Pemanfaatan Minyak Kelapa Sawit dalam Pembuatan Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Alternatif

0

Oleh: Siwi Ayu Nastiti
Program Studi Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Al Azhar Indonesia
Email: nastitisiwi26ayu@gmail.com

Krisis energi saat ini menjadi permasalahan yang cukup serius di Indonesia, mengingat perkembangan industri dan pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat setiap tahunnya. Kebutuhan energi yang semakin meningkat tidak sebanding dengan cadangan sumber daya yang dimiliki. Selama ini, sumber energi yang digunakan berasal dari bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui, sehingga jumlahnya semakin menipis. Hal tersebut telah mendorong banyak pihak untuk menemukan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui untuk menghemat penggunaan minyak bumi, salah satunya ialah biodiesel (Mardawati et. al., 2019).

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang diperoleh dari hasil reaksi kimia antara minyak nabati atau lemak hewani dengan alkohol rantai pendek, seperti metanol dan butanol, dengan bantuan katalis. Reaksi kimia pembentukan biodiesel tersebut kemudian disebut juga transesterifikasi. Sebagai bahan bakar alternatif, penggunaan biodiesel memiliki berbagai kelebihan dari segi lingkungan dibandingkan bahan bakar fosil pada umumnya. Hal ini dikarenakan biodiesel dapat mereduksi emisi karbon monoksida dan karbon dioksida, bersifat nontoksik, biodegradable, serta memiliki cetane number atau angka setana yang tinggi, yaitu di atas 100. Cetane number merupakan indikator kualitas bahan bakar diesel yang menunjukkan kecepatan pembakaran bahan bakar di dalam mesin. Selain itu campuran dari 20% biodiesel dan 80% petroleum diesel dapat digunakan sebagai bahan mesin diesel tanpa adanya modifikasi. Penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar mesin diesel ini dinilai dapat memperpanjang umur mesin diesel, karena biodiesel memiliki tekstur yang lebih licin (Puspitaningati et. al., 2013).

Salah satu minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel adalah minyak kelapa sawit. Kelapa sawit menjadi bahan baku potensial karena komoditasnya yang cukup besar di Indonesia. Selain itu, beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa biodiesel yang berasal dari minyak kelapa sawit memiliki sifat ramah lingkungan karena bebas dari nitrogen, sulfur, dan senyawa aromatik lain, sehingga emisi pembakaran yang dihasilkan bersifat ramah lingkungan (Julianti et. al., 2014). Kualitas biodiesel yang dihasilkan dari minyak kelapa sawit akan ditentukan oleh densitas, viskositas, serta jenis katalis yang digunakan.

Penggunaan katalis dalam proses transesterifikasi dapat dibedakan menjadi katalis homogen dan katalis heterogen. Penggunaan katalis homogen memiliki beberapa kelemahan, seperti proses pemisahan produk akhir dengan katalis yang cukup rumit, dapat bereaksi dengan asam lemak bebas dan membentuk sabun sehingga mempersulit pemurnian, dapat menurunkan hasil akhir biodiesel, serta memperbanyak konsumsi katalis dalam reaksi metanolis (Oko dan Syahrir, 2018). Katalis heterogen memiliki kelebihan yang sangat mendasar, antara lain teknik pemisahan produk yang sangat sederhana yaitu dengan menggunakan penyaringan, dan dapat diregenerasi untuk kemudian dapat digunakan kembali, sehingga penggunaan katalis dalam produksi biodiesel dapat memiliki biaya produksi yang jauh lebih terjangkau (Susila et. al., 2013). Beberapa contoh penelitian yang menggunakan katalis homogen dan heterogen pada reaksi transesterifikasi adalah Susila et al. (2013), Oko dan Syahrir (2018), Puspitaningati et. al. (2013), dan Julianti et. al. (2014), yang menggunakan katalis heterogen berupa kalsium oksida (CaO), serta Mardawati et. al. (2019), yang menggunakan katalis homogen berupa asam sulfat (H2SO4). 

Secara umum, produksi biodiesel dibagi menjadi 2 proses, yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Proses esterifikasi bertujuan untuk menurunkan ALB (asam lemak bebas) dengan mengubah asam lemak menjadi ester dengan menggunakan katalis H2SO4 selama 60 menit pada suhu 65ºC. Hasil esterifikasi tersebut akan dipisahkan menggunakan corong pemisah selama 24 jam, untuk kemudian lapisan bawahnya akan digunakan pada proses transesterifikasi. Menurut Mardawati et. al. (2019), proses esterifikasi dilakukan karena minyak nabati memiliki kandungan ALB sebesar 12,34%, sementara proses transesterifikasi baru dapat berjalan apabila minyak nabati memiliki kadar ALB maksimal 1%. Tingginya kadar ALB ini dapat mengakibatkan pembentukan sabun saat bereaksi dengan katalis. Penggunaan asam pekat bertujuan agar tidak menyebabkan reaksi saponifikasi karena adanya kandungan ALB yang tinggi.

