Ghostscript wrapper for D:Tugas Akhir Mahasiswa4....

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alpukat (Persea gratissima)

Tanaman alpukat merupakan tanaman buah berupa pohon dengan nama

alpuket (Jawa Barat), alpokat (Jawa Timur/Jawa Tengah), boah pokat, jamboo

pokat (Batak), advokat, jamboo mentega, jamboo pooan, pookat (Lampung) dan

lain-lain. Tanaman alpukat berasal dari dataran rendah/tinggi Amerika Tengah

dan diperkirakan masuk ke Indonesia pada abad ke-18. Secara resmi sekitar 1920-

1930 Indonesia telah memperkenalkan 20 varietas alpukat dari Amerika Tengah

dan Amerika Serikat untuk memperoleh varietas unggul dalam meningkatkan

kesehatan dan gizi masyarakat, khususnya di daerah dataran tinggi. (BAPPENAS

2000)

Varietas alpukat di Indonesia dibagi dalam 2 golongan yaitu varietas

unggul yang memiliki sifat-sifat seperti produksinya tinggi, toleran terhadap hama

dan penyakit, buah seragam berbentuk oval dan berukuran sedang, daging buah

berkualitas baik dan tidak berserat, berbiji kecil melekat pada rongga biji, serta

kulit buahnya licin. Pada tanggal 14 Januari 1987, Menteri Pertanian telah

menetapkan 2 varietas alpukat unggul di Indonesia, yaitu alpukat ijo panjang dan

ijo bundar. Sifat-sifat kedua varietas tersebut antara lain:

1. Tinggi pohon: alpukat ijo panjang 5-8 m, alpukat ijo bundar 6-8 m.

2. Bentuk daun: alpukat ijo panjang bulat panjang dengan tepi rata, alpukat

ijo bundar bulat panjang dengan tepi berombak.

3. Berbuah: alpukat ijo panjang terus-menerus, tergantung pada lokasi dan

kesuburan lahan, alpukat ijo bundar terus-menerus, tergantung pada lokasi

dan kesuburan lahan.

4. Berat buah: alpukat ijo panjang 0,3-0,5 kg, alpukat ijo bundar 0,3-0,4 kg

5. Bentuk buah: alpukat ijo panjang bentuk pear (pyriform), alpukat ijo

bundar lonjong (oblong).

Bab II Tinjauan Pustaka

Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Biji Alpukat (Persea gratissima) Menggunakan Katalis Heterogen Kalsium Oksida (CaO

6. Rasa buah: alpukat ijo panjang enak, gurih, agak lunak, alpukat ijo bundar

enak, gurih, agak kering.

7. Diameter buah: alpukat ijo panjang 6,5-10 cm (rata-rata 8 cm), alpukat ijo

bundar 7,5 cm.

8. Panjang buah: alpukat ijo panjang 11,5-18 cm (rata-rata 14 cm), alpukat

ijo bundar 9 cm.

9. Hasil: alpukat ijo panjang 40-80 kg /pohon/tahun (rata-rata 50 kg), alpukat

ijo bundar 20-60 kg/pohon/tahun (rata-rata 30 kg).

Pohon alpukat (Gambar 2.1) dapat hidup pada ketinggian 5-1500 meter

diatas permukaan laut dan tumbuh sangat subur pada 1000 meter diatas

permukaan laut. Iklim yang paling baik untuk proses penanaman dan

pertumbuhan alpukat memiliki kecepatan angin <62,4-73,6 km/jam untuk proses

penyerbukan, curah hujan minimum 750-1000 mm/tahun, intensitas 40-80 % dan

suhu optimum 12,8-28,3 °C. Untuk tanah atau media yang digunakan menanam

alpukat juga harus tanah yang gembur dengan sistem pengairan baik, subur dan

banyak mengandung bahan organik. Jenis tanah yang biasa digunakan adalah jenis

tanah lempung berpasir (sandy loam), lempung liat (clay loam) dan lempung

endapan (aluvial loam) dengan pH 5,6-6,4. (BAPPENAS 2000)

Tanaman alpukat berakar tunggang atau dikotil serta memiliki batang yang

berkayu, bulat warnanya coklat kotor banyak bercabang ranting berambut halus.

Tanaman alpukat ini berbentuk pohon yang tingginya 5-10 m. Daun tunggal

simetris, bertangkai yang panjangnya 1-1,5 cm, panjang daun 10-20 cm, lebar 3-

10 cm, daun muda warnanya kemerahan, daun tua warnanya hijau. (Yana, 2010)

Bunga alpukat berbentuk bintang, warnanya kuning kehijauan. Buahnya

buah buni, bentuk bola atau bulat telur, panjang 10-20 cm, warnanya hijau atau

hijau kekuningan, berbintik-bintik ungu atau ungu sama sekali, berbiji satu,

daging buah jika sudah masak lunak, warnanya hijau kekuningan. Berat buahnya

antara 0,3-0,4 kg. Kulit buah tebalnya 1 mm berwarna hijau tua saat matang.

