PEMBUATAN BIODIESEL DARI

MIKROALGAE

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK IV

ACHMAD JA’FAR SHODIQ 061530400994

AMRIN ABDULLAH 061530400295

RAHMA YANI 061530400314

MATA KULIAH : REKAYASA BIOPROSES

DOSEN PENGAJAR : Dr. Martha Aznury, M. Si

TAHUN AJARAN 2015/2016

JURUSAN TEKTIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANGKATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan

Rahmat, Taufiq, dan Hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat

menyelesaikan makalah ini. Shalawat dan salam senantiasa tercurah pada

junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW, beserta kerabat, sahabat dan

seluruh pengikut beliau hingga akhir zaman.

Tidak lupa pula penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada Ibu Dr. Martha Aznury, M.Si selaku dosen pembimbing

mata kuliah Rekayasa Bioproses yang telah memberikan bimbingan dan

arahan serta motivasi dalam menyelesaikan makalah ini dan terima kasih

kepada semua teman-teman yang telah membantu penyusun dalam

menyelesaikan makalah ini.

Adapun isi yang terkandung dalam makalah ini adalah tentang

Biodiesel dari Mikroalgae.

Penyusun menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih

banyak kekurangan, dan masih jauh dari sempurna, hal ini dikarenakan

keterbatasan kemampuan dan waktu. Oleh sebab itu kami sangat

mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan

makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

2

Amin

Palembang, 10 November 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................................. 2

DAFTAR ISI................................................................................................................................. 3

BAB I PENDAHULUAN............................................................................................................. 4

1.1.LATAR BELAKANG................................................................................................ 4

1.2.RUMUSAN MASALAH............................................................................................ 6

1.3.BATASAN MASALAH............................................................................................. 6

1.4.TUJUAN PENULISAN.............................................................................................. 6

1.5.MANFAAT PENULISAN.......................................................................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................................................... 8

2.1.BIODIESEL................................................................................................................. 8

2.2.CHLORELLA VULGARIS............................................................................................ 9

BAB III METODE PENULISAN................................................................................................. 10

3.1.SIFAT PENULISAN................................................................................................... 10

3.2.METODE PENGUMPULAN DATA......................................................................... 10

3.3.METODE PENULISAN............................................................................................. 10

BAB IV PEMAHASAN................................................................................................................ 11

4.1.CHLORELLA VULGARIS DAPAT DIGUNAKAN SEBAGAI BIODIESEL........... 11

4.2.PROSES PENGOLAHAN.......................................................................................... 12

3

4.3.PENGARUH PENGGGUNAAN BIODIESEL DARI CHLORELLA VULGARIS TERHADAP EFISIENSI MESIN DAN GAS BUANG................................................... 134.4.ANALISIS EKONOMI PENGOLAHAN CHLORELLA VULGARIS MENJADI BIODIESEL...................................................................................................................... 134.5.PRODUKSI BIODIESEL DARI MIKROALGAE BOTRYOCOCCUS BRAUNII.....14

BAB V PENUTUP.........................................................................................................................175.1.KESIMPULAN............................................................................................................175.2.SARAN........................................................................................................................17

DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................................................18

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Biodiesel merupakan salah satu energi alternative yang saat ini memperoleh perhatian yang besar. Hal ini disebabkan oleh banyaknya keuntungan/kelebihan biodiesel, diantaranya sumber yang terbarukan, bersih dan efisien, dan lebih ramah lingkungan. Mikroalga

4

merupakan mikroorganisme fotosintetik yang mempunyai kandungan minyak sekitar 45-85%, sehingga sangat potensial untuk dijadikan biodiesel. Akan tetapi permasalahan yang dihadapi saat ini yaitu belum maksimalnya produksi mikroalga yang berbiomasa tinggi. Oleh karena itu, diperlukan suatu penelitian untuk mengoptimasi proses kultivasi dalam suatu photobioreaktor yang murah dan efisien untuk dengan menghasilkan mikroalga dengan biomasa yang maksimum. Dalam penelitian ini akan digunakan photobioreaktor open pond skala kecil (miniPOND) dengan tujuan untuk mempermudah control dan evaluasi serta lebih mudah dan cepat untuk kultivasi mikroalga.

Secara umum, penelitian ini bertujuan untuk memproduksi biodiesel dari mikroalga yang mempunyai biomassa tinggi dengan photobioreaktor open pond skala kecil (miniPOND). Kultivasi akan dilakukan dengan menggunakan reaktor kolam (open pond) skala laboratoirum dengan memafaatkan sinar matahari sebagai sumber fotosintesis. Penelitian yang dilakukan optimasi memperoleh data optimum untuk memproduksi mikroalga. Hal ini meliputi : jenis mikroalga yang tahan terhadap kadar amoniak tinggi yaitu Chlamydomonas, percobaan dilakukan secara batch dan kontinyu, percobaan batch digunakan untuk menentukan kondisi yang baik sebagai dasar untuk proses kontinyu. Rasio karbon dan nitrogen yang dilakukan meliputi stoikiometri (5,7 :1), dan antara 0,6 – 1,4. Percobaan dilakukan di reaktor dengan volume 50 L, laju aerasi 25 L/menit, pencahayaan lampu 45 W. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa waktu optimum untuk adalah 2 hari berdasarkan hasil pengamatan densitas optik. Pengaruh rasio C dan N tidak begitu terlihat karena hampir mempunyai nilai densitas optik yang hampir sama, densitas optik yang tinggi diperoleh untuk waktu 2 hari. Sistem kontinyu yang dilakukan terlihat bahwa untuk rasio C dan N 1:1 maka hasil panen mikroalga akan diperoleh terbaik pada waktu dua hari kultivasi.

