Proses Pembuatan Biodisel

Proses Pembuatan Biodiesel (Proses Trans-Esterifikasi)

Biodiesel dapat digunakan untuk bahan bakar mesin diesel, yang biasanya

menggunakan minyak solar. seperti untuk pembangkit listrik, mesin-mesin pabrik yang

menggunakan diesel, juga alat transportasi termasuk mobil yang bermesin diesel.

Biodiesel dapat sebagai pengganti 100% minyak solar, maupun sebagai campuran

minyak solar tanpa modifikasi mesin. Campuran minyak solar dengan biodiesel diberi

kode B (Blending). Sebagai contoh bahan bakar B5 adalah campuran yang terdiri 95%

volume minyak solar dengan 5 % volume biodiesel. Minyak solar dengan biodiesel dapat

dicampur dengan berbagai perbandingan.

Penerapan peraturan emisi kendaraan mendorong diturunkannya kadar belerang

dalam minyak solar. Penurunan kadar belerang dapat menurunkan emisi gas buang

kendaraan berupa gas SOx dan SPM (Solid Particulate Matters) yang mengotori udara.

Akan tetapi solar yang berkadar belerang rendah memiliki daya pelumasan rendah.

Sementara itu produksi solar Indonesia masih sangat tinggi kadar belerangnya (1500-

4100 ppm) Dengan demikian biodiesel sebagai campuran minyak solar mempunyai dua

keuntungan sekaligus. Pertama yaitu biodiesel mempunyai kadar belerang yang jauh

lebih kecil (sangat ramah lingkungan karena kadar belerang kurang dari 15 ppm) dan

yang kedua adalah biodiesel dapat meningkatkan daya pelumasan.

Viskositas biodiesel lebih tinggi dibandingkan viskositas solar, sehingga

biodiesel mempunyai daya pelumasan yang lebih baik daripada solar. Oleh karena

mampu melumasi mesin dan sistem bahan bakar, maka dapat menurunkan keausan piston

sehingga mesin yang menggunakan bahan bakar biodiesel menjadi lebih awet. Selain itu

biodiesel sudah mengandung oksigen dalam senyawanya, sehingga pembakaran di dalam

mesin nyaris sempurna dan hanya membutuhkan nisbah udara/bahan bakar rendah.

Dengan demikian emisi senyawa karbon non-CO2 dalam gas buang kendaraan sangat

kecil dan penggunaan bahan bakar lebih efisien

Untuk membuat biodiesel dari minyak jelantah diperlukan peralatan yang

didesain khusus. Di dalam proses tersebut menggunakan bahan-bahan yang sifatnya

korosif, berbahaya apabila terhirup atau apabila mengenai kulit dapat menyebabkan

iritasi. Selain itu diperlukan pemanasan, sehingga peralatan yang digunakan juga harus

tahan panas. Peralatan untuk membuat biodiesel umumnya dibuat dari bahan stainless

steel. Berikut ini diuraikan cara pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.

Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Bahan baku:

1. Minyak jelantah. Sebelum proses esterifikasi maka minyak jelantah dimurnikan

terlebih dahulu menggunakan arang aktif.

2. Methanol (CH3OH)/Ethanol (CH3COOH) kemurnian 99%. Bahan ini dapat diperoleh

di toko bahan kimia. Jauhkan dari api karena sifatnya yang mudah terbakar. Bahan ini

mudah menguap, dan berbahaya apabila terhirup.

3. KOH/NaOH. Bahan ini berupa kristal putih, yang dapat diperoleh di toko bahan

kimia. Larutannya apabila mengenai kulit dapat menyebabkan iritasi. Apabila akan

digunakan dikeringkan dulu, misalnya menggunakan oven, oleh karena sifatnya

mudah menyerap air.

Bahan untuk titrasi/ pencuci:

1. Isopropyl alkohol kemurnian 99%. Bahan ini dapat diperoleh di toko bahan kimia.

Jauhkan dari api karena sifatnya yang mudah terbakar. Bahan ini mudah menguap,

sehingga wadahnya harus ditutup rapat-rapat.

