FAME : Sebuah Revolusi Hijau Biodiesel Konvensional Dalam Penelitian Airable Research oleh Dr Dylan Karis

Seorang peneliti menuangkan minyak kedelai ke dalam reaktor. Tim melihat potensi FAME non-bahan bakar untuk produsen biodiesel.
  • Biodiesel konvensional atau FAME bisa digunakan di luar bahan bakar sebagai pengganti petrokimia dalam berbagai aplikasi.
  • Produksi FAME yang mengikuti standar produksi yang tinggi dan konsisten masih stabil dalam permintaan global akan bahan bakar.
  • Industri kimia bahan baku bisa menjadi opsi untuk mengatasi tantangan dari diesel terbarukan, namun masih perlu dilakukan penelitian dan pengembangan untuk beralih ke sumber daya terbarukan dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.

Seorang peneliti menuangkan minyak kedelai ke dalam reaktor. Tim melihat potensi FAME non-bahan bakar untuk produsen biodiesel. Sumber: https://www.airableresearchlab.com/

Pergeseran global dari produksi petrokimia menuju solusi berbasis bio telah memberikan dorongan bagi produsen biodiesel konvensional. Namun, mereka menghadapi penantang ‘dari dalam’ — biodiesel terbarukan.

Tak gentar, tim ahli kimia dan insinyur dari Airable Research Lab di AS, yang dipimpin oleh Dr Dylan Karis, mengungkapkan bahwa biodiesel konvensional — atau fatty acid methyl ester (FAME) — memiliki sifat yang luar biasa.

Dalam lompatan ke depan untuk kimia hijau, para peneliti menemukan bahwa FAME membuat pengganti yang sangat baik untuk petrokimia dalam rakit aplikasi di luar bahan bakar.

Selama dua puluh tahun terakhir, penyerapan biodiesel tradisional memang hanya membuat kemajuan yang lambat, namun tetap stabil melawan benteng dari industri petrokimia konvensional. Penolakan seperti itu terjadi di AS, dengan preferensi historisnya terhadap bahan bakar fosil. 

Meskipun demikian, saat ini seluruh industri — mulai dari penanam bahan baku seperti petani kedelai hingga produsen biodiesel — didukung oleh penelitian berkelanjutan dan peraturan yang berubah, melayani permintaan global yang terus meningkat akan bahan bakar serbaguna dan dapat terurai secara hayati ini. 

Saat ini melalui laman media online ada banyak resep sederhana yang dapat diakses untuk kemudian dipraktikkan, seperti bagaimana cara membuat biodiesel rumahan dengan menggunakan bahan-bahan rumah tangga biasa, dan lainnya.

Tapi ada penantang ‘dari dalam’: diesel terbarukan mengancam untuk mencuri panggung industri biodiesel tradisional. Namun, Airable Research Lab di AS meneliti dan mengembangkan produk baru dengan bahan baku kedelai guna mengatasi tantangan industri dan konsumen. 

Dr Dylan Karis adalah seorang ahli kimia utama dari Airable, sekaligus kepala tim ahli kimia, yang melihat manfaat biodiesel tradisional di luar bahan bakar, apa yang ditelitinya akan membuat Anda memikirkan kembali manfaat kedelai yang rendah hati.

Apa itu FAME?

Ilustrasi biodiesel konvensional adalah ester murni yang dibuat langsung dari minyak kedelai melalui proses yang disebut transesterifikasi katalis basa. Sumber: https://www.pexels.com/

FAME adalah biodiesel konvensional yang juga dikenal sebagai metil ester asam lemak. Biodiesel konvensional berbeda dalam banyak hal dari diesel terbarukan, meski keduanya sama-sama terbuat dari biomassa organik. FAME merupakan ester generasi pertama atau murni, yang dibuat langsung dari katakanlah, minyak kedelai. Produksinya dilakukan melalui proses yang disebut transesterifikasi terkatalisis basa, menggunakan minyak sayur (trigliserida), basa, dan alkohol. 

Sementara diesel terbarukan, dibuat dengan menghilangkan kotoran dari limbah dan residu biomassa – biasanya minyak nabati -, kemudian mengolahnya dengan air suhu tinggi. 

Biodiesel juga dapat dibuat dari banyak minyak lainnya, seperti bunga matahari, kanola, zaitun, safflower, rapeseed, minyak sawit, hingga minyak jelantah. 

