Beberapa saran yang dapat diberikan untuk penelitian-penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut:
1. Pengujian parameter-parameter biodiesel perlu dilakuan secara lengkap sesuai dengan Standar Biodiesel Indonesia (SNI 04-7182-2006) untuk mengetahui mutu biodiesel secara keseluruhan. 2. Uji coba produksi biodiesel biji jarak pagar melalui transesterifikasi in situ perlu dilakukan
dalam skala pilot, maupun skala industri.
30
DAFTAR PUSTAKA
Achten W.M.J., Verchot L., Franken Y.J., Mathijs E., Singh V.P., Aerts R. dan Muys B.. 2008. Jatropha Biodiesel Production and Use. Biomass and Bioenergy, 32: 1063-1084.
AOAC. 1995. Official Method of Analysis of Analitycal Chemistry. Washington DC: Association of Official Analytical Chemist.
[BALITBANG] Balai Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2008. Teknologi Budidaya Jarak Pagar. www.lampung.litbang.deptan.go.id. [24 Juli 2011]
[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 1992. Cara Uji Makanan dan Minuman. SNI 01-2891-1992. [BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2006. Biodiesel. SNI 04-7182-2006.
Corro G., Tellez N., Ayala E. dan Ayala A.M. 2010. Two-step Biodiesel Production from Jatropha curcas Crude Oil using SiO2.HF Solid Catalyst for FFA Esterification Step. Fuel, 89: 2815-2821.
Darnoko, Hermawan T. dan Guritno P. 2001. Teknologi Produksi Biodiesel dan Prospek Pengembangannya di Indonesia. Warta PPKS, 9: 17-27.
Dwi A.H. 2008. Mesin Pemecah Buah Jarak Pagar. Malang: Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat.
Freedman B., Butterfield R.O. dan Pryde E.H. 1986. Transesterification Kinetics of Soybean Oil. J. Am. Oil Chem. Soc., 63: 1375-1380.
Georgogianni K.G., Kontominas M.G., Pomonis P.J., Avlonitis D. dan Gergis V. 2008. Conventional and in Situ Transesterification of Sunflower Seed Oil for The Production of Biodiesel. Fuel Processing Technology, 89: 503-509.
Haas M.J., Karen M.S., William N.M. dan Thomas A.F. 2004. In Situ Alkaline Transesterication: An Effective Method of The Production of Fatty Acid Esters from Vegetable Oils. J. Am. Oil Chem. Soc., 81: 83-89.
Haas M.J. dan M.S. Karen. 2007. Moisture Removal Substantially Improves The Efficiency of in Situ Biodiesel Production from Soybeans. J. Am. Oil Chem. Soc., 84: 197-204.
Hambali E., Mujdalipah S., Halomoan A.T., Waries A.P. dan Hendroko R. 2007a. Teknologi Bioenergi. Jakarta: Agromedia.
Hambali E., Suryani A., Dadang, Hariyadi, Hanafie H., Reksowardojo I.K., Rivai M., Ihsanur M., Suryadarma P., Tjitrosemito S., Soerawidjaja T.H., Prawitasari T., Prakoso T. dan Purnama W. 2007b. Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel. Jakarta: Penebar Swadaya.
Heyne K. 1987. Tanaman Berguna Indonesia Jilid II. Jakarta: Badan LITBANG Kehutanan.
Ian. 2011. Stok dalam Negeri Mengkhawatirkan, Indonesia Bukan Lagi Negara Minyak.
http://www.rimanews.com/read/20110531/29983/stok-dalam-negeri-mengkhawatirkan-indonesia-bukan-lagi-negara-minyak. [29 Juni 2011]
Jain S. dan Sharma M.P. 2010. Kinetics of Acid Base Catalized Transesterification of Jatropha curcas
Oil. Bioresource Technology, 101: 7701-7706.
Kartika I. A., Yuliani, Ariono D., Sugiarto. 2009. Rekayasa Proses Produksi Biodiesel Berbasis Jarak Pagar Melalui Transesterifikasi in Situ. Laporan Akhir Hibah Kompetitif Penelitian sesuai Prioritas Nasional Batch II-DIKTI. Departemen Teknologi Industri Pertanian. FATETA-IPB. Ketaren, S. 2008. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Press.
Khan A.K. 2002. Research Into Biodiesel Kinetics and Development. Queensland: The University of Queensland.
