## KAJIAN PEMANFAATAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TANKOS) SEBAGAI KATALIS BASA PADA REAKSI

## TRANSESTERIFIKASI METIL ESTER
Asep Ruchiyat 1
1 Teknik Perawatan dan Perbaikan Mesin, Politeknik Negeri Ketapang
Email: as3p78@gmail.com 1

## Abstrak
Krisis  energi  dan bahan  bakar telah terjadi  sejak  akhir tahun 1970-an.  Oleh karena itu, pada  awal  tahun 1980, diasumsikan bahwa  cadangan bahan bakar  dari  sumber  yang  tidak  terbarukan  (bahan  bakar  berbasis  minyak  bumi)  mungkin  bisa  habis  dan  sumber-sumber  alternatif  baru  harus ditemukan.  Biodiesel  adalah  salah  satu  sumber  energi  terbarukan  dan  biodegradable  alternatif  yang  lebih  ramah  lingkungan  dibandingkan  dengan minyak solar. Secara statistik, berdasarkan uji Anava, hasilnya adalah 5%. Terbukti bahwa penambahan abu konsentrat dari limbah minyak sawit dan suhu  reaksi  transesterifikasi  secara  signifikan  mempengaruhi  viskositas  kinematik  pada  25  °  C  (cp),  jumlah  asam  (mg  /  gr),  dan  kandungan  air sedimen (%). Sementara itu, parameter massa (gr / cm3) secara statistik tidak memiliki pengaruh yang signifikan. Kualitas metil ester yang dihasilkan terutama parameter asam telah memenuhi persyaratan kualitas standar biodiesel sesuai dengan SNI-04-7182-2006 meskipun parameter kandungan air, viskositas atau massa belum memenuhi standar kualitas SNI.
Kata kunci: katalis, abu, cabang buah kosong, metil ester, biodiesel.

## Abstract
The energy and fuel crisis has occurred since the late1970s. Therefore, in the early 1980, it was assumed that the fuel reserves of the non-renewable sources (petroleum-based fuels) could possibly run out and new alternative sources should be found out. Biodiesel is one alternative renewable and biodegradable  energy  source  that  is  more  eco-friendly  compared  to  petroleum  diesel.  Statistically,  based  on  the Anava  test,  the  result  is  5%.  It  is proved  that  the  addition  of  concentrated  ash  from  palm  oil  waste  and  the  temperature  of  transesterification  reaction  significantly  effects  kinematic viscosity at 25 °C (cp), acid number (mg/gr), and sedimentary water content (%). Meanwhile, mass parameter (gr/cm 3 ) statistically has no significant effect.  The  quality  of  methyl  esters  that  is  produces  especially  the  parameter  of  acid  has  fulfilled  the  standard  quality  requirement  of  biodiesel according to SNI-04-7182-2006 althoughwater content parameter, viscosity or mass has not fulfilled SNI quality standard.
Key words: catalyst, ash, empty fruit branch, methyl esters, biodiesel.

## 1. PENDAHULUAN
Krisis  energi  dan  bahan  bakar  sudah terjadi  sejak  akhir  tahun  1970,  sehingga  awal tahun 1980 mulai dipikirkan tentang kemungkinan habisnya  cadangan bahan bakar dari  sumber  yang  tidak  terbarukan  (bahan bakar  berbasis  minyak  bumi),  dan  mencari sumber  bahan  bakar  alternatif  (Knothe dalamMulia,2007).
Jika  kita  lihat  dari  segi  peningkatan pertumbuhan  ekonomi  serta  populasi  dengan segala aktifitasnya akan meningkatkan kebutuhan  energi  disemua  sektor  pengguna energi.  Konsumsi  energi  final  meningkat  dari 221,33  juta  setara  barel  minyak  (SBM)  pada tahun  1990  menjadi  489,01  juta  SBM  pada tahun  2003 atau  meningkat  sebesar  6,3%  per tahun.  Berdasarkan  jenis  energinya,  konsumsi bahan  bakar  minyak  (BBM)  merupakan
konsumsi  energi  final  terbesar.  Pada  tahun sebagai  bahan  bakar  alternatif  mesin  diesel (biodiesel), karena memiliki karakteristik yang serupa  dengan  bahan  bakar  mesin  diesel  yang berasal dari minyak bumi[2]. Biodiesel adalah bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat  menyerupai  solar  dan  prospektif  untuk dikembangkan sebagai sumber energi alternatif  pensubstitusi  solar.  Pengembangan biodiesel dapat mensubstitusi sebagian ataupun  seluruhnya  pemakaian  bahan  bakar solar.  Pada  tahun  2007-2010,  mulai  akan diberlakukan  substitusi  biodiesel dalam  solar sekitar 5% dan 10% [1].