Proses selanjutnya adalah transesterifikasi. Proses ini dilakukan dengan mereaksikan katalis dan metanol dengan minyak kelapa sawit hasil esterifikasi, untuk kemudian direfluks selama 2,5 jam pada suhu 70ºC. Tahap selanjutnya adalah pemisahan katalis yang dilakukan dengan menggunakan corong pisah pada suhu kamar selama 1 jam. Pada proses ini, biodiesel akan berada pada lapisan bawah, sehingga lapisan bawah tersebut akan mengalami pencucian menggunakan air pada suhu 80ºC. Biodiesel yang telah dipanen tersebut kemudian dimurnikan dengan cara ditempatkan pada suhu 105ºC agar kandungan airnya dapat menguap. Menurut Oko dan Syahrir (2018), pada transesterifikasi, metanol berfungsi untuk membentuk gugus metoksi yang merupakan inisiator reaksi transesterifikasi. Proses transesterifikasi yang berlangsung pada suhu 70ºC selama 2,5 jam akan membentuk 2 lapisan, dimana lapisan atas berupa gliserol dan lapisan bawah berupa metil ester. Sementara pencucian lapisan metil ester dengan air bersuhu 80ºC berfungsi untuk menghilangkan sisa gliserol serta menetralkan pH biodiesel.

Penelitian yang dilakukan oleh Mardawati et. al. (2019) yang menggunakan H2SO4 sebagai katalis transesterifikasi, menunjukkan adanya angka penyabunan pada hasil akhir biodiesel yang cukup tinggi yaitu sekitar 84,1918 – 152,42 mg KOH/g. Sementara berdasarkan SNI (Standar Nasional Indonesia) biodiesel SNI-04-7182-2006, angka penyabunan maksimal yang harus dimiliki ialah 96,5 mg KOH/g. Hal ini membuktikan bahwa penggunaan katalis homogen seperti H2SO4 dalam proses transesterifikasi adalah kurang tepat, karena dapat menghasilkan produk samping berupa sabun yang disebabkan oleh reaksi antara asam lemak dengan katalis. Angka penyabunan sendiri merupakan angka yang mengindikasi nilai kandungan senyawa intermediet berupa monogliserida dan digliserida, serta trigliserida yang tidak bereaksi. Keberadaan senyawa ini dianggap sangat membahayakan, karena dapat menyebabkan penyumbatan pada alat injeksi mesin yang menggunakan bahan bakar ini.Viskositas merupakan kemampuan bahan bakar untuk melawan pergerakan relatif dari lapisan penyusunnya, karena adanya daya tarik yang terjadi antar molekul. Viskositas adalah salah satu faktor penting dalam karakteristik biodiesel, karena akan mempengaruhi tingkat kemudahan nyala mesin, kualitas penyemprotan, dan kualitas dari pembakaran dalam mesin (Mardawati et. al., 2019). Berdasarkan Tabel 1, standar nilai viskositas yang dimiliki biodiesel berkisar antara 2,3 – 6,0 mm2/s. Penelitian yang dilakukan oleh Puspitaningati et. al., (2013) menunjukkan bahwa biodiesel minyak kelapa sawit yang dibuat dengan menggunakan katalis CaO, memiliki viskositas sebesar 5,5 mm2/s. Penelitian yang dilakukan oleh  Julianti et. al. (2014), menunjukkan bahwa biodiesel dari minyak kelapa sawit dengan katalis CaO sebesar 16 gram memiliki viskositas sebesar 5,126 mm2/s. Penelitian yang dilakukan oleh Oko dan Syahrir (2018), menunjukkan bahwa biodiesel yang dibuat dengan perbandingan mol minyak dengan metanol sebesar 1:6 serta massa katalis sebesar 2%, akan menghasilkan viskositas terbaik, yaitu sebesar 7,03 mm2/s. Sementara penelitian yang dilakukan oleh Mardawati et. al. (2019), menunjukkan bahwa biodiesel yang dibuat dengan konsentrasi katalis H2SO4 sebesar 1,5% akan menghasilkan viskositas sebesar 3,3849 mm2/s. Berdasarkan data – data tersebut, terlihat bahwa baik katalis homogen dan heterogen sama- sama menghasilkan biodiesel dengan nilai viskositas yang memenuhi syarat SNI.


