## SURFAKTAN UNTUK BAHAN BAKAR SOLAR DAN BIODIESEL

## SURFACTANT FOR THE DIESEL AND BIODIESEL FUELS
Firda Dimawarnita 1)* dan Erliza Hambali 2)
1) Program Studi Pascasarjana Teknik Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Indonesia
2) Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Indonesia Jl. Raya Dramaga, Babakan, Dramaga, Bogor 16680, Indonesia
*) E-mail: dimawarnitafirda@apps.ipb.ac.id
Makalah: Diterima 21 Desember 2020; Diperbaiki 30 Juli 2021; Disetujui 10 Agustus 2021

## ABSTRACT
The government has determined that Indonesia is gradually implementing biodiesel as a substitute for fossil fuels.  In  September 2018  the B20  rule  was  established, then B30,  and  by  the  end  of 2020 it  became  B50.  That means  20%,  30%,  and  50%  of  fuel  is  biodiesel.  Fatty  acid  methyl  ester  (FAME)  known  as  biodiesel  which  is synthesized from palm oil produces a high yield, up to 95%. However, in practice mixing FAME and diesel oil still has obstacles such as FAME will separate from diesel and form a gel, this is  due to the hygroscopic nature of FAME and higher density of FAME compared to diesel oil. The decline in the quality of biodiesel is also caused by  changes  in  some  chemical  and  physical  characteristics  during  storage.  To  overcome  these  problems,  an emulsifier or surfactant solution is needed to homogenize the mixture of diesel fuel and biodiesel. Surfactants in biodiesel not only function as emulsifiers but also provide other added values, such as reducing hydrocarbons, CO, CO 2 , and NO x in exhaust gas emissions when compared to without surfactants. Some literature suggests that 35% reduction in hydrocarbon emissions occurs when Jatropha methyl ester has been mixed with surfactant and nano carbon compared to Jatropha methyl ester alone. The use of nano additives also showed differences in the stability of biodiesel and surfactants, the addition of nano additives in the form of nano carbon and nano cerium increased the stability and homogeneity of biodiesel for longer. Thus, biodiesel can be stable for a certain period of time. This review will show the various types of emulsifiers used in fuel mixing and the time of stability formed.
Keywords: biodiesel, emulsifer, homogenization, palm oil, diesel fuel

## ABSTRAK
Pemerintah telah menetapkan  bahwa  Indonesia  secara  bertahap  menerapkan  biodiesel  sebagai pengganti bahan  bakar  fosil.  Pada  bulan  September  2018  telah  menetapkan  aturan  B20,  kemudian  B30,  dan  akhir  2020 menjadi B50. Hal tersebut berarti 20%, 30%, dan 50% bahan bakar merupakan biodiesel dan sisanya adalah solar. Fatty Acid Methyl Etser (FAME) yang dapat disintesis dari minyak kelapa sawit menghasilkan yield yang cukup tinggi,  mencapai  95%.  Namun,  dalam  prakteknya  pencampuran  FAME  dan  solar  masih  terdapat  kendala diantaranya: FAME akan terpisah dengan solar dan membentuk gel, hal ini disebabkan karena sifat FAME yang higroskopis  dan  massa  jenis  FAME  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  solar.  Penurunan  kualitas  biodiesel  juga disebabkan  oleh  perubahan  beberapa  karakteristik  fisika  kimia  selama  penyimpanan.  Untuk  mengatasi permasalahan tersebut,  diperlukan  solusi  berupa  emulsifier/surfaktan untuk menghomogenkan  campuran  bahan bakar solar dan biodiesel (biosolar). Surfaktan dalam biodiesel tidak hanya berfungsi sebagai emulsifier tapi juga memberikan nilai  tambah lain,  seperti menurunkan hidrokarbon,  CO,  CO 2 ,  dan  NO x pada  emisi  gas  buang  jika dibandingkan  dengan  tidak  menggunakan  surfaktan.  Beberapa  literatur  mengemukakan  bahwa  35%  penurunan emisi hidrokarbon terjadi ketika Jatropha methyl ester telah dicampur surfaktan dan nano karbon dibandingkan dengan Jatropha  methyl  ester saja.  Penggunaan  nano  aditif  juga  menunjukkan  adanya  perbedaan  stabilitas biodiesel dan surfaktan, pemberian nano aditif berupa nano carbon dan nano cerium meningkatkan stabilitas dan homogenitas biodiesel menjadi lebih lama.  Dengan demikian, biosolar dapat stabil dalam jangka waktu tertentu. Review  ini akan  menampilkan  berbagai  jenis  emulsifier  yang  digunakan  dalam  pencampuran  bahan  bakar  dan waktu stabilitas yang terbentuk.
