PENGARUH JENIS ADSORBEN pada PEMURNIAN BIODIESEL dari MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L)
Oleh
Sugiarti Puspaningrum F34103063
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Sugiarti Puspaningrum. F34103063.
Pengaruh Jenis Adsorben Terhadap
Peningkatan Mutu Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (
Jatropha curcas
L.). Di
bawah bimbingan Ir. M. Zein Nasution, MAppSc dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi.
2007.
RINGKASAN
Salah satu bahan bakar minyak alternatif yang mulai dikembangkan dalam
skala besar adalah biodiesel. Biodisel dikenal sebagai bahan bakar yang ramah
lingkungan karena bersifat dapat diperbarui dan menghasilkan emisi gas buang relatif
lebih bersih dibandingkan dengan bahan bakar diesel konvensional yaitu minyak
solar. Salah satu tahapan yang penting dalam pembuatan biodiesel adalah proses
pemurnian. Pada umumnya biodiesel dapat dimurnikan dengan menggunakan air.
Pemurnian biodiesel dengan cara ini membutuhkan air dalam jumlah besar. Oleh
karena itu perlu adanya alternatif lain untuk pemurnian biodiesel. Salah satunya
adalah penggunaan adsorben pada pemurnian biodiesel.
Adsorben terbagi menjadi adsorben yang bersifat polar (hidrofilik) dan
adsorben yang bersifat non polar (hidrofobik). Adsorben polar antara lain silika gel,
alumina yang diaktivasi dan beberapa jenis tanah liat (clay). Adsorben non polar
antara lain adalah arang (karbon & batu bara) dan arang aktif, yang biasa digunakan.
Adsorben yang digunakan pada penelitian ini adalah arang aktif, bentonit, diatomit,
kaolin, talk dan zeolit.
Penelitian ini bertujun untuk mengetahui pengaruh jenis adsorben pada
pemurnian biodiesel dari minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.). Pada penelitiuan
ini digunakan rancangan acak lengkap dengan satu faktor yaitu jenis adsorben (arang
aktif, bentonit, diatomit, kaolin, talk dan zeolit). Analisis yang dilakukan meliputi
asam lemak bebas, bilangan asam, pH biodiesel, abu tersulfat, kadar sabun dan
katalis.
PENGARUH JENIS ADSORBEN pada PEMURNIAN BIODIESEL dari MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L)
Oleh
Sugiarti Puspaningrum F34103063
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS ADSORBEN pada PEMURNIAN BIODIESEL dari MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh
SUGIARTI PUSPANINGRUM F34103063
Dilahirkan pada tanggal 20 Desember 1985 di Jember Tanggal lulus :
Menyetujui, Bogor, Oktober 2007
Ir. Dwi Setyaningsih, MSi Dosen Pembimbing II
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan pada Allah SWT karena atas berkah dan
rahmat-Nya sehingga penyusunan skripsi dengan judul “
Pengaruh Jenis Adsorben Terhadap
Peningkatan Mutu Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (
Jatropha curcas
L)
” dapat
diselesaikan dengan baik.
Penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada:
1.
Bapak Ir. M. Zein Nasution, MappSc., selaku dosen pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, bantuan, semangat dan saran selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini
2.
Ibu Ir. Dwi Setyaningsih Msi., selaku dosen pembimbing II yang telah banyak
memberikan masukan, saran dan semangat kepada penulis selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini.
3.
Dr. Ir. Erliza Noor selaku dosen Penguji, atas saran yang telah diberikan untuk
perbaikan skripsi penulis.
4.
Keluarga tercinta: Bapak, Ibu, Kakak dan adikku tercinta atas do’a dan dukungan
selama penelitian.
5.
Ibu Ega, Ibu Rini, Pak Gun serta para Laboran yang telah banyak membantu
penulis.
6.
Teman-teman biodiesel yang telah banyak membantu dan memberikan semangat
kepada penulis selama penelitian, serta teman-teman TIN 40 atas dukungannya.
7.
Semua pihak yang telah membantu penulis sehingga skripsi ini selesai, yang tidak
dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga
skripsi ini bermanfaat bagi yang membacanya.
Bogor, Oktober 2007
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... v
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Ruang Lingkup ... 3
C. Tujuan ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. Jarak Pagar ... 4
B. Biodiesel ... 5
C. Adsorben ... 8
D. Kapasitas Tukar Kation ... 15
E. Adsorbsi ... 16
F. Pemurnian ... 18
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 20
A. Bahan dan Alat ... 20
B. Metode Penelitian ... 20
1. Penelitian Pendahuluan ... 20
2. Penelitian Utama ... 20
C. Rancangan Percobaan ... 21
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23
A. Penelitian Pendahuluan ... 23
B. Penelitian Utama ... 27
1. Bilangan Asam ... 27
2. Nilai pH ... 29
3. Kadar Sabun dan Katalis ... 30
4. Kadar Abu Tersulfat ... 32
5. Kadar Air ... 33
ii
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 36
A. Kesimpulan ... 36
B. Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 38
iii DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Kandungan asam lemak minyak jarak pagar ... 4
2. Syarat mutu biodiesel ………. ... 7
3. Kapasitas tukar kation adsorben ... 23
4. Kadar pH adsorben ... 24
5. Nilai pH biodiesel ... 29
6. Kadar sabun biodiesel ... 30
7. Kadar katalis biodiesel ... 31
8. Kadar abu tersulfat biodiesel ... 32
iv DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
1. Reaksi kimia pembentukan biodiesel ... 6
2. Struktur molekul monmorillonit ... 10
3. Struktur molekul kaolin ... 12
4. Struktur molekul talk ... 13
5. Tetrahedra alumina dan silika pada struktur zeolit ... 14
6. Dasar proses adsorpsi ... 16
7. Mekanisme adsorbsi ... 17
8. Partikel arang aktif perbesaran 200x ... 25
9. Partikel bentonit perbesaran 200x ... 25
10. Partikel diatomit perbesaran 200x ... 26
11. Partikel kaolin perbesaran 200x ... 26
12. Partikel talk perbesaran 200x ... 26
13. Partikel zeolit perbesaran 400x dan 200x ... 27
14. Diagram batang bilangan asam biodiesel berdasarkan jenis biodiesel ... 28
v DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Prosedur Analisis Pemurnian Biodiesel ... 42 2. Rekapitulasi Data Analisa Pencucian Biodiesel ... 46 3. Rekapitulasi Analisis Keragaman dan Uji Kelompok Wilayah Duncan
Hasil Pengamatan Pengaruh Jenis Adsorben terhadapBilangan Asam
Biodiesel ... 48
4. Rekapitulasi Analisis Keragaman Pengaruh Jenis Adsorben terhadap
Kadar Air Biodiesel ... 48
5. Rekapitulasi Analisis Keragaman dan Uji Kelompok Wilayah Duncan
Hasil Pengamatan Pengaruh Jenis Adsorben terhadap pH Biodiesel ... 49
6. Rekapitulasi Analisis Keragaman Pengaruh Jenis Adsorben terhadap
Kadar Abu tersulfat Biodiesel ... 49
7. Rekapitulasi Analisis Keragaman dan Uji Kelompok Wilayah Duncan Hasil Pengamatan Pengaruh Jenis Adsorben terhadap Kadar Katalis
Biodiesel ... 50
8. Rekapitulasi Analisis Keragaman Pengaruh Jenis Adsorben terhadap
Kadar Sabun Biodiesel ... 50
9. Rekapitulasi Jenis Adsorben Terbaik dengan metode Pembobotan secara Subjektif ... 51
10. Gambar Jenis Adsorben untuk Pemurnian ... 52
11. Biodiesel Hasil Pemurnian ... 53
PENGARUH JENIS ADSORBEN pada PEMURNIAN BIODIESEL dari MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L)
Oleh
Sugiarti Puspaningrum F34103063
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Sugiarti Puspaningrum. F34103063.
Pengaruh Jenis Adsorben Terhadap
Peningkatan Mutu Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (
Jatropha curcas
L.). Di
bawah bimbingan Ir. M. Zein Nasution, MAppSc dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi.
2007.
RINGKASAN
Salah satu bahan bakar minyak alternatif yang mulai dikembangkan dalam
skala besar adalah biodiesel. Biodisel dikenal sebagai bahan bakar yang ramah
lingkungan karena bersifat dapat diperbarui dan menghasilkan emisi gas buang relatif
lebih bersih dibandingkan dengan bahan bakar diesel konvensional yaitu minyak
solar. Salah satu tahapan yang penting dalam pembuatan biodiesel adalah proses
pemurnian. Pada umumnya biodiesel dapat dimurnikan dengan menggunakan air.
Pemurnian biodiesel dengan cara ini membutuhkan air dalam jumlah besar. Oleh
karena itu perlu adanya alternatif lain untuk pemurnian biodiesel. Salah satunya
adalah penggunaan adsorben pada pemurnian biodiesel.
Adsorben terbagi menjadi adsorben yang bersifat polar (hidrofilik) dan
adsorben yang bersifat non polar (hidrofobik). Adsorben polar antara lain silika gel,
alumina yang diaktivasi dan beberapa jenis tanah liat (clay). Adsorben non polar
antara lain adalah arang (karbon & batu bara) dan arang aktif, yang biasa digunakan.
