Biodiesel – Pemahaman, Materi Baku, Keunggulan Dan Efisiensi Energi

Di beberapa negara maju, biodiesel telah berubah menjadi materi bakar utama. Biodiesel yakni salah satu energi alternatif kendaraan bermotor selain energi listrik untuk menggantikan peran energi fosil yang tidak dapat terbarukan.

Daftar Isi

Pengertian Biodiesel

Biodiesel adalah bahan bakar alternatif berpotensi yang diperoleh dari minyak flora, lemak hewan atau minyak bekas yang dimasak melalui esterifikasi dengan alkohol. Penggunaan ungkapan biodiesel telah mendapatkan kesepakatan dari Department of Energi (DOE), Environmental Protection Agency (EPA) dan American Society of Testing Material (ASTM).

Menurut American Society of Testing Material (ASTM), biodiesel merupakan mono-alkil ester yang berisikan asam lemak rantai panjang yang ditemukan dari lemak terbarukan, seperti minyak nabati dan lemak hewani.

Mono-alkil ester dapat berupa metil ester atau etil ester, hal tersebut diputuskan oleh sumber alkohol yang dipakai. Metil ester atau etil ester yakni senyawa yang relatif stabil, berwujud cairan pada suhu ruang (titik leleh antara 4° – 18°C), berisfat nonkorosif, dan titik didihnya rendah.

Penggunaan biodiesel untuk mesin diesel mampu dijalankan tanpa memodifikasi. Di pasaran, biodiesel ditulis dengan arahan tertentu, mirip B100 yang menunjukkan bila biodiesel tersebut 100% murni atau B20 yang menyatakan persentase komposisi adonan biodiesel 20% dan solar 80%.

Bahan Baku

Sesuai dengan definisinya, biodiesel diperoleh dari minyak nabati dan hewani. Tidak mirip bioetanol yang menghasilkan kandungan seragam meski berlainan bahan baku, sumber bahan baku pembuatan biodiesel akan menentukan sifat kimia yang berbeda satu dengan yang yang lain.

Berikut ini ialah komposisi kimia banyak sekali materi baku biodiesel dalam nilai persentase yang bersumber dari Organic Chemistry, W.W. Linstromberg, D.C. Heath and Co., Lexington, MA, 1970.

Oil or Fat	14:0	16:0	18:0	18:1	18:2	18:3	20:0	22:1
Soybean		6-10	2-5	20-30	50-60	5-11
Corn	1-2	8-12	2-5	19-49	34-52	trace
Peanut		8-9	2-3	50-60	20-30
Olive		9-10	2.3	73-84	10-12	trace
Cottonseed	0-2	20-25	1-2	23-84	40-50	trace
Hi Linoleic Safflower		5.9	1.5	8.8	83.8
Hi Oleic Safflower		4.8	1.4	74.1	19.7
Hi Oleic Rapeseed		4.3	1.3	59.9	21.1	13.2
Hi Erusic Rapeseed		3.0	0.8	13.1	14.1	9.7	7.4	50.7
Butter	7-10	24-26	10-13	28-31	1-2.5	0.2-0.5
Lard	1-2	28-30	12-18	40-50	7-13	0.1
Tallow	3-6	24-32	20-25	37-43	2-3
Linseed Oil		4-7	2-4	25-40	35-40	25-60
Yellow Grease	2.43	23.24	12.96	44.32	6.97	0.67

Penggunaan materi baku dari tanaman lebih secara umum dikuasai dan sudah digunakan untuk skala industri. Misalnya, biodiesel dari minyak kelapa sawit yang menjadi salah satu materi baku yang cukup produktif. Akan tetapi, penggunaan minyak kelapa sawit berdampak kepada kenaikan harga jual produk-produk lain yang berbahan baku sama, mirip minyak goreng.

Perkembangan terkini, materi baku biodiesel memprioritaskan minyak yang tidak mampu dikonsumsi oleh manusia. Contohnya yaitu pengembangan biodiesel dari jarak pagar. Jarak pagar mempunyai peluangmenggantikan bahan baku minyak kelapa sawit, meskipun penanganan pasca panennya relatif lebih susah.