31
Knothe G. 2005a. Cetane Numbers-Heat of Combustion-Why Vegetable Oils and Their DerivativesAre Suitable as a Diesel Fuel. Dalam: Knothe G., Van Gerpen J., Krahl J. (eds). The Biodiesel Handbook. United States of America: AOCS Press.
Knothe G. 2005b. Viscosity Bioidesel. Dalam: Knothe G., Van Gerpen J., Krahl J. (eds). The Biodiesel Handbook. United States of America: AOCS Press.
Legowo E. 2001. Experience in Palm Biodiesel Application for Transportation. Dalam: Proceedings of The Internationals Biodiesel Workshorp. Medan, 2-4 Oktober 2010.
Makkar H.P.S., Aderibigbe A.O., Becker K. 1998. Comparative Evaluation of A Nontoxic and Toxic Varieties of Jatropha curcas for Chemical Composition, Digestibility, Protein Degradability and Toxic Factors. Food Chem, 62: 207-215.
Mattjik A.A. dan Sumertajaya I. M.. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab Jilid I. Bogor: IPB Press.
Mittelbach M. dan Remschmidt C. 2006. Biodiesel: The Comprehensive Handbook. Austria: Martin Mittelbach.
Nurcholis M. dan Sumarsih S. 2007. Jarak Pagar dan Pembuatan Biodiesel. Yogyakarta: Kanisius. Orliac O., Rouilly A., Silvestre D. dan Rigal L. 2003. Effect of Various Plasticizers on The
Mechanical Properties, Water Resistance and Aging of Thermo-moulded Films Made from Sunflower Proteins. Industrial Crops and Products, 18: 91-100.
Ozgul-Yucel S. dan Turkay S. 2003. FA Monoalkylester from Rice Bran Oil by in Situ Transesterification. J. Am. Oil Chem. Soc., 81: 81-84.
Qian J., Fei W., Sen L. dan Zhi Y. 2008. In Situ Alkaline Transeterification of Cotton Seed Oil for Production Biodiesel an Non Toxic Cotton Seed Meal. Bioresource Technology, 99: 9009-9012.
Shuit S.H, Lee K.T, Kamaruddin A.H dan Yusup S. 2009. Reactive Extraction and in Situ Transesterification of Jatropha curcas L. Seeds for The Production of Biodiesel. Fuel, 89: 527-530.
Siler-Marinkovic S. dan Tomasevic A. 1998. Transesterification of Sunflower Oil in Situ. Fuel, 77: 1398-1391.
Syah A. N. A. 2006. Biodiesel Jarak Pagar: Bahan Bakar Alternatif yang ramah Lingkungan. Jakarta: Agromedia Pustaka.
Tambun H. 2009. Analisis Pengaruh Temperatur Reaksi dan Konsentrasi Katalis KOH dalam Media Etanol terhadap Perubahan Karakteristik Fisika Biodiesel Minyak Kelapa [Tesis]. USU Repositiry.
Utami S.W. 2010. Kajian Proses Produksi Biodiesel Melalui Transesterifikasi in Situ Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) pada Berbagai Kondisi Operasi [Skripsi]. Departemen Teknologi Industri Pertanian. FATETA-IPB.
Van Gerpen J. 2005. The Basic of Diesel Engines and Diesel Fuels. Dalam: Knothe G., Van Gerpen J., Krahl J. (eds). The Biodiesel Handbook. United States of America: AOCS Press.
Warsiki E., Sumangat D. dan Rismawati W. 2007. Pengaruh Bahan dan Kondisi Pengemasan terhadap Mutu Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn). Dalam: Konferensi Jarak Pagar-Menuju Bisnis Jarak Pagar yang Feasible. Bogor, 19 Juni 2007.
Wina E. 2008. Bungkil Biji Jarak Pakan Murah dan Bergizi. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian Vol 30 No. 4 2008.
Winarno F.G. 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia.
Zeng J., Wang X., Zhao B., Sun J. dan Wang Y. 2009. Rapid in Situ Transesterification of Sunflower Oil. Ind Eng Chem Res, 48: 850-856.
