Sejarah, Standar Mutu, Bahan Baku dan Pembuatan Biodiesel

Biodiesel atau Fatty Acid Methyl Ester adalah bahan bakar alternatif terbaharui yang tersusun dari metil/etil ester, berasal dari trigliserida yang merupakan bahan penyusun utama minyak nabati dan lemak hewani untuk digunakan sebagai bahan bakar di dalam mesin diesel.

Biodiesel

Biodiesel merupakan kandidat yang paling dekat untuk menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energi transportasi utama dunia saat ini. Hal tersebut karena biodiesel merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan diesel petrol di mesin.

Biodiesel dihasilkan dengan proses transesterifikasi, yaitu mereaksikan minyak tanaman dengan alkohol menggunakan zat basa sebagai katalis pada suhu dan komposisi tertentu, sehingga akan menghasilkan dua zat yang disebut alkil ester (umumnya methyl atau ethyl ester) dan gliserin.

Transesterifikasi biodiesel pertama kali dilakukan pada tahun 1853 oleh E. Duffy dan J. Patrick, jauh sebelum mesin diesel pertama kali ditemukan. Baru kemudian pada tahun 1893 di Augsburg, Jerman, Rudolf Diesel mengenalkan model mesin diesel pertama pada world fair Paris, Prancis. Pada saat itu mesin diesel dioperasikan menggunakan bahan bakar biodiesel yaitu terbuat dari transesterifikasi kacang tanah.

Mesin diesel yang beroperasi dengan menggunakan biodiesel menghasilkan emisi karbon monoksida, hidrokarbon yang tidak terbakar, partikulat dan udara beracun yang lebih rendah dibandingkan dengan mesin diesel yang menggunakan bahan bakar petroleum.

Kelebihan biodiesel selain sebagai bahan bakar yang dapat diperbaharui antara lain tidak perlu modifikasi mesin, mudah digunakan, ramah lingkungan, tercampurkan dengan minyak diesel (solar), memiliki cetane number tinggi, memiliki daya pelumas yang tinggi, biodegradable, non toksik, serta bebas dari sulfur dan bahan aromatik (Soerawidjaja, 2005).

Standar Mutu Biodiesel 

Standar mutu biodiesel telah ditetapkan nilainya pada masing-masing negara, antara lain Amerika dengan ASTM, Jerman dengan DIN, Perancis dengan Journal Officiel dan Indonesia dengan SNI. Standar mutu Biodiesel di Indonesia telah dikeluarkan dalam bentuk SNI No.04-7182-2006, melalui keputusan Kepala Badan Stndardisasi Nasional (BSN) Nomor 73/KEP/BSN/2/2006 tanggal 15 Maret 2006. Standar mutu biodiesel tersebut adalah sebagai berikut:

Standar Mutu Biodiesel

Kelebihan Biodiesel dibanding Solar 

Menurut Hambali (2007), biodiesel memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan solar, yaitu:

1. Merupakan bahan bakar yang ramah lingkimgan karena menghasilkan emisi yang jauh lebih baik.
2. Cetane number (angka setane) lebih tinggi (> 60) sehingga efisiensi pembakaran lebih baik. 
3. Memiliki sifat pelumasan terhadap piston mesin.
4. Biodegradable (dapat terurai). 
5. Merupakan renewable energy karena terbuat dari bahan alam yang dapat diperbarui.
6. Meningkatkan independensi suplai bahan bakar karena dapat diproduksi secara lokal.

Sedangkan menurut Syah (2006), karakteristik emisi pembakaran biodiesel dibanding dengan solar adalah sebagai berikut:

1. Emisi karbon dioksida (CO2) netto berkurang 100%. 
2. Emisi sulfur dioksida berkurang 100%. 
3. Emisi debu berkurang 40-60%. 
4. Emisi karbon monoksida (CO) berkurang 10-50%. 
5. Emisi hidrokarbon berkurang 10-50%. 
6. Hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH = polycyclic aromatic hydrocarbon) berkurang, terutama PAH beracun seperti : phenanthren berkurang 98%, benzofloroanthen berkurang 56%, benzapyren berkurang 71%, serta aldehidadan senyawa aromatik berkurang 13%.

Tabel di bawah ini menunjukkan perbandingan kadar emisi biodiesel dengan solar.