## 2. METODE
Salah  satu  proses  pembuatan  biodiesel selama ini memerlukan katalis basa NaOH dan KOH untuk mempercepat terbentuknya
produk.  Harga  katalis  basa  NaOH  dan  KOH tersebut  relatif  mahal  sehingga  pembuatan biodiesel  dari  minyak  nabati  dinilai  belum ekonomis  mengingat  biaya  produksi  yang relatif  masih  mahal.  Katalis  yang  sangat mungkin  berharga  murah  adalah  dengan memanfaatkan  kandungan  basa  dalam  abu tandan kosong sawit. Abu yang diperoleh dari pembakaran  tandan  kelapa  sawit  (TKS) mempunyai  kadar  kalium  yang  tinggi  (45- 50%) sebagai K 2 O (Kittikun, dalam Mulia,2007),  sehingga abu  TKS  ini  sering digunakan  sebagai  pengganti  pupuk  (Saletes dalam Mulia,2007).  Penelitian  berikutnya mengaplikasikan pemanfaatan abu TKS sebagai  katalis  basa.  Pemanfaatan  abu  tandak kosong  kelapa  sawit  sebagai  sumber  katalis basa  untuk  pembuatan  biodiesel  dari  minyak biji  sawit  melalui  reaksi transesterifikasi dalam  media  metanol  telah  dilakukan  oleh Zamaluddinet  al.,  (2009).  Sibarani  (2006) dengan  bahan  baku  minyak  kelapa  juga melakukan sintesis biodiesel  menggunakan katalis abu TKS.
Briket  bioarang  yang baik  tersebut tentunya  harus  mengetahui  terlebih  dahulu formulasi  bahan  baku  yang  optimum  dan konsentrasi  penambahan  perekat  kanji  yang digunakan,  untuk  mengetahui  formulasi  dasar tersebut maka perlu dilakukan adanya penelitian  agar  dapat  memenuhi  kriteria standar briket bioarang yang baik.
Stok  minyak  mentah  yang  berasal  dari fosil  ini  terus  menurun  sedangkan  jumlah konsumsinya terus meningkat setiap tahunnya, sehingga  perlu  dicari  alternatif  bahan  bakar lain,  terutama  dari  bahan  yang  terbarukan. Salah  satu  alternatifnya  adalah  biodiesel, untuk menggantikan solar. dengan ketersediaan  minyak  bumi  yang  saat  ini semakin  terbatas,  menyebabkan  perhatian terhadap  penggunaan  minyak  nabati  sebagai bahan bakar telah bangkit kembali. Hasil-hasil penelitian menunjukan bahwa berbagai minyak nabati memiliki potensial cukup besar.
Pelaksanaan  penelitian  dilakukan  di laboratorium Teknologi Hasil Pertanian Politeknik Negeri Ketapang Kalimantan Barat,
dan  hasil  analisa  dilakukan  di  Badan Penelitian  dan  Pengembangan  Kehutan Pusat Penelitian  dan  Pengembangan  Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian diantaranya:  seperangkat  alat  gelas,  satu  set alat refluk (labu leher tiga kapasitas 500 mL), thermometer, pengaduk  magnet,  pemanas listrik. Sistem pendingin, stopwatch, timbangan  elektrik,  penyaring  100  mesh, mortar,  cawan porselin, oven,  media  cetak briket  bioarang  berbentuk silinder, muffle furnance, bom calorimeter, crucible porcelain, timbangan  analitis, desikator, silica  gel, peralatan  analitik gas dan hardener meter dan dongkrak hidrolik.  Bahan  yang  digunakan diantaranya:  minyak  kelapa  sawit,  limbah cangkang  dan  tandan  kosong  kelapa  sawit (tankos) berlokasi di Kecamatan Kendawangan,  methanol,  air  bebas  ion,  asam sulfat,  bahan  kimia  analisis,    perekat  (kanji), air,  barium  hidroksida  0.1N, indicator  phenol pthalaine, HCL 0.1N, dan Na 2 CO 3 0.1N.
Penelitian pembuatan metil ester dengan katalis  basaabutandan  kosong  kelapa  sawit merupakan  penelitian  eksperimental factorial dengan rancangan percobaan Rancangan Acak Lengkap    (RAL).  Faktor  yang  dicoba  dalam penelitian ini adalah :
1. Faktor satu merupakan banyaknya konsentrasi  abu  tandan  kosong  (tankos) yang ditambahkan, terdiri dari 3 taraf :
a) Banyaknya  konsentrasi  abu  tandan kosong 15 gram atau 0,15% (TS 1 )
b) Banyaknya  konsentrasi  abu  tandan kosong 20 gram atau 0,2% (TS 2 )
c) Banyaknya  konsentrasi  abu  tandan kosong 25 gram atau 0,25% (TS 3 )
2. Faktor dua merupakan perlakuan suhu pada saat  proses  reaksi transesterifikasi,  terdiri dari 3 taraf:
a) Perlakuan suhu kamar (S 1 ) b) Perlakuansuhu 60 o C (S 2 ) c) Perlakuansuhu 90 o C (S 3 )

