Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan penggunaan energi secara global dan masalah keterbatasan cadangan bahan bakar fosil serta pemanasan global telah mendorong upaya untuk menemukan sumber energi yang lebih ramah lingkungan sebagai alternatif yang berkelanjutan; salah satunya adalah biodiesel yang dianggap sebagai opsi pengganti bahan bakar fosil yang lebih ramah lingkungan. Namun demikian, salah satu kelemahan utama dari biodiesel adalah nilai kestabilan oksidasinya yang rendah. Nilai kestabilan oksidasi yang rendah mengindikasikan bahwa biodiesel rentan teroksidasi dan bisa menjadi senyawa korosif yang berpotensi merusak tangki bahan bakar dan mesin kendaraan. Penurunan stabilitas oksidasi biodiesel umumnya disebabkan oleh keberadaan ester metil asam lemak tak jenuh ganda seperti ester metil linoleat dan ester metil linolenat sebagai penyebab utamanya. Di sisi lain, pengaruh positif pada biodiesel dapat ditemukan dari ester metil tak jenuh tunggal seperti ester metil oleat, terutama dalam kaitannya dengan sifat aliran dingin. Oleh karenanya, perlu dicari cara untuk mengubah ester metil asam lemak tak jenuh ganda menjadi ester metil asam lemak tunggal. Salah satu cara untuk mengurangi kadar ester metil asam lemak tak jenuh ganda dalam biodiesel adalah dengan proses hidrogenasi. Namun, proses hidrogenasi pada umumnya memerlukan gas hidrogen. Jika proses hidrogenasi dengan gas hidrogen diterapkan pada skala besar, maka muncul masalah baru terkait faktor keamanan penyimpanan hidrogen. Selain itu, pada dasarnya pabrik biodiesel tidak menghasilkan hidrogen sehingga penggunaan hidrogen dapat meningkatkan biaya operasi. Di sisi lain, seiring dengan peningkatan produksi biodiesel maka jumlah gliserol akan meningkat. Dengan demikian, diperlukan cara baru untuk memanfaatkan gliserol. Hidrogenasi parsial biodiesel dengan menggunakan gliserol sebagai agen pendonor hidrogen menawarkan solusi yang menarik. Pada proses tersebut, gliserol sebagai produk samping dari proses produksi biodiesel digunakan sebagai agen pendonor hidrogen. Gliserol yang kehilangan satu atom hidrogen pada gugus hidroksil sekunder akan berubah menjadi dihidroksiaseton yang nilai jualnya 40 kali lipat lebih tinggi dibandingkan gliserol. Di sisi lain, hidrogen yang terlepas dari gliserol digunakan untuk menghidrogenasi ester metil asam lemak tak jenuh ganda menjadi ester metil asam lemak tak jenuh tunggal. Berdasarkan hal tersebut, proses hidrogenasi parsial biodiesel dengan menggunakan gliserol sebagai agen pendonor hidrogen dapat menyelesaikan masalah rendahnya nilai kestabilan oksidasi biodiesel serta masalah keberlimpahan gliserol di pasaran. Namun, diperlukan katalis yang tepat agar reaksi tersebut dapat berlangsung sesuai dengan harapan. Penelusuran kandidat-kandidat katalis reaksi hidrogenasi parsial biodiesel menunjukan bahwa katalis AgNi-23 mampu meningkatkan nilai kestabilam oksidasi biodiesel dari 11 jam menjadi >55 jam. Selain itu, reaksi hidrogenasi parsial dengan katalis AgNi-23 mampu menghasilkan dihidroksiaseton dengan kadar 0,425 g/L. Namun, reaksi tersebut perlu dilakukan optimasi agar dapat dihasilkan biodiesel dengan kestabilan oksidasi yang baik serta dihidroksiaseton dengan kadar yang lebih tinggi. Pada penelitian ini, dilakukan optimasi reaksi hidrogenasi parsial berkatalis AgNi- 23. Variabel bebas meliputi waktu reaksi, temperatur reaksi, massa katalis, dan massa trikalsium oktagliseroksida. Variabel terikat meliputi oxidation stability index (OSI), perubahan angka iodium (?IV), perubahan angka peroksida (?PV), serta kadar dihidroksiaseton (DHA) yang terbentuk. Percobaan diawali dengan melakukan variable screening menggunakan percobaan fractional factorial 24-1 untuk mengetahui signifikansi pengaruh tiap variabel terhadap respons/variabel terikat serta mengetahui signifikansi dari ketidaklinearan. Jika ketidaklinearan berpengaruh signifikan maka percobaan dilanjutkan dengan tempuhan lengan bintang (panjang lengan bintang = 2) untuk mengoptimasi respons. Jika ketidaklinearan tidak berpengaruh signifikan, maka percobaan akan dijadikan percobaan full factorial 24. Di sisi lain, untuk memperkirakan galat acak dalam percobaan ini, maka dilakukan 5 tempuhan titik tengah. Data hasil percobaan kemudian diolah menggunakan Minitab Statistical Software (versi 2021). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi optimum reaksi hidrogenasi parsial biodiesel menggunakan katalis AgNi-23 diperoleh pada waktu reaksi 4,7 jam, temperatur 250 °C, konsentrasi trikalsium oktagliseroksida sebesar 6,53%, dan konsentrasi katalis sebesar 2,76%. Pada kondisi ini, biodiesel yang dihasilkan menunjukkan penurunan angka iodium sebesar 10,49 g-I?/100 g, penurunan angka peroksida sebesar 18,72 meq/kg, serta peningkatan nilai kestabilan oksidasi hingga 40,95 jam. Selain itu, terbentuk produk samping dihidroksiaseton (DHA) sebesar 0,37 g/L. Setiap variabel reaksi memiliki pengaruh signifikan terhadap respons, baik secara individu maupun interaksi. Model matematis yang dihasilkan mampu memprediksi perubahan kualitas biodiesel dan kadar DHA berdasarkan variasi kondisi operasi, yang dapat menjadi dasar dalam pengembangan proses produksi biodiesel yang lebih efisien dan bernilai tambah.