Kata kunci: biodiesel, homogenisasi, surfaktan, sawit, solar

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  energi  sampai  saat  ini  terus mengalami  peningkatan,  sedangkan  ketersediaan energi  berbahan  bakar  fosil  semakin  hari  semakin menurun.  Pemerintah  melalui  Peraturan  Menteri
ESDM  tahun  2018  No.41  telah  menetapkan  bahwa Indonesia akan secara bertahap menerapkan biodiesel sebagai  pengganti  bahan  bakar  fosil.  Pada  bulan September 2018 telah menetapkan aturan B20, awal 2020  beralih  ke  B30,  kemudian  akhir  2020  menjadi B50.  Hal  tersebut  berarti  20%,  30%,  dan  50%  nya
DOI: https://doi.org/10.24961/j.tek.ind.pert.2021.31.2.120 ISSN: 0216-3160    EISSN: 2252-3901
merupakan  biodiesel  dan  sisanya  adalah  solar. Penggunaan  bahan  bakar  berbasis  fosil  tidak  hanya menimbulkan  kelangkaan  yang  semakin  meningkat melainkan  juga  dampak  terhadap  lingkungan  yang buruk,  diantaranya  peningkatan  suhu  permukaan bumi  (global  warming),  perubahan  iklim  dan  cuaca (Reham et  al. ,  2015;  Ramakrishnan et  al. ,  2019; Bhimani et al. , 2013; Elsanusi et al. , 2017) Saat ini, bahan bakar alternatif paling populer di dunia adalah biodiesel (Radhakrishnan et al. , 2018, Melo-Espinosa et al. , 2015), green gasolin (Joensen et  al. ,  2011),  dan biosyngas (Reham et  al. ,  2015). Pengembangan  dan  penelitian  energi  terbarukan tersebut  sekarang  ini  sedang  menjadi  tren  dan  terus dilakukan,  karena  bioenergi  memiliki  kelebihan dibandingkan bahan bakar fosil. Sebagai contoh, hasil emisi  dari  pembakaran  biodiesel  lebih  bersih  jika dibandingkan pembakaran bahan bakar yang berasal dari  fosil.  Pembakaran  biodiesel  dapat  mengurangi emisi dari karbon monoksida (CO), total hidrokarbon (THC), particulate  matter (PM),  dan  poliakromatik hidrokarbon  (PAH),  namun  emisi  dari  gas  nitrogen oksida  (NOx)  masih  tinggi  (Sadhik  Basha,  2018; Sadhik  Basha  dan  Anand,  2014;  Vellaiyan,  2020; Vellaiyan et  al. ,  2018;  Vellaiyan et  al. ,  2019). Sehingga,  penggunaan  biodiesel  merupakan  solusi yang  ramah  lingkungan.  Biodiesel  dapat  disintesis dari  berbagai  macam tumbuhan  seperti kelapa  sawit (Hambali dan Nuryanti, 2016), nyamplung (Trisunaryanti et  al. ,  2019),  jarak  pagar  (Sadhik Basha dan Anand, 2014), minyak kelapa (Qiu et al. , 2016), minyak kedelai (Xie dan Wang, 2014), minyak biji bunga matahari (Mahmudul et al. , 2017).  Namun, biodiesel di Indonesia kelapa sawit untuk menghasilkan fatty acid methyl ester (FAME). Sejauh ini  FAME  dari  minyak  kelapa  sawit  merupakan sumber  biomassa  yang  melimpah  dan  produktivitas cukup  tinggi,  sehingga  paling feasible untuk diproduksi menjadi biodiesel di Indonesia.
FAME  yang  dapat  disintesis  dari  minyak kelapa  sawit menghasilkan yield yang  cukup tinggi, mencapai  95%  (El-Araby et  al. ,  2018;  Wang et  al. , 2017).  Namun,  dalam  prakteknya  pencampuran FAME dan solar tidaklah mudah, pada kenyataannya masih  banyak  kendala  diantaranya:  FAME  akan terpisah dengan solar dan membentuk gel pada saat di suhu  rendah  hal  ini  disebabkan  karena  sifat  FAME yang higroskopis (Melo-Espinosa et al. , 2015); massa jenis  FAME  lebih  tinggi  dibandingkan  solar (Bezergianni  dan  Dimitriadis,  2013),  serta  proses pembakaran kurang sempurna karena keberadaan air menyebabkan  ampas  atau  kerak  pada  pipa  mesin kendaraan bermotor (Sheriff et al. , 2020). Penurunan kualitas  biodiesel  juga  dapat  disebabkan  oleh perubahan beberapa karakteristik fisika kimia selama penyimpanan.  Penyebab  utamanya  adalah  adanya oksigen terlarut yang menyebabkan terjadinya reaksi antara  metil  ester  dengan  sisa  gliserol,  baik  mono maupun  di-gliserida  yang  tersisa  dalam  FAME
membentuk alkohol, aldehid, keton, asam karboksilat serta endapan. Hal tersebut juga dapat terjadi karena bereaksinya  hidrolisa  metil  ester  dengan  air  terlarut yang menyebabkan meningkatnya bilangan asam. Hal tersebut membuat potensi filter mesin cepat tersumbat dan  pembakaran  pada  mesin  kendaraan  bermotor tidak  sempurna;  akibatnya  kendaraan  bermotor memerlukan perawatan yang ekstra. Untuk mengatasi permasalahan  tersebut,  diperlukan  solusi  berupa emulsifier/surfaktan untuk menghomogenkan campuran bahan bakar solar dan biodiesel (biosolar). Sehingga,  biosolar  dapat  stabil  dalam  jangka  waktu tertentu  sehingga  biodiesel  tidak  terpisah  dengan solar.
Penambahan  surfaktan  dalam  bahan  bakar biodiesel  memiliki  fungsi  sebagai  emulsifier, menurunkan  emisi  gas  hidrokarbon,  CO,  CO 2 ,  dan NOx  (Sadhik  Basha,  2018;  Sadhik  Basha  &  Anand, 2014).  Berdasarkan  penelitian  Basha  dan  Anand (2014)  penurunan  emisi  hidrokarbon  sebanyak  35% dapat  dicapai  ketika Jatropha  methyl  ester telah dicampur  surfaktan  dan  nano  karbon.  Begitu  juga dengan penelitian yang telah dilakukan Raheman dan Sweetie (2014) yang juga menunjukkan penambahan surfaktan pada biodiesel minyak jarak menghasilkan gas  emisi  yang  lebih  bersih  dibandingkan  dengan biodiesel  tanpa  penambahan  surfaktan.  Selain  itu, penambahan nano aditif seperti nano karbon dan nano cerium (Sadhik Basha, 2018; Annamalai et al. , 2016; Khalife et al. , 2017) menunjukkan adanya perbedaan stabilitas  biodiesel.    Pemberian  nano  aditif  dapat meningkatkan  stabilitas  dan  homogenitas  biodiesel menjadi  lebih  lama  dan  stabil.  Review  ini  akan membahas  berbagai  jenis  surfaktan/emulsifier  yang digunakan  dalam  pencampuran  bahan  bakar  dan waktu stabilitas yang terbentuk.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  review  ini adalah  mencari  literatur  terkait  yang  berhubungan dengan  stabilitas  biodiesel  dan  emulsifier/surfaktan yang  digunakan  dalam  bahan  bakar  biodesel.  Hasil literatur yang didapat direview dan ditelaah sehingga dapat disimpulkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Biofuel Teremulsi
Biofuel  teremulsi  adalah  penambahan emulsifier atau surfaktan dengan tujuan menghomogenkan larutan (biofuel) sehingga larutan stabil. Selama ini biofuel, khususnya biodiesel masih sensitif  terhadap  suhu rendah  (Kegl,  2008).  Adanya FAME  dalam  biodiesel  menyebabkan  biodiesel bersifat  higroskopis  sehingga  dalam  waktu  tertentu terdapat  air  dalam  tangki  penyimpanan  biodiesel. Bahkan  pada  suhu  tertentu  akan  membentuk  gel. Surfaktan  merupakan  zat  perantara  antara  larutan
heterogen  makroskopik  dan  larutan  molekuler  yang merupakan  sistem  homogen.  Surfaktan  dapat digunakan sebagai agen emulsifier untuk melakukan homogenisasi biofuel dan air  melalui dua cara, yaitu: dispersi makroskopis dan kondensasi larutan  (Melo- Espinosa et al. , 2015).