32
Zuprianto. 2011. Stok Minya Bumi di Indonesia Tinggal 23 Tahun Lagi.http://riaubisnis.com/index.php/industry-news/ekstraksi-news/2903-stok-persediaan-minyak-bumi-di-indonesia-tinggal-23-tahun-lagi. [12 Juni 2011]
33
34
Lampiran 1. Prosedur analisis karakterisasi bahan baku (analisis proksimat)
1. Kadar Air (AOAC 1995, 950.46)
Cawan kosong yang bersih mula-mula dikeringkan dalam oven selama 15 menit dengan suhu 105°C dan didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang. Sebanyak 5 gram sampel dimasukkan ke dalam cawan yang telah ditimbang tersebut dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C selama 6 jam. Selanjutnya cawan dipindahkan ke dalam desikator, didinginkan dan ditimbang. Apabila bobot cawan belum konstan maka proses pengeringan dan penimbangan tersebut dilanjutkan 3-4 kali atau sampai diperoleh bobot konstan yang dapat disebut sebagai bobot akhir sampel. Kadar air dapat dihitung berdasarkan kehilangan berat, yaitu selisih antara bobot awal sampel dan bobot akhir sampel, dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air % = a−b
a × 100%
Keterangan:
a = bobot awal sampel (gram) b = bobot akhir sampel (gram)
2. Kadar Lemak (SNI 01-2891-1992)
Sampel yang telah dikeringkan (sisa analisis kadar air) ditimbang dalam kertas saring, kemudian dipasang dalam labu soxhlet dan kondensor. Reflux dilakukan dengan pelarut lemak selama 5 jam. Setelah itu, sampel dikeluarkan dari labu soxhlet, dikeringkan, dan didinginkan dalam desikator. Selanjutnya ditimbang sampai bobotnya konstan. Kadar lemak dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar lemak (%) = a−b
w × 100%
Keterangan:
a = bobot sampel + kertas saring sebelum diekstraksi (gram) b = bobot sampel + kertas saring setelah diekstraksi (gram) w = bobot sampel (gram)
35
3. Kadar Serat Kasar (SNI 01-2891-1992)
Sampel sebanyak 1 gram dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 300 ml kemudian ditambahkan 100 ml H2SO4 0.325 N. Bahan selanjutnya dihidrolisis di dalam otoklaf bersuhu 105°C selama 15 menit. Bahan didinginkan, kemudian ditambahkan 50 ml NaOH 1.25 N dan dihidrolisis kembali di dalam otoklaf bersuhu 105°C selama 15 menit. Bahan disaring dengan menggunakan kertas saring yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya. Setelah itu kertas saring dicuci berturut-turut dengan menggunakan air panas, 25 ml H2SO4 0.325 N, air panas lagi kemudian 25 ml aseton atau alkohol. Residu dan kertas saring dikeringkan dalam oven bersuhu 110°C selama 1-2 jam. Kadar serat kasar dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar serat kasar % = a−b
w × 100%
Keterangan:
a = bobot residu dalam kertas saring yang telah dikeringkan (gram) b = bobot kertas saring (gram)
w = bobot sampel (gram)
4. Kadar Protein (AOAC 1995, 991.20)
Sampel sebanyak 0.1 gram dimasukkan ke dalam labu Kjedhal. Katalis ditimbang sebanyak 1 gram yang terdiri dari CuSO4: Na2SO4 = 1:1.2. Selanjutnya ditambahkan 2.5 ml H2SO4 pekat dan didekstruksi sampai cairan bewarna hijau jernih, ekstraksi dilanjutkan selama 30 menit.
