Sifat Kimia Fisik Blending Biodiesel-minyak Tanah

PREDIKSI SIFAT KIMIA-FISIK BLENDING BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH DENGAN MINYAK TANAH PREDICTION OF PHYSICAL CHEMISTRY PROPERTIES OF FATTY ACID METHYL ESTER (FAME) FROM WASTE COOKING OIL WITH KEROSENE BLENDING Abdul Kahar FT Unmul Keahlian Energi dan Sistem Proses Teknik Kimia Jl. Ki Hajar Dewantara Kampus Gunung Kelua, Samarinda – 75123 Telp./Faks: (0541) 736834 / (0541) 749315, e-mail: [email protected] ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat efektifitas pemanfaatan limbah minyak jelantah sebagai sumber energi terbarukan pengganti minyak tanah. Dikarenakan tingginya kekentalan dan titik nyala, maka minyak jelantah harus dikonversi dahulu menjadi metil ester. Sintesis konversi minyak jelantah menjadi metil ester dilakukan melalui dua cara yaitu dengan menggunakan katalis asam (H2SO4) dan katalis basa (NaOH). Pengujian mutu metil ester menggunakan metode ASTM Petroleum Products and Lubricants untuk parameter titik nyala, titik tuang, kekentalan, kerapatan gravitas 60oF/60oF, densitas, dan kadar air. Hasil penelitian menunjukan rendahnya titik nyala metil ester katalis asam 29,70oC dikarenakan terdapatnya kontaminan pelarut benzen, sehingga kualitas metil ester katalis asam kurang baik dibandingkan dengan metil ester katalis basa. Persen konversi metil ester katalis asam 95,00 %, sedangkan konversi metil ester katalis basa 76,71 %. Pemanfaatan langsung 100 % metil ester sebagai pengganti minyak tanah sangat baik untuk kompor bertekanan tanpa sumbu, sedangkan untuk kompor bersumbu harus dilakukan blending dengan menggunakan 60 % minyak tanah dikarenakan tingginya kekentalan. Kata kunci: minyak jelantah, biodiesel dan minyak tanah.

A. PENDAHULUAN Minyak jelantah merupakan minyak sisa penggorengan yang sudah tidak dapat digunakan lagi untuk menggoreng dikarenakan mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik. Minyak jelantah biasanya dihasilkan oleh restoran-restoran dan sampah dapur rumah tangga yang biasanya dibuang tanpa pemanfaatan lebih lanjut. Pemanfaatan limbah minyak jelantah selain dapat mengurangi pencemaran lingkungan juga sebagai bahan baku untuk penggunaan bahan bakar alternatif, yaitu sebagai pengganti minyak tanah. Ketersediaan bahan bakar minyak bumi semakin hari semakin terbatas kapasitasnya. Dengan meningkatnya pertumbuhan penduduk dan industri mengakibatkan peningkatkan konsumsi bahan bakar salah satunya minyak tanah. Kelangkaan bahan bakar minyak tanah saat ini berhubungan langsung dengan rencana pemerintah untuk beralih dari bahan bakar minyak ke bahan bakar gas pada awal tahun 2007. Di tengah krisis bahan bakar saat ini, maka bermunculanlah berbagai pemikiran untuk mengembangkan sumber energi alternatif. Salah satunya adalah pemanfaatan bahan nabati sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi yaitu biofuel. Biofuel dihasilkan dari minyak nabati, seperti kelapa sawit, jarak pagar, kacang tanah, kelapa, dan lain sebagainya. Indonesia, sebagai negara agraria, mempunyai peluang sangat besar untuk mengembangkan biofuel sebagai energi alternatif pengganti minyak diesel (solar), minyak bakar, bahkan minyak tanah (kerosin). Minyak jelantah tidak dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar pengganti diesel atau minyak tanah dikarenakan tingginya titik nyala dan kekentalan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka asam lemak yang terkandung dalam minyak nabati harus dikonversi menjadi suatu alkil ester (metil ester atau etil ester) yang memiliki rantai karbon pendek. Beberapa metode telah digunakan untuk memperoleh fatty acid methyl ester (FAME) dari trigliserida diantaranya transesterifikasi berkatalis basa atau asam. Pada prinsipnya, proses transesterifikasi adalah mengeluarkan gliserin dari minyak jelantah pada suasana asam 1

