Transesterifikasi Kadar Keasaman Minyak Jarak Dalam Proses Pembuatan Energi Alternatif Biodiesel

Minyak jarak dikenal sebagai sumber energi alternatif biodiesel. Saat ini tanpa proses esterifikasi dan transesterifikasi, Minyak jarak (Jatropha curcas) dapat diolah menjadi biodiesel. Padahal, kedua proses itu esterifikasi dan esterifikasi-menekan tingkat keasaman minyak jarak yang membahayakan kinerja mesin. Goebitz, pakar biodiesel dari Austria, memperingatkan, minyak nabati itu bisa menjadi bahan bakar asal ditransesterifikasi. Proses transesterifikasi dalam pembuatan biodiesel mensyaratkan kadar keasaman minyak 1,0. Minyak jarak pagar di atas angka 10. Oleh karena itu, sebelum transesterifikasi, minyak harus melalui proses esterifikasi. Bagian tanaman jarak yang menghasilkan minyak adalah pada bagian Biji. Minyak jarak pagar didominasi asam lemak tidak jenuh: oleat, linoleat, dan linolenat yang berikatan rangkap 1, 2, dan 3. Oleh sebab itu, minyak Jatropha curcas mudah tengik dan berkadar keasaman tinggi. Dibandingkan dengan persyaratan bilangan asam untuk bahan bakar otomotif sekitar 0,6 (ASTM PS-121), keasaman minyak jarak pagar sangat tinggi rata-rata di atas 10. Karena keasaman itulah teknologi pembuatan biodiesel castor oil tidak mungkin dianalogkan dengan pengolahan biodiesel minyak sawit. Minyak sawit didominasi asam lemak jenuh kaproat, kaprilat,dan palmitat tanpa ikatan rangkap,sehingga hanya perlu ditransesterifikasi sebelum menjadi biodiesel. Ia tak melalui proses esterifikasi karena tingkat keasaman rendah, kurang dari 1. Bagian tanaman jarak yang menghasilkan minyak adalah bagian bakal buahnya. Pada pembuatan biodiesel castor oil memang terjadi endapan gliserol seperti halnya biodiesel minyak sawit. Itu bukan berarti teknologi produksinya layak diterapkan, sebelum hasil produksi dibandingkan dengan standar mutu bahan bakar mesin. Sebab, kesalahan teknologi produksi biodiesel berdampak kerusakan mesin.

Teknologi esterifikasi transesterifikasi

Bila keasaman minyak jarak pagar sebelum transesterifikasi rendah atau kurang dari 1, harus tetap dipertahankan. Caranya dengan menambahkan bahan antioksidan seperti BHA (butylated hidroxy anisole), BHT (butylated hydroxytoluene), atau NDGA (non dihydro-acetic acid). Namun, jika keasaman minyak jarak pagar sebelum proses lebih besar daripada 1, solusinya teknologi esterifikasi transesterifikasi (estrans) atau proses penyabunan. Teknologi estrans dipatenkan pada 2003 dengan nomor P00200500766. Proses estrans meliputi dua tahap. Pertama proses esterifikasi, asam lemak bebas penyebab keasaman diubah menjadi metil ester. Lantas, pada tahap kedua, trigliserida yang tersisa dalam minyak ditransesterifikasi menjadi metil ester. Dengan cara ini, konversi minyak jarak nongliserol menghasilkan 99,75% biodiesel yang memenuhi standar kriteria bahan bakar mesin berputaran tinggi Selain minyak jarak dapat diolah menjadi biodiesel, teknologi estrans juga menghasilkan minyak lain yaitu CJO (crude jatropha oil) dan JO (jatropha oil). CJO merupakan minyak yang belum diproses apa pun sehingga bersifat asam. Penggunaannya terbatas sebagai bahan bakar kompor, tetapi tetap memerlukan campuran minyak tanah agar viskositas rendah. Jika dipasang pada boiler diperlukan nozel berbahan baja tahan karat. JO minyak tanpa keasaman, digunakan untuk bahan bakar otomotif putaran rendah seperti genset atau alat pertanian. Cara lain, penyabunan menggunakan larutan natrium hidroksida atau kalium hidroksida. Sabun yang terbentuk dipisahkan dari trigliserida dengan sentrifugasi. Cara itu kurang efektif lantaran menurunkan 30% rendemen. Sebab, asam lemak bebas dan sebagian trigliserida dikonversi menjadi sabun. Setelah diuji LEMIGAS pada 2004, mutu biodiesel hasil proses estrans memenuhi biodiesel internasional ASTM PS-121. Kriterianya bilangan asamnya 0,3 dengan ambang normal <0,6. Angka itu luar biasa jika dibandingkan angka bilangan asam 40 saat belum diproses.