## Preparasi abu tankos kelapa sawit
Abu  TKKS    digerus    dengan mortar dan  disaring dengan  penyaring mesh  100. Selanjutnya abu dikeringkan dalam oven pada temperatur 110°C selama 2 jam.

## Proses pembuatan biodiesel
Sejumlah  tertentu  abu  tandan  kosong kelapa sawits e s u a i p e r l a k u a n p a d a p e n e l i t i a n , 15  gram  atau  0,15%  (TS 1 ), 20 gram atau 0,2% (TS 1 ) dan 25 gram atau 0,25% (TS 1 )  direndam  dalam  75  mL metanol teknis dari Brataco  Chemika (BM  =  32,04  gmol -1 ) selama  ±  48 jam pada  temperatur  kamar. Ekstrak yang diperoleh dicukupkan volumenya  sehingga  diperoleh  rasio mol metanol/minyak  kelapa  sawit  tertentu  yang akan  digunakan  untuk melakukan  reaksi transesterifikasi terhadap 250 g minyak kelapa sawit  (dengan  asumsi  bahwa minyak  sawit merupakan minyak kelapa  sawit  dengan B = 704 gmol -1 ).
Reaksi transesterifikasi dilakukan  pada labu  leher  tiga  kapasitas  500  mL,  yang dilengkapi dengan pemanas listrik, thermometer,  pengaduk magnet,  dan  sistem pendingin, refluks dilakukan  pada  temperatur suhu:  S 1 =  suhu  kamar,  S 2 =  60 0 C  dan  S 3 = 90 0 C.
Ditimbang  250  gminyak  kelapa  sawit dan  dituang  dalam  labu  leher  tiga,  kemudian dirangkai  dengan  sistem  pendingin.  Sejumlah tertentu larutan metanol yang telah dipersiapkan  dituang ke  dalam  labu  leher  tiga tersebut, dan
pengadukmagnet dihidupkandenganperputaran  (rpm)  P 1 =  250, waktu  reaksi  dicatat  sejak  pengaduk magnet dihidupkan.
Setelah  reaksi  berjalan  Selama  t 1 =  60 menit, pengadukan dihentikan, campuran yang terbentuk  dituang  dalam  corong  pemisah, dibiarkan terjadi pemisahan selama 2 jam pada temperatur kamar.  Lapisan metilester yang terbentuk dipisahkan dari lapisan
gliserol,selanjutnya didistilasi sampai temperatur  74°C  untuk menghilangkan  sisa metanol.  Untuk menghilangkan  sisa katalis dan  gliserol  dalam metilester dilakukan pencucian dengan menggunakan air berulangkali,  sampai  diperoleh  lapisan  air yang jernih. Kemudian metil ester dikeringkan dengan  penambahan  Na2SO4 anhidratp.  a (E.Merck).