atau basa dan mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol (misalnya metanol) menjadi alkohol ester (Fatty Acid Methyl Ester/FAME) (Suess, 1999). B. TINJAUAN PUSTAKA Pemanfaatan metil ester dari minyak jelantah sebagai pengganti minyak tanah didasarkan pada rencana pemerintah indonesia pada awal tahun 2007 ini yang mengurangi kuota minyak tanah karena peralihan bahan bakar minyak tanah menjadi bahan bakar gas. Disamping harga biofuel minyak jelantah lebih murah dari minyak tanah atau biofuel berbahan baku minyak baru, juga dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat limbah minyak jelantah. Menurut Sihombing (2006) meneliti sintesis metil ester dari asam lemak campuran minyak sawit (CPO) dengan cara reaksi interesterifikasi yaitu sintesis pembuatan metil ester dari bungkil kelapa sawit dengan menggunakan katalis asam sulfat. Peneliti memperoleh rendemen metil ester sebesar 45,15 % dimana komposisi metil ester yang paling besar berasal dari asam oleat C18 yaitu sebesar 38,72 %. Menurut Phillip (2006) yang berjudul “biodiesel basics” menyarankan bahwa jumlah penggunaan metanol dalam pembuatan FAME berkatalis basa sangat bagus pada perbandingan 20 – 25 % volume dari minyak jelantah yang digunakan dikarenakan persen konversi gliserol dari minyak sekitar 20 % volume. Sementara menurut Sues (2002) bahwa karakteristik biodiesel berbahan baku minyak jelantah tidak berbeda jauh dengan biodiesel berbahan baku minyak baru, hanya tingginya pengotor minyak jelantah maka diperlukan perlakuan penyaringan yang bertingkat. Harga dari biodiesel yang berbahan baku minyak jelantah dapat bersaing dengan harga minyak diesel, dikarenakan biaya produksinya lebih murah. Dibandingkan dengan minyak solar, biodiesel tidak menghasilkan emisi gas SO2 akan tetapi untuk emisi CO lebih tinggi12 % dan NO lebih tinggi 6%. 2.1 Bahan Bakar Bahan bakar konvensional, ditinjau dari keadaannya dan wujudnya dapat padat, cair atau gas, sedang ditinjau dari cara terjadinya dapat alamiah dan non-alamiah atau buatan. Termasuk bahan bakar padat alamiah ialah: antrasit, batubara bitumen, lignit, kayu api, sisa tumbuhan. Termasuk bahan bakar padat non- alamiah antara lain: kokas, semi-kokas, arang, briket, bris, serta bahan bakar nuklir. Bahan bakar cair non alamiah antara lain: bensin atau gasolin, kerosin atau minyak (Zuhra, 2003). 2.1.1 Minyak Tanah (Kerosin) Pemakaian kerosin sebagai penerangan di negara-negara maju semakin berkurang, sekarang kerosin digunakan untuk pemanasan. Pemakaian terpenting dari kerosin antara lain: a. Minyak Lampu Minyak tanah dalam lampu mengalir ke sumbu karena adanya gaya kapiler dalam saluran-saluran sempit antara serat-serat sumbu. Aliran kerosin tergantung pada kekentalan yaitu jika minyak cair kental dan lampu mempunyai tinggi naik yang besar maka api akan tetap rendah dan sumbu menjadi arang (hangus) karena kekurangan minyak. b. Bahan bakar untuk pemanasan untuk memasak c. Bahan bakar motor Motor berbahan bakar kerosin selain memiliki sebuah karburator juga mempunyai alat penguap untuk kerosin. Motor ini jalannya dimulai dengan bensin dan dilanjutkan dengan kerosin kalau alat penguap sudah cukup panas. Motor ini akan berjalan dengan baik bila kadar aromatik di dalam bensin tinggi. d. Bahan pelarut untuk insektisida Bubuk serangga dibuat dari bunga Chrysant (Pyerlhrum cinerarieotollum) yang telah dikeringkan dan dihaluskan, sebagai bahan pelarut digunakan kerosin. Untuk keperluan ini 2