Biodiesel teremulsi merupakan sistem yang terdispersi dan dapat didefinisikan sebagai campuran dua larutan atau lebih, yang setidaknya memiliki satu fase  yang  tidak  larut  (seperti  air  dan  minyak)  dan dapat  terdispersi  menjadi  yang  lain.  Biodiesel teremulsi  banyak  digunakan  sebagai  bahan  bakar mesin dengan sistem terdispersi dari jenis water in oil (W/O).  Air  berperan  sebagai  fase  terdispersi  yang tersebar  dalam  minyak  atau  lemak  (fase  kontinu). Dalam  pembahasan  biodiesel  teremulsi,  perlu dibedakan  istilah  emulsi dan mikroemulsi.  Terdapat perbedaan yang signifikan antara keduanya meskipun sama-sama  sistem  yang  terdispersi.  Emulsi  dan mikroemulsi berbeda tidak hanya dalam ukuran dari fase  terdispersi,  tetapi  juga  dalam  hal  stabilitas termodinamikanya (Ochoterena et al. , 2010). Sebagian besar karakteristik emulsi (stabilitas,  viskositas,  dll.)  tergantung  pada  ukuran fase  terdispersi  dan  distribusi  ukuran.  Emulsi memiliki  stabilitas  tertentu  yang  meningkat  seiring penggunaan  agen  pengemulsi;  emulsi  secara termodinamik tidak stabil dan membutuhkan energi. Ketidakstabilan  tersebut  dikarenakan  adanya  energi bebas  Gibbs  (ΔGf)  yang  positif  (ΔGf  >  0). Keberadaan energi bebas Gibbs akan mempengaruhi tegangan  permukaan  suatu  larutan.  Pengurangan energi bebas Gibbs dapat menghasilkan emulsi yang lebih  stabil  karena  tegangan  permukaan  akan berkurang dan berukuran lebih kecil yang dikelilingi lapisan  tunggal,  sehingga  mencegah  terjadinya flokulasi.  Oleh  karena  itu,  emulsi  memiliki kecenderungan  spontan  untuk  pemisahan  fase. Ukuran fase terdispersi biasanya antara 1–10 mm dan sebagian  besar  emulsi  memiliki  visualisasi  warna buram dan warna putih susu (Yang et al. , 2013).
Emulsi adalah sistem yang secara termodinamik  tidak  stabil  dan  diharapkan  terjadi proses  pemecahan  molekul  sehingga  emulsi  dapat berikatan dengan fase minyak dan fase air dari larutan yang  diberikan  emulsifier.  Secara  konsep  proses pemecahan  emulsi  adalah  proses  bertingkat,  yang melibatkan  fenomena  fisik  seperti  pengendapan secara  gravitasi,  penurunan  area  antarmuka  dan energi  bebas  dari  sistem.  Perbedaan  proses pemecahan pada sistem terdispersi ditunjukkan pada Gambar 1.
Fenomena  fisik  yang  terlibat  dalam  setiap proses  penggabungan  molekul  tidak  sederhana  dan memerlukan  analisis  berbagai  energi  yang  terlibat dalam  proses  tersebut  (Tadros,  2013).  Fenomena yang terjadi pada emulsi, berbeda dengan mikroemulsi.  Mikroemulsi  adalah  sistem  yang terbentuk  secara  spontan  yang  kemudian  memiliki struktur terdispersi dalam bentuk mikro. Mikroemulsi spontan terbentuk ketika rasio surfaktan, kosurfaktan, dan  minyak  lebih  dari  1  (Yang et  al. ,  2013). Mikroemulsi  memiliki  karakteristik  khusus,  seperti: stabil  secara  termodinamik,  memiliki  energi  bebas yang  rendah  (negatif  atau  nol),  tegangan  antarmuka rendah (10 -3 -10 -4 mN/m) dan secara visual memiliki warna  yang  transparan  (Neto et  al. ,  2011).  Energi bebas Gibbs dari mikroemulsi negatif atau nol (ΔGf ≤ 0). Hal tersebut menunjukkan mikroemulsi memiliki ukuran  tetes  yang  jauh  lebih  kecil  daripada  emulsi. Umumnya  ukuran  mikroemulsi  berada  di  kisaran 0,001-0,15 mm. Ini sesuai dengan (!!! Invalid Citation !!!  )  yang  melaporkan  ukuran  kisaran  tetes  dalam mikroemulsi berada di ukuran 0,005-0,02 mm.

## Efek Air Pada Biofuel Teremulsi
Salah satu komponen penting yang digunakan untuk  menghomogenkan  bahan  bakar  teremulsi adalah air. Efek negatif keberadaan air dalam bahan bakar dapat merusak kendaraan karena menyebabkan oksidasi  dan  terbentuknya  karat  pada  mesin kendaraan.
Mesin  kendaraan  memerlukan  perhatian khusus berkaitan dengan stabilitas bahan bakar yang diemulsi.  Kehadiran  air  dalam  bahan  bakar  dapat menyebabkan  pembentukan  karat,  menyebabkan kondisi  asam,  dan  hidroperoksida  yang  terbentuk karena  oksidasi  bahan  bakar,  sehingga  dapat menyebabkan korosi (Vellaiyan et al. , 2018).
