Pembuatan Biolubricant Dari Minyak Jelantah

8/10/2019 Pembuatan Biolubricant Dari Minyak Jelantah

1/15


2/15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Biolubricant adalah pelumas yang secara cepat dapat terdegradasi (biodegradable) dan

tidak beracun (nontoxic) bagi manusia dan lingkungan. Pelumas bio dikembangkan dari bahan

dasar berupa lemak hewan, minyak tumbuh-tumbuhanan, ataupun ester sintetis. Pelumas

berbahan dasar minyak tumbuhan bersifat biodegradable dan nontoxic, juga bersifat dapat

diperbaharui (renewable).

Masalah utama dari pebuatan biolubricant adalah proses pembuatannya yang mahal,

yang disebabkan harga dari bahan dasar yang lebih mahal dari pada mineral lubricant, seperti

minyak sayur, minyak sawit dan lainnya. Oleh karena itu makalah ini membahas pembuatan

biolubricant dari minyak jelantah (Waste Cooking Oil) yang dapat menghemat dari biaya

produksi 30-60% dari biolubricant lainnya. Selain itu konsumsi minyak Indonesia mencapai

4,8 juta ton pertahun (Kemendag, 2012), sedangkan di kota Medan sebesar 127.596 ton

pertahunya. Oleh kerena itu produksi biolubricant dari minyak jelanta di Indonesia dan

khususnya di Medan sangat memungkinkan untuk dikembangkan.

1.2 Tujuan

Makalah ini bertujuan untuk memberikan informasi mengenai bahan baku, proses dan

alat pembuatan biolubrcant dari minyak jelantah.


3/15

BAB II

TEORI DASAR

1. Waste Cooking Oil (WCO)

Minyak goreng berulang kali atau yang lebih dikenal dengan minyak jelantah adalah

minyak limbah yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung,

minyak sayur, minyak samin dan sebagainya, minyak ini merupakan minyak bekas pemakaian

kebutuhan rumah tangga umumnya, dapat di gunakan kembali untuk keperluaran kuliner, akan

tetapi bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa

yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses penggorengan.

Dan bila dilihat dari segi bahaya penggunaanya, menurut penelitian yang dilakukan oleh

Artika tahun 2009 menyebutkan bahwa minyak goreng berulang kali supaya tidak digunakan

lebih dari 2 kali. Hal ini berkaitan dengan peningkatan kandungan asam lemak trans yang mulai

mengalami peningkatan pada saat penggunaan yang kedua.

Tanda awal dari kerusakan minyak goreng adalah terbentuknya akrolein pada minyak

goreng. Akrolein ini menyebabkan rasa gatal pada tenggorokan pada saat mengkonsumsi

makanan yang digoreng menggunakan minyak goreng berulang kali. Akrolein terbentuk dari

hidrasi gliserol yang membentuk aldehida tidak jenuh atau akrolein.

Menurut Ketaren yang dikutip dari Ayu (2009) tingginya kandungan asam lemak tak jenuh

menyebabkan minyak mudah rusak oleh proses penggorengan (deep frying), karena selama

proses menggoreng minyak akan dipanaskan secara terus menerus pada suhu tinggi serta

terjadinya kontak dengan oksigen dari udara luar yang memudahkan terjadinya reaksi oksidasi

pada minyak


4/15

Hal ini juga di perjelas melalui penelitian yang dilakukan oleh Ayu (2009) tentang

pengaruh suhu dan lama proses menggoreng (deep frying) terhadap pembentukan asam lemak

trans. Asam lemak trans (elaidat) baru terbentuk setelah proses menggoreng (deep frying) setelah

penggulangan ke-2, dan kadarnya akan semakin meningkat sejalan dengan penggunaan minyak

(Fransiska, 2010).

2. Biolubrcant

Definisi pelumas bio atau sering disebut biolubricant adalah pelumas yang secara cepat

dapat terdegradasi (biodegradable) dan tidak beracun (nontoxic) bagi manusia dan lingkungan.

Pelumas bio dikembangkan dari bahan dasar berupa lemak hewan, minyak tumbuh-

tumbuhanan, ataupun ester sintetis. Pelumas berbahan dasar minyak tumbuhan bersifat

biodegradable dan nontoxic, juga bersifat dapat diperbaharui (renewable).

