Post on 24-Oct-2015
description
Meningkatnya populasi manusia di bumi mengakibatkan kebutuhan akan energi semakin
meningkat pula. Bahan bakar minyak bumi adalah salah satu sumber energi utama yang
banyak digunakan berbagai negara di dunia pada saat ini. Kebutuhan bahan bakar ini selalu
meningkat, seiring dengan penggunaannya di bidang industri maupun transportasi. Setiap hari
jutaan barrel minyak mentah bernilai jutaan dolar dieksplotasi tanpa memikirkan bahwa
minyak tersebut merupakan hasil dari proses evolusi alam yang berlangsung selama ribuan
bahkan jutaan tahun yang lalu dan tidak bisa diperbaharui (unrenewable), sehingga untuk
memperoleh bahan bakar minyak bumi dalam waktu yang singkat tidak mungkin. Besarnya
kebutuhan akan minyak bumi yang tidak diimbangi ketersediaan kuantitasnya membuat harga
minyak sangat mahal. Dengan demikian manusia mulai mencari sumber-sumber energi
alternatif yang ketersediaan kuantitasnya tidak terbatas (dapat diperbaharui) dan ramah
lingkungan.
Dua buah laporan terbaru dari Congressional Research Services (CRS) pada tahun 1985 dan
2003 kepada Komisi Energi di Konggres Amerika Serikat, menyebutkan bahwa jika tingkat
penggunaan bahan bakar fosil masih terus seperti sekarang (tanpa peningkatan dalam
efisiensi produksi, penemuan cadangan baru, dan peralihan ke sumber-sumber energi
alternatif terbarukan), cadangan sumber energi bahan bakar fosil dunia khususnya minyak
bumi, diperkirakan hanya akan cukup untuk 10-15 tahun lagi (Alam Syah, A. N., 2006
Beberapa upaya penelitian telah dilakukan untuk memperoleh pengganti energy fosil (minyak
bumi), energi yang terbarukan, ramah lingkungan, yang ketersediaannya dapat diperoleh
dalam yang singkat seperti energi matahari, panas bumi, energi angin, arus laut. Meskipun
demikian, pemanfaatan energi yang
bersumber dari tenaga matahari, angin dan arus laut mengalami kesulitan dalam hal
penampungan (storage) khususnya untuk benda bergerak. Salah satu diantaranya adalah
pemanfaatan minyak nabati untuk menggantikan bahan bakar minyak, baik berupa bio-
ethanol sebagai pengganti premium maupun biodiesel sebagai pengganti minyak solar.
Saat ini dunia banyak mengkaji tentang sumber energi yang terbaharui yaitu lemak atau
minyak nabati ataupun hewani . Bahan ini ditransformasikan menjadi alkil metil ester asam
lemak atau yang disebut juga FAME (Fatty Acids Methyl Ester) menggunakan katalis NaOH
dan KOH. Secara umum telah banyak dikaji metode pembuatan metil ester asam lemak dari
kelapa sawit dengan proses transesterifikasi dengan katalis NaOH dan KOH. Penggunaan
katalis ini mempunyai kekurangan seperti sifat korosif yang tinggi dan katalis ini tidak
mungkin digunakan kembali sehingga dalam proses pembuatan metil ester ini NaOH dibuang
dalam bentuk larutan (Bangun, N., 2009).
Proses produksi biodiesel (BIOX) dikembangkan oleh Profesor David Boocock dari
Universitas Toronto, reaksi transesterifikasi dalam cosolvent dapat terjadi hasil yang tinggi.
Cosolvent yang dapat dipakai seperti tetrahidrofuran (THF) suatu eter siklik (Demirbas, A.,
2009). Metode transesterifikasi dengan katalis dapat dilakukan dengan basa, asam dan enzim,
katalis basa digunakan CaO dan MgO.
Sebagaimana basa alkali dengan metanol membentuk metoksida secara insitu, maka sifat ini
juga dapat terjadi pada golongan II A. Misalnya MgO dan CaO dapat juga menghasilkan
Mg(OCH3)2 dan Ca(OCH3)2. Pemakaian oksida ini sebagai katalis memberi keuntungan
dimana MgO dan CaO memiliki kelarutan yang kecil dalam air.
Jika dipakai CaO sebagai katalis maka akan terbentuk reaksi:
Tanpa menghasilkan air. Keuntungan ini mendorong peneliti untuk menggunakan oksida
golongan II A sebagai katalis dalam reaksi transesterifikasi.
Penggunaan CaO sebagai katalis telah banyak dilaporkan. Suppes telah menggunakan CaO
sebagai katalis heterogen dalam reaksi alkoholisis untuk menghasilkan monogliserida pada
temperatur 200–220 oC dengan lama reaksi 1–4 jam (Suppes, G. J., 2001).
Zhu meneliti reaksi transesterifikasi minyak curcas jatropha menggunakan CaO sebagai
katalis. Tapi, katalis tersebut harus diperlakukan dalam larutan amonium karbonat dan
terkalsinasi pada temperatur tinggi menghasilkan yield metil ester 93%. Penggunaan CaO
sebagai katalis basa padat mempunyai banyak keuntungan, seperti tingginya aktivitas, kondisi
reaksi yang ringan, masa hidup katalis yang panjang dan biaya katalis yang rendah.