Garam    (NaCl)  yang  secara alami ada  dalam air dapat mempengaruhi fungsi agen pengemulsi dan sifat  bahan  bakar  yang  diemulsi  (stabilitas).  Efek senyawa anorganik pada sistem terdispersi distabilkan oleh berbagai jenis surfaktan  (!!! Invalid Citation  !!!  ).  Hasil  yang  dicapai  oleh  Balcan et  al ., 2014  menunjukkan  bahwa  elektrolit  (5  ppm  berat NaCl  dalam  air)  kurang  efektif  dalam  sistem  yang mengandung  surfaktan  teretoksilasi.  Ketika  jumlah NaCl  meningkat,  ion  garam  bersaing  dengan surfaktan  untuk  berikatan  dengan  air  dan  interaksi antara  surfaktan  dan  air  menurun.  Namun,  ketika interaksi  hidrofilik  dan  hidrofobik  pada  antarmuka minyak/air  seimbang,  surfaktan  mempu  melarutkan minyak dan air dalam jumlah besar dan kontinu. Oleh sebab itu, pemilihan surfaktan dan kosurfaktan harus tepat karena adanya kandungan garam dalam air pada beberapa  kasus  yang  menyebabkan  surfaktan  tidak bekerja dengan baik. Pemilihan surfaktan yang tepat sangat diperlukan untuk meningkatkan sistem emulsi yang terdispersi.
Penelitian (Fayyad et al. , 2010) merekomendasikan  penggunaan  air  demineralisasi karena air demineralisasi memberikan stabilitas yang lebih baik untuk emulsi water in oil (W/O) daripada air  kran/air  biasa.  Air  dalam  biodiesel  teremulsi sebaiknya  tidak  digunakan  mengganti  jumlah  bahan bakar tertentu untuk menghemat bahan bakar. Tujuan dari  air  adalah  untuk  mengoptimalkan  massa pembakaran  bahan  bakar  dengan  lebih  baik, meningkatkan  proses  atomisasi  di  dalam  silinder mesin sebelum proses pembakaran terjadi. Keberadaan air pada biodiesel teremulsi mengurangi nilai  pemanasan  bahan  bakar  dan  menurunkan  total energi per unit massa bahan bakar.

## Formulasi Emulsifier untuk Biodiesel
Metodologi  yang  akurat  untuk  formulasi emulsifier untuk biofuel tergantung pada jenis bahan baku yang digunakan (minyak nabati/lemak hewani/zat  pengemulsi)  dan  metode  tersebut preparasi  yang  berbeda  (metode  mekanis  dan  fisik- kimia)  seperti  pengaduk  mekanis  yang  digunakan (Reyes  dan  Charcosset,  2010).  Diantara  berbagai metode  terebut,  metode  dispersi  paling  banyak diterapkan. Hal ini karena metode dispersi memiliki kelebihan  diantaranya  dapat  menghasilkan  ukuran tetesan  yang  kecil,  sehingga  mencegah  terjadinya flokulasi  dan  memungkinkan  sistem  untuk  tersebar tanpa  adanya  pemisahan.  Teknik  getaran  ultrasonik diklaim sebagai pilihan yang sangat baik yang secara efektif mampu membuat partikel kecil dalam larutan
di  kecepatan  tinggi  (Kannan  dan  Anand,  2011). Semakin  tinggi  kecepatan  rotasi  akan  mampu memecah  zat  yang  diemulsi  menjadi  molekul  yang lebih  kecil.  Namun,  kecepatan  rotasi  sebaiknya dilakukan diatas 1500 rpm, karena pemecahan ukuran dalam  larutan  teremulsi  tidak  terjadi  jika  kecepatan rotasi  pengaduk  dalam  rentang  500-1500  rpm (Kerihue et al. , 2006).
Sebagian  besar  karakteristik  biodiesel  yang diemulsi  dapat  diperbaiki  dengan  memperhitungkan berbagai  faktor  selama  proses  persiapan,  seperti: karakteristik  surfaktan  dan  co-surfaktan  (Balcan et al. ,  2014),  intensitas  dan  durasi  metode  yang digunakan (Elsanusi et al. , 2017), rasio volume(Fresneda et  al. ,  2020)  dan  sifat  fisik (viskositas  dan  tegangan  permukaan)  dari  masing- masing  fase  (Kumar et  al. ,  2020),  dan  pemanasan minyak nabati  (Melo-Espinosa et al. ,  2015).  Balcan et al . 2014 menunjukkan bahwa pada suhu ruang, air adalah pelarut yang lebih baik daripada minyak untuk surfaktan  nonionik,  tetapi  pada  suhu  tinggi merupakan pelarut yang buruk. Namun, hal tersebut berlaku sebaliknya untuk surfaktan ionik.
Tujuan  penambahan  surfaktan  adalah  untuk mengurangi  tegangan  permukaan  minyak  dan  air, mengaktifkan  permukaannya  dan  memaksimalkan kontak  area  permukaan  untuk  mendapatkan  emulsi atau  mikroemulsi  yang  membentuk  fase  tetesan kontinu  tersebar  halus  (Kerihue et  al. ,  2006).  Hal tersebut  merupakan  kemampuan  surfaktan  untuk menstabilkan  sistem  terdispersi  (mikroemulsi  atau emulsi)  yang  ditentukan  oleh  struktur  molekul surfaktan  dan  energi  interaksinya  dengan  sistem (polar  dan  nonpolar).  Surfaktan  berorientasi  dengan cara gugus hidrofilik berikatan dengan air dan gugus hidrofobik berikatan dengan minyak (Fresneda et al. , 2020;  Ramakrishnan et  al. ,  2019;  Melo-Espinosa et al. ,  2015).  Surfaktan  yang  digunakan  oleh  peneliti pada biofuel dapat dilihat dalam Tabel 1.