Daging buah berwarna kuning kehijauan dengan tebal sekitar 1,5 cm. Biji bulat

seperti bola, diameter 2,5-5 cm, keping biji putih kemerahan. Setiap pohon dapat



Gambar 2.1 (i) Pohon Alpukat (ii) Bunga Alpukat (iii) Buah (iv) Daun (v) Inti Biji

(i)

(v)(iv)

(iii)(ii)



menghasilkan rata-rata 22 kg per tahun. Alpukat berkembang biak dengan cara

generatif dimana bunganya akan menjadi biji dan buah. Dengan biji alpukat akan

memperbanyak generasinya. (Yana, 2010)

Alpukat memiliki kandungan nutrisi dan lemak yang cukup tinggi, namun

lemak pada alpukat mirip dengan lemak minyak zaitun yang sangat sehat. Lemak

yang dikandung dalam alpukat adalah lemak tak jenuh yang berdampak positif

dalam tubuh. Berikut ini beberapa zat yang terkandung dalam alpukat yang

bermanfaat bagi tubuh kita:

1. Vitamin E dan vitamin A

Vitamin E dikenal sebagai vitamin yang berguna untuk menghaluskan

kulit. Campuran vitamin E dan vitamin A sangat berguna dalam perawatan

kulit. Kombinasi vitamin E dan vitamin A membuat kulit menjadi kenyal,

menghilangkan kerut, membuat kulit terlihat muda dan segar.

2. Potasium atau Kalium

Potasium (dikenal juga sebagai kalium) yang ada dalam alpukat dapat

mengurangi depresi, mencegah pengendapan cairan dalam tubuh dan dapat

menurunkan tekanan darah.

3. Lemak tak jenuh

Dalam alpukat terdapat lemak nabati tak jenuh yang tinggi. Lemak ini

dapat menurunkan kadar kolesterol darah (LDL), yang dapat mencegah

penyakit stroke, darah tinggi, kanker atau penyakit jantung. Lemak tak

jenuh pada alpukat juga mudah dicerna tubuh sehingga dapat memberikan

hasil maksimal pada tubuh serta mengandung zat anti bakteri dan anti

jamur.

4. Asam oleat

Asam oleat merupakan antioksidan yang sangat kuat yang dapat

menangkap radikal bebas dalam tubuh akibat polusi. Berdasarkan

kandungan lemaknya alpukat digunakan pada bahan pembuatan sabun dan

kosmetik.

http://kumpulan.info/sehat/artikel-kesehatan/48-artikel-kesehatan/83-tips-mengontrol-kolestrol.html

http://kumpulan.info/sehat/artikel-kesehatan/48-artikel-kesehatan/174-mengatasi-tekanan-darah-tinggi-atau-hipertensi.html

http://kumpulan.info/sehat/artikel-kesehatan/48-artikel-kesehatan/189-mengatasi-penyakit-jantung-dan-serangan-jantung.html



5. Vitamin B6

Vitamin ini berkhasiat untuk meredakan sindrom pra-haid atau pra-

menstruasi (PMS) yang umumnya diderita wanita setiap bulan.

6. Zat Besi dan Tembaga

Zat ini diperlukan dalam proses regenerasi darah sehingga mencegah

penyakit anemia.

7. Mineral Mangaan dan Seng

Unsur ini bermanfaat untuk meredakan tekanan darah tinggi, memantau

detak jantung dan menjaga fungsi saraf tetap terjaga.

8. Buah alpukat kaya akan serat.

Jika dipilah, kandungan nutrisi yang dikandung satu buah alpukat adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Kandungan Nutrisi Buah Alpukat

Nutrisi Jumlah (mg) Fosfor 95 Kalsium 23 Zat besi 1,4 Sodium 9 Potasium 1,3 Niacin 8,6 Vitamin A 660 Vitamin C 82

Sumber : Aris Taufik 2009

Selain kaya akan nutrisi buah alpukat juga memiliki banyak manfaat baik

dari daging buah ataupun bijinya. Manfaat buah alpukat yang terkandung dalam

biji buahnya antara lain untuk penyakit diabetes mellitus, maag. Tepung biji buah

alpukat dapat digunakan sebagai pengganti jagung dalam bahan pembuatan pakan

puyuh petelur, sebagai pewarna industri tekstil yang tidak mudah luntur, dan

sebagai pewarna warna coklat pada produk dari bahan kulit.

http://kumpulan.info/sehat/artikel-kesehatan/48-artikel-kesehatan/384-jenis-vitamin-b-yang-kaya-manfaat.html#vitamin-b6



2.2 Minyak Nabati

Minyak nabati adalah minyak yang diperoleh dari tumbuh-tumbuhan atau

tanaman yang mengandung biji, contohnya antara lain kelapa sawit, jarak, kedelai,

kacang tanah, alpukat dan lain sebagainya. Minyak dari biji tanaman tersebut

biasanya diperoleh dengan cara memeras bijinya atau melalui ekstraksi.