Sebagaimana diketahui bahan bakar dari fosil terbatas sedangkan permintaan terhadap energi
meningkat, maka riset untuk bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui. terus meningkat.
Biodiesel, sebagai satu minyak diesel alternatif, terdiri dari rantai panjang ester asam lemak
(FAME) yang diturunkan dari minyak nabati lemak hewan, ini menjadi lebih menarik oleh
karena manfaatnya dalam lingkungan dan fakta bahwa itu dibuat dari sumber yang dapat
diperbaharui. Mengingat biodegradabilitasnya dan tidak beracun, produksi biodiesel dianggap
menguntungkan juga menurunkan penurunan emisi CO, SOx, hidrokarbon dan materi
partikulat tidak dibakar selama proses pembakaran. Biodiesel disintesis dari transesterifikasi
langsung minyak nabati, di mana trigliserida bereaksi dengan alkohol rantai yang pendek
dengan adanya katalisator. Reaksi transesterifikasi dapat digambarkani sebagai berikut:
Biodiesel komersil dihasilkan dari sumber dapat diperbaharui yang termasuk minyak rapa
dan minyak kedelai, yang yang terdiri atas C14–C20 trigliserida asam lemak. Trigliserida-
trigliserida ini dikonversi (diubah) menjadi alkil ester dan gliserol oleh reaksi transesterifikasi
dengan alkohol rantai pendek, pada umumnya metanol. Transesterifikasi minyak nabati
dengan metanol dapat dilakukan dengan katalis asam atau basa.
Normalnya, kebanyakan biodiesel disediakan dengan menggunakan katalis basa homogen,
seperti kalium hidroksida, natrium hidroksida, seperti juga alkoksi kalium dan sodium.
Meskipun demikian katalis asam asam cocok jika minyak nabati mempunyai kandungan
asam lemak bebas yang tinggi dan lebih banyak air, waktu untuk bereaksi itu sangat lama
(48–96 jam ) bahkan pada titik didih alkohol, dan perbandingan molar yang antara
metanol/minyak (30– 150:1). katalisis basa lebih disukai dibanding katalis asam yang
menggunakan asam sulfonat atau hidroklorik asam, karena bersifat korosif dan aktivitas yang
lebih rendah. Secara industri, hidroksida-hidroksida sodium atau kalium adalah biasanya
yang terpilih sebagai katalis karena relatif murah dan juga sangat aktif tetapi agak sulit untuk
menghilangkan dan memisahkan katalis dengan produk. Oleh karena itu perlu dikembangkan
katalis heterogen.
Hasil Studi Beberapa Peneliti Tentang Katalis Yang Digunakan Ramalinga et al. Melaporkan
bahwa yodium dapat mengkatalisasi transesterifikasi minyak nabati dengan metanol di bawah
temperatur yang rendah. Haitao dan Wenlei Xie (2007) melakukan studi penggunaan katalis
logam/I2, terutama Zn/I2, ternyata didapat hasil bahwa Zn/I2 mengkatalisasi transesterifikasi
dari minyak kedelai dengan metanol secara efisien pada suhu rendah. Keuntungan metoda
iini adalah: operasinya sederhana, suhu operasi yang digunakan rendah dan konversinya
tinggi. Banyak jenis-jenis dari katalis heterogen, seperti basa oksida logam alkali tanah
berbagai senyawa logam alkali mendukung alumina atau zeolit dapat mengkatalisasi reaksi
transesterifikasi. Urutan aktivitas antar katalis oksida alkali tanah seperti berikut BaO > SrO
> CaO >MgO. MgO mempunyai aktivitas rendah di dalam transesterifikasi minyak nabati
menjadi biodiesel. CaO menghasilkan suatu laju reaksi yang lambat dan diperlukan sekitar 2
jam untuk mencapai keadaan setimbangan. Peterson melaporkan CaO-MgO menghasilkan
aktivitas katalitis yang lebih tinggi dibanding serbuk CaO untuk mengubah bentuk minyak
rapa menjadi biodiesel, tetapi MgO menyebabkan pembentukan sabun di pada proses reaksi.
BaO tidak sesuai untuk proses ini karena ini berbahaya dan dapat dilarutkan oleh metanol
[21–24]. Untuk kebanyakan katalis alkali, unsur yang aktif akan dengan mudah berkarat
dengan metanol dan mereka memperlihatkan umur hidup katalisator pendek. SrO dapat
mempercepat banyak reaksi kimia, seperti pasangan oksidatif metana (gas), oksidasi selektif
sejenis metan, reaksi nitroaldol dan campuran reaksi tishchenko. Ini tidak larut di dalam
metanol, metil ester minyak nabati. Beberapa studi menggunakan SrO sebagai suatu
katalisator basa padat untuk menghasilkan biodiesel.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan SrO sempurna yang dipertunjukkan aktivitas dan
stabilitas katalitis karena sifat basa yang kuat dan memiliki waktu hidup katalisator yang
lama, dan karena tak larut larut di dalam metanol. Sebagai suatu katalisator basa yang padat,
SrO mengurangi biaya produksi biodiesel dan memiliki potensi untuk diterapkan yang pada
industri pada transesterifikasi dari minyak nabati menjadi biodiesel. (Xuejun Liu, Huayang
He, Yujun Wang dan Shenlin Zhu, 2007)