kerosin harus mempunyai bau yang enak atau biasanya obat semprot itu mengandung bahan pengharum (Sumber: Zuhra, 2003). 2.1.2 Bahan Bakar Aternatif (Biofuel) Biofuel merupakan bahan bakar alternatif yang menjanjikan dapat diperoleh dari minyak tumbuhan, lemak binatang atau minyak bekas melalui proses transesterifikasi dengan alkohol. Biofuel memberikan sedikit polusi dibandingkan bahan bakar petroleum. Selain itu biofuel dapat digunakan tanpa memodifikasi ulang mesin. Salah satu penerapan pembuatan bahan bakar alternatif yaitu biodiesel, dimana biofuel di blending dengan minyak diesel. Pemanfaatan biji jarak sebagai bahan baku pembuatan biodiesel sangat diminati oleh para pengusaha home industry biodiesel, hal ini menyebabkan susahnya mendapatkan biji jarak dan menyebabkan mahalnya harga biji jarak. Sehingga harga dari biodiesel lebih mahal dibandingkan bahan bakar petroleum. Oleh sebab itu diperlukan usaha untuk mencari bahan baku alternatif sehingga dihasilkan biodiesel murah. Alternatif pemakaian bahan baku bisa menggunakan minyak sawit mentah (CPO) atau minyak kelapa, namun apabila dilihat dari segi ekonomis maka keuntungan yang diperoleh dari penjualan biofuel sangatlah kecil, oleh karena itu digunakanlah minyak sisa/minyak jelantah sebagai bahan baku yang paling murah. Beberapa keuntungan penggunaan biofuel sebagai bahan bakar alternatif untuk pencampur/penggganti minyak bumi, antara lain sebagai berikut: a. Merupakan sumber energi terbarukan. b. Pembudidayaan lebih mudah karena sudah teradaptasi dengan iklim tropis. c. Dapat mengurangi penggunaan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi. d. Emisi biofuel lebih ramah lingkungan dibandingkan bahan bakar dari minyak bumi (LEMIGAS, 2005). 2.2 Reaksi Transesterifikasi Transesterifikasi menyangkut pertukaran gugus asil antara trigliserida, karena trigliserida mengandung 3 gugus ester permolekul maka peluang untuk pertukaran tersebut cukup banyak. Gugus asil dapat bertukar posisinya dalam satu molekul trigiserida, atau diantara molekul trigliserida. Pada reaksi transesterifikasi, minyak dan lemak langsung direaksikan dengan metanol/etanol dengan menggunakan katalis basa atau asam untuk membentuk metil/etil ester asam lemak. Keuntungan reaksi transesterifikasi pada skala industri (menggunakan katalis basa) disamping perolehan ester tinggi (rendemen 99%), juga gliserol yang dihasilkan memiliki kadar sekitar 85% (Surbakti,1995). Proses transesterifikasi dari lemak dan minyak merupakan proses yang paling umum digunakan dalam memproduksi metil ester, kecuali bila dibutuhkan metil ester dengan asam lemak spesifik. Trigliserida dapat dengan mudah ditransesterifikasi secara batchwise pada tekanan atmosfer dan suhu 60 – 70°C dengan metanol berlebih. Kelebihan metanol direkover ke kondensor dan dialirkan ke kolom rectifying untuk dimurnikan dan didaur ulang. Pada prinsipnya, proses pembuatan ester (transesterifikasi) adalah mengeluarkan gliserin dari minyak dan mereaksikan asam lemak bebasnya dengan alkohol (biasanya metanol) menjadi alkohol ester (Fatty Acid Methyl Ester). Demikian juga halnya reaksi transesterifikasi minyak jelantah dengan senyawa alkohol (metanol) memerlukan katalis untuk mempercepat prosesnya. Reaksi alkoholisis merupakan reaksi setimbang dengan kalor reaksi kecil. Pergeseran reaksi ke kanan biasanya dilakukan dengan menggunakan alkohol berlebih. Dalam reaksi alkoholisis, alkohol bereaksi dengan ester dan menghasilkan ester baru. Reaksi ini merupakan reaksi dapat balik yang pada suhu kamar tanpa bantuan katalisator akan berlangsung sangat lambat. Alkohol yang digunakan dalam reaksi alkoholisis pada umumnya adalah metanol atau etanol. Pada umumnya alkohol dengan atom C lebih sedikit mempunyai kereaktifan yang lebih tinggi daripada alkohol dengan atom C lebih banyak. Untuk meningkatkan hasil reaksi, perlu diperhatikan beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi alkoholisis yaitu: Suhu, 3

