INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 1 Tahun 2024 Page 6413-6421 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Analisis Pengaruh Suhu Pemanasan Pada Transesterifikasi Minyak Jelanta Dalam Pembuatan Biodiesel
Erdiana Gultom 1 ✉ , Hanafiah Lestari 2 ,  Hestina 3
Kimia, Universitas Sari Mutiara  Indonesia
Email: dyangul25@gmail.com 1 ✉

## Abstrak
Biodiesel dapat diperoleh melalui reakasi transesterifikasi dan merupakan salah satu sumber energi alternatif  pengganti  bahan  bakar  fosil  yang  dapat  diperbarui.  Salah  satu  bahan  baku  pembuatan biodiesel adalah limbah minyak  jelanta.  Penelitian  ini bertujuan untuk  mengetahui  pengaruh suhu reaksi  transesterifikasi  minyak  jelanta  menggunakan  katalis  heterogen  NaOH  terhadap  kualitas biodiesel yang dihasilkan. Reaksi transesterifikasi dilakukan dengan mereaksikan minyak jelanta dan metanol dengan rasio mol 2:1. Katalis yang digunakan sebanyak 1,5 gram. Reaksi dilakukan selama 4 jam pada variasi  suhu reaksi 50 o C , 60 o C dan 70 o C. Hasil analisa reaksi transesterifikasi minyak jelantah menggunakan  katalis  heterogen  NaOH  menunjukkan  keberhasilan  sitesis  metil  ester  (biodiesel). Karakterisasi fisik yang dilakukan terhadap biodiesel dengan variasi suhu adalah densitas, bilangan asam, nilai kalor, titik nyala. Semakin tinggi suhu reaksi pada sintesis biodiesel maka semakin sedikit hasil biodiesel yang diperoleh, nilai densitas biodiesel semakin kecil, bilangan asam biodisel semakin tinggi,    nilai  kalor  semakin  tinggi,  dan  titik  nyala  semakin  tinggi.  Nilai  densitas  yang  diperoleh memenuhi  standar  SNI  pada  suhu  pemanasan  50 0 C  (0,8524  gr/ml)  sedangkan  pada  variasi  suhu lainnya tidak memenuhi, nilai kalor pada setiap variasi suhu pemanasan belum memenuhi standar SNI namun semakin tinggi suhu reaksi semakin tinggu nilai kalor yang diperoleh, titik nyala biodisel pada setiap variasi suhu pemanasan memenuhi standart SNI dan diperoleh nilai terbaik pada suhu 70 o C (138 0 C), Nilai bilangan asam yang diperoleh memenuhi standart SNI dan menunjukkan nilai terbaiknya pada variasi suhu 50 0 C (0,54 KOH/g ).
Kata Kunci: Biodiesel, Limbah Minyak Jelanta, dan Transesterifikasi

## Abstract
Biodiesel obtained through the transesterification reaction is one of the alternative energy sources to replace renewable fossil fuels. One of the raw materials for biodiesel production is used cooking oil. This study aims to determine the effect of the transesterification reaction temperature of used cooking oil  using  a  heterogeneous  NaOH  catalyst  on  the  quality  of  the  biodiesel  produced.  The transesterification reaction was carried out by reacting used cooking oil and methanol with a mole ratio  of  2:1.  The  catalyst  used  is  1.5  grams.  The  reaction  was  carried  out  for  4  hours  at  reaction temperatures of 50 o C, 60 o C and 70 o C. The results of the analysis of the transesterification of cooking oil using a heterogeneous NaOH catalyst showed the success of methyl ester (biodiesel) synthesis. Physical characterization carried out on biodiesel with temperature variations of 50 o C, 60 o C and 70 o C were density, acid number, heat, flash point. The higher the reaction temperature in biodiesel synthesis, the  less  biodiesel  yield  is  obtained,  the  density  value  of  biodiesel  is  smaller,  the  acid  number  of biodiesel is higher, the heating value is higher, and the flash point is higher. The density value obtained meets  SNI  standards  at  a  heating  temperature  of  50 0 C  (0.8524  gr/ml)  while  at  other  temperature variations it does not meet it, the heating value at each heating temperature variation does not meet SNI standards, but the higher the reaction temperature, the higher the heating value obtained. The biodiesel flash point at each heating temperature variation meets SNI standards and the best value is obtained at a temperature of 70 0 C (1380C). The acid number value obtained meets SNI standards and shows the best value at a temperature variation of 50 0 C (0.54 KOH/g).
