MARS KSI (Senandung Benteng Kebenaran by: IzzIs)

PEMANFAATAN MINYAK GORENG BEKAS 
SEBAGAI BAHAN BAKAR MESIN DIESEL

          Semakin menipisnya persediaan minyak bumi, dan semakin ketatnya pembatasan emisi gas buang, maka pada saat ini telah dikembangkan bahan bakar cair yang berasal dari minyak hewani maupun minyak nabati. Salah satu keuntungan minyak yang diambil dari minyak hewan atau minyak nabati adalah dapat diperbaharui dan mengeluarkan emisi gas buang yang jauh lebih kecil dari pada minyak solar yang umum dipakai pada saat ini.

        Biodiesel adalah bahan bakar untuk mesin diesel yang diambil dari minyak hewan atau minyak nabati yang terlebih dahulu mengalami proses transesterifikasi untuk mengendapkan lemak jenuhnya. Melewati beberapa kajian, didapatkan beberapa jenis biji-bijian, kacang-kacangan, dan tanaman palem seperti: biji bunga rape, biji bunga matahari, kacang kedelai, kelapa sawit, dan kelapa untuk diolah menjadi bahan bakar alternatif untuk mesin diesel dengan proses transesterifikasi. 
          Untuk menjadikan minyak bekas tadi sebagai bahan bakar maka minyak goreng tersebut dipisahkan terlebih dahulu agar betul-betul bersih selanjutnya dilakukan proses pemisahan gliserinnya melalui proses yang dinamakan transesterifikasi. Selama proses transesterifikasi, gliserin dipisahkan dari minyak tumbuhan untuk mengurangi viskositasnya dan dan mengubah susunan rantai karbon panjang tanpa cabang (TUV, 1999).
Menurut penelitian pembuatan biodiesel dengan bahan dasar bunga canola yang dilakukan oleh Mara (2002) penambahan methanol pada bunga canola hanya sebesar 20% untuk mendapatkan biodiesel yang memenuhi standar DIN. Emisi yang dikeluarkan dari mesin yang menggunakan bahan bakar biodiesel jauh lebih kecil dari bahan bakar solar. Hal ini disebabkan karena biodiesel mengandung 11% oksigen (O2) dan tidak memiliki kandungan belerang (S).

Tinjauan Umum Mesin Diesel
         Mesin diesel pada dasarnya dapat bekerja dengan baik dengan menggunakan beberapa macam bahan bakar cair, padat, maupun gas. Namun, kalau dilihat dari keunggulan energy density, bahan bakar cair merupakan yang terbaik. Keuntungan dari bahan bakar cair adalah keamanan yang tinggi dalam penyimpanan baik dalam kendaraan maupun di luar kendaraan, pengangkutan dan adanya system sarana pengisian bahan bakar yang telah terjalin dengan baik, jika dibandingkan dengan bahan bakar gas. Pada saat ini telah dikembangkan bahan bakar cair yang berasal dari minyak hewani maupun nabati, di samping minyak solar yang berasal dari minyak bumi. Salah satu keuntungan minyak yang diambil dari minyak hewan atau minyak nabati (biodiesel) adalah dapat diperbaharui dan mengeluarkan emisi gas buang yang jauh lebih kecil dari pada minyak solar yang umum dipakai saat ini.

Minyak Goreng Bekas
         Dengan sentuhan teknologi minyak goreng ini dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar mesin diesel sehingga nilai ekonomisnya akan sangat tinggi. Proses pengolahan minyak goreng ini harus dilakukan dengan seksama karena bahan bakar yang akan dihasilkan harus benar-benar bersih dan memenuhi standar biodiesel baik menurut standar DIN maupun ASTM. 
          Minyak nabati terdiri atas trigliserida campuran yang merupakan ester dan gliserol serta asam lemak rantai panjang, minyak nabati terdapat dalam buah-buahan, biji-bijian, kacang-kacangan, akar tanaman, dan sayur-sayuran. Minyak nabati jika dihidrolisis menghasilkan tiga asam lemak rantai panjang dan satu molekul gliserol, sebagian besar minyak nabati berbentuk cair karena mengandung sebagian besar asam lemak tidak jenuh yaitu asam oleat, linoleat, atau asam lenolenat dengan titik cair yang rendah. Minyak nabati yang diperoleh dari berbagai sumber mempunyai sifat fisiko kimia yang berbeda satu sama lain, ini disebabkan karena jumlah dan jenis ester yang terdapat di dalamnya (Kataren, 1986).

Reaksi Transesterifikasi
        Proses pembuatan biodiesel dari minyak tumbuhan-tumbuhan dinamakan transesterifikasi. Transesterifkasi adalah perubahan bentuk dari satu bentuk ester ke bentuk ester yang lain. Ester adalah suatu rangkaian hidrokarbon yang berikatan dengan molekul lainnya. Minyak tumbuhan mempunyai tiga ester yang saling berikatan dengan molekul gliserin. Gliserin ini menyebabkan minyak tumbuh-tumbuhan kental dan lengket, dengan proses transesterifikasi gliserin itu dipisahkan sehingga membuat minyak tadi menjadi encer atau viskositasnya menurun (Joshua, at al, 1999).
        Dalam transesterifikasi molekul gliserin akan digantikan dengan alkohol. Jenis alkohol yang dapat digunakan dapat berupa metanol atau etanol. Metanol dapat dibuat dari batu bara, gas alam, atau kayu; sedangkan etanol dapat dibuat dari biji-bijian. Meskipun demikian, jenis metanol lebih sering digunakan karena reaksi transesterifikasinya lebih stabil, walaupun metanol bersifat lebih reaktif, dapat melelehkan bahan dari karet, dan berbahaya jika tertelan.
        Reaksi transesterifikasi minyak nabati dengan alkohol secara umum akan menghasilkan alkil ester, jika alkohol yang digunakan adalah metanol maka ester yang dihasilkan disebut metil ester; namun jika yang digunakan adalah etil, maka esternya bernama etil ester.terlepas dari jenis alkohol yang digunakan dalam reaksi transesterifikasi, reaksi ini selalu merupakan pemecahan molekul trigliserida menjadi tiga ester dan satu molekul gliserin dan masing-masing ester akan berikatan dengan alkohol, sehingga dari satu molekul trigliserin menghasilkan tiga molekul alki ester (Joshua, at al, 1999).

Katalisator
         Untuk memecahkan molekul trigliserida diperlukan suatu katalisator yang merupakan zat pemulai suatu reaksi. Katalis yang memungkinkan untuk digunakan dalam reaksi transesterifikasi minyak nabati dengan alkohol adalah sodium hidroksida (NaOH) atau potassium hidroksida (KOH). Kedua jenis katalis ini dapat merusak kulit, mata, paru-paru, dan juga berbahaya jika tertelan.
        Katalis dalam reaksi transesterifikasi akan memecah molekul trigliserida dan mengeluarkan esternya. Pada saat ester pecah maka ester tersebut akan segera berikatan dengan molekul alkohol, sedangkan katalisnya akan mengendap dan bergabung dengan gliserin. 

Pembuatan Biodiesel
       Proses pembuatan biodiesel ini dimulai dengan sebuah proses yang dinamakan proses transesterifikasi. Dalam proses ini dilakukan pengubahan salah satu bentuk senyawa ester yang satu ke bentuk senyawa ester yang lain di mana sebuah rangkaian hidrokarbon akan diikat dengan molekul yang lain. Molekul minyak nabati tersusun atas tiga rangkaian ester yang terikat pada sebuah molekul gliserin. Dalam proses transesterifikasi ini gliserin akan dipisahkan untuk membuatnya sedikit lebih encer dan mengurangi daya lengketnya. Dengan demikian, yang tertinggal hanyalah esternya saja. Ester ini adalah bahan utama bahan bakar mesin diesel.
        Penambahan gliserin dari ester dilakukan dengan penambahan alkohol dalam proses transesterifikasi. Alkohol yang dapat digunakan dapat berupa metanol maupun etanol. Namun berdasarkan pengalaman lebih disukai penggunaan metanol karena reaksi yang terjadi selama proses berlangsung lebih stabil, tetapi diperlukan kewaspadaan dalam penanganannya karena sifat metanol yang lebih keras dan dapat meluluhkan karet. Untuk memudahkan pemecahan tiga rangkaian molekul gliserin diperlukan penambahan katalis pada reaksi transesterifikasi ini. Katalis yang sering dipakai adalah KOH dan NaOH. 

Analisa data nilai titik nyala
         Dilihat dari nilai titik nyala metilester yang dihasilkan dari proses transesterifikasi dengan jumlah methanol dan katalis yang divariasikan dengan jumlah minyak goreng bekas yang tetap dapat dikatakan bahwa semakin tinggi jumlah methanol yang digunakan untuk reaksi maka maka titik nyala dari metilester yang dihasilkan akan menurun dan semakin tinggi jumlah katalis yang digunakan untuk reaksi maka akan semakin rendah pula titik nyala metilester yang dihasilkan. Hal ini disebakan karena minyak goreng bekas merupakan minyak nabati yang tersusun atas tiga ester yang berdekatan dengan sebnuah molekul gliserin yaitu kira-kira 20%. Gliserin ini menyebabkan minyak goreng ini tebal dan lengket serta mempunyai titik nyala yang tinggi. Untuk memisahkan ester dengan gliserin harus menambahkan methanol dan katalis sehingga reaksi transesterifikasi akan terjadi.

Analisa data viskositas
      Viskositas kinematis merupakan sifat suatu zat cair yang berhubungan erat dengan kekentalan. Semakin kental suatu zat cair maka kerapatannya semakin besar. Pecahnya senyawa gliserin pada trigliserida akan menyebabkan minyak menjadi encer. Encernya minyak tersebut disebabkan oleh adanya gliserin. Sedangkan untuk variasi campuran katalis yang menyebabkan terjadinya perbedaan viskositas kinematis yaitu karena pada proses transesterifikasi katalis ini berfungsi untuk mempercepat proses reaksi pemecahan trigliserida dari gliserolnya. Gliserol inilah yang menyebabkan minyak goreng bekas memiliki kekentalan yang tinggi. Semakin banyak katalis yang ditambahkan semakin cepat proses reaksi yang terjadi sehingga waktu yang dibutuhkan untuk proses pemecahan ester akan semakin kecil dan kadar gliserol yang dikandung dalam trigliserida yang dihasilkan dari proses transesterifikasi akan semakin sedikit. Jadi, nilai viskositas kinematis akan turun.
          Jika dibandingkan nilai yang distandarkan oleh ASTM pada tahun 1999 yakni sebesar 1,9 – 6,0 mm2/s maka nilai viskositas kinematik yang dihasilkan dari variasi jumlah metanol tidak memenuhi standar pada kadar 5% sedangkan dari kadar 10% sampai 30% nilai viskositas yang dihasilkan memenuhi standar.

Data analisa data specific gravity
          Specific gravity merupakan masa dari volume suatu fluida. Pecahnya senyawa gliserin dari trigliserida pada minyak goreng akan membuat minyak hasil reaksi itu encer. Dengan demikian massanya akan menurun pula. Pada proses transesterifikasi, katalis berfunsi untuk mempercepat reaksi pemecahan trigliserida dari gliserolnya. Semakin banyak katalis yang ditambahkan maka proses pemecahan akan semakin cepat sehingga waktu yang dibutuhkan akan semakin sedikit dan kadar gliserol yang dikandung dalam trigliserida akan turun sehingga nilai specific gravity juga kecil.
         Menurut standar ASTM 1999 standar specific gravity yang ditetapkan adalah 0,86 – 0,90 g/cm3 diukur dalam suhu 150C. bila kita bandingkan dengan nilai yang distandarkan, maka kadar methanol 5% dengan katalis 1,5% dan 2% serta methanol 10% dengan katalis 0,5% memenuhi standar yang ditetapkan tersebut.

Analisa data gross heating value
       Dengan bervariasinya jumlah metanol dan katalis pada reaksi transesterifikasi menyebabkan perubahan jumlah konsentrasi methanol yang dikandung dalam metilester. Hal ini mempengaruhi jumlah unsur yang ada di dalamnya seperti C, H, O, dan sebagainya. Ini akan mempengaruhi goss heating value metilesternya.

Analisa Data dan Titik Beku
        Bervariasinya jumlah methanol dan katalis pada reaksi transesterifikasi menyebabkan perubahan jumlah unsur-unsur penyusun metlester yang tidak terlalu signifikan sehingga titik bekunya pun tidak mengalami perbedaan yang mencolok.

Kesimpulan
      Bedasarkan uraian yang telah dipaparkan sebelumnya, dapat ditarik kesimpulan di antaranya adalah:

1. Dengan mereaksikan methanol dan katalis yang jumlahnya berbeda-beda pada setiap reaksi transesterifikasi dapat menghasilkan metilester atau biodiesel yang berbeda pula. 
2. Variasi jumlah methanol dalam reaksi trans estrifikasi memberikan hasil yang sugnifikan terhadap nilai kalor dan titik beku metilester yang dihasilkan.
3. Variasi jumlah katalis pada reaksi transesterifikasi dan interaksinya tidak menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap nilai titik nyala, viskositas kinematis, spesifik gravity, nilai kalor, dan titik beku metilester.
4. Dengan semakin banyaknya katalis dan methanol yang ditambahkan dalam reaksi transesterifikasi titik nyala, viskositas kinematis, sfesifik gravity, dan gross heating value biodiesel yang dihasilkan semakin kecil.
5. Dari variasi methanol dan katalis pada reaksi transesterifikasi sifat biodiesel yang mendekati standar adalah campuran dengan komposisi 10% methanol dan 0,5 % katalis.

 __ END __