Labu beserta isinya didinginkan sampai suhu kamar, kemudian isinya dipindahkan ke dalam alat destilasi dan ditambahkan 15 ml NaOH 50% (sampai larutan menjadi basa). Hasil sulingan ditampung ke dalam erlenmeyer 200 ml yang berisi H2SO4 0.02 N sampai tertampung tidak kurang dari 50 ml destilat, kemudian hasilnya dititrasi dengan H2SO4 0.02 N disertai penambahan indikator mensel (campuran metil red dan metil blue) 3-4 tetes. Perlakuan tersebut juga dilakukan terhadap blanko. Kadar protein dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar protein % = a × N × 14 × 6.25
w × 100%
Keterangan:
a = selisih ml H2SO4 yang digunakan dalam menitrasi blanko dan sampel N = normalitas larutan H2SO4
36
5. Kadar Abu (AOAC 1995, 923.03)
Sampel ditimbang sebanyak 2-3 gram, kemudian dimasukkan ke dalam sebuah cawan porselen yang telah diketahui bobot tetapnya. Sampel diarangkan di atas pemanas lalu diabukan dalam tanur listrik pada suhu 550°C selama 5-6 jam sampai pengabuan sempurna. Cawan kemudian didinginkan dalam desikator, lalu ditimbang sampai bobot tetap. Kadar abu dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar abu (%) = w1− w2
w × 100%
Keterangan:
w = bobot sampel sebelum diabukan (gram)
w1 = bobot sampel + cawan sesudah diabukan (gram) w2 = bobot cawan kosong (gram)
6. Kadar Karbohidrat
Kadar karbohidrat dihitung dengan cara by difference seperti rumus berikut ini:
Kadar karbohidrat % = 100%−(kadar air + kadar lemak + kadar serat kasar + kadar protein + kadar abu)
37
Lampiran 2. Prosedur analisis karakteristik biodiesel dan ampas biji jarak
pagar
1. Viskositas Biodiesel(SNI 04-7182-2006)
Analisis ini dilakukan dengan menggunakan alat viskosimeter. Aquades dipanaskan pada suhu 40°C dan dimasukkan ke dalam tabung viskosimeter Ostwald. Waktu yang diperlukan untuk mencapai tanda tera dicatat. Selanjutnya biodiesel dipanaskan pada suhu 40°C dan dimasukkan ke dalam tabung viskosimeter Ostwald. Kemudian waktu yang diperlukan untuk mencapai tanda tera dicatat. Viskositas biodiesel dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Viskositas = ŋ × d2 × t2 d1 × t1
Keterangan:
ŋ = viskositas aquades suhu 40°C d2 = densitas aquades suhu 40°C (gr/mL)
t1 = waktu yang diperlukan untuk aquades mengalir (detik) d2 = densitas biodiesel suhu 40°C (gr/mL)
t2 = waktu yang diperlukan untuk biodiesel mengalir (detik)
2. Bilangan Asam Biodiesel(SNI 04-7182-2006)
Sampel ditimbang sebanyak 2 gram dalam erlenmeyer, kemudian ditambahkan 10 ml etanol netral 95% dan dipanaskan selama 10 menit dalam penangas air sambil diaduk. Larutan kemudian dititrasi dengan KOH 0.1 N dengan indikator larutan phenolphthalein 1% dalam etanol, sampai terlihat warna merah jambu. Bilangan asam sampel dihitung dengan rumus sebagai berikut:
AV = VKOH × NKOH × 56.1 Wsampel
Keterangan:
AV = Bilangan asam
VKOH = Banyaknya larutan KOH yang digunakan untuk titrasi sampel (ml) NKOH = Normalitas larutan KOH
38
3. Bilangan Penyabunan Biodiesel (SNI 04-7182-2006)
Sampel ditimbang sebanyak 2 gram dalam erlenmeyer bertutup asah. Perlahan ditambahkan 25 ml KOH 0.5 N dengan pipet. Labu erlenmeyer dihubungkan dengan pendingin tegak dan contoh didihkan dengan hati-hati sampai contoh tersabunkan dengan sempurna, yaitu jika diperoleh larutan yang bebas dari butir-butir minyak. Larutan didinginkan dan bagian dalam dari pendingin tegak dibilas dengan sedikit air. Selanjutnya, larutan ditambahkan 1 ml larutan indikator phenolphthalein, kemudian dititrasi dengan HCl 0.5 N sampai warna merah jambu menghilang. Titrasi dilakukan juga untuk blanko, yaitu pelarut KOH 0.5 N. Bilangan penyabunan sampel dihitung dengan rumus sebagai berikut:
