1. Pendahuluan
Minyak  nabati  dan  turunannya (terutama    methyl  ester),  banyak digunakan  sebagai  biodiesel,  yang merupakan kandidat utama sebagai bahan bakar  alternatif.  Secara  teknis,  biodiesel cukup  kompetitif  jika  dibandingkan dengan bahan bakar diesel konvensional. Selain  sebagai  bahan  bakar  yang  dapat diperbaharui ( renewable ) dan berasal dari sumber  domestik,  secara  ekonomi  dan performa  mesin,  biodiesel  mirip  jika dibandingkan  dengan  bahan  bakar konvensional (14) .  Beberapa  bahan  baku untuk  pembuatan biodiesel  antara  lain kelapa  sawit,  kedelai,  bunga  matahari, jarak  pagar,  biji  kapuk  randu  dan beberapa jenis tumbuhan lainnya.
Tanaman  kapuk  randu  banyak terdapat  di  Indonesia,  tetapi  proses pengolahan  hanya  terfokus  buah  kapuk sedangkan  biji  kapuk  belum banyak diolah.  Penggunaan biji kapuk yang ada masih  relatif  kecil  dan  cenderung  hanya sebagai  limbah.  Diharapkan  dengan pengolahan  minyak  biji  kapuk  menjadi biodiesel  bisa  meningkatkan  nilai ekonomis dari biji kapuk.
Pada proses transesterifikasi minyak nabati,  trigliserida  bereaksi  dengan alkohol  bersama  dengan  asam  atau  basa kuat, untuk menghasilkan campuran fatty acid alkyl ester dan glycerol.
Transesterifikasi  dengan  katalis  basa bereaksi lebih cepat dibandingkan katalis asam (22) .  Selain  itu  katalis  basa  kurang korosif dibanding dengan senyawa asam.

## PENGARUH PENAMBAHAN KATALIS KALIUM HIDROKSIDA DAN WAKTU PADA PROSES TRANSESTERIFIKASI BIODIESEL MINYAK BIJI KAPUK

## Harimbi Setyawati, Sanny Andjar Sari, Hetty Nur Handayani
Jurusan Teknik Kimia, Institut Teknologi Nasional Malang Jl. Bendungan Sigura-gura No. 2 Malang Telp. (0341) 551431 ext 250

## ABSTRAKSI
Penggunaan minyak biji kapuk sebagai sumber minyak nabati yang akan diolah menjadi fatty acid methyl ester atau biodiesel diharapkan dapat meningkatkan nilai ekonomis dari biji  kapuk. Pada  penelitian  ini  digunakan  minyak  hasil  esterifikasi  dengan  kadar  FFA sebesar 0,8768% dan rasio methanol dengan minyak pada proses transesterifikasi adalah 6 : 1, variabel yang digunakan adalah konsentrasi katalis KOH yaitu sebesar 0,5% - 1,5% dan waktu reaksi yaitu 30 - 150 menit. Dari penelitian ini didapatkan hasil bahwa flash point  tertinggi  dicapai pada konsentrasi KOH  1% dengan  waktu  150  menit,  sebesar 135,5°C, viskositas tertinggi 5,4 CP dicapai pada konsentrasi KOH 0.5% dan waktu 150 menit dan  cetane  index  sebesar  47  dicapai  pada  konsentrasi  KOH  1,5 %  dan  waktu  60 menit.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan bahwa biodesel yang dihasilkan telah memenuhi standart yang disyaratkan.
Kata kunci : Biodiesel,Biji kapuk, Minyak, Esterifikasi, Transesterifikasi
Logam  alkali  hidroxide  (KOH  dan NaOH)  lebih  murah  jika  dibandingkan dengan logam alkoksi tetapi kurang aktif. Tetapi  keduanya  menghasilkan  konversi yang lebih tinggi (22) . Pada beberapa jenis minyak,  KOH  lebih  disukai  untuk digunakan  dalam  proses  transesterifikasi karena menghasilkan konversi yang lebih baik.
Dari  penelitian  terdahulu  terdapat perbedaan hasil konversi yang dihasilkan dari  proses  pengolahan  minyak  nabati. Oleh  karena  itu,  peneliti  mencoba  untuk melakukan  penelitian  lebih  lanjut mengenai  pegaruh  penambahan  jumlah katalis  KOH  dan  waktu  operasi  pada proses  transesterifikasi  minyak  biji kapuk.
Biodiesel  dapat  dibuat  dari  minyak nabati maupun lemak hewan, namun yang paling  umum  digunakan  sebagai bahan baku pembuatan biodiesel adalah minyak nabati.  Minyak  nabati  dan  biodiesel tergolong ke dalam kelas besar senyawa- senyawa  organik  yang  sama,  yaitu  kelas ester  asam-asam  lemak.  Akan  tetapi, minyak  nabati  adalah  triester  asam-asam lemak  dengan  gliserol,  atau  trigliserida, sedangkan  biodiesel  adalah  monoester asam-asam lemak dengan metanol.

