## BIODISEL DARI MINYAK IKAN
Bambang Wahyudi *, Nurul Widji Triana*, Edi Mulyadi*
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur Jl. Raya Rungkut Madya, Gunung Anyar Surabaya 60294 email: bwahyudi11@yahoo.com

## Abstrak
Biodiesel  adalah  energi  alternatif  pengganti  solar,  dan  biodiesel  merupakan  sumber  energi  yang terbarukan  dan  biodegradable.  Produksi  biodiesel  dengan  bahan  baku  minyak  ikan,  untuk  wilayah  Jawa Timur  merupakan  pilihan  yang  strategis.  Peluang  ketersedian  bahan  baku  minyak  ikan  di  Jawa  Timur  ( Banyuwangi ) relatife banyak. Untuk wilayah Banyuwangi, sumber bahan baku (minyak ikan yang off grade) selain harganya murah (Rp.1800/Liter) jumlahnya relatif banyak. Proses pembuatan biodiesel dari minyak ikan off grade dibagi menjadi beberapa tahap. Proses pertama adalah Proses Pemurnian dari minyak ikan off  grade  yang  meliputi  proses  pengeringan  untuk  menghilangkan  kadar  air  dan  pemisahan  gum.  Proses yang kedua adalah proses Esterifikasi, dan dilanjutkan  dengan proses Trans-esterifikasi, kemudian diakhiri dengan proses pemurnian hasil biodiesel. Dalam penerapan yang akan dilakukan, merupakan hasil temuan baru, yaitu teknologi proses pembentukan biodiesel dengan proses esterifikasi dan dilanjutkan proses trans- esterifikasi dalam reaktor alir osilasi yang  dapat digunakan untuk multi umpan (input minyak bisa dengan bahan yang FFA-nya tinggi). Dengan begitu, reaktor akan adaptif terhadap berbagai jenis bahan baku yang diumpankan.  Disamping  itu  penggunaan  reaktor  alir  osilasi  bersekat  miring  untuk  proses  esterifikasi  ini, proses  dapat  berlangsung  satu  langkah  dan  energi  yang  dibutuhkan  relative  lebih  kecil  daripada  proses- proses yang selama ini ada. Hasil Penelitian diperoleh biodiesel yang memenuhi syarat PERTAMINA, SNI, dan ASTM terjadi pada kondisi suhu reaksi 60 o C dan waktu 60 menit dengan karakteristik biodiesel yaitu densitas 0,8898 kg/m3, angka iod 7,4, angka cetana 66,00, titik nyala 272 o F, dan pour poin 32 o F.
Kata Kunci : Biodisel, energi alternatif, minyak ikan off grade, trans esterifikasi

## Abstrack
Production  of  biodiesel  using  fish  oil  as  raw  material,  for  East  Java  is  a  strategic  choice.The availability  chance  of  fish  oil  raw  material  in  East  Java  (Banyuwangi)  is  big.  The  process  of  making biodiesel from off grade fish oil is divided into several stages. Purification of off grade fish oil that includes the  drying  process  to  eliminate  moisture  and  gum  separation.  The  second  process  is  the  process  of esterification,  followed  by  Trans-esterification  process,  then  topped  with  biodiesel  result  purification process.  The  application  that  will  be  done  is  the  result  of  new  findings,  namely  the  establishment  of  the biodiesel  process  technology  with  esterification  process  and  then  followed  by  the  process  of  trans- esterification  in  oscillatory  flow  reactor  that  can  be  used  for  multi  feed  (oil  input  can  be  with  high  FFA material). By doing so, the reactor will be adaptable to different types of raw materials fed. Besides, the  use of oscillatory flow reactor insulated tilt to the esterification process, the process can take one step and the energy  required  relatively  smaller  than  the  processes  that  had  been  there.  The  result  obtained  is  biodiesel that is eligible for Pertamina, ISO, and the ASTM occurs in conditions of reaction temperature of 60 ° C and 60  minutes  to  the  characteristics  of  biodiesel,  namely  the density  of  0.8898  kg  /  m3,  iodine  number  of 7.4, cetana number 66.00, a flash point 272 o F, and pour points 32 o F
Keywords : Biodiesel , Crude fish oil, alternatif energy, Trans-esterification .

