1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Katalis telah

BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Katalis telah diterapkan secara luas dalam berbagai proses kimia baik dalam
skala industri maupun laboratorium. Penerapan katalis meliputi berbagai bidang
diantaranya pengolahan energi, produksi bahan kimia murni maupun teknis serta
industri makanan. Pada bidang pengolahan energi, sebagian besar katalis digunakan
untuk produksi biodiesel. Industri biodiesel banyak menggunakan katalis untuk
mengoptimalkan hasil produk reaksi utamanya yakni metil ester (Guo, et al., 2011).
Biodiesel secara umum didefinisikan sebagai ester monoalkil dari minyak
minyak nabati atau lemak hewani (Srivastava, et al., 2000). Biodiesel pada
umumnya disintesis melalui reaksi transesterifikasi senyawaan trigliserida minyak
nabati atau lemak hewani dengan alkohol rantai pendek menggunakan katalis
homogen berupa basa kuat, seperti KOH dan NaOH (Knothe, et al., 2005).
Penggunaan katalis homogen berdampak pada proses pemurnian dan pencucian
produk akhir yang kurang ramah lingkungan dan kurang ekonomis (Xie, et al.,
2006). Disamping itu, penggunaan katalis tersebut memiliki kecenderungan
meningkatkan korosifitas biodiesel bila digunakan pada mesin (Lee, et al., 2014).
Di sisi lain, katalis heterogen memiliki banyak keunggulan dibanding katalis
homogen, diantaranya produksi biodiesel yang hanya menggunakan sedikit unit
operasi dengan kemudahan pemisahan dan pemurnian produk (Atadashi et al.,
2013). Katalis juga bersifat non-korosif, non-toksik dan dapat diregenerasi setelah
digunakan (Guo et al., 2011).
1
2
Sejumlah material padat yang dipandang kurang bernilai telah dimanfaatkan
sebagai katalis heterogen untuk produksi biodiesel. Salah satu diantara material
tersebut adalah abu sekam padi. Abu sekam padi memiliki komposisi utama berupa
silika atau SiO2 dengan kandungan 87-99% dan juga sebagian kecil oksida
anorganik lain (Della, et al., 2002). Tingginya kandungan silika membuat abu
sekam padi dipandang sebagai bahan baku yang ekonomis dalam produksi silikat
dan silika dalam beberapa tahun terakhir (An, et al., 2011 dan Wang, et al., 2011).
Abu sekam padi diketahui memiliki luas permukaan yang besar sekitar 13,243 m2/g
dan merupakan material yang memiliki banyak pori (Hindryawati et al., 2014).
Karakter ini menjadikan abu sekam padi sebagai adsorben yang dapat diregenerasi
(Nurhasni, et al., 2014). Disamping itu, karakter-karakter tersebut juga menjadikan
abu sekam padi sebagai pengemban katalis yang potensial (Hindryawati et al.,
2014). Pemanfaatan abu sekam padi sebagai material pengemban katalis alternatif
dapat ditinjau sebagai langkah yang cermat dalam memanfaatkan material yang
kurang bernilai.
Akbar et al. (2009) telah meneliti bahwa senyawaan silika tidak menunjukkan
aktivitas katalitik dalam transesterifikasi trigliserida, akan tetapi modifikasi dengan
cara mengembankan kation alkali pada silika diketahui dapat menyediakan situs
aktif basa yang mampu mengkatalisis reaksi-reaksi tersebut. Chen et al. (2013)
telah memanfaatkan abu sekam padi sebagai prekursor litium yang sangat aktif
dalam transesterifikasi minyak kedelai dengan metanol, dimana litium juga
diketahui bersifat lebih tahan air dan udara luar dibanding natrium. Sementara itu,
Hindryawati et al. (2014) telah meneliti bahwa abu sekam padi mampu bertindak
sebagai material pengemban katalis yang baik bagi logam-logam alkali termasuk
3
natrium, kalium, dan litium dalam pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.
Kedua penelitian tersebut telah membuktikan bahwa logam alkali litium lebih
unggul sebagai situs aktif katalis dalam abu sekam padi dibandingkan kation alkali
lainnya, akan tetapi temperatur kalsinasi pembuatan katalis dan karakter-karakter
seperti sifat fisik dan kimianya masih perlu diteliti. Sehingga dalam penelitian ini,
abu sekam padi akan dijadikan pengemban litium dan dimodifikasi menjadi katalis
heterogen. Modifikasi dilakukan dengan menggunakan metode keramik pada
variasi temperatur kalsinasi 700oC, 800oC, 900oC. Katalis yang telah dimodifikasi
akan ditentukan sifat-sifat fisik maupun kimianya dan katalis dengan modifikasi
terbaik akan diuji aktivitasnya dalam pembuatan biodiesel. Pada penelitian ini
biodiesel dibuat menggunakan minyak biji malapari (Milletia pinnatta L.) dimana
minyak tersebut merupakan minyak non-pangan yang sangat potensial sebagai
bahan baku biodiesel (Karmee et al., 2005 dan Bobade et al., 2012).
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian
ini adalah:
1.
Bagaimanakah sifat kimia dan fisik katalis heterogen abu sekam padi
termodifikasi litium yang meliputi luas permukaan spesifik, keasaman dan
kebasaan permukaan, serta perbandingan unsur Li:Si?
2.
Berapakah temperatur kalsinasi optimum pembuatan katalis heterogen abu
sekam padi termodifikasi litium?
3.
Bagaimanakah aktivitas katalis heterogen abu sekam padi termodifikasi
litium dalam mengkonversi minyak biji malapari menjadi biodiesel?
4
1.3.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan yang hendak dicapai
dalam penelitian ini adalah:
1.
Mengkarakterisasi sifat kimia dan fisik katalis heterogen abu sekam padi
termodifikasi litium yang meliputi luas permukaan, keasaman dan kebasaan
permukaan, serta perbandingan unsur Li:Si.
2.
Menentukan temperatur kalsinasi optimum pembuatan katalis heterogen
abu sekam padi termodifikasi litium.
3.
Menentukan aktivitas katalis heterogen abu sekam padi termodifikasi litium
dalam mengkonversi minyak biji malapari menjadi biodiesel dengan
meninjau hasil konversi biodiesel.
1.4.
Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan penelitian di atas, maka manfaat yang hendak dicapai
melalui penelitian ini yaitu menghasilkan alternatif katalis heterogen yang baru,
ekonomis dan efisien.