0

LAPORAN PENDAHULUAN

LABORATORIUM UNIT PROSES

METIL ESTER

DISUSUN OLEH :

TIAZ BELLINDA 03031281320012

MELZA JULIA HABSARY 03031281320012

RIZA NOVELLIN 03031381320004

NANDIKA BERITO UMBARA 03031381320029

WITRI ASRIYANI 03031381320051

NAMA ASISTEN:

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2016

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Selama ini masyarakat Indonesia hanya menggantungkan kebutuhan energi

dari bahan bakar yang berbasis fosil. Padahal, cadangan bahan pembuat minyak

ini semakin menipis dan akan segera habis dalam beberapa tahun. Konsumsi

minyak global sebesar 1,2 juta barrel per hari, cadangan minyak di dunia

berkurang dengan sangat cepat. Bahkan, produksi minyak dunia telah mencapai

puncaknya pada tahun 2005 dan sejak saat itu tidak ada lagi peningkatan yang

melebihi produksi maksimal tersebut. Jika kita lihat kenyataan yang terjadi bahwa

kebutuhan akan minyak merupakan suatu hal yang tidak dapat dihindari lagi

mengingat semakin banyaknya industri–industri yang berkembang.

Saat ini pengembangan bahan bakar nabati untuk menggantikan bahan bakar

fosil terus dilakukan. Biofuel akan menggantikan premium, solar, maupun minyak

tanah. Pemerintah menargetkan antara tahun 2009-2010 komposisi biofuel dan

bahan bakar fosil mencapai 15 persen berbanding 85 persen. Kebutuhan nasional

untuk bahan bakar nabati sedikitnya 18 miliar liter per tahun. Akan tetapi

keterbatasan bahan baku menjadi kendala utama karena harus berbagi dengan

berbagai industri lain.

Biodiesel adalah sebuah alternatif untuk bahan bakar diesel berbasis minyak

bumi yang terbuat dari sumber daya terbarukan seperti minyak nabati, lemak

hewan, atau alga. Biodiesel memiliki sifat pembakaran yang sangat mirip dengan

diesel petroleum, dan dapat menggantikannya dalam menggunakan saat ini.

Semakin banyak stasiun bahan bakar yang membuat Biodiesel tersedia bagi

konsumen, dan semakin banyak armada transportasi yang besar menggunakan

beberapa proporsi biodiesel dalam bahan bakar mereka.

Biodiesel terdiri dari asam lemak rantai panjang dengan alkohol terpasang,

sering berasal dari minyak nabati. Hal ini dihasilkan melalui reaksi minyak nabati

dengan alkohol metil atau etil alkohol dengan adanya katalis. Lemak hewani

adalah sumber potensial. Umumnya katalis digunakan adalah kalium hidroksida

2

(KOH) atau natrium hidroksida (NaOH). Proses kimia yang disebut

transesterifikasi ini menghasilkan biodiesel (metil ester) dan gliserin. Biodiesel

disebut ester metil jika alkohol yang digunakan adalah metanol. Jika etanol yang

digunakan, disebut ester etil.

Indonesia kaya akan bahan baku penghasil metil ester. Tanaman jarak,

kelapa, dan kelapa sawit mengandung minyak yang tinggi, yaitu diatas 1600 liter

tiap hektarnya. Ketiga tanaman tersebut sangat potensial untuk dikembangkan dan

digunakan sebagai bahan baku metil ester karena memiliki kandungan minyak

yang tinggi dan tersedia dalam jumlah yang cukup melimpah.

Metil ester adalah nama untuk jenis fatty ester, umumnya merupakan

monoalkil ester yang terbuat dari minyak tumbuh-tumbuhan (minyak nabati).

Minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku metil ester dapat berasal

dari kacang kedelai, kelapa, kelapa sawit, padi, jagung, jarak, papaya dan banyak

lagi melalui proses transesterifikasi sederhana.

Metil ester dibuat melalui suatu proses kimia yang disebut transesterifikasi

dimana gliserin dipisahkan dari minyak nabati. Proses ini menghasilkan dua

produk yaitu metil ester (biodiesel) atau mono-alkil ester dan gliserin yang

merupakan produk samping. Bahan baku utama untuk pembuatan metil ester

antara lain minyak nabati, lemak hewani, lemak bekas atau lemak daur ulang

dengan adanya penambahan katalis.