Pada Tabel 2.2 berikut ini ditunjukkan beberapa macam tanaman penghasil

minyak nabati serta produktifitasnya.

Tabel 2.2 Tanaman Penghasil Minyak Nabati Serta Produktivitasnya

Tanaman Perolehan [kg/ha] Perolehan [liter/ha] kedelai 375 446 jarak 1590 1892 bunga matahari 800 952 alpukat 2217 2638 kacang tanah 890 1059 sawit 5000 5950

Sumber : Sofia, 2006

Minyak nabati dapat dijadikan sebagai bahan bakar alternatif, yang

selanjutnya disebut bahan bakar nabati karena tersusun dari molekul-molekul

gliserida asam lemak. Melalui proses � proses pengolahan tertentu semua minyak

nabati dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar.

Salah satu proses pengolahan minyak nabati adalah proses

transesterifikasi. Pada proses ini minyak akan diolah menjadi biodiesel yang

kekentalannya mirip solar, berangka setana lebih tinggi dan relatif lebih stabil

terhadap perengkahan. Untuk menjadi bahan bakar mesin diesel (biodiesel)

terlebih dahulu minyak nabati memerlukan perlakuan berupa proses

transesterifikasi karena memiliki beberapa kelemahan yaitu:

1. Minyak nabati (trigliserida) berberat molekul besar, jauh lebih besar dari

biodiesel(metil ester). Akibatnya, minyak nabati relatif mudah mengalami

perengkahan (cracking) menjadi aneka molekul kecil jika terpanaskan

tanpa kontak dengan udara (oksigen).

2. Minyak nabati memiliki kekentalan (viskositas) yang jauh lebih besar dari

solar maupun biodiesel, sehingga pompa penginjeksi bahan bakar di dalam



mesin diesel tak mampu menghasilkan pengkabutan (atomization) yang

baik ketika minyak nabati disemprotkan ke dalam ruang pembakaran.

3. Molekul minyak nabati relatif lebih bercabang dibanding metil ester

(biodiesel). Akibatnya, angka setana minyak nabati lebih rendah daripada

angka setana biodiesel. Angka setana adalah tolok ukur kemudahan

menyala/terbakar dari suatu bahan bakar di dalam mesin diesel.

Minyak nabati dan biodiesel tergolong ke dalam kelas besar senyawa-

senyawa organik yang sama, yaitu kelas ester asam lemak. Akan tetapi, minyak

nabati adalah triester asam-asam lemak dengan gliserol atau trigliserida,

sedangkan biodiesel adalah monoester asam-asam lemak. (Setiawan, 2010)

Komposisi kimia minyak nabati terdiri dari 95% trigliserida asam lemak,

asam lemak bebas (FFA, Free Fatty Acid), monogliserida dan digliserida, serta

beberapa komponen-komponen lain seperti fosfogliserida, vitamin, mineral atau

sulfur.

Trigliserida adalah triester dari gliserol dengan asam-asam lemak.

Molekul-molekul trigliserida terdiri dari gliserol dan 3 cabang asam lemak dengan

rantai 18 karbon atau 16 karbon. Asam lemak ini merupakan ikatan tak jenuh

dengan satu atau lebih ikatan rangkap diantara atom karbonnya dan berwujud cair

pada suhu ruang. (Setiawan, 2010)

Asam lemak bebas (FFA) adalah asam lemak yang terpisahkan dari

trigliserida, digliserida, monogliserida, dan gliserin bebas. Keberadaannya dapat

disebabkan oleh pemanasan dan terdapatnya air sehingga terjadi hidrolisis.

Oksidasi juga dapat meningkatkan kadar asam lemak bebas dalam minyak nabati.

Dalam proses konversi trigliserida menjadi metil ester melalui

transesterifikasi dengan katalis basa, FFA harus dipisahkan atau dikonversi

menjadi alkil ester terlebih dahulu karena asam lemak bebas akan bereaksi dengan

katalis. Kandungan asam lemak bebas dalam biodiesel akan mengakibatkan

terbentuknya suasana asam yang dapat mengakibatkan korosi pada peralatan

injeksi bahan bakar, menyebabkan filter tersumbat dan terjadi sedimentasi pada

injektor. (Setiawan, 2010)



2.3 Minyak Biji Alpukat

Berdasarkan kandungan asam lemak bebasnya (FFA) minyak nabati

sebagai bahan baku pembuatan biodiesel dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis

yaitu:

1. Refined Oil: minyak nabati dengan kandungan FFA kurang dari 1,5%

2. Minyak nabati dengan kandungan FFA rendah kurang dari 4%

3. Minyak nabati dengan kandungan FFA tinggi lebih dari 20% (Kinast, J.A.,

2003)

Berdasarkan kadungan FFA dalam minyak nabati maka proses pembuatan

biodiesel dapat dibedakan atas dua bagian yaitu:

1. Transeseterifikasi dengan menggunakan katalis basa untuk refined oil atau

minyak nabati dengan kandungan FFA rendah.