## 2. Bahan dan Metode
Pada  penelitian  ini  menggunakan minyak  biji  kapuk  sebagai  sumber minyak nabati  yang akan diolah menjadi fatty  acid  methyl  ester  atau  biodiesel. Adapun  komposisi  kimia  asam  lemak dalam minyak biji kapuk yaitu :
Tabel 1.  Komposisi  Asam  Lemak  dalam  minyak biji kapuk Asam lemak Persentase berat (%) Asam Miristat Asam palmitat Asam stearat Asam arachidat Asam miristoleat Asam palmitoleat Asam oleat Asam linoleat 1,4 23,4 1,1 1,3 0,1 2,0 22,9 47,8
Katalis  yang  digunakan  pada  penelitian ini  adalah  KOH  dengan  variabel  0.5%, 1%,  1.5%  dan  waktu  reaksi  30,  60,  90, 120  dan  150  menit.  Rasio  minyak  dan metanol  yang  digunakan  pada  penelitian ini adalah 1 : 6.
2.1. Tahap persiapan Untuk  dapat  menghasilkan  biodiesel, pada  proses  transesterifikasi  kadar  FFA dari  minyak  harus  dibawah  1%  dan  jika tidak  maka  harus  dilakukan  proses esterifikasi  terlebih  dahulu.  Dari  peneliti pendahulu,  diperoleh  kadar  FFA  sebesar 0.8768 %.
2.2. Transesterifikasi
Biodiesel  diperoleh  dari  hasil  reaksi transesterifikasi  antara  minyak  dengan alkohol  monohidrat  dalam  suatu  katalis KOH atau NaOH. Reaksi transesterifikasi berlangsung pada  suhu  sekitar  40°C- 60 0 C  hingga  terbentuk  dua  lapisan. Lapisan  bawah  adalah  gliserol  dan lapisan atas adalah metil ester. Metil ester kemudian dicuci dengan air dan disaring untuk  menghilangkan  sisa  katalis  dan metanol sehingga biodiesel siap digunakan. (10)
Pada reaktor transesterifikasi, minyak dan lemak  yang  belum  tereaksi  pada  proses esterifikasi  dikonversi  menjadi  biodiesel pada tahap ini (20) . Pada prinsipnya, proses transesterifikasi adalah  mengeluarkan gliserin  dari  minyak  dan  mereaksikan asam  lemak  bebasnya  dengan  alkohol (misalnya metanol) menjadi alkohol ester (Fatty  Acid  Methyl  Ester/FAME),  atau biodiesel.
Gambar 1. Reaksi Transeterifikasi asam  lemak.
Terdapat  beberapa  cara  agar kesetimbangan  lebih  ke  arah  produk, yaitu (19) : menambahkan metanol berlebih ke  dalam  reaksi,  memisahkan gliserol, menurunkan
temperatur reaksi (transesterifikasi
merupakan reaksi eksoterm). Selain  itu  beberapa  kondisi reaksi yang mempengaruhi konversi serta perolehan biodiesel
melalui transesterifikasi  adalah  sebagai  berikut (Freedman, 1984): (19)
a. Pengaruh air dan asam lemak bebas b. Pengaruh perbandingan molar alkohol dengan bahan mentah c . Pengaruh jenis alkohol d. Pengaruh jenis katalis e. Metanolisis Crude dan Refined
Minyak Nabati
f. Pengaruh temperatur Pada  tahap  transesterifikasi  ini  minyak direaksikan  dengan  katalis  KOH  yang telah dicampur dengan  methanol terlebih
dahulu  dengan  waktu  sesuai  variabel yang diinginkan.
2.3. Pemisahan
Hasil  dari  reaksi  transesterifikasi  yang berupa  crude  FAME  dan  gliserol kemudian dipisahkan dalam corong pisah. Crude  FAME  yang  dihasilkan  kemudian dilakukan  proses  pencucian  dengan menggunakan  air  hangat.  Tahap  akhir dari  proses  pencucian  ini  dengan memisahkan  air  dari  biodiesel  yang dihasilkan  melalui  evaporasi  atau penguapan.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Dari  hasil    transesterifikasi  tersebut, biodiesel  yang  dihasilkan  dianalisa  flash point,  viskositas,  densitas,  cetane  index dan konversi yang dihasilkan. Dari  grafik  antara  waktu  vs  flash  point menunjukkan  dengan  bertambahnya waktu  maka  flash  point  biodiesel  yang dihasilkan  juga  meningkat. Nilai optimum  flash  point  dicapai  pada  waktu 150  menit  dan  KOH  1%  dengan  flash point 135.5 o C.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 50 100 150 200 Fl as h P o in t ( C ) Waktu (menit) 0.5 % KOH 1 % KOH 1.5 % KOH

## Grafik 1. Waktu vs Flash Point
Sedangkan  untuk  densitas,  berdasarkan ASTM berat jenis biodiesel antara 0.87 – 0.9 gr/cm 3 . Dari hasil penelitian, biodiesel
yang  dihasilkan  telah  memenuhi  standar yang disyaratkan.
0,873 0,874 0,875 0,876 0,877 0,878 0,879 0,88 0,881 0 30 60 90 120 150 180 D e n s it as ( gr /c m 3 ) Waktu (menit) 0.5 % KOH 1 % KOH 1.5 % KOH