Keyword: Biodiesel, Transesterification, and Waste Cooking Oil

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  energi  yang  meningkat  tidak  sebanding  dengan  ketersediaan  sumber energi  tersebut  yang  semakin  berkurang  (Meng  dkk.,  2008).  Beberapa  Negara  mulai mengembangkan  energi  nuklir,  hidrogen,  angin  dan  yang  saat  ini  berkembang  energi adalah  biodisel.  Produksi  biodisel  sedang  dikembangkan  karena  pembuatannya  mudah, murah dan terbarukan (Ramkumar dan Kirubakaran, 2016). Penggunaan bahan baku yang melimpah dan murah merupakan upaya dalam menekan biaya produksi biodisel. Minyak jelanta merupakan salah satu bahan baku biodisel yang melimpah karena minyak jelanta merupakan limbah yang menyebabkan masalah lingkungan terutama pencemaran air (Glisic dan  Orlovic,  2014).  Minyak  jelanta  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  hasil penggorengan  dari  ayam  goreng.  Konsumsi  ayam  goreng  di  Indonesia  sangat  tinggi dikarenakan murah dam mudah didapatkan, sehingga minyak jelanta yang dihasilkan cukup tinggi.  Minyak  jelanta  yang  digunakan  untuk  bahan  baku  biodisel  melalui  reaksi transesterifikasi memiliki syarat yaitu kadar air yang kurang dari 0,5% dan bilangan FFA (Free
Fatty Acid) 1% agar tidak terjadi proses penyabunan pada pembuatan biodisel (Gardy dkk., 2016).
Biodisel adalah alkil ester dari asam yang memiliki rantai yang panjang dengan melalui reaksi  transesterifikasi  minyak  nabati  atau  reaksi  esterifikasi  asam  lemak  bebas  dengan alkohol  (Banerjee  dan  Chakraborty,  2009).  Metanol  adalah  jenis  alkohol  yang  sering digunakan karena harganya yang murah dan memiliki rantai alkohol yang pendek sehingga memudahkan terbentuknya biodisel (Zeng dkk., 2017). Proses pembentukan biodisel melalui reaksi transesterifikasi lebih baik digunakan karena kecepatan reaksi yang tinggi, suhu yang rendah dan  membutuhkan waktu yang tidak lama (Leung dkk., 2010). Reaksi transesterifikasi pembentukan biodisel bergantung pada suhu reaksi, waktu, kecepatan pengadukan, jumlah katalis,  dan  perbandingan  mol  minyak  :  metanol  (Banerjee  dan  Chakraborty,  2009). Beberapa  keuntungan  katalis  heterogen  dibandingkan  katalis  homogen  adalah  mudah dipisahkan dari produk, dapat digunakan kembali, proses pemurnian produk lebih mudah, konsumsi energi dan air lebih sedikit, biaya pemurnian lebih rendah dan pemisahan gliserol lebih mudah. Selain itu katalis heterogen dapat menghasilkan rendemen yang cukup besar yaitu sekitar 95% (Kusuma, dkk., 2013; Watanabe, dkk.,2000).
