Biodiesel

DIAGRAM DAN PEMBENTUKAN BIODESEL

Transesterifikasi Pembentukan Biodiesel

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang berasal dari trigliserida. Trigliserida merupakan penyusun utama minyak nabati dan lemak hewani, sehingga dapat dikatakan bahwa biodiesel bisa dibuat dari sumber minyak nabati. Sumber minyak nabati ini bisa berupa minyak sawit, minyak kelapa, minyak biji jarak, dan lain-lain.

Rumus kimia trigliserida adalah CH₂COOR-CHCOOR’-CH₂COOR”, dimana R, R’, dan R” masing-masing adalah sebuah rantai alkil yang panjang. Ketiga asam lemak RCOOH, R’COOH dan R”COOH bisa jadi semuanya sama, semuanya berbeda ataupun hanya dua diantaranya sama.

Pada prinsipnya, pembuatan biodiesel didasarkan kepada proses transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester (biodiesel). Dalam reaksinya terjadi penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol lain. Pada umumnya, alkohol yang digunakan dalam proses transesterifikasi adalah metanol. Selain itu, untuk mempercepat terjadinya reaksi, digunakan pula katalis NaOH. Pada proses transesterifikasi ini dihasilkan juga gliserol yang menjadi produk samping dalam pembuatan biodiesel ini.

Secara umum proses transesterifikasi trigliserida dengan metanol untuk menghasilkan metil ester (biodiesel) digambarkan sebagai berikut:

 

Skema produksi biodiesel dari minyak nabati (trigliserida) melalui proses transesterifikasi dengan metanol menghasilkan gliserol dan biodiesel (metil ester)

Selain proses transesterifikasi, pembuatan biodiesel dari minyak jelantah ini juga melewati beberapa tahap lain yang dijelaskan sebagai berikut:

Faktor utama yang mempengaruhi rendemen metil ester yang dihasilkan pada reaksi transesterifikasi adalah rasio molar antara trigliserida dan alkohol, jenis katalis yang digunakan, suhu reaksi, waktu reaksi, kandungan air, dan kandungan asam lemak bebas. Besarnya kandungan asam lemak yang terkandung dalam trigliserida bergantung pada penggunaan minyak jelantah dalam penggorengan. Penggunaan minyak jelantah bekas penggorengan bahan makanan yang mengandung banyak lemak atau protein akan meningkatkan kandungan asam lemak dalam trigliserida yang akan mempengaruhi reaksi.

Selain itu, suhu yang terlalu tinggi pada saat proses transesterifikasi bisa menyebabkan minyak berbusa karena terjadi reaksi penyabunan yang disebabkan oleh NaOH yang bereaksi dengan minyak pada suhu tinggi. Umumnya suhu reaksi ideal pada transesterifikasi ini antara 50^o-60^oC. Selain itu, proses pemurnian dan penyaringan juga bisa mengurangi jumlah metil ester yang dihasilkan. Proses bleaching yang terlalu lama bisa menyebabkan minyak dan air teremulsi dan sulit dipisahkan karena antara asam lemak, minyak, dan air akan saling terikat.

Pada proses akhir (purifikasi) dimana metil ester dipanaskan, akan terjadi penguapan air dan sisa metanol yang tidak ikut bereaksi. Metanol dan air ini perlu dihilangkan untuk mencegah kerusakan mesin ketika proses pembakaran biodiesel dalam mesin. Metil ester yang baik memiliki pH netral (6-8). pH yang terlalu asam atau basa bisa menyebabkan kerusakan pada tangki bahan bakar apabila biodiesel ini digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel.

Contoh lain diagram pembuatan Biodiesel

PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI JARAK

PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI KOPRA

PROSES PEMBUATAN BIODIESEL DARI CPO

Ada apa dengan gliserol karbonat? [3]

  

Struktur molekul gliserol karbonat

Untuk menaikkan status ekonomi dan fungsi gliserol sekaligus mengurangi kelebihan produksi, konversi menjadi akrolein, propilen glikol, 1,3-propanediol, asam gliserik, maupun gliserol karbonat adalah sekian cara yang telah dikembangkan. Khususnya gliserol karbonat (hydroxymethyl dioxolanone), senyawa turunan gliserol ini paling menarik perhatian karena memiliki kegunaan yang cukup beragam mulai dari elastomer, surfaktan, perekat, tinta, cat, pelumas, and elektrolit.  Senyawa ini juga merupakan zat antara (intermediet) penting dari polikarbonat, poliester, poliuretan, dan poliamide.

Sampai saat ini gliserol karbonat dibuat melalui reaksi gliserol dengan fosgen. Fosgen sebagaimana dibahas dalam tulisan lain pada blog ini [4], merupakan zat yang sangat beracun dan korosif sehingga proses tadi sangat jauh dari konsep kimia hijau. Oleh karena itu dipikirkan cara yang lebih hijau yaitu reaksi transesterifikasi gliserol dengan dialkil karbonat atau etilen karbonat menggunakan katalis basa, misalnya NaOH atau Na2CO3. Penelitian terkini banyak memusatkan perhatian pada optimasi sistem katalis yang semula berupa katalis basa homogen (larut bersama pereaksi) beralih menjadi katalis basa heterogen (tidak larut) dengan alasan kenyamanan proses pemisahan dan pendaurulangan.