## Grafik 2. Densitas vs Waktu
Untuk  viskositas  biodiesel  yang dihasilkan secara  keseluruhan  telah memenuhi standar ASTM. Nilai viskositas rata-rata yang tertinggi dicapai pada konsentrasi katalis 0.5%.
4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 0 50 100 150 200 Waktu (menit) Vi sk os ita s (c P) 0.5 % KOH 1 % KOH 1.5 % KOH

## Grafik 3. Viskositas vs Waktu
Angka  setana  ( cetane  number ) merupakan  parameter    kualitas  bahan bakar  berdasarkan  sifat  kecepatan  bakar di dalam  ruang  bakar  mesin.  Indeks setana / CCI atau calculated cetane index juga dapat dipergunakan untuk menghitung cetane number. Angka setana minimal  yang  disyaratkan  oleh  ASTM adalah  45.  Sedangkan  dari  hasil percobaan  yang  terbaik    adalah  pada penambahan  katalis  1.5%  dengan  waktu 30 dan 60 menit diperoleh indeks setana sebesar 47.  Secara umum, biodiesel yang diperoleh dari hasil percobaan memenuhi standar  ASTM.  Nilai  optimum  diperoleh dengan  KOH  1.5  %  tetapi  dengan
pertambahan  waktu  tidak  memberikan pengaruh terhadap indeks setana.
40 42 44 46 48 50 0 50 100 150 200 W a k t u  ( me n i t ) 0.5 % K OH 1 % K OH 1.5 % K OH

## Grafik 4. Cetane Index vs Waktu
Berdasarkan  data  dan  kurva  hasil percobaan  diatas,  menunjukkan  bahwa konversi yang diperoleh diatas 70%. Nilai optimum  konversi  diperoleh  pada konsentrasi katalis KOH 0.5 % dan waktu 60 menit. Sedangkan dengan penambahan katalis  hingga  1.5  %  tidak  memberikan pengaruh  besar  pada  peningkatan konversi  yang  diperoleh.  Secara  umum nilai  optimum  diperoleh  dengan  KOH 0.5%.    Penambahan  waktu  dan konsentrasi tidak memberikan penambahan  konversi  biodiesel  yang dihasilkan.
60.00% 65.00% 70.00% 75.00% 80.00% 85.00% 90.00% 0 50 100 150 200 W a k t u  ( me n it ) 0.5 % K OH 1% K OH 1.5 % K OH Grafik .5. % Konversi vs Waktu

## 4. Kesimpulan
Dari  percobaan  mengenai  pengaruh katalis  KOH  dan  waktu  pada  proses transesterifikasi  minyak  biji  kapuk  ini dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Dari data hasil percobaan, diperoleh bahwa  nilai  viskositas,  densitas, flash  point  dan  cetane  index memenuhi standar ASTM.
2. Konversi  terbaik  diperoleh  pada konsentrasi katalis KOH 0.5 % dan waktu  60  menit.  Penambahan jumlah  katalis  dan  waktu  tidak berpengaruh  pada  peningkatan konversi produk biodiesel.
3. Waktu reaksi yang lebih lama tidak memberi  pengaruh  besar  pada peningkatan konversi biodiesel yang diperoleh.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Anonimous. 2008. URL:http://www.ristek.go.id/index.php/id =1227.
2.
.  2007.
URL: http://id.wikipedia.org/wiki/Kapuk_r andu . 3. .  2007. URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Methan ol. 4. .  2007. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfuric
Acid.
5. .  2008.
URL:http:// www.kamase.org .
6. Giwangkara  S.  EG.,  2008. Rahasia biodiesel, Solar Masa Depan .
<URL: http://www.wordpress.com>.
7. Indartono  setyo,  Y.,  agustus  2007.
Mengenal  Biodiesel  :  Karakteristik, produksi, hingga performansi mesin (2 &
3) . <URL:http://www.beritaiptek.com>.
8. Ketaren,  S, 1986. Minyak  Dan  Lemak Pangan , Edisi  1,  Penerbit  Universitas Indonesia, Jakarta.
9. Macklin, 2008. Biofuel . <URL:http:// www.macklin.tmip-unpad.net >.
10. Nur  Alam  Syah,  Andi,  2006. Biodiesel Jarak  Pagar  :  Bahan  Bakar  alternatif Yang  Ramah  Lingkungan . Penerbit Agromedia Pustaka, Jakarta. 11. Prakoso  Tirto,dkk,  2007. Potensi Biodiesel Indonesia .
<URL:http://www.migas-indonesia.com>
12. Prihandana,  Rama,  2006. Menghasilkan Biodiesel  Murah . Penerbit  Agromedia Pustaka, Jakarta. 13. Samuel  D.Effendy,  2008. Studi Kemudahan  Pemisahan  Produk-produk Proses Pembuatan Biodiesel.
< URL: http://www.abstraksi-ta.fti.itb.ac.id >. 14. Satish Lele, 2004. Biodiesel In India . <URL:http://www.biodiesel.com>.
15. Van  Gerpen,  J.,  1999. Biodiesel Production Technology .
<URL:http:// www.nrel.gov >