Pengaruh Molar Ratio, Jumlah Katalis, dan Kandungan Asam ...

Pengaruh Molar Ratio, Jumlah Katalis, dan Kandungan Asam Lemak pada Transesterifikasi Minyak Mentah Dedak Padi berkatalis Asam Orchidea Rachmaniah Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus Sukolilo, Surabaya–60111, INDONESIA Telp. 031-5946240, Fax. 031-5999282, e-mail: [email protected]

Abstrak Variabel-variabel pada reaksi transesterifikasi yang mempengaruhi konversi dan kemurnian produk ester yaitu: molar ratio antara minyak-lemak dengan alkohol, jenis katalis (asam atau basa), waktu reaksi, suhu reaksi, kandungan asam lemak dan air dalam minyak-lemak. Pada penelitian ini dipelajari pengaruh molar ratio minyak mentah dedak padi terhadap methanol, jumlah katalis dan kandungan asam lemak minyak terhadap konversi ester yang dicapai. Kondisi reaksi 1:20 molar ratio, 5% methanolik HCl, dan 70oC minyak mentah dedak padi (60%-FA) mampu mencapai 90,8% konversi methyl ester untuk satu jam reaksi. Transesterifikasi berkatalis asam sesuai digunakan pada minyak mentah dedak padi tanpa proses pemurnian bahan baku.

Abstract Transesterification reaction variables that effect conversion and purity of the product ester from oil include: molar ratio of oils to alcohol, type of catalyst (alkaline vs acidic), reaction time, temperature, fatty acid and water content in oil. This experiments explored the effects of molar ratio oil to alcohol, amount of catalyst, and fatty acid content to ester conversion. Using crude rice bran oil high fatty acid content with reaction conditions as follows: 5%-w acid catalyst of oil, 70oC, 1 to 20 of molar ratio (oil to methanol. We reached 90,8% conversion to theirs corresponding methyl ester which is essentially complete in 1 hr. Acid catalyzed transesterification suitable for crude oils, such as crude rice bran oil without raw material pretreatment process.

1. Latar Belakang Pengembangan biodiesel sebagai bahan bakar terbarukan berbasis minyak nabati merupakan suatu langkah yang urgen dan strategis bagi bangsa Indonesia, karena situasi produksi–konsumsi minyak mentah dan solar telah mencapai taraf yang mengkhawatirkan. Akan tetapi harga bahan bakar bio saat ini masih lebih mahal dibandingkan bahan bakar petroleum. Tingginya harga diakibatkan mahalnya harga bahan baku berupa minyak komoditi pangan/edible oil. Harga bahan baku menentukan 60-70% harga produk [15]. Oleh sebab itu perlu dicari bahan baku alternatif yang dapat menghasilkan biodiesel berharga murah dengan memanfaatkan potensi keanekaragaman sumberdaya hayati domestik yang melimpah dan belum banyak dimanfaatkan. Bangsa Indonesia mengkonsumsi padi sebagai sumber makanan pokok. Proses penggilingan padi menghasilkan dedak padi sebagai produk samping yang hingga saat ini, belum banyak dimanfaatkan. Pemanfaatannya terbatas untuk campuran

pakan ternak dan bahan bakar reboiler. Mengingat ketersediaannya yang cukup melimpah dan belum banyak dimanfaatkan, telah dilakukan penelitian pendahuluan mengenai pemanfaatan minyak dedak padi sebagai bahan baku biodiesel [12]. Hasil penelitian yang telah dilakukan, menunjukkan bahwa minyak mentah dedak padi berpotensi sebagai bahan baku biodiesel [12, 13] dan diharapkan menghasilkan biofuel yang mampu bersaing dengan petrofuel. 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Minyak Dedak Padi Minyak dedak padi adalah minyak berkandungan gizi tinggi: asam lemak tak jenuh, senyawa bioaktif, dan antioksidan seperti : -oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytosterol, polyphenol dan squalene [14]. Minyak mentah dedak padi sulit dimurnikan karena tingginya kandungan asam lemak dan senyawa tak tersaponifikasi yang berwarna gelap [1]. Kandungan asam lemak sebesar 48%-berat tetap berada dalam minyak walaupun proses ekstraksi dilakukan

sesegera mungkin sesaat setelah padi dipanen. Terjadinya peningkatan asam lemak secara cepat dikarenakan adanya lipase aktif dalam dedak padi setelah proses penggilingan. Oleh sebab itu, minyak dedak padi tidak dapat digunakan sebagai edible oil [7]. 2.2 Transesterifikasi Transesterifikasi atau alkoholisis adalah proses reaksi antara minyak-lemak dengan alkohol membentuk methyl ester dan glyserol [10, 15]. Proses ini dapat menggunakan katalis asam ataupun basa untuk meningkatkan yield methyl ester. Methanol, ethanol, propanol, butanol dan amyl alkohol adalah jenis alkohol yang banyak digunakan. Akan tetapi, methanol lebih banyak digunakan karena: berharga lebih murah dibandingkan alkohol lain, senyawa polar berantai karbon terpendek sehingga bereaksi lebih cepat dengan triglyserida, dan melarutkan semua jenis katalis, baik basa maupun asam [4, 10, 15] Transesterifikasi merupakan reaksi berantai, pertama-tama triglyserida direduksi menjadi diglyserida. Selanjutnya diglyserida direduksi menjadi monoglyserida dan akhirnya menjadi fatty acid ester [6, 10, 15]. Transesterifikasi berkatalis basa umum digunakan pada proses produksi biodiesel secara komersial. Metode ini dapat mencapai 90% konversi FAME dengan 12 jam reaksi pada suhu ruang. Sedangkan metode transesterifikasi berkatalis asam berlangsung pada suhu di atas 100oC dengan 348 jam reaksi kecuali jika reaksi dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi [4, 5]. Bahan baku minyak anhydrous diperlukan pada metode ini. Ma dkk., (1998) menyarankan kandungan asam lemak dalam minyak serendah mungkin