1.2. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

1) Untuk mengetahui pengaruh rasio reaktan terhadap kondisi minyak PFAD

menjadi metil ester.

2) Untuk mengetahui pengaruh perbandingan jumlah katalis H2SO4 terhadap

pembentukan metil ester.

3) Untuk mengetahui pengaruh perbandingan jumlah katalis KOH terhadap

pembentukan metil ester.

4) Untuk mengetahui prinsip kerja dan cara kerja proses pembuatan Metil Ester.

3

1.3. Permasalahan

Adapun permasalahan yang diperoleh dari percobaan ini adalah :

1) Bagaimanakah cara menghasilkan metil ester yang baik?

2) Bagaimakah pengaruh katalis H2SO4 dan KOH dalam pembuatan metil ester?

3) Bagaimanakah pengaruh dari pengadukan dalam pembuatan metil ester?

1.4. Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah :

1) Sebagai referensi informasi kondisi operasi yang optimal seperti

perbandingan rasio reaktan, perbandingan jumlah katalis baik H2SO4 maupun

KOH dalam proses esterifikasi dan transesterifikasi untuk menghasilkan metil

ester.

2) Sebagai bahan pertimbangan untuk penggunaan minyak PFAD sebagai bahan

baku biodiesel.

3) Untuk meningkatkan nilai ekonomis dari PFAD.

4) Untuk mengetahui prisip dan cara kerja dalam proses pembuatan Metil Ester.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Metil Ester

Metil ester lemak merupakan senyawa ester alkil yang berasal dari minyak

nabati dengan alkohol yang dihasilkan melalui proses esterifikasi atau

transesterifikasi dan mempunyai sifat fisika mendekati minyak solar diesel. Secara

umum, metil ester dibuat dari reaksi transesterifikasi, yakni reaksi alkohol dengan

trigliserida membentuk metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis basa.

Namun, reaksi tersebut sangat dipengaruhi oleh kadar asam lemak bebas yang

terkandung dalam trigliserida. Reaksi esterifkasi merupakan merupakan suatu

reaksi antara asam karboksilat dan alkohol membentuk ester dengan bantuan

katalis asam. Pembuatan metil ester ada empat macam cara, yaitu pencampuran

dan penggunaan langsung, mikroemulsi, pirolisis (thermal cracking), dan

transesterifikasi. Namun, yang sering digunakan untuk pembuatan metil ester

adalah transesterifikasi yang merupakan reaksi antara trigliserida (lemak atau

minyak) dengan metanol untuk menghasilkan metil ester dan gliserol.

Metil ester dapat diperoleh dari hasil pengolahan bermacam-macam minyak

nabati, misalnya di Jerman diperoleh dari minyak rapessed, di Eropa diperoleh

dari minyak biji bunga matahari dan minyak rapessed, di Prancis dari Itali

diperoleh dari minyak biji bunga matahari, di Amerika Serikat dan Brazil

diperoleh dari minyak kedelai, di Malaysia diperoleh dari minyak kelapa sawit,

dan di Indonesia diperoleh dari minyak kelapa sawit, minyak jarak pagar, minyak

kelapa, dan minyak kedelai. Selain minyak-minyak tersebut, minyak safflower

dan minyak zaitun juga dapat digunakan dalam pembuatan senyawa metil ester.

Pada pengolahan minyak nabati di atas juga di hasilkan gliserol sebagai hasil

sampingnya.

Metil ester merupakan bahan baku dalam pembuatan biodiesel atau emollen

dalam produk kosmetik, sedangkan gliserol dapat digunakan sebagai bahan baku

dalam berbagai aplikasi industri seperti kosmetik, sabun, dan farmasi. Gliserol

yang diperoleh sebagai hasil samping pengolahan minyak nabati ini bukanlah

5

gliserol murni, melainkan gliserol mentah (crude glycerol), biasanya memiliki

kemurnian kira-kira 95%. Metil ester yang diperoleh dari reaksi transesterifikasi

dapat dimurnikan dan ditetapkan kadarnya. Ada tiga metode analisis untuk

menetapkan kadar metil ester yaitu kromatografi gas, kromatografi cair kinerja

tinggi, dan kromatografi lapis tipis.

