Kalsium Oksida Berbasis Limbah sebagai Katalis Heterogen pada Sintesis Biodiesel dari Minyak Goreng Bekas

Haryono

Haryono Departemen Kimia FMIPA Unpad

Kata Kunci: biodiesel, calcium oxide, blood clam, egg, transesterification

Abstrak

Biodiesel merupakan metil ester dari asam lemak telah dipertimbangkan sebagai bahan bakar terbarukan yang ramah lingkungan karena mampu mendukung keberlangsungan siklus karbon dioksida. Biodiesel secara konvensional disintesis dari minyak atau lemak dengan katalis basa homogen, seperti kalium hidroksida atau sodium hidroksida. Namun pemakaian katalis homogen tersebut memiliki beberapa kekurangan, seperti: mensyaratkan kadar asam lemak bebas yang ketat, rentan terjadi reaksi penyabunan minyak, relatif sulit dalam pemisahannya, dan tidak dapat diregenasi. Oleh karena itu, katalis heterogen dalam sintesis biodiesel dipertimbangkan sebagai pengganti katalis homogen. Kalsium oksida merupakan katalis heterogen padat yang telah terbukti efektif dalam membantu reaksi transesterifikasi minyak menjadi biodiesel. Kalsium oksida dapat disintesis dari kalsium karbonat yang keberadaannya banyak terdapat di dalam limbah, seperti cangkang kerang darah dan telur. Penelitian ini bertujuan mensintesis dan mengkarakterisasi kalsium oksida dari cangkang telur dan kepiting sebagai katalis pada sintesis biodiesel dari minyak goreng bekas. Kalsium oksida diperoleh dengan mengkalsinasi cangkang kerang darah dan telur pada suhu 800 ^oC selama 8 jam. Hasil kalsinasi selanjutnya dikarakterisasi dengan metode difaksi sinar-x dan adsorpsi-desorpsi isotermal BET (Brunauer-Emmet-Teller) untuk menentukan jenis fase oksida yang terbentuk dan karakterisasi permukaan. Sintesis biodiesel dilakukan pada lama reaksi 2 jam, suhu 60 ^oC, rasio molar minyak terhadap metanol 1:12, dan kadar katalis 10%. Hasil penelitian menunjukkan kalsium oksida berhasil disintesis dari limbah cangkang telur dan kerang darah dengan karakteristik berbeda. Kalsium oksida dari kedua limbah tersebut mampu mengkatalisis reaksi transesterifikasi minyak goreng bekas menjadi biodiesel, dan dihasilkan biodiesel sesuai dengan SNI 7182-2015 tentang standar kualitas biodiesel.

Kata kunci: biodiesel, kalsium oksida, kerang darah, telur, transesterifikasi

Referensi

[1] Hilmawan E, Fitriana I, Sugiyono A, Adiarso (Editor). Outlook Energi Indonesia 2021: Perspektif Teknologi Energi Indonesia. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. 2021; 18-19.
[2] Ramaraju A, Ashok Kumar TV. Biodiesel Development from High Free Fatty Acid Punnakka Oil. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2011; Vol. 6(4): 1-6.
[3] Herizal, Rahman M. Optimasi Transesterifikasi Minyak Kelapa Sawit Menjadi Biodiesel dengan Katalis NaOH. Lembaran Publikasi Lemigas. 2008; Vol. 42(3): 61-66.
[4] Hayyan A, Alam MZ, Mirghani MES., Kabbashi NA, Hakimi NINM, Siran YM, Tahiruddin S. Production of Biodiesel from Sludge Palm Oil by Esterification Process. Energy and Power Engineering. 2010; Vol. 4(1): 11-17.
[5] van Gerpen J, Shanks B, Pruzko R, Clements D, Knothe G. Biodiesel Production Technology. National Renewable Energy Laboratory. 2004; Issue July.
[6] Mat R, Samsudin RA, Mohamed M, Johari A. Solid Catalysts and Their Application in Biodiesel Production. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis. 2012; Vol. 7 (2): 142-149.
[7] Thanh LT, Okitsu K, Boi LV, Maeda Y. Catalytic Technologies for Biodiesel Fuel Production and Utilization of Glycerol. Catalyst. 2012; Vol. 2: 191-222.
[8] Lani NS, Ngadi N, Yahya NY, Rahman RA. Synthesis, Characterization and Performance of Silica Impregnated Calcium Oxide as Heterogeneous Catalyst in Biodiesel Production. Journal of Cleaner Production. 2017; 146: 116-124.
[9] Correia LM, Saboya RMA, Campelo NS, Cecilia JA, Rodríguez-Castellón E, Cavalcante Jr. CL, Vieira RS. Characterization of Calcium Oxide Catalysts from Natural Sources and Their Application in the Transesterification of Sunflower Oil. Bioresource Technology. 2014; 151: 207-213.
[10] Viriya-empikul N, Krasae P, Nualpaeng W, Yoosuk B, Faungnawakij K. Biodiesel Production over Ca-Based Solid Catalysts Derived from Industrial Wastes. Fuel. 2012; Vol. 92: 239-244.
[11] Refaat AA. Biodiesel Production using Solid Metal Oxide Catalyst. Int. J. Environ. Sci. Tech. 2011; Vol. 8(1): 203-221.
[12] Tangoriboon N, Kunanuruksapong R, Sirivat A. Preparation and Properties of Calcium Oxide from Eggshells via Calcination. Materials Science-Poland. 2012; Vol. 30(4): 1-10.
[13] Sanford SD, White JM, Shah PS, Wee C, Valverde MA, Meier GR. Feedstock and Biodiesel Characteristics Report. Iowa Renewable Energy Group Inc., Technical Report. 2009: 1-136.
[14] Lee DW, Park YM, Lee KY. Heterogeneous Base Catalysts for Transesterification in Biodiesel Synthesis, Catal Surv Asia. 2009; Vol. 13: 63-77.
[15] Azam MM, Waris A, Nahar NM. Prospects and Potential of Fatty Acid Methyl Esters of Some Non-traditional Seed Oils for Use as Biodiesel in India. J. Biomass & Bioenergy. 2005; Vol. 29(July): 293-302.
[16] Granados ML, Poves MDZ, Alonso DM, Mariscal R, Galisteo FC, Moreno-Tost R, Santamaría J, Fierro JLG. Biodiesel from Sunflower Oil by Using Activated Calcium Oxide. Appl. Catal. B Environ. 2007; Vol. 73: 317-326.
[17] Wu H, Zhang J, Lu Y, Zheng J, Wei Q. Biodiesel Production from Jatropha Oil Using Mesoporous Molecular Sieves Supporting K2SiO3 as Catalysts for Transesterification. Fuel Process