2. Air suling/aquades atau air bebas ion. Merupakan air murni hasil proses

penyulingan, atau dihilangkan kandungan ion-ionnya. Air ini juga bisa diperoleh di

toko bahan kimia. Air ini sekaligus untuk bahan pencuci.

3. Larutan Phenolphthalein (PP). Merupakan larutan tidak berwarna yang dapat berubah

warnanya menjadi merah muda pada pH tertentu. Phenolphthalein dalam bentuk

kristal putih dapat diperoleh di toko bahan kimia. Larutan PP dibuat untuk segera

digunakan, apabila disimpan dalam bentuk larutan tidak boleh lebih dari 1 tahun.

Untuk menghindari kerusakan, penyimpanan sedapat mungkin menghindari cahaya,

dimasukkan di dalam botol berwarna gelap/hitam.

Langkah-langkah dalam proses pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut:

A. Proses pemurnian minyak jelantah

1. Pembuatan arang aktif:

• Arang batok kelapa ditumbuk, dan disaring menggunakan saringan kelapa

• Buat larutan kapur % dengan memasukkan g kapur ke dalam aquadest

• Arang dimasukkan ke dalam larutan kapur dan dipanaskan sampai menit

• Arang disaring dan dikeringkan menggunakan oven/sinar matahari

2. Minyak jelantah disaring untuk memisahkan dengan kotoran padat. Untuk

memudahkan penyaringan, minyak dipanaskan sampai suhu 35oC.

3. Minyak jelantah hasil penyaringan dicampur dengan arang aktif, diaduk-aduk dan

disaring

4. Minyak jelantah dinetralkan dengan memberi larutan NaOH % sebanyak ml

kemudian diaduk. Setelah terbentuk endapan kemudian disaring

B. Proses transesterifikasi

1. Minyak jelantah hasil pemurnian kemudian dipanaskan sampai suhu 100oC untuk

menghilangkan kandungan airnya. Gunakan alat pengaduk untuk memudahkan

penghilangan uap air. Setelah air yang mendidih dalam minyak mulai hilang,

selanjutnya panaskan sampai suhu 130 oC selama 10 menit, dan dinginkan.

2. Titrasi untuk menentukan banyaknya katalis (KOH/NaOH) yang diperlukan, dengan

cara:

a) Siapkan alat titrasi terdiri buret dan gelas piala kecil

b) Siapkan larutan 1 gram KOH/NaOH ke dalam 1 liter air suling (larutan 0,1

% KOH/NaOH)

c) Larutkan 1 ml minyak jelantah ke dalam 10 ml isopropil alkohol, dipanaskan

sambil diaduk sampai campuran jernih

d) Tambahkan 2 tetes larutan PP.

e) Isi buret dengan larutan KOH 0,1 %, teteskan larutan tersebut tetes demi

tetes ke dalam larutan minyak jelantah-alkohol-PP, sambil diaduk sampai

larutan berwarna merah muda selama 10 detik

f) Lihat pada buret, volume (ml) larutan 0,1 % KOH yang digunakan, dan

tambahkan 5 maka ketemu jumlah gram KOH yang diperlukan per liter

minyak.

4. Penyiapan kalium/natrium metoksida (K+ / Na+ CH3O-), dengan cara sebagai berikut:

a) Siapkan metanol, umumnya kebutuhannya adalah 20 % dari volume minyak

jarak. Apabila ada 100 liter minyak jarak maka dibutuhkan 20 liter metanol.

b) KOH/NaOH yang telah ditentukan jumlahnya, dimasukkan ke dalam

methanol/ethanol, dicampur rata sampai terlarut sempurna, dan terbentuk

kalium/natrium metoksida.

c) Hati-hati dengan kalium/natrium metoksida, gunakan masker, jangan hirup

uapnya, dan apabila mengenai kulit menyebabkan kulit terbakar tanpa terasa

karena menyebabkan matirasa. Kalium metoksida, juga sangat korosif. KOH

dapat bereaksi dengan alumunium, tin dan seng, jadi gunakan wadah dari

gelas tahan panas, enamel atau yang terbaik adalah dari stainless steel.