Selain tidak beracun dan mudah terurai, Pelumas bio memiliki beberapa keunggulan yang

lain dibandingkan pelumas mineral dan pelumas sintetis, yaitu :

1. Memiliki sifat pelumasan yang lebih baik karena struktur molekulnya lebih polar

sehingga lebih menempel pada permukaan;

2. Melindungi permukaan dengan baik walaupun pada tekanan tinggi;

3. Memiliki flash point yang tinggi sehingga lebih aman digunakan;

4. Indeks viskositas yang tinggi : viskositasnya tidak terlalu berubah banyak seperti

pelumas mineral terhadap perubahan temperatur;

5. Memiliki volatilitas yang rendah sehingga tidak mudah menguap.

Dewasa ini, terjadi peningkatan tuntutan pelumas yang cocok digunakan sehingga tidak

mencemari lingkungan apabila terjadi kontak dengan air, makanan ataupun manusia. Pelumas

bio memenuhi syarat-syarat tersebut karena pelumas bio terurai di dalam tanah lebih dari 90%

(biodegradable) sehingga tidak menyebakan polutan bagi lingkungan, tidak seperti pelumas

mineral dan sintesis maksimal terurai hanya 40% yang menyebakan perlunya penanganan lebih

lanjut, selain itu juga pelumas bio tidak beracun (nontoxic) karena berasal dari minyak

tumbuhan (Kuweir, 2010).


5/15

3. Bahan Baku

Adapun bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan biolubricant adalah:

1. Minyak Goreng Bekas (Waste Cooking Oil)

Jelantah adalah sebutan untuk minyak goreng yang telah berulangkali digunakan.

Selain penampakannya yang tidak menarik, coklat kehitaman, bau tengik, jelantah sangat

mempunyai potensi yang besar dalam membahayakan kesehatan tubuh. Jelantah mengandung

berbagai radikal bebas, yang setiap saat siap untuk mengoksidasi organ tubuh secara perlahan.

Jelantah kaya akan asam lemak bebas. Terlalu sering mengkonsumsi minyak jelantah dapat

menyebabkan potensi kanker meningkat. Menurut para ahli kesehatan, minyak goreng hanya

boleh digunakan dua sampai empat kali menggoreng.

Meskipun informasi tentang bahaya minyak jelantah sudah cukup banyak, sayangnya,tetap saja banyak masyarakat yang masih menggunakannya untuk memasak, dengan berbagai

alasan diantaranya harga minyak mahal. Masyarakat Indonesia termasuk masyarakat yang

sangat suka segala sesuatu yang digoreng. Hal ini terlihat, jajanan gorengan begitu menjamur

mulai dari kaki lima sampai bintang lima.

Dalam suhu >160oC, asam lemak tidak jenuh akan mengalami oksidasi, dan

kemungkinan akan terjadinya disposisi bentuk geometri asam lemak tidak jenuh (ikatan

rangkap) yang tadinya berbentuk sis akan menjadi trans. Menurut hasil penelitian Minyak trans

sangat tidak baik untuk kesehatan tubuh. Sejak tahu 90 an, di Amerika setiap minyak goreng

harus mencantumkan label bebas minyak trans. Dengan demikian asam lemak tidak jenuh yang

tadinya bermanfaat untuk kesehatan tubuh, karena penanganan tidak baik malah dapat

menyebabkan kemadharatan (kerugian) (UPI, 2012).

2. Kalium Hidroksida (KOH)

Sifat Fisika :

Berat Molekul = 56,11 g/mol

Spesifik Gravity = 2,044

Titik leleh = 380 oC

Titik Didih = 1384 C

Sifat Kimia :

Bersifat Higroskopik (Menyerap Kelembaban dari udara)

Bersifat basa (pH = 13)

Merupakan padatan yang bersifat korosif


6/15

Sangat larut dalam air dan melepaskan panas ketika dilarutkan

(Sciencelab, 2013).

3. Trimethylolpropane

Sifat Fisika :


Densitas uap = 4,63

Titik leleh = 59 oC

Titik Didih = 285 C

Sifat Kimia :

Tidak dapat dipolimerisasi

Bersifat asam (pH = 5,6)

Dapat mengakibatkan iritasi pada kulit

Senyawa yang bersifat stabil

(Oxea, 2007).

4. Zirconium (IV) Sulfate Hydrate

Sifat Fisika :


Rumus Kimia = Zr(SO4)2.xH2O

Warna = Putih

Bentuk = Kristal

Sifat Kimia :

Kemurniannya 99,99 % berdasarkan Trace Metal Analysis

Terdiri dari 24 % - 26 % Zr

X-ray Diffraction sesuai dengan strukturnya

Dalam Kemurnian 99,99 %, kandungannya


7/15

5. Alumina

Sifat Fisika :


Spesifik Gravity = 4

Titik leleh = 2072 oC

Titik Didih = 2980 C

Sifat Kimia :

Tidak dapat dipolimerisasi

Tidak bersifat korosif

Dapat mengakibatkan iritasi pada kulit


(Sciencelab, 2013).

6. Alpha-tocopherol

Sifat Fisika :



Titik leleh = 2,5

3,5 C Flash point = 210 C

Sifat Kimia :

Tidak dapat larut dalam air

Tidak bersifat korosif

Dapat mengakibatkan iritasi dan keracunan jika terhirup dalam fasa gas


(USP, 2013).

7. Butylated hydroxyanisole

Sifat Fisika :

Titik didih = 507,2- 518 oF


Titik leleh = 118,4- 131F

Flash point = 312,8

F

Sifat Kimia :


8/15


9/15

BAB III

DESKRIPSI PROSES

3.1 Proses Pebuatan Bio-Lubricant

Proses pembuatan bio-lubricant dapat dibagi menjadi 3 tahap proses, yaitu:

1. Persiapan Pebuatan Fatty Acid Methyl Ester (FAME) dari Waste Cooking Oil (WCO)

Proses pembuatan FAME dari WCO terbagi atas dua tahap, yaitu esterifikasi asam

karboksilat pada minyak jelantah menggunakan katalis berupa SZA (42/2 23)

yang bertujuan untuk mengurangi kadar FFA pada minyak jelantah sampai berkadar kecil

dari 1. Reaksi berlangsung pada suhu 80C dan tekanan 1 atm (Aziz, 2010). Reaksi sebagai

berikut:

Gambar 3.1. Reaksi Esterifikasi

(Aziz, 2010)

Setelah reaksi selesai berlangsung dilakukan penyaringan SZA yang bersifat B3.

Selanjutnya hasil esterifikasi tersebut ditransesterifiksi dengan methanol menggunakan katalis

potassium hydroxide sehingga terbentuk fatty acid methyl ester (FAME). Kemudia residu dari

pembuatan FAME berupa gliserol dan sabun dibuang menggunakan rotary evaporator dan

dicuci dengan air panas (80 C). Selanjutnya FAME dimurnikan dengan cara dipanaskan

hingga air dalam FAME menguap (Wang, 2014). Reaksi sebagai berikut:

Gambar 3.2 Reaksi Transesterifikasi

(Rachmaniah, 2013)

2. Reaksi Transesterifikasi Trimethylolpropane dengan FAME

Pada proses ini FAME hasil proses sembelunya ditransesterifikasikan dengan

Trimethylolpropane hingga menghasilkan Trimethylolpropane fatty acid trimester (TFATE)

SZA


10/15

yang digunakan sebagai biolubricant, dengan suhu reaksi 128 C dan tekanan vakum (2000

Pa). Prosedur pembuatanya dengan cara memasukan TMP kedalam reactor lalu dimasukan

katalis lalu dibiarkan bereaksi sampai rentang 30-40 menit dan ditambahkan FAME pada

tekanan yang konstan. Lalu hasil reaksi dicuci dengan air panas (80C) dan dipisahkan dengan

residu meggunakan rotational evaporator (Wang, 2014). Reaksinya sebagai berikut:

+

Gambar 3.2 Reaksi Pembuatan Trimethylolpropane fatty acid trimester

(Wang, 2014)

3.

