## TINJAUAN TERHADAP PRODUKSI BIODIESEL DARI MINYAK GORENG CURAH DENGAN METODE GELOMBANG ULTRASONIK DAN MICROWAVE

## AGUS LUKMAN HAKIM
Politeknik Negeri Sriwijaya agus.hakim@yahoo.com

## Abstrak
Biodiesel  adalah  produk  bahan  bakar  ramah  lingkungan,  yang  dihasilkan dalam  proses  transesterifikasi  yaitu  reaksi  antara  metanol  dan  trigliserida, produk  sampingan  yang  dihasilkan  adalah  gliserol.  Keunggulan  biodiesel dibandingkan  bahan  bakar  fosil  adalah  tingkat  emisi  yang  rendah,  tidak beracun, terbarukan dan biodegradabel. Dengan metode konvensional, untuk menghasilkan  biodiesel  yang  menggunakan  biaya  pengadukan  listrik  dan mekanik  banyak  biaya  dengan  tagihan  listrik  karena  reaksi  transesterifikasi membutuhkan  waktu  lebih  dari  satu  jam  untuk  menyelesaikan  reaksinya. Metode  alternatif  untuk  memproduksi  biodiesel  dengan  menghemat penggunaan  sumber  daya  listrik  dan  waktu  dengan  gelombang  ultrasonik, gelombang  mikro  atau  gabungan  dari  dua  metode.  Metode  gelombang ultrasonik telah banyak digunakan dalam proses transesterifikasi pembuatan biodiesel  yang  meningkatkan  perpindahan  massa  antara  alkohol  dan trigliserida.  Penyinaran  gelombang  mikro  adalah  salah  satu  metode pemanasan  yang  digunakan  untuk  mengurangi  waktu  reaksi  dan  konsumsi listrik  dibandingkan  dengan  pemanasan  konvensional.  Jika  kedua  metode digabungkan maka akan didapat hasil produk yang tinggi.

## Abstract
Biodiesel  is  an  environmentally  friendly  fuel  product,  generated  in  the transesterification process ie the reaction between methanol and triclyceride, a by-product produced by glycerol. The advantages of biodiesel compared to fossil fuels are low emmision level, non-toxic, renewable and biodegradable. In  conventional  method,  to  produce  biodiesel  which  used  electrical  and mechanical stirring cost a lot cost by electric bill because transesterification
reaction takes  more than  one  hours to  complete  the  reaction.  An  alternative method  for  producing  biodiesel  by  saving  the  use  of  electrical  and  time resources by ultrasonication, microwaves irradiation or combined methods of the  two  methods.  Sonification  methods  have  been  widely  used  in  the transesterification  process  of  making  biodiesel  which  increases  the  mass transfer  between  alcohol  and  triglicerides.  Microwaves  irradiation  is  one  of the heating methods used to reduce reaction time and electricity consumption compared to conventional heating. If the two methods are combined then the product will get high yield. Keywords : biodiesel, transesterification reaction, ultrasonic, microwave irradiation