Menurut Karis, yang terpenting pada produksi biodiesel adalah FAME berpegang pada standar produksi tinggi yang murni dan konsisten di seluruh produksi. 

Produksi diesel terbarukan juga memiliki banyak kelebihan, seperti biaya produksi yang relatif rendah, kecepatan pembakaran lebih tinggi, tidak ada batasan dalam pencampuran, hingga mendorong peningkatan komersialitas. 

Hal ini tidak akan menjadi masalah besar bagi produsen FAME jika mereka dapat membuat diesel terbarukan, tetapi banyak pabrik biodiesel tidak dilengkapi peralatan untuk melakukannya. 

Salah satu opsi untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan memproduksi bahan kimia bahan baku; Karis menggambarkan ini sebagai ‘tulang punggung industri kimia’. Mereka adalah bahan kimia dasar yang digunakan untuk membuat banyak produk yang kami gunakan: plastik, kemasan, furnitur, dan peralatan. 

Menurut Badan Energi Jerman, 87% bahan kimia bahan baku berbasis minyak bumi, dan produksinya memicu emisi karbon. Oleh karena itu diperlukan alternatif biodiesel. 

Bagaimana Produksi dan Kandungan FAME?

Berdasar pada penelitian yang sedang berlangsung di seluruh dunia, tim Karis mengungkapkan bagaimana proses kimia yang berbeda menggunakan FAME dapat menghasilkan berbagai alternatif untuk bahan baku bahan kimia berbasis minyak bumi. 

Produsen FAME memasok produsen kimia dengan bahan baku untuk berbagai produsen, termasuk polimer, seperti PVC, dan sulfonat, yang merupakan komponen penting dalam komoditas pribadi seperti deterjen, Lebih baik, lebih aman, dan berkelanjutan.

Mungkin tampak panjang untuk membayangkan biodiesel dalam sampo bayi. Namun, Karis dan timnya telah mengidentifikasi seluruh rangkaian cairan fungsional yang digunakan bersama dengan mesin dan peralatan yang mungkin awalnya lebih cocok untuk biodiesel, seperti pelumas, cairan transmisi, dan cairan pengerjaan logam (digunakan untuk mendinginkan dan melumasi alat untuk mengurangi keausan keseluruhan guna meningkatkan masa pakai alat). 

Dalam kebanyakan kasus, penelitian menunjukkan bahwa dengan penyesuaian kecil dalam proses reaktif, produsen FAME dapat menghasilkan alternatif cairan fungsional berbasis minyak bumi — dengan sifat yang lebih efisien dan berkelanjutan.

Contoh kasusnya seperti Karis dan timnya, mereka menemukan pengujian di mana pelumas berbasis bio yang berasal dari FAME, memiliki kemampuan yang lebih besar untuk bekerja pada tekanan tinggi dalam waktu yang lebih lama daripada pelumas berbasis parafin tradisional. 

Peningkatan kinerja pelumas berbahan dasar FAME tidaklah unik, seperti yang ditunjukkan oleh penelitian lain, yang menunjukkan bagaimana pelumas dan gemuk berbahan dasar FAME menampilkan sifat pencegah keausan yang sesuai dan dalam beberapa kasus, bekerja jauh lebih baik daripada minyak mineral.

Hal ini penting bagi produsen FAME — pelumas dan gemuk sangat penting di mana pun komponen mesin perlu dipindahkan, dan saat ini, 90% pelumas berbahan dasar minyak bumi. Jadi, ada ruang yang luar biasa untuk pertumbuhan dengan momentum beralih dari bahan bakar fosil.

Cairan hidrolik juga merupakan komponen penting dalam permesinan, terutama di industri otomotif, pertambangan, dan konstruksi. Mereka memiliki properti khusus untuk memenuhi tuntutan pajak, seperti temperatur dingin, lingkungan kotor, beban berat. 

Namun, seperti produk berbasis minyak bumi lainnya, cairan hidrolik memiliki potensi merusak lingkungan jangka panjang di luar yang dihasilkan oleh sumbernya —kebocoran dan pembuangan cairan hidrolik bekas merupakan tantangan yang signifikan. 

Sekali lagi, tim Airable Research Lab telah menemukan penelitian yang menunjukkan bahwa cairan hidrolik berbasis FAME tidak hanya memenuhi standar peraturan lingkungan yang ketat di Eropa dan AS, tetapi juga mengukur tingkat viskositas industri dan bahkan melampaui kinerja volatilitas produk berbasis minyak bumi.