Katalisator, Waktu reaksi, Konsentrasi zat pereaksi, Kecepatan pengadukan, dan Rasio molar reaktan (Hendratomo, 2005). 2.3 Standar Mutu Kualitas Biofuel 2.3.1 Kekentalan Kekentalan adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi, biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Jika kekentalan semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir akan semakin tinggi. Kekentalan yang lebih tingi akan membuat bahan bakar sulit untuk mengalir dalam pipa kapiler yang berdiameter kecil. Hal ini menyebabkan pemadaman flame dan peningkatan deposit dan emisi mesin. Bahan bakar dengan kekentalan lebih rendah memproduksi spray yang terlalu halus dan tidak dapat masuk lebih jauh ke dalam silinder pembakaran, sehingga terbentuk daerah fuel rich zone yang menyebabkan pembentukan jelaga. kekentalan juga menunjukkan sifat pelumasan atau lubrikasi dari bahan bakar. Kekentalan yang relatif tinggi mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik. Pada umumnya, bahan bakar harus mempunyai kekentalan yang relatif rendah agar dapat mudah mengalir dan teratomisasi (Anonimus, 2002). 2.3.2 Titik Tuang Titik tuang adalah titik temperatur terendah dimana bahan bakar masih dapat mengalir. Titik tuang ini dipengaruhi oleh derajat ketidakjenuhan (angka iodium), semakin tinggi ketidakjenuhan maka titik tuang semakin rendah. Titik tuang juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon, semakin panjang rantai karbon maka semakin tinggi titik tuang (Anonimus, 2002). 2.3.3 Titik Nyala Titik nyala adalah suhu dimana bahan bakar terbakar dengan sendirinya oleh udara sekelilingnya disertai kilatan cahaya. Untuk menentukan kapan minyak terbakar sendiri, Pensky-Martens memakai sistem closed cup, sedang Cleveland memakai open cup. 2.3.4 Kerapatan Relatif Kerapatan relatif (specific gravity) adalah perbandingan massa cairan yang mempunyai volume tertentu pada 15°C (60°F) dengan massa air murni yang mempunyai volume dan suhu yang sama dengan volume dan suhu contoh., karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan volume bahan bakar. Nilai kerapatan relatif dapat diukur dengan hidrometer (ASTM D 1298) atau piknometer (ASTM D 941). 2.3.5 Kadar Air Air yang terkandung dalam bahan bakar padat terdiri dari kandungan air internal atau air kristal, yaitu air yang terikat secara kimiawi dan kandungan air eksternal atau air mekanikal, yaitu air yang menempel pada permukaan bahan dan terikat secara fisis atau mekanis. Air dalam bahan bakar cair merupakan air eksternal, berperan sebagai pengganggu. Air yang terkandung dalam bahan bakar menyebabkan penurunan mutu bahan bakar karena : a. Menurunkan nilai kalor dan memerlukan sejumlah kalor untuk penguapan. b. Menaikan titik nyala dan memperlambat proses pembakaran. c. Dapat menyebabkan kerusakan pada alat atau mesin yang menggunakan bahan bakar tersebut. C. METODE PENELITIAN 3.1. Preparasi Sampel Sampel diambil dari 3 titik sampling pada jeriken limbah minyak jelantah masingmasing sebanyak 500 mL. Kemudian semua sampel tersebut dicampur dan dihomogenkan, dan dilewatkan melalui kolom yang berisi arang aktif untuk mengurangi bau dan partikelpartikel sisa penggorengan. 3.2. Pemucatan Warna Sampel 4