Adsorben yang digunakan pada penelitian ini adalah arang aktif, bentonit, diatomit,
kaolin, talk dan zeolit.
Penelitian ini bertujun untuk mengetahui pengaruh jenis adsorben pada
pemurnian biodiesel dari minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.). Pada penelitiuan
ini digunakan rancangan acak lengkap dengan satu faktor yaitu jenis adsorben (arang
aktif, bentonit, diatomit, kaolin, talk dan zeolit). Analisis yang dilakukan meliputi
asam lemak bebas, bilangan asam, pH biodiesel, abu tersulfat, kadar sabun dan
katalis.
PENGARUH JENIS ADSORBEN pada PEMURNIAN BIODIESEL dari MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L)
Oleh
Sugiarti Puspaningrum F34103063
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS ADSORBEN pada PEMURNIAN BIODIESEL dari MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh
SUGIARTI PUSPANINGRUM F34103063
Dilahirkan pada tanggal 20 Desember 1985 di Jember Tanggal lulus :
Menyetujui, Bogor, Oktober 2007
Ir. Dwi Setyaningsih, MSi Dosen Pembimbing II
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan pada Allah SWT karena atas berkah dan
rahmat-Nya sehingga penyusunan skripsi dengan judul “
Pengaruh Jenis Adsorben Terhadap
Peningkatan Mutu Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (
Jatropha curcas
L)
” dapat
diselesaikan dengan baik.
Penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada:
1.
Bapak Ir. M. Zein Nasution, MappSc., selaku dosen pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, bantuan, semangat dan saran selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini
2.
Ibu Ir. Dwi Setyaningsih Msi., selaku dosen pembimbing II yang telah banyak
memberikan masukan, saran dan semangat kepada penulis selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini.
3.
Dr. Ir. Erliza Noor selaku dosen Penguji, atas saran yang telah diberikan untuk
perbaikan skripsi penulis.
4.
Keluarga tercinta: Bapak, Ibu, Kakak dan adikku tercinta atas do’a dan dukungan
selama penelitian.
5.
Ibu Ega, Ibu Rini, Pak Gun serta para Laboran yang telah banyak membantu
penulis.
6.
Teman-teman biodiesel yang telah banyak membantu dan memberikan semangat
kepada penulis selama penelitian, serta teman-teman TIN 40 atas dukungannya.
7.
Semua pihak yang telah membantu penulis sehingga skripsi ini selesai, yang tidak
dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Semoga
skripsi ini bermanfaat bagi yang membacanya.
Bogor, Oktober 2007
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
DAFTAR LAMPIRAN ... v
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Ruang Lingkup ... 3
C. Tujuan ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. Jarak Pagar ... 4
B. Biodiesel ... 5
C. Adsorben ... 8
D. Kapasitas Tukar Kation ... 15
E. Adsorbsi ... 16
F. Pemurnian ... 18
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 20
A. Bahan dan Alat ... 20
B. Metode Penelitian ... 20
1. Penelitian Pendahuluan ... 20
2. Penelitian Utama ... 20
C. Rancangan Percobaan ... 21
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23
A. Penelitian Pendahuluan ... 23
B. Penelitian Utama ... 27
1. Bilangan Asam ... 27
2. Nilai pH ... 29
3. Kadar Sabun dan Katalis ... 30
4. Kadar Abu Tersulfat ... 32
5. Kadar Air ... 33
ii
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 36
A. Kesimpulan ... 36
B. Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 38
iii DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Kandungan asam lemak minyak jarak pagar ... 4
2. Syarat mutu biodiesel ………. ... 7
3. Kapasitas tukar kation adsorben ... 23
4. Kadar pH adsorben ... 24
5. Nilai pH biodiesel ... 29
6. Kadar sabun biodiesel ... 30
7. Kadar katalis biodiesel ... 31
8. Kadar abu tersulfat biodiesel ... 32
iv DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
1. Reaksi kimia pembentukan biodiesel ... 6
2. Struktur molekul monmorillonit ... 10
3. Struktur molekul kaolin ... 12
4. Struktur molekul talk ... 13
5. Tetrahedra alumina dan silika pada struktur zeolit ... 14
6. Dasar proses adsorpsi ... 16
7. Mekanisme adsorbsi ... 17
8. Partikel arang aktif perbesaran 200x ... 25
9. Partikel bentonit perbesaran 200x ... 25
10. Partikel diatomit perbesaran 200x ... 26
11. Partikel kaolin perbesaran 200x ... 26
12. Partikel talk perbesaran 200x ... 26
13. Partikel zeolit perbesaran 400x dan 200x ... 27
14. Diagram batang bilangan asam biodiesel berdasarkan jenis biodiesel ... 28
v DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Prosedur Analisis Pemurnian Biodiesel ... 42 2. Rekapitulasi Data Analisa Pencucian Biodiesel ... 46 3. Rekapitulasi Analisis Keragaman dan Uji Kelompok Wilayah Duncan
Hasil Pengamatan Pengaruh Jenis Adsorben terhadapBilangan Asam
Biodiesel ... 48
4. Rekapitulasi Analisis Keragaman Pengaruh Jenis Adsorben terhadap
Kadar Air Biodiesel ... 48
5. Rekapitulasi Analisis Keragaman dan Uji Kelompok Wilayah Duncan
Hasil Pengamatan Pengaruh Jenis Adsorben terhadap pH Biodiesel ... 49
6. Rekapitulasi Analisis Keragaman Pengaruh Jenis Adsorben terhadap
Kadar Abu tersulfat Biodiesel ... 49
7. Rekapitulasi Analisis Keragaman dan Uji Kelompok Wilayah Duncan Hasil Pengamatan Pengaruh Jenis Adsorben terhadap Kadar Katalis
Biodiesel ... 50
8. Rekapitulasi Analisis Keragaman Pengaruh Jenis Adsorben terhadap
Kadar Sabun Biodiesel ... 50
9. Rekapitulasi Jenis Adsorben Terbaik dengan metode Pembobotan secara Subjektif ... 51
10. Gambar Jenis Adsorben untuk Pemurnian ... 52
11. Biodiesel Hasil Pemurnian ... 53
PENGARUH JENIS ADSORBEN TERHADAP
PENINGKATAN MUTU BIODIESEL DARI MINYAK JARAK
PAGAR (Jatropha curcas L.)
Oleh
SUGIARTI PUSPANINGRUM F34103063
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS ADSORBEN TERHADAP PENINGKATAN MUTU BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
SUGIARTI PUSPANINGRUM F34103063
Dilahirkan pada tanggal 20 Desember 1985 di Jember Tanggal lulus :
Menyetujui, Bogor, Oktober 2007
Ir. M. Zein Nasution, MAppSc
Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Harga Bahan Bakar Minyak (BBM) di Indonesia telah beberapa kali
mengalami kenaikan, kenaikan ini sangat berdampak di semua sektor, mulai
dari produksi, jasa/angkutan. Hal ini sangat memberatkan bagi rakyat
menengah ke bawah. Apalagi tingkat kebutuhan BBM, baik untuk industri,
transportasi maupun rumah tangga setiap tahunnya mengalami peningkatan
seiring dengan pertambahan jumlah penduduk yang juga semakin cepat,
sedangkan cadangan minyak bumi dalam negeri semakin berkurang sehingga
terjadi peningkatan impor BBM. BBM adalah bahan bakar yang tak bisa
diperbarui, juga tidak ramah lingkungan.
BBM yang dipakai kendaraan bermotor saat ini menghasilkan zat beracun
seperti CO2, CO, HC, SOX, Pb, NOX dan debu. Kesemuanya menyebabkan
gangguan pernapasan, kanker, bahkan pula kemandulan. Tak bisa dipungkiri
sudah saatnya pemerintah memberi perhatian khusus pada pengembangan
sumber energi bahan bakar alternatif ramah lingkungan. Bahan bakar ramah
lingkungan adalah bahan bakar yang tidak menghasilkan zat beracun (CO2,
CO, HC, SOX, Pb, NOX dan debu) yang dapat mencemari udara, dapat didaur
ulang dan tidak menyebabkan akumulasi gas rumah kaca, tidak toksik dan
dapat didegradasi.
Kondisi ini memicu munculnya BBM alternatif sebagai pangganti BBM
yang selama ini kita gunakan. Salah satu BBM alternatif yang mulai
dikembangkan dalam skala besar adalah biodiesel. Biodisel adalah bahan
bakar berbasis minyak yang berasal dari sumber terbarukan dan ramah
lingkungan. Menurut Peeples(1998), biodiesel secara kimia didefinisikan
sebagai metil ester yang diturunkan dari minyak/lemak alami, seperti minyak
nabati, lemak hewan, atau minyak goreng bekas, biodiesel merupakan bahan
bakar yang bersih dalam proses pembakaran, bebas dari sulfur dan benzen
karsinogenik, dapat didaur ulang dan tidak menyebabkan akumulasi gas
2 Bahan baku biodiesel adalah minyak dari biji dan buah-buahan. Tumbuhan
ini sangat cocok dan cepat tumbuh di semua wilayah indonesia yang
merupakan daerah tropis. Salah satu bahan baku biodiesel yang sedang
dikembangkan saat ini adalah dari biji jarak pagar.
Biji jarak pagar memiliki kandungan minyak yang tinggi. Selain itu,
tanaman jarak pagar dapat tumbuh di lahan kritis yang kekurangan air.
Menurut Weiss (1971), komponen terpenting dari biji jarak yang bernilai jual
adalah komponen minyak. Kandungan minyak dalam biji jarak adalah sekitar
40 – 60% dari berat biji.
Minyak jarak memiliki sifat fisikokimia yang berbeda dengan minyak
nabati lain, yaitu kandungan bobot jenis, kelarutan dalam alkohol, bilangan
asetil, dan viskositas yang tinggi dibanding minyak nabati yang lain (Ketaren,
1986).
Biodisel dikenal sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan karena
bersifat dapat diperbarui dan menghasilkan emisi gas buang relatif lebih bersih
dibandingkan dengan bahan bakar diesel konvensional yaitu minyak solar.
Hambatan terbesar mengenai aplikasi biodisel adalah harganya yang masih
mahal.
Pada umumnya biodiesel dapat dimurnikan dengan menggunakan air.
Pemurnian biodiesel bertujuan untuk memperbaiki kualitas biodiesel dengan
cara menghilangkan kotoran-kotoran yang tidak diinginkan, agar diperoleh
biodiesel yang sesuai dengan keinginan konsumen. Pemurnian biodiesel
dengan cara ini membutuhkan air dalam jumlah besar. Karena itu diperlukan
alternatif lain yang lebih efisien dan efektif untuk pemurnian biodiesel.
Pada penelitian ini, proses pemurnian biodiesel dilakukan dengan
menggunakan adsorben sebagai bahan pengadsorbsi. Pemurnian dengan cara
adsorpsi, tidak membutuhkan air. Menurut Ketaren (1986), zat warna dalam
minyak akan diadsorbsi oleh permukaan adsorben. Adsorben juga akan
menyerap suspensi koloid (gum dan resin) serta hasil oksidasi minyak seperti
peroksida. Adsorbsi merupakan suatu fenomena permukaan yang tergantung
3 Adsorben memiliki kemampuan untuk menyerap suspensi koloid (gum
dan resin), asam lemak bebas serta hasil oksidasi minyak seperti peroksida.
Adsorben mempunyai daya adsorbsi selektif sehingga sering digunakan dalam
proses pemucatan minyak makan. Adsorben banyak terdapat di Indonesia
sehingga mudah diperoleh dengan harga yang murah.
Penggunaan adsorben ini bertujuan agar penggunaan air saat pencucian
dapat dikurangi. Dengan cara tersebut diharapkan proses pembuatan biodiesel
menjadi lebih efektif dan efisien sehingga menghasilkan kualitas biodiesel
yang lebih tinggi.
B. Ruang Lingkup
Penelitian ini meliputi pemurnian biodiesel menggunakan adsorben zeolit,
bentonit, talk, diatomit, kaolin dan arang aktif serta pencucian biodiesel
sebanyak 3 kali pencucian sampai pH air buangan netral. Pengujian meliputi
uji kadar air, kadar abu tersulfat, bilangan asam, nilai pH, uji katalis dan
sabun.
C. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jenis adsorben
terhadap peningkatan kualitas biodiesel dari jarak pagar (Jatropha curcas L.)
dalam rangka mengurangi penggunaan air pada tahap pemurnian dan
menghasilkan biodiesel yang memiliki karakteristik sesuai dengan standar
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Jarak Pagar
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) diklasifikasikan ke dalam divisi
spermatophytha, subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledone, ordo
Euphorbiales, famili euphorbiaceae, genus Jatropha, spesies curcas (Heyne,
1987).
Minyak jarak merupakan minyak nabati yang dihasilkan dari biji buah
jarak. Tanaman tersebut adalah jenis tanaman famili Euphorbiaceae yang
dapat tumbuh di Indonesia. Tanaman jarak dapat tumbuh di daerah tropik
maupun sub-tropik dan pada ketinggian 0-800 meter di atas permukaan laut
(Ketaren, 1986). Secara fisik, jarak pagar merupakan pohon perdu yang besar
dengan tinggi sekitar 2 m. daunnya bertekstur kasar dan bertajuk majemuk,
terutama pada pohon yang sudah tua. Biji jarak pagar yang masih muda
berwarna hijau muda, berubah kekuningan setelah tua dan mencapai kadar
minyak optimum setelah menjadi kehitaman. Menurut Weiss (1971),
komponen terpenting dari biji jarak yang bernilai jual adalah komponen
minyak. Kandungan minyak dalam biji jarak adalah sekitar 40 – 60% dari
berat biji.
Tabel 1. Kandungan asam lemak minyak jarak pagar
Asam lemak Jumlah (%)
Asam myristat 0 – 0.1
Asam palmitat 14.1 – 15.3
Asam stearat 3.7 – 9.8
Asam oleat 34.3 – 45.8
Asam linoleat 29.0 – 44.2
Asam linolenat 0 – 0.3
Sumber: Gubitz et al., (1999)
Minyak jarak termasuk dalam golongan minyak lemak atau fatty oil.
Minyak ini merupakan trigliseril yang terpenting dari risinoleat, dan kadang
disebut dengan risinoleat. Minyak jarak merupakan cairan minyak yang
tumbuh-5 tumbuhan, minyak jarak yang paling kental dan memiliki rasa dan bau yang
spesifik.
Minyak jarak dihasilkan dari pemrosesan biji jarak yang telah kering dan
dapat diperoleh dengan dua cara yaitu:
• Cara pengempaan atau penekanan (pressing)
• Cara ekstraksi memakai pelarut.
B. Biodiesel
Biodiesel adalah salah satu sumber energi alternatif yang dapat
diperbaharui (renewable) dan mempunyai beberapa keunggulan dari segi
lingkungan apabila dibandingkan dengan petroleum diesel (solar). Menurut
Allen et al. (1999), biodiesel dapat berupa minyak kasar atau monoalkil ester
asam lemaknya, umumnya merupakan metil ester. Menurut Darnoko et al.
(2001), secara kimia, biodisel termasuk dalam golongan mono alkil ester atau
metil ester dengan panjang rantai karbon antara 12 sampai 20.
Biodiesel secara kimia didefinisikan sebagai metil ester yang diturunkan
dari minyak/lemak alami, seperti minyak nabati, lemak hewan, atau minyak
goreng bekas, biodiesel merupakan bahan bakar yang bersih dalam proses
pembakaran, bebas dari sulfur dan benzen karsinogenik, dapat didaur ulang
dan tidak menyebabkan akumulasi gas rumah kaca, tidak toksik dan dapat
didegradasi (Peeples,1998).
Secara kimiawi biodiesel merupakan turunan trigliserida dari golongan
ester, sehingga dikenal istilah-istilah RME (rapeseed methyl ester),
SME(soybean methyl esters), dan PME (palm methyl esters), untuk yang
berbahan baku biji lobak, kedelai, dan minyak sawit. Biodiesel masih
memiliki sifat-sifat turunan asam lemak pada umumnya, baik dari segi fisik,
kimia, maupun biologi.
Metil ester atau etil ester adalah senyawa yang relatif stabil, cairan pada
suhu ruang (titik leleh antara 4-18oC), nonkorosif, dan titik didihnya rendah.
Dalam beberapa penggunaan, metil ester lebih banyak disukai dibanding
dengan penggunaan asam lemak (Herawan dan Sari, 1997).
Biodiesel dapat digunakan langsung (100 persen) sebagai bahan bakar
6 campuran dengan solar pada berbagai konsentrasi mulai dari 5 persen.
Pencampuran 20 persen biodiesel ke dalam solar menghasilkan produk bahan
bakar tanpa mengubah sifat fisik secara nyata.
Biodiesel dari minyak jarak pagar dapat dihasilkan melalui proses
transesterifikasi trigliserida dari minyak jarak. Transesterifikasi adalah
penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol lain dalam suatu proses
yang menyerupai hidrolisis. Gambar 1 menunjukkan proses pembentukan
biodiesel.