Perbandingan Biodiesel dengan Solar

Sumber Bahan Baku Biodiesel 

Terdapat beberapa bahan baku minyak nabati maupun hewani yang dapat diproduksi menjadi biodiesel, antara lain sebagai berikut:

1. Minyak Nabati. Sebagai sumber utama biodiesel dapat dipenuhi oleh berbagai macam jenis tumbuhan tergantung pada sumber daya utama yang banyak di suatu tempat/negara. Misalnya Kelapa Sawit di Indonesia dan Kedelai di Eropa dan Amerika. 
2. Lemak Hewani. Lemak hewani sangat terbatas dalam persediaan dan tidak efisien meningkatkan kadar lemak dalam hewan. Meskipun demikian, penggunaan lemak hewani tidak dapat diacuhkan dan dapat dijadikan sebagai pengganti penggunaan petrodiesel dalam jumlah kecil. Misalnya Lemak Ayam, Ikan, dan lain-lain. 
3. Algae. Alga atau ganggang juga dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel yang dapat dibiakkan dengan menggunakan bahan limbah seperti air selokan tanpa menggantikan lahan untuk tanaman pangan.

Proses Pembuatan Biodiesel 

Biodiesel dapat dibuat dari berbagai minyak hayati (minyak nabati atau lemak hewani) melalui proses esterifikasi gliserida atau dikenal dengan proses alkoholisis. Terdapat tiga rute dasar dalam proses alkoholisis untuk menghasilkan biodiesel atau alkil ester, yaitu:

1. Transesterifikasi minyak dengan alkohol melalui katalisis basa. 
2. Esterifikasi minyak dengan methanol melalui katalisis asam secara langsung.
3. Konversi dari minyak ke fatty acid, kemudian dari fatty acid ke alkyl ester, melalui katalisis asam.

Kelebihan dan Kekurangan Biodiesel 

Penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar memiliki kelebihan, antara lain sebagai berikut:

1. Biodiesel tidak beracun. 
2. Biodiesel adalah bahan bakar biodegradable. 
3. Biodiesel lebih aman dipakai dibandingkan dengan diesel konvensional.
4. Biodiesel dapat dengan mudah dicampur dengan diesel konvensional, dan dapat digunakan di sebagian besar jenis kendaraan saat ini, bahkan dalam bentuk biodiesel B100 murni.
5. Biodiesel dapat membantu mengurangi ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, dan meningkatkan keamanan dan kemandirian energi. 
6. Biodiesel dapat diproduksi secara massal di banyak negara, contohnya USA yang memiliki kapasitas untuk memproduksi lebih dari 50 juta galon biodiesel per tahun. 
7. Produksi dan penggunaan biodiesel melepaskan lebih sedikit emisi dibandingkan dengan diesel konvensional, sekitar 78% lebih sedikit dibandingkan dengan diesel konvensional.
8. Biodiesel memiliki sifat pelumas yang sangat baik, secara signifikan lebih baik daripada bahan bakar diesel konvensional, sehingga dapat memperpanjang masa pakai mesin. 
9. Biodiesel memiliki delay pengapian lebih pendek dibandingkan dengan diesel konvensional. 
10. Biodiesel tidak memiliki kandungan sulfur, sehingga tidak memberikan kontribusi terhadap pembentukan hujan asam.

Sedangkan kekurangan penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar antara lain sebagai berikut:

1. Biodiesel saat ini sebagian besar diproduksi dari jagung yang dapat menyebabkan kekurangan pangan dan meningkatnya harga pangan. Hal ini bisa memicu meningkatnya kelaparan di dunia.
2. Biodiesel 20 kali lebih rentan terhadap kontaminasi air dibandingkan dengan diesel konvensional, hal ini bisa menyebabkan korosi, filter rusak, pitting di piston, dll. 
3. Biodiesel murni memiliki masalah signifikan terhadap suhu rendah. 
4. Biodiesel secara signifikan lebih mahal dibandingkan dengan diesel konvensional. 
5. Biodiesel memiliki kandungan energi yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan diesel konvensional, sekitar 11% lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bakar diesel konvensional. 
6. Biodiesel dapat melepaskan oksida nitrogen yang dapat mengarah pada pembentukan kabut asap. 
7. Biodiesel, meskipun memancarkan emisi karbon yang secara signifikan lebih aman dibandingkan dengan diesel konvensional, masih berkontribusi terhadap pemanasan global dan perubahan iklim.

Daftar Pustaka

• Soerawidjaja, T. 2005. Mendorong Upaya Pemanfaatan dan Sosialisasi Biodiesel Secara Nasional. Jakarta: LP3E KADIN Indonesia.
• Hambali E. 2007. Teknologi Bioenergi. Bogor: Agromedia Pustaka.
• Syah, A. 2006. Biodiesel Jarak Pagar; Bahan Bakar Alternatif yang Ramah Lingkungan. Jakarta: Agromedia Pustaka.