SV = VHCL blanko − VHCL sampel × 28.5 Wsampel
Keterangan:
SV = Bilangan penyabuan
VHCl blank = Banyaknya larutan HCl yang digunakan untuk titrasi blanko (ml) VHCl sampel = Banyaknya larutan HCl yang digunakan untuk titarsi sampel (ml) Wsampel = Bobot sampel (gram)
4. Bilangan Ester Biodiesel
Bilangan ester merupakan selisih antara bilangan penyabunan dengan bilangan asam. Bilangan ester dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
EV = SV−AV
Keterangan:
EV = bilangan ester (mg KOH/g) SV = bilangan penyabunan (mg KOH/g) AV = bilangan asam (mg KOH/g)
5. Kadar Abu Biodiesel (AOAC 1995, 950.46)
Sampel ditimbang sebanyak 2-3 gram, kemudian dimasukkan ke dalam sebuah cawan porselen yang telah diketahui bobot tetapnya. Sampel diarangkan di atas pemanas dan diabukan dalam tanur listrik pada suhu 550°C selama 5-6 jam sampai pengabuan sempurna. Cawan kemudian didinginkan dalam desikator, lalu ditimbang sampai bobot tetap. Kadar abu dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
39
Kadar Abu = W1− W2
W × 100%
Keterangan
W = Bobot sampel sebelum diabukan (gram)
W1 = Bobot sampel + cawan sesudah diabukan (gram) W2 = Bobot cawan kosong (gram)
6. Kadar Total Volatile Matter Ampas Biji Jarak Pagar (AOAC 1995, 950.46)
Cawan kosong yang bersih mula-mula dikeringkan dalam oven selama 15 menit dengan suhu 105°C dan didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang. Sebanyak 5 gram sampel dimasukkan ke dalam cawan yang telah ditimbang tersebut dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C selama 6 jam. Selanjutnya cawan dipindahkan ke dalam desikator, didinginkan dan ditimbang. Apabila bobot belum konstan maka proses pengeringan dan penimbangan tersebut dilanjutkan 3-4 kali atau sampai diperoleh bobot konstan yang dapat disebut sebagai bobot akhir sampel. Kadar total volatile matter dapat dihitung berdasarkan kehilangan berat, yaitu selisih antara bobot awal sampel dan bobot akhir sampel, dengan menggunakan rumus sebagai berikut:Kadar ���� �� ��� � ����� % = a−b
a × 100%
Keterangan:
a = bobot awal sampel (gram) b = bobot akhir sampel (gram)
7. Kadar Bahan Terekstrak Ampas Biji Jarak Pagar (SNI 01-2891-1992)
Sampel yang telah dikeringkan (sisa analisis kadar total volatile matter) ditimbang dalam kertas saring, kemudian dipasang dalam labu soxhlet dan kondensor. Reflux dilakukan dengan pelarut lemak selama 5 jam. Setelah itu, sampel dikeluarkan dari labu soxhlet, dikeringkan, dan didinginkan dalam desikator. Selanjutnya ditimbang sampai bobotnya konstan. Kadar bahan terekstrak dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
Kadar bahan terekstrak (%) = a−b
w × 100%
Keterangan:
a = bobot sampel + kertas saring sebelum diekstraksi (gram) b = bobot sampel + kertas saring setelah diekstraksi (gram) w = bobot sampel (gram)
40
Lampiran 3. Hasil karakterisasi biodiesel dan ampas biji jarak pagar