## I. PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Seiring  dengan  bertambahnya  jumlah  penduduk,  peningkatan  pertumbuhan ekonomi,  berkembangnya  dunia  industri  terutama  industri  otomotif  di  tanah air  maka  permintaan  bahan  bakar  terutama  bahan  bakar  fosil  semakin meningkat.  Meningkatnya  permintaan  tersebut  tidak  diiringi  dengan ketersediaan  bahan  bakar  fosil  di  dalam  negeri  dan  pada  tahun  2004 Indonesia  resmi  menyandang  sebagai  negara  net  importir  minyak  dunia. Indonesia  harus  mengimpor  350.000  barel  per  hari  untuk  mencukupi kebutuhan dalam negeri nya, sebagian besar diimpor dari negara Arab, Afrika dan Rusia.
Gambar 1. Konsumsi BBM Nasional dari Tahun 2006 – 2017 (sumber : http://www.bphmigas.go.id/konsumsi-bbm-nasional , data 2017 baru diinput sampai bulan Juli)
Sejumlah langkah diambil pemerintah untuk menahan laju pemakaian bahan bakar  fosil  antara  lain  dengan  penghematan  pemakaian  listrik  di  sejumlah gedung-gedung  pemerintahan,  pembatasan  pemakaian  kendaraan  dinas, pengkonversian  bahan  bakar  minyak  tanah  ke  LPG,  pengkonversian  bahan bakar mobil dari bensin ke gas, pengembangan teknologi nuklir, pembatasan jumlah  penumpang  untuk  kendaraan  mobil  (3  in  1),  pemakaian  solar  sel untuk pengatur lalu lintas sampai pengembangan energi baru dan terbarukan antara  lain  pemanfaatan  energi  panas  bumi,  energi  angin,  energi  matahari, energi air, energi pasang-surut air laut, energi dari tumbuhan seperti biomassa dan  biodiesel.  Biodiesel  semakin  dilirik  oleh  pemerintah  dan  sektor  swasta karena Indonesia sebagai salah satu penghasil minyak sawit terbesar di dunia berpotensi  sangat  besar  untuk  mengembangkan  bahan  bakar  jenis  ini.
Pertamina  sebagai  instansi  yang  diberi  wewenang  untuk  memproduksi  dan menyalurkan  bahan  bakar  di  Indonesia  sudah  memproduksi  secara  masal jenis B5 yang artinya 5% bahan bakar nabati dan 95% bahan bakar fosil.
Gambar 2. Kapasitas Produksi dan Luas Lahan Perkebunan Sawit di Indonesia (Sumber : https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2017/10/10/berapa-produksi-
minyak-sawit-indonesia )
Dalam kurun waktu 10 tahun terakhir, pertumbuhan kapasitas dan luas lahan perkebunan  sawit  mengalami  kenaikan  yang  signifikan.  Pada  tahun  2008, produksi minyak sawit hanya 19,2 juta ton dan pada tahun 2016 naik menjadi 32 juta ton, ada kenaikan 160% dalam kurun waktu delapan tahun terakhir.
Biodiesel  merupakan  produk  dari  reaksi  transesterifikasi  antara  mono  alkil ester  (minyak  dari  tumbuh-tumbuhan  dan  lemak  hewan)  dengan  alkohol (umumnya metanol dan etanol) dan produk samping  yang dihasilkan berupa gliserol.  Umumnya  untuk  memperbesar  produk  biodiesel  digunakan  katalis, baik  yang  berupa  basa  yaitu  NaOH,  KOH  ,  CaO  dan  katalis  yang  berupa
asam  seperti  H 2 SO 4 dan  H 3 PO 4 .  Untuk  terjadinya  reaksi  transesterifikasi maka  dibutuhkan  pengadukan  dan  perlakuan  panas.  Proses  pengadukan secara  konvensional  menggunakan  motor  pengaduk  dan  memakan  waktu yang  lama  (sekitar  1  jam  lebih)  dan  perlakuan  panas  nya  memakai  alat  hot plate. Dengan berkembang nya ilmu pengetahuan dan teknologi maka proses pengadukannya  bisa  dipersingkat  dengan  menggunakan  gelombang ultrasonik  dan  untuk  proses  pemanasannya  digunakan  gelombang  mikro. Proses yang tadinya memakan waktu lama sekarang bisa dipersingkat dalam hitungan menit.
Tabel 1. Syarat Mutu Biodiesel
Sumber : SNI Biodiesel 04-7182-200

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## a. Jenis dan Metode Penelitian
Jenis dan metode penelitian yang digunakan pada penulisan karya tulis ilmiah ini adalah studi literatur. Dimana, bahan-bahan yang di ambil berupa:
1. Jurnal  penelitian  mengenai  aplikasi  gelombang  ultrasonik  pada  proses pembuatan biodiesel.
2. Jurnal  penelitian  mengenai  aplikasi  gelombang  microwave  pada  proses pembuatan biodiesel.
3. Jurnal penelitian mengenai pembuatan biodiesel dari jarak pagar, minyak sawit, minyak jelantah, dan minyak biji karet.

## b. Objek dan Subjek Permasalahan
Subjek permasalahan jurnal ini adalah pemanfaatan CPO sebagai bahan baku pembuatan  biodiesel.  Dan  objek  permasalahan  dalam  karya  tulis  ilmiah  ini adalah  penggunaan  gelombang  ultrasonik  dan  gelombang  mikro  untuk mendapatkan produk berupa biodiesel dengan nilai optimum.

## c. Sumber Data
Adapun sumber data pada penulisan jurnal ini adalah data sekunder. Dimana data  ini  tidak  diperoleh  secara  langsung  dari  sumbernya  (data  primer), misalnya wawancara dan observasi.  Namun data sekunder ini diperoleh dari jurnal-jurnal penelitian terdahulu mengenai pembuatan biodiesel.

## d. Metode Pengumpulan Data
Metode  pengumpulan  data  pada  penulisan  karya  ilmiah  ini  adalah  studi pustaka.  Dimana,  studi  pustaka  merupakan  metode  pengumpulan  data  yang diarahkan  kepada  pencarian  data  dan  informasi  melalui  dokumen-dokumen, baik  dokumen tertulis,  foto-foto, gambar, maupun dokumen elektronik  yang dapat mendukung dalam proses penulisan.