Seiring dengan semakin meningkatnya jumlah penduduk dunia dan kesadaran akan pentingnya kualitas gizi pangan, maka permintaan produk perikanan diperkirakan akan semakin tinggi. Faktor kekayaan sumberdaya alam (natural resources endowment) di sektor kelautan dan perikanan dapat dijadikan sebagai mainstream dan sebagai penggerak utama (prime mover) ekonomi nasional.

Indonesia termasuk negara di kawasan Asia Pasifik dengan tingkat konsumsi produk perikanan yang tinggi. Berdasarkan data FAO tahun 2006, sekitar 87 persen pelaku kegiatan perikanan berada di Asia, yakni sekitar 41,4 juta orang.

Sekitar 90 persen hasil perikanan budidaya dunia juga berasal dari kawasan Asia dan Pasifik, yakni sekitar 46,3 juta ton. Adapun hasil tangkapan di laut sekitar 52 persen dari produksi penangkapan ikan dunia, atau 47,6 juta ton.

Seiring dengan kebutuhan energi didunia semakin hari semakin meningkat sementara persediaan energi didunia semakin menipis. Sehingga diperlukan energi alternatif untuk mengatasi hal ini agar tidak terjadi kekrisisan sumber energi. Biodiesel adalah alternatif bahan bakar yang ramah lingkungan. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai biodiesel adalah Mikroalga.

Dengan mempertimbangkan bahwa Indonesia adalah negara kepulauan dan terletak di daerah tropis, maka kita mempunyai luasan perairan dan kemelimpahan jenis mikroalga yang sangat besar. Didukung dengan tingkat penguasaan teknologi budidaya alga yang telah berkembang di Indonesia, serta banyaknya peneliti energi alternatif yang kita miliki,

5

semestinya kita secara serius menggarap pemanfaatan Mikroalga sebagai salah satu pilihan sumber alternatif biodiesel yang potensial (Rahardjo, 2008).

Mikroalga sebagai biodiesel, lebih kompetitif dibandingkan dengan komoditas lain. Sebagai perbandingan mikroalga (30 persen minyak) seluas 1 hektar dapat menghasilkan biodiesel 58.700 liter per tahun, sedangkan jagung 172 liter per tahun serta kelapa sawit 5.900 liter per tahun.

Mikroalga seperti Botrycoccus braunii, Dunaliella salina, Chlorella vulgaris, Monalanthus salina mempunyai kandungan minyak berkisar 40 - 85% (sementara untuk kelapa hanya mengandung minyak sekitar 40 - 55%, jarak mempunyai kandungan minyak 43 - 58% , dan untuk sawit berkisar 45 - 70%. Semua jenis alga memiliki komposisi kimia sel yang terdiri dari protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan nucleic acids. Persentase keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis alga. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acids inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel.  Secara teoretis, produksi biodiesel dari alga dapat menjadi solusi yang realistik untuk mengganti solar. Hal ini karena tidak ada persediaan bahan baku lain yang cukup memiliki banyak minyak sehingga mampu digunakan untuk memproduksi minyak dalam volume yang besar (Rahardjo, 2008).

Semua jenis alga memiliki komposisi kimia sel yang terdiri dari protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan nucleic acids. Prosentase keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis alga. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acidsinilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel. Komposisi kimia sel pada beberapa jenis alga disajikan pada tabel 1.

Biodiesel dari alga hampir mirip dengan biodiesel yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak (jarak pagar, sawit, dll) sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglycerides (biasa disebut lemak) dari minyak nabati/alga (Thomas, 2007).

Alga memproduksi banyak polyunsaturates, dimana semakin tinggi kandungan lemak asam polyunsaturates akan mengurangi kestabilan biodiesel yang dihasilkan. Di lain pihak, polyunsaturates memiliki titik cair yang lebih rendah dibandingkan monounsaturates sehingga biodiesel alga akan lebih baik pada cuaca dingin dibandingkan jenis bio-feedstock yang lain. Diketahui kekurangan biodiesel adalah buruknya kinerja pada temperatur yang dingin sehingga biodiesel alga mungkin akan dapat mengatasi masalah ini (Thomas, 2007).

