PROPOSAL TUGAS AKHIR KONVERSI ENERGI

“Minyak Jelantah sebagai Bahan Baku Biodiesel”

SHIFT B-2

Kelompok 1

Nama : - Wony Andika B. (240110080075)

- Rendy Okto R. (240110080076)

- Phatricia Armelia (240110080077)

- Pratiwi Indah N. F. (240110080078)

- Haryatna Sartika P. (240110080079)

- Alan Risnanto (240110080080)

UNIVERSITAS PADJADJARAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

JATINANGOR

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Ketergantungan masyarakat terhadap BBM di Indonesia masih sangat besar.

Ketergantungan ini haruslah dikurangi karena pada suatu ketika ia akan menimbulkan

krisis, mengingat cadangan minyak bumi yang semakin terbatas, meningkatnya

kebutuhan pasokan di dalam negeri seiring dengan meningkatnya jumlah kendaraan

bermotor, perlunya ekspor minyak bumi untuk meningkatkan pendapatan negara, dan

dampak lingkungan dari pembakaran BBM.

Upaya untuk mengurangi ketergantungan tersebut dapat dilakukan dengan

memaksimalkan potensi sumber daya hayati yang dimiliki Indonesia, sebagai salah

satu negara yang mempunyai kawasan hutan tropis yang terbesar di dunia, dan

kekayaan keanekaragaman hayati yang sangat tinggi.Sumber daya hayati tersebut

dapat menghasilkan bahan bakar terutama sebagai pengganti minyak solar/ADO yang

sekarang berasal dari bahan bakar fosil.

Salah satu potensi yang bisa dimanfaatkan adalah minyak jelantah yang

notabene berasal dari minyak nabati yang selama ini umumnya dibuang saja. Dengan

melakukan pengolahan lebih lanjut untuk menghasilkan senyawa ester, maka minyak

jelantah tersebut diperhitungkan akan bisa berfungsi seperti minyak solar/ADO dari

fosil.

Oleh karena itu, di dalam mengantisipasi meningkatnya permintaan energi

yang bisa membawa negara ke dalam krisis energi, maka penting sekali untuk

melakukan pemanfaatan biodiesel dari minyak jelantah sebagai alternatife energi

yang dapat dipergunakan untuk mengatasi krisis enegi fosil.

1.2. Tujuan

Adapun tujuan yang hendak dicapai dari Makalah Minyak Jelantah sebagai

Bahan Baku Biodiesel adalah sebagai berikut:

1. Mengenalkan sumber energi terbarukan biodiesel yang terbuat dari limbah

minyak jelantah.

2. Mengetahui metoda pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.

3. Dengan menggunakan biodiesel dari minyak jelantah diharapkan dapat

membantu mengurangi emisi karbon dan polusi (lebih ramah lingkungan).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengenalan Biodiesel dari Bahan Baku Minyak Jelantah

Minyak jelantah (waste cooking oil) merupakan limbah minyak dari sisa-sisa

hasil penggorengan yang jika ditinjau dari komposisi kimianya, mengandung

senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses

penggorengan.

Minyak goreng sering kali dipakai untukmenggoreng secara berulang-ulang,

bahkansampai warnanya coklat tua atau hitam dankemudian dibuang. Penggunaan

minyak gorengsecara berulang-ulang akan menyebabkanoksidasi asam lemak tidak

jenuh yang kemudianmembentuk gugus peroksida dan monomersiklik. Hal tersebut

dapat menimbulkan dampaknegatif bagi yang mengkonsumsinya, yaitumenyebabkan

berbagai gejala keracunan.

Beberapa penelitian pada binatang menunjukkan bahwa gugus peroksida

dalam dosis yang besar dapat merangsang terjadinya kanker kolon. Pemakaian

minyak jelantah yang berkelanjutan dapat merusak kesehatan manusia, menimbulkan

penyakit kanker, dan akibat selanjutnya dapat mengurangi kecerdasan generasi

berikutnya. Karena itu, maka penggunaan minyak jelantah secara berulang-ulang

sangat berbahaya bagi kesehatan (Birowo, 2000).

