STUDI KINETIKA TRANSESTERIFIKASI DENGAN KATALIS ASAM (HCL) MINYAK MENTAH DEDAK PADI MENJADI BIODIESEL Orchidea Rachmaniah Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Abstrak Biodiesel adalah bahan bakar terbaharui, biodegradable, tak beracun dibuat dari minyak atau lemak melalui transesterifikasi dengan alkohol. Mahalnya bahan baku merupakan permasalahan utama produksi biodiesel secara komersil. Penggunaan edible oils sebagai bahan baku mempengaruhi 60-70% harga biodiesel. Nonedible, low-grade oil ekonomis digunakan sebagai bahan baku. Minyak dedak padi berkandungan asam lemak tinggi menduduki peringkat pertama diantara minyak non edible, dan low-grade vegetable oils. Penelitian ini bertujuan mempelajari kinetika reaksi transesterifikasi dan esterifikasi pada minyak mentah dedak padi berkandungan asam lemak tinggi untuk kepentingan desain dan scale-up. Penelitian dilakukan skala laboratorium menggunakan round-bottom flaks berleher tiga dilengkapi dengan kondensor reflux, pemanas, pengaduk magnetik, dan termometer (20:1 molar ratio metanol terhadap minyak mentah dedak padi, 5%-b/b HCl p.a sebagai katalis dan suhu 700,1oC). Jalannya reaksi dipantau secara kualitatif menggunakan metode KLT dengan sistem solvent n-heksan/etil asetat/asam asetat (90:10:1, v/v/v). Analisa kuantitatif produk hasil reaksi (FAME, FA, TG, DG, MG, waxes dan senyawa-senyawa bioaktif) menggunakan HTGC sesuai metode pada BS EN 14105:2003. Hasil penelitian menunjukkan bahwa katalis asam efektif digunakan untuk minyak berkandungan asam lemak tinggi pada reaksi pembentukan biodiesel/FAME (fatty acid methyl ester). Laju esterifikasi FA lebih cepat daripada laju transesterifikasi TG pada minyak mentah dedak padi berkandungan asam lemak tinggi. FAME dapat diperoleh melalui reaksi esterifikasi minyak berkandungan asam lemak tinggi. Kata kunci : Kinetika Reaksi, Transesterifikasi, Esterifikasi, Minyak Mentah Dedak Padi, Katalis Asam Abstract Biodiesel is a renewable, biodegradable and nontoxic fuel for diesel engines. It is derived from oils and fats by transesterification with alcohols. The main hurdle to the commercialization of biodiesel is the cost of raw materials. The high value of edible oil as a raw materials makes production of a cost-effective fuel very challenging. Use of edible oils as biodiesel feedstock can account for 60-70% of biodiesel cost. Nonedible, inexpensive, lowgrade oils is utmost important to make the biodiesel production economical. Rice bran oil ranks first among the non-conventional, inexpensive, low-grade vegetable oils. In the present investigation a systematic studies of transesterification and esterification kinetic of high free fatty acid rice bran oil was carried out to establish reaction condition in design and scale-up purposes. Experiment was conducted in laboratorium scale using three necked round-bottom flaks equipped with reflux condenser, hot plate, magnetic stirer and thermometer (20:1 molar ratio methanol to crude rice bran oil, 5%-w catalyst HCl and 700,1oC. Reaction was detected quantitatively by TLC-method using solvent system n-hexane/ethyl acetate/ acid acetate (90:10:1, v/v/v). Reaction products (FAME, FA, TG, DG, MG, waxes and bioactive compounds) was determined using HTGC according to BS EN 14105:2003 standard method. Research was found that acid-catalyzed are effective for high free fatty acid oils in biodiesel production method. Rate esterification reaction of free fatty acid is faster than rate transesterification of triglyceride for crude rice bran oil high free fatty acid content. FAME could be produced from esterification method of high free fatty acid oils. Keywords: Reaction Kinetic, Transesterification, Esterification, Crude Rice Bran Oil, Acid-catalyzed
Pendahuluan Menipisnya persediaan bahan bakar petroleum memerlukan bahan bakar pengganti bersifat terbaharukan. Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif menjanjikan yang diperoleh dari minyak tumbuhan, lemak binatang atau minyak bekas melalui transesterifikasi dengan alkohol (metanolisis). Biodiesel memberikan sedikit polusi dibandingkan bahan bakar petroleum dan dapat digunakan tanpa adanya modifikasi ulang mesin. Bahan bakar bio berharga lebih mahal dibandingkan bahan bakar petroleum. Tingginya harga biodiesel disebabkan mahalnya harga bahan baku. Bahan baku memberikan kontribusi 60-70% terhadap harga produk (Fukuda dkk., 2001). Oleh sebab itu, diperlukan penelitian untuk mencari bahan baku alternatif untuk menghasilkan biodiesel berharga murah. Beras merupakan bagian terbesar bahan makanan pokok rakyat Indonesia, dengan demikian sangat mudah mendapatkan produk samping penggilingan padi yaitu dedak. Dedak padi di Indonesia saat ini banyak digunakan untuk campuran pakan ternak dan bahan bakar reboiler. Minyak dedak padi dapat diperoleh dari dedak padi yang belum banyak dimanfaatkan. Minyak ini berkandungan nutrisi tinggi: berbagai macam asam lemak, senyawa-senyawa biologis aktif dan senyawa-senyawa antioxidan seperti: -oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytosterol, polyphenol dan squalene (Goffman dkk., 2003). Selain itu, minyak mentah dedak padi sulit dimurnikan karena tingginya kandungan asam lemak bebas dan senyawa-senyawa tak tersaponifikasikan. Lipase dalam dedak padi mengakibatkan kandungan asam lemak bebas minyak mentah dedak padi lebih tinggi dibanding minyak mentah lain sehingga tidak dapat digunakan sebagai edible oil (Yi-Hsu dan Vali, 2005). Beberapa metode yang pernah digunakan untuk memperoleh fatty acid methyl ester (FAME) dari trigliserida diantaranya: transesterifikasi dengan katalis basa/asam serta penggunaan enzim (Fukuda dkk., 2001). Mengingat tingginya kandungan asam lemak bebas minyak mentah dedak padi maka penelitian ini tidak dapat menggunakan metode transesterifikasi berkatalis basa. Oleh sebab itu, dipilih metode transesterifikasi dengan katalis asam untuk pembuatan biodiesel dari minyak mentah dedak padi. Transesterifikasi dengan katalis asam tidak dipengaruhi oleh tingginya asam lemak bebas sehingga perlakuan awal/pretreatment minyak tidak diperlukan (Zhang dkk., 2003). Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari studi kinetika transesterifikasi dan esterifikasi minyak mentah dedak padi. Pemahaman lebih lanjut mengenai kinetika reaksi sangat diperlukan untuk kepentingan desain dan scale-up di industri. Metode Penelitian Bahan Bahan penelitian utama adalah dedak padi dari sekitar kota Taipei, Taiwan; reagen dan solvent yang digunakan adalah absolute grade (ACROS organic) meliputi: n-Heksan, metanol, HCl, khloroform, asam asetat, etil asetat; gas N2 murni; lempeng aluminum KLT ukuran 20 x 20 cm, ketebalan 250 m dari Machery-Nagel (Schweiz, Germany). Senyawasenyawa untuk standard GC adalah HPLC-grade Sigma Chemical Co., USA sedangkan wax untuk standard dimurnikan sesuai dengan metode yang dikembangkan oleh Kaimal dkk.(2002). Alat Peralatan yang digunakan pada penelitian terdiri atas: soxhlet, peralatan esterifikasi, dan peralatan analisa sampel (seperangkat alat GC dan KLT). Labu leher tiga dilengkapi dengan kondensor reflux, pemanas, pengaduk magnetik, dan termometer digunakan untuk reaksi transesterifikasi skala laboratorium. Keperluan pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan mikropipet (5-50 L). Metode Kerja Reaksi Transesterifikasi Kondisi reaksi transesterifikasi dengan katalis asam adalah sbb: 20:1 molar ratio metanol terhadap minyak mentah dedak padi dan 5%-b/b HCl p.a sebagai katalis. Reaksi dilakukan dalam skala laboratorium menggunakan round-bottom flaks berleher tiga, o dilengkapi dengan reflux kondenser dan termometer. Suhu reaksi dijaga pada 700,1 C menggunakan oil bath. Campuran reaktan diambil 50L pada interval waktu tertentu untuk keperluan analisa.
Pengambilan Sampel Metode KLT digunakan untuk memantau jalannya reaksi transesterifikasi secara kualitatif dan gas khromatografi suhu tinggi untuk analisa komposisi komponen-komponen hasil reaksi secara kuantitatif. Sampel sebanyak ±10 kali diambil setiap reaksi berlangsung (1 jam). Frekuensi pengambilan sampel bervariasi (0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 30, 45 dan 60 menit) sesuai dengan kondisi reaksi. Larutan reaksi (50 L) diambil dan dimasukkan botol sampel yang didalamnya terdapat 2 mL akuades dan 2 mL heksan. Larutan divortex hingga homogen (±2 menit). Bagian atas adalah fase organik yang mengandung fatty acid methyl ester (FAME), fatty acid (FA), trigliserida (TG) tak habis reaksi, digliserida (DG) dan monogliserida (MG). Fase aqueous, bagian bawah, mengandung metanol sisa reaksi, gliserol dan katalis (Özgul dkk., 1993). Analisa Kualitatif dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Jalannya reaksi dipantau secara kualitatif menggunakan metode KLT. Sampel hasil reaksi (fase heksan) ditotolkan pada lempeng, dielusikan dalam sistem solvent nheksan/etil asetat/asam asetat (90:10:1, v/v/v). Spot komponen-komponen produk reaksi divisualisasi menggunakan uap Iodine (20g silica beads + 1g Iodin) dan diidentifikasi dengan komponen-komponen standardnya (Özgul dkk., 1993). Analisa Komposisi Produk Reaksi Analisa kuantitatif produk hasil reaksi: FAME, FA, TG, DG, MG, waxes dan senyawasenyawa bioaktif menggunakan gas kromatografi suhu tinggi. Komposisi tersebut dianalisa menggunakan Shimadzu GC-17A (Kyoto, Japan) gas kromatografi dilengkapi detektor FID. Kolom yang digunakan DB-5HT (5-Phenyl)-methylpolysiloxane (15 meters 0.32 mm i.d.; Agilent Tech. Palo Alto, California). Suhu injektor dan detektor diset pada 365 dan 370 oC. Suhu kolom 80C pada kondisi awal, ditingkatkan hingga 370C dengan laju 15C/min serta dijaga tetap pada 370C selama 10 menit. Split ratio yang digunakan 1:50 dengan gas pembawa Nitrogen 8,5 mL/min bertekanan 60 kPa (BS EN 14105:2003). Perhitungan Kinetika Reaksi Perhitungan kinetika reaksi berdasarkan persamaan reaksi Gambar 1. Mengingat transesterifikasi terjadi antara minyak (trigliserida) dan metanol, maka untuk perhitungan selanjutnya hanya digunakan konsentrasi trigliserida (TG) dalam minyak mentah dedak padi. Perhitungan menggunakan metoda integral sesuai dengan Levenspiel (1999) yang diuraikan sbb: O
O H2C
O
C
1
R
C H3
O HC H2C
O
O
O
R2
C
3
R1
H2C
OH
R2
HC
OH
O
Catalyst
C O
C
3 CH3 o H
C H3
O
C O
R
Triasilgliserida
C H3
Metanol
O
C
3
R
Fatty acid methyl esters
H2C
OH
Gliserol
Gambar 1. Transesterifikasi trigliserida dengan metanol Reaksi tersebut disederhanakan sebagai berikut : TG + 3MeOH
3 FAME + GL k2
A + B
k1
C + D
......................
[1]
Analisa data kinetik dilakukan dengan menggunakan data hasil penelitian menggunakan batch reaktor. Anggapan-anggapan yang diambil pada analisa kinetik sebagai berikut: 1. Persamaan kinetika reaksi berdasarkan reaksi elementer dan reversibel 2. Penelitian menggunakan metanol berlebih (20:1 molar ratio, metanol terhadap minyak dedak padi). Mengingat jumlah metanol yang digunakan berlebih maka CB CBo 3. Persamaan laju reaksi berdasarkan trigliserida sebagai limiting reaktan.