Table 1. Komposisi Kimia Alga Ditunjukkan dalam Zat Kering (%), (Thomas, 2007)

Komposisi KimiaProtei

nKarbohidr

atLema

kAsam

NukleatScenedesmus obliquus

50-56 10-17 12-14 3-6

Scenedesmus quadricauda

47 - 1.9 -

Scenedesmus dimorphus

8-18 21-52 16-40 -

Chlamydomonas rheinhardii

48 17 21 -

6

Chlorella vulgaris 51-58 12-17 14-22 4-5Chlorella pyrenoidosa 57 26 2 -Spirogyra sp. 6-20 33-64 11-21 -Dunaliella bioculata 49 4 8 -Dunaliella salina 57 32 6 -Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20 -Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-38 1-2Tetraselmis maculata 52 15 3 -Porphyridium cruentum

28-39 40-57 9-14 -

Spirulina platensis 46-63 8-14 4–9 2-5Spirulina maxima 60-71 13-16 6-7 3-4.5Synechoccus sp. 63 15 11 5Anabaena cylindrica 43-56 25-30 4-7 -

Berdasarkan tabel komposisi kimia yang terdapat dalam alga, dapat diketahui bahwa pada Chlorella vulgaris terkandung lemak nabati 14-22%Olehkarenaitu, untukmenjagaketersediaanbahanbakarminyak dan kontinuitasbahanbakunya, makaperludilakukansuatupenelitiandenganmemproduksibahanbakar biodiesel dari Chlorella vulgaris.

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah didapat, diperoleh beberapa permasalahan antara

lain :1.          Mengapa Chlorella vulgaris dapat digunakan sebagai biodiesel ?2.          Bagaimana proses pengolahan Chlorella vulgaris menjadi biodiesel ?3.          Bagaimanakah analisis ekonomi pengolahan Chlorella vulgarismenjadi biodiesel ?4.          Bagaimanakah pengaruh penggunaan biodiesel dari Chlorella vulgaris terhadap efisiensi mesin dan gas buang ?

1.3 Batasan Masalah            Masalah yang akan dibahas pada makalah ini dibatasi pada proses pembuatan biodiesel dari mikroalga Chlorella vulgaris.

1.4 Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan karya ilmiah ini antara lain :

1.            Untuk mengetahui kandungan Chlorella vulgaris yang dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel.2.            Untuk mengetahui bagaimana pengolahan Chlorella vulgaris.menjadi biodiesel.3.            Mengetahui pengaruh penggunaan biodiesel dari Chlorella vulgaristerhadap efisiensi mesin dan gas buang.4.            Mengetahui analisis ekonomi pengolahan Chlorella vulgaris menjadi biodiesel.

7

1.5 Manfaat PenulisanManfaat dari penulisan ini antara lain :

1.          Memberikan informasi bahwa Chlorella vulgaris dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel.2.          Memberikan informasi tentang cara pengolahan Chlorella vulgarismenjadi biodiesel.3.          Memberikan informasi tentang pengaruh penggunaan biodiesel dariChlorella vulgaris terhadap efisiensi mesin dan gas buang.4.          Memberikan informasi tentang analisis ekonomi pengolahanChlorella vulgaris menjadi biodiesel.

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Biodiesel

            Biodiesel merupakan suatu nama dari Alkyl Ester atau rantai panjang asam lemak yang

berasal dari minyak nabati maupun lemak hewan. Biodiesel dapat digunakan sebagai bahan bakar

pada mesin yang menggunakan diesel sebagai bahan bakarnya tanpa memerlukan modifikasi

mesin. Biodiesel tidak mengandung petroleum diesel atau solar (Anonim, 2006).

Biodiesel adalah senyawa mono alkil ester yang diproduksi melalui reaksi tranesterifikasi

antara trigliserida (minyak nabati, seperti minyak sawit, minyak jarak dll) dengan metanol

menjadi metil ester dan gliserol dengan bantuan katalis basa. Biodiesel mempunyai rantai karbon

antara 12 sampai 20 serta mengandung oksigen. Adanya oksigen pada biodiesel membedakannya

dengan petroleum diesel (solar) yang komponen utamanya hanya terdiri dari hidro karbon. Jadi

komposisi biodiesel dan petroleum diesel sangat berbeda.

Biodiesel terdiri dari metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum diesel adalah

hidrokarbon. Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa dengan petroleum diesel

sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau dicampur dengan petroleum diesel.

Pencampuran 20 % biodiesel ke dalam petroleum diesel menghasilkan produk bahan bakar tanpa

mengubah sifat fisik secara nyata. Produk ini di Amerika dikenal sebagai Diesel B-20 yang

banyak digunakan untuk bahan bakar bus (Anonim, 2006).

Energi yang dihasilkan oleh biodiesel relatif tidak berbeda dengan petroleum diesel

(128.000 BTU vs 130.000 BTU), sehingga engine torque dan tenaga kuda yang dihasilkan juga

sama. Walaupun kandungan kalori biodiesel serupa dengan petroleum diesel, tetapi karena

biodiesel mengandung oksigen, maka flash pointnya lebih tinggi sehingga tidak mudah terbakar.