## PENDAHULUAN
Sejak    terjadi  krisis  energi,  harga  minyak bumi  melambung  tinggi.  Indonesia  yang  dulunya sebagai  Negara  pengekspor  minyak  bumi  kini  telah berubah  menjadi  Negara  pengimpor  minyak  bumi. Oleh  karena  itu,  biodiesel  merupakan  energi alternative pengganti solar  yang berasal  dari nabati atau  hewani  yang  merupakan    bahan  terbaharukan ( renewable ).  Keunggulan  minyak  ikan  jika  dipakai sebagai bahan baku biodiesel selain memiliki variasi asam  lemaknya  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan minyak  atau  lemak  lainnya,  juga  jumlah  asam lemaknya  lebih  banyak.  Panjang  rantai  karbon minyak  ikan  mencapai  22  dan  lebih  banyak mengandung  jenis  asam  lemak  tak  jenuh.  Asam lemak  yang berasal dari ikan  pada prinsipnya ada 3 jenis  yaitu  jenuh,  tidak  jenuh    tunggal  dan  tidak jenuh  jamak.  Asam  lemak  tak  jenuh  tunggal mengandung  satu  ikatan  rangkap  dan  asam  lemak tak  jenuh  jamak  mengandung  banyak  (mencapai  6) ikatan rangkap per molekul.
Biodiesel  bisa  digunakan  dengan  mudah karena  dapat  bercampur  dengan  segala  komposisi dengan  minyak  solar,  mempunyai  sifat-sifat  fisik yang mirip dengan solar sehingga dapat diaplikasikan  langsung  untuk  mesin-mesin  diesel yang ada hampir tanpa modifikasi, dapat terdegradasi dengan mudah (biodegradable), 10 kali tidak  beracun  dibanding  minyak  solar,  memiliki angka  setana  yang  lebih  baik  dari  minyak  solar, tidak  mengandung  sulfur  serta  senyawa  aromatic sehingga emisi   pembakaran  yang dihasilkan ramah lingkungan. Proses produksi biodiesel tidak menuntut  teknologi  yang  tinggi  dan  mahal.  Untuk mendapatkan  mutu  biodiesel  yang  baik  selain diperlukan  ketepatan  kondisi  operasi.  Selain  itu, juga  teknologi  yang  hemat  energi.  Salah  satu kemungkinan  itu  ialah  penggunaan  reaktor  alir osilasi.  Cara  itu  dipilih  karena  tidak  memerlukan energi yang tinggi dan sederhana dalam pengoperasiannya
Penelitian  ini  dimaksudkan  untuk  menda- patkan  diversivikasi  bahan  baku  biodisel,  yaitu minyak ikan yang tersedia relative banyak di daerah setempat  (Banyuwangi  –  Jawa  Timur).  Manfaat yang  diharapkan  adalah  agar  Crude  Fish  Oil  agar memiliki  nilai  guna  dan  nilai  tambah  secara ekonomi dengan diolah  menjadi biodiesel, sehingga mempercepat  pengembangan  energi  alternative berbasis  biodiesel. Penelitian ini akan menghasilkan rangcangan  bangun  proses  produksi  biodiesel dengan reaktor alir osilasi. Dengan begitu, diperoleh perancangan  yang  kompak  dan  moveable,  hemat energi, adaptif terhadap berbagai jenis bahan baku.
Dalam  penerapan  yang  akan  dilakukan, merupakan hasil temuan baru, yaitu teknologi proses pembentukan  biodiesel  dengan  proses  esterifikasi dan  dilanjutkan  proses  trans-esterifikasi  dalam
reaktor  alir  osilasi  yang    dapat  digunakan  untuk multi umpan (input minyak bisa dengan bahan yang FFA-nya tinggi). Dengan begitu, pabrik akan adaptif terhadap berbagai jenis bahan baku yang diumpankan. Disamping itu penggunaan reaktor alir osilasi  bersekat  miring,  proses  dapat  berlangsung satu  langkah  dan  hemat  energi,  daripada  proses- proses yang selama ini ada.
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  pernah dilakukan  dengan  penggunaan  reactor  alir  tangki berpengaduk  (Mulyadi  dan  Wahyudi,  2004),  selain konversi  methil  ester  relative  rendah,  energi  yang dibutuhkan  juga  cukup  cukup  tinggi.  Hal  itu dimaksudkan  untuk  memperoleh  yield  yang  lebih tinggi,  tetapi  dengan  menggunakan  energi  tetap rendah,  namun  kenyataan  itu  belum  tercapai.  Hal yang  dapat  dipetik  dari  hasil  penelitian  ini  adalah perencanaan  yang  lebih  kompak  dibandingkan penelitian  yang  pertama.  Dengan  memperhatikan bahan baku yang digunakan adalah minyak ikan off grade yang memiliki kadar air dan FFA yang tinggi dibandingkan  dengan  minyak  nabati.  Berkenaan dengan  itu,  penelitian  yang  rencana  dilakukan menggunakan  pada  proses  esterifikasi    dan dijalankan  dalam  reactor  alir  bersekat  miring. Penerapan  cara  ini  belum  pernah  dikerjakan. Diharapkan  reactor  ini  memberikan  pencampuran yang  sempurna  antara  katalis  dan  reaktan,  tetapi mempunyai  turbulensi rendah. Hal ini dimaksudkan agar  air  yang  terbentuk  dalam  proses  esterifikasi tidak  tersuspensi  sehingga  memudahkan  dalam pemisahan. Untuk proses transesterifikasi diperlukan turbulensi  tinggi,  maka  pada  penelitian  ini direncanakan  menggunakan  rancangan reactor oscilatory (berbaffle  yang  dilengkapi  dengan  cap) penggunaan  reaktor  ini  juga  belum  pernah dilakukan,  sehingga  perliu  dipelajari  pengaruh hidrodinamiknya  terhadap  konversi.  Disamping  itu diharapkan  konfersi  bahan  baku  menjadi  metilester menjadi lebih sempurna. Proses pembuatan biodisel pada  dasarnya  terdiri  atas  proses  esterifikasi  dan trans-esterifikasi. Methyl ester adalah senyawa hasil dari  reaksi  esterifikasi  dan  atau  transesterifikasi yang  melibatkan  senyawa  asam  dan  alkohol  untuk esterifikasi, dan trigliserida dan alkohol untuk reaksi transesterifikasi. Alkoholisis adalah proses pertukaran  gugus  ester  sehingga  jika  alkohol  yang digunakan  adalah methanol  maka  prosesnya dinamakan dengan “metanolisis”.
Reaksi  esterifikasi  trigeliserida    dengan metanol  merupakan  reaksi  orde  1  semu  terhadap minyak dengan persamaan sebagai berikut:
A 1 A C ' k dt dC 

## 
Berdasarkan  persamaan  Arrhenius,  jika  suhu dinaikkan  maka  konstanta  kecepatan  reaksi  (k) semakin  besar  sehingga  reaksi  berjalan  semakin cepat.
k
=      A .  e –E/RT
Penambahan  katalisator  akan  mengaktifkan zat-zat  pereaksi  sehingga  energi  aktivasi  (E) semakin  kecil.  Jika  energi  aktivasi  kecil  maka konstanta kecepatan reaksi semakin besar. Pengadukan  akan  menambah  frekuensi  tumbukan antar  molekul  zat  pereaksi,  dan  nilai  A    akan semakin  besar    yang  menyebabkan  reaksi  semakin cepat.

## METODE PENELITIAN
Bahan Baku: penelitian menggunakan  minyak ikan off grade berasal dari PT Rekayasa Energi Alternatif Mandiri;  metanol  teknis  dibeli  dari  Tidar  Kimia Surabaya;  NaOH  anhidrous  dan  NaOH  p.a; Peroxida,  dan  asam  pospat.  Sebelum  dipergunakan, minyak ikan off grade dicuplik untuk analisis  kadar air , zat pengotor, FFA, kekentalan dan densitynya.