Persamaan umum laju reaksi pada pers. [1] dengan anggapan reaksi reversibel : ......................
rA dC A dt
[2]
k1C A C B k 2 C C C D
menerapkan anggapan reaksi elementer dan penggunaan metanol berlebih, maka pers. [2] menjadi :
rA dC A
3
k1C A C B k 2 C C3 C D dt rA dC A k1C A C Bo 3 k 2 C C3 C D dt dC
......................
[3]
......................
[4]
*
A dimana k1CBo = K1 maka pers. [4] menjadi rA K 1 C A k 2 C C3 C D dt berdasarkan persamaan stoikiometrinya : CA = CAo (1 - xA) 3
*
[5]
CB = CBo – CAo.3xA = CAo (M - 3xA) ; dimana M = CBo/CAo CC = CCo + CAo.3xA ; dimana CCo = 0, maka CC = CAo.3xA CD = CDo + CAo.xA ; dimana CDo = 0, maka CD = CAo.xA Sehingga pers. [5] menjadi :
dx A * 3 4 K 1 (1 x A ) 27k 2 C Ao x A dt
......................
[6]
Satuan untuk k1, K1*, dan k2 berturut-turut : mL3.mol-3.min-1 ; min-1 ; dan mL3.mol-3.min-1. Saat tercapai kesetimbangan, berlaku persamaan berikut : 3
3
k1C Ae C Be k 2 C Ce C De
3
3
......................
[7]
......................
[8]
3
k C C C Ao x Ae C Ao x Ae Ke 1 Ce De3 3 k 2 C Ae C Be C Ao (1 x Ae )C Ao (M 3x Ae ) 3 4
27 x Ae k Ke 1 k 2 (1 x Ae )(M 3 x Ae ) 3 Subtitusi pers. [8] ke pers. [6], diperoleh persamaan berikut:
dx A k K * C3 * 3 4 4 K 1 (1 x A ) 27 1 C Ao x A K 1* (1 x A ) 27 1 Ao xA 3 dt Ke Ke C Bo
[9]
4 dx A 27 x A * K 1 1 x A ...................... [10] dt Ke M 3 4 27 x A Dengan 1 x A sebagai B sehingga per. [10] menjadi lebih sederhana Ke M 3 dx A menjadi: = K1*.t ...................... [11] B
Pers. [11] diselesaikan dengan membuat plot grafik 1/B vs xA dan selanjutnya dengan metode trapezoidal dihitung luasan area grafik yang merupakan nilai *
dx A . Dengan nilai luasan area B
yang diketahui, nilai K1 , k1 dan k2 dapat diketahui..
Hasil dan Pembahasan Profil konsentrasi produk hasil reaksi transesterifikasi minyak mentah dedak padi pada berbagai prosen kandungan asam lemak (fatty acid/FA) ditampilkan pada Gambar 2. Analisa
kuantitatif produk hasil reaksi hanya meliputi komponen FAME, FA, TG, MG/DG. Terlihat bahwa laju reaksi FA lebih cepat dibandingkan TG-nya, selain itu terdapat konsentrasi MG/DG sebagai produk intermediate disepanjang waktu reaksi. Hal tersebut menunjukkan bahwa reaksi transesterifikasi antara komponen TG dalam minyak dengan metanol (MeOH) berjalan bertahap, sehingga di akhir reaksi produk intermediate masih ditemukan. Hasil penelitian pada minyak berkandungan asam lemak tinggi (15%, 60%, dan 70% FA) mencapai konversi FAME 85-98% dan untuk minyak mentah dedak padi berkandungan asam lemak rendah (3%, 7%, dan 10% FA) konversi FAME yang dicapai hanya berkisar 2575% dengan waktu reaksi yang sama (satu jam reaksi) (Rachmaniah, 2004). Hal tersebut dikarenakan komponen TG sedikit terlarut dalam fase MeOH dan TG tidak mudah bereaksi membentuk FAME pada reaksi transesterifikasi berkatalis asam (Freedman, Pryde dan Mounts, 1984 dan 1986) akibat reaksi transesterifikasi berjalan berantai (Noureddini, dan Zhu, 1997) dan TG cenderung membentuk sabun jika berada dalam kondisi asam (Ma dan Hanna, 1999). Sedangkan komponen-komponen lain (asam lemak dan gliserida) yang akan terkonversi menjadi FAME dengan katalis asam hanya sedikit terkandung dalam minyak. Özgul dkk. (1993) dan Khan, (2002), menyebutkan asam lemak dan gliserida larut dalam fase MeOH, sedangkan TG sedikit larut, namun kelarutannya meningkat seiring peningkatan kandungan asam lemak dalam minyak (Özgul dkk., 1993). Peningkatan kandungan asam lemak dalam minyak mentah dedak padi akan disertai peningkatan kelarutan TG dan peningkatan konversi metil ester (ME). Akibat terkonversinya semua asam lemak, sebagian gliserida, dan TG yang terlarut dalam fase MeOH menjadi ME. 100
100
A
90 80
80
FAME FA TG MG/DG
60
FAME FA TG MG/DG
70 kandungan (%)
70 kandungan (%)
B
90
50 40 30
60 50 40 30
20
20
10
10 0
0 0
10
20
30 40 w aktu (menit)
50
60
0
10
20
30
40
50
w aktu (menit)
100
C
90
FAME FA TG MG/DG
80
kandungan (%)
70 60 50 40
Gambar 2. Profil konsentrasi produk hasil reaksi transesterifikasi minyak mentah dedak o padi (20:1 molar ratio, 5%-b/b HCl, 700,1 C) pada berbagai prosen kandungan FA: (A) 15% FA, (B) 60% FA, dan (C) 70% FA.
30 20 10 0 0
10
20
30 w aktu (menit)
40
50
60
60
Kinetika Reaksi Transesterifikasi Minyak Mentah Dedak Padi Perhitungan kinetika reaksi transesterifikasi telah diuraikan di atas, selanjutnya perhitungan dilakukan menggunakan data penelitian batch reaktor pada minyak mentah dedak padi berkandungan 15, 60, dan 70%-b FA (20:1 molar ratio, 5%-b/b HCl, dan 700,1oC). Data penelitian yang diperlukan meliputi: berat minyak dedak padi yang digunakan 15,881 g; berat metanol = 11,7186 g; minyak = 0,88 g/mL, volume HCl = 795 L dan metanol = 0,791 g/mL (ACROS organic, absolute grade). Sedangkan berat molekul minyak (trigliserida) sebesar 870 berdasarkan studi pustaka Freedman Pryde dan Mounts (1984). Hasil perhitungan ditabelkan pada Tabel I. Tabel I. Nilai konstanta kinetika reaksi transesterifikasi minyak mentah dedak padi o (20:1 molar ratio, 5%-b/b HCl, dan 700,1 C). %FA minyak 15 60 70
k1 3 -3 -1 (mL .mmol .min ) -3 0,011608.10 -3 0,015158.10 -3 0,028884.10
k2 3 -3 -1 (mL .mmol .min ) -3 3,8275.10 -3 1,5610.10 -3 0,49808.10
Terdapat kecenderungan kenaikan nilai konstanta kecepatan reaksi kearah pembentukan produk/FAME (k1) dengan meningkatnya kandungan asam lemak dalam minyak. Namun hal yang berbeda terjadi dengan nilai k2. Nilai k2 lebih besar dibandingkan dengan nilai k1, disebabkan reaksi peruraian FAME (reaksi ke kiri) berjalan lebih cepat dibandingkan reaksi pembentukannya (reaksi ke kanan). Hal tersebut dapat dijelaskan melalui mekanisme reaksi transesterifikasi, Gambar 1. Trigliserida sebagai limiting reaktan tersusun atas rantai gliserol dengan 3 gugus asam lemak. Sehingga dalam reaksinya, terlebih dahulu terjadi hidrolisis trigliserida oleh katalis asam untuk memotong setiap gugus asam lemak hingga dihasilkan asam lemak bebas, digliserida dan monogliserida. Selanjutnya asam lemak bebas inilah yang bereaksi membentuk ester-ester yang bersesuaian (Morrison and Byond, 1975). Akibat reaksi bertahap tersebut maka nilai k1 lebih kecil dibandingkan dengan nilai k2. Dari hasil perhitungan kinetika reaksi transesterifikasi (Tabel I) dan hasil penelitian (Gambar 2), diduga terbentuknya FAME akibat bereaksinya FA dalam minyak melalui reaksi esterifikasi. Oleh sebab itu, perlu dihitung konstanta reaksi pada reaksi esterifikasi untuk mengetahui kebenaran dugaan tersebut lebih lanjut. Kinetika Reaksi Esterifikasi Minyak Mentah Dedak Padi Profil konsentrasi hasil transesterifikasi (Gambar 2) menunjukkan bahwa laju esterifikasi asam lemak lebih cepat dibandingkan laju transesterifikasi trigliserida. Gambar 2 juga menunjukkan peningkatan kandungan asam lemak dalam minyak mentah dedak padi memperbesar konversi methyl ester yang terbentuk. Kedua hal tersebut yang mendasari timbulnya dugaan bahwa FAME yang terbentuk berasal dari FA melalui reaksi esterifikasi. Sebagaimana perhitungan kinetika reaksi transesterifikasi di atas, perhitungan kinetika reaksi esterifikasi juga menggunakan metode yang sama yaitu metode integral dengan menghitung luasan area untuk grafik 1/B vs xA menggunakan metode trapezoidal. Namun 2 dalam perhitungan kinetika reaksi esterifikasi nilai B adalah 1 x A 1 x A Ke M dan limiting reaktannya adalah asam lemak. Persamaan reaksi esterifikasi yang digunakan sbb: FA + MeOH FAME + H2O k2
A + B
k1
C + D
..........................
