KAJIAN PEMANFAATAN BIJI KOPI (ARABIKA)
SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN
METIL ESTER
SKRIPSI
Oleh
BELLA SIMBOLON
080405034
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
KAJIAN PEMANFAATAN BIJI KOPI (ARABIKA)
SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN
METIL ESTER
SKRIPSI
Oleh
BELLA SIMBOLON
080405034
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
KAJIAN PEMANFAATAN BIJI KOPI (ARABIKA)
SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN
METIL ESTER
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku
Medan, 2013
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.
Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Kajian Pemanfaatan Biji Kopi (Arabika) Sebagai Bahan Baku Pembuatan Metil Ester,” berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakulatas Teknik Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Melalui penelitian ini diketahui bahwa minyak biji kopi yang diperoleh melalui tahap ekstraksi memiliki karakteristik yang baik untuk digunakan sebagai bahan pembuatan biodiesel . Sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan, khususnya dalam pembuatan metil ester. Manfaat lain yang diperoleh, yaitu dapat meningkatkan nilai ekonomis dari biji kopi.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis, untuk itu secara khusus penulis mengucapakan terima kasih kepada Dra. Siswarni MZ, MS yang telah banyak membantu.
DEDIKASI
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua penulis, F. Tampubolon yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan skripsi ini.
Dedikasi skripsi ini penulis tujukan kepada :
1. Kedua orang tua penulis, T.H Simbolon, dan F. Tampubolon. 2. Kakak dan adik penulis.
3. Keluarga penulis.
4. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Kartini Pakpahan atas kerjasamanya yang sangat baik selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
7. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, khususnya semua stambuk 2008 yang memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
8. Seluruh teman-teman, adik-adik dan abang kakak yang turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Bella Simbolon NIM : 080405034
Tempat/tgl lahir : Sumbul 19 Juli 1990 Nama orang tua : F. Tampubolon Alamat orang tua :
Jl. Sisingamangaraja, Kec. Sumbul, Kab. Dairi
Asal Sekolah
SD Negeri No. 030332 Sumbul 1996-2002 SMP Negeri. 3 Sumbul 2002-2005
SMA Negeri. 1 Sumbul 2005-2008 Beasiswa yang diperoleh :
Beasiswa Bantuan Mahasiswa (BBM) tahun 2008-2011 Pengalaman Organisasi :
1. HIMATEK periode 2011/2012 sebagai anggota Bidang Hubungan Masyarakat
2. Paduan Suara Consolatio USU sebagai ketua Badan Pengurus Harian Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal :
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan minyak biji kopi sebagai bahan baku pembuatan metil ester dengan proses esterifikasi kemudian dilanjutkan transesterifikasi dan mempelajari pengaruh variasi perbandingan berat pelarut : biji kopi bubuk pada proses ekstraksi minyak biji kopi rusak. Metodologi penelitian meliputi proses penyiapan bahan baku,ekstraksi, dan pengujian. Tahap ekstraksi dilakukan dengan variasi jenis pelarut n-heksana (C6H14) dan toluena (C7H8(C6H5CH3)) dan variasi jumlah pelarut melalui perbandingan 1:5, 1:6, 1:7 dan 1:8 terhadap massa sampel tiap run, yakni 40 gram. Variabel tetap lain adalah waktu ekstraksi 2 jam dan suhu ekstraksi dengan pelarut n-heksana (C6H14) (titik didih 690C) adalah 70-750C dan pelarut toluena (C7H8(C6H5CH3)) (titik didih 1100C) adalah 110-1150C. Tahap pengujian pemanfaatan minyak kopi dilakukan dengan proses esterifikasi pada perbandingan molar metanol:asam lemak bebas = 3:1 dengan katalis H2SO4 1% v/v selama 1 jam dengan pengadukan 600 rpm dan proses transesterifikasi pada perbandingan molar metanol:minyak kopi = 9:1 dengan katalis NaOH 1,75% selama 2 jam dengan pengadukan 600 rpm. Proses esterifikasi sebagai pendahuluan dilakukan karena tingginya kadar asam lemak bebas minyak kopi, yakni 22,2%. Hasil ekstraksi yang diperoleh meliputi rendemen minyak kopi maksimum yang diperoleh 17,73% pada perbandingan berat toluena:bubuk kopi = 6:1, dan data minyak kopi berupa densitas 93,75 gr/ml, viskositas 59,326 cP dan komposisi asam lemak tertinggi adalah asam linoleat sebesar 40,8765% dan asam palmitat 37,4492%. Hasil esterifikasi dan transesterifikasi yang diperoleh berupa metil ester sebesar 39,63% dengan densitas 0,915 gr/ml, viskositas kinematik 22,5498 cSt dan titik nyala 1300C.
ABSTRACT
This research aims to exploit the coffee seed oil as raw material for metyl ester by esterification process, then followed by transesterification process and studied the influence of variations in the weight ratio of solvent: ground coffee beans in the coffee bean oil extraction process. The methodologies of this research are conducted on the process of preparation of raw materials,extraction, and testing phase. Extraction is done with a variety of types of solvent n-hexane (C6H14) and toluene (C7H8 (C6H5CH3)) and a variety of solvents through a ratio of 1:5, 1:6, 1:7 and 1:8 against the mass of each run, which is 40 gram. Another variable is still 2 hours extraction time and temperature solvent extraction with n-hexane (C6H14) (boiling point 690C) is 70-750c and the solvent toluene (C7H8 (C6H5CH3)) (boiling point 1100C) is 110-1150C. Testing phase is done by the use of coffee oil esterification process in the molar ratio of methanol: free fatty acid catalyst H2SO4 = 3:1 with 1% v / v for 1 hour with stirring 600 rpm and transesterification process at a molar ratio of methanol: oil = 9:1 coffee with 1.75% NaOH catalyst for 2 hours with stirring 600 rpm. Esterification process as conducted preliminary due to high levels of free fatty acids coffee oils, which is 22.2%. Extraction results include the maximum yield of the coffee oils 17.73% in toluene weight ratio: coffee powder = 6:1, and coffee oil data in the form of the density 93.75 g / ml, viscosity 59.326 cP and fatty acid composition of the highest linoleic acid 40.8765% and palmitic acid 37.4492%. The results of esterification and transesterification obtained by the methyl ester equal to 39.63% with density 0.915 g / ml, 22.5498 cSt kinematic viscosity and flash point1300C.
DAFTAR ISI
Halam an
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI ii
PRAKATA iii
DEDIKASI iv
RIWAYAT HIDUP v
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
DAFTAR SINGKATAN xv
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 1
1.2 PERUMUSAN MASALAH 2
1.3 TUJUAN PENELITIAN 3
1.4 MANFAAT PENELITIAN 3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 BIODIESEL 5
2.2.1 Minyak Biji Kopi 11
2.2.2 Biji Kopi Rusak 12
2.3 EKTRAKSI 13
2.3.1 Ekstraktor Soxhlet 14
2.3.2 Ekstraktor Butt 14
2.4 ESTERIFIKASI 15
2.5 TRANSESTERIFIKASI 16
2.6 ANALISA BIAYA PRODUKSI BIODIESEL 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 19
3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN 19
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 19
3.3 DIAGRAM KERJA 19
3.4 PROSEDUR KERJA 20
3.4.1 Penyiapan Bahan Baku 20
3.4.2 Ekstraksi 20
3.4.3 Destilasi 21
3.4.4 Esterifikasi 22
3.4.5 Transesterifikasi 22
3.5 ANALISA MINYAK BIJI KOPI DAN BIODIESEL (METIL ESTER) 23 3.5.1 Penentuan Densitas / Spesific Gravity 23
3.5.2 Penentuan Viskositas 23
3.5.3 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas (Free Fatty Acid) 24
3.5.4 Penentuan Titik Nyala 24
3.5.5 Penentuan Komposisi Asam Lemak dan Asam Lemak Bebas dengan
Gas Chromatography (GC) 24
3.6.1 Flowchart Penyiapan Bahan Baku 25
3.6.2 Flowchart Ekstraksi 26
3.6.3 Flowchart Destilasi 28
3.6.4 Flowchart Esterifikasi 29
3.6.5 Flowchart Transesterifikasi 30
3.7 FLOWCHART ANALISA 31
3.7.1 Flowchart Analisa Densitas 31
3.7.2 Flowchart Analisa Viskositas 32
3.7.3 Flowchart Analisa Kadar Asam Lemak Bebas (Free Fatty Acid) 33
3.7.4 Flowchart Analisa Titik Nyala 34
3.8 ANALISA TEKNIK SAM PLING DAN PENGOLAHAN DATA 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 36
4.1 PENGARUH JUMLAH PELARUT TERHADAP
RENDEMEN MINYAK 36
4.2 PENGARUH JENIS PELARUT TERHADAP RENDEMEN MINYAK 38
4.3 PENGUJIAN PEMANFAATAN MINYAK KOPI 39
4.3.1 Analisa Pendahuluan 39
4.3.2 Esterifikasi dan Transesterifikasi 40