Alat  Penelitian: terdiri  atas  reaktor  gumming sebagai  tempat  proses  penghilangan  gum  dengan spesifikasi  reaktor  tangki  berpengaduk  kapasitas 4000  cc  ;diameter  15  cm,  tinggi  60  cm,  dari  bahan baja tahan karat (SS-304) dilengkapi pemanas listrik menggunakan  daya  1000  watt.  Reaktor  esterifikasi sebagai  tempat  proses  penurunan  FFA  spesifikasi reaktor  pipa  bersekat  miring  kapasitas  4500  cc ;diameter 5 cm, tinggi 120cm, dari bahan baja tahan karat (SS-304) dilengkapi pemanas listrik menggunakan  daya  600  watt.    Reaktor  Trans- esterifikasi  sebagai  tempat  proses  mereaksikan trigliserid menjadi biodiesel; spesifikasi reaktor pipa bersekat  kapasitas  4500  cc  ;diameter  5  cm,  tinggi 120cm,  dari  bahan  baja  tahan  karat  (SS-304) dilengkapi  pemanas  listrik  menggunakan  daya  600 watt  dan  pendingin  balik.  Unit  pemurnian  produk bio diesel, terdiri dari tangki pencuci yang dilengapi pemanas dan distributor udara. terbuat dari stainless steel  kapasitas  5L.  Pengering  produk  biodiesel berbentuk  tangki  dilengkapi  pemanas  dan  pompa vakum dan  kondensor. Rangkaian alat terlukis pada Gambar 1.
.
Gambar 1. Rangkaian Alat Proses Biodiesel
Prosedur  Penelitian :  minyak  ikan  off  grade Volume 3 Liter dimasukkan ke dalam pengering lalu pemanas  dan  pengatur    suhu  dijalakan  dan  diikuti dengan  menghidupkan  pompa  sirkulasi  dan  pompa vakum.  Minyak  ikan  yang  telah  dikurangi  kadar airnya  dimasukan  ke  reaktor  degumming.  Pemanas dan  pengaduk  dihidupkan.  Setelah  suhu  mencapai 90C  waktu  mulai  dihitung  dan  proses  dihentikan setelah 20 menit. Hasil proses gumming dilanjutkan dengan proses Esterifikasi. Setelah umpan dimasukkan pemanas dan pompa sirkulasi dihidupkan.  Proses  esterifikasi  berlangsung  selama 60  menit  dengan  suhu  70  C,  dengan  katalis  asam sulfat.  Hasil  proses  esterifikasi  dilanjutkan  dengan proses  Trans-esterifikasi  dengan  mengguanakan berbagai  dosis  katalis  dan  memvariasi  suhu  dan waktu proses. Setelah umpan masuk reaktor , pompa sirkulasi dan pemanas di hidupkan diikuti pengaliran air  ke  pendingin  balik.  Setelah  mencapai  suhu  dan waktu  yang  dipelajari,  maka  proses  dihentikan. Pemurnian  Produk  biodisel  dailakukan  dalam pengering vakum.
Variabel: yang  dipelajari  adalah : waktu  (menit); Suhu  ( o C); dosis Katalis; kecepatan sirkulasi dalam reaktor Oscillatory.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa bahan baku meliputi, kadar air, kadar pengotor, bilangan peroksid, bilangan lod, dan FFA. Pengujian secara asidimitri dilakukan untuk menentukan  bilangan  asam,  bilangan  penyabunan, bilangan  ester,  asam  lemak  bebas,  jumlah  asam lemak  total,  dan  asam  lemak  yang  terikat  sebagai ester.