Sementara industri dengan mesin besar bergantung pada cairan hidrolik tugas berat, mereka yang terlibat dalam pembuatan barang miniatur yang menuntut presisi tinggi memiliki permintaan yang berbeda. 

Produk berbasis FAME juga dapat memasuki ruang yang saat ini didominasi oleh produk berbasis minyak yang kritis. Manufaktur semacam itu membutuhkan apa yang disebut pemesinan pelepasan listrik, atau EDM.

Cairan pelumas yang digunakannya — cairan dielektrik — juga harus bertindak sebagai konduktor listrik. Minyak sintetis biasanya digunakan untuk membuatnya, tetapi pembuatannya mahal, dan meskipun cairan berbahan dasar minyak tanah lebih murah, namun tidak bertahan lama. Penelitian telah menunjukkan bahwa, dengan beberapa optimasi formulasi, FAME dapat menggantikan minyak tanah dalam cairan dielektrik.

Tim Karis mengungkapkan bagaimana proses kimia yang berbeda menggunakan FAME dapat menghasilkan berbagai alternatif untuk bahan baku bahan kimia berbasis minyak bumi.

Biodiesel: Di Luar Biofuel

Reaksi kimia dengan FAME. Bagian tengah mewakili kemungkinan struktur FAME yang tersedia di mana panjang karbon dan derajat ketidakjenuhan dapat berubah. Sumber: Karis et al (2022) Biofuels Bioprod Bioref atas izin John Wiley & Sons.

Karis dan timnya telah berkelana di luar bidang permesinan yang sudah dikenal dalam mencari peluang dan aplikasi lain untuk biodiesel. Mereka telah menemukan penelitian yang mendukung kesesuaiannya di banyak bidang yang berbeda. Ini termasuk pembuatan pelarut, perekat, bahan pembantu, pestisida, dan aspal peremajaan. 

Pada setiap kasus, sifat berbasis bio FAME membuatnya lebih ramah lingkungan daripada bahan kimia berbasis minyak bumi, lebih sedikit racunnya, dan lebih aman untuk digunakan. Inilah yang penting dari energy berkelanjutan.

FAME memang memiliki dua kelemahan, meskipun: dalam beberapa kasus, saat ini FAME lebih mahal daripada bahan kimia berbasis minyak bumi; dan menuai manfaat yang ditunjukkan dalam penelitian pada skala industri akan membutuhkan investasi dan komitmen strategis yang signifikan. Namun, permintaan akan solusi berbasis bio terbarukan telah melewati titik tanpa harapan. 


Baca juga:

Mengintip Pengoptimalisasian Limbah Minyak Kelapa Sawit Dalam Biodesel

Bioavtur Sebagai Bahan Bakar Terbarukan Pesawat Terbang


Produksi minyak bumi akan berlanjut di masa mendatang, dan turunan kimianya akan tetap digunakan untuk beberapa waktu, tetapi pergeseran jangka panjang darinya tidak dapat dihentikan.

Solar terbarukan mungkin menjadi penantang sebagai bahan bakar alternatif berbasis bio atau aditif bahan bakar. Namun, seperti yang ditunjukkan oleh Karis dan tim Airable Research Lab, sains mendukung kesesuaian FAME dalam serangkaian aplikasi di luar peran tradisionalnya. Ini adalah kabar baik bagi produsen FAME, yang sekarang dapat menggunakannya untuk membantu mengembangkan portofolio produk berbasis bio. 

Kabar baik lainnya adalah bahwa mereka memiliki semangat waktu di pihak mereka — ada pergeseran global menuju kimia ramah lingkungan dan solusi yang lebih baik, lebih aman, dan berkelanjutan untuk produksi bahan kimia. Bahkan, mungkin tidak pernah ada waktu yang lebih baik untuk menjadi produsen biodiesel atau petani kedelai.

Itulah FAME dalam penelitian Airable Research oleh Dr Dylan Karis. Sekarang, bukankah  Sobat EBT Heroes sudah cukup tercerahkan?

#zonaebt #sebarterbarukan #ebtheroesi

Penulis: Melati Indah Lestari

Editor: Himatul Azqiya

Referensi

Karis, D, Cain, R, Young, K, dkk, (2022) Penggunaan non-bahan bakar untuk metil ester asam lemak, Biofuel, Bioproduk dan Biorefining, 16(6), 1893–1908. doi.org/10.1002/bbb.2422

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *