Biodiesel
Latar belakang
Indonesia memiliki beragam sumberdaya energi. Sumberdaya energy berupa minyak, gas, batubara, panas bumi, air dan sebagainya digunakan dalam berbagai aktivitas pembangunan baik secara langsung ataupun diekspor untuk mendapatkan devisa. Sumberdaya energy minyak dan gas adalah penyumbang terbesar devisa hasil ekspor. Kebutuhan akan bahan bakar minyak dalam negeri juga meningkat seiring meningkatnya pembangunan. Disisi lain, bahwa cadangan minyak yang dimiliki Indonesia semakin terbatas karena merupakan produk yang tidak dapat diperbaharui. Oleh sebab itu perlu dilakukan usaha-usaha untuk mencari bahan bakar alternatif.
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif dari sumber terbarukan (renewable), dengan komposisi ester asam lemak dari minyak nabati antara lain: minyak kelapa sawit, minyak kelapa, minyak jarak pagar, minyak biji kapuk, dan masih ada lebih dari 30 macam tumbuhan Indonesia yang potensial untuk dijadikan biodiesel. Biodiesel salah satu bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan, tidak mempunyai efek terhadap kesehatan yang dapat dipakai sebagai bahan bakar kendaraan bermotor dapat menurunkan emisi bila dibandingkan dengan minyak diesel. Biodiesel terbuat dari minyak nabati yang berasal dari sumber daya yang dapat diperbaharui. Beberapa bahan baku untuk pembuatan biodiesel antara lain kelapa sawit, kedelai, bunga matahari, jarak pagar, tebu dan beberapa jenis tumbuhan lainnya.
Definisi biodiesel
Biodiesel adalah senyawa alkil ester yang diproduksi melalui proses alkoholisis (transesterifikasi) antara trigliserida dengan metanol atau etanol dengan bantuan katalis basa menjadi alkil ester dan gliserol; atau esterifikasi asam-asam lemak (bebas) dengan metanol atau etanol dengan bantuan katalis basa menjadi senyawa alkil ester dan air.
Biodiesel adalah senyawa ester metilletil dan asam-asam lemak yang dihasilkan dail reaksi antara minyak nabati dengan' metanolletanoi.
Biodiesel is a fuel made from natural, renewable sources, such as new and used vegetable oils and animal fats, for use in a diesel engine.
Biodisel adalah minyak bakar berwarna kuning yang diproduksi melalui proses reaksi kimia antara minyak nabati atau lemak hewan dan metanol untuk membentuk methyl ester. Biodisel dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan minyak solar dengan berbagai konsentrasi (misal B5) untuk mengurangi emisi gas dan meningkatkan kemampuan mesin.
Biodiesel adalah senyawa eter asam lemak yang dihasilkan dari prosestransesterifikasi minyak (trigliserida) maupun esterifikasi asam lemak yangberasal dari minyak nabati atau hewani dengan alcohol rantai pendek.
Macam-macam biofuel
1. BIOETANOL
Bioetanol adalah cairan berwarna jernih yang dibuat dengan cara merubah pati-patian menjadi gula, kemudian difermentasi menghasilkan bioetanol, didistilasi dan dehidrasi menghasilkan bahan bakar. Bioetanol adalah salah satu biofuel cair yang paling banyak dimanfaatkan saat ini. Bioetanol memiliki banyak manfaat salah satunya adalah dicampur dengan bensin sebagai agen oksigenasi sehingga pembakaran menjadi lebih bersih dengan emisi rendah.
2. BIOGAS
Biogas adalah gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan- bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang dapat hidup dalam lingkungan kedap udara).
Biogas dibuat melalui digesti anaerob atau fermentasi bahan organik dalam kondisi rendah oksigen. Gas dibakar untuk memproduksi panas, uap dan listrik, atau digunakan secara langsung seperti untuk kendaraan berbahan bakar biogas.
Melalui proses digesti anaerob mikroba memecah bahan baku kaya karbon menjadi gas yang mengandung kurang lebi 60% methane (CH4), 30% karbon dioksida (CO2), dan 10% nitrogen(N2). Kandungan metan di dalam biogas (kandungan kalor- 23NJ/Nm3) dapat dibakar untuk memproduksi panas dan tenaga.
3. BIODISEL
Biodisel adalah minyak bakar berwarna kuning yang diproduksi melalui proses reaksi kimia antara minyak nabati atau lemak hewan dan metanol untuk membentuk methyl ester. Biodisel dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan minyak solar dengan berbagai konsentrasi (misal B5) untuk mengurangi emisi gas dan meningkatkan kemampuan mesin.