Oksidasi minyak jarak

Penyebab keasaman minyak jarak pagar antara lain karena kandungan asam lemak tidak jenuh berantai rangkap dan enzim pemecah lemak seperti lipase, lipoksidase, atau lipolitik. Pemicu lain keberadaan mikroba alami seperti bakteri, cendawan, dan ragi tunggal atau berinteraksi dengan molekul lain. Jika faktor-faktor internal itu bertemu faktor eksternal seperti udara, aerasi, pemanasan, air, kation logam, atau bahan kimia, terjadilah proses oksidasi. Untuk mengatasi peningkatan kadar keasaman minyak Jatropha curcas sangat sulit. Sebab, penanganan biji Jatropha curcas dari panen sampai ke pabrik melibatkan banyak orang. Jika produksi terpadu, yaitu pabrik mengolah sekaligus menanam jarak, keasaman minyak jarak lebih terkontrol. Bagian tanaman jarak yang menghasilkan minyak adalah pada bagian bijinya namun Hasil penelitian menunjukkan, pengemasan biji dengan karung plastik yang diletakkan di lantai gudang menyebabkan biji bercendawan, peningkat keasaman, dan kehampaan minyak. Seperti yang telah kita ketahui bersama minyak jarak dapat diolah menjadi sumber energi alternatif biodiesel. Dalam proses produksi, peningkatan keasaman terjadi saat pengukusan atau pengeringan biji. Oleh karena itu, sebaiknya kedua proses itu dilakukan saat biji utuh. Pada proses penggilingan, daging biji yang terbuka sensitif terhadap oksidasi sehingga jeda waktu penggilingan dengan pemerasan minyak harus sependek mungkin. Kemudian air sisa proses dikeluarkan secepatnya sebelum terhidrolisis membentuk asam lemak bebas penyebab ketengikan. Penyimpanan minyak dan biodiesel selama proses produksi pembuatan biodiesel berlangsung disimpan pada tangki PVC atau plastik fiber tertutup rapat.

Transesterifikasi Biodiesel Secara Efisien

Sulitnya mengendalikan keasaman minyak Jatropha curcas, menyebabkan metode estrans harus diterapkan untuk produksi biodiesel. Selain menghasilkan biodiesel bermutu, proses estrans sangat efisien. Sebab, teknologi estrans menekan penggunaan etanol hingga kurang dari 20%. Itu juga berlaku pada asam klorida. Penggunaannya sebagai katalis dapat diganti dengan Formula Katalis Sudradjat (FKS) berbahan alami yang aman terhadap lingkungan. Komponen mesin seperti nozel, ring piston, piston, atau blok mesin juga terhindar dari kerusakan asal, usai proses esterifikasi maupun transesterifikasi mesin dinetralisir dan dicuci dari garam-garam terlarut pembentuk endapan karbon. Secara finansial, efisiensi meningkat jika sistem pemasaran yang digunakan adalah totalitas produk. Sistem totalitas produk merupakan pemasaran produk limbah tanaman jarak dan prosesnya. Limbah itu antara lain gliserol, tempurung biji, bungkil, dan ekstrak racun (herbisisda) dari bungkil. Dengan cara itu harga beli biji dari masyarakat bisa didongkrak dari Rp500 Rp1.000/kg menjadi Rp2.000 Rp2.500/kg, Dengan harga itu, diharapkan masyarakat lebih bergairah terlibat dalam bisnis ini.