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Abu Tankos Kepala Sawit
Abu  tandan  kosong  kelapa  sawit (tankos)  merupakan  katalis heterogen yang mengandung  bermacam-macam  unsur  logam, sehingga  penggunaannya  harus  lebih  banyak dibandingkan dengan katalis homogen. Sebelum  menjadi  abu,  limbah  tandan  kosong kelapa sawit terlebih dahulu dibakar pada suhu antara 500 o C sampai dengan 800 o C selama 3- 5  jam.  Menurut  Yoeswono et  all. (2006), dengan  melarutkan  sejumlah  tertentu  abu kedalam  sejumlah  tertentu  metanol,  logam kalium akan terekstraksi kedalam metanol dan diharapkan akan bereaksi lebih lanjut membentuk  garam  metoksida  sebagai  produk intermediate.

## Tabel  1 Kadar  Kalium  Dalam  Ekstrak  Abu  TKS Dengan Metode Teknis
Berat abu (gram) Kalium terekstrak (gram) Kalium terekstraksi sebagai K 2 CO 3 (gram) 50,328 0,1871 0,6620 100,241 0,2541 0,8991 150,413 0.3723 13,174 200,265 0,4572 16,178 250,176 0,4960 17,551 Sumber : Yoeswono, et all. (2008)

## 2. Abu Tankos Sebagai Katalis Metil Ester
Metil ester yang dihasilkan secara visual memiliki  warna  kuning  terang,  jernih  dan encer. Warna  yang  lebih  cerah  dikarenakan
hasil reaksi dengan pelarut organik metanol.

## Bilangan Asam (mg/g)

## Gambar 1 Grafik Hasil AnalisisBilangan Asam
Gambar 1. Grafik hasil analisis bilangan asam, menunjukan bahwa nilai bilangan asam yang  dihasilkan  sudah memenuhi  syarat  dan sudah  sesuai  dengan  standar  mutu  biodiesel menurut  SNI-04-7182-2006.  Dalam  standar mutu  biodiesel  menurut  SNI-04-7182-2006, ditetapkan  untuk  angka/bilangan  asam  (mg- KOH/g)  biodiesel  sebesar  maksimal  0,8  mg- KOH/g.
Dari  uji  Anava  perlakuan  penambahan konsentrasi  abu  tankos  dan  suhu  pada reaksi transesterifikasi berpengaruh  nyata  terhadap nilai  angka  asam metil  ester yang  dihasilkan. Sedangkan pada uji lanjut LSD diperoleh data seperti terlihat pada Tabel 2.