NO PERLAKUAN BIODIESEL AMPAS Rendemen (%) Bilangan Asam (mg KOH/g) Bilangan Penyabunan (mg KOH/g) Bilangan Ester (mg KOH/g) Viskositas (cSt) Kadar Abu (%) Kadar Volatile Matter (%) Kadar Bahan Terekstrak (%) 1 A1B1C1 83.77 0.26 190.11 189.85 3.60 0.000 2.59 10.37 2 A1B1C2 83.74 0.20 186.92 186.72 3.51 0.000 3.07 9.84 3 A1B1C3 82.54 0.20 193.44 193.24 3.51 0.000 2.98 8.42 4 A1B2C1 86.67 0.20 194.30 194.10 3.97 0.000 2.79 11.23 5 A1B2C2 86.61 0.20 187.43 187.23 3.50 0.000 3.39 9.52 6 A1B2C3 83.52 0.20 189.23 189.03 3.49 0.007 3.64 9.75 7 A2B1C1 83.80 0.20 186.56 186.36 6.36 0.000 2.43 11.42 8 A2B1C2 87.51 0.26 193.58 193.32 3.51 0.000 1.80 3.94 9 A2B1C3 83.99 0.20 191.85 191.65 3.55 0.000 3.26 9.22 10 A2B2C1 84.09 0.20 185.49 185.29 4.09 0.000 2.05 7.71 11 A2B2C2 87.57 0.20 187.08 186.88 3.49 0.000 2.08 7.51 12 A2B2C3 83.85 0.20 186.56 186.36 3.50 0.000 2.52 8.25
41
Lampiran 4. Hasil sidik ragam (α = 0.05)
Keterangan: A = waktu reaksi
B = kecepatan pengadukan C = rasio metanol/heksan/bahan
1. Hasil sidik ragam untuk rendemen biodiesel
Sumber Keragaman DF Sum of Squares Mean Square F-hitung Pr > F
Perlakuan 11 67.5155458 6.1377769 0.99 0.5054
Error 12 74.6488500 6.2207375
Total 23 142.1643958
R-Square Coeff. Var Root MSE Respon Mean
0.474912 2.941016 2.494141 84.80542
Sumber Keragaman DF Type I SS Mean Square F-hitung Pr > F
A 1 2.60700417 2.60700417 0.42 0.5296 B 1 8.08520417 8.08520417 1.30 0.2765 A*B 1 7.13950417 7.13950417 1.15 0.3051 C 2 33.80270833 16.90135417 2.72 0.1063 A*C 2 13.36285833 6.68142917 1.07 0.3723 B*C 2 1.67085833 0.83542917 0.13 0.8756 A*B*C 2 0.84740833 0.42370417 0.07 0.9345
2. Hasil sidik ragam untuk bilangan asam biodiesel
Sumber Keragaman DF Sum of Squares Mean Square F-hitung Pr > F
Perlakuan 11 0.01200000 0.00109091 0.26 0.9835
Error 12 0.05040000 0.00420000
Total 23 0.06240000
R-Square Coeff. Var Root MSE Respon Mean
42
Sumber Keragaman DF Type I SS Mean Square F-hitung Pr > FA 1 0.00000000 0.00000000 0.00 1.0000 B 1 0.00240000 0.00240000 0.57 0.4643 A*B 1 0.00000000 0.00000000 0.00 1.0000 C 2 0.00120000 0.00060000 0.14 0.8683 A*C 2 0.00360000 0.00180000 0.43 0.6610 B*C 2 0.00120000 0.00060000 0.14 0.8683 A*B*C 2 0.00360000 0.00180000 0.43 0.6610
3. Hasil sidik ragam untuk bilangan penyabunan biodiesel
Sumber Keragaman DF Sum of Squares Mean Square F-hitung Pr > F
Perlakuan 11 222.4330458 20.2211860 0.47 0.8897
Error 12 517.0814500 43.0901208
Total 23 739.5144958
R-Square Coeff. Var Root MSE Respon Mean
0.300783 3.466217 6.564307 189.3796
Sumber Keragaman DF Type I SS Mean Square F-hitung Pr > F
A 1 17.73320417 17.73320417 0.41 0.5333 B 1 25.48220417 25.48220417 0.59 0.4568 A*B 1 29.72600417 29.72600417 0.69 0.4224 C 2 10.04335833 5.02167917 0.12 0.8910 A*C 2 87.69525833 43.84762917 1.02 0.3906 B*C 2 42.46565833 21.23282917 0.49 0.6228 A*B*C 2 9.28735833 4.64367917 0.11 0.8987
4. Hasil sidik ragam untuk bilangan ester biodiesel
Sumber Keragaman DF Sum of Squares Mean Square F-hitung Pr > F
Perlakuan 11 221.1506458 20.1046042 0.47 0.8865
Error 12 508.7966500 42.3997208
Total 23 729.9472958
R-Square Coeff. Var Root MSE Respon Mean
43
Sumber Keragaman DF Type I SS Mean Square F-hitung Pr > FA 1 17.76760417 17.76760417 0.42 0.5296 B 1 24.94920417 24.94920417 0.59 0.4579 A*B 1 29.68150417 29.68150417 0.70 0.4191 C 2 10.27443333 5.13721667 0.12 0.8870 A*C 2 86.53403333 43.26701667 1.02 0.3897 B*C 2 42.75323333 21.37661667 0.50 0.6162 A*B*C 2 9.19063333 4.59531667 0.11 0.8982
5. Hasil sidik ragam untuk viskositas biodiesel
Sumber Keragaman DF Sum of Squares Mean Square F-hitung Pr > F
Perlakuan 11 14.80330000 1.34575455 1.16 0.4000
Error 12 13.93370000 1.16114167
Total 23 28.73700000
R-Square Coeff. Var Root MSE Respon Mean
0.515130 28.06153 1.077563 3.840000
Sumber Keragaman DF Type I SS Mean Square F-hitung Pr > F