Untuk itu perlu penanganan yang tepat agar limbah minyak jelantah dapat

bermanfaat dan tidak menimbulkan kerugian dari aspek kesehatan manusia dan

lingkungan. Salah satu bentuk pemanfaatan minyak jelantah agar dapat bermanfaat

dari berbagai macam aspek ialah dengan mengubahnya secara proses kimia menjadi

biodiesel. Hal ini dapat dilakukan karena minyak jelantah juga merupakan minyak

nabati, turunan dari CPO (crude palm oil).

B. Prinsip Konversi Minyak Jelantah menjadi Biodiesel

Dalam penggunaannya, minyak goreng mengalami perubahan kimia akibat

oksidasi dan hidrolisis, sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada minyak goreng

tersebut. Melalui proses-proses tersebut beberapa trigliserida akan terurai menjadi

senyawa-senyawa lain, salah satunya Free Fatty Acid (FFA) atau asam lemak bebas

(Ketaren, 1996). Kandungan asam lemak bebas inilah yang kemudian akan

diesterifikasi dengan metanol menghasilkan biodiesel. Sedangkan kandungan

trigliseridanya ditransesterifikasi dengan metanol, yang juga menghasilkan biodiesel

dan gliserol. Dengan kedua proses tersebut maka minyak jelantah dapat bernilai

tinggi.

Pembuatan biodiesel dari minyak jelantah ini menggunakan reaksi

transesterifikasi seperti pembuatan biodiesel pada umumnya dengan pretreatment

untuk menurunkan angka asam pada minyak jelantah. Biodiesel dapat disintesis

melalui esterifikasi asam lemak bebas atau transesterifikasi trigliserida dari minyak

nabati dengan metanol sehingga dihasilkan metil ester. Reaksi esterifikasi dan

transesterifikasi dari minyak nabati dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Proses ini umum digunakan untuk minyak tumbuhan seperti minyak rapeseed, canola

oil, kelapa sawit, bahkan yang telah dikembangkan untuk skala industri (Elisabeth,

dkk., 2001 ).

Gambar 1. Reaksi Esterifikasi Asam Lemak Bebas Menjadi Metil Ester dengan

Katalis Asam

Gambar 2. Reaksi Transesterifikasi Trigliserida Menjadi Metil Ester dengan Katalis

Basa

C. Pemanfaatan Biodiesel dari Minyak Jelantah

Pembuatan biodiesel dari minyak jelantah ini menggunakan reaksi

transesterifikasi seperti pembuatan biodiesel pada umumnya dengan pretreatment

untuk menurunkan angka asam pada minyak jelantah. Hasil ujicoba pada kendaraan

Izusu Elf menunjukkan adanya penghematan bahan bakar dari 1 liter untuk 6

kilometer menjadi 1 liter untuk 9 kilometer dengan menggunakan biodiesel dari

minyak jelantah, demikian juga BBM perahu nelayan berkurang sekitar 20 persen

apabila digunakan oleh para nelayan (Gatra 2006). Bahkan telah diuji coba pada

kendaraan bermesin diesel sampai 40% campuran dengan solar selama kurang lebih 3

tahun tanpa masalah sedikit pun.

Tabel berikut adalah perbandingan emisi yang dihasilkan oleh biodiesel dari

minyak jelantah (Altfett Methyl Ester/AME) dan Solar :

Perbandingan Emisi yang Dihasilkan Minyak Jelantah dan Solar

HAL

MINYAK JELANTAH

(Altfett Methyl Ester/

AME)

SOLAR

Emisi NO 1005,8 ppm 1070 ppm

Emisi CO 209 ppm 184 ppm

Emisi CH 13,7 ppm 18,4 ppm

Emisi Partikula/debu 0,5 0,93

Emisi SO2 Tidak ada Ada

Dari tabel tersebut terlihat bahwa biodiesel dari minyak jelantah merupakan

alternatif bahan bakar yang ramah lingkungan sebagaimana biodiesel dari minyak

nabati lainnya. Hasil uji gas buang menunjukkan keunggulan AME dibanding solar,

terutama penurunan partikulat/debu sebanyak 65%. Biodiesel dari minyak jelantah ini

juga memenuhi persyaratan SNI untuk Biodiesel. Berikut adalah hasil uji

laboratorium perbandingan berbagai macam parameter antara biodiesel minyak

jelantah, solar dan persyaratan SNI untuk biodiesel :