Spesific Gravity adalah untuk pengukur berat /massa  minyak  bila  volumenya  telah  diketahui. Nilai  spesific  gravity  ini  didapat  setelah  melakukan konversi  densitas,  nilai  densitas  didapat  dengan menggunakan  picnometer  dan  dilakukan  dengan ASTM  D-1298.  Pengaruh  suhu  dan  waktu  terhadap specific gravity (Gambar 2) dan pengaruh  suhu dan %  volum  metoxid  terhadap  Specific  gravity  biofuel (Gambar  3).  Gambar  2  dan  3  menunjukkan  bahwa besarnya densitas dipengaruhi oleh waktu, suhu, dan kadar katalis. Semakin lama waktu esterifikasi maka besarnya densitas akan semakin kecil. Ini menunjukkan  bahwa  kandungan  air  yang  ada  pada biodiesel  juga  semakin  kecil.  Dan  hasil  analisa diperoleh densitas biodiesel antara 0,8813 – 0,9010.
Gambar 2. Hubungan sg dengan Suhu
Gambar 3. Hubungan sg dengan %  metoxid
Kisaran data itu semua  masih memenuhi spesifikasi standarisasi yang disyaratka PT. Pertamina.
Angka  iod  berpengaruh  terhadap  besar kecilnya angka setan, semakin besar angka iod maka perhitungan angka setan semakin kecil. Hal ini juga dipengaruhi oleh angka penyabunan. Jika dilihat dari standarisasi biodiesel untuk angka iod, yaitu 7 – 9,5
(Gambar  4)  dapat  dilihat  bahwa  biodiesel  yang dihasilkan dalam penelitian  ini  tidak  semuanya  memenuhi  standart biodiesel yang ada.
Berdasarkan Gambar 5. Viscositas biodiesel dengan %  metoxid  dibawah  9%  pada  semua  suhu  nilai viskositas  masih  diatas  batas  max.    Tetapi  untuk  % metoxid diatas 9%, nilai itu telah dipenuhi.
Gambar 4. hubungan angka Iod dengan suhu setiap saat
Gambar 5. Pengaruh Suhu dan % metoxid terhadap Viscositas
Kadar  FFA  bahan  baku  sebesar  12,715  %. Untuk  menurunkan  kadar  FFA  dengan  proses esterifikasi. Pengaruh suhu esterifikasi dan %volume  metanol  terhadap  persen  free  fatty  acid (FFA) ditunjukkan dalam table 2. Nilai FFA 0,9541 % yang terkecil dan terjadi pada suhu 100 o C dengan %volum  metanol  12,5974.  Nilai  FFA  bahan  baku 12,715 %, jadi konversi FFA sebesar 92,497 %.
0.88 0.89 0.9 0.91 25 35 45 55 65 75 s uhu, C d en si ta s g /m L 30 menit 60 menit 90 menit 120 menit 150 menit 0.88 0.89 0.9 0.91 25 35 45 55 65 75 s uhu, C d en si ta s g /m L 6% 9% 12% 15% 18% 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 20 40 60 80 Suhu (oC) V ic os it a s ( gr / c m .de t) %Volum metoxid 6 %Volum metoxid 9 %Volum metoxid 12 %Volum metoxid 15 %Volum metoxid 18 3 4 5 6 7 8 9 10 20 40 60 80 100 120 140 160 t,  menit a n g k a I o d T 30 C T 40 C T 50 C T 60 C T 70 C
Tabel 1. Free Fatty Acid (FFA) Dari Berbagai Suhu Dan Volume Metanol Volume Metanol (%) Suhu ( o C) Suhu ( o F) % FFA % Konversi FFA 9,09 40 104 6,221 51,074 10,7143 60 140 5,858 53,928 11,7637 80 176 3,633 71,427 12,5974 100 212 0,954 92,497 13,79 120 248 1,589 87,503
Heating  value  adalah  suatu  angka  yang menyatakan  jumlah  panas/kalori  yang  dihasilkan dari  proses  pembakaran  sejumlah  tertentu  bahan bakar  dengan  udara  /  oksigen.    Nilai  heating  value ini  didapat  dengan  ASTM  D-240.  Pengaruh  suhu dan  %  volum  metoxid  terhadap  Heating  Value terlukis  pada  gambar  6.  Nilai  heating  value  yang tertinggi  yaitu  pada  %volum  metoxid  12%  dengan suhu  70 o C,  sebesar  9813  cal/g.  Hasil  analis  heating value, nilai itu sedikit dibawah persyaratan (10.160 - 11.000 cal/g).
