi kering sehingga menghasilkan konsentrat
gliserin, sedangkan asam lemak, proses pemecahan lemak menghasilkan
gliserin yang masih mengandung air lebih dari #A, sehingga
membutuhkan energi yang lebih banyak.
d) 0etil ester lebih mudah didistilasi karena titik didihnya lebih rendah dan
lebih stabil terhadap panas.
e) Dalam memproduksi alkanolamida, ester dapat menghasilkan superamida
dengan kemurnian lebih dari $#A dibandingkan dengan asam lemak yang
menghasilkan amida dengan kemurnian hanya @'%
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
14/22
tingginya densitas air dibandingkan dengan metil ester menyebabkan prinsip
separasi gra1itasi berlaku4 air berposisi di bagian ba+ah sedangkan metil
ester di bagian atas.
7ransesteri!ikasi tanpa katalis yaitu proses transesteri!ikasi pada minyak
kedelai ( soybean oil ) menggunakan methanol superkritik dan co% solvent O".
7idak adanya katalis ,memberikan keuntungan tidak diperlukannya proses
puri!ikasi metil ester terhadap katalis yang biasanya terikut pada produk proses
transesteri!ikasi kon1ensional menggunakan katalis asam>basa. Perbaikan pada
proses transesteri!ikasi menggunakan methanol superkritik dengan menambahkan
co4solvent O" yang ber!ungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur operasi
proses transesteri!ikasi. al ini berkorelasi langsung pada lebih rendahnya energi
yang diperlukan dalam proses transesteri!ikasi menggunakan methanol
superkritik. Namun, temperatur yang terlibat dalam proses yang dilakukan masih
cukup tinggi, yakni sekitar "#o.
2.2.3.Alk!h!lisis
*lkoholisis trigliserida dengan alkohol !raksi ringan seperti methanol
merupakan reaksi seimbang dan kalor reaksinya seimbang dan kalor reaksinya
kecil. ntuk menggeser reaksi ke kanan biasanya menggunakan alkohol
berlebihan. Dalam penelitian ini, methanol diberikan berlebihan dibanding
gliserida maka reaksi yang terjadi bisa dianggap reaksi searah.( 5ui' -..* ).
7rigliserida terdapat dalam minyak, setelah dialkoholisis akan diperoleh gliserol
dan ester. ntuk mempercepat reaksi dapat digunakan katalisator berupa asam,
basa, atau penukar ion. (Swern'-.*3)
0ekanisme reaksinya sebagai berikut 4
EOO" "O
EOO G 2 2O 2 EOO" G O... (3)
EOO" "O
trigliserida metanol metil ester gliserol
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
15/22
dimana E adalah gugus alkil. Proses alkoholisis dapat dijalankan secara batch
maupun sinambung, dimana pada proses batch menggunakan labu leher tiga atau
autoclave. elain itu dalam autocla1e proses dapat berjalan pada suhu tinggi
dalam !ase cair, sehingga akan bisa berlangsung lebih cepat. Proses sinambung
dilaksanakan dalam reaktor kolom tegak dengan alat pencampur yang berupa
pengaduk atau gas inert. Proses ini lebih sulit dikarenakan perlu bahan baku yang
lebih banyak dan +aktu yang lebih panjang.
ntuk meningkatkan produk terdapat beberapa !aktor yang sangat
mempengaruhi antara lain 4
&. Haktu reaksi, makin panjang +aktu reaksi, maka kesempatan Fat Fat
bereakasi makin banyak, sehingga kon1ersi semakin besar. /ika
keseimbangan reaksi telah tercapai bertambahnya +aktu reaksi tidak akan
memperbesar hasil.
". onsentrasi, kecepatan reaksi sebanding dengan konsentrasi reaktan
(Groggin' -.60). 0akin tinggi konsentrasi reaktan, makin banyak
kesempatan molekul untuk saling bertumbukan sehingga semaki tinggi pula
kecepatan reaksinya.
2. atalisator, katalis ber!ungsi untuk mempercepat reaksi dengan cara
menurunkan energi akti1asi reaksi, namun tidak mempengaruhi letak
keseimbangan.
3. uhu, semakin tinggi suhu, kecepatan reaksi makin meningkat. Pada
proses alkoholisis pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi dipengaruhi
oleh katalisator yang dipakai.