2. Esterifikasi dengan katalis asam untuk minyak nabati dengan kandungan FFA

tinggi dilanjutkan dengan transesterifikasi menggunakan katalis basa.

Minyak biji alpukat adalah minyak nabati yang diperoleh dari biji buah

alpukat (Persea gratissima). Menurut Widioko (2009), disamping daging buahnya

biji alpukat juga bermanfaat karena selain kandungan proteinnya yang tinggi juga

kandungan minyaknya yang hampir sama dengan kedelai. Dari penelitiannya

diketahui bahwa rendemen minyak yang diperoleh melalui ekstraksi biji alpukat

menggunakan pelarut Iso Propil Alkohol dan heksana masing-masing sebesar

17,868% dan 18,689%.

Menurut Rachimoellah (2009), biji alpukat dapat dijadikan sebagai sumber

minyak nabati yang nantinya diolah untuk menghasilkan biodiesel melalui

transesterifikasi karena mengandung trigliserida dengan kandungan asam lemak

bebas (FFA) yang rendah yakni 0,367% - 0,82%, seperti yang tercantum pada

Tabel 2.3 berikut ini:



Tabel 2.3 Karakteristik Fisika Dan Kimia Minyak Biji Alpukat

Karakteristik Fisika dan Kimia Jumlah Satuan Spesific Gravity (25°C) 0,915 � 0,916 gr/cm3 Melting Point 10,50 °C Flash Point 245 °C Refractive Index 1,462 - Viscosity 0,357 poise FFA 0,367� 0,82 % Bilangan Saponifikasi 246,840 (mg KOH/g) Bilangan Iodin 42,664 (mg iodine/g) Bilangan Asam 5,200 (mg KOH/g) Bilangan Ester 241,640 - Bilangan Peroksida 3,3 (Meq Peroksida/1000 g

minyak) Bahan yang tak tersabunkan 15,250 %

Sumber : Rachimoellah, 2009: 3

Minyak biji alpukat tersusun oleh 10 asam lemak dengan kandungan asam

lemak terbesar adalah asam oleat (C18H34O2) sebesar 70,54%. Komposisi asam lemak

minyak biji alpukat selengkapnya dapat terlihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat

Asam Lemak % Rumus Molekul Jenis Asam Lemak Palmetic Acid C16 : 1 11,85 C16H32O2 Jenuh Palmitoleic Acid C16 : 1 3,98 C16H30O2 Jenuh Stearic Acid C18 : 0 0,87 C18H36O2 Tidak jenuh Oleic Acid C18 : 1 70,54 C18H34O2 Tidak jenuh Linoleic Acid C18 : 2 9,45 C18H32O2 Tidak jenuh Linolenic Acid C18 : 3 0,87 C18H30O2 Tidak jenuh Arachidic Acid C20 : 0 0,50 C20H40O2 - Eliosenoic Acid C20 : 1 0,39 - - Behenic Acid C22 : 0 0,61 C22H44O2 - Lignoceric Acid C24 : 0 0,34 - -

Sumber : Rachimoellah, 2009: 3



Beberapa penelitian mengenai minyak biji alpukat dapat dilihat pada Tabel

2.5.

Tabel 2.5 Penelitian Produksi Minyak Biji Alpukat

Peneliti,Tahun

Ekstraksi

Transesterifikasi

Produk Minyak

Produk Biodiesel

(wet washing)

Produk Biodiesel

(dry wahsing)

Standar Mutu

Biodiesel

Rachimoellah, 2009

� � � 82,71 84,56 �

Riska & Kartika, 2009

� � � 82,71 84,57 �

Widioko dkk, 2009

� - � - - -

Ulfiati & Totok, 2010

� � � - - �

Setiawan, 2010 � � � - - �

2.4 Transesterifikasi

Transesterifikasi biasa disebut dengan alkoholisis adalah tahap konversi

dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkil ester, melalui reaksi dengan

alkohol dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol-

alkohol monohidrik yang menjadi sumber gugus alkil, metanol adalah yang

paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi

sehingga disebut metanolisis. Sebagian besar didunia, biodiesel identik dengan

ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Methyl Ester, FAME). Reaksi

transesterifikasi trigliserida menjadi metil ester dapat dilihat pada Gambar 2.2

Sumber : (ITB dan PT Rekayasa Industri, 2007)

Gambar 2.2 Transesterifikasi dari Trigliserida Menjadi Ester Metil Asam-Asam Lemak

Transesterifikasi menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanya

katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat



(Mittelbach, 2004), katalis yang biasa digunakan adalah katalis basa yaitu NaOH

dan KOH.

Transesterifikasi terdiri dari tiga reaksi reversible yaitu molekul trigliserida

diubah secara bertahap menjadi digliserida, monogliserida dan gliserol. Pada

setiap tahap reaksi akan digunakan satu mol alkohol dan melepaskan satu mol

ester. Tahapan transesterifikasi dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Sumber : (ITB dan PT Rekayasa Industri, 2007)

Gambar 2.3 Tahapan Transesterifikasi

Produk yang diinginkan dari transesterifikasi adalah ester metil asam-asam

lemak. Terdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk yaitu:

a) Menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi

b) Memisahkan gliserol

c) Menurunkan suhu reaksi

Hasil dari transesterifikasi terpisah menjadi dua fasa, yaitu lapisan atas

biodiesel dan lapisan bawah gliserol. Untuk memisahkan kedua fasa tersebut

dilakukan dengan proses dekantasi (Mittelbach, 2004).