Analisis Laboratorium Sifat-Sifat Biodiesel dariMinyak Jelantah

Sifat fisik Unit Hasil ASTM Standar (Solar)

Flash point C 170 Min.100

Viskositas (40C) cSt. 4,9 1,9-6,5

Bilangan setana - 49 Min.40

Cloud point C 3,3 -

Sulfur content % m/m << 0.01 0.05 max

Calorific value kJ/kg 38.542 45.343

Density (15°C) Kg/l 0,93 0,84

Gliserin bebas Wt.% 0,00 Maks.0,02

Pengembangan biodiesel di Indonesia yaitu dengan memanfaatkan salah satu

jenis bahan baku misalnya minyak jelantah. Gambaran potensi tersebut dapat dilihat

dari uji performansi dan sifat-sifat fisik biodiesel yang dihasilkan.

Secara keseluruhan, parameter fisik yang ditampilkan dari hasil penelitian

masih berada dalam batasan standar dari ASTM, kecuali harga Calorific Value yang

sedikit lebih kecil dibandingkan harga solar.Saat membandingkan biodiesel dengan

solar, hal yang perlu diperhatikan juga adalah pada tingkat emisi bahan bakar.

Biodiesel menghasilkan tingkat emisi hidrokarbon yang lebih kecil, sekitar 30%

dibanding dengan solar; Emisi CO juga lebih rendah, -sekitar 18%-, emisi particulate

molecul lebih rendah 17%; sedang untuk emisi NOx lebih tinggi sekitar 10%;

sehingga secara keseluruhan, tingkat emisi biodiesel lebih rendah dibandingkan

dengan solar, sehingga lebih ramah lingkungan.

D. Proses Pembuatan Biodiesel

Proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah akan melewati tahap sebagai

berikut:

1. Proses pemurnian minyak jelantah dari pengotor dan water content

2. Esterifikasi dari asam lemak bebas (free fatty acids) yang terdapat di dalam

minyak jelantah,

3. Trans-esterifikasi molekul trigliserida ke dalam bentuk metil ester, dan

4. Pemisahan dan pemurnian

Reaksi kimia proses transesterifikasi tri glyceride menjadi methyl ester

dengan alkohol sebagai senyawa pengesterifikasi, adalah sebagai berikut:

CH2-O-CO-R’ CH2OH CH3-O-CO-R’

CH-O-CO-R’’ + 3CH3OH CHOH + CH3-O-CO-R’’

CH2-O-CO-R’’’ CH2OH CH3-O-CO-R’’’

Pada kondisi variasi 20% volume alkohol (perbandingan mol metanol :

minyak jelantah yaitu 4,95:1), didapat konversi reaksi sebesar 93% volume minyak

jelantah (kondisi optimal).

E. Analisis Ekonomi Penggunaan Biodiesel dari Minyak Jelantah

Bahan Baku yang digunakan untuk pembuatan biodiesel dari minyak jelantah

adalah:

- Minyak jelantah (bisa di dapat gratis dari restoran-restoran fast food) atau kita

hargai dengan Rp 500,00/liter

- Methanol Rp 5.000,00/liter

- NaOH (s) Rp 12.500,00/kg

katalis

Methyl Ester - Bio-dieselMethanol

GlycerolTri glyceride

Konversi reaksi 93%, berarti setiap 1 liter minyak jelantah akan menghasilkan

biodiesel sebesar 930 ml. Methanol yang digunakan setiap 1 liter minyak jelantah

adalah 200 ml, sedangkan NaOH yang dipakai sebesar 5 gr setiap 1 liter minyak

jelantah.

Jadi biaya produksi total untuk menghasilkan 1 liter biodiesel yaitu:

- Minyak jelantah = 100/93 x 500 = Rp 537,65

- Methanol = 200/1000 x 5000 x 100/93 = Rp 1075,27

- NaOH kira - kira kita hargai Rp 100,00 / liter biodiesel

- Utilitas (listrik dll) kita hargai Rp 100,00 / liter biodiesel

Jadi, untuk menghasilkan 1 liter biodiesel, total biaya produksi yang

dibutuhkan yaitu Rp 1812,90 (Harga ini dengan asumsi bahwa harga minyak jelantah

Rp 500,00,-). Kalau ternyata harganya bisa gratis, jadi total biaya produksi biodiesel

hanya Rp 1.312,90 bila dibandingkan dengan harga solar sekarang yang mencapai Rp

1.890,00. Jadi dapat disimpulkan bahwa sumber energi dari minyak jelantah ini

cukup prospektif.