Minyak jelantah yang digunakan warnanya sangat hitam, sehingga agar dihasilkan ester dari minyak jelantah yang tidak terlalu gelap maka perlu dipucatkan dengan menggunakan arang aktif dan bentonit. Adapun caranya sebagai berikut : a. Ditambahkan 30 g arang aktif yang halus ke dalam 1000 mL sampel minyak jelantah, lalu diaduk dan disimpan di oven pada 60oC. b. Setelah 15 menit minyak tersebut disaring. c. Kemudian filtratnya ditambahkan 20 mL H3PO4 0,1 N, setelah itu dipanaskan di oven 60oC selama 60 menit. d. Ditambahkan 30 g bentonit sambil diaduk menggunakan pengaduk magnetic. e. Dienapkan selama 15 menit kemudian dilakukan penyaringan. 3.3. Sintesis Metil Ester Asam Lemak Campuran dari Minyak Jelantah secara Transesterifikasi Berkatalis Asam a. Minyak jelantah yang telah melewati preparasi awal sebanyak 300 mL dimasukan ke dalam labu alas 1000 mL, ditambahkan dengan 200 mL benzen dan 250 mL metanol, didinginkan dengan es sambil diaduk dengan magnetic stirer hingga homogen. b. Kemudian ditambahkan setetes demi setetes larutan H2SO4(p) sebanyak 5 mL pada suasana dingin. c. Setelah itu larutan direfluks pada suhu 65oC selama 5 – 6 jam sampai terbentuk dua lapisan. d. Setelah dingin larutan tersebut dimasukan kedalam corong pisah 1000 mL, kemudian ditambahkan 150 mL aquades hingga batas kedua lapisan tersebut terlihat dengan jelas. e. Diambil bagian atasnya dan dibilas dengan aquades lagi, pengerjaan ini diulang beberapa kali hingga didapat pH air pembilas ± 7,00. f. Bagian atas larutan tersebut dikocok dengan menggunakan 10 g Na2SO4 anhidrous, kemudian dilewatkan melalui kertas saring yang berisi 10 g Na2SO4 anhidrous. g. Filtrat dirotarievaporator pada temperatur 60oC yang tujuannya untuk menghilangkan sisa pelarut organik (benzen). h. Prosedur a sampai h diatas diulang hingga didapat ester dari minyak jelantah sebanyak1000 mL. 3.4, Sintesis Metil Ester Asam Lemak Campuran dari Minyak Jelantah secara Transesterifikasi Berkatalis Basa a. Minyak jelantah yang telah melewati preparasi awal sebanyak 1000 mL dimasukan ke dalam piala gelas 2000 mL, ditambahkan 5 g KOH yang terlarut dalam 250 mL metanol, diaduk dengan magnetic stirer hingga homogen. b. Pengadukan dilakukan secara kontinyu selama minimal 8 jam (1 malam). c. Ditambahkan 50 mL aquades kemudian diaduk dengan perlahan. d. Bagian atasnya dimasukan ke dalam corong pisah kemudian dikocok dengan 250 mL aquades. e. Setelah terpisah, bagian atasnya diambil dan dikocok lagi dengan 250 mL aquades. Pengerjaan ini diulang beberapa kali hingga didapat pH air pembilas ± 7,00. f. Ester yang telah bersih dari pengotor tersebut dikocok dengan 10 g Na2SO4 anhidrous, kemudian disaring melalui kertas saring yang telah terdapat Na2SO4 anhidrous yang bertujuan untuk menghilangkan air. 3.5. Blending Metil Ester Asam Lemak Campuran Produk akhir dari penelitian yang dilakukan penulis adalah pemanfaatan metil ester asam lemak campuran dari minyak jelantah tersebut sebagai pengganti minyak tanah. Oleh karena itu metil ester tersebut harus di-blending dengan menggunakan minyak tanah hingga didapat karakteristik yang mendekati dengan minyak tanah. Adapun caranya sebagai berikut :

5

a. Dilakukan pengukuran terhadap minyak tanah sebagai data karakteristik minyak tanah dengan parameter titik nyala, titik tuang, kekentalan, kadar air, dan Specifiec gravity 60oF/60oF. b. Dilakukan pengukuran terhadap metil ester dari minyak jelantah dengan parameter titik nyala, titik tuang, kekentalan, kadar air, dan Specifiec gravity 60oF/60oF. c. Dibuat perbandingan volume antara metil ester dari minyak jelantah dan minyak tanah atau zat organik hingga didapat karakteristik yang mendekati minyak tanah. D. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Sebelum melakukan sintesis metil ester/FAME (Fatty Acid Methyl Ester), dilakukan pengujian mutu dari minyak jelantah, dan sebagai bahan pembanding dilakukan juga uji mutu dari minyak curah dan minyak sawit kualitas bagus yang merupakan bahan baku sintesis FAME . Hasil analisa kualitas bahan baku untuk sintesis FAME disajikan pada tabel 4.1. Tabel 1. Hasil analisa kualitas bahan baku sintesis FAME Parameter Sampel

Titik Nyala (oC)

Kekentalan (cSt)

Kerapatan Gravitas (60oF/60oF)

Titik Tuang (oC)

Kadar Air (mg/Kg)

Densitas (Kg/dm3)

