BIODISEL
Biodiesel adalah bahan bakar mesin diesel
yang terbuat dari sumberdaya hayati yang berupa minyak lemak nabati atau lemak
hewani. Senyawa utamanya adalah ester. Ester mempunyai rumus bangun sebagai
berikut :
Gambar
1 Rumus bangun ester
Biodiesel dapat dibuat
dari transesterifikasi asam lemak. Asam lemak dari minyak lemak nabati
direaksikan dengan alkohol menghasilkan ester dan produk samping berupa
gliserin yang juga bernilai ekonomis cukup tinggi. Biodiesel telah banyak
digunakan sebagai bahan bakar pengganti solar. Agar
dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti solar, biodiesel harus mempunyai
kemiripan sifat fisik dan kimia dengan minyak solar. Salah satu sifat fisik
yang penting adalah viskositas.
Dibandingkan
dengan minyak solar, biodiesel mempunyai beberapa keunggulan :
Ø Emisi
pembakarannya yang ramah lingkungan karena mudah diserap kembali oleh tumbuhan
dan tidak mengandung SOx
Ø Lebih aman dalam
penyimpanan karena titik kilatnya lebih tinggi
Ø Bahan bakunya
terbaharukan
Ø Angka setana tinggi
TRIGLISERIDA
Minyak
atau lemak adalah substansi yang bersifat non soluble di air
(hidrofobik) terbuat dari satu mol gliserol dan tiga mol asam lemak. Minyak
atau lemak juga biasa dikenal sebagai trigliserida.
Gambar
2 Rumus bangun trigliserida
R1, R2,
dan R3 merupakan rantai hidrokarbon yang berupa asam lemak
dengan jumlah atom C lebih besar dari sepuluh. Senyawa inilah yang akan
dikonversi menjadi ester melalui reaksi transesterifikasi.
ASAM
LEMAK BEBAS
Selain mengandug trigliserida, minyak lemak
nabati juga mengandung asam lemak bebas (free fatty acid),
fosfolipid, sterol, air, odorants, dan pengotor-pengotor lainnya. Di antara
kandungan-kandungan tersebut yang perlu diperhatikan ialah asam lemak bebas.
Asam lemak bebas merupakan pengotor yang tidak boleh ada dalam reaksi
transesterifikasi. Asam lemak bebas bereaksi dengan basa (katalis reaksi
transesterifikasi) membentuk sabun dan air. Selain itu, reaksi
transesterifikasi menghasilkan produk samping berupa gliserin. Sabun sulit
dipisahkan dari gliserin, sehingga adanya asam lemak bebas dalam reaksi
transesterifikasi dapat menyebabkan kesulitan dalam pemisahan produk.
ALKOHOL
Alkohol digunakan sebagai reaktan dalam
reaksi esterifikasi maupun transesterifikasi. Alkohol yang sering digunakan
adalah metanol, etanol, propanol, dan isopropanol. Dalam skala industri,
metanol lebih banyak digunakan karena harganya lebih murah daripada alkohol
yang lain. Alkohol diumpankan dalam reaksi esterifikasi maupun
transesterifikasi dalam jumlah berlebih untuk mendapatkan konversi maksimum.
Pemakaian alkohol yang berlebih tentu saja menambah biaya produksi pembuatan
biodiesel, oleh karena itu alkohol sisa di daur ulang.
KATALIS
Seperti reaksi kimia pada umumnya, pada
reaksi esterifikasi dan transesterifikasi ditambahkan katalis untuk mempercepat
laju reaksi dan meningkatkan perolehan.
(i)
Katalis Reaksi Esterifikasi
Reaksi
esterifikasi berjalan baik jika dalam suasana asam. Katalis yang sering
digunakan untuk reaksi ini adalah asam mineral kuat, garam, gel silika, dan
resin penukar kation.
(ii) Katalis Reaksi
Transesterifikasi
Katalis
yang sering digunakan untuk reaksi transesterifikasi yaitu alkali, asam, atau
enzim. Penggunaan enzim masih belum umum dibandingkan alkali dan basa karena
harganya mahal dan belum banyak penelitian yang membahas kinerja katalis ini.
REAKSI
PEMBUATAN BIODIESEL
Ester dapat dibuat dari minyak lemak nabati
dengan reaksi esterifikasi atau transesterifikasi atau gabungan keduanya.
(i)
Reaksi Esterifikasi
Reaksi esterifikasi merupakan reaksi antara
asam lemak bebas dengan alkohol membentuk ester dan air. Reaksi yang terjadi
merupakan reaksi endoterm, sehingga memerlukan pasokan kalor dari luar.
Temperatur untuk pemanasan tidak terlalu tinggi yaitu 55-60 oC (Kac,
2001). Secara umum reaksi esterifikasi adalah sebagai berikut :
Asam
lemak bebas
alkohol ester
alkil
air
Reaksi esterifikasi dapat dilakukan sebelum
atau sesudah reaksi transesterifikasi. Reaksi esterifikasi biasanya
dilakukan sebelum reaksi transesterifikasi jika minyak yang diumpankan
mengandung asam lemak bebas tinggi (>0.5%). Dengan reaksi esterifikasi, kandungan
asam lemak bebas dapat dihilangkan dan diperoleh tambahan ester.
(ii)
Reaksi Transesterifikasi
Reaksi Transesterifikasi sering disebut
reaksi alkoholisis, yaitu reaksi antara trigliserida dengan alkohol
menghasilkan ester dan gliserin. Alkohol yang sering digunakan adalah metanol,
etanol, dan isopropanol. Berikut ini adalah tahap-tahap reaksi
transesterifikasi :
trigliserida
alkohol
digliserida
ester
digliserida alkohol monogliserida
ester
monogliserida
alkohol
gliserin ester
Secara
keseluruhan reaksi transesterifikasi adalah sebagai berikut :
Trigliserida 3
(alkohol)
gliserin 3
(ester)
Trigliserida bereaksi dengan alkohol
membentuk ester dan gliserin. Kedua produk reaksi ini membentuk dua fasa yang
mudah dipisahkan. Fasa gliserin terletak dibawah dan fasa ester alkil diatas.
Ester dapat dimurnikan lebih lanjut untuk memperoleh biodiesel yang sesuai
dengan standard yang telah ditetapkan, sedangkan gliserin dimurnikan sebagai
produk samping pembuatan biodiesel. Gliserin merupakan senyawaan penting dalam
industri. Gliserin banyak digunakan sebagai pelarut, bahan kosmetik, sabun
cair, dan lain-lain.
PENGOTOR
Pengotor
yang ada dalam biodiesel diantaranya gliserin, air, dan alkohol sisa. Pemisahan
pengotor dilakukan untuk mendapatkan biodiesel yang memenuhi kriteria untuk
dijadikan bahan bakar.
