Profil Tenaga Kerja Indonesia Infografis Beranda Inovasi
Inilah Profil Tenaga Kerja Indonesia di Luar Negeri!
Jul 8, 2015
Artikel MITI Lintas Inovasi Sistem Ini Hitung Penggunaan Listrik Secara Valid
Sistem Ini Hitung Penggunaan Listrik Secara Valid
Jul 10, 2015

Menyulap Limbah Minyak Goreng Menjadi Biodiesel

Seiring dengan meningkatnya emisi gas CO2, berbagai alternatif bahan bakar yang bersifat ramah lingkungan banyak dijadikan topik riset oleh peneliti di berbagai belahan dunia. Biodiesel merupakan alternatif bahan bakar diesel yang memiliki sifat dapat diperbaharui, mudah terdegradasi dan menghasilkan emisi CO2 yang lebih rendah dibandingkan bahan bakar fosil.

Beberapa penelitian menunjukkan beberapa upaya optimasi produksi biodiesel, salah satunya adalah penggunaan katalis resin penukar ion untuk membantu proses konversi limbah minyak goreng menjadi biodiesel.

Setetes Biodiesel

Ditinjau dari struktur kimia, biodiesel adalah senyawa ester yang dimodifikasi melalui reaksi transesterifikasi. Ester tersebut dihasilkan dari proses esterifikasi, yakni reaksi antara senyawa asam lemak bebas atau free fatty acid (FFA) dan senyawaalkohol.

FFA yang digunakan sebagai bahan baku  pembuatan biodiesel umumnya berasal dari minyak sayur atau vegetable oils (VOs). Alkohol yang umum dipakai adalah yang memiliki rantai karbonil pendek seperti metanol dan etanol. Semakin pendek rantai karbonil, semakin mudah FFA bereaksi dengan alkohol, sehingga metanol lebih disukai dalam produksi.

Reaksi pada transesterifikasi dan esterifikasi dipermudah dengan keberadaan katalis alkalin seperti NaOH dan KOH.

pd556

Fig. 1 Contoh skema reaksi esterefikasi

Pembatas utama pada produksi biodiesel dalam skala komersial adalah harga bahan baku, tahap-tahap dalam produksi, transportasi, penyimpanan dan pemurnian dari VOs yang dapat berpengaruh terhadap 85% harga biodiesel di pasar. Selain itu, penggunaan VOs sebagai bahan baku untuk produksi biodiesel juga bersaing dengan stok pangan, sehingga kerap menjadi polemik.

Menyulap Limbah Minyak Goreng menjadi Energi

Limbah minyak yang diperoleh dari pemrosesan vegetable oils menjadi minyak goreng berpotensi sebagai bahan baku substitusi peggunaan vegetable oils secara langsung. Total residu limbah minyak kelapa sawit yang dihasilkan per tahun pada skala global mencapai 12 juta ton.

Alih-alih dibuang, peneliti Jepang Shibasaki-Kitakawa Naomi memanfaatkan senyawa aktif yang terkandung di dalamnya untuk memproduksi biodiesel dan obat-obatan. Penggunaan limbah minyak dapat menurunkan biaya penyediaan stok bahan baku yang dapat mencapai 70% sampai 88% dari total produksi biodiesel.

VOs yang digunakan sebagai bahan baku dalam industri pada umumnya telah dimurnikan dan mengandung FFA dengan kadar dibawah 1 wt%. Limbah minyak goreng mengandung jumlah FFA dengan kisaran 10-20 wt% sehingga jika menggunakan katalis alkalin seperti NaOH dan KOH, akan terjadi reaksi penyabunan atau saponifikasi.

Alhasil, produk sampingan berupa gliserin akan terbentuk sehingga diperlukan proses seperasi ke tahap yang lebih lanjut, memakan biaya yang tak juga murah. Selain itu, limbah minyak juga mengandung banyak zat pengotor yang dapat mengurangi kualitas biodiesel.

Sebuah gagasan yang sedang dikembangkan dalam dunia riset biodiesel adalah pengunaan katalis heterogen berupa resin penukar ion atau ion-exchange resin. Resin penukar ion merupakan polimer padat yang mengandung ion positif dan negatif, memungkinkan pertukaran antar senyawa kimia terjadi.

Berbeda dengan katalis homogen yang satu fasa dengan reaktan (fasa cair), resin penukar ion memiliki fasa padat sehingga tak akan terjadi reaksi saponifikasi dengan reaktan. Terlebih lagi, resin penukar ion juga dapat berfungsi sebagai adsorban yang dapat menyerap partikulat pengotor yang terkandung dalam residu limbah minyak goreng.

Fig 3 Skema proses produksi biodiesel dengan minyak berkandungan FFA tinggi a proses dengan katalis homogen b proses dengan resin penukar ion Shibasaki-Kitakawa N 2015

Fig. 3 Skema proses produksi biodiesel dengan minyak berkandungan FFA tinggi a) proses dengan katalis homogen b) proses dengan resin penukar ion (Shibasaki-Kitakawa N, 2015)

Peran resin penukar ion memungkinkan produksi biodiesel tanpa proses upstream(memurnikan minyak dari zat pengotor) dan downstream (pemisahan katalis dan gliserin). Resin penukar ion juga dapat diregenarasi setelah dipakai, memungkinkan pemakaian ulang. Resin penukar ion tidak mengonversi reaksi esterifikasi dan transesterifikasi secepat penggunaan katalis homogen, namun secara keseluruhan proses mempunyai biaya produksi yang lebih rendah.

Hasil riset Shibasaki-Kitakawa Naomi menunjukkan bahwa walaupun ekonomis, produksi biodiesel menggunakan resin penukar ion memenuhi standar kualitas biodiesel internasional dengan kode EN14214. Potensi memasuki pasar bahan bakar cukup besar.

Selain penggunaan resin penukar ion sebagai katalis, masih banyak upaya optimasi teknlogi produksi biodiesel seperti penggunaan enzim sebagai katalis, teknologi supercritical method (SCM) sampai rekayasa genetika tanaman.

Setiap negara mempunyai karakteristik tersendiri dalam kemajuan teknologi dan kelimpahan sumberdaya, sehingga satu hal yang menjadi garis bawah adalah kesesuaian implementasi teknologi tersebut. Masa depan biodiesel sepertinya masih panjang.

 

Referensi

Hasheminejad, M., Tabatabaei, M., Mansourpanah, Y., & Javani, A. (2011). Upstream and downstream strategies to economize biodiesel production.Bioresource technology102(2), 461-468.

Shibasaki-Kitakawa, N., Hiromori, K., Ihara, T., Nakashima, K., & Yonemoto, T. (2015). Production of high quality biodiesel from waste acid oil obtained during edible oil refining using ion-exchange resin catalysts. Fuel139, 11-17.

Shibasaki-Kitakawa, N., Honda, H., Kuribayashi, H., Toda, T., Fukumura, T., & Yonemoto, T. (2007). Biodiesel production using anionic ion-exchange resin as heterogeneous catalyst. Bioresource Technology98(2), 416-421.

Shibasaki-Kitakawa, N., Tsuji, T., Kubo, M., & Yonemoto, T. (2011). Biodiesel production from waste cooking oil using anion-exchange resin as both catalyst and adsorbent. BioEnergy Research4(4), 287-293.

Singh, S. P., & Singh, D. (2010). Biodiesel production through the use of different sources and characterization of oils and their esters as the substitute of diesel: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews14(1), 200-216.

Muhammad Hamzah
Muhammad Hamzah
Mahasiswa tingkat 3 Bioengineering ITB yang tengah menempuh exchange student di Tohoku University periode 2014/2015 di departemen Chemical Engineering dengan fokus riset produksi biodiesel dengan katalis heterogen.

1 Comment

  1. Simeon Hermawan says:

    Ulasan yang sangat baik dan sangat mungkin untuk dikembangkan di Indonesia. Supaya ke depannya program pemerintah untuk energi terbarukan seperti biodiesel sebagai bahan bakar pengganti solar, bioetanol sebagai bahan bakar pengganti premium bisa terus diperbaiki kebijakannya sehingga produksi BBM dengan energi terbarukan seperti biodiesel dan bioetanol bisa semakin dinaikkan kapasitasnya.

Leave a Reply