Pemurnian Trimethylolpropane Fatty Acid Trimester (TFATE)Setelah residu yang terlarut dalam air diatas terlah terbuang. Selanjutnya proses

pemisahan TFATE dengan TMP yang merupakan reaktan dan bukan merupakan bio-lubricant.

Pemisahan ini menggunakan Molekular Distillation (MD) sebagai pemisahnya, pada suhu 110-

140 C dan tekanan 1.0 Pa (Wang, 2014).

3.2 Skema Proses Pebuatan Bio-Lubricant

Gambar 3.4 Flowsheet Proses Pembuatan Bio-Lubricant dari Minyak Jelantah


11/15

3.2 Spesifikasi Alat:

Filter

Filter pada bagian ini bertujuan untuk memisahkan kotoran pada minyak jelantah, yang

berupa sisa sisa penggorengan yang dapat mengganggu kerja proses berikutnya. Filter yang

digunakan adaah filter dengan ukuran 65-70 mesh. Filter ampas digunakan untuk memisahkan

zat padat yang kuantitasnya besar dalam bentuk ampas atau kristal ataupun Lumpur. Biasanya

filter ini diperlengkapi untuk pencucian zat padat dan untuk mengeluarkan sebanyak-

banyaknya sisa zat cair dari zat padat itu sebelum zat padat itu dikeluarkan dari filter. Medium

filter pada filter ini relatif lebih tipis dibandingkan dengan yang digunakan dalam medium filter

Klarifikasi. Pada awal filtrasi sebagian partikel padat masuk ke dalam pori medium dan tidak

dapat bergerak lagi, tetapi segera setelah itu bahan itu terkumpul pada permukaan septum.

Setelah periode pendahuluan yang berlangsung beberapa saat itu, zat padat itulah yang

melakukan filtrasi, bukan septum lagi. Ampas itu terlihat mengumpul sampai ketebalan tertentu

pada permukaan itu dan harus sewaktu-waktu dikeluarkan.

Reaktor I

Reaktor I ini adalah merupakan tepat terjadinya rekasi Esterifikasi. Yang bertujuan

untuk mengurani kadar FFA pada minyak jelantah untuk diproses pada proses transesterifikasi.

Reactor ini memiliki spesifikasi: suhu operasi > 80 C, tekanan 1-2 atm, memiliki pengaduk.

Filter

Filtrasi pada tahap ini berguna untuk menghilangkan katalis Alumina (SZA) pada saat

proses esterifikasi yang bersifat racun, dan dapat di gunakan pada proses esterifikasi kembali.

Filter yang digunkan gunakan berukuran 100-120 mesh.

Reaktor II

Reactor pada tahap ini terjadi reaksi transesterifikasi menggunakan katalis yang

bersifat asam. Jadi reactor ini harus bersifat tahan asam dan suhu operasi 100 C, reactor ini

juga dilengkapi sprayer agar larutan dapat terdistribusi dengan baik.

Rotary Evaporator

Rotary evaporator berguna unutk memisahkan residu dan katalis dengan FAME hasil

proses transesterfikasi. Rotary vakum evaporator merupakan suatu instrumen yang tergabung

antara beberapa instrumen, yang menggabung menjadi satu bagian, dan bagian ini dinamakan

rotary vakum evaporator. Rotary vakum evaporator adalah instrumen yang menggunakan

prinsip destilasi (pemisahan). Prinsip utama dalam instrumen ini terletak pada penurunan


12/15

tekanan pada labu alas bulat dan pemutaran labu alas bulat hingga berguna agar pelarut dapat

menguap lebih cepat dibawah titik didihnya. Instrumen ini lebih disukai, karena hasil yang

diperoleh sangatlah akurat. Bila dibandingkan dengan teknik pemisahan lainnya, misalnya

menggunakan teknik pemisahan biasa yang menggunakan metode penguapan menggunakan

oven. Maka bisa dikatakan bahwa instrumen ini akan jauh lebih unggul. Karena pada instrumen

ini memiliki suatu teknik yang berbeda dengan teknik pemisahan yang lainnya. Dan teknik

yang digunakan dalam rotary vakum evaporator ini bukan hanya terletak pada pemanasannya

tapi dengan menurunkan tekanan pada labu alas bulat dan memutar labu alas bulat dengan

kecepatan tertentu. Karena teknik itulah, sehingga suatu pelarut akan menguap dan senyawa

yang larut dalam pelarut tersebut tidak ikut menguap namun mengendap. Dan dengan

pemanasan dibawah titik didih pelarut, sehingga senyawa yang terkandung dalam pelarut tidak

rusak oleh suhu tinggi.