F. Kendala Pengembangan Biodiesel dari Minyak Jelantah

Permasalahan utama dalam pengembangan dari pemanfaatan sumber energi

biodiesel yang berasal dari minyak jelantah ialah pengumpulan minyak jelantah yang

tidak mudah, selain karena persebarannya cukup luas dan tidak merata, selain itu juga

tidak sedikitnya pengumpul minyak jelantah dari restoran-restoran yang nantinya

akan mereka olah kembali, bisa juga tidak, untuk kemudian dijual ke pedagang kecil

maupun untuk keperluan lain.

Umumnya para pedagang kecil yang menggunakan minyak goreng untuk

dagangannya, akan membuang minyak jelantah sisa menggoreng ke selokan yang

terdekat yang bermuara pada sungai, sehingga dapat menjadi salah satu sumber polusi

pada perairan sungai. Untuk itu perlu adanya dukungan dari pemerintah pusat

maupun pemerintah daerah untuk penanganan limbah minyak jelantah ini menjadi

biodiesel, sebagaimana yang telah dilakukan oleh pemerintah kota Guangzhou,

China. Guangzhou sebagai kota terbesar ketiga di China telah berhasil mengolah

minyak jelantah sebanyak 20.000 ton pertahun untuk diolah menjadi biodiesel karena

adanya dukungan dari pemerintah lokal (Y Wang et al, 2006). Oleh karena itu,

pemanfaatan minyak jelantah sebagai bahan bakar motor diesel merupakan suatu cara

pembuangan limbah (minyak jelantah) yang menghasilkan nilai ekonomis serta

menciptakan bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar solar yang bersifat ethis,

ekonomis, dan sekaligus ekologis.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil sintesis biodiesel.

Sintesis biodiesel dari minyak jelantah diawali dengan reaksi esterifikasi,

dimana kandungan asam lemak bebas pada minyak jelantah akan bereaksi dengan

metanol. Hal ini dipercepat dengan penambahan katalis asam sulfat pekat.Hasil

esterifikasi ini menghasilkan suatu campuran yang keruh.Setelah tahap pertama

selesai, sintesis dilanjutkan ke tahapan kedua yaitu reaksi transesterifikasi.Dalam

tahapan ini terbentuk dua lapisan.Lapisan bawah berwarna coklat kehitaman yang

merupakan lapisan gliserol, sedangkan lapisan atas berwarna kuning keruh yang

merupakan lapisan biodiesel.Kedua lapisan tersebut kemudian dipisahkan. Dari 200

mL minyak jelantah yang diolah, diperoleh biodiesel sebanyak 157 mL, sehingga

persentase hasil sintesis ini adalah 78,5%.

Identifikasi senyawa biodiesel dengan kromatografi gas-spektroskopi massa

(GCMS)

Identifikasi dengan GC-MS dilakukan untuk meyakinkan bahwa hasil sintesis

yang diperoleh memang benar merupakan senyawa biodiesel.Hasil analisis sampel

biodiesel dengan kromatografi gas tersebut terlihat pada Gambar 3. Kromatogram

yang diperoleh menunjukan adanya enam puncak dengan waktu retensi (tR) dan luas

puncak (%) seperti pada Tabel 1. Berdasarkan data tersebut diduga biodiesel hasil

sintesis ini mengandung enam senyawa, dengan kelimpahan yang paling tinggi

dimiliki oleh puncak 4, sedangkan kelimpahan yang paling kecil dimiliki oleh puncak

6.Tiap puncak hasil GC, dianalisis dengan MS dan dibandingkan dengan data base

yang ada.Gambar 3.