Kerihue et  al .  2006  menunjukkan  bahwa surfaktan  yang  dipilih  untuk  memformulasikan biofuel  emulsi harus  lebih  larut  dalam minyak  (fase berkelanjutan)  untuk  mendapatkan  biofuel  yang memiliki  emulsi  stabil.  Pemilihan  surfaktan  dapat dilihat  dari  jumlah  HLB  yang  sesuai  dengan keseimbangan hidrofilik-lipofilik. Menurut (Debnath et  al. ,  2013)  HLB  adalah  nilai  non-dimensi,  mulai dari 0 hingga 20. Molekul hidrofilik adalah molekul yang berinteraksi dengan air atau larut dalam air dan zat  polar  lainnya;  sedangkan  molekul  lipofilik  larut dalam  lemak,  minyak,  lipid,  dan  pelarut  non-polar. Surfaktan  yang  digunakan  untuk  formulasi  sistem terdispersi harus  dipilih  sesuai  HLB  nya,  dan  untuk sistem W/O penggunaan surfaktan sebaiknya dipilih yang lebih lipofilik daripada hidrofilik. Berdasarkan Tebal 1, pemilihan surfaktan berdasarkan jenis HLB bertujuan  untuk  melihat  stabilitas  biodiesel  pada berbagai  jenis  surfaktan  (surfaktan  larut  dalam  air maupun minyak).

## Tabel 1. Surfactans used for emulsifier formulations of biofuel
Jenis surfaktan Struktur kimia HLB Referensi Sorbitan monopalmitat (Span 40) C 22 H 42 O 6 6,7 (Satapathy et al. , 2013) Sorbitan monostearat (Span 60) C 22 H 46 O 6 4,7 (Melo-Espinosa et al. , 2015) Sorbitan monooleat (Span 80) C 24 H 44 O 6 4,3 (Sadhik Basha, 2018) Sorbitan sesquiolat (Span 83) C 66 H 130 O 18 3,7 (Mura et al. , 2012) Sorbiton trioleat (Span 85) C 60 H 108 O 8 1,8 (Vivek et al. , 2014) Polioksietilen sorbitan monooleat (Tween 80) C 64 H 124 O 26 15,0 (Phasukarratchai, 2019, Sadhik Basha & Anand, 2011) Polisorbat (Tween 20) C 58 H 114 O 26 16,7 (Phasukarratchai, 2019) Tetraetilen glikol dodesil eter (Brij 30) C 20 H 42 O 5 9,7 (!!! INVALID CITATION !!! ) Sodium bis-(2-etileksil) sulfosusunat (AOT) C 20 H 37 O 7 SNa 10,2 (Balcan et al. , 2014) Asam oleat C 18 H 34 O 2 1,0 (Qi et al. , 2013)
Debnath et al . 2013 merekomendasikan bahwa angka  HLB  harus  berada  diantara  4  dan  6  untuk sistem  air-dalam-minyak.  Bhimani et  al .,  2013 mengindikasikan adanya campuran surfaktan hidrofilik  dan  hidrofobik  menghasilkan  larutan emulsi yang lebih stabil dengan nilai HLB 4,6. Oleh sebab  itu,  untuk  memperoleh  campuran  surfaktan dengan  nilai  HLB  yang  sesuai  dapat  digunakan persamaan matematika untuk menghitungnya (Bhimani et  al. ,  2013).  Melalui  persamaan  ini persentase  massa  dari  surfaktan  yang  terlibat  dalam campuran dapat diperoleh.
%𝐴 = [100𝑥(𝑋 − 𝐻𝐿𝐵 𝐵 )] (𝐻𝐿𝐵 𝐴 −   𝐻𝐿𝐵 𝐵 )

## Aplikasi Emulsifier untuk Biodiesel
Pembuatan  formulasi  surfaktan  untuk biodiesel  telah  dilakukan  oleh  beberapa  peneliti, diantaranya menggunakan bahan baku berupa minyak jarak,  minyak  kedelai,  minyak  biji  bunga  matahari, minyak  jelantah,  minyak  sawit,  dan  minyak  canola (Tabel 2). Penambahan surfaktan dapat meningkatkan stabilitas  biodiesel  yang  dihasilkan.  Stabilitas biodiesel bertambah dari 20 menit menjadi 4 minggu. Hal ini akan berpengaruh pada performa bahan bakar yang  dihasilkan.  Berdasarkan  penelitian  Sadhik Basha, 2018 penambahan surfaktan pada bahan bakar dapat  mengurangi  emisi  gas  buang  pada  mesin kendaraan.  Performa  pembakaranpun  juga  akan semakin  meningkat  dengan  penambahan  surfaktan yang sesuai. Pemilihan jenis aditif yang ditambahkan juga akan mempengaruhi stabilitas bahan bakar yang terbentuk.  Aditif  berupa  surfaktan  seperti  span80, etanol,  dietil  eter  (DEE)  membuat  stabilitas  bahan bakar bertahan lebih lama sampai 4 minggu. Hal ini karena  surfaktan  tersebut  memiliki  nilai  HLB  4-6 yang memiliki kecenderungan larut dalam minyak.
Selain  surfaktan,  nano  aditif  juga  dapat digunakan  sebagai  aditif  bahan  bakar.  Penambahan nano  aditif  sebanyak  50  ppm  berupa  nano  karbon maupun nano cerium pada surfaktan akan menambah stabilitas  biodiesel.  Penggunaan  nano  aditif  seperti carbon nano tube (CNT) (Sadhik Basha, 2018), nano
cerium oksida (Annamalai et al. , 2016; Sheriff et al. , 2020;  Khalife et  al. ,  2017)  menunjukkan  adanya peningkatan  stabilitas  biodiesel  diatas  8 hari.  Selain itu, gas emisi yang dihasilkan seperti gas CO, NOx, dan  hidrokarbon  juga  berkurang  sebesar  10-35% dibandingkan  tanpa  penambahan  nano  aditif. Performa mesin lebih baik dibandingkan tanpa nano aditif. Pada penambahan 90 ppm nano cerium oksida pada  biodiesel  menurunkan  konsumsi  bahan  bakar sebesar  5%  dan  meningkatkan brake  thermal efficiency sebesar  11%  (Khalife et  al. ,  2017). Penambahan diethyl eter (DEE) ataupun gliserol ester (Sri  Wahyuni,  2016)  meningkatkan  efisiensi pembakaran  biodiesel.  Penambahan  DEE  sebanyak 2%  meningkatkan brake  thermal  efficiency sebesar 10%, dan emisi gas NOx, CO, hidrokarbon, dan asap berkurang sebesar 30% (Dinesha et al. , 2019).