## Tabel  2 Pengaruh  Penambahan  Konsentrasi    Abu
Tankos  dan  Suhu  Reaksi  Transesterifikasi  Terhadap Nilai Angka Asam
Perlakuan Nilai Angka Asam (mg/gr) Perlakuan Nilai Angka Asam (mg/gr) TS1S1 0,24h TS2S3 0,80a TS1S2 0,73b TS3S1 0,34f TS1S3 0,65c TS3S2 0,42e TS2S1 0,28gh TS3S3 0,33fg TS2S2 0,58d
Keterangan : Angka-angka  yang  ikut  oleh  huruf  yang  sama berarti berbeda tidak nyata pada taraf 5%
Massa Jenis Pada Suhu 25 o C (kg/cm 3 ) Data hasil penelitian tersebut
menyebutkan  bahwa  nilai massajenis sedikit melebihi  SNI. Hal  ini  menunjukan  bahwa reaksi  transesterifikasi belum  berjalan  secara sempurna dan masih mengandung trigliserida, selain  itu  juga  peningkatan  nilai massa  jenis juga diduga karena masih banyak terdapat sisa katalis  yang  tidak  terbuang  sempurna  pada proses  pencucian  biodiesel,  selain  itu  juga dalam  pengujian  dilakukan  pada  suhu  25 o C sedangkan menurut SNI yaitu suhu 40 o C.
Dari perhitungan secara statistik
(lampiran  V massa  jenis),  menyatakan  bahwa pada  uji  Anava  perlakuan  penambahan konsentrasi  abu  tankos  dan  suhu  pada reaksi transesterifikasi berpengaruh  tidak  nyata terhadap  nilai  massa  jenis metil  ester yang dihasilkan, maka tidak perlu analisis lanjut uji least  significant  difference  test (LSD)  atau  uji beda nyata terkecil (BNT).
Gambar 2 Grafik Hasil Analisis Massa Jenis Pada Suhu 25 o C
Viscositas Kinematik Pada Suhu 25 o C (Cp)
Dalam  standar  mutu  biodiesel  menurut SNI-04-7182-2006,  ditetapkan  untuk  nilai viskositas  kinematik  pada  suhu  40 o C  mm 2 /s (Cst)  biodiesel  sebesar  2,3 - 6,0  mm 2 /s  (Cst), sedangkan nilai viskositas kinematik biodiesel yang  tertera  pada  penelitian  masih  dalam satuan cp.
Gambar 3Hasil Analisis Viskositas Kinematik 25 o C
Dari  uji  Anava  perlakuan  penambahan konsentrasi  abu  tankos  dan  suhu  pada reaksi transesterifikasi berpengaruh  nyata  terhadap nilai  viskositas metil  ester yang  dihasilkan. Sedangkan pada uji lanjut LSD diperoleh data seperti terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Pengaruh Penambahan Konsentrasi Abu Tankos dan  Suhu  Reaksi  Transesterifikasi  Terhadap  Nilai Viskositas Kinematik Perlak uan Nilai Viskositas Kinematik Pada Suhu 25 o C (cp) Perlak uan Viskositas Kinematik Pada Suhu 25 o C (cp) TS1S1 45,00b TS2S3 25,00e TS1S2 30,00d TS3S1 20,00f TS1S3 40,00c TS3S2 30,00d TS2S1 50,00a TS3S3 TS2S2 30,00d
Keterangan : Angka-angka  yang ikut  oleh  huruf  yang  sama berarti berbeda tidak nyata pada taraf 5%

## Kadar Air Sedimen (%)
Dalam  stardar  mutu  biodiesel  menurut SNI-04-7182-2006,  ditetapkan  untuk  nilai kadar air (%) biodiesel sebesar maksimal 0.05 (%),  sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  nilai kadar  air  pada  semua  perlakuan  tidak  sesuai standar  SNI.  Hal  ini  diduga  terjadi  pada  saat pencucian metil ester dengan menggunakan air hangat  tidak  maksimal  pada  saat  pemisahan metil  ester dengan  air,  selain  itu  juga  proses pemanasan metil  ester yang  dilakukan  untuk menghilangkan  kandungan  air  bahan  yang dilakukan juga  belum  maksimal.  Hasil penelitian pada Gambar 4.