[14]
sehingga pers. [6] untuk reaksi esterifikasi menjadi :
dx A * 2 K 1 (1 x A ) k 2 C Ao x A dt
.......................... [15] dengan memasukkan nilai konversi FAME saat terjadi kesetimbangan pers. [15] menjadi pers. [16], dimana persamaan ini analog dengan pers. [10].
2 dx A 1 xA K 1* 1 x A dt Ke M
..........................
[16]
Hasil perhitungan konstanta kecepatan reaksi esterifikasi ditampilkan pada Tabel II. Tabel II. Nilai konstanta kinetika reaksi esterifikasi minyak mentah dedak padi (20:1 molar ratio, 5%-b/b HCl, dan 70oC). %FA minyak 15 60 70
k1 (mL.mmol-1.min-1) 5,9703.10-3 7,4115.10-3 10,664.10-3
k2 (mL.mmol-1.min-1) 0,89535.10-3 0,78513.10-3 1,0125.10-3
Sebagaimana nilai konstanta reaksi pada Tabel II, semakin tinggi kandungan asam lemak dalam minyak mentah dedak padi terdapat kecenderungan kenaikan nilai konstanta kecepatan reaksi kearah kanan (k1) demikian pula dengan nilai k2. Walaupun demikian nilai k1 relatif lebih besar dibandingkan nilai k2, dengan kata lain H2O hasil esterifikasi tidak akan mengurangi jumlah FAME yang terbentuk terlihat dengan kecilnya nilai k2 terhadap nilai k1. Sebagaimana hasil penelitian Khan (2002), bahwa laju peruraian FAME oleh H2O (reaksi ke kiri) tidak mempengaruhi laju pembentukan FAME (reaksi ke kanan) akibat cepatnya reaksi pembentukan FAME itu sendiri. Hasil penelitian Rachmaniah (2004) menunjukkan laju esterifikasi asam lemak murni minyak mentah dedak padi lebih cepat dibanding laju transesterifikasi TG murninya. Namun dalam reaksi esterifikasi ini, laju peruraian FAME oleh H2O tidak mempengaruhi laju pembentukan FAME dikarenakan mekanisme reaksi esterifikasi asam lemak berjalan sederhana dan hanya satu tahap (Morrison dan Boyd, 1975) sehingga pengaruh reaksi balik tidak signifikan. Nilai konstanta reaksi pada Tabel I dan II menunjukkan bahwa, laju reaksi esterifikasi berjalan lebih cepat dibandingkan laju transesterifikasinya (k1 pada reaksi esterifikasi > k1 pada reaksi transesterifikasi) dan untuk memperoleh biodiesel dari minyak berkandungan asam lemak tinggi, katalis asam efektif digunakan melalui reaksi esterifikasi. Simpulan Hasil penelitian menunjukkan bahwa katalis asam efektif digunakan untuk membentuk biodiesel/FAME dari minyak berkandungan asam lemak tinggi. Laju esterifikasi FA lebih cepat dibanding laju transesterifikasi TG pada minyak mentah dedak padi dengan kandungan asam lemak tinggi. FAME dapat diperoleh melalui reaksi esterifikasi minyak dengan kandungan asam lemak tinggi. Daftar Notasi DG Digliserida FAME Fatty Acid Metil Ester FA Fatty Acid GC Gas Chromatography KLT Kromatografi Lapis Tipis ME Metil Ester MeOH Metanol MG Monogliserida TG Trigliserida C konsentrasi (mmol/mL) Ci konsentrasi komponen i pada t menit (mmol/mL) Cio konsentrasi komponen i pada t = 0 menit (mmol/mL) Cie konsentrasi komponen i pada saat setimbang (mmol/mL) M ratio konsentrasi CBo/CAo xA konversi trigliserida xAe konversi trigliserida pada saat setimbang Ke konstanta kesetimbangan
