OPTIMASI KONVERSI BIODIESEL DARI MINYAK BIJI KARET MENGGUNAKAN KATALIS ZEOLIT Musabli Asadtha 1), M. Hidayat 1), Dr. Maria Ulfah, M.T,1) dan Ir. Elmi Sundari) Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hata Jalan Gdajah Mada No. 19 Gunung Pangilun Olo Nanggalo, Padang, Sumatera Barat E-mail :
[email protected] Abstrak
Biji karet merupakan salah satu bahan yang banyak tersedia di Indonesia. Dewasa ini pemanfaatan biji karet oleh masyarakat hanya digunakan sebagai pembibitan dan pakan ternak, padahal kandungan minyak dalam biji karet sangat memungkinkan untuk diolah menjadi sumber energi terbarukan yaitu biodiesel. Tujuan penelitian adalah mencari rendemen biodiesel maksimum dengan metode esterifikasi dan transesterifikasi dengan memvariasikan massa katalis dan minyak biji karet. Data diambil dengan memvariasikan jenis katalis (NaOH dan Zeolit-Y)), waktu reaksi esterifikasi 2 jam dan waktu reaksi transesterifikasi 1 jam. Perbandingan volum sampel dengan pelarut 1:6 Pelarut yang digunakan adalah methanol. Sampel yang digunakan adalah minyak biji karet yang diambil dari Kab. Pasaman Barat ,Sumatera Barat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan katalis zeolit menghasilkan perolehan biodiesel yang hampir sama dengan menggunakan katalis NaOH. Keunggulan katalis Zeolit-Y adalah dapat diregenerasi. Kata kunci:Minyak biji karet ,katalis, biodiesel.
Pendahuluan Dari sekian banyak bahan yang dapat digunakan untuk pembuatan biodiesel, biji karet merupakan salah satu bahan yang banyak tersedia di Indonesia. Dewasa ini pemanfaatan biji karet oleh masyarakat hanya digunakan sebagai pembibitan dan pakan ternak, padahal kandungan minyak dalam biji karet sangat memungkinkan untuk diolah menjadi sumber energi terbarukan yaitu biodiesel. Minyak biji karet adalah minyak yang diekstrak dari biji pohon karet. Kandungan minyak biji karet atau inti biji karet yaitu sebesar 45 – 50 % , dengan komposisi 18,9% asam lemak jenuh yang terdiri atas asam palmitat dan stearat serta asam lemak tidak jenuh sebesar 80,9 % yang terdiri atas asam oleat, linoleat dan linolenat. Mengingat kandungan asam lemak bebas (FFA) di dalam minyak biji karet yang tinggi, yaitu sekitar 12,19 % maka proses pembuatan biodiesel dari minyak biji karet
lebih efektif dan efisien dilakukan dengan proses estran, yaitu proses dua tahap esterifikasi dan transesterifikasi dengan menggunakan katalis yang sesuai. Tabel 2.1 Komposisi asam lemak minyak biji karet Asam lemak Komposisi (% berat) 7–8 Asam palmitat Asam stearat
9 – 10
Asam oleat
28 – 30
Asam linoleat
33 - 35
Asam linolenat
20 - 21
0 - 0,5 Asam arakhidat Sumber : Mittelbach dan Remschmidt 2006
Proses produksi biodiesel dari biji
rendah dan belum dimanfaatkan secara
karet (Hevea brasiliensis) yang dilaksanakan
maksimal. Biodiesel dibuat melalui suatu
di Indonesia pada umumnya memakai
proses kimia yang disebut transesterifikasi
metode katalis (asam atau alkil) dan metode
dimana trigliserida yang terkandung dalam
pencucian basah atau metode pencucian
minyak
kering. Metode katalis membawa banyak
alkohol (metanol). Proses ini menghasilkan
kerugian antara lain: waktu produksi lama,
dua produk yaitu metil ester (biodiesel) dan
biaya produksi tinggi karena menggunakan
gliserin yang
magnesol sebagai absorban.
untuk pembuatan sabun dan produk lain.