A 1 1.42106667 1.42106667 1.22 0.2903 B 1 0.66001667 0.66001667 0.57 0.4654 A*B 1 1.20601667 1.20601667 1.04 0.3282 C 2 5.32697500 2.66348750 2.29 0.1433 A*C 2 2.71330833 1.35665417 1.17 0.3439 B*C 2 1.15680833 0.57840417 0.50 0.6197 A*B*C 2 2.31910833 1.15955417 1.00 0.3970
6. Hasil sidik ragam untuk kadar abu biodiesel
Sumber Keragaman DF Sum of Squares Mean Square F-hitung Pr > F
Perlakuan 11 0.00008983 0.00000817 1.00 0.4965
Error 12 0.00009800 0.00000817
Total 23 0.00018783
R-Square Coeff. Var Root MSE Respon Mean
44
Sumber Keragaman DF Type I SS Mean Square F-hitung Pr > FA 1 0.00000817 0.00000817 1.00 0.3370 B 1 0.00000817 0.00000817 1.00 0.3370 A*B 1 0.00000817 0.00000817 1.00 0.3370 C 2 0.00001633 0.00000817 1.00 0.3370 A*C 2 0.00001633 0.00000817 1.00 0.3370 B*C 2 0.00001633 0.00000817 1.00 0.3370 A*B*C 2 0.00001633 0.00000817 1.00 0.3370
ii
TRANSFORMASI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
MENJADI BIODIESEL MELALUI TRANSESTERIFIKASI IN SITU
SKRIPSI
ALIFAH NURU FAJARANI
F34070024
DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
iii
TRANSFORMATION OF JATROPHA SEEDS (Jatropha curcas L.)INTO BIODIESEL BY IN SITU TRANSESTERIFICATION Ika Amalia Kartika and Alifah Nuru Fajarani
Department of Agroindustrial Technology, Faculty of Agricultural Technology Bogor Agricultural University, Darmaga Campus, P.O. BOX 220 Bogor 16002,
West Java, Indonesia. Email: alifahnurufajarani@gmail.com
ABSTRACT
Biodiesel is defined as mono-alkyl esters from transesterification reaction of triglycerides with alkyl alcohol. In situ transesterification is a method to produce biodiesel from oil sources of material by eliminating process steps of oil extraction and refining. The purpose of this research is to study the transformation process of Jatropha seeds into biodiesel by in situ transesterification on the 10 liters scale by studying the influence of reaction time, stirring speed and ratio methanol/hexane/material on the yield and quality of biodiesel. In situ transesterification of Jatropha seeds was carried out under the following process condition: the moisture content of Jatropha seeds were less than 2%, the particles size were ± 20 mesh and KOH concentration was 0.075 mol/L methanol. Operating condition of in situ transesterification was varied at 4 and 6 hours reaction time, 200 and 600 rpm stirring speed and ratio methanol/hexane/material (v/v/w) were 3:3:1, 4:2:1 and 5:1:1.
Analysis of variance showed that reaction time, stirring speed and ratio methanol/hexane/material did not significantly affected the yield, acid value, saponification value, ester value, viscosity and ash content of biodiesel. The biodiesel yield was produced between 82.54-87.57%. The best biodiesel yield on all of treatments was 87.57% with condition treatment were reaction time of 6 hours, stirring speed 600 rpm and ratio methanol/hexane/material (v/v/w) of 4:2:1. Acid value, saponification value and ester value of biodiesel were 0.20-0.26 mg KOH/g, 185.49-194.30 mg KOH/g and 185.29-194.10 mg KOH/g respectively. Viscosity of biodiesel was 3.49-6.36 cSt. The ash content of biodiesel was 0%, but the condition treatment, were reaction time of 4 hours, stirring speed of 600 rpm and ratio methanol/hexane/material (v/v/w) of 5:1:1, had ash content of 0.007%. Jatropha cakes had total volatile matter content 1.80-3.64% and extracted material content 3.94-11.42%.