Minyak jelantah merupakan minyak nabati yang telah mengalami degradasi

kimia dan mengandung akumulasi kontaminan-kontaminan di dalamnya. Minyak

ini dapat didaur ulang menjadi metil ester dengan reaksi transesterifikasi, sehingga

minyak jelantah yang sebelumnya merupakan limbah yang berbahaya jika

langsung dibuang ke lingkungan dapat menjadi suatu produk yang mempunyai

nilai ekonomis dan juga dapat mengurangi jumlah limbah minyak jelantah yang

ada. Keuntungan penggunaan minyak jelantah dalam pembuatan metil ester

adalah dapat direduksinya biaya operasional, karena harga minyak jelantah pasti

lebih murah daripada minyak bersih atau minyak baru. Kekurangannya adalah

komposisi asam lemak yang terkandung di dalam minyak dapat berubah akibat

pemanasan dan terikat dengan bahan makanan yang digunakan pada proses

penggorengan.

Senyawa metil ester dapat digunakan sebagai zat tambahan pada suatu

formulasi kosmetika, salah satu contohnya yaitu caprylic atau caprylic

triglyceride yang telah digunakan dalam formulasi kosmetika sebagai emolien.

Oleh karena itu, tidak menutup kemungkinan bahwa senyawa metil ester lainnya

juga dapat digunakan sebagai zat tambahan, baik sebagai emolien maupun fungsi

lainnya. Metil ester yang diperoleh dari reaksi transesterifikasi dapat dimurnikan

dan ditetapkan kadarnya. Ada tiga metode analisis untuk menetapkan kadar metil

ester yaitu kromatografi gas, kromatografi cair kinerja tinggi, dan kromatografi

lapis tipis. Indonesia kaya akan bahan baku penghasil metil ester. Tanaman –

tanaman penghasil minyak di Indonesia beserta kandungan minyak disajikan pada

tabel. Tanaman jarak, kelapa, dan kelapa sawit mengandung minyak yang tinggi,

yaitu diatas 1.600 liter tiap hektarnya. Ketiga tanaman tersebut sangat potensial

untuk dikembangkan dan digunakan sebagai bahan baku metil ester karena

kandungan minyak yang tinggi dan tersedia dalam jumlah cukup melimpah.

6

Tabel 2.1. Tumbuh – Tumbuhan yang Mengandung Minyak

Jenis Tumbuhan Produktivitas

(liter minyak/Ha/Thn)

Jagung

Biji Kapas

Jerami

Kacang kedelai

Wijen

Biji matahari

Kacang tanah

Biji opium

Jojoba

Jatropa

Kelapa

Kelapa sawit

172

325

363

446

696

925

1.059

1.163

1.818

1.892

2.689

5.950

(Sumber : Aries, 2006)

Metil ester adalah nama untuk jenis fatty ester, umumnya merupakan

monoalkil ester yang terbuat dari minyak tumbuh-tumbuhan (minyak nabati).

Minyak nabati yang dapat digunakan sebagai bahan baku metil ester dapat berasal

dari kacang kedelai, kelapa, kelapa sawit, padi, jagung, jarak, papaya dan banyak

lagi melalui proses transesterifikasi sederhana.

Metil ester dapat dicampur dengan bahan bakar diesel minyak bumi dalam

berbagai rasio. Jika 0,4–5 % biodiesel dicampur dengan bahan bakar diesel

minyak bumi, otomatis akan meningkatkan daya lumas bahan bakar. Rasio

keseimbangan energi metil ester minimum 1-2,5. Artinya, untuk setiap satu unit

energi yang digunakan pada pupuk, pestisida, bahan bakar, pemurnian, proses,

dan transportasi, minimum terdapat 2,5 unit energi dalam metil ester. Campuran

20% biodiesel dan 80% bahan bakar diesel minyak bumi disebut dengan B20.