Manfaat Sebagai Energi Alternatif

Biodiesel yakni salah satu pilihan energi alternatif pengganti energi fosil. Penggunaannya akan memperlihatkan manfaat berikut ini:

Mengurangi pencemaran hidrokarbon yang tidak terbakar, karbon monoksida, welirang dan hujan asam
Biodiesel yang berasal dari minyak goreng bekas akan mengurangi beban sampah atau limbah bagi lingkungan
Biodiesel yang berasal dari flora (nabati) tidak menghasilkan gas karbondioksida setinggi materi bakar fosil
Energi dari mesin diesel yang memakai biodiesel lebih tepat dibanding menggunakan solar
Pembakaran biodiesel condong tidak mengjasilkan asam hitam mirip pembarakn solar. Selain itu, aroma khas pembakaran biodiesel mirip dengan aroma minyak bekas menggoreng makanan

Kelebihan dan Kekurangan Biodiesel

Sebagai alternatif sumber energi, biodiesel memiliki kelemahan dan keunggulan selaku berikut:

1. Kelebihan

Biodiesel mampu digunakan pada mesin diesel tanpa melakukan pergeseran, serta menciptakan tingkat polusi yang lebih rendah dibandingkan dengan solar. Biodiesel dianggap tidak menyumbang pemanasan global sebanyak bahan bakar fosil.

Pembakaran biodiesel menciptakan hidrokarbon yang tidak terbakar, karbon monoksida, partikulat, dan udara beracun yang lebih rendah dibandingkan dengan pembakaran bensin. Menurut National Biodiesel Board, keuntungan yang ditemukan ketika menggunakan biodiesel yaitu:

Biodiesel mampu pribadi digunakan pada motor diesel tanpa melakukan modifikasi signifikan dan mempunyai risiko kerusakan yang sungguh kecil
Biodiesel mempunyai efek pelumasan yang lebih baik dibandingkan dengan solar. Berdasarkan perkiraan, penambahan 1% biodiesel dapat meningkatkan pelumasan sekitar 30%
Biodiesel menunjukkan konsumsi materi bakar, horse power, dan torsi yang nyaris sama dengan solar
Biodiesel dapat diperbarui dan memiliki siklus karbon yang tidak menimbulkan pemanasan global. Emisi CO2 secara keseluruhan berkurang sebesar 78% daripada mesin diesel yang memakai materi bakar fosil

2. Kekurangan

Kelemahan biodiesel disebabkan oleh faktor sumber bahan baku pembuatannya. Pada lazimnya , bahan baku biodiesel yang menggunakan tanaman pangan akan mengakibatkan kenaikan harga pangan dan kemungkinan menyebabkan kelaparan jika ketersediaan sumber daya yang terbatas.

Proses Produksi

Pembuatan biodiesel dilaksanakan dengan cara mereaksikan lemak (triglyceride) dengan alkohol melalui proses transeterifikasi. Proses ini akan menghasilkan biodiesel dan gliserol (glycerol) selaku produk sampingan.

Proses ekstraksi dikerjakan untuk mengambil minyak dari bahan baku, baik lewat proses pemerasan atau memakai pelarut CO2 serta pemurnian triglyceride dari unsur FFA dan air. Adanya kandungan air akan menjadikan triglyceride mengalami hidrolisis menjadi FFA dan berekasi dalam transesterifikasi menciptakan sabun.

Proses transesterifikasi yaitu reaksi reversibel yang risikonya diputuskan oleh penggunaan jumlah methanol. Proses ini dibantu katalis NaOH (Sodium Hydroxide) atau KOH (Potassium Hydroxide) agar tercipta situasi basa.

Penggunaan Biodiesel

Biodiesel dapat digunakan dalam keadaan murni atau berupa adonan dengan solar (petrodiesel). Pertamina sebagai penyedia suplai materi bakar di Indonesia saat ini menyediakan biosolar dengan kandungan 2,5%.

Bahan bakar biodiesel mempunyai sifat lubrikasi, sehingga mampu melindungi komponen mesin dari keausan. Akan namun, biodiesel mempunyai imbas jelek bagi komponen mesin yang yang dibuat dari karet, tembaga, timah, sengan dan besi. Umumnya, unsur mesin kendaraan beroda empat uang dibuat sebelum tahun 1992 memiliki toleransi rendah kepada biodiesel.

Selain itu, biodiesel juga mempunyai angka cetane lebih tinggi dari solar. Oleh karena itu, cocok dipakai untuk mesin diesel kecepatan tinggi alasannya adalah mampu menurunkan jeda pengapian.

Efisiensi Mesin dan Emisi

Mesin diesel sendiri tercipta sebab upaya memajukan efisiensi mesin bensin. Rata-rata mesin mempunyai efisien sekitar 40%, sedangkan mesin diesel memiliki efisiensi 100% lebih baik dari mesin bensin yang cuma 15% hingga 20%. Selain itu, densitas enerdi dari bahan bakar diesel juga lebih tinggi dibanding materi bakar bensin.

Secara lazim, mesin diesel mempunyai fuel efficiency (jarak tempuh kepada konsumsi bahan bakar) lebih tinggi dibanding mesin bensin.