Pada intinya, tahapan transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel selalu

menginginkan agar didapatkan produk biodiesel dengan jumlah yang maksimum.

Beberapa kondisi reaksi yang mempengaruhi konversi serta perolehan biodiesel

melalui transesterifikasi adalah sebagai berikut (Freedman, 1984 dalam Andriana

dan Nelly, 2009:19) :

a) Pengaruh Air dan Asam Lemak Bebas

Minyak nabati yang akan ditransesterifikasi harus memiliki angka asam yang

lebih kecil dari 1. Banyak peneliti yang menyarankan agar kandungan asam

lemak bebas lebih kecil dari 0.5% (<0.5%). Selain itu, semua bahan yang

akan digunakan harus bebas dari air. Air menyebabkan pembentukan sabun



sehingga mengurangi efisiensi katalis. Adanya sabun meningkatkan

viskositas dan pembentukan gel sehingga mempersulit pemisahan gliserol

(Hambali, 2007). Katalis harus terhindar dari kontak dengan udara agar tidak

mengalami reaksi dengan uap air dan karbon dioksida.

b) Pengaruh Perbandingan Molar Alkohol dengan Minyak Nabati

Secara stoikiometri, jumlah alkohol yang dibutuhkan untuk reaksi adalah 3 mol

untuk setiap 1 mol trigliserida untuk memperoleh 3 mol alkil ester dan 1 mol

gliserol. Perbandingan butanol dan minyak kacang kedelai 30:1 untuk reaksi

menggunakan reaksi asam sedangkan dengan katalis basa hanya memerlukan

perbandingan 6:1 untuk mencapai persen perolehan ester yang sama pada

waktu reaksi yang diberikan (Freedman dkk, 1986). Liu dkk (2007) yang

menggunakan katalis heterogen basa yaitu CaO dengan bahan baku metanol

dan minyak kacang kedelai memperoleh persen perolehan ester 97% dengan

rasio molar 12:1.

Berdasarkan penelitian tersebut menunjukan bahwa rasio molar yang lebih

tinggi akan menghasilkan konversi ester yang lebih baik dengan waktu yang

lebih singkat. Freedman dkk (1984) mempelajari pengaruh rasio molar dari 1:1

sampai 6:1 dengan bahan baku minyak nabati. Minyak kacang kedelai, bunga

matahari, kacang tanah dan biji kapas menunjukkan kesamaan dengan

mencapai konversi tertinggi (93-98%) pada rasio molar 6:1. Tanaka dkk (1981)

menyatakan transesterifikasi minyak dan lemak seperti minyak kelapa dan

kelapa sawit digunakan rasio molar 6:1 sampai 30:1 dengan katalis alkali

mencapai konversi 99,5%. Nilai perbandingan yang terbaik adalah 6:1 karena

dapat memberikan konversi yang maksimum.

c) Pengaruh Jenis Alkohol

Pada rasio mol 6:1, metanol akan memberikan perolehan ester yang tertinggi

dibandingkan dengan menggunakan etanol atau butanol.

d) Pengaruh Jenis Katalis

Katalis basa akan mempercepat transesterifikasi bila dibandingkan dengan

katalis asam (Freedman dkk, 1984). Namun jika trigliserida memiliki

kandungan asam lemak bebas lebih tinggi digunakan katalis asam (Sprules dan



Price, 1950 ; Freedman dkk, 1984). Katalis asam dapat berupa asam sulfat,

asam fosfor, HCl (asam organik sulfonik). Katalis basa yang paling populer

untuk transesterifikasi adalah sodium metoksida, NaOH, KOH, natrium

metoksida (NaOCH3), dan kalium metoksida (KOCH3). Sedangkan katalis

heterogen antara lain CaO, MgO dan CaCO3 (Bangun, N., 2008).

e) Metanolisis Crude dan Refined Minyak Nabati

Perolehan metil ester akan lebih tinggi jika menggunakan minyak nabati

refined (murni). Namun apabila produk metil ester akan digunakan sebagai

bahan bakar mesin diesel, cukup digunakan bahan baku berupa minyak yang

telah dihilangkan getahnya dan disaring.

Persyaratan mutu biodiesel Indonesia tercantum dalam SNI-04-7182-2006

yang terdapat pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6 Persyaratan Kualitas Biodiesel Menurut SNI-04-7182-2006

No Parameter Batas Nilai Metode Uji Metode Setara

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

18

Massa jenis pada suhu 40 ºC (kg/m3) Viskositas kinematik pada suhu 40 ºC mm2/s (cSt) Angka setana Titik nyala (mangkok tertutup), ºC Titik kabut, ºC Korosi bilah tembaga (3 jam, 50 ºC) Residu karbon

� dalam contoh asli � dalam 10 % ampas

distilasi Air dan sedimen, %-vol Suhu distilasi, 90 % (ºC) Abu surfaktan, %-b Belerang, ppm-b (mg/kg) Fosfor, ppm-b (mg/kg) Angka asam, mg-KOH/gr Gliserol bebas, %-b Gliserol total, %-b Kadar ester alkil, %-b Angka iodium, %-b (g-12/100g) Uji halphen

850-890 2,3-6,0 min. 51 min. 100 maks. 18 maks. No. 3 maks. 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05 maks. 0,05 maks. 360 maks. 0,02 maks, 100 maks. 10 maks.0,8 maks. 0,02 maks. 0,24 maks. 96,5 maks. 115 negatif

ASTM D 1298 ASTM D 445 ASTM D 613 ASTM D 93 ASTM D 2500 ASTM D 130 ASTM D 4530 ASTM D 2709 ASTM D 1160 ASTM D 874 ASTM D 5453 AOCS Ca 12-55 AOCS Ca 3-63 AOCS Ca 14-56 AOCS Ca 14-56 Dihitung *) AOCS Ca 1-25 AOCS Ca 1-25

ISO 3675 ISO 3104 ISO 5165 ISO 2710 - ISO 2160 ISO 10370 - - ISO 3987 prEN ISO 20884 FBI-AO5-03 FBI-AO1-03 FBI-AO2-03 FBI-AO2-03 FBI-AO3-03 FBI-AO4-03 FBI-AO6-03

*) berdasarkan angka penyabunan, angka asam, serta kadar gliserol total dan gliserol bebas; rumus perhitungan dicantumkan dalam FBI-A03-03 Sumber : (Forum Biodiesel Indonesia, 2006 dalam Andriana dan Nelly, 2009:14)



2.5 Metanol

Pada transesterifikasi, metanol berfungsi untuk memutus ikatan-akatan

molekul dari minyak nabati (trigliserida) secara reaksi kimia menjadi metil ester

dan gliserol. Metanol merupakan salah satu jenis alkanol (sering disebut alkohol).

Alkohol adalah salah satu homolog senyawa turunan alkana yang satu atom H-nya

diganti dengan gugus hidroksil atau gugus �OH sehingga mempunyai rumus

struktur R-OH. Metanol yang mempunyai rumus empiris CH3OH merupakan

senyawa turunan dari alkana yang mempunyai rumus empiris CH4.

Metanol sangat umum digunakan, dan telah dibuat oleh manusia selama

ribuan tahun. Pembuatannya sangat mudah dan murah karena bahan

pembuatannya melimpah. Metanol dihasilkan melalui proses fermentasi atau

peragian bahan makanan yang mengandung pati atau karbohidrat, seperti beras

dan umbi. Metanol yang dihasilkan dari proses fermentasi biasanya berkadar

rendah. Untuk mendapatkan metanol dengan kadar yang lebih tinggi diperlukan

proses pemurnian melalui penyulingan atau distilasi. Untuk jenis metanol bagi

keperluan industri dalam skala lebih besar dihasilkan dari fermentasi tetes, yaitu

hasil samping dari industri gula tebu.

Metanol memiliki sifat mudah terbakar dan mempunyai energi

pembakaran yang tinggi yaitu 419 kJ per mol O2, sedikit lebih besar dari energi

yang dilepaskan oleh bahan bakar fosil. Selain itu, metanol mempunyai massa

molar 32,04 g/mol, densitas 0,7918 g/cm3 dalam fase liquid, melting point -97 °C

(176 K), boiling point 64,7 °C (337,8 K), viskositas 0,59 mPa.s pada 20 °C dan

titik nyala (flash piont) 11 °C. (Setiawan, 2010)

2.6 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat suatu laju reaksi dan menurunkan

energi aktivasi. Pada saat suatu reaksi telah selesai akan diperoleh massa katalis

yang sama seperti pada awal ditambahkan. Katalis digolongkan menjadi 2 jenis

menurut fasanya yaitu:

� Katalis Homogen adalah katalis yang wujudnya sama dengan wujud



reaktannya. Dalam reaksi kimia, katalis homogen berfungsi sebagai zat

perantara (fasilitator). Penggunaan katalis ini mempunyai kekurangan seperti

sifat korosif yang tinggi dan tidak dapat digunakan kembali (reused). Dalam

proses pembuatan metil ester (biodiesel), katalis ini dibuang dalam bentuk

larutan sehingga dapat mengganggu lingkungan.