M.Jelantah

298

44,91

0,9280

17

1264,7

0,9227

Minyak Curah

300

42,07

0,9159

17

1027

0,9060

Minyak Sawit

308

42,68

0,9120

5

1080

0,9110

4.2 Sintesis Metil Ester/FAME dari minyak jelantah Minyak jelantah yang akan dimanfaatkan sebagai pengganti minyak tanah harus diubah strukturnya sehingga menjadi senyawa yang memiliki titik nyala dan kekentalan yang lebih rendah yaitu senyawa metil ester dari asam lemak campuran (FAME). Sintesis ini dilakukan melalui reaksi transesterifikasi dengan dua cara yaitu menggunakan katalis asam dan katalis basa. Tabel 4.2 berikut ini menunjukan rata-rata hasil analisa kualitas FAME yang dihasilkan dibandingkan dengan minyak tanah dan bahan baku minyak jelantah. Tabel 2. Hasil analisa kualitas FAME Sampel

Minyak Jelantah

Minyak Tanah

FAME (Asam)

FAME (Basa)

Parameter Titik Nyala 298 47,8 29,7 171,9 (oC) Kekentalan 44,91 1,36 3,3 4,6 (cSt) Kerapatan 0,9280 0,8087 0,8814 0,8767 Gravitas 60oF/60oF Titik Tuang 17 <-7 8 8 (oC) Kadar Air 1264,7 109,8 967,3 1026,3 (mg/Kg) Densitas 0,9227 0,8067 0,8764 0,8714 (Kg/dm3) * Spesifikasi FAME untuk parameter titik tuang berdasarkan spesifikasi dari penelitian BPPT (Balai Penelitian dan Pengembangan Tekhnologi).

6

FAME yang dihasilkan kemudian di-blending dengan menggunakan minyak tanah yang bertujuan untuk mendapatkan komposisi yang paling baik sehingga sifat fisisnya mendekati minyak tanah. Kualitas blending antara minyak tanah dan FAME disajikan pada tabel 4.3 berikut ini : Tabel 3. Kualitas blending antara minyak tanah (MT) dengan FAME (basa) Blending FAME : MT

Titik Nyala (oC)

Kekentalan (cSt)

Kerapatan Gravitas (60oF/60oF)

Titik Tuang (oC)

Kadar Air (mg/Kg)

Densitas (Kg/dm3)

10:90

48,8

1,51

0,8160

<-7

185,4

0,8103

20:80

49,5

1,65

0,8223

<-7

245,2

0,8181

30:70

52,2

1,88

0,8275

<-7

373,0

0,8228

40:60

55,2

2,12

0,8354

<-7

453,3

0,8307

50:50

58,8

2,40

0,8405

-7

553,3

0,8358

60:40

61,7

2,71

0,8504

-4

667,3

0,8457

70:30

65,6

3,09

0,8567

-1

771,1

0,8513

80:20

79,0

3,49

0,8642

2

792,3

0,8593

90:10

96,8

4,02

0,8664

5

871,3

0,8615

100:0

171,9

4,60

0,8767

8

1026,.3

0,8714

.

FAME yang dihasilkan melalui transesterifikasi berkatalis asam didapat nilai titik nyala yang sangat kecil yaitu 29,70oC, ini menunjukan bahwa metil ester tersebut masih terkontaminasi oleh pelarut organik/benzen yang digunakan pada saat pembuatan. Sehingga tidak perlu dilakukan blending dengan minyak tanah dikarenakan FAME tersebut belum murni. 4.3. Pembahasan Dari hasil analisa terhadap kualitas minyak jelantah didapat beberapa parameter telah berubah dari nilai aslinya/minyak sawit. Dengan melihat penurunan titik nyala dan naiknya titik tuang maka sebagian minyak jelantah telah mengalami degradasi struktur trigliseridanya menjadi asam lemak bebas berantai pendek. Keberadaan air yang lebih tinggi akan menyebabkan naiknya densitas dan kerapatan relatif dari minyak jelantah, sedangkan terdapatnya partikel-partikel kecil dari sisa penggorengan akan menaikan kekentalan, densitas dan juga kerapatan relatif. 100 90

95.00 87.97

82.85

80

76.71

%Rekoveri

70 60 Katalis Basa Katalis Asam

50 40 30 20 10 0

Minyak sawit

Minyak curah

Minyak jelantah

Gambar 1. Grafik persen peroleh kembali FAME berdasarkan bahan baku dan katalis berbeda

7

Dari hasil analisa terhadap minyak jelantah, diperoleh kadar asam lemak bebas yang cukup besar yaitu 0,79% sebagai asam palmitat. Sintesis pembuatan metil ester dari minyak yang memiliki kandungan asam lemak bebas tinggi, lebih tepat menggunakan katalis asam dikarenakan jumlah metil ester yang dihasilkan lebih besar yaitu 95% dibanding dengan menggunakan katalis basa yang hanya 76,71%. Penggunaan katalis basa pada waktu pembuatan metil ester dapat menyebabkan terjadinya reaksi penyabunan antara basa digunakan dengan asam lemak bebas minyak jelantah, sedangkan bila menggunakan katalis asam maka asam lemak bebas tersebut akan tetap teresterkan.