## e. Teknik Pengumpulan Data
Adapun  teknik  pengumpulan  data  dalam  penulisan  karya  ilmiah  ini  adalah teknik  membaca,  mencatat,  dan  menganalisis.  Dimana  bahan  pustaka  yang telah dikumpulkan dibaca terlebih dahulu  kemudian mencatat bagian-bagian penting  dari  bahan  pustaka  sekaligus  mengutip  pendapat  para  ahli  yang relevan dengan penelitian. Selanjutnya, data-data tersebut di analisis sehingga diperoleh  kesatuan  data  yang  memperkuat  argumen  penulis  mengenai pembuatan  biodiesel  dari  CPO  menggunakan  gelombang  ultrasonik  dan microwave.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif. Biodiesel dapat dibuat dari  minyak  sawit  dan    bahan  baku  lainnya.  Katalis  yang  digunakan  untuk reaksi  Pembentukan  Biodiesel  tersebut  dapat  berupa  katalis  asam  atau  basa. Reaksi  transesterifikasi  baik  yang  menggunakan  katalis  asam  atau  basa membutuhkan panas.  Pada proses pembuatan biodiesel  secara konvensional, panas  mengalir  secara  konveksi.  Proses  transesterifikasi  merupakan  bagian terpenting  pada  rangkaian  proses  produksi  biodiesel  dan  berpengaruh  pada proses pemurnian pasca reaksi. Microwave atau gelombang mikro  telah lama digunakan sebagai metode pemanasan. Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai  karakteristik  yang  berbeda  dengan  pemanasan  konvensional, karena  panas  dibangkitkan  secara  internal  akibat  getaran  molekul-molekul target oleh gelombang mikro. Karena karakter gelombang mikro  yang dapat menembus  molekul  target,  maka  pemanasan  dengan  gelombang  mikro berlangsung  secara  simultan.  Hal  ini  berbeda  dengan  pemanasan konvensional, dimana panas mengalir dari sumber eksternal secara konveksi atau  konduksi.  Pemanasan  seperti  ini  memerlukan  energi  yang  besar  dan waktu yang cukup lama.
Sebelumnya  telah  dilakukan  penelitian  oleh  Rhesa  P.  Putra  dkk,  mahasiswa ITS,  melakukan  penelitian  dengan  tujuan  untuk    membuat  biodiesel  dari minyak  goreng  dari  kelapa  sawit  melalui  proses  transesterifikasi  dengan menggunakan radiasi microwave secara batch serta mempelajari berapa daya dan waktu optimal yang diperlukan untuk proses pembuatan biodiesel dengan radiasi microwav e  dengan  katalis  H 2 SO 4 ,  CaO  dan  tanpa  katalis.  Metode yang  digunakan  dalam  pembuatan  biodiesel  dari  minyak  goreng  adalah proses  reaksi  transesterifikasi  dengan  menggunakan  radiasi  gelombang microwave.  Bahan  yang  digunakan  adalah  minyak  goreng  yang  berasal  dari lemak  tumbuhan  yang  sudah  dimurnikan  (mengalami  proses  penyulingan, dan penghilangan bau) dan berbentuk cair dalam suhu kamar. Minyak goreng yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  memiliki  kandungan  FFA  sebesar 0,05%. Dalam penelitian ini digunakan tiga variabel, yaitu daya (Watt): 100, 200,  300,  400;  waktu  (menit):  5,  10,  15,  20;  dan jenis  katalis: CaO,  H 2 SO 4 , dan tanpa katalis.
Pada  tahap  analisis,  biodiesel  dari  hasil  reaksi  transesterifikasi  dianalisa untuk  mendapatkan  data yield metil  ester,  densitas,  viskositas,  dan flash point .  Dari  penelitian  diperoleh  bahwa  hasil  yang  didapatkan  masih  belum dapat  memenuhi  standar  biodiesel  yang  ditetapkan  karena  reaktor  tidak mampu  beroperasi  pada  suhu  dan  tekanan  tinggi.  Katalis  CaO  dapat memberikan  hasil  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  katalis  H 2 SO 4 dan tanpa  katalis.  Kondisi  operasi  untuk  menghasilkan  kualitas yield biodiesel terbaik  yaitu  pada  daya  200  Watt  selama  20  menit  dengan  menggunakan katalis CaO. Yield biodiesel terbesar didapatkan yield sebesar 60,11%.
Gelombang ultrasonik akan menimbulkan peregangan dan pemampatan pada ruang  antar  cairan,  sehingga  menyebabkan  terbentuknya  gelembung  mikro.
Gelembung  mikro  berumur  sangat  singkat  (kurang  dari  1x  10-7  detik),  dan ketika  gelembung  tersebut  pecah,  akan  membantu  mengecilkan  ukuran droplet metanol  maupun minyak menjadi 42% lebih kecil dibandingkan yang diperoleh  dari  metode  konvensional.  Hal  ini  menyebabkan  jumlaharea  antar muka  kedua  fase  reaktan  bertambah  banyak,  sehingga  membantu  proses pembentukan metil ester (biodiesel) yang lebih cepat.
Selain jurnal penelitian, penulis juga menganalisis penelitian dari Azharrudin (2016),  analisa  pengaruh  persen  yield  biodiesel  berbahan  baku  minyak jelantah  ditinjau  dari  waktu  reaksi  dan  pengaruh  katalis  NaOH  dengan pemanfaatan  gelombang  mikro  dan  separasi  tegangan  tinggi  dan  penelitian dari  Susila  Arita  (2013),  Peluang  dan  Tantangan  Komersialisasi  Biodisel- Review.  Dimana  penulis  dapat  menganalisis  Dalam  proses  pembuatan biodiesel  terdapat  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  proses  pemanasan yang  terjadi,  salah  satunya  adalah  waktu  reaksi.  Pengaruh  dari  waktu  reaski dapat dilihat dari hasil persen yield biodiesel yang didapat.
Dari  hasil  penelitian,  waktu  reaksi  yang  digunakan  ialah  5,  10,  15  menit dengan  temperatur  tetap  yaitu  55 o C,  hasil  yang  didapat  yaitu  85,737%, 84,838%,  dan  84,441%.  hal  ini  dikarenakan  kontak  antar  zat  akan  semakin banyak  sehingga  konversi  semakin  tinggi.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  alat pembuatan  biodiesel  dengan  pemanfaatan  gelombang  mikro  dapat menghasilkan persen yield yang tinggi dengan waktu yang singkat, .Pengaruh dari  variabel  proses  berupa  jumlah  katalis  NaOH  kondisi  terbaik,  yield maksimum  dari  biodiesel  minyak  jelantah  adalah  74.45%  yang  didapat dengan menggunakan perbandingan mol minyak jelantah/methanol 1:6  pada suhu 60 o C dengan waktu reaksi 10 menit dan katalis NaOH 1,5%.
Maka  dari  itu,  produksi  biodiesel  dari  minyak  goreng  curah  dengan  metode gelombang  ultrasonik  dan  microwave  ialah  untuk  mencari  alternatif  lain proses transesterifikasi tanpa menggunakan panas langsung.