Zeolit
merupakan
katalis
yang
biji
Komponen
karet
direaksikan
pada
dalam
dengan
umumnya digunakan
minyak yang
diolah
sangat berguna yang menunjukkan beberapa
menjadi biodiesel adalah asam lemak dan
sifat penting yang tidak ditemukan pada
trigliserida,
katalis amorf tradisional. Katalis amorf
metanol disertai bantuan katalis . Proses
hampir selalu dibuat dalam bentuk serbuk
reaksinya melibatkan esterifikasi dan atau
untuk memberikan luas permukaan yang
transesterifikasi,dengan
besar sehingga jumlah sisi katalitik semakin
berupa gliserol (gliserin). Katalis yang
besar. Keberadaan rongga
digunakan
pada
zeolit
yang
direaksikan
produk
dengan
samping
bisa homogen atau heterogen,
memberikan luas permukaan internal yang
baik
bersifat
sangat luas sehingga dapat menampung 100
diperhatikan kadar asam lemak
kali molekul lebih banyak daripada katalis
(ALB) dan kelembaban (moisture) dalam
amorf dengan jumlah yang sama.
bahan baku karena akan menghambat tercapainya
asam
besaran
atau
basa.
konversi
Perlu bebas
yang
Biodiesel merupakan salah satu
diinginkan. Minyak atau lemak bersifat tidak
sumber bahan bakar alternatif pengganti
larut dalam air, hidrofobik, yang tersusun
bahan
dari tiga mol asam lemak yang selanjutnya
bakar
menggunakan
fosil. biodiesel
Keuntungan antara
lain:
disebut sebagai satu mol gliserol Selain
ketersediaan bahan baku bersifat kontinyu,
trigliserida, juga terdapat berbagai impurities
ramah lingkungan, kandungan sulfur rendah,
seperti asam lemak trigliserida. bebas,
dan dapat menurunkan emisi gas buang.
fosfolipid, sterol, air, odorant, dan lain-lain.
Sumber bahan baku biodiesel yang potensial
Edible Oil sebagai bahan baku biodiesel
di Indonesia yang tidak dikonsumsi manusia
akan menyumbang 60-70% harga biodiesel.
sebagai bahan pangan yaitu biji karet (Hevea brasiliensis) Biji karet memiliki keunggulan antara lain : lahan yang tersedia cukup banyak, harga bahan baku masih relatif
Bahan dan Metode Penelitian Bahan Biji karet yang diambil dari Kab. Pasaman Barat ,Sumatera Barat. Methanol, HCL, NaOH, Zeolit-Y.
memperbesar luas permukaan kontak antara biji karet dengan pelarut (n-heksana) sehingga pelarut yang digunakan dapat mengikat kandungan minyak dalam biji karet dengan maksimal.
Peralatan Gelas ukur, Labu leher tiga, Gelas piala, Hotplate stirrer, Magnetic Stirrer, Erlenmeyer, Timbangan, Water batch, Blender, Seperangkat, alat, distilasi, Buret, Corong pisah, Kertas lakmus, Batang pengaduk, Alumunium Foil
4.2 Pembuatan Biodiesel Minyak biji karet yang didapatkan dari proses ekstraksi masih mengandung gum, sehingga perlu dilakukan proses degumming dengan menggunakan asam phospat 85%. Asam phospat digunakan untuk proses
Metode Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap yaitu proses pengambilan minyak dari biji karet dengan metode ekstraksi dan pembuatan
biodisel
dengan
metode
esterifikasi dan trans esterifikasi dengan bantuan katalis. Katalis yang digunakan Na Y dibuat sendiri dilaboratorium Operasi Teknik Kimia, Universitas Bung Hatta.
degumming ini minyak
biji
sebanyak 0,5%-b dari
karet.