Biodiesel juga tidak menghasilkan uap yang membahayakan pada suhu kamar, maka biodiesel

lebih aman daripada petroleum diesel dalam penyimpanan dan penggunaannya. Di samping itu,

biodiesel tidak mengandung sulfur dan senyawa bensen yang karsinogenik, sehingga biodiesel

merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan lebih mudah ditangani dibandingkan dengan

petroleum diesel.Penggunaan biodiesel juga dapat mengurangi emisi karbon monoksida, hidrokarbon

total, partikel, dan sulfur dioksida. Emisi nitrous oxide juga dapat dikurangi dengan penambahan konverter katalitik. Kelebihan lain dari segi lingkungan adalah tingkat toksisitasnya yang 10 kali lebih rendah dibandingkan dengan garam dapur dan tingkat biodegradabilitinya sama dengan glukosa, sehingga sangat cocok digunakan di perairan untuk bahan bakar kapal/motor. Biodiesel tidak menambah efek rumah kaca seperti halnya petroleum diesel karena karbon yang dihasilkan masih dalam siklus karbon

Untuk penggunaan biodiesel pada dasarnya tidak perlu modifikasi pada mesin diesel, bahkan biodiesel mempunyai efek pembersihan terhadap tangki bahan bakar, injektor dan selang (Anonim, 2006).

Biodiesel mempunyai beberapa keunggulan diantaranya adalah mudah digunakan, limbahnya bersifat ramah lingkungan (biodegradable), tidak beracun, bebas dari logam berat sulfur dan senyawa aromatik serta mempunyai nilai flash point (titik nyala) yang lebih tinggi

9

dari petroleum diesel sehingga lebih aman jika disimpan dan digunakan.Secara teknis biodiesel yang berasal dari minyak nabati dikenal sebagai VOME (Vegetable Oil Metil Ester) dan merupakan sumberdaya yang dapat diperbaharui karena umumnya dapat diekstrak dari berbagai hasil produk pertanian seperti minyak kacang kedelai, minyak kelapa, minyak bunga matahari maupun minyak sawit (Anonim,2006).

2.2 Chlorella vulgarisChlorella termasuk alga mikro karena ukuran tubuhnya sangat renik dari 0,2 µm hinga

0,02 cm (10-6 - 10-4 m). Untuk melihat wujudnya dengan jelas kitamemerlukan mikroskop. Tidak semua jenis alga mikro hidup sebagaifitoplankton, tetapi semua jenis fitoplankton bisa digolongkan ke dalamalga mikro. Tumbuhan mikroskopis bersel tunggal dan berkoloni itu terdiriatas 30.000 spesies. Habitatnya di atas permukaan air, di kolom perairan,atau menempel di dasar dan permukaan lain dalam perairan (Faizatul, 2008).

Komposisi kimia dari Chlorella vulgaris disajikan pada tabel 2.Tabel 2. Komposisi Kimia Chorella vulgaris Ditunjukkan dalam Zat Kering (%) ,

(Thomas, 2007)

Komposisi Kadar (%)Protein 51-58Karbohidrat 12-17Lemak 14-22Asam Nukleat 4-5

10

BAB III

METODE PENULISAN

3.1 Sifat Penulisan         Makalah ini bersifat kajian pustaka yang menjelaskan tentangChlorella

vulgaris yang dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Dalam paparan ini juga dijelaskan bagaimana pengolahan Chlorella vulgaris menjadi biodiesel.

3.2 Metode Pengumpulan DataPengumpulan data dalam karya tulis ilmiah ini dilakukan dengan metode studi

literatur dari berbagai sumber informasi, antara lain sebagai berikut.       1.  Buku referensi dan skripsi.       2.  Jurnal ilmiah.

       3.  Informasi internet.

3.3 Metode PenulisanPada penulisan karya tulis ilmiah ini digunakan beberapa metode pendekatan

masalah, yaitu:       1.  Analisis masalah yang didapat dari sumber pustaka.       2.  Mencari korelasi dan kebenaran dari kedua analisis tersebut.       3.  Menarik suatu kesimpulan untuk penyelesaian masalah yang dianalisis.

11

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Chlorella vulgaris dapat digunakan sebagai biodiesel

            Merujuk pada komposisi kimia Chlorella vulgaris yang telah disajikan pada tabel 2,dimana komposisi protein sebanyak 51 – 58 %, karbohidrat sebanyak 12 – 17 %, lemak sebanyak 14 – 22 %, dan asam nuklet 4 – 5 %, maka dapat dikatakan mikroalga Chlorella vulgaris sangat berpotensi untuk menjadi bahan bakar diesel yang terbaharui atau biodiesel. Jika dilihat dari kandungan lemak pada Chlorella vulgaris, kandungan lemaknya cukup melimpah dimana jika lemak dikonversi menjadi biodiesel, 1 kg Chlorella vulgaris kering dapat menghasilkan 140 – 220 gram biodiesel atau setara dengan 206,8 ml biodiesel (densitas biodiesel 0,94 gram/ ml). Artinya, untuk menghasilkan 1 liter biodiesel diperlukan 4,84 kg Chlorella vulgaris. Angka konversi tersebut cukup besar sehingga dapat dikatakan Chlorella vulgarissangat berpotensi sebagai bahan baku biodiesel.

4.2 Proses Pengolahan Chlorella vulgaris menjadi Biodiesel            Proses Pengolahan Chlorella vulgaris menjadi Biodiesel yang akan dibahas secara garis besar dibagi menjadi dua, antara lain proses ekstraksi minyak pada Chlorella vulgaris dan Pembuatan Biodiesel dari Minyak Hasil Ektraksi pada Chlorella vulgaris.

4.2.1 Ekstraksi Minyak pada Chlorella vulgarisPengambilan minyak dari Chlorella vulgaris, dimana minyak yang dihasilkan

merupakan senyawa Trigliserida, melalui beberapa tahap. Tahap – tahap yang digunakan antara lain :1.      Pemanasan dan Pengepresan (Heating and Pressing).

Pada tahap ini Chlorella vulgaris dipanaskan dulu untuk menghilangkan air yang masih terkandung di dalamnya. KemudianChlorella vulgaris dipres dengan alat pengepres untuk mengekstraksi minyak yang terkandung dalam Chlorella vulgaris. Dengan menggunakan alat pengepres ini, dapat diekstrasi sekitar 70 - 75% minyak yang terkandung dalam Chlorella vulgaris (Thomas, 2007).2.      Ekstraksi Minyak dengan Pelarut Organik.

Minyak dari Chlorella vulgaris dapat diambil dengan menggunakan larutan kimia, misalnya dengan menggunakan benzena dan eter. Namun begitu, penggunan larutan kimia heksana lebih banyak digunakan sebab harganya  yang tidak terlalu mahal (Thomas, 2007).Larutan heksana dapat digunakan langsung untuk mengekstaksi minyak dari Chlorella vulgaris atau dikombinasikan dengan alat pengepres. Cara kerjanya yaitu setelah minyak berhasil dikeluarkan dari alga dengan menggunakan alat pengepres, kemudian ampas (pulp)Chlorella vulgaris dicampur dengan larutan sikloheksana untuk mengambil sisa minyak pada Chlorella vulgaris. Proses selanjutnya, ampas alga disaring dari larutan yang berisi minyak dan sikloheksana. Untuk memisahkan minyak dan sikloheksana dapat dilakukan proses distilasi, yaitu dengan memanfaatkan perbedaan titik didih sikoheksana

12

dengan minyak, dimana titik didih sikloheksana lebih tinggi dari minyak, sehingga minyak yang berasal dari Chlorella vulgaris akan menguap terlebih dahulu. Kombinasi tahap pengepresan dan larutan kimia dapat mengekstraksi lebih dari 95% minyak yang terkandung dalam Chlorella vulgaris (Thomas, 2007).3.      Pemurnian Minyak

Minyak yang dihasilkan dari ektraksi minyak pada  Chlorella vulgaris dimungkinkan masih mengandung asam nukleat yang dianggap sebagai pengotor pada minyak. Oleh karena itu, untuk mendapatkan minyak murni berupa trigliserida, diperlukan proses pemurnian untuk menghilangkan asam nukleat. Proses yang dimaksud adalah proses esterifikasi.Reaksi esterifikasi adalah reaksi antara asam karboksilat dengan basa dengan hasil reaksi berupa ester. Asam nukleat setelah bereaksi dengan basa (misalkan KOH atau NaOH) akan dihasilkan ester yang tidak dapat kembali lagi menjadi asam nukleat karena reaksi bersifat irreversible(tidak bolak – balik) (Fessenden dkk., 1986). Setelah melalui proses ini, ester yang berasal dari asam nukleat dapat dipisahkan dari trigliserida sehingga akan didapatkan trigliserida murni.

4.2.2 Pembuatan Biodiesel dari Minyak Hasil Ektraksi pada Chlorella vulgaris

Proses pembuatan biodiesel dari minyak hasil ekstraksi pada Chlorella vulgaris dibuat dengan cara reaksi transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi merupakan pertukaran bagian alkohol dari suatu ester yang dapat dicapai dalam larutan asam atau basa oleh suatu reaksi reversible (bolak – balik) antara ester dan alkohol. Hasil akhir dari reaksi transesterifikasi antara lain ester yang berbeda dengan sebelumnya dan gliserol (Fessenden dkk., 1986). Untuk mempercepat reaksi esterifikasi, diperlukan katalis. Katalis yang digunakan pada reaksi transesterifikasi pada makalah ini adalah KOH. Sedangkan alkohol yang digunakan pada makalah ini adalah methanol. Methanol digunakan karena mudah lebih mudah bereaksi daripada ethanol. Langkah – langkah pembuatan biodiesel melalui reaksi transesterifikasi antara lain (Anonim, 2002) :1. Mengukur jumlah KOH, minyak dan methanol

Dalam persiapannya, setiap 1 liter minyak yang digunakan untuk reaksi esterifikasi, diperlukan 200 ml methanol dan 9 gram KOH.2. Mencampur KOH ke dalam methanol

9 gram KOH yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam 200 ml methanol, lalu dikocok atau diaduk dengan cepat selama kurang lebih 5 menit. KOH dan methanol akan membentuk kalium methoksida yang mempunyai sifat basa tinggi. Setelah terbentuk kalium methoksida, maka segera dicampur dengan minyak hasil ekstraksi pada Chlorella vulgaris.3. Mencampur kalium methoksida dengan minyak hasil ekstraksi

Minyak hasil ekstraksi dimasukkan ke dalam kalium methoksida, lalu dikocok atau diaduk dengan cepat selama kurang lebih 15 menit.4. Pengendapan Gliserin

Pengendapan gliserin membutuhkan waktu sekitar 8 jam. Namun karena sekitar 75 % pemisahan terjadi pada satu jam pertama, maka hasilnya akan segera terlihat. Setelah selang waktu delapan jam akan terbentuk pemisahan. Bagian atas adalah ester baru yang disebut

13

dengan biodiesel dan bagian bawah adalah gliserin. Bagian atas berwarna lebih terang daripada bagian bawah.5. Pemisahan gliserin dan biodiesel

Dalam memisahkan gliserin dan biodiesel harus dilakukan dengan hati – hati. Biodiesel yang berada pada bagian atas tidak boleh langsung dituangkan keluar karena gliserin yang berada pada bagian atas tidak langsung dituangkan keluar karena gliserin yang berada di bagian bawah dapat ikut keluar bersama dengan biodiesel. Untuk memisahkan biodiesel dan gliserin sebaiknya menggunakan pompa untuk memompa biodiesel keluar.            Setelah melalui proses diatas, biodiesel yang diperoleh dapat digunakan secara langsung atau dicampur dengan solar dengan berbagai macam campuran.

4.3 Pengaruh Penggunaan Biodiesel dari Chlorella Vulgaris terhadap Efisiensi Mesin dan Gas Buang

            Penggunaan biodiesel sebagai pengganti atau campuran untuk meningkatkan kualitas bahan bakar solar akan memberikan dampak baik untuk mencukupi kebutuhan energi, serta mengurangi polusi udara (Wibowo, 2008).            Untuk mengetahui pengaruh biodiesel terhadap efisiensi mesin disajikan dalam tabel 3.

Tabel 3. Emisi mesin diesel Yanmar TF 5,5 L-di dengan menggunakan bahan baker solar dan campuran biodiesel (Anonim, 2008).

Bahan Bakar

Putaran

mesin (rpm)

Suhu

Gas (oC)

Opasitas CO(%)

Hidrokarbon

(ppm)

CO2

(%)

O2

(%)FSN mg/

m3

Solar 100 %

1.250 91,3 0,23

3,00

0,003

14,33 0 20,73

1.500 97,6 0,22

3,00

0,02 21,00 0 20,85

1.800 109,5

0,20

2,67

0,01 10,50 0 20,82

Biodiesel 20%

1.250 90,2 0,19

2,33

0 3,00 0 20,74

1.500 98,2 0,19

2,33

0 5,50 0 20,92

1.800 106,1

0,19

2,33

0 4,50 0 20,81

Biodiesel 30 %

1.250 85 0,19

2,33

0 15,50 0 20,98

1.500 97 0,18

2,00

0 13,50 0 20,42

14

1.800 107,3

0,18

2,67

0,01 13,33 0 20,79

Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa penambahan biodiesel pada solar dapat meningkatkan efisiensi mesin dan mengurangi polusi seperti gas CO.

4.4 Analisis Ekonomi Pengolahan Chlorella vulgaris menjadi Biodiesel            Dilihat dari situasi yang ada sekarang, produksi biodiesel dari mikroalga khususnya Chlorella vulgaris dapat menjadi solusi yang nyata untuk mengganti solar. Hal ini karena tidak ada cadangan bahan baku lain yang cukup memiliki banyak minyak sehingga mampu digunakan untuk memproduksi minyak dalam jumlah yang besar. Sebagai perbandingan dengan tumbuhan di daratan, tumbuhan seperti kelapa sawit dan kacang kacangan membutuhkan lahan yang sangat luas untuk dapat menghasilkan minyak supaya dapat mengganti kebutuhan solar dalam suatu negara. Hal ini tidak nyata dan akan mengalami kendala apabila diimplementasikan pada negara dengan luas wilayah yang kecil. Berdasarkan perhitungan, pengolahan alga pada lahan seluas 10 juta acre (1 acre =0.4646 ha) mampu menghasilkan biodiesel yang akan dapat mengganti seluruh kebutuhan solar di Amerika Serikat. Luas lahan ini hanya 1% dari total lahan yang sekarang digunakan untuk lahan pertanian dan padang rumput (sekitar 1 milliar acre) (Rahardjo, 2008).