Campuran B20 merupakan bahan bakar alternatif yang terkenal di Amerika

Serikat, terutama untuk bis dan truk. B20 mengurangi emisi, harganya relatif

murah, dan tidak memerlukan modifikasi pada mesin.

7

Keuntungan dari metil ester :

1) Campuran dari 20% biodisel dengan 80% petroleum diesel dapat digunakan

pada unmodified diesel engine.

2) Sekitar setengah dari industri metil ester dapat menggunakan lemak atau

minyak daur ulang.

3) Metil ester tidak beracun.

4) Metil ester memiliki cetane number yang tinggi (di atas 100, bandingkan

dengan bahan bakar diesel yang hanya 40).

5) Penggunaan metil ester dapat memperpanjang umur mesin diesel karena

biodiesel lebih licin.

6) Metil ester menggantikan bau petroleum dengan bau yang lebih enak

Emisi metil ester jauh lebih rendah daripada emisi diesel minyak bumi. Oleh

karena itu Metil Ester lebih menguntungkan. Metil ester mempunyai karakteristik

emisi seperti berikut :

1) Emisi karbon dioksida netto (CO2) berkurang 100%.

2) Emisi sulfur dioksida (SO2) berkurang 100%.

3) Emisi debu berkurang 40 – 60%.

4) Emisi karbon monoksida (CO) berkurang 10 – 50%.

5) Emisi hidrokarbon berkurang 10 – 50%.

6) Hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH) berkurang, terutama PAH yang

beracun, seperti : phenanthren berkurang 97%, benzofloroanthen berkurang

56%, benzapyren berkurang 71%, serta aldehida dan senyawa aromatik

berkurang 13%.

Dengan mengembangkan metode yang murah, diharapkan dapat diproduksi

metil ester yang lebih murah, yang dapat bersaing secara ekonomi dengan

petroleum, dan menjadikan metil ester sebagai salah satu bahan bakar alternatif

yang ramah lingkungan. Metil ester dibuat melalui suatu proses kimia yang

disebut transesterifikasi dimana gliserin dipisahkan dari minyak nabati. Proses ini

menghasilkan dua produk yaitu metil esters (biodiesel) atau mono-alkil ester dan

gliserin yang merupakan produk samping. Bahan baku utama untuk pembuatan

metil ester antara lain minyak nabati, lemak hewani, lemak bekas/lemak daur

8

ulang. Semua bahan baku ini mengandung trigliserida, asam lemak bebas (ALB)

dan zat-pencemar dimana tergantung pada pengolahan pendahuluan dari bahan

baku tersebut, sedangkan sebagai bahan baku penunjang yaitu alkohol.

Pada pembuatan metil ester ini dibutuhkan katalis untuk proses esterifikasi,

katalis dibutuhkan karena alkohol larut dalam minyak. Minyak nabati kandungan

asam lemak bebas lebih rendah dari pada lemak hewani, minyak nabati biasanya

selain mengandung ALB juga mengandung phospholipids, phospholipids dapat

dihilangkan pada proses degumming dan ALB dihilangkan pada proses refining.

Minyak nabati yang digunakan dapat dalam bentuk minyak.

Produk metil ester tergantung pada minyak nabati yang digunakan sebagai

bahan baku serta pengolahan pendahuluan dari bahan baku tersebut. Alkohol yang

digunakan sebagai pereaksi untuk minyak nabati adalah metanol, namun dapat

pula digunakan etanol, isopropanol atau buthyl, tetapi perlu diperhatikan juga

kandungan air dalam alkohol tersebut. Bila kandungan air tinggi akan

mempengaruhi hasil metil ester kualitasnya rendah, karena kandungan sabun,

ALB dan trigliserida tinggi.