� Katalis Heterogen adalah katalis yang wujudnya berbeda dengan wujud

reaktannya. Reaksi zat-zat yang melibatkan katalis jenis ini, berlangsung pada

permukaan katalis tersebut. Beberapa jenis katalis heterogen antara lain CaO,

MgO dan CaCO3 (Bangun, N., 2008). Kalsium oksida (CaO) merupakan

katalis oksida logam yang paling banyak digunakan untuk produksi biodiesel,

karena selain harganya lebih murah, toksisitasnya rendah dan mudah diperoleh

dibandingkan dengan katalis heterogen lainnya. Kalsium oksida (CaO)

mempunyai kekuatan basa yang cukup tinggi dan dampak terhadap

lingkungan sangat kecil karena kelarutannya dalam metanol sangat rendah

(Refaat, 2011 dalam Dwi dan Rizky, 2011: 19).

Berikut ini beberapa penelitian pembuatan biodiesel menggunakan katalis

heterogen.

Tabel 2.7 Pembuatan Biodiesel Menggunakan Katalis Heterogen

Peneliti, Tahun Jenis Minyak Jenis Katalis

Perbandingan minyak

&Alkohol (mol:mol)

Produk Biodiesel

(%)

Liu dkk, 1981 Minyak Kacang Kedelai CaO 1 : 12 97 Suppes et al, 2001 Minyak Kacang Kedelai CaCO3 1 : 19 95 Leclercq et al., 2001 Zhu et al, 2006 Demirbas, 2007 Granados, 2007

Minyak Lobak Minyak Jatropha

Minyak Bunga Matahari Minyak Bunga Matahari

Ba(OH)2

CaO CaO CaO

1 : 6 1 : 9 1 : 41 1 : 13

96 93

98,9 94

Citra & Lidya, 2008 Minyak Kelapa Sawit CaO 1 : 12 100 Andreas & Iyan 2009 Minyak Kelapa Sawit Dolomit 1 : 12 96,98 Dwi & Rizky 2011 Minyak Kemiri Sunan CaO 1:6 40,26



Transesterifikasi dengan menggunakan katalis heterogen (CaO) dapat dilihat

pada Gambar 2.4.

Sumber : (Hue, L., 2007)

Gambar 2.4 Transesterifikasi dengan Katalis Heterogen (CaO)

Langkah awal reaksi adalah proton dari metanol berikatan dengan katalis

CaO membentuk ion metoksida. Ion metoksida menyerang karbonil karbon pada

molekul trigliserida yang mengawali pembentukan alkoksi karbonil intermediet.

Selanjutnya alkoksi karbonil intermediet dibagi menjadi dua molekul yaitu FAME

dan anion dari digliserida. Anion dari digliserida berikatan dengan ion H+

membentuk digliserida dan pembentukan kembali CaO. Proses ini mengalami

perulangan, digliserida menjadi monogliserida dan akhirnya gliserol (Citra dan

Lidya, 2008).



2.7 Kalsium Oksida (CaO)

Kalsium oksida disebut kapur atau kapur tohor (quicklime). CaO

berbentuk padatan bewarna putih dan bersifat basa. Pada produk komersial kapur

juga mengandung Mg(OH)2, SiO2, Al2O3 dan Fe2O3.

Pada pembuatan biodiesel, CaO berperan sebagai katalis heterogen padat.

Hal ini akan memudahkan pemisahan katalis dari produk (biodiesel). Namun

demikian CaO dapat larut dalam air dan gliserol (MSDS CaO) sehingga

memungkinkan adanya kandungan CaO pada gliserol (produk samping dari

transesterifikasi biodiesel).

Liu dkk (2007) menyebutkan bahwa bahwa CaO dapat mengkatalisis

transesterifikasi antara minyak kacang kedelai dan metanol selama 3 jam dengan

konversi 97%. CaO tersebut dapat digunakan kembali untuk 20 kali reaksi. CaO

juga dapat mengkatalis transesterifikasi antara minyak kelapa sawit dan metanol

dengan persen perolehan 100% selama 3 jam pada suhu 60ºC. Perbandingan mol

antara minyak kelapa sawit dengan metanol adalah 1:12.

Transesterifikasi dengan katalis heterogen merupakan reaksi yang sangat

kompleks karena menghasilkan sistem tiga fasa yang terdiri dari satu fasa padat

(katalis heterogen) dan dua fasa cair yang tidak saling campur (immiscible) yaitu

minyak dan metanol. Secara bersamaan terdapat pula reaksi samping seperti

saponifikasi dari gliserida dan metil ester serta netralisasi asam lemak bebas oleh

katalis(Refaat, 2011 dalam Dwi dan Rizky, 2011: 22).