K1* k1
konstanta reaksi = k1.CBo3 (menit-1) konstanta reaksi ke kanan (peruraian trigliserida/pembentukan FAME) (mL3.mmol-3.min-1) 3 -3 -1 k2 konstanta reaksi ke kiri (peruraian FAME) (mL .mmol .min ) subscripts A komponen trigliserida sebagai limiting reaktan B komponen metanol C komponen FAME D komponen gliserol Daftar Pustaka 1. Fukuda, H., Kondo A., and Noda H. Biodiesel Fuel Production by Transesterification of Oils. J. Biosci. Bioeng., 2001; 92: 405-16. 2. Goffman, F.D., Pinson S., and Bergman C. Genetic diversity for Lipid Content and Fatty Acid Profile in Rice Bran. J. Am. Oil Chem. Soc., 2003; 80: 485-90. 3. Ju, Yi-Hsu and Shaik Ramjan Vali. Rice Bran Oil as Potential Resource for Biodiesel : A Review. J. Sci. Ind. Res., 2005; 64: 866-82. 4. Zhang, Y., Dube, M.A., McLean, D.D., and Kates, M. Review paper : Biodiesel production from waste cooking oil : 1. Process design and technological assessment. Bioresour Technol., 2003; 89: 1-16. 5. Kaimal, Thengumpilil Narayana Balogopala, Shaik Ramjan Vali, Bhamidipati Venkata Surya Koppeswara Rao, Pradosh Prasad Chakrabarti, Penumarthy Vijayalakshmi, Vijay Kale, Karna Narayana Prasanna Rani, Ongole Rajamma, Potula Satya Bhaskar, Turaga Chandrasekhara Rao. Origin Problems Encountered in Rice Bran Oil Processing. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 2002; 104:203-11. 6. Özgul-Yücel, Sevil and Selma Türkay. In Situ Esterification of Rice Bran Oil with Methanol and Ethanol. J. Am. Oil Chem. Soc., 1993; 70:145-7. 7. Levenspiel, O., Chemical Reaction Engineering. 3rd. ed., John Wiley & Sons. America, 1999: 60-75. 8. Rachmaniah, O., 2004. ‘Transesterifikasi Minyak Mentah Dedak Padi Menjadi Biodiesel Dengan Katalis Asam’. Laporan thesis, Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS, Surabaya. 9. Freedman,B., Pryde E.H. and Mounts T.L. Variables Affecting the Yields of Fatty Esters from Transesterified Vegetable Oils. J. Am. Oil Chem. Soc., 1984; 61: 1638-43. 10. Freedman,B., Royden O. B. and Everett H. P. Transesterification Kinetics of Soybean Oil. J. Am. Oil Chem. Soc., 1986; 63: 10-5. 11. Noureddini, H. and D. Zhu. Kinetics of Transesterification of Soybean Oil. J. Am. Oil Chem. Soc., 1997; 74: 1457-63. 12. Ma, F. and Hanna M.A. Biodiesel Production : A Review. Bioresour. Technol., 1999; 70, 1-15. 13. Khan, A. K., 2002. Research into Biodiesel Kinetics and Catalyst Development. Thesis. University of Queensland. Australia. 14. Morrison and Boyd, Organic Chemistry. 3rd. ed. 1975: 23-5, Allyn & Bacon Inc. Boston. 15. British Standard International. The European Standard. Determination of FAME, mono-, di-, tri-glyceride for Oils and Fats. BS EN 14105:2003.