Disamping itu hasil metil ester juga dipengaruhi oleh tingginya suhu operasi

proses produksi, lamanya waktu pencampuran atau kecepatan pencampuran

alkohol. Katalisator dibutuhkan pula guna meningkatkan daya larut pada saat

reaksi berlangsung, umumnya katalis yang digunakan bersifat basa kuat yaitu

NaOH atau KOH atau natrium metoksida. Katalis yang akan dipilih tergantung

minyak nabati yang digunakan, katalis ini digunakan pada minyak mentah

dengan kandungan ALB kurang dari 2%, sehingga dihasilkan produk samping

berupa sabun dan juga gliserin. Katalis tersebut pada umumnya sangat

higroskopis dan bereaksi membentuk larutan kimia yang akan dihancurkan oleh

reaktan alkohol. Jika banyak air yang diserap oleh katalis maka kerja katalis

kurang baik sehingga produk metil ester kurang baik. Setelah reaksi selesai,

katalis harus dinetralkan dengan penambahan asam mineral kuat. Setelah metil

ester dicuci proses netralisasi juga dapat dilakukan dengan penambahan air

pencuci, HCl juga dapat dipakai untuk proses netralisasi katalis basa, bila

digunakan asam phosphate akan menghasil pupuk phosphat (K3PO4).

9

2.2. Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Metil Ester

Pada pembentukan produk biodiesel terdapat beberapa faktor yang sangat

mempengaruhi antara lain :

1) Waktu Reaksi

Makin panjang waktu reaksi, maka kesempatan zat–zat yang bereaksi makin

banyak, sehingga konversi makin besar. Jika keseimbangan reaksi telah tercapai,

bertambahnya waktu reaksi tidak akan memperbesar hasil.

2) Konsentrasi

Kecepatan reaksi sebanding dengan konsentrasi reaktan. Makin tinggi

konsentrasi reaktan, makin semakin banyak kesempatan molekul untuk saling

bertumbukan yang mengakibatkan semakin tinggi pula kecepatan reaksinya.

3) Katalisator

Katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan menurunkan energi

aktivasi reaksi, namun tidak mempengaruhi letak keseimbangan.

4) Suhu

Semakin tinggi suhu maka semakin cepat kecepatan reaksinya. Pada proses

alkoholisis pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi dipengaruhi katalisator yang

dipakai. 5) Pengadukan

Agar reaksi berjalan dengan baik diperlukan pencampuran sebaik- baiknya

dengan cara pengadukan. Pencampuran yang baik dapat menurunkan tahanan

perpindahan massa. Untuk reaksi heterogen dengan berkurangnya tahanan

perpindahan massa makin banyak molekul–molekul reaktan yang dapat mencapai

fase reaksi, sehingga meningkatkan kemungkinan terjadinya reaksi.

6) Perbandingan Pereaksi

Reaksi alkoholisis pada umumnya memerlukan alkohol yang berlebihan

agar reaksi berjalan sempurna.

2.3. Keuntungan Pemakaian Metil Ester

1) Dihasilkan dari sumber daya energi terbarukan dan ketersediaan bahan

bakunya terjamin.2) Cetane number tinggi (bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya

kualitas solar berdasar sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin).

10

3) Viskositas tinggi sehingga mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik

daripada solar sehingga memperpanjang umur pakai mesin.

4) Dapat diproduksi secara lokal.

5) Mempunyai kandungan sulfur yang rendah

6) Menurunkan tingkat opasiti asap.

7) Menurunkan emisi gas buang.

8) Pencampuran biodiesel dengan petroleum diesel dapat meningkatkan

biodegradibility petroleum diesel sampai 500%.

2.4 Tahapan Pembuatan Metil Ester

2.4.1. Esterifikasi

Jika bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang memiliki

kadar FFA (free fatty acid) tinggi (>5%), seperti minyak jelantah, PFAD, CPO

low grade, dan minyak jarak, proses transesterifikasi yang dilakukan untuk

mengkonversi minyak menjadi metil ester tidak akan berjalan efisien. Bahan-

bahan di atas perlu melalui proses pra – esterifikasi untuk menurunkan kadar FFA

hingga di bawah 5%. Umumnya, proses esterifikasi menggunakn katalis asam.

Asam–asam pekat seperti asam sulfat (sulphuric acid) dan asam klorida (chloride

acid) adalah jenis asam yang sekarang ini banyak digunakan sebagai katalis. Pada

tahap ini akan diperoleh minyak dengan campuran metil ester kasar dan metanol

sisi yang kemudian dipisahkan.