5. Pemanasan minyak jelantah dan pencampuran dengan kalium/natrium metoksida,

dilakukan dengan cara sebagai berikut:

a) Minyak jelantah dipanaskan sampai 48-54oC.

b) Siapkan alat pengaduk dan diatur pada kecepatan penuh.

c) Sambil diaduk, tambahkan kalium/natrium metoksida, dan diaduk terus

antara 50-60 menit.

d) Proses trans-esterifikasi akan menghasilkan metil ester (minyak biodiesel)

dan hasil samping gliserin

6. Pendiaman dan pemisahan metil ester (minyak biodiesel) dengan gliserin.

Cara pemisahannya adalah:

a) Proses dibiarkan sampai sempurna sedikitnya 8 jam dan suhu dipertahankan

pada 38oC.

b) Biodiesel akan berada di bagian atas, dan gliserin ada di bagian bawah

berwarna coklat gelap. Gliserin merupakan cairan kental yang dapat

memadat dibawah suhu 38oC.

c) Alirkan gliserin dengan hati-hati dari bagian bawah reaktor, sehingga

biodiesel dapat dipisahkan kemudian ditempatkan di wadah lain.

d) Apabila gliserin memadat maka dapat dipanaskan kembali agar mencair.

e) Gliserin masih bercampur dengan sisa reaktan dan alkohol, maka

dinetralisasi menggunakan asam mineral dan dipanaskan pada suhu 66oC

untuk mengambil kembali alkohol, sehingga diperoleh gliserin kemurnian

tinggi.

7. Hasil biodiesel sering tercampur dengan sabun. Biodiesel dicuci menggunakan air

suling untuk menghilangkan sabun dan sisa-sisa bahan lain. Proses pencuciannya

adalah sebagai berikut:

a) Pada pencucian pertama, biodiesel ditambah sedikit larutan asam asetat,

kemudian diaduk agar terjadi netralisasi.

b) Tuangkan air suling dalam wadah, kemudian dituangi biodiesel yang akan

dicuci, kemudian diaduk.

c) Setelah didiamkan antara 12-24 jam, minyak biodiesel akan terpisah dengan

air pencuci.

d) Minyak yang telah bersih dialirkan untuk memisahkan dengan air yang

mengandung sabun.

e) Proses pencucian ini diulang 2-3 kali, tanpa penambahan asam. Pada

pencucian ketiga, biodiesel hasil pencucian dipanaskan untuk menghilangkan

air yang masih terikut. pH biodiesel hasil pencucian mempunyai pH 7

(netral).

8. Pengecekan kualitas biodiesel. Biodiesel yang akan digunakan untuk bahan bakar

mesin diesel seperti pada mobil, memerlukan kualitas biodiesel yang tinggi. Contoh

spesifikasi biodiesel dapat dilihat pada tabel berikut:

Spesifikasi minyak biodiesel dibandingkan minyak diesel (BBM)

Sifat Minyak Biodiesel Minyak Diesel (BBM)

Densitas (g/cm3 pada 20oC)

Titik nyala (oC)

Bilangan setan (cetane number)

Kekentalan (mm2/s pada 30 oC)

Abu bersulfat (%)

Bilangan netralisasi (mg KOH/g)

Gliserin total (%)

Gliserin bebas (%)

Fosfat (ppm)

Metanol (%)

0,879

191

51

4,84

0,014

0,24

0,088

0,015

17,5

0,06

0,841

80

47.8 to 59

3,6

1,0-1,2 ppm Sulfur

-

-

-

-

-

Sumber: Foidl et al. cit. Manurung, 2005, dan Lele, 2005

Bagan alir proses pembuatan biodiesel adalah sebagai berikut:

Minyak jelantah murni Metanol/etanol KOH/NaOH

Reaktor

Pendiaman dan pemisahan Bagian bawah

Bagian atas Netralisasi Asam mineral

Pencucian Pendiaman Asam lemak

Penguapan Penguapan Metanol/etanol

Minyak Biodiesel Gliserin