Gambar 6. Hubungan Heating Value dengan Suhu dan %Volum Metoxid
Kadar air bahan baku 10 %. Nilai kadar air ini  didapat  dengan  menggunakan  alat  ASTM  D-95. Pengaruh suhu dan %volum metoxid terhadap Kadar Air terlukis pada gambar 9. Biofuel dari cruide fish oil  ini  masih  mangandung  kadar  air  yang  cukup besar  sehingga  proses  pengeringan  diperlukan vakum.  Hasil  penelitian  yang  berupa  metyl  ester (biodiesel)  diharapkan  dapat  digunakan  sebagai bahan  bakar  alternative  pengganti  solar.  Untuk  itu perlu  dilakukan  analisa  terhadap  karakteristik biodiesel  yang  selanjutnya  dapat  dibandingkan dengan  karakteristik  standard  biodisel  seperti  yang diuraikan diatas.
Gambar 7. Pengaruh Suhu terhadap Kadar Air
Tabel 2. Perbandingan Standarisasi Biodiesel dengan Hasil Analisa :

## KESIMPULAN
Crude fish oil merupakan campuran trigliserida dengan Asam Lemak Bebas mempengaruhi  proses  produksi  biodiesel  dan karakteristik bahan bakar. Hasil Penelitian diperoleh biodiesel  yang  terbaik  pada  kondisi  suhu  reaksi  60 o C  dan  waktu  60  menit  dengan  karakteristik biodiesel  yaitu  densitas  0,8898  kg/m3,  angka  iod 7,4, angka cetana 66,00, titik nyala 272 o F, dan pour poin 32 o F. 8500 9000 9500 10000 25 35 45 55 65 75 suhu, C h e a ti n g v a lu e , c a l/ g 6% 9% 12% 15% 18% 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 50 100 150 200 250 300 Suhu (oF) K a da r A ir ( % ) Kadar Air Batas Maksimal
Properties PERTAMINA Hasil Analisa Specific Gravity 60/60 o F 0.840 – 0.920 0.8886 - 0.9067 Vis Redwood 1/100 o F secs 35 – 45 32,669 – 85,43 Pour Point o F 65 (max) 28,4 – 44,6 Flash Point P.M.cc 0 F 150 (min) 281,8 – 294,4 Water Content % wt 0.25 (max) 0,06  - 2,48 Heating Value (cal / gr) 10.160 - 11.000 8991,07 – 9135,26

## DAFTAR  PUSTAKA
Darnoko,  D.  and  Cheryan,  M.,  2000, Kinetics  of  Palm  Oil Transesterification in a Batch Reactor , JAOCS , Vol. 77, No. 12, pp. 1263-1267.
Mulyadi, E., Wahyudi, B., dan  Trianna, W.T.,2009, Crude Fish  Oils  Transesterification  in  an  Oscillatory Reactor, Proceeding  of  Soebardjo  Brotohardjono seminar WasteBased Energy and Chemicals
Stansby,  M.E.,  1982, Properties  of  Fish  Oil  and  Their Application  to  Handling  of  Fish  and  to  Nutrinional and  Industrial  Use, Chemistry  and  Biochemistry  of Marine  Food  Products,  AVI  Publishing  Company, Connecticut.
Trianna,  N.W.dan  Mulyadi,E.,  2006, Kajian
Kinetika  Reaksi  dalam  Oscillatory  flow Reactor  pada  pembentukan  Metil  Ester , ISSN 0216-163X, Vol-1, USB,Solo. Ghazi, A., M.,  Resul, M. F. M. G, and  Shean Yaw, 2008, Preliminary Design of Oscillatory Flow Biodiesel  Reactor  for  Continuous  Biodiesel Production  from  Jatropha  Triglycerides , Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 3, No. 2, 138 – 145.
Stonestreet, P., and Harvey, A. P., 2005, A Mixing-
Based  Design  Methodology  for  Continuous Oscillatory  Flow  Reactors,  Institution  of Chemical Engineers, 80(A), 31-44.