Kinerja katalis NaOH lebih baik dibandingkan alkali basa yang lain karena kekuatan kebasaannya yang sangat tinggi. Berdasarkan penelitian (Filho dkk,. 2014) produksi biodisel dari  minyak  jelanta  menghasilkan  87%  dengan  katalis  NaOH,  Phan  dan  Phan  (2008) menghasilkan 50% biodisel dengan katalis KOH, dan Fadhil dan Bakir (2011) produksi biodisel dari minyak jelanta hasil penggorengan dari ayam goreng menghasilkan biodisel sebesar 50% dengan katalis KOH. Pada penelitian ini  membuat biodisel dari  limbah minyak jelanta hasil penggorengan dari ayam goreng dengan variasi suhu. Katalis yang digunakan adalah NaOH 0,5%  dengan variasi suhu reaksi 50 o c, 60 o c, dan 70 o c  dengan kecepatan pengadukan 800 rpm. Hasil biodisel ini akan dianalisa sifat fisika kimianya antara lain densitas, titik nyala, nilai kalor, viskositas, dan bilangan asam.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  bersifat  ekperimen  dalam  skala  Laboratorium.  Sintesis  biodisel dilakukan  dengan metode transesterifikasi dengan adanya variasi suhu pemanasan yaitu 50 o c, 60 o c, dan 70 o c . Hasil sistesis biodisel dikarakterisasi sebagai berikut: densitas, titik nyala, nilai kalor, dan bilangan asam untuk mengetahui karakteristik Biodiesel dari limbah minyak jelanta hasil penggorengan ayam goreng dengan menggunakan katalis Heterogen NaOH. Pembuatan  Biodiesel  menjadikan  material  baru  yang  ekonomis  dan  ramah  lingkungan. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak jelanta hasil penggorengan
ayam goreng dan bahan lainnya seperti methanol dan NaOH. Alat-alat yang digunakan yaitu neraca digital, oven, magnetic stirer,  corong pemisah 500ml, gelas ukur 100 ml, beaker glass 100 ml, statif dan klem, piknometer, viscometer, corong, termometer, pipet tetes, spatula, pengaduk, kertas saring, waterbath.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis  biodiesel  dari  limbah  minyak  jelanta  hasil  penggorengan  ayam  dengan pelarut metanol dan katalis NaOH menggunakan metode refluks pada suhu 50 0 C, 60 0 C, dan 70 0 C dengan kecepatan 800 rpm. Dilakukan 3 kali pengulangan setiap variasinya. Ditentukan kadar FFAnya terlebih dahulu sebelum direaksikan dengan metanol.
Pengaruh Suhu Reaksi terhadap Bilangan Asam
Menurut penelitian Tariq dkk. (2011), bilangan asam menyatakan jumlah asam lemak bebas yang terkandung didalam biodiesel yang berpengaruh pada sifat korosi terhadap mesin.  . Berdasarkan hasil  penelitian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa  semakin tinggi suhu pemanasan maka semakin tinggi bilangan asam pada biodiesel. Bilangan asam paling kecil diperoleh pada suhu pemanasan 50 0 C yaitu sebesar 0,54 mg KOH/g  sedangkan Bilangan asam paling tinggi pada suhu pemanasan 70 0 C adalah 0,59 mg KOH/g. Berdasarkan standar SNI, bilangan asam yang diperbolehkan maksimal 0,5 mg KOH/g. Semakin kecil bilangan asam  pada  biodiesel,  semakin  baik  kualitas  biodiesel.  Maka  hasil  terbaik  pada  suhu pemanasan 50 0 C.
Gambar  1.  Grafik  Hasil  analisis  bilangan  asam  terhadap  biodiesel  dengan  variasi  suhu pemanasan
0,5 0,52 0,54 0,56 0,58 0,6 suhu 50 ⁰ C suhu 60 ⁰ C suhu 70 ⁰ C bilangan asam  vs suhu reaksi bilangan asam (mg KOH/g)

## Sintesis Biodiesel Dari Minyak Jelanta
Sintesis  biodiesel  dari  minyak  jelanta  diawali  dengan  preparasi  minyak  jelanta. Preparasi  minyak  jelanta  dimulai  dengan  penyaringan  untuk  memisahkan  minyak  dari pengotor atau endapan. Selanjutnya, minyak dipanaskan untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat pada minyak. Menurut Liu (1994) dan Basu dan Norris (1996), kandungan air  yang  tinggi  dapat  menyebabkan  reaksi  berubah  menjadi  saponifikasi,  dimana menyebabkan pengurangan metil ester yang terbentuk, sulitnya memisahkan gliserol dari metil  ester,  kenaikan  viskositas  dan  pembentukan  emulsi.  Tahap  selanjutnya  adalah pembuatan larutan metoksi.
Pembuatan larutan metoksi yaitu NaOH dimasukkan ke dalam larutan metanol dan distirer dengan kecepatan 800 rpm. Menurut Lotero dkk. (2005), pembuatan larutan metoksi ini bertujuan untuk membentuk ion alkoksida sebagai nukleofilik untuk menyerang ikatan karbonil  yang  terdapat  pada  trigliserida  dari  minyak.  Kemudian  dilanjutkan  dengan pembuatan biodiesel yaitu minyak jelantah dicampurkan pada larutan metoksi dalam beaker glass  selama  15-20  menit  dengan  variasi  suhu  yang  ditentukan  serta  distirer  dengan kecepatan pengadukan 800 rpm.
Setelah  proses  refluks  selesai,  campuran  di  pindahkan  ke  corong  pisah  untuk memisahkan fasa yang terbentuk. Lapisan pertama (fasa atas) merupakan lapisan metil ester dimana  biodiesel  terbentuk  dan  lapisan  kedua  (fasa  bawah)  merupakan  lapisan  gliserol. Pembentukan lapisan ini disebabkan karena adanya perbedaan massa jenis dimana massa jenis biodiesel (850-890 kg/m3) lebih rendah dibanding massa jenis gliserol (1260kg/m3). Setelah dipisahkan dari corong pisah, biodiesel dicuci dengan air hangat hingga warna air tidak keruh kembali. Menurut Lopez dkk. (2009), pencucian dengan air hangat berfungsi untuk mencegah presipitasi metil ester jenuh dan pembentukan emulsi. Setelah itu, biodiesel dievaporasi dengan evaporator agar didapatkan biodiesel yang murni.

## Pengaruh Suhu Reaksi Transesterifikasi Terhadap Persen Hasil Biodiesel
Waktu transesterifikasi berpengaruh pada kecepatan reaksi pembentukan metil ester yang akan dihasilkan (Suryantodkk ., 2015). Penelitian sebelumnya menyatakan bahwa reaksi pembentukan biodiesel menggunakan metanol dan katalis alkali menyatakan bahwa reaksi yang dibutuhkan antara 1-4 jam (Tomasevicand Siler, Marinkovic, 2003). Pada penelitian ini variasi suhu yang digunakan adalah 50 0 C, 60 0 C, dan 70 0 C.
Gambar 2. grafik hasil perolehan  biodiesel dengan variasi suhu pemanasan
Berdasarkan  Gambar  2  terlihat  bahwa  semakin  tinggi  suhu  reaksi  maka  biodiesel  yang dihasilkan semakin sedikit. Hal ini disebabkan karena adanya reaksi balik ( reversible) dari transesterifikasi yang menyebabkan terbentuknya sabun sehingga suhu reaksi yang semakin lama  tidak  menjamin  akan  menghasilkan  produk  yang  lebih  banyak.  Maka  penelitian  ini memiliki suhu optimum pembentukan biodiesel 50 0 C. Berdasarkan penelitian persen hasil tertinggi diperoleh pada waktu transesterifikasi 50 0 C yaitu 239 ml.
Pengaruh Suhu Reaksi terhadap Titik Nyala Biodiesel
Titik nyala menyatakan suhu terendah dari suatu bahan untuk menghasilkan percikan api. Titik nyala yang  tinggi memudahkan karena  bahan bakar tidak mudah terbakar.Titik nyala api menurut standar SNI minimal 100 0 C. Berdasarkan hasil penelitian semakin tinggi suhu  pemanasan  makan  nilai  titik  nyala  biodisel  semakin  tinggi.  Titik  Nyala  tertinggi diperoleh pada variasi suhu pemanasan 70 0 C yaitu 138 0 C dan memenuhi standar SNI.