O O
CH OCR RCOCH3 CH2 OH
O O
katalis
CH OCR + 3ROH RCOCH3 + CH OH
O O
CH2 OCR RCOCH3 CH2 OH
Minyak/Trigliserida Metanol Biodiesel Gliserol
Gambar 1. Reaksi Kimia Pembentukan Biodiesel
Pada dasarnya proses pembuatan biodiesel adalah merubah minyak nabati
ke dalam bentuk ester. Sebelum proses transesterifikasi terlebih dahulu
melalui proses esterifikasi. Esterifikasi dimaksudkan untuk menurunkan
kandungan asam lemak bebas dalam minyak. Reaksi transesterifikasi
dilakukan untuk mengkonversi trigliserida dalam minyak jarak pagar yang
sudah diesterifikasi menjadi biodiesel. Biodiesel hasil esterifikasi ini masih
berupa biodiesel kasar. Biodiesel kasar yang belum dimurnikan masih
7 Tabel 2. Syarat Mutu Biodiesel
No Parameter Satuan Nilai
1 Massa jenis pada 40oC Kg/m3 850 – 890
2 Viscositas kinematik pada
40oC
Mm2/s (cSt) 2,3 – 6,0
3 Angka setana Min. 51
4 Titik nyala (mangkok
tertutup)
o
C Min. 100
5 Titik kabut oC Maks. 18
6 Korosi lempeng tembaga (3
jam pada 50oC)
Maks. No 3
7 Residu karbon
- dalam contoh asli, atau
- dalam 10% ampas
distilasi
%-massa Maks. 0,05
Maks. 0,30
8 Air dan sedimen %-vol Maks. 0,05*
9 Temperatur distilasi 90% oC Maks. 360
10 Abu tersulfatkan %-massa Maks. 0,02
11 Belerang ppm-m
(mg/kg)
Maks. 100
12 Fosfor ppm-m
(mg/kg)
Maks. 10
13 Angka asam mg-KOH/g Maks. 0,8
14 Gliserol bebas %-massa Maks. 0,02
15 Gliserol total %-massa Maks. 0,24
16 Kadar ester alkil %-massa Min. 96,5
17 Angka iodium %-massa
(g-l2/100 g)
Maks. 115
18 Uji Halphen Negatif
Catatan dapat diuji terpisah dengan ketentuan kandungan sedimen maksimum 0.01 %-vol
8
C. Adsorben
Menurut Ketaren (1986), zat warna dalam minyak akan diadsorpsi oleh
permukaan adsorben. Adsorben juga akan menyerap suspensi koloid (gum dan
resin), asam lemak bebas serta hasil oksidasi minyak seperti peroksida. Proses
adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan padatan, gas dengan padatan, gas
dengan cairan, cairan dengan cairan, dan cairan dengan padatan.
Suatu zat dapat digunakan sebagai adsorben untuk tujuan pemisahan bila
mempunyai mempunyai daya adsorpsi selektif, berpori (mempunyai luas
permukaan persatuan massa yang besar) dan mempunyai daya ikat yang kuat
terhadap zat yang hendak dipisahkan secara fisik atau kimia. Pembesaran luas
permukaan dapat dilakukan dengan pengecilan partikel adsorben. Akan tetapi
dalam berbagai pemakaian, ukuran partikel harus memenuhi syarat lain,
seperti tidak boleh terbawa serta dalam aliran fasa geraknya (fluida).
Daya penyerapan terhadap warna akan lebih efektif jika adsorben tersebut
memiliki bobot jenis yang rendah, ukuran partikel halus dan pH adsorben
mendekati netral.
Adsorben terbagi menjadi adsorben yang bersifat polar (hidrofilik) dan
adsorben yang bersifat non polar (hidrofobik). Adsorben polar antara lain
silika gel, alumina yang diaktivasi dan beberapa jenis tanah liat (clay).
Adsorben tipe ini umumnya digunakan jika zat warna yang akan dihilangkan
lebih polar dari cairannya. Adsorben non polar antara lain adalah arang
(karbon & batu bara) dan arang aktif, yang biasa digunakan. Adsorben tipe
polar secara kualitatif sangat mirip satu sama lain dalam hal selektivitas untuk
menyerap komponen dari beberapa campuran (Swern, 1979).
Norris (1982) mengatakan bahwa kontak antara adsorben dengan minyak
akan lebih efektif apabila campuran antara adsorben dengan minyak diaduk
dengan pengadukan berkisar 10 – 15 menit.
Arang Aktif
Arang adalah suatu bahan padat yang berpori-pori dan merupakan hasil
pembakaran dari bahan yang mengandung unsur C. Sebagian besar dari
9 komponennya terdiri dari “fixed carbon”, abu, air, nitrogen dan sulfur
(Djatmiko et al., 1985).
Menurut Djatmiko (1985), arang aktif merupakan arang yang sudah
diaktifkan sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian daya
adsorpsinya tinggi. Arang aktif mempunyai bentuk amorf yang terdiri dari
pelat-pelat datar, disusun oleh atom-atom C yang terikat secara kovalen dalam
suatu kisi heksagon. Pelat-pelat itu bertumpuk satu sama lain membentuk
kristal-kristal dengan sisa-sisa hidrokarbon yang tertinggal pada
permukaannya. Dengan menghilangkan hidrokarbon pada permukaan tersebut,
permukaan akan menjadi lebih luas sehingga daya adsorpsinya lebih besar.
Daya adsorpsi dari arang aktif disebabkan karena arang sangat berpori.
Pori ini menyebabkan permukaan arang menjadi luas. Daya adsorpsi dari
arang aktif dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya (1) sifat fisiko-kimia
dari bahan yang diserap; (2) pelarut; (3) macam-macam zat yang dilarutkan;
(4) pH; (5) waktu dan (6) suhu. Efisiensi adsorpsi dari arang tergatung pada
perbedaan muatan listrik antara arang dan koloid atau ion yang diserap
(Djatmiko, 1985).
Bentonit
Bentonit adalah istilah pada lempung yang mengandung monmorillonit
sebagai komponen utama. Jenis mineral monmorrillonit dioktahedral termasuk
kedalam kelompok smectite yang merupakan adsorben komponen organik
utama dan paling banyak digunakan (Theng, 1979).
Menurut Djatmiko et al (1985), daya serap bleaching clay disebabkan
karena ion Al3+ pada permukaan partikel adsorben dapat mengadsorbsi
partikel zat warna. Selain itu juga tergantung dari perbandingan komponen
SiO2 dan Al2O3 di dalamnya.
Bentonit dapat dibagi menjadi dua golongan berdasarkan kandungan
aluminium silikat hidrousnya, yaitu:
1. Activated clay : lempung yang kurang memiliki daya pemucat, tetapi daya
pemucatnya dapat ditingkatkan melalui pengolahan tertentu.
2. Fuller’s earth : digunakan didalam fulling pembersih bahan wol dari
10 Rumus molekul dari bentonit (monmorillonit) adalah (Na, Ca)0,33 (Al,
Mg)2 Si4O10 (OH)2. (H2O). Apabila dilihat dari struktur molekulnya,
monmorillonit tersusun atas unit-unit yang terdiri dari dua lapisan silika
tetrahedral dengan pusat yang merupakan lapisan alumina oktahedral.
Ada dua macam jenis bentonit, yaitu bentonit dan Ca-bentonit.
Na-bentonit mempunyai sifat yang mampu mengembang apabila dicampurkan
dengan air. Ca-bentonit biasa digunakan sebagai bahan pemucat pada industri
minyak goreng, bahan penyerap, bahan pengisi dan sebagainya.
[image:32.612.140.499.255.393.2]Sumber: U. S. Geological Survey Open-File Report (2005)
Gambar 2. Struktur Molekul Monmorillonit
Senyawa utama penyusun bentonit adalah silikat dan alumina yang
mengandung air terikat secara kimia. Kandungan unsur lain yaitu Ca, Mg, Na,
K dan Fe yang tergabung dengan Si dan O2. Ukuran partikel koloid bentonit
sangat kecil dan mempunyai kapasitas pertukaran ion yang tinggi, terutama
oleh ion-ion Ca dan Mg. Sifat-sifat bentonit adalah sebagai berikut:
1. Berwarna dasar putih dengan sedikit kecoklatan atau kehijauan atau
kemerahan tergantung dari jenis dan jumlah fragmen
mineral-mineralnya.
2. Bersifat sangat lunak, ringan, mudah pecah, terasa seperti sabun,
mudah menyerap air dan dapat melakukan pertukaran ion.
3. Berat jenisnya berkisar 2.4 – 2.8
Bentonit mempunyai karakteristik yang khas, yaitu mampu sampai
11 air. Bentonit dapat membentuk struktur thixotropic gel dengan air meskipun
komposisi jumlah gel yang terdapat dalam bentonit sangat kecil (Grim, 1968).
Tanah liat monmorillonit terdiri dari Al dan Si yang kekurangan satu
elektron sehingga mudah menerima kation. Oleh karena itu, bentonit memiliki
kapasitas pertukaran ion (KTK) karena kemampuannya untuk menerima
kation, maka senyawa yang diadsorpsi cenderung menempel pada permukaan
lempung (Theng, 1979).
Affinitas layer ke kation interlayer pada bentonit lemah sehingga air akan
masuk dan terjadi swelling karena meningkatnya hidrasi kation interlayer dan
pembasahan bagian hidrofilik. Hidrofilik pada interlayer berupa penarikan
atau pengikatan air oleh kation sebagai hidrasi air dan adanya >SiOH.
Swelling artinya (1) pada interlayer memungkinkan proses seperti KPK,
penyerapan air. (2) clay akan mengembang sehingga luas permukaan lebih
besar per unit berat terhadap larutan tanah sehingga lebih rekatif secara kimia.
Diatomit
Diatomit atau tanah diatomea adalah suatu batuan sedimen silika, yang
secara geologi terbentuk dari akumulasi dan pengendapan kulit atau kerangka
diatomea (fosil tumbuhan air atau binatang kersik atau ganggang bersel
tunggal) dan terendapkan di danau atau non marin. Diatomea berasosiasi
dengan elemen pengotor dan bervariasi, baik jenis maupun jumlahnya. Elemen
pengotor diatomea tersebut yaitu abu vulkanik, larutan garam, lempung,
senyawa karbonat, pasir silica, dan unsur organik lainnya (Hardjanto, 1987).
Diatome mempunyai sifat porous permeabel, ringan, mudah pecah, dan
abrasif, densitas ruah 0,5 – 1 ton/m3, berat jenis, 2 – 2,3, porositas < 90%, dan
kandungan cabang 1,7 – 30 juta/cm3, dengan ukuran 0,001 – 0,4 mm.
Sebagian diatomit berwarna putih atau abu-abu, akan tetapi ada juga yang
berwarna kuning, coklat, merah muda, hitam, dan hijau, yang tergantung dari
unsur pengotornya. Secara kimia, komposisi utama diatomit adalah silika,
tetapi ada unsur lainnya seperti alumina, besi oksida, magnesium, sodium,
potassium oksida, titanium oksida, fosfat, dan kalsium oksida (Pusat
12 diatomit sangat lemah sehingga luas permukaan lebih besar. Luas permukaan
yang besar menyebabkan kemampuan mengikat air partikel diatomit besar.
Kaolin
Kaolin merupakan masa batuan yang tersusun dari material lempung
dengan kandungan besi yang rendah, dan umumnya berwarna putih atau agak
keputihan. Kaolin (Al2Si2O5(OH)4) termasuk dalam kaolin group minerals
dengan struktur rangka dioktahedral (Schmidt, 2006). Kaolinit termasuk salah
satu mineral dari golongan kaolin dengan tipe kisi 1:1. Tiap satuan terdiri atas
masing-masing satu lapisan oksida-Si dan hidroksioksida-Al. Satuan-satuan
ini berikatan kuat sesamanya dengan ikatan hidrogen dan van der Waals.
Akibatnya kation atau anion dan molekul air tidak dapat masuk ke ruang antar
misel sehingga efektifitasnya terbatas hanya di permukaan saja. Sifat penukar
kation atau anion hanya berasal dari valensi tak penuh di bagian ujung
partikel. Oleh karena itu pula mineral ini relatif jarang dipakai sebagai
adsorben atau katalis, kecuali sebagai bahan dasar keramik (Muhdarina,
2003). Affinitas layer ke kation interlayer pada kaolin kuat sehingga air tidak
dapat masuk ke interlayer, menghidrasi kation interlayer dan mengikat bagian
hidrofilik.
Sumber: U. S. Geological Survey Open-File Report (2005)
Gambar 3 . Struktur Molekul Kaolin
Talk
Talk (Mg3 Si4O10(OH)2) merupakan pyrophyllite Group dengan struktur
rangka trioktahedral dengan tipe kisi 2:1. Talk mengandung lapisan penting
13 diantara dua lapisan silika (siliconoxygen tetrahedral). Ketiga lapisan ini
melekat satu sama lain karena ada gaya Van der Walls lemah yang
mengakibatkan talk terasa lembut dan licin (Industrial Minerals
Association-North America, 2006).
Karakteristik utama talk adalah permukaannya yang hidrofobik dan
pinggiran yang bersifat hidrofilik. Permukaan talk yang hidrofobik
mempunyai daya tarik menarik dengan bahan organik, sedangkan pinggiran
talk yang hidrofilik dapat dengan mudah terdispersi di dalam air (Schmidt,
2006).
Affinitas layer ke kation interlayer pada talk lemah sehingga air akan
masuk dan terjadi swelling karena meningkatnya hidrasi kation interlayer dan
pembasahan bagian hidrofilik. Hidrofilik pada interlayer berupa
penarikan/pengikatan air oleh kation sebagai hidrasi air dan adanya >SiOH.
Sumber: U. S. Geological Survey Open-File Report (2005)
Gambar 4. Struktur Molekul Talk
Zeolit
Zeolit adalah mineral dengan struktur molekul berongga yang dibentuk
oleh tetrahedral alumina (AlO45-) dan silikat (SiO44-) dengan rongga-rongga di
dalamnya terisi oleh ion-ion logam, biasanya alkali atau alkali tanah dan
dikelilingi oleh molekul-molekul air (Arifin dan Harsodo, 1990). Ion-ion
logam ini dapat dipertukarkan dengan kation lain sehingga zeolit dapat
14 kation zeolit, sebelum digunakan diperlakukan terlebih dahulu dengan
[image:36.612.236.426.125.227.2]pengasaman sehingga terbentuk zeolit-H (Vansant, 1990).
Gambar 5. Tetrahedra alumina dan silika pada struktur zeolit
Zeolit mempunyai pori-pori yang terisi molekul-molekul air dan kation
yang dapat dipertukarkan. Kation-kation dalam struktur rangka zeolit terdiri
dari Na, K dan Ca (kontribusi berat jenis besar) atau Ba, Sr, Mg (kontribusi
berat jenis kecil).
Unit-unit pembentuk struktur Zeolit:
1. Unit pembentuk primer (SiO4)-4 dan (AlO4)-5
2. Unit pembentuk sekunder yaitu gabungan unit-unit pembentuk primer.
Perbandingan antara SiO2 dan Al2O3 dari Zeolit selalu sama atau lebih
besar dari 2:1, sedangkan perbandingan antara Si:Al berkisar antara 1:1 dan
10:1.
Sifat umum zeolit adalah merupakan kristal yang agak lunak dengan berat
jenis bervariasi antara 2,0 – 2,4. Air kristalnya mudah dilepaskan dengan
pemanasan, mudah melakukan pertukaran ion dari alkalinya dengan
ion-ion elemen lainnya.
Menurut Poerwadio dan Masduqi (2004), sifat kimia zeolit antara lain
adalah dapat terhidrasi pada suhu tinggi, penukaran ion, adsorbsi gas dan uap
serta mempunyai kapasitas tukar kation (KTK). Zeolit mempunyai kapasitas
yang tinggi sebagai penyerap. Hal ini disebabkan karena zeolit dapat
memisahkan molekul-molekul berdasarkan ukuran dan konfigurasi dari
molekul. Mekanisme adsorpsi yang mungkin terjadi adalah adsorpsi fisika
(melibatkan gaya Van der Walls), adsorpsi kimia (melibatkangaya
15 Zeolit tidak stabil terhadap asam. Pada umumnya zeolit baik dioperasikan
pada pH yang tidak kurang dari 4. Pengoperasian zeolit pada pH> 6 akan
memberikan hasil yang optimum.
Kadar air zeolit umumnya cukup tinggi, berkisar antara 10-20 % berat. Air
ini mengisi lubang kristal, ada yang terikat kuat dengan kerangka alumino
silikat dan ada yang tidak. Air yang tidak terikat kuat dapat dibuang dengan
mudah melalui pemanasan sampai 35oC membentuk rongga-rongga dalam
zeolit yang memungkinkan terjadinya adsorpsi reversibel. Affinitas layer ke
kation interlayer zeolit sangat kuat, sehingga air tidak dapat masuk ke
interlayer, menghidrasi kation interlayer dan mengikat bagian hidrofilik.
Sifat kimia terpenting dari zeolit adalah kapasitas tukar kation yang tinggi,
yaitu berkisar 100 – 300 meq/100 gram. Kapasitas tukar kation zeolit
merupakan fungsi derajat substitusi Al dan Si dalam kerangka tetrahedral.
Substitusi kation alkali dan alkali tanah menghasilkan muatan listrik yang
netral (Hardjanto, 1987).
Kation-kation yang terdapat dalam mineral zeolit tidak terikat kuat dalam
kerangka kristalnya sehingga dapat dipertukarkan dengan mudah. Hal inilah
yang menyebabkan kapasitas tukar kationnya tinggi.Kemampuan atau sifat
pertukaran kation zeolit ditentukan oleh struktur kristalnya, sedangkan jika
terjadi kerusakan pada struktur kristal tersebut kemampuan sebagai penukar
kation akan menurun (Poerwadio dan Masduqi, 2004).
Dalam keadaan normal, rongga-rongga dan saluran-saluran dalam zeolit
terisi oleh molekul-molekul air yang membentuk hidrasi disekitar
kation-kation yang dapat dipertukarkan (Harjanto,1987).
D. Kapasitas Tukar Kation
Menurut Poerwadio dan Masduqi (2004), pertukaran ion merupakan salah
satu proses penting untuk mengontrol distribusi elemen dalam larutan dan fasa
partikulat yang dapat meregulasi polutan-polutan logam dalam hidrosfer.
Jumlah total kation atau anion yang mampu dipertukarkan oleh lempung
didefinisikan sebagai kapasitas tukar kation (KTK) atau kapasitas tukar anion
(KTA). Kemampuannya berbeda-beda tergantung pada jenis komponen
16 Lempung alam memiliki KTK berkisar antara 3-150 cmol/kg. Kualitas ini
dapat ditingkatkan melalui berbagai upaya modifikasi.
E. Adsorpsi
Adsorpsi adalah suatu proses dimana suatu partikel “menempel” pada
suatu permukaan akibat dari adanya “perbedaan” muatan lemah diantara
kedua benda (gaya Van der Waals), sehingga akhirnya akan terbentuk suatu
lapisan tipis partikel-partikel halus pada permukaan tersebut. Adsorpsi
merupakan suatu peristiwa fisik atau kimia pada permukaan yang dipengaruhi
oleh spesific affinity atau reaksi kimia antara bahan pengadsorp (adsorben)
dengan zat yang diadsorb (adsorbat) (Cheremisionoff dan Morresi, 1978).
Adsorben adalah padatan atau cairan yang mengadsorp, dan adsorbat adalah
padatan, cairan atau gas yang diserap sebagai molekul, atom atau ion. Proses
adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan padatan, gas dengan padatan, gas
dengan cairan, cairan dengan cairan, dan cairan dengan padatan.
Sumber: Henning and Degel (1990)
Gambar 6. Dasar proses adsorpsi
Adsorpsi merupakan suatu fenomena permukaan yang tergantung atas
specific affinity (afinitas jenis) antara zat yang terlarut dengan adsorben.
Pemilihan adsorben pada proses adsorpsi sangat mempengaruhi daya adsorpsi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi daya adsorpsi adalah ukuran pertikel, jenis
17 Mekanisme peristiwa adsorpsi:
a. Molekul adsorbat berdifusi melalui suatu lapisan batas ke
permukaan luar adsorben (disebut difusi eksternal).
b. Sebagian ada yang teradsorbsi di permukaan luar.
c. Sebagian besar terdifusi lanjut ke dalam pori-pori adsorben
(disebut difusi internal).
d. Jika kapasitas adsorbsi masih sangat besar, sebagian akan
teradsorbsi dan terikat dipermukaan, namun bila permukaan sudah
jenuh atau mendekati jenuh dengan adsorbat, dapat terjadi:
Terbentuknya lapisan adsorpsi kedua dan seterusnya diatas
adsorbat yang telah terikat dipermukaan. Gejala ini disebut
adsorpsi multi layer.
Tidak terbentuk lapisan kedua dan seterusnya sehingga
adsorbat yang belum teradsorbsi berdifusi keluar pori dan
kembali ke arus fluida.
[image:39.612.233.427.426.595.2]Sumber: Industrial Minerals Association - North America (2006)
Gambar 7. Mekanisme adsorbsi
Ada dua metode adsorpsi yaitu adsorbsi secara fisik (physiosorption) dan
adsorpsi secara kimia (chemisorption). Kedua metode ini terjadi jika
18 dari gaya tarik menarik pada permukaan padatan (adsorben), mengatasi energi
kinetik dari molekul-molekul kontaminan dalam cairan (adsorbat) (Grim,
1968).
Beberapa faktor yang mempengaruhi adsorbsi antara lain ialah:
1. Sifat fisika dan kimia adsorben, yaitu antara lain luas permukaan, ukuran
pori-pori, komposisi kimia.
2. Sifat fisika dan kimia adsorbat, yaitu antara lain ukuran molekul, polaritas
molekul, komposisi kimia.
Molekul adsorpsi bebas bergerak di sekitar permukaan adsorben. Adsorpsi
secara fisik umumnya bersifat reversibel. Adsorpsi secara kimiawi dihasilkan
oleh gaya yang cukup kuat, dalam keadaan normal senyawa yang diadsorpsi
membentuk lapisan di atas permukaan adsorben pada ketebalan tertentu. Sifat
molekul yang diadsorpsi tidak dapat bergerak bebas dari sisi yang satu ke sisi
yang lain dari permukaan adsorben, bila permukan adsorben diselubungi oleh
lapisan molekul sejenis (monomolekuler), maka kapasitas adsorben telah
mencapai jenuh. Adsorpsi kimiawi seperti ini jarang bersifat reversibel.
Exchange adsorpsion merupakan mekanisme adsorpsi yang disebabkan oleh
gaya tarik listrik antara adsorbat dan adsorben, proses penukaran ion
merupakan salah satu bentuk exchange adsorpsion. Ion dari subtansi adsorbat
mengumpul pada permukaan melalui gaya tarik listrik yang lebih besar bila
dibanding ion yang muatannya lebih kecil terhadap muatan yang berbeda
(Henning dan Degel, 1990).
Menurut Djatmiko et al (1985), untuk adsorpsi diperlukan pengadukan.
Kecepatan adsorpsi terbesar adalah pada periode permulaan, kemudian lambat
laun akan berkurang. Biasanya waktu adsorpsi optimum adalah 10-15 menit.
Larutan yang kekentalannya tinggi memerlukan waktu yang lama untuk
diadsorpsi.
F. Pemurnian
Pemurnian biodiesel bertujuan untuk memperbaiki kualitas biodiesel
dengan cara menghilangkan komponen-komponen yang tidak diinginkan, agar
19 pemurnian biodiesel bertujuan untuk memperpanjang umur simpan biodiesel
sebelum digunakan.
Menurut Djatmiko dan Widjaja (1984), kotoran-kotoran yang terdapat
pada minyak atau lemak dapat digolongkan ke dalam tiga macam, yaitu :
1. Komponen-komponen yang tidak larut dalam minyak atau lemak.
2. Komponen-komponen dalam bentuk suspensi koloid pada minyak atau
lemak.
III. METODOLOGI
A. Bahan dan Alat
Bahan baku yang dalam penelitian ini adalah biodiesel jarak pagar yang
diperoleh dari SBRC (Surfactant and Bioenergy Research Center). Adsorben
yang digunakan adalah arang aktif (A+), bentonit (B), diatomit (D), kaolin
(K), talk (T) dan zeolit (Z). Adsorben ini diperoleh dari toko kimia Setia
Guna. Bahan kimia yang digunakan adalah metanol, aseton 2%, H2SO4, KOH
0.086N, HCl 0.1N, NaOH, indikator phenolptalein, indikator bromophenol
blue, aquades.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca analitik,
magnet pengaduk (magnetic stirer), termometer, kondensor tegak, mikroskop
kamera, corong pisah, kertas saring, cawan porselin, cawan aluminium,
erlenmeyer, desikator, oven, viskometer ostwald, perangkat titrasi, dan
perangkat gelas lainnya.
B. Metode Penelitian
1. Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui kapasitas tukar
kation dan nilai pH adsorben. Pengukuran kapasitas tukar kation dan nilai
pH adsorben dilakukan di Laboratorium Tanah, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
2. Penelitian Utama
Pada penelitian utama dilakukan proses pencampuran biodiesel kasar
dengan adsorben selama 20 menit. Adsorben yang digunakan adalah arang
aktif, bentonit, diatomit, kaolin, talk, zeolit. Konsentrasi adsorben yang
digunakan adalah 1% dari bobot biodiesel. Setelah tahap pencampuran dan
pemisahan selesai, biodiesel dianalisa. Analisa meliputi kadar asam lemak
bebas, bilangan asam, pH, kadar abu tersulfat, kadar sabun dan katalis.
Proses pencampuran dilakukan dengan menambahkan 250 gram
biodiesel dengan 1% adsorben (2,5 gram) dimasukkan dalam Erlenmeyer
21 menggunakan stirer 20 menit, pengadukan dilakukan pada suhu kamar,
selanjutnya diamkan selama 2 jam. Biodiesel disaring untuk dipisahkan
dari sisa adsorben. Pengujian meliputi bilangan asam, kadar air, kadar abu
tersulfat, nilai pH, kadar sabun dan katalis. Sebagai pembanding adalah
biodiesel kasar dan biodiesel dengan 3 kali pencucian.
C. Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
Rancangan Acak Lengkap dengan dua kali ulangan. Faktor perlakuannya
adalah jenis adsorben (J) dengan taraf yaitu biodiesel cuci (bio), arang aktif
(A+), bentonit (B), diatomit (D), kaolin (K), talk (T) dan zeolit (Z).
Model matematis Rancangan Percobaan yang digunakan adalah sebagai
berikut:
Yij = µ + τi + εij
uji Residu adsorben
pengadukan (20 menit)
Pemisahan Pengendapan (2 jam)
22 Dimana :
i = 1, 2, 3, 4, 5, 6
j = 1, 2
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-I dan ulangan ke-j
µ = Rataan umum
τi = Pengaruh perlakuan ke-i
23
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan meliputi uji kapasitas tukar kation adsorben, pH
adsorben, dan pengamatan molekul adsorben menggunakan mikroskop
kamera dengan perbesaran 400x dan 200x.
Kapasitas Tukar Kation (KTK)
Hasil analisa (Tabel 3) menunjukkan bahwa kapasitas tukar kation
adsorben berkisar antara 6,54 – 131,99 (meq/ 100 g). Nilai KTK ini
berpengaruh pada kemampuan adsorben untuk mengadsorpsi logam. Zeolit
mempunyai kapasitas tukar kation yang sangat tinggi diantara kelima
adsorben yang lain. Hal ini dikarenakan kation-kation yang terdapat dalam
mineral zeolit tidak terikat kuat dalam kerangka kristalnya sehingga dapat
dipertukarkan dengan mudah. Kation-kation dalam struktur rangka zeolit
terdiri dari Na, K dan Ca (kontribusi berat jenis besar) atau Ba, Sr, Mg.
Kapasitas tukar kation zeolit merupakan fungsi derajat substitusi Al dan
Si dalam kerangka tetrahedral. Sifat pertukaran kation zeolit ditentukan oleh
struktur kristalnya. Struktur kristal zeolit tersusun atas alumina (AlO45-) dan
silikat (SiO44-). Kristal zeolit bersifat agak lunak dan kandungan air dalam
kristal dapat dilepaskan dengan pemanasan.
Tabel 3. Kapasitas Tukar Kation Adsorben
Jenis Adsorben KTK
(meq/100g)
Arang aktif 11,93
Bentonit 77,34
Diatomit 12,70
Kaolin 42,71
Talk 6,54
Zeolit 131,99
24 Selain zeolit, bentonit juga memiliki kemampuan menukar kation yang
besar yaitu sebesar 77,34 meq/ 100g. Penyusun utama bentonit adalah
tanah liat monmorillonit terdiri dari Al dan Si yang kekurangan satu elektron
sehingga mudah menerima kation. Oleh karena itu, bentonit memiliki
kapasitas pertukaran ion karena kemampuannya untuk menerima kation. Hal
ini menyebabkan senyawa yang diadsorpsi cenderung menempel pada
permukaan lempung. Menurut Dinas Pertambangan dan Energi Jawa Barat
(2005), posisi pertukaran ion bentonit lebih banyak diduduki oleh ion-ion
kalsium dan magnesium.
Nilai pH
Dari analisa diketahui bahwa talk memiliki pH yang tertinggi diantara
kelima adsorben yang lainnya. Adsorben – adsorben yang digunakan dalam
pemurnian biodiesel ini memiliki pH antara 4, 40 - 6,50. Nilai pH ini ada
dikisaran asam. Nilai pH adsorben tidak berpengaruh terhadap kemampuan
mengadsorp dari adsorben itu sendiri, namun menunjukkan komponen
penyusun adsorben.
Tabel 4. Kadar pH adsorben
Jenis Adsorben pH
Arang aktif 6,30
Bentonit 4,40
Diatomit 6,30
Kaolin 5,50
Talk 6,50
Zeolit 5,50
Arang yang telah diaktifkan memiliki nilai pH sama dengan diatomit
yang belum diaktivasi yaitu sebesar 6,30. Nilai pH ini lebih besar dari pH
bentonit, kaolin dan zeolit. Bentonit memiliki pH yang paling rendah diantara
adsorben yang lain. Menurut Pusat Penelitian dan Pengembangan Mineral dan
Batu Bara (2005), tipe bentonit ini kurang mengembang jika dicelupkan ke
[image:46.612.226.398.411.557.2]25
Partikel Adsorben
Dari Gambar 9, terlihat bahwa arang aktif memiliki banyak pori-pori
terbuka sehingga menyebabkan daya adsorbsi arang aktif tinggi. Arang aktif
mempunyai bentuk amorf yang terdiri dari pelat-pelat datar, disusun oleh
[image:47.612.240.399.181.300.2]atom-atom C yang terikat secara kovalen dalam suatu kisi heksagon.
Gambar 8. Partikel Arang Aktif Perbesaran 200x
Gambar 9. Partikel Bentonit Perbesaran 200x
Dari Gambar 9 terlihat partikel bentonit yang sangat halus. Partikel
diatomit (Gambar 10) lebih besar ukurannya dibandingkan dengan partikel
bentonit, kaolin, talk dan zeolit. Partikel diatomit berbentuk atom atau bulat.
Partikel kaolin (Gambar 11) memiliki ukuran yang halus. Partikel talk dan
[image:47.612.143.496.333.482.2]26 Gambar 10. Partikel Diatomit Perbesaran 200x
Gambar 11. Partikel Kaolin Perbesaran 200x
[image:48.612.137.503.442.585.2]27 Gambar 13. Partikel Zeolit Perbesaran 400x dan 200x
Dari Gambar 8, 9, 10, 11 dan 12 dapat dilihat bahwa bentuk partikel dari
adsorben berbeda-beda. Arang aktif terlihat banyak memiliki rongga-rongga,
hal ini dikarenakan arang telah diaktivasi sehingga rongga arang aktif bebas
dari senyawa lain atau kotoran. Adsorben lainnya yang tidak diaktivasi tidak
terlihat rongga atau porinya.
B. Penelitian Utama
Pada penelitian utama, biodiesel dicampurkan dengan adsorben selama
20 menit. Adsorben yang digunakan adalah arang aktif, bentonit, diatomit,
kaolin, talk, zeolit. Konsentrasi adsorben yang digunakan adalah 1% dari
bobot biodiesel.
1. Bilangan Asam
Bilangan asam adalah jumlah miligram KOH yang dibutuhkan untuk
menetralkan asam-asam lemak bebas dari satu gram minyak atau lemak.
Bilangan asam dipergunakan untuk mengukur jumlah asam lemak bebas
yang terdapat dalam minyak. Semakin besar nilai bilangan asam maka
semakin banyak asam lemak bebas yang terkandung dalam biodiesel.
Kandungan asam lemak yang tinggi dalam biodiesel akan menyebabkan
terjadinya deposit pada sistem pembakaran dan akan menyebabkan korosi.
Dari hasil analisa keragaman (Lampiran 3) menunjukkan bahwa
jenis adsorben berpengaruh nyata terhadap bilangan asam dari biodiesel
pada taraf α=5%. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan adsorben untuk
pemurnian menyebabkan penurunan bilangan asam biodiesel. Data hasil
28 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 biodiesel cuci arang aktif
[image:50.612.170.504.81.271.2]bentonit diatomit kaolin talk zeolit biodiesel kasar jenis adsorben b ilan g a n asam ( m g K O H /g )
Gambar 14. Diagram batang bilangan asam biodiesel berdasarkan jenis
adsorben
Pada Gambar 14 terlihat bahwa penggunaan adsorben untuk
pemurnian biodiesel dapat menurunkan bilangan asam. Nilai bilangan
asam biodiesel berkisar antara 0,29 – 0,55 mg KOH/g. Nilai bilangan asam
ini memenuhi Standar Mutu Nasional Biodiesel yang ditetapkan oleh
Badan Standarisasi Nasional, yaitu maksimum 0,8 mg KOH/g. Kandungan
asam lemak bebas biodiesel hasil pemurnian dengan adsorben dan dengan
pencucian sebanyak 3 kali masih dibawah nilai spesifikasi maksimum
mutu biodiesel.
Pemurnian dengan menggunakan adsorben menghasilkan biodiesel
dengan kandungan asam lemak bebas lebih rendah dari biodiesel kasar dan
biodiesel cuci. Dari Gambar 14 diketahui bahwa dengan pencucian
biodiesel sebanyak 3 kali dapat menurunkan kandungan asam lemak bebas
biodiesel, tetapi penggunaan adsorben lebih efektif dalam menurunkan
kandungan asam lemak bebas dari biodiesel. Hal ini dikarenakan adsorben
yang digunakan dalam proses pemurnian akan mengadsorp asam lemak
bebas dari biodiesel sesuai dengan pernyataan Ketaren (1985) bahwa
adsorben akan menyerap suspensi koloid (gum dan resin), asam lemak
bebas serta hasil oksidasi minyak seperti peroksida. Nilai bilangan asam
yang rendah menunjukkan asam lemak bebas yang terkandung dalam
29
2. Nilai pH
Hasil analisa keragaman (Lampiran 5) menunjukkan bahwa jenis
adsorben berpengaruh nyata terhadap pH biodiesel yang dihasilkan. Nilai
pH biodiesel yang dimurnikan dengan adsorben berkisar antara
7,17-10,55. Nilai pH ini lebih rendah dari pH biodiesel awal sebelum
pemurnian. Penggunaan adsorben pada pemurnian biodiesel dapat
menurunkan pH biodiesel. Nilai pH biodiesel merupakan indikasi adanya
katalis yang tidak bereaksi dalam proses transesterifikasi. Kadar katalis
[image:51.612.171.334.280.462.2]yang tinggi dalam biodiesel dapat menyebabkan korosi pada mesin.
Tabel 5. Nilai pH biodiesel
Jenis Adsorben pH
Biodiesel kasar 10,85
Biodiesel cuci 8,05
Arang aktif 10,52
Bentonit 7,17
Diatomit 10,55
Kaolin 10,24
Talk 10,30
Zeolit 9,02
Dari Tabel 5 diketahui bahwa penggunaan adsorben untuk
pemurnian biodiesel cenderung menurunkan nilai pH biodiesel. Nilai pH
biodiesel yang diharapkan adalah netral. Nilai pH awal biodiesel sebelum
pemurnian adalah 10, 85. Nilai pH biodiesel mengalami penurunan setelah
pencucian maupun pemurnian dengan adsorben.
Pencucian biodiesel sebanyak 3 kali dapat menurunkan pH biodiesel
lebih besar dibandingkan dengan penggunaan arang aktif, diatomit, kaolin,
talk dan zeolit. Penggunaan bentonit untuk pemurnian menghasilkan
biodiesel dengan pH lebih rendah dari biodiesel cuci yaitu sebesar 7,17.
Nilai pH ini sesuai dengan pH biodiesel yang diharapkan yaitu netral.
30
3. Kadar Sabun dan Katalis
Jenis adsorben tidak berpengaruh nyata terhadap kadar sabun
sebaliknya jenis adsorben berpengaruh nyata terhadap kadar katalis
biodiesel yang dihasilkan (Lampiran 7 dan Lampiran 8). Dari Tabel 6
diketahui bahwa kadar sabun biodiesel yang menggunakan bentonit untuk
pencucian lebih rendah diantara yang lainnya. Biodiesel cuci dan biodiesel
yang menggunakan arang aktif untuk pemurnian memiliki kadar sabun
yang sama yaitu sebesar 4,4 mg sabun/g sampel, sedangkan zeolit
[image:52.612.174.399.273.480.2]memiliki kadar sabun tertinggi yaitu sebesar 6,4 mg sabun/g sampel.
Tabel 6. Kadar sabun biodiesel
Jenis Adsorben
Kadar Sabun
(mg sabun/ g sampel)
Biodiesel kasar 7,1
Biodiesel cuci 4,4
Arang aktif 4,4
Bentonit 1,9
Diatomit 3,7
Kaolin 3,3
Talk 5,3
Zeolit 6,4
Bentonit, diatomit dan kaolin memiliki kemampuan mengadsorp
sabun lebih baik dari arang yang telah diaktifkan. Hal ini menyebabkan
kadar sabun dalam biodiesel menjadi rendah dari kadar sabun awal 7,1
mg sabun/g sampel menjadi 1,9 mg sabun/g sampel setelah dimurnikan
dengan bentonit, 3,7 mg sabun/g sampel dengan diatomit dan 3,3 mg
sabun/g sampel dengan kaolin. Sedangkan zeolit dan talk memiliki
kemampuan mengadsorp sabun lebih rendah dari bentonit, diatomit dan
31 Tabel 7. Kadar katalis biodiesel
Jenis Adsorben Kadar Katalis
(mg KOH/ g sampel)
Biodiesel kasar 0,13
Biodiesel cuci 0,0
Arang aktif 0,6
Bentonit 0,0
Diatomit 0,7
Kaolin 0,7
Talk 0,6
Zeolit 0,3
Dari Tabel 7 diketahui bahwa efektifitas adsorpsi adsorben
terhadap katalis lebih rendah dari pencucian biodiesel. Hal ini
dimungkinkan karena kemampuan adsorben untuk mengadsorpsi katalis
masih rendah karena belum diaktivasi, sehingga luas permukaan
adsorben masih kecil dan porositas adsorben masih rendah.
Kadar katalis awal biodiesel adalah 0,13 mg KOH/ sampel. Setelah
pencucian kadar katalis biodiesel turun menjadi 0,0 mg KOH/ g sampel.
Penggunaan bentonit untuk pemurnian juga menurunkan kadar katalis
biodiesel menjadi 0,0 mg KOH/g sampel. Hal ini menunjukkan efektifitas
adsorpsi bentonit sama dengan pencucian biodiesel. Efektifitas Arang
aktif, diatomit, kaolin, talk dan zeolit untuk mengadsorp katalis lebih
rendah dari bentonit dan pencucian biodiesel. Secara keseluruhan dapat
dilihat bahwa penggunaan adsorben dapat menurunkan kadar katalis
biodiesel.
Adanya katalis dalam biodiesel juga dapat dilihat dari nilai pH
biodiesel. Kadar katalis biodiesel berbanding lurus dengan pH biodiesel,
semakin tinggi kadar katalis maka semakin tinggi pula nilai pH biodiesel.
Katalis yang terkandung dalam biodiesel dapat menyebabkan korosi pada
32
4. Kadar Abu Tersulfat
Kadar abu tersulfat menunjukkan jumlah sisa abu mineral yang
tersulfat, residu ini dapat berasal dari katalis yang digunakan pada proses
esterifikasi. Dari hasil analisa keragaman pada taraf α=5% (Lampiran 6)
diketahui bahwa jenis adsorben tidak berpengaruh nyata terhadap kadar
abu tersulfat yang dihasilkan.
Dari Tabel 8 diketahui bahwa kadar abu tersulfat biodiesel setelah
pemurnian berkisar antara 0,100-0,195%. Nilai ini lebih rendah dari dari
kadar abu tersulfat sebelum pemurnian. Kadar abu tersulfat biodiesel cuci
lebih rendah dari biodiesel yang dimurnikan dengan adsorben. Hal ini
dimungkinkan kemampuan adsorben untuk mengadsorpsi residu mineral
masih rendah karena belum diaktivasi. Sedangkan arang yang telah
diaktifkan juga kurang memiliki kemampuan untuk mengadsorp.
Secara keseluruhan penggunaan adsorben untuk pemurnian biodiesel
dapat menurunkan kadar abu tersulfat walaupun dalam jumlah yang sangat
kecil. Adsorben dapat mengadsorp residu mineral yang ada pada biodiesel,
[image:54.612.170.357.449.634.2]tetapi kemampuan adsorpsi adsorben masih rendah.
Tabel 8. Kadar abu tersulfat biodiesel
Jenis adsorben Kadar abu sulfat
(% massa)
Biodiesel kasar 0,297
Biodiesel cuci 0,100
Arang aktif 0,184
Bentonit 0,165
Diatomit 0,194
Kaolin 0,170
Talk 0,168
Zeolit 0,195
Hasil analisa menunjukkan bahwa biodiesel yang dihasilkan tidak
memenuhi Standar Nasional Biodiesel untuk kadar abu tersulfat yaitu
33
5. Kadar Air
Hasil analisa keragaman (Lampiran 4) menunjukkan bahwa jenis
adsorben tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air biodiesel. Kandungan
air biodiesel menurut SNI 04-7182-2006 maksimum 0,05 %. Dari hasil
analisa menunjukkan bahwa biodiesel yang dihasilkan tidak memenuhi
Standar Nasional Biodiesel untuk kadar air yaitu sebesar 0,05 %. Pada
Gambar 15, dapat dilihat bahwa kadar air biodiesel yang dimurnikan
dengan adsorben berkisar 0.981-0.985 %. Hasil ini lebih baik dari
biodiesel cuci. Biodiesel yang dicuci 3 kali, kadar airnya lebih tinggi
dibanding dengan biodiesel kasar dan biodiesel yang dimurnikan dengan
adsorben yaitu 0,988%. Dari keenam adsorben yang digunakan,
pemurnian dengan zeolit menghasilkan kadar air sama dengan biodiesel
awal yaitu 0,985%.
Daya adsorp adsorben yang rendah terhadap air dikarenakan
adsorben belum diaktivasi sehingga daya ikatnya terhadap air kurang.
Adsorben jenis clay memiliki kemampuan untuk mengadsorpsi molekul
air karena adsorben clay bersifat polar, kecuali pada talk yang bersifat
hidrofobik di permukaan dan hidrofilik pada pinggiran talk. Untuk
memaksimalkan daya adsorp ini sebaiknya adsorben diaktivasi. Arang
aktif juga tidak lebih baik dalam mengadsorp molekul air karena hanya
sebagian permukaan yang mempunyai daya serap (bersifat non polar). Hal
ini karena permukaan arang aktif bersifat heterogen, penyerapannya hanya
terjadi pada permukaan yang aktif saja.
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa affinitas diatomit> arang
aktif> bentonit> talk> kaolin>zeolit. Affinitas adsorben menunjukkan
kemampuan adsorben untuk mengadsorpsi molekul air. Affinitas adsorben
ini dipengaruhi oleh pada ikatan antar 2 lapisan yang berdekatan. Pada
mineral 2:1 unsubstitute ikatan tersebut lemah sehingga air tidak masuk ke
34 0.976 0.978 0.980 0.982 0.984 0.986 0.988 0.990 biodiesel cuci arang aktif
[image:56.612.171.489.82.245.2]bentonit diatomit kaolin talk zeolit biodiesel kasar jenis adsorben kad ar ai r (% vo l)
Gambar 15. Diagram batang kadar air biodiesel berdasarkan jenis
adsorben
Adanya air dalam biodiesel akan menyebabkan mesin diesel aus
yang akhirnya akan menyebabkan korosi. Kandungan air yang tinggi
dalam biodiesel akan sangat mempengaruhi dalam penyimpanan
biodiesel. Selain itu adanya air juga menyebabkan hidrolisis yang
menghasilkan asam lemak bebas.
6. Pembobotan secara Subjektif
Berdasarkan metode pembobotan secara subjektif diperoleh
adsorben terbaik adalah bentonit, diatomit dan arang aktif (Tabel 9).
Metode pembobotan dihitung dengan mengalikan bobot kepentingan
parameter dengan rangking adsorben untuk setiap parameter. Bobot
kepen