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 44
5.1 KESIMPULAN 44
5.2 SARAN 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Struktur Buah dan Biji Kopi 8
Gambar 3.1 Diagram Kerja Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Biji Kopi 19
Gambar 3.2 Rangkaian Peralatan Soxhlet Extraction 21
Gambar 3.3 Rangkaian Peralatan Destilasi 21
Gambar 3.4 Rangkaian Peralatan Untuk Proses Esterifikasi 22 Gambar 3.5 Flowchart Penyiapan Bahan Baku 25
Gambar 3.6 Flowchart Ekstraksi 27
Gambar 3.7 Flowchart Destilasi 28
Gambar 3.8 Flowchart Esterifikasi 29
Gambar 3.9 Flowchart Transesterifikasi 30
Gambar 3.10 Flowchart Analisa Densitas 31
Gambar 3.11 Flowchart Analisa Viskositas 32 Gambar 3.12 Flowchart Analisa Kadar Asam Lemak Bebas (Free Fatty Acid) 33 Gambar 3.13 Flowchart Analisa Titik Nyala 34 Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Jumlah Pelarut terhadap Rendemen dengan
Jenis Pelarut n-Heksana 36
Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Jumlah Pelarut Terhadap Rendemen dengan
Jenis Pelarut Toluena 37
Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Jenis Pelarut terhadap Rendemen Minyak 38
Gambar 4.4 Kromatogram Minyak kopi 40
Gambar L.3.4 Sebagian Biji Kopi Sangrai Dihaluskan Dengan Blender 58
Gambar L.3.5 Rangkaian Alat Ekstraksi 58
Gambar L.3.6 Rangkaian Alat Destilasi 59
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Standarisasi Mutu Biodiesel Indonesia (RSNI EB 020551) 6 Tabel 2.2 Komposisi Kimia Biji Kopi Arabika (% Berat Kering) 8 Tabel 2.3 Karakteristik Minyak Biji Kopi Arabika 9 Tabel 2.4 Komposisi Kimia Biji Kopi Robusta (% Berat Kering) 10
Tabel 2.5 Komposisi Kimia Lemak Kopi 11
Tabel 4.1 Data Hasil Proses Ekstraksi 36
Tabel 4.2 Data Puncak-Puncak Utama Kromatogram Minyak Kopi 40 Tabel 4.3 Perbandingan Karakteristik Metil Ester Praktek Dengan Standarisasi
Mutu Biodiesel Indonesia (RSNI EB 020551) 41 Tabel 4.4 Data Puncak-Puncak Utama Kromatogram Campuran Metil Ester
Dari Minyak Kopi 42
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Data Percobaan 49
Lampiran 2 Contoh Perhitungan 50
DAFTAR SINGKATAN
FAME Fatty Acid Metil Ester
FFA Free Fatty Acid
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan minyak biji kopi sebagai bahan baku pembuatan metil ester dengan proses esterifikasi kemudian dilanjutkan transesterifikasi dan mempelajari pengaruh variasi perbandingan berat pelarut : biji kopi bubuk pada proses ekstraksi minyak biji kopi rusak. Metodologi penelitian meliputi proses penyiapan bahan baku,ekstraksi, dan pengujian. Tahap ekstraksi dilakukan dengan variasi jenis pelarut n-heksana (C6H14) dan toluena (C7H8(C6H5CH3)) dan variasi jumlah pelarut melalui perbandingan 1:5, 1:6, 1:7 dan 1:8 terhadap massa sampel tiap run, yakni 40 gram. Variabel tetap lain adalah waktu ekstraksi 2 jam dan suhu ekstraksi dengan pelarut n-heksana (C6H14) (titik didih 690C) adalah 70-750C dan pelarut toluena (C7H8(C6H5CH3)) (titik didih 1100C) adalah 110-1150C. Tahap pengujian pemanfaatan minyak kopi dilakukan dengan proses esterifikasi pada perbandingan molar metanol:asam lemak bebas = 3:1 dengan katalis H2SO4 1% v/v selama 1 jam dengan pengadukan 600 rpm dan proses transesterifikasi pada perbandingan molar metanol:minyak kopi = 9:1 dengan katalis NaOH 1,75% selama 2 jam dengan pengadukan 600 rpm. Proses esterifikasi sebagai pendahuluan dilakukan karena tingginya kadar asam lemak bebas minyak kopi, yakni 22,2%. Hasil ekstraksi yang diperoleh meliputi rendemen minyak kopi maksimum yang diperoleh 17,73% pada perbandingan berat toluena:bubuk kopi = 6:1, dan data minyak kopi berupa densitas 93,75 gr/ml, viskositas 59,326 cP dan komposisi asam lemak tertinggi adalah asam linoleat sebesar 40,8765% dan asam palmitat 37,4492%. Hasil esterifikasi dan transesterifikasi yang diperoleh berupa metil ester sebesar 39,63% dengan densitas 0,915 gr/ml, viskositas kinematik 22,5498 cSt dan titik nyala 1300C.
ABSTRACT
This research aims to exploit the coffee seed oil as raw material for metyl ester by esterification process, then followed by transesterification process and studied the influence of variations in the weight ratio of solvent: ground coffee beans in the coffee bean oil extraction process. The methodologies of this research are conducted on the process of preparation of raw materials,extraction, and testing phase. Extraction is done with a variety of types of solvent n-hexane (C6H14) and toluene (C7H8 (C6H5CH3)) and a variety of solvents through a ratio of 1:5, 1:6, 1:7 and 1:8 against the mass of each run, which is 40 gram. Another variable is still 2 hours extraction time and temperature solvent extraction with n-hexane (C6H14) (boiling point 690C) is 70-750c and the solvent toluene (C7H8 (C6H5CH3)) (boiling point 1100C) is 110-1150C. Testing phase is done by the use of coffee oil esterification process in the molar ratio of methanol: free fatty acid catalyst H2SO4 = 3:1 with 1% v / v for 1 hour with stirring 600 rpm and transesterification process at a molar ratio of methanol: oil = 9:1 coffee with 1.75% NaOH catalyst for 2 hours with stirring 600 rpm. Esterification process as conducted preliminary due to high levels of free fatty acids coffee oils, which is 22.2%. Extraction results include the maximum yield of the coffee oils 17.73% in toluene weight ratio: coffee powder = 6:1, and coffee oil data in the form of the density 93.75 g / ml, viscosity 59.326 cP and fatty acid composition of the highest linoleic acid 40.8765% and palmitic acid 37.4492%. The results of esterification and transesterification obtained by the methyl ester equal to 39.63% with density 0.915 g / ml, 22.5498 cSt kinematic viscosity and flash point1300C.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Indonesia merupakan negara dengan kekayaan alam yang berlimpah, dan ini merupakan salah satu alasan untuk memanfaatkan berbagai potensi yang dipandang menarik sebagai sumber biodiesel, seperti kopi [10]. Bagian dari tanaman kopi yang potensial untuk dijadikan bahan baku biodiesel setelah melalui pengujian secara psiko-kimia, adalah biji kopi rusak [18] dan ampas kopi [12]. Perlu diperhatikan bahwa bahan yang digunakan untuk pembuatan biodiesel merupakan bahan yang terbuang dari proses pembuatan produk yang lebih bernilai, yakni biji kopi rusak dan ampas kopi. Pemanfaatan bahan yang tidak terpakai ini sebagai bahan baku pembuatan bahan bakar sangat berarti untuk mengeliminasi jumlah sampah yang terbuang ke lingkungan sekaligus juga memberikan potensi pengurangan biaya bagi pengusaha.
Biodiesel merupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono-alkyl ester dari rantai panjang asam lemak yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan
bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber terbaharui seperti minyak sayur atau lemak hewan. Biodiesel bersifat biodegradable dan hampir tidak mengandung sulfur [8].
Biji kopi yang rusak dikenal secara luas memiliki pengaruh negatif terhadap kualitas minuman. Sementara kuantitas biji kopi yang menjadi limbah ini sangat melimpah di negara-negara penghasil kopi. Di Brazil, biji yang rusak bisa mencapai kuantitas 20% dari total produksi kopi [16]. Di Indonesia sendiri, lebih dari 65% ekspor kopi Indonesia adalah tergolong kopi mutu rendah yang terkena larangan ekspor [7].
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Maharani dan Zuliyah (2010) menggunakan minyak dedak padi yang diekstraksi dengan perbandingan berat dedak : pelarut metanol = 1:5 dan suhu 60-650C dalam pembuatan biodiesel dengan proses esterifikasi pada suhu 600C selama 60 menit dengan katalis H2SO4 1% v/v dan dilanjutkan dengan proses transesterifikasi pada suhu 600C selama 120 menit dengan katalis 1,75% w/w NaOH diperoleh 84,93% metil ester. Sementara Hakim dan Irawan (2007) yang juga menggunakan minyak dedak padi pada pembuatan biodiesel menggunakan proses esterifikasi dengan katalis 2,5 ml HCl pada suhu 600C dan perbandingan berat metanol : asam lemak bebas = 3,65:1 diperoleh 89,72% metil ester. Oliveira dkk telah melakukan penelitian pembuatan biodiesel dari minyak hasil ekstraksi biji kopi rusak dengan cara transesterifikasi dengan metanol pada kondisi suhu 250C selama 1 jam dan katalis NaOH menghasilkan ester dengan yield 74%.
Di Indonesia sampai saat ini belum banyak yang memanfaatkan hasil ekstraksi biji kopi sebagai bahan baku pembuatan biodiesel, sementara penelitian mengenai biji kopi rusak telah diadakan di beberapa negara lain. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan tujuan menghasilkan biodiesel dari ekstrak biji kopi untuk lebih meningkatkan nilai ekonomisnya. Mengenai variasi penelitian yang akan dilakukan akan dijelaskan lebih lanjut pada ruang lingkup penelitian.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Biodiesel dapat dibuat dengan proses transesterifikasi dari minyak nabati yang mengandung minyak tinggi. Namun, permasalahan yang sering dihadapi adalah mahalnya harga minyak nabati yang digunakan dalam pembuatan biodiesel. Oleh karena itu, minyak yang diambil dari biji kopi rusak dapat digunakan sebagai alternatif bahan baku pembuatan biodiesel karena mempunyai kandungan minyak yang cukup tinggi dan harganya murah, bahkan seringkali dibuang begitu saja.
mengkonversi kandungan asam lemak bebas pada biji kopi yang cukup tinggi, kemudian dilanjutkan dengan transesterifikasi dengan katalis basa kuat untuk mengkonversi kandungan trigliserida, hingga kedua proses ini menghasilkan produk yang diinginkan yakni metil ester yang selanjutnya menjadi biodiesel.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Memanfaatkan minyak biji kopi sebagai bahan baku pembuatan metil ester dengan proses esterifikasi kemudian dilanjutkan transesterifikasi.
2. Mempelajari pengaruh variasi perbandingan berat pelarut : bubuk kopi pada proses ekstraksi minyak biji kopi rusak dalam pembuatan metil ester.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
1. Memberikan pengetahuan mengenai pemanfaatan limbah biji kopi menjadi metil ester.
2. Meningkatkan nilai ekonomis limbah biji kopi yang selama ini hanya dibuang sehingga menjadi bahan baku untuk menghasilkan metil ester yang bermanfaat.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Adapun ruang lingkup dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. 2. Bahan digunakan adalah
a. Biji kopi sebagai bahan baku
b. N-heksana (C6H14) dan toluena (C7H8(C6H5CH3)) sebagai pelarut c. Metanol (CH3OH)
d. Natrium hidroksida (NaOH), dan asam sulfat (H2SO4) sebagai katalis 3. Proses yang digunakan
4. Variabel-variabel dalam percobaan:
Tahap ekstraksi dengan variabel berubah perbandingan berat pelarut : biji kopi bubuk (5:1, 6:1, 7:1 dan 8:1) serta jenis pelarut (n-heksana dan toluena) sementara suhu operasi yang digunakan adalah 70-750C untuk pelarut n-heksana dan 110-1150C untuk pelarut toluena dan waktu menggunakan katalis NaOH 1,75% w/w dengan perbandingan molar minyak biji kopi : metanol = 1:9 sementara kecepatan pengaduk
c. kadar asam lemak bebas (free fatty acid)
d. Gas chromatography (GC) untuk analisa komposisi asam lemak dan asam lemak bebas di dalam minyak biji kopi.
2. Metil Ester a. densitas b. viskositas c. titik nyala
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 BIODIESEL
Biodiesel didefinisikan sebagai metil/etil ester yang diproduksi dari minyak tumbuhan atau hewan dan memenuhi kualitas untuk digunakan sebagai bahan bakar di dalam mesin diesel. Biodiesel tergolong bahan bakar yang dapat diperbaharui karena diproduksi dari hasil pertanian, antara lain jarak pagar, kelapa, sawit, kedelai, jagung, rape seed, kapas, kacang tanah dan lain sebagainya. Selain itu biodiesel juga bisa dihasilkan dari lemak hewan dan minyak ikan. Penggunaan biodiesel cukup sederhana, dapat terurai (biodegradable), tidak beracun, pada dasarnya bebas kandungan belerang (sulfur)
dan memiliki kandungan energi yang hampir sama dengan kandungan energi petroleum diesel [24].
Biodiesel dapat diperoleh melalui reaksi transesterifikasi trigliserida dan atau reaksi esterifikasi asam lemak bebas tergantung dari kualitas minyak nabati yang digunakan sebagai bahan baku [8]. Bila bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang mengandung kadar asam lemak bebas (free fatty acid) tinggi, yakni lebih besar dari 2%, maka perlu dilakukan proses praesterifikasi untuk menurunkan kadar asam lemak bebas hingga sekitar 2%, sehingga biodiesel dihasilkan melalui 2 tahap proses, yaitu:
a. Esterifikasi asam
Ini merupakan proses pendahuluan menggunakan katalis asam untuk menurunkan kadar asam lemak bebas hingga sekitar 2%. Asam sulfat (sulphuric acid) 0,5 wt% dan alkohol (umumnya metanol) dengan nisbah
molar antara alkohol dan bahan baku minyak sebesar 6:1 terbukti memberikan hasil konversi yang baik.
b. Esterifikasi alkalin
Jika minyak berkadar FFA tinggi langsung ditransesterifikasi dengan katalis basa maka FFA akan bereaksi dengan katalis membentuk sabun. Terbentuknya sabun dalam jumlah yang cukup besar dapat menghambat pemisahan gliserol dari metil ester dan berakibat terbentuknya emulsi selama proses pencucian. Jadi esterifikasi digunakan sebagai proses pendahuluan untuk mengkonversikan FFA menjadi metil ester sehingga mengurangi kadar FFA dalam minyak nabati dan selanjutnya ditransesterifikasi dengan katalis basa untuk mengkonversikan trigliserida menjadi metil ester [8]. Bila bahan baku minyak yang digunakan memiliki kadar air dan asam lemak bebas rendah, maka proses esterifikasi dengan katalis alkalin bisa langsung dilakukan terhadap minyak tersebut.
Kedua proses esterifikasi di atas dilakukan pada temperatur 40-600C. Esterifikasi dilakukan di dalam wadah berpengaduk magnetik dengan kecepatan konstan (umumnya pada 600 rpm). Keberadaan pengaduk ini penting untuk memastikan terjadinya reaksi di seluruh bagian reaktor. Produk esterifikasi alkalin akan berupa metil ester di bagian atas dan gliserol di bagian bawah (akibat perbedaan densitas). Setelah dipisahkan dari gliserol, metil ester tersebut selanjutnya dicuci dengan air distilat panas (10 vol%). Air pencuci ini juga akan terpisahkan dari metil ester dan menempati bagian bawah reaktor karena memiliki densitas yang lebih tinggi dibandingkan metil ester. Metil ester yang telah dimurnikan ini selanjutnya bisa digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel [24].
Biodiesel yang telah diproduksi juga harus diketahui standarisasinya. Tabel 2.1 berikut memperlihatkan standar mutu biodiesel di Indonesia.
Tabel 2.1. Standarisasi Mutu Biodisel Indonesia (RSNI EB 020551) [5]
No. Parameter Satuan Batas Nilai Metode Uji Metode Setara
Kopi adalah sejenis minuman yang berasal dari proses pengolahan dan ekstraksi biji tanaman kopi.
Gambar 2.1 Struktur Buah dan Biji Kopi (Wikipedia, 2011)
Dari sekian banyak jenis biji kopi yang dijual di pasaran, hanya terdapat 2 jenis varietas utama, yaitu kopi arabika (Coffea arabica) dan robusta (Coffea robusta). Masing-masing jenis kopi ini memiliki keunikannya masing-masing dan
pasarnya sendiri. 1. Biji kopi arabika
Kopi ini berasal dari Etiopia dan saat ini telah dibudidayakan di berbagai belahan dunia, mulai dari Amerika Latin, Afrika Tengah, Afrika Timur, India, dan Indonesia. Secara umum, kopi ini tumbuh di negara-negara beriklim tropis atau subtropis. Kopi arabika tumbuh pada ketinggian 600-2000 m di atas permukaan laut. Suhu tumbuh optimalnya adalah 18-260C. Biji kopi yang dihasilkan berukuran cukup kecil dan berwarna hijau hingga merah gelap [27].
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Biji Kopi Arabika (% berat kering) [9]
Komponen Kopi Pasar Kopi Sangrai
Kaffein 1,2 1,3
Trigonellin 1,0 1,0
Protein 9,8 7,5
Komponen Kopi Pasar Kopi Sangrai
Asam-asam amino 0,5 0
Sukrosa 8,0 0
Gula pereduksi & gula lainnya 1,1 0,3
Polisakarida 49,8 38,0
Asam aliphatic 1,1 1,6
Asam quinat 0,4 0,8
Asam klorogenat 6,5 2,5
Lemak 16,2 17,0
Hasil karamelisasi dan kondensasi - 25,4 Mineral (sebagai oksida) 4,2 4,5
Total 100 100
Air 8-12 0-5
Tabel 2.3 Karakteristik Minyak Biji Kopi Arabika [15]
Karakteristik Rentang Nilai
Densitas Relatif (250C) 0,92 – 1,20
Refractive Index (250C) 1,46-1,49
Bilangan Saponifikasi 170-200 mg/KOH/1g Bilangan Iodin 70-100 I2/100g
Bilangan Peroksida Max. 10.00 mEQ O2/1000g Viskositas Max (250C) 300 cp
Tak Tersaponifikasi Max 10,0%
Titik Lebur 5 – 150C
Moisture & volatiles < 2%
Titik lebur 5-150C
UV B Max Absorption 300-303 nm Sedimen (Pada 250C) ≤ 5 mg/3 g
Impurities % ≤ 1
Kopi robusta pertama kali ditemukan di Kongo pada tahun 1898. Kopi robusta dapat dikatakan sebagai kopi kelas dua, karena rasanya yang lebih pahit, sedikit asam, dan mengandung kafein dalam kadar yang jauh lebih banyak. Kopi robusta dapat tumbuh pada ketinggian 800 m di atas permukaan laut. Kopi robusta banyak dibudidayakan di Afrika Barat, Afrika Tengah, Asia Tenggara, dan Amerika Selatan [27].
Tabel 2.4 Komposisi Kimia Biji Kopi Robusta (% berat kering) [9]
Komponen Kopi Pasar Kopi Sangrai
Kaffein 2,2 2,4
Hasil karamelisasi dan kondensasi
- 25,9
Aroma volatile Traces 0,1
Mineral (sebagai oksida) 4,4 4,7
Total 100 100
2.2.1 Minyak Biji Kopi
Sebanyak 0,2-0,3% kadar lemak total pada kopi terdapat pada lapisan lilin pelindung biji. Asam lemak pada lapisan lilin berbeda dari pada minyak kopi. Pada lapisan lilin terdapat asam lemak 5-hidroksitriptamida dari asam palmitat, arachidat, behenat dan lignoserat. Pada minyak kopi terdapat trigliserida dengan asam lemak linoleat (40-45%), asam palmitat (30-35%). Pada ester diterpen terdapat asam palmitat (40-45%) dan asam linoleat (26%). Kadar asam lemak bebas robusta lebih tinggi daripada arabika. Lemak dan turunannya pada biji kopi antara lain trigliserida, asam lemak bebas, ester diterpen, diterpen bebas, triterpen, sterol, ester-ester sterol, tokoferol, fosfatida serta 5-hydroksitryptamida dan turunannya. Pengingkatan asam lemak bebas selama penyimpanan menyebabkan kopi menjadi berbau tengik. Diterpen pada biji kopi antara lain safestol, kahweol, dan 16-0-methilcofestol. Kahweol sedikit sekali terdapat pada kopi robusta, sedangkan pada kopi arabika sebesar 0,31%. 6-0-methilcofestol hanya terdapat pada kopi robusta antara 0,07-0,15%. Rasio kafestol:kahweol pada kopi arabika antara 40:60-70:30, sedangkan pada kopi robusta tidak terdapat atau sedikit sekali terdapat kahweol [22]. Minyak biji kopi rusak diketahui memiliki kadar asam lemak bebas (FFA) lebih besar dari 5% [20].
Tabel 2.5 Komposisi Kimia Lemak Kopi [9]
Komposisi % dari lemak total
Trigliserida 70-80
asam lemak bebas 0,5-2,7
ester-ester diterpen 15-18,5
diterpen bebas 0,1-1,2
triferpen, sterol dan ester-ester sterol 1,4-3,2 5-hidroksitriptamida dan turunannya 0,3-0,7
Tokoferol 0,3-0,7
2.2.2 Biji Kopi Rusak
Biji kopi rusak dikenal secara luas memiliki pengaruh negatif terhadap kualitas minuman. Di Brazil, biji yang rusak bisa mencapai kuantitas 20% dari total produksi kopi. Biji yang rusak ini harus dipisahkan dari biji yang baik sebelum dikomersialisasikan pada perdagangan internasional dan akhirnya bertumpuk pada perdagangan lokal Brazil, yang menurunkan kualitas kopi sangrai yang dikonsumsi di Brazil [16]. Di Indonesia sendiri, lebih dari 65% ekspor kopi Indonesia adalah tergolong kopi mutu rendah yang terkena larangan ekspor. Adapun hal yang menyebabkan tingginya jumlah limbah biji kopi berupa biji kopi rusak di Indonesia ini antara lain kesalahan pemetikan dan penanganan paska panen [7].
Adapun beberapa jenis biji kopi rusak yang dibedakan berdasarkan karakteristiknya secara visual, antara lain :
a) Antestia
Disebabkan oleh hama Antestia, biji kopi yang terbentuk menjadi sedikit tidak berwarna hingga hampir keseluruhan gelap dan kisut.
b) Bits
Merupakan kepingan biji kopi yang terpecah selama pengolahan. c) Biji Gelap (Black Beans)
Merupakan biji yang gelap, atau sangat gelap, atau biji yang tidak tersangrai. Biji gelap biasanya dihasilkan dari pemanenan buah yang belum matang atau buah yang jatuh secara alami dari pohon. Biji gelap juga dapat dihasilkan karena terlalu banyak kontak dengan air dan panas serta akibat serangga. Biji kopi yang tidak tersangrai dengan warna gelap, biru tua atau daerah permukaan cokelat tua lebih dari 25% dapat dianggap sebagai biji gelap. Biji gelap menghasilkan efek yang merugikan pada rasa kopi. Jumlah biji gelap dalam suatu sampel merupakan ukuran dasar penggolongan kelas kopi.
d) Shells
e) Moldy
Biji kopi yang tidak tersangrai dengan tekstur sedikit hijau atau putih seperti bulu hewan yang merupakan ciri jamur. Biji kopi sangrai yang dikenai efek jamur akan memiliki bau apek dan berjamur.
f) Withered (Layu)
Merupakan biji kopi yang memiliki ciri bekerut, tidak mengembang, dan ringan. Seringkali disebabkan oleh kekeringan [30].
2.3 EKSTRAKSI
Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun cair dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material lainnya. Ekstraksi padat cair atau leaching adalah perpindahan komponen terlarut dari padatan inert ke dalam pelarutnya. Ekstraksi dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan dapat larut dalam solvent pengekstraksi.
Minyak dapat diekstraksi dengan perkolasi, imersi, dan gabungan perkolasi-imersi. Dengan metode perkolasi, pelarut jatuh membasahi bahan tanpa merendam dan berkontak dengan seluruh spasi diantara partikel. Sementara imersi terjadi saat bahan benar-benar terendam oleh pelarut yang bersirkulasi di dalam ekstraktor. Sehingga dapat disimpulkan:
a. Dalam proses perkolasi, laju di saat pelarut berkontak dengan permukaan bahan selalu tinggi dan pelarut mengalir dengan cepat membasahi bahan karena pengaruh gravitasi.
b. Dalam proses imersi, bahan berkontak dengan pelarut secara periodik sampai bahan benar-benar terendam oleh pelarut. Oleh karena itu pelarut mengalir perlahan pada permukaan bahan, bahkan saat sirkulasinya cepat. c. Untuk perkolasi yang baik, partikel bahan harus sama besar untuk
mempermudah pelarut bergerak melalui bahan.
Metode perkolasi biasa digunakan untuk mengekstraksi bahan yang kandungan minyaknya lebih mudah terekstraksi. Sementara metode imersi lebih cocok digunakan untuk mengekstraksi minyak yang berdifusi lambat.
Ada dua jenis ekstraktor yang lazim digunakan pada skala laboratorium, yaitu ekstraktor Soxhlet dan ekstrakor Butt.
2.3.1 Ekstraktor Soxhlet
Pada ekstraktor Soxhlet, pelarut dipanaskan dalam labu didih sehingga menghasilkan uap. Uap tersebut kemudian masuk ke kondensor melalui pipa kecil dan keluar dalam fasa cair. Kemudian pelarut masuk ke dalam selongsong berisi padatan. Pelarut akan membasahi sampel dan tertahan di dalam selongsong sampai tinggi pelarut dalam pipa sifon sama dengan tinggi pelarut di selongsong. Kemudian pelarut seluruhnya akan mengalir masuk kembali ke dalam labu didih dan begitu seterusnya. Peristiwa ini disebut dengan efek sifon.
2.3.2 Ekstraktor Butt
Prinsip kerja ekstraktor Butt mirip dengan ekstraktor Soxhlet. Namun pada ekstraktor Butt, uap pelarut naik ke kondensor melalui anulus di antara selongsong dan dinding dalam tabung Butt. Kemudian pelarut masuk ke dalam selongsong langsung lalu keluar dan masuk kembali ke dalam labu didih tanpa efek sifon. Hal ini menyebabkan ekstraksi Butt berlangsung lebih cepat dan berkelanjutan (rapid). Selain itu ekstraksinya juga lebih merata. Ekstraktor Butt dinilai lebih efektif daripada ekstraktor Soxhlet. Hal ini didasari oleh faktor berikut :
b. Pada ekstraktor Soxhlet terdapat pipa sifon yang berkontak langsung dengan udara ruangan. Maka akan terjadi perpindahan panas dari pelarut panas di dalam pipa ke ruangan. Akibatnya suhu di dalam Soxhlet tidak merata. Sedangkan pada ekstraktor Butt, pelarut seluruhnya dilindungi oleh jaket uap yang mencegah perpindahan panas pelarut ke udara dalam ruangan [2].
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi ekstraksi padat-cair, antara lain: 1. Ukuran partikel
Ukuran partikel yang kecil dapat mempercepat operasi, hal ini disebabkan partikel yang kecil memberikan luas permukaan perpindahan massa yang semakin besar, sehingga proses pelarutan dan difusi semakin mudah. Bila ukuran partikel terlalu kecil kemungkinan pengotoran larutan akan semakin besar.
2. Pelarut
Semakin besar jumlah pelarut, hasil yang diperoleh semakin banyak. Hal ini disebabkan distribusi partikel dalam pelarut semakin besar, sehingga memperluas permukaan kontak. Semakin besar perbedaan konsentrasi komponen terlarut dalam pelarut, maka difusi akan semakin mudah berlangsung.
3. Waktu
Waktu operasi dapat mempengaruhi kadar hasil yang diperoleh. Semakin lama berarti jumlah sirkulasi semakin banyak. Hal ini mempunyai batasan sampai kondisi yang optimum [3].
2.4 ESTERIFIKASI
berlebih (biasanya lebih besar dari 10 kali nisbah stoikiometrik) dan air produk ikutan reaksi harus disingkirkan dari fasa reaksi, yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisi reaksi dan metode penyingkiran air, konversi sempurna asam-asam lemak ke ester metilnya dapat dituntaskan dalam waktu 1 sampai beberapa jam.
Reaksi esterifikasi dari asam lemak menjadi metil ester adalah : RCOOH + CH3OH RCOOH3 + H2O Asam Lemak Metanol Metil Ester Air
Esterifikasi biasa dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak berkadar asam lemak bebas tinggi (berangka-asam ≥ 5 mg-KOH/g). Pada tahap ini, asam lemak bebas akan dikonversikan menjadi metil ester. Tahap esterifikasi biasa diikuti dengan tahap transesterfikasi. Namun sebelum produk esterifikasi diumpankan ke tahap transesterifikasi, air dan bagian terbesar katalis asam yang dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu.
2.5 TRANSESTERIFIKASI
Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkil ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkohol-alkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil, metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi (sehingga reaksi disebut metanolisis). Jadi, di sebagian besar dunia ini, biodiesel praktis identik dengan ester metil asam-asam lemak (Fatty Acids Metil Ester, FAME).
Transesterifikasi juga menggunakan katalis dalam reaksinya. Tanpa adanya katalis, konversi yang dihasilkan maksimum namun reaksi berjalan dengan lambat [14]. Katalis yang biasa digunakan pada reaksi transesterifikasi adalah katalis basa, karena katalis ini dapat mempercepat reaksi.
Produk yang diinginkan dari reaksi transesterifikasi adalah ester metil asam-asam lemak. Terdapat beberapa cara agar kesetimbangan lebih ke arah produk, yaitu:
a. Menambahkan metanol berlebih ke dalam reaksi b. Memisahkan gliserol
c. Menurunkan temperatur reaksi (transesterifikasi merupakan reaksi eksoterm) [9].
2.6 ANALISA BIAYA PRODUKSI METIL ESTER
Analisa biaya produksi ini hanya menghitung biaya untuk bahan baku dan daya listrik yang digunakan untuk proses ekstraksi, destilasi dan transesterifikasi. Harga pelarut N-Heksana = Rp 3.500/ liter
Harga Methanol = Rp 20.000/liter Asumsi,
jumlah kopi yang diproduksi 100 kg maka jumlah minyak yang dihasilkan yaitu, 17,3 % x 100 kg = 17,3 kg.
Dari proses transesterifikasi yang dilakukan diperoleh metil ester 39,63% Harga metil ester = (39,63 % x 17,3 kg) x Rp 7880/ l
= 6,85599 kg = 7,493 l = 7,493 l x Rp 7880/ l = Rp 59044,84
Daya untuk pengaduk magnetic 1,6 kW. Waktu optimum proses transesterifikasi 2 jam.
Daya yang digunakan = 1,6 kW x 2 h = 3,2 kWh Tarif dasar listrik per kWh Rp 1004
Hasil yang diperoleh adalah harga penjualan biodiesel dikurangi biaya pembelian bahan baku dan biaya listrik untuk magnetic.
Hasil perolehan produksi metil ester = Rp 67437,- – (Rp 23500,- + Rp 3.212,8,-) = Rp 32332,04,-
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia dan Laboratorium Kimia Fisika, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
Bahan baku yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah limbah biji kopi yang berasal dari biji kopi dari Sidikalang, dan bahan kimia berupa n-heksana (C6H14), toluena (C7H8(C6H5CH3)), etanol (C2H5OH) 96%, indikator phenolphthalein (C20H14O4), aquadest (H2O), metanol (CH3OH), natrium hidroksida (NaOH), dan asam sulfat (H2SO4).
Peralatan utama yang akan digunakan adalah labu leher tiga, corong pemisah, gelas ukur, motor pengaduk (magnetic stirrer), pemanas (heating mantle), termometer, buret, erlenmeyer, pipet tetes, beaker glass, statif dan klem,
hot plate, pendingin liebig, refluks kondensor dan water bath.
3.3 DIAGRAM KERJA
Gambar 3.1 Diagram Kerja Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Limbah Biji Kopi Penyiapan bubuk biji kopi
Ekstraksi
Transesterifikasi Esterifikasi
3.4 PROSEDUR KERJA
3.4.1 Penyiapan Bahan Baku
Bahan baku berupa biji kopi rusak dipisahkan dari biji kopi yang baik. Biji kopi rusak ini kemudian dikeringkan pada suhu kamar hingga pada permukaan biji tidak terdapat lagi lendir maupun pengotor-pengotor cair, seperti bekas pencucian biji kopi maupun air. Kemudian biji kopi rusak tersebut disangrai dengan melakukan proses penyangraian pada penggorengan tanpa menggunakan minyak hingga biji kopi berwarna kecoklatan tua hingga hitam. Lalu biji kopi tersebut dihaluskan dengan mesin penggiling kopidan diayak hingga berbentuk bubuk yang halus dengan ukuran 100 mesh.
3.4.2 Ekstraksi
1. Ditimbang sampel biji kopi sangrai bubuk sebanyak 40 gram, lalu dibungkus dalam kertas saring Whatman No. 41 dan dimasukkan ke dalam tabung ekstraksi soklet.
2. Diisi labu ekstraksi dengan pelarut, dimana jenis pelarut dan perbandingan berat pelarut : sampel sesuai variabel percobaan.
3. Kondensor dan labu ekstraksi dirangkai pada soklet, lalu dipanaskan di atas hot plate sambil dialirkan air.
4. Pemanasan dilakukan sampai pelarut mendidih dan menguap, pada kisaran suhu 70-750C, lalu membasahi sampel. Pelarut yang telah mengandung minyak biji kopi akan bergerak ke bagian bawah pipa soklet dan menuju labu ekstraksi.
5. Ekstraksi dihentikan setelah tercapai waktu operasi selama 120 menit. 6. Selanjutnya dilakukan proses distilasi.
7. Didapatkan minyak biji kopi murni dan pelarut murni yang jernih.
3.4.2 Destilasi
1. Hasil ekstraksi dimasukkan ke dalam labu destilasi.
2. Labu destilasi ditempatkan diatas heating mantle dan dirangkai dengan pendingin liebig.
3. Dilakukan pemanasan di atas heating mantle sambil dialirkan air. 4. Pelarut yang menjadi distilat ditampung di dalam erlenmeyer 250 ml. 5. Pemanasan dilanjutkan hingga seluruh pelarut menguap.
6. Didapatkan minyak biji kopi yang sudah bebas dari pelarut.
Gambar 3.2 Rangkaian peralatan soxhlet extraction
Gambar 3.3 Rangkaian peralatan destilasi
keterangan gambar:
10. larutan pelarut dan esktrak
11. pipa aliran air pendingin masuk
12. pipa aliran air pendingin keluar
3.4.3 Esterifikasi
1. Dimasukkan 100 ml minyak biji kopi murni, metanol (perbandingan molar metanol : asam lemak bebas = 3:1), dan katalis H2SO4 sebanyak 1% (v/v) ke dalam labu leher tiga, kemudian diaduk dengan kecepatan konstan 600 rpm dan dipanaskan sampai suhu reaksi 600C.
2. Dipertahankan suhu reaksi.
3. Esterifikasi dihentikan setelah waktu operasi mencapai 60 menit.
4. Setelah reaksi selesai, campuran reaksi dipindahkan ke corong pisah untuk memisahkan lapisan bawah.
5. Lapisan atas (lemak dan metil ester) dicuci hingga pH netral.
6. Lapisan atas diuapkan untuk memisahkan metanol dan air yang masih tersisa dalam lemak.
Gambar 3.4 Rangkaian alat untuk proses esterifikasi
3.4.4 Transesterifikasi
1. Ke dalam hasil esterifikasi ditambahkan katalis NaOH sebanyak 1,75% w/w yang telah dilarutkan dalam metanol (perbandingan molar metanol : minyak biji kopi = 9:1), lalu dilakukan pengadukan dengan kecepatan konstan 600 rpm dan pemanasan pada suhu 600C.
3. Selanjutnya dilakukan destilasi untuk memisahkan metanol yang tidak bereaksi.
4. Dilakukan pemisahan lapisan produk, yakni gliserol dan metil ester berdasarkan perbedaan densitas dengan menggunakan corong pemisah. 5. Metil ester dicuci dengan air hangat bersuhu 850C di dalam corong pemisah
untuk membuang residu katalis dan sabun, kemudian dikeringkan. 6. Dilakukan analisa densitas, viskositas, dan titik nyala metil ester.
3.5 ANALISA MINYAK BIJI KOPI DAN BIODIESEL (METIL ESTER)
3.5.1. Penentuan Densitas /Specific Gravity
1. Piknometer kosong yang bersih dan kering ditimbang dan dicatat massanya.
2. Piknometer diisi dengan air hingga penuh, lalu ditimbang dan dicatat massanya. Massa air dalam piknometer adalah selisih dari massa piknometer berisi air dengan piknometer kosong.
3. Densitas air dihitung dengan membagi massa air dengan volume air pada suhu pengukuran. Densitas air yang diperoleh merupakan densitas zat cair standar. Selanjutnya piknometer diisi dengan sampel dan ditimbang massanya.
4. Massa sampel diperoleh dari selisih massa piknometer berisi sampel dengan massa piknometer kosong.
5. Densitas sampel diperoleh dari pembagian massa sampel dengan volume piknometer.
6. Specific gravity sampel dapat ditentukan dengan cara : densitas sampel dibagi dengan densitas air.
3.5.2 Penentuan Viskositas
1. Aquadest dituang sebanyak 10 ml ke dalam viskosimeter, dan suhunya dicatat.
2. Kemudian dihisap dengan karet penghisap sampai cairan berada di atas
3. Cairan dibiarkan turun, waktu selama cairan turun dari tanda “a” ke tanda “b” dihitung dengan stopwatch dan dicatat.
4. Prosedur 2 dan 3 diulangi sampai 3 kali.
5. Aquadest dalam viskosimeter dibuang dan diganti dengan sampel sebanyak 10 ml. Cara pengukuran waktu alir seperti halnya pada air dan dilakukan sebanyak 3 kali.
6. Dari harga waktu alir yang dicatat, dapat dihitung viskositas sampel.
3.5.3 Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas (F ree F atty Acid)
1. Diambil 3 ml sampel dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml. 2. Ditambahkan 9 ml etanol 96%.
3. Diaduk hingga sampel larut.
4. Ditambahkan 2-3 tetes indikator phenolphthalein dan dititrasi dengan larutan standard NaOH 0,1 N hingga warna merah muda stabil selama 15 detik, kemudian dicatat volume NaOH yang terpakai.
3.5.4 Penentuan Titik Nyala
1. Sampel dimasukkan ke dalam cawan penguap dan termometer dipasang. 2. Sampel dipanaskan dengan bunsen dan nyala api diletakkan 10 cm di atas
permukaan sampel.
3. Proses pemanasan terus dilakukan sampai nyala api terbakar.
4. Temperatur sampel pada saat mulai terbakar disebut titik nyala (nyala uji).
3.5.5 Penentuan Komposisi Asam Lemak dan Asam Lemak Bebas dengan
3.6 FLOWCHART PROSEDUR KERJA
3.6.1 Flowchart Penyiapan Bahan Baku
Gambar 3.5 Flowchart Penyiapan Bahan Baku Mulai
Biji kopi rusak dipisahkan dari biji kopi baik
Dikeringkan pada suhu kamar
Disangrai hingga berwarna kecoklatan tua atau hitam
Dihaluskan dengan mesin penggiling kopi dan diayak pada 100 mesh
Diperoleh bubuk limbah biji kopi sangrai berukuran 100 mesh
3.6.2 Flowchart Ekstraksi
Mulai
Ditimbang sampel biji kopi sangrai bubuk sebanyak 50 gram, dibungkus dengan kertas saring Whatman
dan dimasukkan ke dalam tabung soklet
Pelarut diisi ke dalam labu ekstraksi dengan jenis pelarut dan perbandingan berat pelarut:sampel sesuai dengan
variabel percobaan
Dilakukan pemanasan di atas heating mantle sambil dialirkan air selama waktu operasi
120 menit
Kondensor dan labu ekstraksi dirangkai pada soklet
A
Hasil ekstraksi dipindahkan dari labu ekstraksi ke labu destilasi
Didapatkan minyak biji kopi bebas pelarut
Gambar 3.6 Flowchart Ekstraksi Apakah masih
ada variasi jenis pelarut
lain?
A B
Dilakukan analisa densitas, viskositas dan kadar asam lemak bebas (free fatty acid)
tidak
ya ya
tidak
Apakah masih ada variasi perbandingan berat pelarut:sampel lain?
3.6.3 Flowchart Destilasi
Gambar 3.7 Flowchart Destilasi Mulai
Hasil ekstraksi dipindahkan dari labu ekstraksi ke labu destilasi
Labu distilasi ditempatkan di atas heating mantle lalu dirangkai dengan pendingin liebig
Pelarut yang menjadi distilat ditampung didalam erlenmeyer 250 ml
Dilakukan pemanasan di atas heating mantle sambil dialirkan air
Dilanjutkan pemanasan sampai seluruh pelarut menguap
3.6.4 Flowchart Esterifikasi
Gambar 3.8 Flowchart Esterifikasi Mulai
Dimasukkan 100 ml minyak biji kopi murni ke dalam labu leher tiga
Ditambahkan H2SO4 sebanyak 1% (v/v) dan metanol (perbandingan molar metanol : asam lemak bebas = 3:1)
Diaduk dengan kecepatan konstan 600 rpm
Dilakukan pemanasan hingga suhu reaksi 600C
Dipertahankan suhu reaksi
Setelah 60 menit, esterifikasi dihentikan
Selesai
Campuran dipindahkan ke corong pisah
Dilakukan proses pencucian untuk lapisan atas hingga pH netral
Apakah pH telah netral?
3.6.5 Flowchart Transesterifikasi
Gambar 3.9 Flowchart Transesterifikasi Mulai
Ditambahkan NaOH sebanyak 1,75% w/w yang telah dilarutkan dalam metanol (perbandingan molar metanol :
minyak biji kopi = 9:1) ke dalam hasil esterifikasi
Diaduk dengan kecepatan konstan 600 rpm
Dilakukan pemanasan hingga suhu reaksi 600C
Dipertahankan suhu reaksi
Setelah 120 menit, transesterifikasi dihentikan
Selesai
Dilakukan pemanasan di atas heating mantle sampai seluruh metanol yang tidak bereaksi menguap
Dilakukan pemisahan gliserol dan metil ester dengan menggunakan corong pemisah
Metil ester dicuci dengan air hangat di dalam corong pemisah hingga pH netral lalu dikeringkan
3.7 FLOWCHART ANALISA
3.7.1 Flowchart Analisa Densitas
Gambar 3.10 Flowchart Analisa Densitas Mulai
Piknometer kosong yang bersih dan kering ditimbang dan dicatat massanya
Selesai
Piknometer diisi dengan air hingga penuh, lalu ditimbang dan dicatat massanya
Dihitung densitas sampel
3.7.2 Flowchart Analisa Viskositas
Gambar 3.11 Flowchart Analisa Viskositas Mulai
Selesai
Viskosimeter Otswald diisi dengan 10 ml air
Dihisap dengan karet penghisap sampai air melampaui batas atas pada pipa kecil
Air dibiarkan turun dan waktu alir air dari batas atas ke batas bawah dihitung dan dicatat
Viskosimeter Otswald diisi dengan 10 ml sampel
Penghitungan waktu alir diulangi sampai 3 kali
3.7.3 Flowchart Analisa Kadar Asam Lemak Bebas (F ree F atty Acid)
Gambar 3.12 Flowchart Analisa Kadar Asam Lemak Bebas (Free Fatty Acid) Mulai
Diambil 3 ml sampel dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml
Selesai
Ditambahkan 9 ml etanol 96%
Diaduk hingga sampel larut
Ditambahkan 2-3 tetes indikator phenolphtalein
Dititrasi dengan NaOH 0,1 N hingga terbentuk warna merah muda stabil selama 15 detik
3.7.4 Flowchart Analisa Titik Nyala
Gambar 3.13 Flowchart Analisa Titik Nyala Mulai
Selesai
Sampel dimasukkan ke dalam cawan penguap dan termometer dipasang
Dilakukan pemanasan dengan bunsen, dimana nyala api berada 10 cm
diatas permukaan sampel
3.8 ANALISA TEKNIK SAMPLING DAN PENGOLAHAN DATA
Analisa yang dilakukan yaitu analisa gas chromatography. Analisa gas chromatography adalah analisa untuk mengetahui komposisi susunan kimia atau mengidentifikasi kandungan asam lemak dan asam lemak bebas di dalam minyak biji kopi. Komponen fraksi yang dianalisis masih mengandung komponen lain dengan jumlah yang sangat kecil, sehingga hasil yang diperoleh mendekati nilai yang sesungguhnya.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengaruh Jumlah Pelarut Terhadap Rendemen Minyak
Data hasil proses ekstraksi berupa massa minyak kopi yang diperoleh setelah proses destilasi dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Data Hasil Proses Ekstraksi
Jenis berpengaruh terhadap rendemen minyak hasil ekstraksi.
Pengaruh variasi jumlah pelarut pada rendemen minyak kopi dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2 di bawah ini.
Gambar 4.2 Pengaruh Jumlah Pelarut terhadap Rendemen dengan Jenis Pelarut Toluena
Dari gambar 4.1 dan 4.2 diatas terlihat bahwa rendemen minyak kopi yang diperoleh seiring peningkatan jumlah masing-masing pelarut yang digunakan awalnya meningkat, tetapi kemudian justru menurun. Pada esktrasi dengan pelarut n-heksana, rendemen menurun pada perbandingan massa sampel : pelarut = 1:8, sedangkan pada pelarut toluena, penurunan rendemen telah terjadi mulasi dari perbandingan massa sampel : pelarut = 1:7 dan juga terus menurun pada perbandingan 1:8.
Prinsip ekstraksi padatan-cairan adalah ketika suatu bahan padatan mengalami kontak dengan suatu pelarut, komponen terlarut dalam bahan padatan berpindah ke dalam pelarut. Dengan demikian, ekstraksi pelarut menghasilkan perpindahan massa bahan aktif terlarut ke dalam pelarut, dan perpindahan ini menghasilkan gradien konsentrasi. Jika rasio pelarut-bahan baku semakin besar maka jumlah senyawa terlarut yang berpindah juga akan semakin besar pula (Lansida, 2011). Namun, laju perpindahan massa akan semakin menurun seiring meningkatnya konsentrasi bahan aktif di dalam pelarut, hingga kesetimbangan tercapai, dengan kata lain, konsentrasi bahan aktif di dalam bahan padatan dan pelarut telah sama. Sesudah itu, tidak akan ada lagi perpindahan massa bahan aktif dari bahan padatan ke dalam larutan (Handa, dkk, 2008).
apalagi jika analit termolabil terdapat di dalamnya (Xiao, 2008). Sayre (1916) melaporkan bahwa terdapat zat mudah menguap dalam destilasi yang terdapat di dalam kopi sangrai, yakni furfuraldehyde dari karbohidrat, acrolein dari lemak, catechol dan pyrogallol dari tanin, dan amonia, amin dan pyrrol dari protein dengan derajat kekompleksan masing-masing. Selain itu, caffein atau trimethylxanthin (C5H(CH3)3N4O2 di dalam kopi sangrai memiliki kelarutan yang cukup tinggi dalam toluena, yakni 0,57 gram caffein/100 gram larutan jenuh pada suhu 300C dan segera tersublimasi pada suhu 1200C (Trigg, (1922)), sementara kandungan caffein dalam kopi sangrai mencapai 2,4 % berat kering kopi sangrai (Illy dan Viani, 1995). Komponen-komponen ini terikut di dalam pelarut, baik akibat pelarutan maupun terikut karena banyaknya pelarut yang terlibat, terlebih setelah titik kesetimbangan tercapai, dan menguap/tersublimasi pada saat destilasi. Hal inilah antara lain yang menyebabkan rendemen minyak yang diperoleh justru semakin menurun pada saat jumlah pelarut meningkat.
4.2 Pengaruh Jenis Pelarut Terhadap Rendemen Minyak
Berikut ini adalah grafik perbandingan pengaruh jenis pelarut yang digunakan terhadap jumlah rendemen yang dihasilkan.
Gambar 4.3 Pengaruh Jenis Pelarut terhadap Rendemen Minyak
toluena yang digunakan adalah murni mendekati 100% (pro analysis), sedangkan n-heksana yang dipakai adalah teknis dengan konsentrasi tidak sampai 100%. Hal inilah yang menyebabkan rendemen minyak yang diperoleh dengan pelarut n-heksana jauh lebih rendah daripada dengan toluena. Secara umum, minyak dan lemak dapat larut sempurna dalam etil eter, hidrokarbon, benzene, karbon disulfida dan pelarut-pelarut halogen. N-heksana juga merupakan pelarut minyak atau lemak yang biasa dipergunakan dalam proses ekstraksi dengan pelarut menguap. Kelarutan minyak atau lemak dalam suatu pelarut ditentukan oleh sifat polaritas asam lemaknya. Asam lemak yang bersifat polar cenderung larut dalam pelarut polar, sedangkan asam lemak non polar larut dalam pelarut non polar. Asam lemak berantai pendek cenderung larut dalam pelarut polar, sebaliknya asam lemak berantai panjang tidak dapat larut dalam pelarut polar. Minyak atau lemak tidak larut dalam air dan sedikit larut dalam alkohol, terutama minyak dengan berat molekul rendah, kecuali minyak jarak (castor oil) (Ketaren, 1986).
Rendemen minyak yang diperoleh telah mencapai titik maksimum, yakni 17,73%, (Illy dan Viani, 1995). Adapun kelebihan sekitar 0,73% kemungkinan disebabkan pengotor, seperti zat terdekomposisi termal yang terikut dan belum teruapkan seperti disebutkan diatas.
Jadi dari gambar diatas dapat kita simpulkan bahwa penggunaan pelarut toluena pada perbandingan 1:6 lebih efektif daripada pelarut n-heksana.
4.3 Pengujian Pemanfaatan Minyak Kopi
Sampel yang digunakan untuk pengujian pemanfaatan minyak kopi menjadi bahan baku biodiesel adalah 100 ml minyak kopi yang dikumpulkan dari 21 run ekstraksi dengan perolehan rata-rata tiap run 5,2 ml minyak kopi.
4.3.1 Analisa Pendahuluan
Pada minyak kopi ini dilakukan analisa yang meliputi analisa densitas, viskositas dan kadar asam lemak bebas. Dan dari hasil analisa yang dilakukan diperoleh densitas dari minyak kopi 0,9375 (250C) (gr/ml), viskositas 59,326 cp, dan kadar asam lemak bebas (FFA) 22%.
mengandung kadar asam lemak bebas (FFA) tinggi, yakni lebih besar dari 2%, maka perlu dilakukan proses praesterifikasi untuk menurunkan kadar asam lemak bebas hingga sekitar 2%. Kadar asam lemak bebas yang tinggi menyebabkan terbentuknya sabun pada proses transesterifikasi.
Analisa gas chromatography (GC) juga dilakukan untuk mengetahui komposisi asam lemak dalam minyak kopi. Hasilnya terlihat dalam gambar 4.4 berikut dan data puncak-puncak utama kromatogram terdapat pada tabel 4.2 berikut:
Gambar 4.4 Kromatogram minyak kopi Tabel 4.2 Data puncak-puncak utama kromatogram minyak kopi
Nama Komponen Nama Umum % Berat
C14 asam miristat 0,1580
C16 asam palmitat 37,4492
C17 asam margarat 0,1189
C18 asam stearat 7,1224
C18:1 asam oleat 8,8906
C18:2 asam linoleat 40,8765
C18:3 asam linolenat 1,2147
C20 asam arakidat 2,9947
C20:1 asam gadoleinat 0,2761
C22 asam behenat 0,8994
4.3.2 Esterifikasi dan Transesterifikasi
Pada proses esterifikasi digunakan perbandingan molar antara metanol dan asam lemak yaitu 3:1, dengan katalis H2SO4 sebanyak 1% (v/v). Hal ini dilkakukan untuk menurunkan kadar asam lemak bebas. Kemudian pada proses transesterifikasi digunakan perbandingan molar antara metanol dengan minyak kopi yaitu 9:1, dengan katalis NaOH sebanyak 1,75% w/w. Analisa yang dilakukan terhadap hasil esterifikasi dan transesterifikasi yang diperoleh berupa metil ester, antara lain analisa densitas, viskositas, titik nyala dan gas chromatography (GC). Hasil yang diperoleh beserta perbandingannya dengan
Standarisasi Mutu Biodisel Indonesia (RSNI EB 020551) ditunjukkan dalam tabel berikut:
Tabel 4.3 Perbandingan karakteristik metil ester praktek dengan Standarisasi Mutu Biodisel Indonesia (RSNI EB 020551)
Parameter Satuan Batas Nilai Praktek Berat jenis pada 400C kg/m3 850-890 915 Viskositas pada 400C CSt 2,3 – 6 22,5498
Titik Nyala 0C Min 100 130
(Hambali, 2006)
Sedangkan hasil uji gas chromatography (GC) terlihat pada gambar 4.4 dan data puncak-puncak utamanya diberikan dalam tabel 4.5 berikut:
Tabel 4.4 Data puncak-puncak utama kromatogram campuran metil ester dari
Melalui perhitungan terhadap mol minyak kopi awal dan kemurnian metil ester, diperoleh yield metil ester yang dihasilkan bernilai 39,63%.
Tabel 4.3 dan 4.4 diatas menunjukkan bahwa karateristik metil ester yang diperoleh masih belum memenuhi standar biodiesel. Hal ini disebabkan keberadaan impurities berupa komponen-komponen yang tidak diketahui yang tercampur dengan metil ester maupun gliserol yang belum terpisah sempurna sehingga menaikkan densitas dan viskositas kinematik metil ester.
Selain itu, kondisi operasi esterifikasi dan transesterifikasi yang dipakai kemungkinan tidak sesuai untuk menghasilkan biodiesel dari minyak kopi dengan yield dan kemurnian yang tinggi. Salah satu contoh adalah tingginya kadar
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
1. Rendemen minyak tertinggi diperoleh pada ekstraksi dengan pelarut toluena.
2. Perbandingan massa pelarut terhadap massa kopi optimal pada ekstraksi dengan pelarut toluena murni adalah 1:6 dan pelarut n-heksana teknis adalah 1:7.
3. Kondisi operasi esterifikasi dan trasnesterifikasi yang dipakai dalam pengujian pemanfaatan minyak kopi menjadi biodiesel belum sesuai untuk menghasilkan yield yang tinggi.
5.2 SARAN
1. Suhu penyangraian pada penyiapan bahan baku kopi sangrai sebaiknya ditentukan yaitu 1100C untuk mengetahui pengaruh suhu penyangraian terhadap rendemen minyak kopi yang diperoleh.
DAFTAR PUSTAKA
[1] M. Canaki, Gerpen JV. 2001. Biodiesel from oils and fats with high free fatty acids. Trans Am Soc Automptive Engine 44:1429-1436.
[2] Devy. 2009. Ekstraksi padat-cair. Panduan Pelaksanaan Laboratorium Intruksional Institut Teknologi Bandung.
[3] Edward S, Natanael P, dan Willy A. 2000. Pemisahan Tanin dari Biji Pinang dengan Cara Ekstraksi. Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia
Universitas Sumatera Utara.
[4] Arief Rahman Hakim, dan Irawan Sutra. 2007. Kajian Awal Sintesis Biodiesel dari Minyak Dedak Padi Proses Esterifikasi. Semarang : Universitas Diponegoro
[5] Hambali, Erliza, Ani Suryani, Dadang, Hariyadi, Hasim Hanafie, Imam Kartolaksono Reksowardojo, Mira Rivai, Muhamad Ihsanur, Prayoga Suryadarma, Soekisman Tjitrosemitro, Tatang Hernas Soerawidjaja, Theresia Prawitasari, Tirto Prakoso dan Wahyu Purnama. 2006. Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel. Penebar Swadaya. Jakarta.
[6] Sukhdev Swami Handa, Suman Preet Singh Khanuja, Gennaro Longo dan Dev Dutt Rakesh. 2008. Extraction Technologies for Medicinal and Aromatic Plants. United Nations Industrial Development Organization and the International
Centre for Science and High Technology. ICS-UNIDO, AREA Science Park Padriciano 99, 34012 Trieste, Italy.
[8] Maharani Nurul Hikmah, dan Zuliyana. 2010. Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Dedak Dan Metanol dengan Proses Esterifikasi dan
Transesterifikasi. Semarang : Universitas Diponegoro
[9] Illy A. dan Viani R. 1995. Espresso Coffee: the Chemistry of Quality. Academic Press, London, p. 56
[10] Iqbal, Affan., Amran Adri, dan Diah Ayu Kartika. 2011. Usulan Program Kreativitas Mahasiswa : Pemanfaatan Limbah Kopi Sebagai Bahan Baku
Pembuatan Biodiesel. Bogor : Institut Pertanian Bogor
[11] Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Edisi 1. Cetakan 1. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press).
[12] Kondamudi N, Mohapatra SK, Misra M. 2008. Spent coffee grounds as a versatile source of green energy. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56 :
11757–60.
[13] Lansida. 2011. Faktor-faktor yang berpengaruh pada ekstraksi bahan alam. http://lansida.blogspot.com/2011/06/faktorfaktoryangberpengaruhpada.html
[14] Mittlebach, M., Remschmidt, Claudia., 2004. Biodiesel The Comprehensive Handbook. Vienna: Boersedruck Ges.m.bH.
[15] Natural Sourcing. 2008. Coffea Arabica Oil. http://www.naturalsourcing.com/spec/ SPEC_Green_Coffee_Oil.pdf
[17] Oliveira L.S., Franca A.S., Camargos R.R.S. 2006. Production of Biodiesel from Defective Coffe Beans. 21st International Conference on Coffee Science,
Montpellier, France pp. 599-605
[18] Oliveira L.S., Franca A.S., Camargos R.R.S., Ferraz V.P. 2008. Coffee oil as a potential feedstock for biodiesel production. Bioresource Technology 99 : 3244–
50.
[19] Perry, Robert H; Green, Don W.; 2008. Perry's Chemical Engineers' Handbook (8th Edition). McGraw-Hill Book Company.
[20] Razon, F. Luis. 2009. Alternative crops for biodiesel feedstock. CAB Reviews : Perspective in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources 4. No. 056
[21] Sayre. 1916. Bull. Pharm., (vol. xxx: pp. 276–78). http://www.web-books.com /Classics/ON/B0/B701/43MB701.html#Footnote_154_154
[22] Septianus. 2011. Komposisi Kimia Biji Kopi. http://kopiaseli.net/luwak/?p=40
[23] Soerawidjaja, Tatang H., 2005. Minyak-lemak dan produk-produk kimia lain dari kelapa. Handout kuliah Proses Industri Kimia, Program Studi Teknik Kimia,
Institut Teknologi Bandung.
[24] Rondang Tambun. 2006. Buku Ajar Teknologi Oleokimia. Konten Matakuliah E-Learning, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara.
[26] Slamet Wahyuningsih. 2009. Pembuatan Biodiesel Dari Minyak Kelapa Melalui Reaksi Metanolisis Menggunakan Katalis Heterogen, Laporan Penelitian
TK Universitas Riau.http://repository.eng.unri.ac.id:8080/jspui/bitstream/123456
789/13/5/TKS_2009_0407120639_bab4.pdf
[27] Wikipedia. 2010. Kopi. http:// id.wikipedia.org/wiki/Kopi
[28] Wikipedia. 2011. Cofee Processing. http://en.wikipedia.org/wiki/Coffee_processing
[29] Liping Xiao. 2010. Evaluation of Extraction Methods for Recovery of Fatty Acids from Marine Products. Master thesis of EMQAL project, University of
Bergen.
LAMPIRAN
LAMPIRAN 1. DATA PERCOBAAN
L.1.1 Data Rendemen Minyak Kopi
Tabel L.1 Data Rendemen Minyak Kopi
LAMPIRAN 2. CONTOH PERHITUNGAN
L.2.1 Menghitung keperluan pelarut n-heksana dengan perbandingan massa 1:5 terhadap sampel bubuk kopi kering
Massa bubuk kopi sangrai kering = 40 gram Perbandingan massa n-heksana : sampel = 1:5
Massa n-heksana = 5 × 40 gram
= 200 gram
Densitas n-heksana =0,659gram/cm3(Alan, 1981)
L.2.2 Menghitung rendemen minyak kopi pada variasi pelarut n-heksana dengan perbandingan massa 1:5 terhadap sampel bubuk kopi kering
Massa bubuk kopi sangrai kering = 40 gram Massa minyak kopi = 4,23 gram
% rendemen = 4,23 gram/40 gram × 100% = 10,575%
L.2.3 Menghitung densitas minyak kopi
L.2.4 Menghitung viskositas minyak kopi
Kalibrasi viskosimeter :
dimana : k = konstanta kalibrasi viskosimeter (cP/detik)
μ = viskositas (cP)
s = spesifik graviti
ṫ = waktu dari batas atas ke batas bawah (detik)
Kalibrasi dengan air :
μ (250
C) = 0,899872 (Perry, 2008)
s = 1
ṫ (250C) = 87 detik
Maka, viskositas minyak kopi: s (250C) = 0,9375
ṫ (250C) = 6120 detik
μ (250
C) = k × ṫ × s
L.2.5 Menghitung % asam lemak bebas (FFA) dalam minyak kopi
NaOH 0,1 N terpakai = 23 ml
Berat molekul FFA = 271,5118474 gr/mol Densitas Minyak Kopi = 0,9375 gr/ml
Volume Minyak Kopi = 3 ml
L.2.6 Perhitungan Kebutuhan Metanol dan H2SO4 Dalam Esterifikasi
RCOOH + CH3OH RCOOH3 + H2O Asam Lemak Metanol Metil Ester Air Rasio molar FFA : Metanol = 1:3
H2SO4 = 1% v/v Minyak Kopi
Volume Minyak Kopi = 100 ml Densitas Minyak Kopi = 0,9375 gr/ml Massa Minyak Kopi = 93,75 gram
Minyak Kopi = FFA + Trigliserida