Proses esterifikasi dilanjutkan dengan proses esterifikasi alkalin

(transesterifikasi) terhadap produk tahap pertama di atas dengan menggunakan

katalis alkalin. Pada proses ini digunakan natrium hidroksida 1% dan alkohol

(umumnya metanol) 10%. Kedua proses esterifikasi ini dilakukan pada

temperatur 70 oC.

2.4.2. Transesterifikasi

Transesterifiaksi merupakan suatu proses penggantian alkohol dari suatu

gugus ester (trigliserida) dengan ester lain atau mengubah asam–asam lemak ke

dalam bentuk ester sehingga menghasilkan alkyl ester. Proses tersebut dikenal

sebagai proses alkoholisis. Proses alkoholisis ini merupakan reaksi biasanya

berjalan lambat namun dapat dipercepat dengan bantuan suatu katalis. Katalis

11

yang biasa dipergunakan adalah katalis asam seperti HCl dan H2SO4 dan katalis

basa seperti NaOH dan KOH.

Proses ini dapat dijalankan secara batch maupun sinambung, dimana pada

proses batch menggunakan labu leher tiga atau autoclave. Selain itu dalam

autoclave, proses dapat berjalan pada suhu tinggi dalam fase cair, sehingga akan

bisa berlangsung lebih cepat. Proses sinambung dilaksanakan dalam sebuah

reaktor CSTR dengan alat pencampur yang berupa pengaduk atau gas inert.

Proses ini lebih sulit dikarenakan perlu bahan baku yang lebih banyak dan waktu

yang lebih panjang untuk menghasilkan biodiesel.

Metanolisis merupakan reaksi pembentukan metil ester dengan

menggunakan metanol dimana reaksinya seimbang dan kalor reaksinya kecil.

Untuk menggeser reaksi ke kanan biasanya menggunakan metanol berlebihan

dibanding gliserida, maka reaksi yang terjadi bisa dianggap reaksi searah. Proses

transesterifikasi meliputi dua tahap. Transesterifikasi I yaitu pencampuran antara

kalium hidroksida (KOH) dan metanol (CH3OH) dengan minyak sawit.

Reaksi transesterifikasi I berlangsung sekitar 2 jam pada temperatur 58-

65°C. Bahan yang pertama kali dimasukkan ke dalam reaktor adalah asam lemak

yang selanjutnya dipanaskan sampai temperatur yang telah ditentukan. Reaktor

transesterifikasi dilengkapi dengan pemanas dan pengaduk. Selama proses

pemanasan, pengaduk dijalankan. Tepat pada suhu reaktor 65°C, campuran

metanol dan KOH dimasukkan ke dalam reaktor dan waktu reaksi mulai dihitung

pada campuran metanol dan KOH dimasukkan kedalam reaktor.

Pada akhir reaksi akan terbentuk metil ester dengan konversi sekitar 94%.

Selanjutnya produk ini diendapkan selama waktu tertentu untuk memisahkan

gliserol dan metil ester. Gliserol yang terbentuk berada di lapisan bawah karena

berat jenisnya lebih besar daripada metil ester. Gliserol kemudian dikeluarkan dari

reaktor agar tidak mengganggu proses transesterifikasi II. Selanjutnya dilakukan

transesterifikasi II pada metil ester. Setelah proses transesterifikasi II selesai,

dilakukan pengendapan selama waktu tertentu agar gliserol terpisah dari metil

12

ester. Pengendapan II memerlukan waktu lebih pendek daripada pengendapan I

karena gliserol yang terbentuk relatif sedikit dan akan larut melalui proses

pencucian.

Minyak nabati dengan kadar asam lemak bebas (ALB)-nya rendah (< 1%),

bila lebih, maka perlu pretreatment karena berakibat pada rendahnya kinerja

efisiensi. Padahal standar perdagangan dunia kadar ALB yang diijinkan hingga

5%. Jadi untuk minyak nabati dengan kadar ALB >1%, perlu dilakukan

deasidifikasi dengan reaksi metanolisis atau dengan gliserol kasar. Secara

sederhana reaksi transesterifikasi dapat digambar sebagai berikut:

katalis

Minyak Nabati + 3 Metanol Biodiesel + 3 Gliserol

CH2 – C – O – OR1 CH2 – OH

CH – C – O – OR2 + 3 CH3OH CH – OH + 3 R – COOCH3

CH2 – C – O – OR3 CH2 - OH

Trigliserida Metanol Gliserol FAME

Gambar 2.1. Reaksi Transestrifikasi

(Sumber: Herlina Idra, 2014)