300

50

298

Celcius

44.91

40

250 200

171.9

150

Centi Stoke

350

Kekentalan

.

.

Titik Nyala

30 20

100 47.8

50

10

29.7

3.3

4.6

FAME(asam)

FAME(basa)

1.36

0

0 M.Jelantah

M. Tanah

FAME(asam) Minyak

FAME(basa)

M.Jelantah

M. Tanah

Minyak

Gambar 2. a. Grafik titik nyala FAME dibandingkan dengan minyak tanah dan minyak jelantah; b. Grafik kekentalan FAME dibandingkan dengan minyak tanah dan minyak jelantah

Titik nyala berhubungan langsung dengan mudah atau tidaknya suatu bahan bakar dapat terbakar. Titik nyala yang rendah menyebabkan zat tersebut mudah dibakar, sehingga sifat fisis ini sangat penting sekali sebagai syarat suatu zat dapat dikatakan sebagai bahan bakar. Pada gambar 2.a, di atas dapat dilihat bahwa titik nyala metil ester yang dihasilkan melalui reaksi transesterifikasi katalis asam jauh lebih kecil (29,70oC) dibandingkan dengan standar titik nyala minyak tanah yaitu minimal 38oC. Titik nyala yang mendekati dengan temperatur ruang tersebut sangat tidak aman apabila zat ini digunakan sebagai bahan bakar, dikarenakan dapat menimbulakn kebakaran apabila terjadi percikan api di sekitar zat tersebut. Rendahnya titik nyala metil ester disebabkan karena masih terdapatnya pelarut organik (benzen) yang digunakan dalam pembuatan. Adapun tehnik pemurnian FAME dari pelarut organik benzen menggunakan destilasi vakum yang dilengkapi dengan penangas air dimana suhunya diatur pada 65oC. Tujuan pengaturan temperatur pada 65oC tersebut untuk menghindari terjadinya penguraian metil ester menjadi metanol dan asam lemak maka suhu penangas air dijaga jangan melebihi 65oC. Akan tetapi dengan suhu tersebut, benzen tidak dapat dipisahkan sempurna dari FAME dikarenakan titik didih dari benzen lebih tinggi yaitu 80oC. Sehingga masalah utama dari metil ester yang dihasilkan menggunakan katalis asam adalah masih terkontaminasinya FAME oleh pelarut organik. Kekentalan merupakan parameter penting dalam menentukan metil ester dapat digunakan atau tidak sebagai pengganti minyak tanah, semakin tinggi kekentalan maka semakin sukar minyak mengalir. Dilihat dari gambar 2.b, bahwa kekentalan FAME katalis asam lebih rendah dari FAME katalis basa, ini disebabkan karena masih terdapatnya pelarut organik/benzen dalam FAME katalis asam tersebut.

8

a. b. Gambar 3. a. Grafik pengaruh blending terhadap titik nyala; b. Grafik persen efisiensi blending terhadap penurunan titik nyala

Pengaruh blending terhadap parameter kekentalan dapat dilihat pada gambar 4.10 di bawah ini, setiap penambahan 10 % minyak tanah ke dalam FAME akan menurunkan nilai kekentalan secara konstan dengan persen effisiensi penurunan kekentalan yaang konstan pula. Berbeda dengan nilai titik nyala yang penurunannya sangat drastis pada 40% penambahan minyak tanah pertama. Tujuan dari blending ini adalah untuk menurunkan nilai titik nyala dan kekentalan FAME. Pada gambar 4.8 di bawah ini dapat dilihat bahwa setiap penambahan 10 % minyak tanah akan menurunkan titik nyala dengn nilai effisiensi penurunan yang berbeda pula. Pada saat penambahan 10 % pertama minyak tanah akan menurunkan titik nyala sebesar 43 % yaitu titik nyala dari 171,9oC menjadi 96,8oC, sedangkan persen effisiensi penggunaan minyak tanah sebagai bahan blending akan mengalami nilai yang tidak begitu berpengaruh terhadap turunnya titik nyala apabila penambahan minyak tanahnya di atas 40%.