Proses
esterifikasi
dilakukan dengan mereaksikan minyak biji karet dan methanol (rasio volume 1:6) dengan bantuan katalis asam selama 2 jam pada suhu 60OC. Proses selanjutnya adalah pemisahan dengan menggunakan corong pisah untuk memisahkan antara Fatty Acid Metil Ester (FAME/biodiesel kasar) dengan
4.1 Ekstraksi Minyak Biji Karet Metode ekstraksi dengan menggunakan pelarut lebih efektif untuk pengambilan minyak biji karet. Kemampuan metode ini untuk pengambilan minyak biji karet bisa mencapai 98%. Sebelum diekstraksi dilakukan pemisahan biji karet dari cangkang, pengeringan menggunakan bantuan sinar matahari dan pemasakan dalam oven pada suhu 100OC hingga kering. Biji karet perlu dikeringkan terlebih dahulu karena pada biji karet segar kadar airnya cukup tinggi (6%-7%) . kandungan air > 7 % akan menyulitkan proses esterifikasi dan transesterifikasi dan akan menurunkan jumlah rendemen yang diperoleh. Biji karet yang telah kering dihaluskan hingga ukuran 80 mesh menggunakan blender. Tujuan penghalusan biji karet adalah untuk
gliserol.
FAME
berada
dilapisan
atas
sementara gliserol berada dilapisan bawah. FAME yang telah dipisahkan direaksikan kembali dengan bantuan katalis basa selama 1 jam dan dipisahkan kembali menggunakan corong pisah. Lapisan atas adalah biodiesel sementara lapisan bawah adalah gliserol yang masih tersisa. Hasil dan Pembahasan Tabel 4.1 Kondisi optimum mendapatkan remdemen minyak biji karet
DAFTAR PUSTAKA
Tabel 4.1 diatas menunjukkan kondisi optimum untuk mendapatkan rendemen minyak biji karet pada temperatur 60OC menggunakan rasio berat sampel dan pelarut 1:6 selama 4 jam.
Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan
maka
diperoleh
kesimpulan
sebagai berikut : 1. Kondisi
optimum
penambilan
untuk
minyak
proses
biji
karet
dengan pelarut n-hexane adalah 1:6 dengan
waktu
4
jam
pada
Edwin Geo V, Chithirailingam P, Nagarajan G. 2008. Studies on dual fuel operation of rubber seed oil and its bio-diesel with hydrogen as the inducted fuel. Int J Hydrogen Energy Volume 33, Issue 21 November 2008. Pages 6357-6367 Harsono, S.S. 2006. Performance Mesin Diesel Melalui Pemanfaatan Biodiesel dari Minyak Biji Karet dan Bekatul Padi. In Agung H., Sardjono, TW Widodo, P Nugroho dan Cicik S. Proc. Seminar Nasional Bioenergi dan Mekanisasi Pertanian untuk Pembangunan Industri Pertanian. Bogor 29-30 Nov 2006. Iskandar, S.H. Pengantar Budidaya Karet. Program Diploma I. Jurusan PLPT Perkebunan-IPB. Bogor. 1983. Ketaren, S. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI-Press, Jakarta. 1986.
temperatur 60OC. 2. Perolehan
rendemen
dengan
katalis
NaOH
menggunakan
(75,14%) tidak jauh berbeda dengan rendemen
yang
menggunakan
didapat
dengan
katalis
NaY
(74,135%) 3. Katalis heterogen (Na Y) lebih baik digunakan daripada katalis homogen
Nadarajah, M. The Collection and Utilization of Rubber Seed in Ceylon. RRIC Bulletin, 4 : 23. 1969. Parhusip, Adhy Basar. Potret Karet Alam Indonesia. Economic Review No. 213. September 2008. Setiawan, H. D dan Andoko, A. Petunjuk Lengkap Budi Daya Karet. Agromedia Pustaka. Jakarta. 2005
(NaOH) karena katalis Na Y tidak larut dalam FAME sehingga dapat dipisahkan dengan cara filtrasi.
Supijanto dan Iskandar, H. S. Budidaya dan Pengolahan Karet, Dalam Rangka Pelatihan Guru Sekolah Menengah Teknologi Pertanian. IPB. 46 hal. 1988.
Tim
Penebar
Swadaya.
Panduan
Lengkap Karet. Penebar Swadaya. Jakarta. 2008 Fitri, Rafika. Pembuatan Katalis Zeolit Y sebagai Katalis Perengkah. Teknik Kimia Universitas Bung Hatta. Padang.2013
