Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar Sebagai Pengganti Minyak Tanah

MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

Oleh

MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F34103035

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Muhammad Akhlis Mustaghfiri. F34103035. Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah. Dibawah bimbingan Mulyorini Rahayuningsih dan Prayoga Suryadarma. 2007

RINGKASAN

Semakin meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan energi untuk transportasi, industri, maupun rumah tangga semakin bertambah. Hal tersebut akan menyebabkan peningkatan konsumsi BBM (Bahan Bakar Minyak). Salah satu jenis BBM yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia adalah minyak tanah. Untuk mengatasi kelangkaan dan mahalnya minyak tanah, minyak jarak pagar dapat digunakan sebagai alternatif dengan cara diolah menjadi biokerosin.

Sifat-sifat minyak jarak pagar adalah terlalu kental, sulit terserap oleh sumbu, dan sulit menyala sehingga kurang efisien. Kemungkinan penyebabnya adalah masih adanya kandungan air dalam minyak jarak pagar. Oleh karena itu diperlukan proses pengeringan. Proses pengeringan minyak jarak pagar akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan sifat kimia dari minyak jarak pagar tersebut. Sifat fisik dan kimia minyak jarak pagar diantaranya adalah kadar air, viskositas, bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, dan indeks bias. Untuk mengetahui perubahan sifat-sifat tersebut, perlu dilakukan penentuan model hubungan antara parameter kualitas minyak hasil pengeringan dengan waktu pengeringan dan antar parameter.

Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter, dan menentukan suhu dan waktu pengeringan yang efektif untuk menghasilkan minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah. Ruang lingkup penelitian meliputi karakterisasi sifat fisikokimia minyak jarak pagar setelah ekstraksi, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter.

mempertimbangkan koefisien determinasi (r2). Model persamaan yang digunakan untuk menentukan hubungan tersebut adalah model persamaan linear, kuadrat, eksponensial,power¸dangrowth.

Hasil karakterisasi minyak jarak pagar diperoleh nilai kadar air 0,0975 %, bilangan asam 7,83 mg KOH/g, kadar asam lemak bebas 3,94 %, bilangan iod 90,41 g iod/100 g, berat jenis (25oC) 0,9180, bilangan penyabunan 213,21 mg KOH/g, indeks bias 1,4675, viskositas kinematik (25°C) 53,81 cSt, indeks viskositas 181,25,

heating value 4426 kcal/kg, danflash point 96,8°C.

Model hubungan parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan diperoleh dua macam persamaan, yaitu tiga persamaan eksponensial dan empat belas persamaan kuadrat. Sedangkan model hubungan antar parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar diperoleh tiga macam persamaan, yaitu 36 persamaan kuadrat, lima persamaan growth, dan satu persamaan

Muhammad Akhlis Mustaghfiri. F34103035. The Mathematics Model of Relation Inter-Parametrics of Drying Quality of Jatropha Oil as Kerosene Substituted. Guided by Mulyorini Rahayuningsih and Prayoga Suryadarma. 2007

SUMMARY

The increasing of population caused the requirement of energy for tranportation, industry, and also the household were increased. It will cause the improvement of oil fuel consumption. One of type of oil fuel which is most used by society in Indonesia is kerosene. To overcome the rare and the costly of kerosene, Jatropha oil can be used as alternative by processed to become biokerosene.

Characteristic of Jatropha oil is too viscous, difficult permeated by tinder, and difficult to burn so that less be efficient. Possibility of its cause is water content in Jatropha oil. Therefore, it needed to dry. Drying process of Jatropha oil will change of physical and chemical properties. These properties are water content, viscosity, acid number, iodin number, saponification number, and refraktive index. To know the change of them, it required to determine the mathematics model of relation between parametrics of drying qualiy of jatropha oil with drying time and inter-parametrics.

The aim of this research are to determine the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time, to determine the mathematics model of relation between quality of Jatropha oil as kerosene substituted with physicochemical properties and relation of inter-parametrics, and to determine the most effective time and temperature of drying to yield Jatropha loil as kerosene substituted. The scope of research include characterization of physicochemical properties of Jatropha oil after extraction, determining the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time, and determining the mathematics model of relation between quality of Jatropha oil as kerosene substituted with physicochemical properties and relation of inter-parametrics.