Sintesa gliserol karbonat dari transesterfkasi gliserol dan dimetil karbonat

Upaya untuk mengembangkan proses yang lebih hijau juga dilakukan misalnya pada sintesa gliserol karbonat mulai dengan bahan baku gliserol, dan gas CO2 dikatalisis kompleks timah [5]. Rute satu tahap ini (bandingkan dengan transesterfikasi yang melibatkan proses penyiapan dialkil karbonat terlebih dahulu) walau tampak sangat menjanjikan tapi masih memerlukan penelitian lanjutan untuk mendapatkan katalis yang awet dan kondisi reaksi terbaik. Jika suatu saat nanti didirikan industri yang memproduksi biodiesel di Indonesia melalui jalur konvensional (FAME), tentu saja membuka peluang untuk juga mendirikan pabrik pengolahan gliserol yang terintegrasi.

 

 

 Keunggulan Biodiesel :

• Biodiesel tidak beracun.
• Biodiesel adalah bahan bakar biodegradable.
• Biodiesel lebih aman dipakai dibandingkan dengan diesel konvensional.
• Biodiesel dapat dengan mudah dicampur dengan diesel konvensional, dan dapat digunakan di sebagian besar jenis kendaraan saat ini, bahkan dalam bentuk biodiesel B100 murni.
• Biodiesel dapat membantu mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, dan meningkatkan keamanan dan kemandirian energi.
• Biodiesel dapat diproduksi secara massal di banyak negara, contohnya USA yang memiliki kapasitas untuk memproduksi lebih dari 50 juta galon biodiesel per tahun.
• Produksi dan penggunaan biodiesel melepaskan lebih sedikit emisi dibandingkan dengan diesel konvensional, sekitar 78% lebih sedikit dibandingkan dengan diesel konvensional.
• Biodiesel memiliki sifat pelumas yang sangat baik, secara signifikan lebih baik daripada bahan bakar diesel konvensional, sehingga dapat memperpanjang masa pakai mesin.
• Biodiesel memiliki delay pengapian lebih pendek dibandingkan dengan diesel konvensional.
• Biodiesel tidak memiliki kandungan sulfur, sehingga tidak memberikan kontribusi terhadap pembentukan hujan asam.

Kelemahan Biodiesel:

• Biodiesel saat ini sebagian besar diproduksi dari jagung yang dapat menyebabkan kekurangan pangan dan meningkatnya harga pangan. Hal ini bisa memicu meningkatnya kelaparan di dunia.
• Biodiesel 20 kali lebih rentan terhadap kontaminasi air dibandingkan dengan diesel konvensional, hal ini bisa menyebabkan korosi, filter rusak, pitting di piston, dll.
• Biodiesel murni memiliki masalah signifikan terhadap suhu rendah.
• Biodiesel secara signifikan lebih mahal dibandingkan dengan diesel konvensional.
• Biodiesel memiliki kandungan energi yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan diesel konvensional, sekitar 11% lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar diesel konvensional.
• Biodiesel dapat melepaskan oksida nitrogen yang dapat mengarah pada pembentukan kabut asap.
• Biodiesel, meskipun memancarkan emisi karbon yang secara signifikan lebih aman dibandingkan dengan diesel konvensional, masih berkontribusi terhadap pemanasan global dan perubahan iklim.

Pembuatan Larutan NaOH

* Membuat larutan NaOH 50 %

     (Lindi minyak menurut Sorensen)

Larutan baku natriumhidroksida tak dapat dibuat lang-sung dengan menimbang NaOH yang telah dihitung, karena basa itu selalu menarik air dan karbondioksida dari udara. Lebih-lebih karbonat yang terbentuk itu sangat mengganggu penitaran dengan PP.

Oleh karena itu harus dibuat dahulu “lindi minyak menurut Sorensen". Yaitu larutan NaOH 50 %, misalnya 100 gram NaOH padat ditambahkan sedikit demi sedikit Kedalam 100 gram air yang berada dalam piala gelas Pyrex sambil diaduk dengan pengaduk kara. Hati-hati dalam larutan hidroksida sepekat ini, natrium karbonat tak akan larut dan setelah dua tiga hari kotoran terendap. Yang kita gunakan adalah larutan jernih bagian atas, yaitu NaOH yang tidak mengandung karbonat. Karena larutan basa lambat laun akan memakan kaca, lindi minyak harus disimpan dalam botol yang dilapisi parafin dinding dalamnya.

*Membuat Larutan NaOH 0,1 N

Kepekatan lindi minyak adalah lebih kurang 19 N, Untuk menetapkan N NaOH secara kasar dapat ditera dulu berat jenisnya dengan menggunakan Boumemater, untuk melihat kenormalan NaOH dapat dilihat pada table hubungan berat jenis dengan Normalitas. Kemudian kita hitung berapa ml lindi yang diperlukan untuk 1 liter NaOH 0,1 N, dengan menggunakan rumus V1N1 = V2N2. Jumlah ml itu diukur dengan gelas ukur atau ditimbang dengan neraca kasar, dimasuk­un kedalam labu ukur 1 liter dan air suling hingga tanda garis dan larutan NaOH siap untuk ditetapkan kenormalannya ­dengan larutan baku asam oksa­lat, KH-Phtalat dan sebagainya.

Catatan :

a.          Larutan KOH tidak dapat dimurnikan secara diatas, karena kaliumkarbonat agak mudah larut dalam lindi pekat. Oleh karena itu dibuat KOH ± 1 N yang dibubuhi 50 ml bubur kapur. Kemudian campuran itu dibiarkan lagi hingga mengenap dan larutan air jernih diba­gian atas dapat diencerkan semestinya.

b.          Untuk mengencerkan larutan NaOH 0,1 N tadi, tidak boleh digunakan suling biasa, karena air tersebut pada umumnya mengandung terlalu banyak banyak karbondioksida. Untuk memperoleh air air suling harus    dahulu. Atau lebih baik lagi air tersebut dibiarkan beberapa hari dalam suatu botol yang disumbat dengan kapas saja. Dengan cara demi­kian, kadar C0₂ dalam air suling akan seimbang dengan C0₂ di udara.