Penambahan  surfaktan  sebagai aditif  bahan bakar  merupakan  salah  satu  alternatif  untuk meningkatkan  performa  bahan  bakar,  khususnya dalam  hal  stabilitas  bahan  bakar.  Surfaktan  dengan nilai  HLB  rendah  memiliki  kemampuan  yang  baik untuk  stabilitas  bahan  bakar  dan  pembakaran  pada mesin.  Selain  itu,  penambahan  nano  aditif  juga memiliki peran penting untuk mengurangi emisi gas yang  dihasilkan  biodiesel.  Studi  literatur  dan penelitian mengenai emulsifier untuk biodiesel harus diperbanyak dan mulai dilakukan oleh negara-negara seperti  Indonesia  yang  memiliki  biomassa  yang cukup  banyak  untuk  dikembangkan  menjadi biodiesel.  Seperti  kelapa  sawit,  yang  merupakan bahan baku biodiesel di Indonesia. Pelitian mengenai emulsifier sebagai aditif biodiesel untuk menghomogenkan  bahan  bakar  solar  dan  diesel dari minyak  kelapa  sawit  perlu  diperkuat  karena  secara aplikasi  Indonesia  telah  menerapkan  B30  dan  akan terus  meningkat.  Permasalahan-permasalahan  yang muncul pada biodiesel berbasis minyak sawit saat ini harus segera teratasi sehingga dapat turut mensukseskan program pemerintah.

## Tabel 2. Penelitian aplikasi surfaktan pada biodiesel
Penulis Biodiesel Tipe Emulsi Jenis Surfaktan Metode Hasil Nilai HLB Stabilitas (Lin & Lin, 2007) Kedelai Oil/water/oil Tween 80+Span 80 Mixing 6 20 menit 10 20 menit 13 3 jam (Awang & May, 2008) Minyak kelapa sawit W/O Polimerik  hidorksistearic  acid (DHSA)/ DHSA-estolide dengan polihidrat alkohol Mixing 1 minggu (Debnath et al. , 2013) Minyak kelapa sawit W/O Span 80 Tween 80+Span 80 Tween 80+Span 80 Ultrasonic  bath sonication 4,3 5 6 3 jam Minyak kelapa sawit W/O Span 80 Tween 80+Span 80 Tween 80+Span 80 4,3 5 6 3 jam (Kumar & jaikumar, 2014) Minyak jelantah W/O Span 80+Ethanol Mixing 4,3 2 minggu (Kannan & Anand, 2011) Minyak jelantah Mikroemulsi Span 80+ethanol Mikroemulsi 4,3 4 minggu (Qi et al. , 2010) Minyak kedelai Mikroemulsi Span 80+ethanol Mikroemulsi 4,3 stabil (Bhimani et al. , 2013) Minyak canola W/O Span 80+ethanol Mixing 7 7 jam Minyak canola W/O (metanol in oil) Span 80+ethanol 7 4 jam (Sadhik  Basha  &  Anand, 2014) Minyak jarak W/O Span 80+Tween 80+DEE+CNT Mixing 10 8 hari Minyak jarak W/O Span 80+Tween 80+DEE+CNT 10 8 hari (Dinesha et al. , 2019) Minyak jelantah W/O Span 80 Mixing 7 2 hari (Vellaiyan, 2020) Minyak kedelai W/O Span 80+CNT Mixing 7 4 hari

## KESIMPULAN DAN SARAN
Penambahan  surfaktan  sebagai aditif  bahan bakar  merupakan  salah  satu  alternatif  untuk meningkatkan  performa  bahan  bakar,  khususnya dalam  hal  stabilitas  bahan  bakar.  Surfaktan  dengan nilai  HLB  rendah  memiliki  kemampuan  yang  baik untuk  stabilitas  bahan  bakar  dan  pembakaran  pada mesin.  Selain  itu,  penambahan  nano  aditif  juga memiliki peran penting untuk mengurangi emisi gas yang  dihasilkan  biodiesel.  Studi  literatur  dan penelitian mengenai emulsifier untuk biodiesel harus diperbanyak dan mulai dilakukan oleh negara-negara seperti  Indonesia  yang  memiliki  biomassa  yang cukup  banyak  untuk  dikembangkan  menjadi biodiesel.  Seperti  kelapa  sawit,  yang  merupakan bahan baku biodiesel di Indonesia. Pelitian mengenai emulsifier sebagai aditif biodiesel untuk menghomogenkan  bahan  bakar  solar  dan  diesel dari minyak  kelapa  sawit  perlu  diperkuat  karena  secara aplikasi  Indonesia  telah  menerapkan  B30  dan  akan terus  meningkat.  Permasalahan-permasalahan  yang muncul pada biodiesel berbasis minyak sawit saat ini harus segera teratasi sehingga dapat turut mensukseskan program pemerintah.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  diucapkan  kepada  Dosen Teknik Mesin UI, Prof. Bambang Sugiarto dan Dosen Teknik  Mesin  ITB,  Dr.  Tri  Yuswidjajanto  Zaenal yang  telah  berpartisipasi  dalam  proses  diskusi mengenai  emulsifier  untuk  solar  dan  biodiesel  ini. Sehingga artikel ini dapat selesai ditulis.

## DAFTAR PUSTAKA
Annamalai  M,  Dhinesh  B,  Nanthagopal  K, SivaramaKrishnan P, J Isaac JoshuaRamesh Lalvani,  Parthasarathy  M,    Annamalai  K. 2016.  An  assessment  on  performance, combustion  and  emission  behavior  of  a diesel engine powered by ceria nanoparticle blended emulsified biofuel. Energy Conversion and Management. 123: 372-380.
Awang R dan May CY. 2008. Water in oil emulsion of  palm  biodiesel. Journal  Oil  Palm Research. 20: 571-576.