Gambar 3. Kromatogram Kromatografi Gas Sampel Biodiesel

Tabel 1. Data Waktu Retensi dan Luas Puncak Kromatogram Kromatografi Gas serta

senyawa yang diduga dari Sampel Biodiesel

Dari data MS dapat dinyatakan bahwa hasil sintesis dari penelitian ini adalah

memang benar merupakan senyawa biodiesel, yakni metil ester.Senyawa metil ester

yang diperoleh adalah metil miristat, metil palmitat, metil linoleat, metil oleat, metil

stearat, metil arakhidat. Senyawa metil ester yang diperolehtersebut sesuai dengan

kandungan asam lemak yang terdapat pada bahan dasar minyak kelapa sawit yang

digunakan untuk sintesis ini seperti :asam palmitat, asam miristat, asam stearat, asam

linoleat, asam oleat. Namun senyawa metil arakhidat tidak sesuai dengan kandungan

asam lemak pada kelapa sawit.Kemungkinan senyawa metil ester yang tidak sesuai

ini diperoleh dari hasil esterifikasi dan transesterifikasi asam lemak yang berasal dari

bahan makanan yang digoreng, yaitu asam lemak dari kerupuk udang.

Penentuan Sifat Fisika : Densitas dan viskositas sampel biodiesel

Untuk menentukan massa jenis (densitas) dan viskositas biodiesel,

masingmasing pengerjaan dilakukan 3 kali ulangan. Hasil pengamatan dapat dilihat

pada Tabel 2.

Tabel 2. Data Penentuan Densitas dan Viskositas Sampel Biodiesel

Dari perhitungan tersebut diperoleh hasil densitas biodiesel pada suhu 15oC

masih dalam range standar biodiesel DIN V 51606 yaitu 0,85- 0,90 g/mL. Dari hasil

perhitungan, viskositas biodiesel pada suhu 400C masih memenuhi range standar

biodiesel standar DIN V 51606 yakni 3,5 -5,0 mm2/s.

Sifat Kimia Sampel Biodiesel

Sifat kimia yang dianalisis adalah bilangan asam, bilangan penyabunan,

bilangan iod.Percobaan dilakukan dengan tiga kali ulangan. Hasil analisis dapat

dilihat

Tabel 3. Data Hasil Pengamatan Bilangan Asam, Bilangan Penyabunan, dan Bilangan

Iod dari Sampel

Dari hasil pengamatan sifat kimianya dan setelah dibandingkan dengan

standarnya,maka biodiesel hasil sintesis dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

1. Biodiesel dapat disintesis dari minyak jelantah kelapa sawit melalui dua

tahapantransesterifikasi. Dari 200 mL minyakjelantah yang digunakan

diperoleh biodieselsebanyak 157 mL atau 78,5 %.

2. Hasil sintesis memang identik dengan biodiesel. Hal ini dapat dilihat pada

hasil analisis GC-MS, dimana dari kromatogram kromatografi gas dan

spektrum massa yang telah disesuaikan dengan database, diperoleh adanya

enam senyawa metil ester (biodiesel), yaitu metil miristat, metil palmitat,

metil stearat, metil oleat, metil linoleat, dan metil arakhidat..

3. Uji kualitas terhadap biodiesel hasil sintesis yang meliputi uji sifat fisika dan

sifat kimia memenuhi standar DIN V 51606, yaitu densitas (0,8976 ± 0,0003

g/mL), viskositas (4,53 ± 0,09 mm2/s), bilangan asam (0,4238 ± 0,0397 mg

KOH/g), dan bilangan iod (9,3354 ± 0,0288)g Iod/100 g sampel).

4.2. Saran

Perlu dilakukan beberapa uji kualitas biodisel yang lainnya untuk

meyakinkan bahwa biodiesel hasil sintesis dari minyak jelantah ini dapat

digunakan sebagai bahan bakar diesel. Uji kualitas tersebut yaitu: kadar air,

kadar abu, kadar sulfur, titik nyala, dan uji lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1997, National Standars For Biodiesel, www.journeyforever.org, 4 januari

2011

Birowo, A., 2000, Minyak Jelantah Berbahaya, www. also.as/anands.co.id, 4 januari

2011

Kac, A., 2001, Free Fatty Acid to Ester Conversion: Foolproof Method to Make

Biodiesel, www.journeyforever.org, 4 januari 2011

Ketaren, S., 1986, Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan,

UniversitasIndonesia, JakartaPelly, M., 2003, Making

Biodiesel,www.journeyforever.org, 4 januari 2011

Suirta,I W, 2007Preparasi Biodiesel Dari Minyak Jelantah Kelapa

Sawit,www.ejournal.unud.ac.id/abstrak/j-kim-vol3-no1-suirta.pdf, 4 januari

2011