## Gambar 4 Grafik Hasil Analisis Kadar Air
Dari  uji  Anava  perlakuan  penambahan konsentrasi  abu  tankos  dan  suhu  pada  reaksi transesterifikasi berpengaruh  nyata  terhadap nilai  kadar  air metil  ester yang  dihasilkan. Sedangkan pada uji lanjut LSD diperoleh data seperti  terlihat  pada  Tabel  4.  Pengaruh penambahan  konsentrasi  abu  tankos  dan  suhu reaksi transesterifikasi terhadap nilai kadar air.
Tabel  4 Pengaruh  Penambahan  Konsentrasi  Abu Tankos  dan  Suhu  Reaksi Transesterifikasi Terhadap Nilai Kadar Air Perlak uan Nilai Kadar Air Sedimen (%) Perlak uan Nilai Kadar Air Sedimen (%) TS1S1 2.22h TS2S3 3.04c TS1S2 2.85d TS3S1 2.42g TS1S3 4.47b TS3S2 2.47fg TS2S1 2.50fe TS3S3 3.82a TS2S2 2.55e
Keterangan  :    Angka-angka  yang  ikut  oleh huruf  yang  sama  berarti  berbeda  tidak  nyata pada taraf 5%

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dari  penelitian  yang telah  dilakukan,  maka  dapat  disimpulkan bahwa:
Perlu  dilakuakan  ekstraksi  terhadap  abu tandan  kosong  dengan  menggunakan  metanol sebelum digunakan sebagai katalis pada reaksi transesterifikasi pada pembuatan metil ester.Dari perhitungan secara statistik pada uji Anava  dengan  nilai signifikance sebesar  5%, menunjukan  bahwa  perlakuan  penambahan konsentrasi  abu  tankos  dan  suhu  pada reaksi transesterifikasi berpengaruh  nyata  terhadap viskositas  kinematik  pada  suhu  25 o C  (cp), bilangan asam (mg/gr), dan kadar air sedimen (%).  Sedangkan  untuk  parameter massa  jenis (gr/cm 3 )  secara  statistik  berpengaruh  tidak nyata.
Kualitas metil ester yang dihasilkan, khususnya  untuk  parameter  bilangan  asam sudah memenuhi syarat standar mutu biodiesel menurut  SNI-04-7182-2006,  sedangkan  untuk parameter kadar air, viskositas maupun massa jenis belum memenuhi standar mutu SNI.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  kepada Teknik  Perawatan  dan Perbaikan  Mesin,  Politeknik  Negeri  Ketapang yang  telah  mendukung  dan  membiayai penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA

## [1] Hambali,  E.  2006. Partisipasi Perguruan
Tinggi  Dalam  Pengembangan  Biodiesel Dan Bioethanol Di Indonesia. Workshop
Nasional Bisnis Biodiesel dan Bioethanol di Indonesia. [2] Hamid,  Tilani,  et  al.  2002. Preparasi
Karakteristik  Biodiesel  Dari  Minyak Kelapa Sawit. Jurnal MAKARA. Teknologi.Vol.6.No.2 Agustus 2002.
[3] Mulia,  A.  2007.  Pemanfaatan  Tandan Kosong  Dan  Cangkang  Kelapa  Sawit Sebagai  Briket  Arang. Tesis.  Sekolah Pasca  Sarjana,  Universitas  Sumatera Utara, Medan. (Tidak dipublikasikan).
[4] Naibaho,  P.  1998. Teknologi  Pengolahan Kelapa  Sawit. Pusat  Penelitian  Kelapa Sawit. Universitas Medan, Medan.
[5] Zamaluddin,  A.,  R.  Hidayat.  dan  R. Rudiyanti.  2009.  Pemanfaatan  Tandan Kosong Kelapa Sawit Menjadi Bioetanol Sebagai Bahan Bakar Masa Depan Yang Ramah  Lingkungan, Skripsi,  Fakultas MIPA,  Institut  Pertanian  Bogor,  Bogor. (Tidak dipublikasikan).
[6] SNI-04-7182-2006, Mutu Biodiesel.