Secara teori, biodiesel tidak mengandung belerang dan dikategorikan sebagai Ultra-low sulfur diesel (ULFD) dengan kandungan maksium sulfur 50 ppm (kriteria emisi EURO IV). Dari angka tersebut, pembakaran biodiesel menghasilkan emisi welirang dalam jumlah yang sangat kecil, meski menghasilkan emisi NOx yang lebih besar dari petrodiesel.

Menurut data EPA (Environmental Protection Agency) pembakaran 1 liter biodiesel menghasilkan sekitar 2.7 kg gas karbondioksida.

Analisis Energi dan Karbondioksida

Berdasarkan penelitian yang dikerjakan oleh US DoE (Departemen Energi Amerika Serikat), dan USDA (Departemen Agrikultur Amerika Serikat) proses buatan biodiesel berbahan baku kedelai menciptakan net energy balance 3.2. Artinya, untuk menciptakan 3.2 unit energi biodiesel memerlukan 1 unit energi.

Sedangkan, berdasarkan National Energy Board mengklaim bahwa proses buatan biodiesel menghasilkan net energy balance sekitar 4.5. Net energy balance buatan biodiesel relatif jauh lebih tinggi jika daripada buatan bioetanol dengan indeks 1.34.

Karena proses buatan biodiesel menciptakan net energy balance yang tinggi, maka jumlah emisi CO2 yang dihasilkan dari proses buatan dapat dikurangi. Contohnya, untuk proses produksi biodiesel B100 dapat meminimalisir 78,45% emisi dibandingkan dengan petrodiesel.

Membuat Biodiesel Sendiri

Biodiesel yakni materi bakar yang terbuat dari materi nabati dan hewani. Umumnya dibuat dari minyak kelapa sawit alasannya adalah mempunyai mutu lebih baik dibandingkan minyak jarak dan kedelai. Bagi yang ingin mencoba menciptakan biodiesel sendiri, bisa mengikuti tindakan ini.

Umumnya, biodiesel berasal dari sintesis ester asam lemak dengan rantai karbon antara C6-C22. Minyak sawit yakni salah satu jenis minyak nabati yang mengandung asam lemak dengan rantai karhon C14-C20, sehingga menyanggupi tolok ukur untuk menjadi materi baku biodiesel.

Pembuatan biodiesel lewat proses transesterifikasi dua tahap, kemudian dilanjutkan dengan pembersihan, pengeringan dan terakhir filtrasi. Namun bila materi baku dari CPO, maka perlu dilaksanakan tahap esterifikasi.

Transesterifikasi I ialah proses pencampuran kalium hidroksida (KOH) dan metanol (CH30H) dengan minyak sawit. Reaksi ini berlangsung sekitar 2 jam pada suhu 58°-65°C.

Reaktor transesterifikasi dilengkapi dengan penghangat dan pengaduk yang berlangsung serentak. Ketika suhu rekator meraih 63°C, selanjutnya adonan metanol dan KOH dimasukkan dan waktu reaksi mulai dijumlah pada ketika itu. Hasil dari reaksi tersebut yaitu metil ester dengan konversi sekitar 94% yang diendapkan selama waktu tertentu untuk memisahkan gliserol dan metil ester.

Setelah terpisah, gliserol akan berada di lapisan bawah akibat berat jenisnya lebih besar daripada metil ester. Gliserol lalu dikeluarkan dari reaktor agar tidak mengusik proses transesterifikasi II.

Pada proses transesterifikasi II, pengendapan membutuhkan waktu lebih singkat dibandingkan pengendapan pertama karena gliserol yang terbentuk relatif sedikit dan larut lewat proses pembersihan.

Pencucian hasil pengendapan pada transesterifikasi II bertujuan untuk menetralisir senyawa yang tidak diharapkan, mirip sisa gliserol dan metanol. Pencucian dijalankan pada suhu sekitar 55°C sebanyak tiga kali sampai pH adonan menjadi wajar atau sekitar pH 6.8-7.2

Selanjutnya dilakukan pengeringan untuk menetralisir air yang tercampur dalam metil ester. Pengeringan dijalankan selama 10 menit pada suhu 130°C dengan cara menawarkan panas secara sirkulasi melalui pipa sirkulasi yang ujungnya diposisikan di tengah permukaan cairan.

Kemudian diteruskan dengan proses filtrasi yang bermaksud untuk menghilangkan partiket-partikel pengotor biodiesel yang terbentuk pada proses sebelumnya, seperti karat (kerak besi) yang berasal dari dinding reaktor atau dinding pipa atau kotoran dari materi baku.

Berbeda dengan bahan bakar bensin yang memakai nilai oktan, pada materi bakar diesel diketahui dengan cetane number (CN). Makin tinggi nilai CN, maka makin cepat pembakaran sehingga mesin melakukan pekerjaan optimal.

Search This Blog

Blog Portal Informasi terbaru