Gambar 3. Grafik perolehan nilai titik nyala pada variasi suhu reaksi pemanasan
215 220 225 230 235 240 245 50 ⁰C 60 ⁰C 70 ⁰C Hasil Vs suhu reaksi hasil biodiesel ( ml)
110 120 130 140 suhu 50 ⁰C suhu 60 ⁰C suhu 70 ⁰C titik nyala api vs suhu reaksi titik nyala api ⁰C)
Pengaruh Suhu Terhadap Nilai Kalor
Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa semakin tinggi suhu reaksi pemanasan biodisel maka semakin tinggi nilai kalor biodisel yang diperoleh. Pada biodisel variasi suhu pemanasan  70 0 C diperoleh nilai kalor sebesar 2307 kal/g.
Gambar 4. Perolehan Nilai Kalor Biodisel pada Variasi Suhu Reaksi Pemanan
Pengaruh Suhu Terhadap Densitas Biodisel
Berdasarkan  hasil  penelitian  diperoleh  bahwa  semakin  tinggi  suhu  reaksi pemanasan biodisel maka semakin kecil nilai densitas biodisel yang diperoleh. Pada biodisel variasi suhu pemanasan  70 0 C diperoleh nilai densitas sebesar 0,8230 gr/ml sedangkan pada suhu pemanasan 50 0 C diperoleh nilai densitas 0,8514 gr/ml. Nilai densitas yang diperoleh telah memenuhi standar SNI.

## SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  biodiesel  dapat dihasilkan dari limbah minyak jelanta. Berdasarkan penelitian, biodisel yang dihasilkan dari pengolahan  limbah  minyak  jelanta    yang  telah  disintesis  dengan  katalis  NaOH menggunakan metode refluks pada suhu 50°C, 60°C dan 70°C diperoleh kesimpulan bahwa : Semakin tinggi suhu reaksi pada sintesis biodiesel maka semakin sedikit hasil biodiesel yang diperoleh,  semakin  tinggi  suhu  reaksi  pemanasan  maka  diperoleh  densitas  biodiesel semakin kecil, bilangan asam biodisel semakin tinggi,  nilai kalor semakin tinggi, titik nyala semakin tinggi, dan  titik semakin tinggi. Nilai densitas yang diperoleh memenuhi standar SNI pada suhu pemanasan 50 0 C sedangkan pada variasi suhu lainnya tidak memenuhi, nilai kalor pada setiap variasi suhu pemanasan belum mencapai standar SNI, titik nyala biodisel pada setiap variasi suhu pemanasan memenuhi standart SNI dan memperoleh nilai terbaik pada variasi suhu 70 0 C, Nilai bilangan asam yang diperoleh memenuhi standart  SNI dan
2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350 50 ⁰C 60 ⁰C 70 ⁰C nilai kalor ( kal /g) nilai kalor ( kal /g)

## DAFTAR PUSTAKA
Alhassan,  F.H.,  Yunus,  R.,  Rashd,  U.,  Sirat,  K.,  Islam,  A.,  Lee,  H.V.,  Taufiq-Yap,  Y.H.