Balcan M, F-CM ˘ilescu, D-F Anghel, I-CtlVcr teanu, L  Aricov  &  E-L  Vasilescu.  2014.
Microemulsion  systems  containing  diesel and  colza  oil  as  alternative  fuels:  Phase studies, interfacial tension and solubilization. Fuel. 117: 251-258.
Bezergianni S dan Dimitriadis A. 2013. Comparison between different types of renewable diesel.
Renewable and Sustainable Energy
Reviews. 21: 110-116.
Bhimani  S,  Alvarado  JL,  Annamalai  K    Marsh  C.
2013. Emission characteristics of methanol-
in-canola  oil  emulsions  in  a  combustion chamber. Fuel. 113: 97-106.
Debnath  BK,  Sahoo  N,  dan    Saha  UK.  2013.
Adjusting  the  operating  characteristics  to improve  the  performance  of  an  emulsified palm  oil  methyl  ester  run  diesel  engine. Energy  Conversion  and  Management. 69: 191-198.
Dinesha  P,  Kumar  S,  dan  Rosen  MA.  2019. Combined  effects  of  water  emulsion  and diethyl  ether  additive  on  combustion performance and emissions of a compression ignition engine using biodiesel blends. Energy. 179: 928-937.
El-Araby R, Amin A, El Morsi AK, El-Ibiari NN, GI El-Diwani. 2018. Study on the characteristics  of  palm  oil–biodiesel–diesel fuel  blend. Egyptian  Journal  of  Petroleum. 27(2) : 187-194.
Elsanusi  OA,  Roy  MM  dan  Sidhu  MS.  2017. Experimental  Investigation  on  a  Diesel Engine  Fueled  by  Diesel-Biodiesel  Blends and  their  Emulsions  at  Various  Engine Operating Conditions. Applied Energy. 203:
582-593.
Fayyad  SM,  Abu-Ein  S,  Al-Marahleh  G,  WaA-M omani,  Al-Momani  M,  Abulghanam  Z,
Badran O, Abu-Rahmah T. 2010. Experimental Emulsified Diesel and Benzen Investigation. Research  Journal  of  Applied Science, Engineering and Technology. 2 (3):
268-273.
Fresneda  M,  Trujillo-Cayado  LA,  García  MC,
Alfaro-Rodriguez  MC,  Muñoz  J.  2020. Production  of  more  sustainable  emulsions formulated  with  eco-friendly  materials. Journal Cleaner Production. 243: 118-126. Hambali dan Nuryanti. 2016. Potential of Biomass as Bioenergy  Feedstock  in  Indonesia. Journal of the japan institute of energy. 95: 629-638. Joensen  F,  Nielsen  PEH,  dan  Palis  Sørensen  MD. 2011. Biomass to green gasoline and power.
Biomass  Conversion  and  Biorefinery. 1(2) : 85-90.
Kannan  GR  dan  Anand  R.  2011.  Experimental investigation on diesel engine with diestrolewater micro emulsions. Energy. 36:
1680-1687.
Kegl  B.  2008.  Biodiesel  usage  at  low  temperature. Fuel. 87(7) : 1306-1317.
Kerihue A, Kumar MS, Bellettre J, Tazerout M. 2006.
Ethanol  animal  fat  emulsions  as  a  diesel engine  fuel  –  Part  1:  Formulations  and influential parameters. Fuel. 85: 2640-2645. Khalife  E,  Tabatabaei  M,  Najafi  B,  Mirsalim  SM,
Gharehghani A, Mohammadi P, Aghbashlo M,  Ghaffari  A,  Khounani  Z,  Roodbar Shojaei T, Mohd Salleh MA. 2017. A novel emulsion  fuel  containing  aqueous  nano cerium  oxide  additive  in  diesel–biodiesel
blends to improve diesel engines performance and reduce exhaust emissions:
Part  I  –  Experimental  analysis. Fuel. 207: 741-750.
Kumar  ARM,  Kannan  M,  dan  Nataraj  G.  2020.  A study  on  performance,  emission  and combustion  characteristics  of  diesel  engine powered by nano-emulsion of waste orange peel  oil  biodiesel. Renewable  Energy. 146: 1781-1795.
Kumar MS dan jaikumar M. 2014. A comprehensive study  on  performance,  emission  and combustion  behavior  of  a  compression ignition  engine  fuelled  with  WCO  (waste cooking  oil)  emulsion  as  fuel. Journal  the Energy Institute. 23(2): 1-9.
Lin C-Y dan Lin S-A. 2007. Effects of emulsification variables  on  fuel  properties  of  two-  and three-phase  biodiesel  emulsions. Fuel. 86: 2010-2017.
Mahmudul  HM,  FY  Hagos,  R  Mamat,  AA  Adam, WFW Ishak & R Alenezi. 2017. Production, characterization and performance of biodiesel  as  an  alternative  fuel  in  diesel engines  –  A  review. Renewable  and Sustainable Energy Reviews. 72: 497-509. Melo-Espinosa  EA,  Piloto-Rodríguez  R,  Goyos- Pérez  L,  Sierens  R,  Verhelst  S.  2015. Emulsification of animal fats and vegetable oils for their use as a diesel engine fuel: An overview. Renewable  and  Sustainable Energy Reviews. 47: 623-633.
Mura E, C Josset, K Loubar, J Bellettre & P Massoli. 2012. Experimental study of the water in oil emulsions  features  by  differential  scanning calorimetry  analysis. Applied  Energy. 97: 834-840.
Neto AAD, Fernandes MR, Neto ELB, Dantas TNC MCPA  Moura.  2011.  Alternativ  fuel composed  by  blends  of  nonionic  surfactant with  diesel  and  water:  engine  performance and  emissions. Brazilian Journal  Chemical Engineering. 28: 521-531.
Ochoterena R, Li A, Nydén M, Andersson S, Denbratt
I. 2010. Optical studies of spray development  and  combustion  of  water-in- diesel  emulsion  and  microemulsion  fuels. Fuel. 89: 122-132.
Phasukarratchai N. 2019. Phase behavior and biofuel properties  of  waste  cooking  oil-alcohol- diesel  blending  in  microemulsion  form. Fuel. 243: 125-132.