iv
ALIFAH NURU FAJARANI. F34070024. Transformasi Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) menjadi Biodiesel melalui Transesterifikasi in Situ. Di bawah bimbingan Ika Amalia Kartika. 2011RINGKASAN
Biodiesel merupakan bahan bakar nabati pengganti bahan bakar solar pada mesin diesel. Pembuatan biodiesel pada umumnya terdiri dari tahapan ekstraksi dan pemurnian minyak serta tahapan transesterifikasi minyak menjadi biodiesel. Tahapan-tahapan yang panjang itu menyebabkan rendahnya efisiensi dan tingginya konsumsi energi sehingga biaya produksi semakin tinggi. Transesterifikasi in situ merupakan metode yang tepat untuk menangani masalah tersebut, yaitu dengan memperpendek tahapan proses produksi biodiesel dengan menggunakan bahan baku sumber minyak.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari proses transformasi biji jarak pagar menjadi biodiesel melalui transesterifikasi in situ dengan mempelajari pengaruh waktu reaksi, kecepatan pengadukan dan rasio metanol/heksan/bahan terhadap rendemen dan mutu biodiesel yang dihasilkan pada skala 10 liter. Kondisi operasi transesterifikasi in situ divariasikan pada waktu reaksi 4 dan 6 jam, kecepatan pengadukan 200 dan 600 rpm, serta rasio metanol/heksan/bahan (v/v/b) sebesar 3:3:1, 4:2:1 dan 5:1:1 dengan suhu yang ditetapkan sebesar 50°C. Konsentrasi KOH yang digunakan sebesar 0.075 mol/liter metanol. Rancangan percobaan menggunakan rancangan percobaan acak lengkap faktorial dengan tiga taraf, yaitu waktu reaksi (A), kecepatan pengadukan (B) dan rasio metanol/heksan/bahan (C) dengan dua kali ulangan. Analisis data menggunakan sidik ragam dan uji lanjut Duncan dengan taraf 0.05 dengan software SAS 9.1.3
Waktu reaksi, kecepatan pengadukan dan rasio metanol/heksan/bahan tidak memberikan pengaruh nyata terhadap rendemen, bilangan asam, bilangan penyabunan, bilangan ester, viskositas dan kadar abu biodiesel. Rendemen biodiesel yang dihasilkan berkisar antara 82.54-87.57%. Rendemen biodiesel paling baik dari semua perlakuan adalah sebesar 87.57% yang diperoleh dari perlakuan A2B2C2 dimana waktu reaksi 6 jam, kecepatan pengadukan 600 rpm dan rasio metanol/heksan/bahan (v/v/b) 4:2:1. Bilangan asam biodiesel berkisar antara 0.20-0.26 mg KOH/g. Bilangan penyabunan dan ester biodiesel masing-masing berkisar antara 185.49-194.30 mg KOH/g dan 185.29-194.10 mg KOH/g. Viskositas biodiesel berkisar antara 3.49-6.36 cSt. Kadar abu yang dihasilkan dari seluruh perlakuan adalah 0% kecuali untuk perlakuan A1B2C3 dimana waktu reaksi 4 jam, kecepatan pengadukan 600 rpm dan rasio metanol/heksan/bahan (v/v/b) 5:1:1, yaitu sebesar 0.007%. Ampas yang dihasilkan dari proses transesterifikasi in situ biji jarak pagar mempunyai kadar
total volatile matter berkisar antara 1.80-3.64% dan kadar bahan terekstrak berkisar antara 3.94-11.42%. Mutu biodesel yang dihasilkan pada penelitian ini telah memenuhi Standar Biodiesel Indonesia.
I. PENDAHULUAN
A.LATAR BELAKANG
Kegiatan manusia yang meliputi kegiatan non-industri maupun industri telah berdampak terhadap peningkatan permintaan bahan bakar fosil dari waktu ke waktu. Namun hal tersebut tidak diimbangi dengan ketersediaan bahan bakar fosil yang memadai dan ketersediaan tersebut semakin hari semakin menurun. Hal ini dibuktikan dengan tingkat konsumsi bahan bakar minyak (BBM) di Indonesia mencapai 657 juta barel per tahun, tetapi produksi minyak Indonesia hanya mampu memenuhi 357 juta barel per tahun dan sekitar 153 juta barel per tahun diimpor dari negara lain yang disampaikan oleh Dewan Energi Nasional (Ian, 2011). Selain itu, Menteri Energi dan Sumberdaya Mineral, Darwin Zahedy Saleh, juga mengungkapkan bahwa persediaan minyak bumi di Indonesia tinggal 23 tahun lagi (Zuprianto, 2011). Adanya kondisi tersebut, Indonesia harusnya cepat tanggap dan melakukan perubahan, yaitu dengan menggunakan bahan bakar pengganti yang sifatnya dapat diperbaharui. Bahan bakar yang dapat diperbaharui ini merupakan bahan bakar nabati yang biasa disebut dengan biofuel. Biofuel sendiri terdiri dari beberapa jenis, seperti bioetanol, biogas dan biodiesel.
Biodiesel merupakan salah satu jenis bioenergi atau bahan bakar alternatif pengganti fosil yang berasal dari tanaman penghasil minyak nabati yang diproses melalui reaksi transesterifikasi (Hambali et al., 2007a). Reaksi transesterifikasi ini mengubah trigliserida yang ada dalam minyak