(2013).Production of biodiesel from Mixed Waste Vegetable Oils Using Ferric Hydrogen Sulphate as An Effective Reusable Heterogeneous Solid Acid Catalyst. Applied Catalysis A : General. 456, 182-187
Amani, H., Asif, M., Hameed, B.H. (2016). Transesterification of Waste Cooking Palm Oil and Palm Oil to Fatty Acid Methyl Ester using Cesium-Modified Silica Catalyst. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 58, 226-234
Argawal, M., Chauhan, G., Chaurasia, S.P., Singh, K. (2012). Study of Catalytic Behavior of KOH  as  Homogeneous  and  Heterogeneous  Catalyst  for  Biodiesel  Production. Journalof the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 43,89-94
Atadashi, I.M., Aroua, M.K., Aziz, A.R.A., Sulaiman, N.M.N. The effects of catalysts in biodiesel production: A review.Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 19. 14-26
Aziz,  I.,  Nurbayti,  Siti.,  Ulum,  B.  (2011).  Pembuatan  Produk  Biodiesel  dari  Minyak  Goreng Bekas dengan Cara Esterifikasi dan Transesterifikasi. Valensi. 2. 443-448
Banerjee,  A.,  Chakraborty,  R.,  (2009). Parametric  sensitivity  in  transesterification  of  waste cooking oil for biodiesel production — A review. Resour. Conserv. Recycl. 53, 490 – 497. doi:10.1016/j.resconrec.2009.04.003
Basu, H.N., Norris, M.E. 1996. Process  for Production of  Esters foru Use as A Diesel Fuel Substitute Using a Non-Alkaline Catalyst. US Patent 5525126
Desrial. (2011). Effect of blending ratio of cocodiesel (CME) on diesel engine performance.
IPB  Repository  Ehsan,  Md.,  Chowdhury,  M.T.H.  2015.  Production  of  Biodiesel  using Alkaline Based Catalysts from Waste Cooking Oil : A Case Study. 105, 638-645
Fadhil, A.B., Bakir, E.T., 2011. Production of Biodiesel from Chicken Frying Oil. Pak. J. Anal. Environ. Chem. 12, 7.
Filho, S.C., Silva, T.A.F., Miranda, A.C.,  Fernandesa, M.P.B., Felício, H.H. (Eds.), (2014). The Potential of Biodiesel Production from Frying Oil Used in the Restaurants of São Paulo city, Brazil. Ital. Assoc. Chem. Eng., Chemical engineering transactions 37, 1 – 7.
Freedman,  B.E.H.,  Mounts,  T.l.  (1984).  Variable  Affecting  Yields  of  Fatty  Esters  from Transesterifies Vegetable Oils. J. Am.Oil Chem. Soc. 61. 1638-1643
Gardy, J., Hassanpour, A., Lai, X., Ahmed, M.H., (2016). Synthesis of Ti(SO 4 )O solid acid nano-catalyst and its application for biodiesel production from used cooking oil. Appl. Catal. Gen. 527, 81 – 95. doi:10.1016/j.apcata.2016.08.031
Gerhard, N.S., Cea, M., Risco, V., Navia, R.( 2015). In situ Biodiesel Production from Greasy Sewage Sludge using Acid and Enzymatic Catalysts. Bioresource Technology. 179, 63- 7053.
Gerpen, V.J., Shanks, B., Pruszko, R., Clements. D., Knothe. G.. (2004). Biodiesel Analytical Method. Subcontractor report. National Renewable Energy.
Glisic, S.B., Orlović, A.M., (2014). Review of biodiesel synthesis from waste oil under elevated pressure  and temperature:  Phase  equilibrium, reaction kinetics,  process  design and techno-economic  study.  Renew.  Sustain.  Energy  Rev.  31,  708 – 725. doi:10.1016/j.rser.2013.12.003
Goering, C.E., Schwab, A.W., Daugherty, M.J., Pryde, E.H., Heakin, A.J. (1982). Fuel Properties of Elven Vegetable Oils. Trans ASAE. 85, 1472-148
Haas, M.J. (2005). Improving the Economics of Biodiesel through the Use of Low Value Lipids as Feedstock : Vegetable Oil Soapstock. Fuel Process Tech nol. 86, 1087-1096
F.,Cigizoglu, K.B., Tuter, M., Ertekin, S. (1996). Investigation of the Refining Step of Biodiesel Production. J. Energy Fuels. 10, 890-895 31
Kaya, C., Hamamci, C., Baysal, A., Akba, O., Erdogan, S., Saydut, A., (2009). Methyl ester of peanut (Arachis hypogea L.) seed