Reactor III

Pada tahap ini reactor berlangsung dengan reaksi transesterifikasi antara FAME dengan

TMP yang dibantuk dengan katalis. Reactor memiliki spesifikasi: tahan suhu 200 C,

bertekanan 2000 Pa, dan tahan terhadap asam.

Molekular Destilation

Moleklar destilasi berguna ntuk pemurnian dari TFATE dari residu reaksi ataupun

reatan yang tidak bersaksi. Distilasi molekular termasuk dalam distilasi vakum dengan tekanan

diatas 0.01 torr. Tekanan sebesar 0.01 torr ini dipakai karena merupakan tekanan diatas high

vacuum, dimana cairan berada di aliran molekular bebas. Fase gas tekanannya tidak lagi

signifikan terhadap substansi yang akan menguap dan akibatnya tingkat penguapan tidak

tergantung lagi pada tekanan.

Distilasi molekular biasanya digunakan dalam mengisolasi komponen cair yang sensitif

terhadap panas atau untuk memisahkan substansi yang memiliki titik didih yang sangat tinggi.

Dimana campuran didistilasi dengan mereduksi tekanan, sehingga menurunkan titik didihnya

(Dipura, 2010).

Tank

Tangka disini hanya sebagai tempat penampung produk yang berupa trimethylopropane

fatty acid trimester yang merupakan biolubricant.


13/15


14/15

DAFTAR PUSTAKA

Aziz, Islami, Siti Nurbayti dan Badrul Ulum. Esterifikasi Asam Lemak Bebas Dari Minyak

Goreng Bekas. Valensi Vol. 2 No. 2 ISSN : 1978 8193. UIN Syarif Hidayatullah

;Jakarta.

Chemwatch, 2010 a. 2,5-Di-tert-butylhydroquinone. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

, 2010 b.Butylated hydroxyanisole. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

Dipura. Yongki Suharya. 2010. Perpindahan Panas Tugas 1. Sumber: Scribe.com diakses pada

tanggal 10 Desember 2014.

FCC Kosher. 1998.Rosemary Extract. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

Fransiska, E. 2010. Minyak Goreng. Repository Universitas Sumatera Utara. Medan;

Sumatera Utara.

Kuweir, Yasir Sulaeman. 2010. Pembuatan Pelumas Bio Berbasis Minyak Kelapa Sawit

Melalui Reaksi pembukaan Cincin EFAME (Epoxidized Fatty Acid Methyl Esther)

Menggunakan Resin Penukar Kation Amberlyst-15. Program studi Teknik Kimia.

Fakultas Teknik. Universitas Indonesia. Depok

Oxea. 2007. Trimethylolpropane. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

Rachmaniah, Orchidea. 2013. Studi Kinetika Transesterifikasi Dengan Katalis Asam (HCL)

Minyak Mentah Dedak Padi Menjadi Biodiesel. Jurusan Teknik Kimia. Institut

Teknologi Sepuluh Nopember: Surabaya.

Sciencelab. 2013 a. Alumina. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

________ . 2013 b. Kalium Hidroksida. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

Sigma-Aldrich. 2012. Zirconium (IV) Sulfate Hydrate. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014

UPI. 2012. Daur Ulang Minyak Goreng Bekas Pakai (Jelantah). Diakses pada tanggal 5

Desember 2014

USP. 2013. Alpha-tocopherol. Diakses pada tanggal 5 Desember 2014


15/15

Wang, Erpei, Xiang Maa, Shuze Tang, Rian Yan, Yong Wanga,, William W. Riley, Martin

J.T. Reaney. Synthesis and oxidative stability of trimethylolpropane fatty acid triester

as a biolubricant base oil from waste cooking oil. Elsevier biomass and bioenergy.

Pembuatan Biolubricant Dari Minyak Jelantah

Documents

Transcript of Pembuatan Biolubricant Dari Minyak Jelantah