a. b. Gambar 4.a. Grafik pengaruh blending terhadap kekentalan; b. Grafik persen efisiensi blending terhadap penurunan kekentalan

Sedangkan untuk titik tuang, setiap penambahan 10 % minyak tanah terhadap FAME akan menurunkan temperaturnya sebanyak 3oC. Penurunan titik tuang tidak dapat dipantau dengan baik setelah melewati penambahan minyak tanah diatas 60 %, hal ini dikarenakan keterbatas alat untuk analisa titik tuang yang tidak dapat mencapai temperatur pendinginan hingga dibawah -7oC. Titik tuang yang tinggi menyebabkan FAME tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar dikarenakan membeku. 9

E. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. FAME yang dihasilkan melalui transesterifikasi katalis asam kuantitasnya lebih besar yaitu 95%, sedangkan menggunakan katalis basa hanya 76,71%. Masih terkontaminasinya benzen pada FAME katalis asam menyebabkan kualitas FAME ini kurang baik dibandingkan dengan FAME katalis basa. Keberadaan benzen menyebabkan turunnya temperatur titik nyala hingga 29,70oC, dimana temperatur ini sangat tidak aman karena dapat menimbulkan kebakaran apabila terjadi percikan api disekitar FAME. 2. Pemanfaatan 100% FAME sebagai pengganti minyak tanah sangat cocok untuk kompor yang menggunakan sistem tekanan, baik secara gravitasi atau dengan bantuan angin. Sedangkan untuk penggunaan kompor bersumbu maka FAME yang telah di blending dengan 60% minyak tanah masih dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah, dikarenakan kekentalan FAME yang rendah menyebabkan FAME masih dapat merambat dengan cepat menuju pembakaran. 5.2 Saran 1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang tehnik pencucian FAME dari kelebihan basa menggunakan larutan asam untuk menghindari penurunan persen rekoveri FAME. 2. Sebagai bahan acuan penelitian selanjutnya untuk mencari sumbu kompor yang dapat memanfaatkan FAME tanpa di blending terlebih dahulu. DAFTAR PUSTAKA Anonimus. 2002. Portfolio Bahan Bakar Cair. Makalah Mata Kuliah Tekhnik Pembakaran, Fakultas TEKIM UI. ASTM. 1982. Annual Book of ASTM Standard, Petroleum Products and Lubricants (I), D 56-D 1660. USA: Philadelphia ASTM. 1982. Annual Book of ASTM Standard, Petroleum Products and Lubricants (II), D 1661-D 2896.. USA : Philadelphia Hendratomo, Tomi. 2005. Pemamfaatan Minyak dari Tumbuhan untuk Biodiesel. Yogyakarta: LEMIGAS. 2005. Naskah Akademik Rancangan Kebijakan Biodiesel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tekhnologi Minyak dan Gas Bumi, Jakarta. Leung, D.Y.C., B.C.P. Koo, dan Y. Guo. 2005. Degradation of Biodiesel under different Storage Conditions. J. Bioresource Technology 97 (2005), hal. 250 – 256. Phillip, D. Hill. 2006. Biodiesel Basic. http://BiodieselGear.com, 20 Nov 2006. Rahmadi, A. 2006. Proses Pembuatan Biodiesel : Apa Memang Sangat Mudah Ya???. Disampaikan pada presentasi workshop KMI. Jakarta : BPPT Fajar., R. 2001. Prediksi sifat Fisika Kimia Campuran Bahan Bakar Diesel dengan Model Sederhana: Studi Kasus: Campuran Solar - Biodisel (CPO dan ME). J. Sains dan Tek. Ind., Vol. 3, No. 9, Desember 2001, hal. 27 – 31. Sihombing, N.L. 2006. Sintesis Metil Ester Asam Lemak Campuran Minyak Sawit (CPO) dengan cara Reaksi Interesterifikasi. Skripsi FMIPA UNMUL, Samarinda. Suess, A. 2002. Biodiesel dari Minyak Jelantah. Kompas 20 Juli 2002. Surbakti, M. 1995. Reaksi Esterifikasi Gliserol dengan Asam Lemak dari Minyak Biji Pala untuk Menghasilkan Monogliserida. Skripsi FMIPA USU, Medan. Zuhra, C.T. 2003. Penyulingan, Pemrosesan dan Penggunaan Minyak Bumi. Skripsi FMIPA USU, Medan. 10