Procedure of this research is started from extraction of oil from jatropha seed, then dry the oil at temperature 70oC, 80oC, and 90oC with each time 65, 60,and 55 minutes. Step of research are characterization the Jatropha oil’s properties and then determining the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time and inter-parametrics. The properties of Jatropha oil that analyzed are water content, acid number, iodin number, saponification number, refraktive indeks, viscosity, viscosity index, heating value, and flash point. Determination of the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time and inter-parametrics is using Least Square Curve Fitting Method, considerelly the coefficient of determination (r2). Equation model that used to determine the relation are linear, quadratic, exponensial, growth, and power equation.

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul ”Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah” adalah hasil karya Saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, Oktober 2007 Yang membuat pernyataan

MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

padaDepartemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F34103035

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

padaDepartemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F34103035

Dilahirkan tanggal 28 September 1985 di Demak

Tanggal lulus: Oktober 2007

BIODATA RINGKAS

Penulis adalah anak keempat dari empat bersaudara yang dilahirkan di Demak pada hari sabtu tanggal 28 September 1985 oleh seorang ibu bernama Suyati dan ayah bernama Subadi. Pendidikan formal penulis dimulai pada tahun 1990 di TK Budi Siwi Mlaten, lalu pada tahun 1991 penulis melanjutkan sekolah di Madrasah Ibtidaiyah Negeri Mlaten. Pada tahun 1997 penulis melanjutkan sekolah di SLTP N I Mijen, kemudian melanjutkan ke SMU N I Demak hingga selesai pada tahun 2003.

Pada tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Alhamdulillah, pada tahun 2007 penulis meraih gelar Sarjana Teknologi Pertanian sekaligus menyelesaikan pendidikan tinggi strata-1-nya.

KATA PENGANTAR

Lantunan puji syukur penulis persembahkan kepadaSang Raja Alam yang telah memberikan sejuta rahmat serta karunia-Nya pada seluruh penghuni dunia ini, hingga akhirnya penulis dapat melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini dengan tetap sadar pada titik lemah penulis selaku manusia biasa.

Salam sejahtera semoga tercurah kepada kekasih-Nya, Muhammad SAW yang telah membuat perubahan monumental hingga tercipta sebuah peradaban baru yang penuhcahaya kehidupan yang mampu memberikan petunjuk bagi mereka yang tersesat di jurang kegelapan.

Selama pelaksanaan penelitian sampai selesainya skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, dukungan, dan semangat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada:

1. Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, Msi., selaku dosen pembimbing pertama yang selalu memberikan bimbingan, arahan, motivasi, serta semangat baik selama penulis menjalani kegiatan akademik sampai terselesaikannya penelitian dan skripsi ini,

2. Prayoga Suryadarma, STP., MT., selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan kesempatan pada penulis untuk bergabung dalam tim biokerosin, serta selalu memberikan bimbingan, masukan, dan motivasi selama penelitian sampai terselesaikannya skripsi ini,

3. Dr. Ir. Illah Sailah, MS., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini,

4. Keluarga penulis yaitu Abah, Ibu, dan kakak-kakak atas doa, motivasi, dan dukungannya,

5. Pak Kosasih, Pak Dadang, dan Pak Ali, selaku staf Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor yang telah membantu penulis selama melakukan ekstraksi minyak jarak pagar,

MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

Oleh

MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F34103035

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Muhammad Akhlis Mustaghfiri. F34103035. Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah. Dibawah bimbingan Mulyorini Rahayuningsih dan Prayoga Suryadarma. 2007

RINGKASAN

Semakin meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan energi untuk transportasi, industri, maupun rumah tangga semakin bertambah. Hal tersebut akan menyebabkan peningkatan konsumsi BBM (Bahan Bakar Minyak). Salah satu jenis BBM yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia adalah minyak tanah. Untuk mengatasi kelangkaan dan mahalnya minyak tanah, minyak jarak pagar dapat digunakan sebagai alternatif dengan cara diolah menjadi biokerosin.

Sifat-sifat minyak jarak pagar adalah terlalu kental, sulit terserap oleh sumbu, dan sulit menyala sehingga kurang efisien. Kemungkinan penyebabnya adalah masih adanya kandungan air dalam minyak jarak pagar. Oleh karena itu diperlukan proses pengeringan. Proses pengeringan minyak jarak pagar akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan sifat kimia dari minyak jarak pagar tersebut. Sifat fisik dan kimia minyak jarak pagar diantaranya adalah kadar air, viskositas, bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, dan indeks bias. Untuk mengetahui perubahan sifat-sifat tersebut, perlu dilakukan penentuan model hubungan antara parameter kualitas minyak hasil pengeringan dengan waktu pengeringan dan antar parameter.

Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter, dan menentukan suhu dan waktu pengeringan yang efektif untuk menghasilkan minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah. Ruang lingkup penelitian meliputi karakterisasi sifat fisikokimia minyak jarak pagar setelah ekstraksi, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter.

mempertimbangkan koefisien determinasi (r2). Model persamaan yang digunakan untuk menentukan hubungan tersebut adalah model persamaan linear, kuadrat, eksponensial,power¸dangrowth.

Hasil karakterisasi minyak jarak pagar diperoleh nilai kadar air 0,0975 %, bilangan asam 7,83 mg KOH/g, kadar asam lemak bebas 3,94 %, bilangan iod 90,41 g iod/100 g, berat jenis (25oC) 0,9180, bilangan penyabunan 213,21 mg KOH/g, indeks bias 1,4675, viskositas kinematik (25°C) 53,81 cSt, indeks viskositas 181,25,

heating value 4426 kcal/kg, danflash point 96,8°C.

Model hubungan parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan diperoleh dua macam persamaan, yaitu tiga persamaan eksponensial dan empat belas persamaan kuadrat. Sedangkan model hubungan antar parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar diperoleh tiga macam persamaan, yaitu 36 persamaan kuadrat, lima persamaan growth, dan satu persamaan

Muhammad Akhlis Mustaghfiri. F34103035. The Mathematics Model of Relation Inter-Parametrics of Drying Quality of Jatropha Oil as Kerosene Substituted. Guided by Mulyorini Rahayuningsih and Prayoga Suryadarma. 2007

SUMMARY

The increasing of population caused the requirement of energy for tranportation, industry, and also the household were increased. It will cause the improvement of oil fuel consumption. One of type of oil fuel which is most used by society in Indonesia is kerosene. To overcome the rare and the costly of kerosene, Jatropha oil can be used as alternative by processed to become biokerosene.

Characteristic of Jatropha oil is too viscous, difficult permeated by tinder, and difficult to burn so that less be efficient. Possibility of its cause is water content in Jatropha oil. Therefore, it needed to dry. Drying process of Jatropha oil will change of physical and chemical properties. These properties are water content, viscosity, acid number, iodin number, saponification number, and refraktive index. To know the change of them, it required to determine the mathematics model of relation between parametrics of drying qualiy of jatropha oil with drying time and inter-parametrics.

The aim of this research are to determine the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time, to determine the mathematics model of relation between quality of Jatropha oil as kerosene substituted with physicochemical properties and relation of inter-parametrics, and to determine the most effective time and temperature of drying to yield Jatropha loil as kerosene substituted. The scope of research include characterization of physicochemical properties of Jatropha oil after extraction, determining the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time, and determining the mathematics model of relation between quality of Jatropha oil as kerosene substituted with physicochemical properties and relation of inter-parametrics.

Procedure of this research is started from extraction of oil from jatropha seed, then dry the oil at temperature 70oC, 80oC, and 90oC with each time 65, 60,and 55 minutes. Step of research are characterization the Jatropha oil’s properties and then determining the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time and inter-parametrics. The properties of Jatropha oil that analyzed are water content, acid number, iodin number, saponification number, refraktive indeks, viscosity, viscosity index, heating value, and flash point. Determination of the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time and inter-parametrics is using Least Square Curve Fitting Method, considerelly the coefficient of determination (r2). Equation model that used to determine the relation are linear, quadratic, exponensial, growth, and power equation.

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul ”Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah” adalah hasil karya Saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, Oktober 2007 Yang membuat pernyataan

MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

padaDepartemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F34103035

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

padaDepartemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F34103035

Dilahirkan tanggal 28 September 1985 di Demak

Tanggal lulus: Oktober 2007

BIODATA RINGKAS

Penulis adalah anak keempat dari empat bersaudara yang dilahirkan di Demak pada hari sabtu tanggal 28 September 1985 oleh seorang ibu bernama Suyati dan ayah bernama Subadi. Pendidikan formal penulis dimulai pada tahun 1990 di TK Budi Siwi Mlaten, lalu pada tahun 1991 penulis melanjutkan sekolah di Madrasah Ibtidaiyah Negeri Mlaten. Pada tahun 1997 penulis melanjutkan sekolah di SLTP N I Mijen, kemudian melanjutkan ke SMU N I Demak hingga selesai pada tahun 2003.