Sumber : (Refaat, 2011 dalam Dwi dan Rizky, 2011: 22 )

Gambar 2.5 Struktur Permukaan Oksida Logam



Efisiensi katalis heterogen bergantung pada beberapa hal seperti luas

permukaan, ukuran pori, volume pori dan konsentrasi sisi aktif katalis. Struktur

oksida logam terdiri dari ion logam positif (kation, asam Lewis) yang berperan

sebagai akseptor elektron dan ion logam negatif (anion, basa Bronsted) yang

berperan sebagai proton akseptor. Kondisi ini dapat digunakan untuk proses

adsorpsi. Dalam metanolisis minyak, ion-ion logam tersebut merupakan sisi-sisi

adsorptif (adsorptive sites) untuk metanol, dimana ikatan OH- akan terbagi

menjadi anion metoksida dan kation hidrogen (Gambar 2.5). Selanjutnya anion

metoksida akan bereaksi dengan trigliserida untuk menghasilkan metil ester. Liu

dkk (2008) menyebutkan bahwa adanya sejumlah kecil air akan meningkatkan

aktivitas katalitik CaO dan perolehan biodiesel. Dengan adanya air, O2- pada

permukaan katalis akan mengekstrak H+ dari molekul air untuk membentuk OH-

yang selanjutnya akan mengekstrak H+ dari metanol untuk membentuk anion

metoksida. Dalam hal ini ion tersebut merupakan katalis dari transesterifikasi

(Refaat, 2011 dalam Dwi dan Rizky, 2011: 23).

2.8 Sifat � Sifat Penting dari Biodiesel

2.8.1 Massa Jenis ( Densitas )

Massa jenis adalah perbandingan berat dari suatu volume sampel. Pada

umumnya biodiesel mempunyai massa jenis yang lebih tinggi dari diesel biasa.

FAME (Fatty Acids Methyl Ester) mempunyai massa jenis (15ºC) 860-900

kg/m3, sedangkan fosil diesel sekitar 840-845 kg/m3. Perbedaan ini

mempengaruhi nilai kalor maupun titik nyalanya. Karakteristik metil ester

tergantung pada komposisi kemurnian asam lemaknya, dalam hal ini massa jenis

akan meningkat dengan berkurangnya panjang rantai dari asam lemak, tetapi

jumlah ikatan rangkap meningkat. Namun demikian densitas akan berkurang

dengan adanya kontaminan seperti metanol (Mittelbach and Koncar, 2004).

2.8.2 Viskositas Kinematik

Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa

kapiler terhadap gaya gravitasi. Biasanya dinyatakan dalam waktu yang



diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Salah satu kelemahan dari minyak

nabati untuk pembuatan biodiesel adalah viskositas kinematiknya yang cukup

tinggi dibandingkan dengan diesel yang dibuat dari fosil. Hal ini akan

menyebabkan masalah yang cukup serius, karena proses atomisasinya rendah

sehingga pembakaran kurang sempurna. Viskositas minyak nabati yang tinggi

dapat diturunkan melalui transesterifikasi. Nilai viskositas berhubungan erat

dengan komposisi asam lemak yang ada pada biodiesel. Viskositas akan naik

dengan bertambahnya panjang rantai dan jumlah kandungan alkohol. Hal ini dapat

dilihat dari biodiesel yang kandungannya etil ester mempunyai viskositas yang

lebih tinggi daripada yang mengandung metil ester. Viskositas juga merupakan

indikator dari lamanya penyimpanan minyak disebabkan adanya polimerisasi dari

reaksi enzimatik (degradasi oksidatif) (Mittelbach and Koncar, 2004).

2.8.3 Heating Value

Heating value adalah banyaknya energi yang dilepaskan saat bahan bakar

dapat dibakar sempurna. Terdapat dua jenis heating value yaitu high heating value

(HHV) dan low heating value (LHV). High heating value (HHV) ditentukan

ketika semua produk hasil pembakaran dikondensasikan. Sedangkan low heating

value (LHV) ditentukan ketika semua produk hasil pembakaran dapat membentuk

fasa uap. Alat yang digunakan untuk pengukuran heating value yaitu bom

kalorimeter (Handri dan Nurjuwita, 2008:13).

2.8.4 Titik Nyala

Titik nyala adalah titik terendah yang menyebabkan bahan bakar dapat

menyala. Penetapan titik nyala ini berkaitan dengan keamanan dalam

penyimpanan dan penanganan bahan bakar (Prihandana, 2006 dalam Handri dan

Nurjuwita, 2008).

2.8.5 Kadar Air

Kadar air yang tinggi dalam biodiesel disebabkan oleh proses

transesterifikasi dan pencucian produk yang belum sempurna. Besarnya nilai



kadar air dalam biodiesel menyebabkan terjadinya reaksi hidrolisis. Reaksi

hidrolisis ini dapat menyebabkan terkonversinya metil ester menjadi asam lemak

bebas, sehingga meningkatkan nilai FFA yang kemudian berakibat terjadinya

korosi pada mesin. Nilai kadar air pada biodiesel berpengaruh pula pada daya

tahan terhadap proses hidrolisis secara biologis (Andriana dan Nelly, 2010:31).

2.8.6 Angka Asam

Angka asam adalah ukuran dari jumlah asam lemak bebas serta dihitung

berdasarkan berat molekul dari asam lemak atau campuran asam lemak. Angka

asam dinyatakan sebagai jumlah milligram KOH 0,1 N yang digunakan untuk

menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau lemak

(Dwi dan Rizky, 2011: 24).

Ghostscript wrapper for D:Tugas Akhir Mahasiswa4....

Documents

Transcript of Ghostscript wrapper for D:Tugas Akhir Mahasiswa4....