Qi DH, C Bae, YM Feng, Jia CC, & YZ Bian. 2013. Preparation, characterization, engine combustion  and  emission  characteristics  of rapeseed  oil  based hybrid  fuels. Renewable Energy. 60: 98-106.
Qi  DH,  Chen  H,  Matthews  RD,  Bia  YZ.  2010. Combustion and emission characteristics of
ethanol–biodiesel–water micro-emulsions used  in  a  direct  injection  compression ignition engine. Fuel. 89: 958-964.
Qiu T, X Guo, J Yang, L Zhou, L Li, H Wang & Y Niu.  2016. The  synthesis  of  biodiesel  from coconut  oil  using  novel  Brønsted  acidic ionic  liquid  as  green  catalyst. Chemical Engineering Journal. 296: 71-78.
Radhakrishnan  S,  Munuswamy  DB,  Devarajan  Y,
Mahalingam A. 2018. Performance, emission  and  combustion  study  on  neat biodiesel  and  water  blends  fuelled research diesel  engine. Heat  and  Mass  Transfer. 55(4) : 1229-1237.
Ramakrishnan G, P Krishnan, S Rathinam, Devarajan TRY.  2019.  Role  of  nano-additive  blended biodiesel  on  emission  characteristics  of  the research diesel engine. International Journal of Green Energy. 16(6) : 435-441. Reham SS, HH Masjuki, MA Kalam, I Shancita, IM Rizwanul Fattah & AM Ruhul. 2015. Study on stability, fuel properties, engine combustion,  performance  and  emission characteristics of biofuel emulsion.
Renewable and Sustainable Energy
Reviews. 52: 1566-1579.
Reyes  JSdl  &  C  Charcosset.  2010.  Preparation  of water-in-oil and ethanol-in-oil emulsions by membrane  emulsification. Fuel. 89:  3482- 3488.
Sadhik  Basha  J.  2018.  Impact  of  Carbon  Nanotubes and  Di-Ethyl  Ether  as  additives  with biodiesel emulsion fuels in a diesel engine – An  experimental  investigation. Journal  of the Energy Institute. 91(2) : 289-303.
Sadhik  Basha  J  dan  Anand  RB.  2011.  Role  of nanoadditive  blended  biodiesel  emulsion fuel  on  the  working  characteristics  of  a diesel  engine. Journal  of  Renewable  and Sustainable Energy. 3(2) : 93-106.
Sadhik  Basha  J  dan  RB  Anand.  2014.  Performance, emission and combustion characteristics of a diesel  engine  using  Carbon  Nanotubes blended  Jatropha  Methyl  Ester  Emulsions. Alexandria  Engineering  Journal. 53(2) : 259-273.
Satapathy  D,  Sagiri  SS,  Pal  K,  Pramanik  K.  2013. Development of mustard oil- and groundnut oil-based span 40 organogels as matrices for controlled drug delivery. Designed Monomers and Polymers. 17(6) : 545-556.
Sheriff  SA,  Kumar  IK,  Mandhatha  PS,  Jambal  SS, Sellappan  R,  Ashok  B,  Nanthagopal  K. 2020. Emission reduction in CI engine using biofuel  reformulation  strategies  through nano  additives  for  atmospheric  air  quality improvement. Renewable  Energy. 147:
2295-2308.
Wahyuni  S,  Hambali  E,  dan  Marbun  BTH.  2016.
Esterifikasi  gliserol  dan  asam  lemak  jenuh sawit  dengan  katalis  MESA. Jurnal Teknologi  Industri  Pertanian. 26(3):  333- 342.
Tadros  Tf.  2013. Emulsion  formation,  stability,  and rheology. Wiley-VCH  Verlag  GmbH  &  Co. KGaA. First edition: 1-73.
Trisunaryanti  W,  Kartika  IA,  Mukti  RR,  Hartati  H,
Triyono  T,  Widyawati  R,  Suarsih  E.  2019.
Preparation  of  Ni-  and  Mo-based  catalysts supported on γ-Al2O3 for hydrocracking of Calophyllum  inophyllum  oil. Biofuels. 43: 1-6.
Vellaiyan  S.  2020.  Enhancement  in  combustion, performance, and emission characteristics of a  biodiesel-fueled  diesel  engine  by  using water emulsion and nanoadditive. Renewable Energy. 145: 2108-2120.
Vellaiyan S, Subbiah A, dan Chockalingam P. 2018.
Combustion,  performance,  and  emission analysis of diesel engine fueled with water- biodiesel  emulsion  fuel  and  nanoadditive. Environ  Sci  Pollut  Res  Int. 25(33) : 33478- 33489.
Vellaiyan  SA  Subbiah  dan  Chockalingam  P.  2019. Multi-response optimization  to improve the
performance and emissions level of a diesel engine fueled with ZnO incorporated water emulsified  soybean  biodiesel/diesel  fuel blends. Fuel. 237: 1013-1020.
Vivek  P,  Abhishek  C,  Man  S,  KR  K.  2014. Physiochemical and  Phase  behaviour  study of Jatropha curcus oil-ethanol microemulsion  fuels  using  sorbitane  fatty esters. Int J Renew Sustain Energy. 3(13) : 1- 13.
Wang X, Qin X, Li D, Yang B, Wang Y. 2017. One- step  synthesis  of  high-yield  biodiesel  from waste  cooking  oils  by  a  novel  and  highly methanol-tolerant immobilized lipase. Bioresour Technol. 235: 18-24.
Xie  W  dan  Wang  J.  2014.  Enzymatic  production  of biodiesel  from  soybean  oil  by  using immobilized lipase on Fe3O4/Poly(styrene- methacrylic acid) Magnetic Microsphere as a Biocatalyst. Energy & Fuels. 28(4) : 2624- 2631.
Yang WM, SKC H. An, S Vedharaji, Vallinagam R, Balaji  M,  Mohammad  FEA,  Chua  KJE. 2013.  Emulsion  fuel  with  novel  nano- organic  additiveks  for  diesel  engine application. Fuel. 104: 726-731.