DAFTAR ISTILAH
F. PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR
Proses pengeringan pada minyak jarak pagar akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan kimia dari minyak jarak pagar. Sifat fisik dan kimia tersebut merupakan parameter-parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dalam fungsinya sebagai pengganti minyak tanah (biokerosin). Parameter-parameter tersebut antara lain viskositas kinematik, indeks viskositas,
heating value, danflash point. 1. Viskositas Kinematik
Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi, biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Jika viskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir akan semakin tinggi. Viskositas suatu fluida merupakan ukuran resistansi bahan terhadap aliran. Viskositas tergantung pada suhu dan berkurang dengan naiknya suhu (Przybylski, 2006). Viskositas mempengaruhi derajat pemanasan awal yang diperlukan untuk handling, penyimpanan dan atomisasi yang memuaskan. Jika minyak terlalu kental, maka akan menyulitkan dalam pemompaan, sulit untuk menyalakan burner, dan sulit dialirkan (UNEP, 2006)
Viskositas juga dipengaruhi oleh sifat-sifat dari asam lemak. Menurut Knothe (2005), viskositas meningkat dengan semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak derajat kejenuhan minyak. Knothe dan Steidley (2005) menambahkan, adanya ikatan rangkap akan menurunkan viskositas minyak, dengan posisi cis menghasilkan viskositas lebih rendah daripada posisi trans. Sedangkan percabangan struktur asam lemak tidak terlalu berpengaruh terhadap viskositas.
Nilai viskositas yang dipakai untuk mengukur viskositas minyak adalah viskositas kinematik, yaitu ukuran waktu yang diperlukan oleh minyak untuk mengalir dalam suatu pipa kapiler karena pengaruh gaya gravitasi. Alat yang dipakai untuk mengukur viskositas kinematik adalah viskometer otswald, atau glass capillary viscometer. Satuan untuk viskositas kinematik adalah centistokes (cSt) atau sama dengan mm2 per detik (ASTM, 1965).
2. Indeks Viskositas
Indeks viskositas adalah suatu nilai yang digunakan untuk mengetahui variasi dari viskositas kinematik minyak terhadap perubahan suhu. Nilai indeks viskositas menunjukkan kestabilan minyak untuk mempertahankan viskositasnya terhadap perubahan suhu. Penentuan nilai indeks viskositas melibatkan viskositas kinematik pada suhu 40°C dan 100°C (ASTM, 1979). Daywin et al. (1991) menambahkan, nilai indeks viskositas yang rendah menunjukkan perubahan viskositas yang besar dengan adanya perubahan suhu, sebaliknya perubahan viskositas yang kecil terhadap perubahan suhu akan menghasilkan nilai indeks viskositas yang besar.
3. Heating Value
Heating value atau kalor pembakaran adalah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran sempurna 1 kilogram atau satu satuan berat atau volume bahan bakar. Heating value diukur dengan cara membakar sejumlah minyak menggunakan alat bomb calorimeter (ASTM, 1980). Menurut Argeros et al. (1998), derajat kejenuhan minyak mempengaruhi besar kecilnya energi yang dihasilkan oleh minyak. Energi yang dihasilkan pada pembakaran minyak yang banyak mengandung asam lemak jenuh lebih besar daripada minyak yang banyak mengandung asam lemak tak jenuh. Sedangkan menurut Knothe (2005), heating value juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon. Semakin panjang rantai karbon minyak, maka kalor pembakarannya semakin tinggi.
Besarnya energi yang dihasilkan oleh minyak tergantung oleh kuat lemahnya ikatan kimia antar atom untuk memutuskan ikatan tersebut akibat pengaruh panas. Atom-atom yang telah terputus dari ikatannya akan bereaksi dengan atom-atom lain membentuk suatu ikatan kimia baru yang menghasilkan energi. Jika ikatan baru yang dihasilkan jauh lebih stabil daripada ikatan semula, maka hasil reaksi ini akan menghasilkan energi yang dapat dikonsumsi ( misalkan panas ) (Rinaldi, 2006).
4. Flash Point
Flash point atau titik nyala adalah temperatur terendah dimana bahan bakar dapat menyala dan menghasilkan uap pada kondisi tertentu yang dikoreksi dengan tekanan 1 atm. Penentuan nilai flash point menggunakan alat Pensky Marten Closed Tester (ASTM, 1990). Uji titik nyala merupakan prosedur keamanan yang penting dipertimbangkan oleh setiap laboratorium maupun industri yang menghasilkan materi potensial terbakar. Titik nyala yang terlampau tinggi dapat menyebabkan keterlambatan penyalaan, sementara apabila titik nyala terlampau rendah akan menyebabkan timbulnya detonasi yaitu ledakan ledakan kecil yang terjadi sebelum bahan bakar masuk ruang bakar. Hal ini juga dapat meningkatkan resiko bahaya pada saat penyimpanan (Hendartomo, 2006).
Parameter-parameter lain dari minyak jarak pagar yang dapat mengalami perubahan pada saat pengeringan adalah kadar air, indeks bias, bilangan asam, asam lemak bebas, bilangan iod, dan bilangan penyabunan. Parameter-parameter tersebut juga dapat mempengaruhi kualitas minyak jarak pagar sebagai biokerosin.
1. Kadar Air
Kadar air yang terkandung dalam bahan bakar menyebabkan penurunan mutu bahan bakar karena dapat menurunkan nilai kalor dan memerlukan sejumlah kalor untuk penguapan, menaikkan titik nyala, memperlambat proses pembakaran, dan menambah volume gas buang. Air yang terkandung dalam minyak dibedakan menjadi dua yaitu air eksternal dan air internal. Air eksternal merupakan air yang menempel pada permukaan minyak, sedangkan air internal adalah air yang terikat di dalam minyak secara fisis (Anonim, 2006).
Menurut catatan UNEP (2006), air dapat menyebabkan percikan nyala api pada ujung burner, yang dapat mematikan nyala api, menurunkan suhu api, dan memperlama penyalaan. Pada minyak nabati, seperti minyak
jarak pagar, keberadaan air akan menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme dalam minyak.
2. Bilangan Asam dan Kadar Asam Lemak Bebas
Bilangan asam adalah jumlah miligram potassium hidroksida yang digunakan untuk menetralkan gugus karboksil bebas yang terdapat dalam satu gram minyak. Sedangkan asam lemak bebas adalah jumlah ekivalen asam lemak bebas yang terdapat di dalam minyak yang dihitung dengan satuan persen. Khusus pada minyak yang memiliki asam lemak dominan adalah asam oleat, kadar asam lemak bebas adalah lebih dari 50% dari bilangan asam. Kedua parameter tersebut mengindikasikan kualitas minyak berkenaan dengan sifat keasaman dan berpengaruh terhadap proses penyulingan minyak (Allenet al., 1982).
Bilangan asam menunjukkan asam lemak bebas yang terjadi jika bahan bakar tidak dibuat dengan baik atau terjadi degradasi oksidasi. Pada minyak jarak pagar (Jatropha curcas oil), asam oleat dan asam linoleat merupakan asam lemak dominan. Asam oleat dan asam linoleat merupakan asam lemak tak jenuh bertitik leleh rendah, berturut-turut 16oC dan -7oC (Mardiah et al., 2006). Semakin banyak asam lemak tak jenuh yang terkandung dalam minyak menyebabkan minyak semakin mudah teroksidasi dan mudah terbakar.
3. Bilangan Iod
Bilangan iod adalah jumlah (gram) iod yang dapat diikat oleh 100 gram minyak. Ikatan rangkap yang terdapat dalam asam lemak yang tidak jenuh akan bereaksi dengan iod atau senyawa-senyawa iod. Gliserida dengan tingkat ketidakjenuhan yang tinggi, akan mengikat iod dalam jumlah yang lebih besar (Ketaren, 1986). Allen et al (1982) menambahkan bahwa metode penentuan bilangan iod menggunakan senyawa dari gabungan dua unsur halogen. Jika menggunakan larutan iodin monobromida, maka disebut metode Hanus, dan jika menggunakan larutan iodine monoklorida, maka
Peningkatan bilangan iod menunjukkan banyaknya ikatan rangkap yang terdapat dalam minyak. Menurut Ketaren (1986), minyak dengan bilangan iod yang tinggi termasuk minyak "pengering", artinya minyak ini mudah menguap dan mudah teroksidasi. Dalam bahan pangan berlemak, konstituen yang mudah mengalami oksidasi adalah asam lemak tidak jenuh dan sejumlah kecil persenyawaan yang merupakan konstituen yang cukup penting. Reaksi oksidasi adalah reaksi hidrokarbon yang paling penting dalam fungsinya sebagai bahan bakar (Staf Pengajar Kimia, 1997).
4. Bilangan Penyabunan
Bilangan penyabunan didefinisikan sebagai sejumlah potassium hidroksida yang diperlukan untuk bereaksi secara penuh dengan semua gugus aktif dalam satu gram minyak, dan dapat juga diartikan sebagai sejumlah minyak yang tersabunkan oleh satu mol (56,104 gram) potassium hidroksida. Bilangan penyabunan menunjukkan ukuran rata-rata berat molekul minyak (Allenet al., 1982).
Menurut Ketaren (1986), apabila sejumlah contoh minyak disabunkan dengan KOH berlebihan dalam alkohol maka KOH akan bereaksi dengan trigliserida, yaitu tiga molekul KOH akan bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak. Reaksi penyabunan minyak adalah sebagai berikut :
Gambar 4. Reaksi penyabunan minyak
Besarnya bilangan penyabunan tergantung dari bobot molekul. Minyak yang memiliki bobot molekul rendah akan mempunyai bilangan penyabunan yang tinggi. Minyak yang terdiri dari asam lemak berantai panjang akan memiliki bobot molekul yang lebih tinggi daripada asam lemak berantai pendek. Kenaikan bobot molekul ditandai dengan kenaikan titik
R1COO-CH2 R1COOK HOCH2
+