Diperkirakan alga mampu menghasilkan minyak 200 kali lebih banyak dibandingkan dengan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit, jarak pagar, dan lain-lain) pada kondisi terbaiknya. Hasil riset National Renewable Energy Laboratory Colorado menunjukkan bahwa untuk luasan areal yang sama mikroalga dapat menghasilkan minyak 30 kali lebih banyak dibandingkan tanaman darat. Hasil penelitian Shifrin pada tahun 1984 diperoleh bahwa rata-rata produktivitas mikroalga secara umum dapat mencapai 15 – 25 gram/ m2/ hari. Nilai produktivitas ini masih 10% dibawah teori hitungan maksimumnya.Berdasarkan hal tersebut, jika diasumsikan, rendemen minyak dalam mikroalga misalnya 30-50%  dan waktu efektif 300 hari, maka untuk satu hektar lahan budibudaya  dalam satu tahun akan dihasilkan minyak sebanyak 15,8-37,5 ton.Hasil ini jauh lebih tinggi jika dibandingkan tanaman darat misalnya jarak 1,5 ton/hektar tahun atau sawit 3,3 - 6,0 ton/hektar/tahun (Rahardjo, 2008). Dengan kata lain, bahan bakar untuk mesin diesel dapat diperoleh dengan harga yang sangat terjangkau.

Oleh karena itu, penggunaan mikroalga khususnya Chlorella vulgarissebagai bahan baku penghasil biodiesel mempunyai potensi yang sangat besar untuk menggantikan bahan bakar solar yang semakin menipis dan semakin mahal.

4.5 Produksi Biodiesel dari Mikroalgae Botryococcus brauniiBiodiesel adalah salah satu sumber energi alternatif yang banyak menarik perhatian.

BIODIESEL Biodiesel merupakan campuran dari alkali ether dan asam lemak yang diperoleh dari transesterifikasi minyak nabati atau minyak hewani. Bahan baku biodiesel dapat diperbarui (renewable), sehingga kontinuitasnya dapat terjamin. Biodiesel lebih aman dalam penyimpanan. Mampu melindungi mesin dan dapat digunakan pada semua mesin diesel tanpa

15

atau dengan modifikasi. Biodiesel dapat mengurangi emisi udara beracun dan bersifat mudah terurai atau biodegradable. Emisi karbon monoksida (CO) yang dihasilkan cukup rendah. POTENSI MIKROALGA SEBAGAI PENGHASIL BIODIESEL Mikroalga memiliki kandungan lemak atau minyak nabati yang tinggi (dapat mencapai 90% berat keringnya pada kondisi tertentu). Memiliki struktur sel yang sederhana.

Kemampuan untuk mengendalikan sel tanpa mengurangi produktivitasnya. Kemampuan berfotosintesis yang sangat tinggi. Memiliki siklus hidup yang pendek (produktivitasnya tinggi) Keragaman spesies yang juga menyebabkan keragaman asam lemak yang tinggi. Kemampuan bertahan pada kondisi lingkungan yang ekstrim. Tidak banyak membutuhkan pupuk dan nutrisi. Tidak bersaing dengan produk pangan. Botryococcus braunii Mikroalga pada umumnya memiliki kandungan lemak atau minyak nabati yang tinggi (dapat mencapai 90% berat keringnya pada kondisi tertentu). Botryococcus braunii memilikikandungan hirokarbon yang sangat tinggi yang mencapai ± 15% � 76% dari berat kering. Hidrokarbon rantai panjang dalam bentuk minyak atau triterpen tidak bercabang dari spesies ini dikenal dengan nama botryococcene, yang sangat potensial sebagai sumber biodiesel. Komposisi kandungan minyak pada beberapa spesies mikroalga PROSES PEMANFAATAN Botryococcus braunii UNTUK PRODUKSI BIODIESEL.

Tahap Kultivasi dan Budidaya. B. braunii dapat tumbuh dalam berbagai media yang mengandung cukup unsur hara makro seperti N, P, K dan unsur mikro lainnya dalam jumlah relatif sedikit. Pupuk, sebagai faktor penunjang pertumbuhan sel secara normal memerlukan minimal 16 unsur hara di dalamnya dan harus ada 3 unsur mutlak, yaitu nitrogen, fosfor, dan kalium. Budidaya B. braunii membutuhkan air, cahaya, CO2 dan bahan-bahan anorganik sebagai nutrisi. Peningkatan produktivitas budidaya B. braunii dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain pH, suhu, kadar CO2 , cahaya, dan salinitas yang optimum.

Media kultivasi biomassa mikroalga. (a) dengan bioreactor, (b) kultur massal mikroalga pada bak beton. (A) (B) Tahap Pemanenan Pemanenan biomassa B. braunii dilakukan dengan modifikasi metode flokulan yaitu metode pengendapan dengan menggunakan bahan kimia NaOH dengan perbandingan 1:1. Pengendapan dilakukan selama 24 jam, kemudian baru dilakukan pemisahan biomassa dan cairan jernihnya. Selanjutnya biomassa dapat dicuci dengan air tawar beberapa kali untuk menghilangkan kandungan garamnya, kemudian dilakukan penirisan menggunakan kain satin selama 24 jam.

Panen biomasa mikroalga dengan flokulan (Tahap Penirisan) Tahap Ekstraksi Minyak dari Mikroalga Terdapat beberapa macam teknik ekstraksi, antara lain: Metode mekanik terdiri dari metode pengepresen (expeller/press) dan ultrasonic-assisted extraction. Metode pelarut kimia : Minyak dari alga dapat diambil dengan menggunakan larutan kimia, misalnya dengan menggunakan benzena, ether, dan heksana. Supercritical Fluid Extraction : CO 2 dicairkan di bawah tekanan normal kemudian dipanaskan sampai mencapai titik kesetimbangan antara fase cair dan gas. Pencairan fluida inilah yang bertindak sebagai larutan yang akan mengekstraksi minyak dari alga.

Osmotic Shock : tekanan osmotik dalam sel akan berkurang sehingga akan membuat sel pecah dan komponen di dalam sel akan keluar. Tahap Transesterifikasi Minyak Alga. Bahan baku diesel adalah hidrokarbon yang mengandung 8� 10 atom karbon per molekul sementara hidrokarbon yang terkandung pada minyak nabati rata-rata adalah 16� 20 atom karbon per molekul sehingga minyak nabati viskositasnya lebih tinggi (lebih kental) dan daya pembakarannya sebagai bahan bakar masih rendah. Oleh sebab itu agar minyak mikroalga

16

dapat digunakan sebagai bahan bakar (biodiesel) maka perlu dilakukan proses transesterifikasi.

17

18

BAB V

PENUTUP

5.1 KesimpulanMerujuk pada komposisi kimia Chlorella vulgaris yang telah disajikan pada tabel

2,dimana komposisi protein sebanyak 51 – 58 %, karbohidrat sebanyak 12 – 17 %, lemak sebanyak 14 – 22 %, dan asam nuklet 4 – 5 %, maka dapat dikatakan mikroalga Chlorella vulgaris sangat berpotensi untuk menjadi bahan bakar diesel yang terbaharui atau biodiesel.            Proses Pengolahan Chlorella vulgaris menjadi Biodiesel yang akan dibahas secara garis besar dibagi menjadi dua, antara lain proses ekstraksi minyak pada Chlorella vulgaris dan Pembuatan Biodiesel dari Minyak Hasil Ektraksi pada Chlorella vulgaris.

Penggunaan biodiesel sebagai pengganti atau campuran untuk meningkatkan kualitas bahan bakar solar akan memberikan dampak baik untuk mencukupi kebutuhan energi, serta mengurangi polusi udara.

Selain itu, biodiesel yang berasal dari Chlorella vulgaris dapat mengganti solar yang berharga mahal dan persediaan yang sedikit. Karena, biodiesel yang dihasilkan dari Chlorella vulgaris mempunyai nilai ekonomi yang tinggi serta lebih ramah lingkungan

5.2 SaranSemoga untuk kedepannya diadakan penelitian lebih lanjut tentang sumber – sumber

penghasil biodiesel yang lain serta penerapan lebih lanjut pada mesin diesel.

19

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2002, Biodiesel, http://digilib.petra.ac.id/ads- cgi/viewer.pl/jiunkpe/s1/mesn/2002/ jiunkpe-ns-s1-2002-24497017-276-biodiesel-chapter3.pdf?page=1-10&frame=page&mode=sppiic100, diakses tanggal 11 Desember 2008.

Anonim, 2006, Biodiesel dari Laut , http://www.indobiofuel.com/menu%20biodiesel.php , diakses tanggal 11 Desember 2008.

Anonim, 2008, Biodiesel, Bahan Bakar Campuran Ramah Lingkungan , http://library.usu.ac.id/download/ft/kimia-bode.pdf , diakses tanggal 11 Desember 2008.

Faizatul, 2008, Chlorella sp Makhluk Mini Pengisi Tangki, http://faizatulf.wordpress.com/2008/08/26/chlorella-sp-makhluk-mini-pengisi-tangki/ , diakses tanggal 11 Desember 2008.

Fessenden, Ralph J., Joan S. Fessenden, 1986, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta.

Rahardjo, Djoko, 2008, Mikroalga Sumber Energi Alternatif Masa Depan , http://egamesbox.com/viewthread.php?tid=3761&page=1&authorid=281 , diakses tanggal 11 Desember 2008.

Thomas, 2007, Membuat Biodiesel dari Tumbuhan Alga , http://kamase.org/category/biofuel/m embuat_biodiesel_dari_tumbuhan _alga.html , diakses tanggal 11 Desember 2008.

Wibowo, Cahyo Setyo, 2008, Pengaruh Pencampuran Minyak Solar dengan Biodiesel terhadap Nilai Angka Setananya , http://www.ccitonline.com/mekanikal/tiki-print_article.php?articleId=49 , diakses tanggal 11 Desember 2008.

20