Perbedaan biodiesel, bioetanol dan biogas
Biodiesel dihasilkan dari minyak nabati, lemak hewani, ganggang atau bahkan minyak goreng bekas. Biodiesel dapat digunakan sebagai zat aditif diesel untuk mengurangi emisi gas buang. Atau juga dapat digunakan sepenuhnya sebagai bahan bakar kendaraan.
bioetanol : Bio-etanol biasanya diperoleh dari konversi bahan baku berbasis karbon. Hal ini dapat dibuat dari tanaman yang sangat umum seperti tebu, kentang, ubi kayu dan jagung. Bioethanol adalah ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan karbohidrat oleh mikroorganisme (ragi) pada kondisi langka oksigen (anaerob).
Bioethanol dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan dengan kandungan hidrokarbon tinggi.
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan –bahan organik termasuk diantaranya : kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah
Metana dan Karbon Dioksida.
Biodiesel memiliki beberapa kelebihan dibanding bahan bakar diesel petroleum.
Kelebihan tersebut antara lain :
1. Merupakan bahan bakar yang tidak beracun dan dapat dibiodegradasi
2. Mempunyai bilangan setana yang tinggi.
3. Mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon dan NOx.
4. Terdapat dalam fase cair.
Keuntungan Pemakaian Biodiesel
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)
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 %
Kekurangan Biodiesel
- Lebih mahal daripada bahan bakar diesel biasa.
- Cenderung mengurangi keekonomian bahan bakar.
- Kurang cocok untuk digunakan dalam suhu rendah.
- Tidak dapat dipindahkan/diangkut melalui pipa.
- Menghasilkan lebih banyak emisi nitrogen oksida (NOx)
- Hanya dapat digunakan untuk mesin bertenaga diesel.
- Menyebabkan tabung bahan bakar kendaraan tua menurun keawetannya (tambah korosi)
- Lebih banyak mengikat uap air, yang dapat menyebabkan masalah dalam cuaca dingin (misalnya: bahan bakar beku, deposit air di sistem penyaluran bahan bakar kendaraan, aliran bahan bakar dingin, pengkabutan, dan peningkatan korosi).
Proses transesterifikasi
Proses transesterifikasi merupakan proses utama pembuatan biodiesel
karena disini merupakan kunci terbentuk methyl oleat yang disebut sebagai biodiesel. Pada tahapan proses harus ditentukan pereaksi dan katalis yang akan digunakan, untuk bahan baku CPO maka sebaiknya pereaksi yang digunakan methanol dengan katalis NaOH atau KOH.
Hampir semua biodiesel diproduksi dengan metode transesterifikasi
dengan katalisator basa karena merupakan proses yang ekonomis dan hanya 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 biodiesel dari minyak/lemak nabati.
Proses transesterifikasi merupakan reaksi dari trigliserin (lemak/minyak) dengan bioalkohol (methanol atau ethanol) untuk membentuk ester dan gliserol. 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 :
100 lbs Minyak Nabati + 10 lbs Methanol -100 lbs Biodiesel + 10 lbs gliserol
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 biodiesel. Secara empiris, 6,25gr/l NaOH adalah konsentrasi yang memadai. Reaksi antara biolipid dan alkohol adalah reaksi dapat balik (reversible) sehingga alkohol harus diberikan berlebih untuk mendorong reaksi kekanan dan mendapatkan konversi yang
sempurna.Dari hasil penelitian yang dilakukan Dr Ir Robert Manurung MEng, pengajar diJurusan Kimia Industri Institut Teknologi Bandung (ITB), bersama timnya ( Eiichi Nagayama dan Masanori Kobayashi dari NewEnergy and Industrial Technology Development Organization (NEDO- Jepang) :
"Minyak jarak bisa menggantikan minyak diesel untuk menggerakkan generator pembangkit listrik. Karena pohon jarak bisa ditanam dihampir semua wilayah Indonesia, maka minyak jarak sangat membantumembangkitkan energi listrik daerah terpencil dan minyak ini bisa diproduksi sendiri oleh komunitas yang membutuhkan listrik,"
Menurut Manurung, proses penciptaan minyak jarak juga tidak terlalu rumit dan bisa dilakukanoleh siapa saja dengan peralatan seadanya, caranya :
- kukus buah jarak selama satu jam.
- Lalu, daging dihancurkan dengan mesin blender.
- Setelah itu, daging buah dan biji yang sudahdihancurkan dimasukkan ke dalam mesin tempa minyak.
- Dengan penekanan dongkrak hidrolik, ampas diperas hingga menghasilkan minyak.
Setiap 10 kilogram biji jarak yang sudah dihancurkan akan menghasilkan 3,5 liter minyak jarak sebagaipengganti solar. Minyak ini berwujud seperti minyak goreng, yaitu kental, licin, dan baunya tidak mencolok.
Jika produksi minyak jarak oleh masyarakat sudah berjalan, menurut Manurung, BBM bukan lagi disiapkan pemerintah bagi rakyat, tetapi rakyat yang menyediakan BBM bagi dirinya sendiri.
DAFTAR PUSTAKA
http://indonesiancity.blogspot.com/2008/05/biogas.html