Tabel 1 Perbandingan spesifikasi biodiesel menurut standar SNI dengan biodiesel minyak kelapa sawit yang dibuat dengan menggunakan katalis heterogen (Julianti et. al., 2014).

Selain viskositas, densitas juga merupakan karakteristik penting dalam penilaian biodiesel. Hal ini dikarenakan densitas biodiesel yang tidak sesuai ketentuan akan menyebabkan reaksi pembakaran pada mesin tidak sempurna, sehingga dapat meningkatkan emisi dan menyebabkan mesin diesel cepat rusak (Susila et. al., 2013). Penelitian yang dilakukan oleh Puspitaningati et. al. (2013), menunjukkan bahwa biodiesel minyak kelapa sawit yang dibuat menggunakan katalis CaO memiliki densitas sebesar 853 kg/m3. Penelitian yang dilakukan oleh  Julianti et. al. (2014), menunjukkan bahwa biodiesel dari minyak kelapa sawit dengan katalis CaO sebesar 16 gr memiliki densitas sebesar 883 kg/m3. Penelitian yang dilakukan oleh Oko dan Syahrir (2018), menunjukkan bahwa biodiesel yang dibuat dengan perbandingan mol minyak dengan metanol sebesar 1:6 serta massa katalis sebesar 2% dari berat minyak akan menghasilkan densitas terbaik, yaitu sebesar 868 kg/m3. Sementara penelitian  yang dilakukan oleh Susila et. al. (2013), menunjukkan bahwa katalis CaO sebesar 5% dari berat minyak, akan menghasilkan biodiesel dengan nilai densitas sebesar 860 kg/m3. Berdasarkan data – data tersebut, terlihat bahwa biodiesel yang dihasilkan telah memenuhi syarat SNI karena memiliki nilai densitas dengan rentang 850 – 890 kg/m3.

Berdasarkan uraian di atas, terlihat bahwa minyak kelapa sawit dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biodiesel yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi. Namun perlu diketahui bahwa kelapa sawit merupakan salah satu komoditas yang banyak digunakan sebagai produk pangan, sehingga penggunaan kelapa sawit sebagai bahan dasar biodiesel dikhawatirkan dapat menyebabkan persaingan pasar dan peningkatan harga minyak kelapa sawit di pasaran. Selain itu, kekhawatiran akan terjadinya pembukaan lahan berlebih untuk dijadikan lahan tanam yang diperuntukkan bagi biodiesel juga menjadi permasalahan lain yang mungkin dapat timbul. Sehingga penulis berharap penelitian terkait pembuatan biodiesel ini dapat terus berjalan, agar dapat ditemukan solusi selain penggunaan komoditas pangan seperti minyak kelapa sawit dalam pembuatan biodiesel. Hal ini dikarenakan krisis energi yang akan terus berjalan, sehingga membutuhkan keberadaan energi alternatif yang terbarukan.

Daftar Pustaka

Julianti NK, Wardani TK, Gunardi I, dan Roesyadi A. 2014. Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit RBD dengan Menggunakan Katalis Berpromotor Ganda Berpenyangga γ-Alumina (CaO/MgO/γ-Al2O3) dalam Reaktor Fluidized Bed. Jurnal Teknik POMITS. 3(2): 143 – 148.

Mardawati E, Hidayat MS, Rahmah DM, dan Rosalinda S. 2019. Produksi Biodiesel Dari Minyak Kelapa Sawit Kasar Off Grade dengan Variasi Pengaruh Asam Sulfat pada Proses Esterifikasi Terhadap Mutu Biodiesel yang Dihasilkan. Jurnal Industri Pertanian. 1(3): 46 – 60.

Oko S dan Syahrir I. 2018. Sintesis Biodiesel dari Minyak Sawit Menggunakan Katalis CaO Superbasa dari Pemanfaatan Limbah Cangkang Telur Ayam. Jurnal Teknologi. 10(2): 113 – 122.

Puspitaningati SR, Permatasari R, dan Gunardi I. 2013. Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit dengan Menggunakan Katalis Berpromotor Ganda Berpenyangga γ-Alumina (CaO/KI/γ-Al2O3) dalam Reaktor Fluidized Bed. Jurnal Teknik POMITS. 2(2): 193 – 197.

Susila AR, Attaso K, dan Septian R. 2013. Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit dengan Katalis CaO Disinari dengan Gelombang Mikro. Jurnal Teknik Kimia. 4(19): 45 – 52.

*sumber gambar :
https://www.minews.id/news/harga-biodiesel-turun-dan-bioetanol-naik-per-april-2020

Tinggalkan pesanan

Alamat email anda tidak akan disiarkan.