Pada tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Alhamdulillah, pada tahun 2007 penulis meraih gelar Sarjana Teknologi Pertanian sekaligus menyelesaikan pendidikan tinggi strata-1-nya.

KATA PENGANTAR

Lantunan puji syukur penulis persembahkan kepadaSang Raja Alam yang telah memberikan sejuta rahmat serta karunia-Nya pada seluruh penghuni dunia ini, hingga akhirnya penulis dapat melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini dengan tetap sadar pada titik lemah penulis selaku manusia biasa.

Salam sejahtera semoga tercurah kepada kekasih-Nya, Muhammad SAW yang telah membuat perubahan monumental hingga tercipta sebuah peradaban baru yang penuhcahaya kehidupan yang mampu memberikan petunjuk bagi mereka yang tersesat di jurang kegelapan.

Selama pelaksanaan penelitian sampai selesainya skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, dukungan, dan semangat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada:

1. Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, Msi., selaku dosen pembimbing pertama yang selalu memberikan bimbingan, arahan, motivasi, serta semangat baik selama penulis menjalani kegiatan akademik sampai terselesaikannya penelitian dan skripsi ini,

2. Prayoga Suryadarma, STP., MT., selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan kesempatan pada penulis untuk bergabung dalam tim biokerosin, serta selalu memberikan bimbingan, masukan, dan motivasi selama penelitian sampai terselesaikannya skripsi ini,

3. Dr. Ir. Illah Sailah, MS., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini,

4. Keluarga penulis yaitu Abah, Ibu, dan kakak-kakak atas doa, motivasi, dan dukungannya,

5. Pak Kosasih, Pak Dadang, dan Pak Ali, selaku staf Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor yang telah membantu penulis selama melakukan ekstraksi minyak jarak pagar,

telah membantu menyediakan tempat dan meminjamkan alat demi kelancaran penelitian penulis,

7. Yeni Mulyaningsih, selaku staf Balai Penelitian Peternakan Ciawi Bogor yang turut memperlancar jalannya penelitian dengan meminjamkan alat uji kepada penulis,

8. Seluruh laboran di Departemen Teknologi Industri Pertanian yang selalu membantu penulis saat melakukan penelitian

9. Galuh Purnomo sebagai partner dalam penelitian ini yang telah banyak membantu dari awal hingga akhir penelitian.

10. Mbak Oryza, Mbak Anni, dan Mbak Ritna, serta

11. Seluruh sahabat di TIN 40, 41, dan 42 yang selalu memberikan semangat dan dukungan.

Semaksimal mungkin usaha telah penulis lakukan, namun karena keterbatasan penulis yang menyebabkan skripsi ini jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan guna penyempunaan dan penyusunan selanjutnya.

Untuk terakhir kalinya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan bagi semua pihak yang membacanya.Amien ya rabb al-alamien.

DAFTAR ISI C. RUANG LINGKUP PENELITIAN... II. TINJAUAN PUSTAKA... A. TANAMAN JARAK PAGAR... B. MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha Oil)... C. PENGERINGAN... D. BIOKEROSIN... E. MINYAK TANAH/KEROSIN... F. PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... A. KARAKTERISASI MINYAK JARAK PAGAR... B. HUBUNGAN ANTARA PARAMETER-PARAMETER

KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

DENGAN WAKTU PENGERINGAN... C. HUBUNGAN ANTAR PARAMETER KUALITAS

PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR... V. KESIMPULAN DAN SARAN...

A. KESIMPULAN... B. SARAN... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN...

27 27

29

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Hasil analisis proksimat dari biji jarak... Tabel 2. Komposisi asam lemak pada minyak jarak... Tabel 3. Sifat fisikokimia minyak jarak pagar... Tabel 4. Nilai panas (net heating value) beberapa bahan bakar... Tabel 5. Spesifikasi minyak tanah (kerosin)... Tabel 6. Karakteristik minyak jarak pagar setelah ekstraksi... Tabel 7. Model matematika hubungan kadar air dengan waktu pengeringan... Tabel 8. Model matematika hubungan bilangan asam

dengan waktu pengeringan... Tabel 9. Model matematika hubungan asam lemak bebas

dengan waktu pengeringan... Tabel 10. Model matematika hubungan bilangan iod

dengan waktu pengeringan... Tabel 11. Model matematika hubungan bilangan penyabunan

dengan waktu pengeringan... Tabel 12. Model matematika hubungan indeks bias

dengan waktu pengeringan... Tabel 13. Model matematika hubungan viskositas kinematik (25oC) dengan

waktu pengeringan... Tabel 14. Model matematika hubunganheating value

dengan waktu pengeringan... Tabel 15. Model matematika hubunganflash point

dengan waktu pengeringan... Tabel 16. Model matematika hubungan kadar air

dengan viskositas kinematik... Tabel 17. Model matematika hubungan kadar air denganheating value...