## IV. KESIMPULAN
Pemakaian  teknologi  gelombang  ultrasonik  dan  gelombang  mikro  pada proses  pembuatan  biodiesel  lebih  efektif  dan  efisien  karena  bisa mempercepat  reaksi  dari waktu  sejam lebih sampai  beberapa menit  saja dan penghematan pemakaian sumber daya listrik.
Pemakaian  katalis,  baik  asam  maupun  basa  bisa  mempercepat  reaksi transesterifikasi dan yield produk yang dihasilkan bisa lebih tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
Arita, S dkk. (2013) “Pembuatan Biodiesel dari Minyak Kelapa Sawit dengan Katalis CaO Disinari dengan Gelombang Mikro” Jurnal Teknik Kimia
No. 4, Vol 19.
Azzharuddin dkk (2016) “Analisa Pengaruh Persen Yield Biodiesel Berbahan Baku  Minyak  Jelantah  Ditinjau  Dari  Waktu  Reaksi  dan  Pengaruh Katalis  NaOH  dengan  Pemanfaatan  Gelombang  Mikro  dan  Separasi Tegangan Tinggi” Jurnal Kinetika Politeknik Negeri Sriwijaya. Ji J, Wang J, Li Y, Yu Y, Xu Z. 2006. Preparation of Biodiesel With the Help of Ultrasonic And Hydrodynamic Cavitation. Ultrasonics 44:411–414
Rhesa,  P  dkk  (2012)  “Pembuatan  Biodiesel  Secara  Batch  dengan Memanfaatkan Gelombang Mikro” Jurnal Teknik ITS Vol.1 No. 1 Wu  P,  Yang  Y,  Colucci  JA,  Grulke  EA.  2007.  Effect  of  Ultrasonication  on
Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc. 84:877-884.