'. Pengadukan, agar reaksi berjalan denagn baik diperlukan pencampuran
sebaik%baiknya dengan cara pengadukan. Pencampuran yang baik dapat
menurunkan tahanan perpindahan massa. ntuk reaksi heterogen dengan
berkurangnya tahanan perpindahan massa makin banyak molekul molekul
reaktan yang dapat mencapai !ase reaksi, sehingga meningkatkan
kemungkinan terjadinya reaksi.
@. Perbandingan pereaksi. Eeaksi alkoholisis pada umumnya memerlukan
alkohol yang berlebihan agar reaksi berjalan sempurna.
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
16/22
2.3. $arakteristik Bahan Bakar (in)ak
arakteristik bahan bakar minyak yang akan dipakai pada suatu penggunaan
tertentu untuk mesin atau peralatan lainnya perlu diketahui terlebih dahulu, agar
hasil pembakaran dapat tercapai secara optimal. ecara umum, karakteristik bahan
baker minyak khususnya minyak solar yang perlu diketahui adalah sebagai
berikut4
&. Berat /enis (Specific Gravity)
Berat jenis adalah suatu angka yang menyatakan perbandingan berat bahan
bakar minyak pada temperatur tertentu terhadap air pada 1olume dan temperatur
yang sama. Bahan bakar minyak umumnya mempunyai speci!ic gra1ity antara
#,
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
17/22
dengan pertimbangan pertimbangan mengenai keamanan dari penimbunan
minyak dan pengangkutan bahan baker minyak terhadap bahaya kebakaran.
Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat, terutama di
5ropa, *merika erikat, dan *sia, meskipun dalam pasar masih sebagian kecil
saja dari penjualan bahan bakar. Pertumbuhan PB membuat semakin
banyaknya penyediaan biodiesel kepada konsumen dan juga pertumbuhan
kendaraan yang menggunakan biodiesel sebagai bahan bakar. Penggunaan
methanol murni sebagai bahan bakar, mempunyai kesulitan dalam penyimpanan,
pengisian bahan bakar, dan modi!ikasi mesin bis. Las alam atau NL mempunyai
kesulitan juga dalam penyimpanan karena berbentuk gas yang mudah terbakar,
dan bisa meledak sehingga memerlukan tenaga terdidik dalam menanganinya.
edang biodiesel mempunyai kelebihan kurang mudah menyala dibanding
solar, lebih mudah dalam penyimpanannya, dan dapat dicampur dengan solar.
Penggunaan minyak goreng langsung mempunyai kelebihan lebih murah namun
mempunyai kekurangan kekentalan, dan mengganggu ketersediaan untuk
konsumsi masyarakat. Penggunaan biodiesel yang maksimal hanya dapat
diperoleh jika mempergunakan #A biodiesel tanpa mencampur dengan minyak
solar. elebihan biodiesel dibanding minyak diesel atau solar adalah 4
&) Cetane number lebih tinggi sehingga pembakaran lebih sempurna.
") 0emiliki si!at pelumasan terhadap piston mesin.
2) 0erupakan bahan bakar yang ramah lingkungan karena menghasilkan emisi
yang jauh lebih baik ( free sulphur , smo1e number rendah), sesuai dengan
isu%isu global.
3) Biodegradable (dapat terurai dengan cepat)
') 0erupakan renewable energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat
diperbarui
@) Bahan bakunya tersedia di daerah
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
18/22
sebagai bahan bakar dan pelumasan. Biodiesel tidak dapat menggantikan
minyak tanah untuk keperluan kompor dan lampu minyak karena si!at tidak
bisa merambat keatas. ntuk keperluan lampu petromaM dengan terang yang
sama, biodiesel dapat dipergunakan hingga jam dan kurang memerlukan
pemompaan. Biodiesel juga dipergunakan untuk membersihkan noda
:crayon; pada baju dengan lebih baik dibanding deterjen.
BAB III
(ET*D*L*+I PE,-*BAAN
3.1. Alat
*lat yang digunakan 4
&) 5eating mantle
") "agnetic stirrer
2) -abu leher tiga
3) 7ermometer
') Condenser
@) Pipet hisap
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
19/22
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
20/22
'. Diamkan selama "3 jam agar terlihat dua lapisan yaitu lapisan atas metal
ester dan lapisan ba+ah berupa gliserol, kemudian kedua lapisan tersebut
dipisahkan dengan corong pemisah.
@. 0etil ester yang telah terpisah kemudian dicuci dengan cara mencampurkan
air yang telah dipanaskan pada suhu '# .
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
21/22
-
8/19/2019 Pendahuluan Metil Ester
22/22