R1, R2, dan R3 adalah alkil dari ester. Selama proses esterifikasi, trigliserin

bereaksi dengan alkohol dengan katalisator alkalin kuat (NaOH, KOH atau

sodium silikat). Jumlah katalisator yang digunakan dalam proses titrasi ini adalah

cukup menentukan dalam memproduksi metil ester. Secara empiris, 6,25 gr/l

NaOH adalah konsentrasi yang memadai. Reaksi antara biolipid dan alkohol

adalah reaksi dapat balik (reversible) sehingga alkohol harus diberikan berlebih

untuk mendorong reaksi ke kanan dan mendapatkan hasil konversi yang

sempurna.

Hampir semua metil ester diproduksi dengan metode transesterifikasi

dengan katalisator basa karena merupakan proses yang ekonomis dan hanya

13

memerlukan suhu dan tekanan rendah. Hasil konversi yang bisa dicapai dari

proses ini adalah bisa mencapai 98%. Proses ini merupakan metode yang cukup

krusial untuk memproduksi metil ester dari minyak atau lemak nabati. Proses

transesterifikasi merupakan reaksi dari trigliserin (lemak atau minyak) dengan

bioalkohol (metanol atau etanol) untuk membentuk ester dan gliserol (dalam hal

ini metil ester).

2.5. Beberapa Tipe Metil Ester

Banyak macam biodiesel seperti diuraikan secara singkat dibawah,

diproduksi diberbagai negara, begantung pada jenis feedstock yang digunakan,

antara lain :

1) Coconut Biodiesel

Coconut biodiesel adalah istilah pemasaran untuk biodiesel yang diproduksi

dari coconut oil. Biodiesel ini biasanya digunakan di beberapa negara di Eropa,

Thailand, Canada dan Amerika Serikat. Di Indonesia, tipe biodiesel ini belum

banyak di produksi dan dikenal sebagai cocodiesel. Cocodiesel yang tidak melalui

transesterifikasi bukanlah biodiesel. Istilah kimia yang biasa diguanakan untuk

biodiesel terbuat dari coconut oil ini adalah coconut methyl ester yang biasa

disingkat CME.

2) Soy Diesel

Istilah pemasaran untuk biodiesel di Amerika Serikat yang diproduksi dari

soy bean oil. Soybean oil adalah vegetable oil berwarna kuning muda yang

diekstrak/dipres dari kacang kedelai (soybean). Soybean oil ini banyak diproduksi

di Amerika Serikat dan mendominasi sebagai suatu biodiesel feedstock. Istilah

lain dari biodiesel feedstock. Istilah lain dari biodiesel ini adalah methyl soyate

atau soybean biodiesel atau soy biodiesel. Istilah kimia yang biasa digunakan

untuk tipe biodiesel ini adalah soy menthyl esters (SME) atau soybean menthyl

esters (SOME).

3) Palm Biodiesel

Istilah pemasaran untuk biodiesel yang diproduksi dari palm oil. Saat ini,

palm oil adalah vegetable oil yang amat berlimpah-limpah di Asia Tenggara.

Istilah kimia yang biasa digunakan untuk palm fatty acid methyl ester atau palm

14

oil menthyl ester. Biosolar yang dipasarkan pertamina adalah campuran dari palm

diesel dan petrodiesel.4) Jatropha Biodiesel

Istilah pemasaran untuk biodiesel yang diproduksi dari jatropha curcas oil

atau jatropha oil. Jatropha methyl ester adalah istilah kimia untuk jatropha

biodiesel.

5) Rape/ Rapeseed Biodiesel

Istilah pemasaran yang biasa digunakan untuk biodiesel yang terbuat dari

rape/rapessed oil. Rape menthyl ester (RME) atau rapessed oil menthyl ester

biasa disingkat sebagai RME adalah istilah kimia untuk rapeseed biodiesel.

Rapeseed biodiesel adalah biodiesel yang paling umum digunakan di Eropa.

Scania telah menggunakan tipe biodiesel ini.

6) Peanut Biodiesel

Istilah pemasaran untuk biodiesel yang diproduksi dari peanut oil. Peanut

methyl ester adalah istilah kimia untuk peanut biodiesel.

7) Sunflower Biodiesel

Istilah pemasaran untuk biodiesel yang diproduksi dari sunflower oil.

Sunflower biodiesel banyak diproduksi di Eropa Selatan.

15

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

1) Heatingmantle

2) Magnetic stirrer

3) Labu leher tiga

4) Thermometer

5) Condenser

6) Pipet hisap

7) Pompa

8) Ember

9) Erlenmeyer

10) Corong pemisah

11) Spatula

3.1.2. Bahan

1) Minyak; yang digunakan dapat berupa minyak goreng, minyak jelantah,

minyak CPO

2) Methanol

3) Katalis NaOH

3.2. Prosedur Percobaan

3.2.1. Reaksi Esterifikasi

1) Cairkan bahan baku terlebih dahulu bila bahan baku berwujud padat hingga

mencapai ukuran 100 ml.

2) Setelah minyak berwujud liquid, masukkan minyak ke dalam labu leher tiga

yang telah dilengkapi dengan thermometer, pemanas, dan condenser.

Kemudian dipanaskan sampai suhu mencapai 70 0C. Reaksi ini berlangsung

secara batch.

3) Campurkan metanol dan katalis dalam jumlah tertentu ke dalam minyak yang

telah dipanaskan tersebut.

16

4) Reaksikan campuran tersebut selama 1 (satu) jam.

5) Setelah 1 jam minyak tersebut diangkat dan didinginkan.

3.2.2. Reaksi Transesterifikasi

Setelah minyak didinginkan dan dihilangkan alkoholnya, kemudian

dilanjutkan dengan reaksi trans esterifikasi yaitu sebagai berikut :

1) Minyak yang telah terbentuk pada reaksi esterifikasi dipanaskan kembali pada

suhu 65 0C.

2) Setelah mencapai temperatur 650C, minyak tersebut ditambahkan dengan

campuran methanol dan katalis NaOH dalam jumlah tertentu.

3) Reaksikan campuran minyak, alkohol, dan NaOH tersebut selama 1 jam,

reaksi ini berlangsung pada kondisi batch.

4) Setelah 1 jam minyak tersebut diangkat dan didinginkan, serta dihilangkan

alkoholnya.

5) Diamkan selama 24 jam agar terlihat dua lapisan atas metil ester dan lapisan

bawah berupa gliserol, kemudian kedua lapisan tersebut dipisahkan dengan

corong pemisah.

6) Metil ester yang telah terpisah kemudian dicuci dengan cara mencampurkan

air yang telah dipanaskan pada suhu 50 0C.

7) Diamkan sampai terbentuk dua lapisan kembali dicuci dengan cara

mencampurkan air yang telah dipanaskan pada suhu 50 0C.

8) Terakhir lakukan pemanasan pada metil ester (biodiesel) sampai suhu 100 0C

untuk menghilangkan kadar alkohol yang masih ada pada Biodiesel.

9) Produk metil ester adalah biodiesel yang dapat dianalisa.

17

DAFTAR PUSTAKA

Azmi, M. Fadli. 2009. Transesterifikasi Heterogen antara Minyak Sawit Mentah

dengan Methanol Menggunakan Katalis CaO - K2O. (Online).

repository.usu.ac.id (Diakses pada 1 Maret 2016).

Hendroko, Roy dkk. 2007. Teknologi Bioenergi. Jakarta: PT. Agromedia Pustaka

Idra, Herlina. 2014. Reaksi Esterifikasi pada Pembuatan Biodiesel. (Online).

http://www.artikelilmiah.com (Diakses pada 1 Maret 2016).

Purijatmiko, Aries. 2006. Proses Pembuatan Biodiesel. (Online).

repository.usu.ac.id (Diakses pada 1 Maret 2016).

Soerawidjaja, tatang. 2005. Minyak Lemak dan Produk-Produk Kimia Lain dari

Kelapa. Bandung: Institut Teknologi Bandung.