Ketersediaan dan konsumsi energi merupakan indikator utama pembangunan dan kemajuan sosial ekonomi suatu negara. Saat ini, sebagian besar kebutuhan energi global dipenuhi oleh sumber daya fosil yang tidak terbarukan seperti batu bara, minyak mentah, dan gas alam. Oleh karena itu, terdapat dukungan terhadap bauran energi berkelanjutan dengan adanya tuntutan yang signifikan untuk mengganti bahan bakar fosil dengan bahan bakar alternatif terbarukan, menarik secara ekonomi, bersih, dan ramah lingkungan.

Biodiesel merupakan salah satu contoh bahan bakar cair berkelanjutan dan ramah lingkungan yang mendapat banyak perhatian. Biasanya diproduksi dengan mereaksikan minyak atau lemak dengan metanol menggunakan katalis yang sesuai. Biodiesel memiliki banyak keunggulan dibandingkan petrodiesel konvensional. Bahan ini dapat terbiodegradasi, tidak beracun, terbarukan, dan memiliki sifat pelumasan serta kemampuan bercampur yang baik dengan petrodiesel untuk tujuan pencampuran.

Aspek penting dalam produksi biodiesel adalah pemilihan katalis yang sesuai. Katalis homogen yang digunakan secara tradisional dibatasi oleh selektivitas bahan bakunya berdasarkan kandungan asam lemak, non-recoverability, dan terbentuknya sabun, sehingga mengurangi hasil biodiesel. Tantangan pemisahan menyebabkan peningkatan biaya produksi dan dampak negatif terhadap lingkungan. Katalis heterogen sekarang lebih disukai karena mengatasi keterbatasan katalis homogen. Bahan-bahan tersebut tidak beracun, dapat digunakan kembali, tidak korosif, ramah lingkungan, dan dapat dipulihkan. Pendekatan yang umum dilakukan adalah dengan memproduksi katalis heterogen dari bahan limbah seperti tulang dan cangkang hewan dengan kalsium oksida (CaO) sebagai komponen aktif utama katalis tersebut.

Produksi biodiesel menghadapi beberapa tantangan, seperti variabilitas bahan baku dan ketergantungan pada katalis homogen. Penelitian ini bertujuan untuk mengatasi permasalahan tersebut dengan mengoptimalkan campuran terner limbah minyak dan mengembangkan katalis heterogen. Penelitian ini mengevaluasi secara komprehensif produksi biodiesel dari campuran bahan baku minyak yang diformulasikan secara optimal yang terdiri dari minyak jelantah, limbah minyak sawit, dan limbah lemak hewani (65,46%, 18,56%, dan 15,98%) menggunakan katalis komposit heterogeny yang dibuat dari limbah ubin marmer yang dikalsinasi dan tangkai pisang raja. Katalis ini memiliki fungsionalitas yang tinggi, tercermin dari luas permukaannya (288,1 m²/g) dan komposisi kimianya (47,80% Ca, 11,06% K, 4,11% Mg, dan 2,31% Al). Rendemen biodiesel optimum tervalidasi sebesar 98,31% diperoleh dengan manta ray foraging optimization (MRFO) pada suhu reaksi 61^oC, konsentrasi katalis 2% berat, waktu reaksi 149,98 menit, dan rasio metanol terhadap minyak 6,01:1. Sifat-sifat biodiesel yang dihasilkan pada kondisi optimal sebanding dengan standar yang ditetapkan. Penelitian ini telah menunjukkan valorisasi bahan limbah untuk produksi bahan bakar bermanfaat seperti biodiesel dan penerapan machine learning and optimization tools memberikan peluang untuk peningkatan dan intensifikasi proses.

Kontribusi utama penelitian ini terletak pada mengatasi keterbatasan ketersediaan bahan baku dan meningkatkan efisiensi proses produksi biodiesel. Penelitian ini menghadirkan solusi unik terhadap tantangan produksi biodiesel saat ini, membuka jalan bagi proses yang lebih berkelanjutan dan efisien dalam mencari bahan bakar alternatif dan ramah lingkungan.

Dalam upaya meningkatkan produksi biodiesel, penelitian lanjutan perlu dilakukan untuk menguji komposisi katalis alternatif yang dapat meningkatkan efisiensi katalitik dan memperluas jangkauan bahan baku yang dapat digunakan. Selain itu, penting untuk mengevaluasi skalabilitas proses untuk keperluan industri, karena hal ini akan memfasilitasi transisi temuan laboratorium ke aplikasi skala besar dan menjamin kelayakan dan kepraktisan proses produksi biodiesel yang diusulkan. Melakukan upaya-upaya ini akan lebih menyempurnakan dan meningkatkan penerapan proses yang dikembangkan dalam konteks industri yang sesungguhnya.

Andrew Nosakhare Amenaghawon, Melissa Osagbemwenorhue Omede, Glory Odoekpen Ogbebor, Stanley Aimhanesi Eshiemogie, Shedrach Igemhokhai, Nelson Iyore Evbarunegbe, Joshua Efosa Ayere, Blessing Esohe Osahon, Peter Kayode Oyefolu, Steve Oshiokhai Eshiemogie, Chinedu Lewis Anyalewechi, Maxwell Ogaga Okedi, Benita Akachi Chinemerem, Heri Septya Kusuma, Handoko Darmokoesoemo, Ibhadebhunuele Gabriel Okoduwa, 2024, Optimized biodiesel synthesis from an optimally formulated ternary feedstock blend via machine learning-informed methanolysis using a composite biobased catalyst, Bioresource Technology Reports, 25, 101805, https://doi.org/10.1016/j.biteb.2024.101805

Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589014X2400046X