Tabel 18. Model matematika hubungan kadar air denganflash point... Tabel 19. Model matematika hubungan kadar air dengan indeks viskositas... Tabel 20. Model matematika hubungan bilangan asam denganflash point... Tabel 21. Model matematika hubungan bilangan asam

dengan indeks viskositas... Tabel 22. Model matematika hubungan bilangan iod denganflash point... Tabel 23. Model matematika hubungan bilangan iod dengan indeks viskositas... Tabel 24. Model matematika hubungan bilangan penyabunan

denganflash point... Tabel 25. Model matematika hubunganflash point dengan asam lemak bebas... Tabel 26. Model matematika hubunganflash point dengan indeks bias... Tabel 27. Model matematika hubunganflash point dengan indeks viskositas... Tabel 28. Model matematika hubungan asam lemak bebas

dengan indeks viskositas... Tabel 29. Model matematika hubungan indeks viskositas dengan indeks bias... Tabel 30. Model matematika hubungan viskositas kinematik

dengan bilangan asam... Tabel 31. Model matematika hubungan viskositas kinematik

dengan asam lemak bebas... Tabel 32. Model matematika hubungan viskositas kinematik

dengan bilangan iod... Tabel 33. Model matematika hubungan viskositas kinematik

dengan bilangan penyabunan... Tabel 34. Model matematika hubungan viskositas kinematik

denganflash point... Tabel 35. Model matematika hubungan viskositas kinematik

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Bagian-bagian tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L)……… Gambar 2. Struktur kimia minyak jarak (Jatropha curcas L)... Gambar 3. Diagram alir produksi biokerosin... Gambar 4. Reaksi penyabunan minyak... Gambar 5. Prosedur penelitian……… Gambar 6. Tahapan penelitian... Gambar 7. Kurva hubungan kadar air minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 8. Kurva hubungan bilangan asam minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 9. Kurva hubungan asam lemak bebas minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 10. Kurva hubungan bilangan iod minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 11. Kurva hubungan bilangan penyabunan minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 12. Kurva hubungan indeks bias minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 13. Kurva hubungan viskositas kinematik minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 14. Kurva hubunganheating value minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 15. Kurva hubunganflash point minyak jarak pagar dengan

waktu pengeringan... Gambar 16. Kurva hubungan kadar air minyak jarak pagar dengan

Gambar 17. Kurva hubungan kadar air minyak jarak pagar dengan

heating value... Gambar 18. Kurva hubungan kadar air minyak jarak pagar dengan

flash point... Gambar 19. Kurva hubungan kadar air minyak jarak pagar dengan

indeks viskositas... Gambar 20. Kurva hubungan bilangan asam minyak jarak pagar dengan

flash point... Gambar 21. Kurva hubungan bilangan asam minyak jarak pagar dengan

indeks viskositas... Gambar 22. Kurva hubungan bilangan iod minyak jarak pagar dengan

flash point... Gambar 23. Kurva hubungan bilangan iod minyak jarak pagar dengan

indeks viskositas... Gambar 24. Kurva hubungan bilangan penyabunan minyak jarak pagar dengan

flash point... Gambar 25. Kurva hubunganflash point minyak jarak pagar dengan

asam lemak bebas... Gambar 26. Kurva hubunganflash point minyak jarak pagar dengan

indeks bias... Gambar 27. Kurva hubunganflash point minyak jarak pagar dengan

indeks viskositas... Gambar 28. Kurva hubungan asam lemak bebas minyak jarak pagar dengan

indeks viskositas... Gambar 29. Kurva hubungan indeks viskositas minyak jarak pagar dengan

indeks bias... Gambar 30. Kurva hubungan viskositas kinematik minyak jarak pagar dengan

bilangan asam... Gambar 31. Kurva hubungan viskositas kinematik minyak jarak pagar dengan

asam lemak bebas... Gambar 32. Kurva hubungan viskositas kinematik minyak jarak pagar dengan

Gambar 33. Hubungan viskositas kinematik minyak jarak pagar dengan

bilangan penyabunan... Gambar 34. Kurva hubunganflash point minyak jarak pagar dengan

viskositas kinematik... Gambar 35. Kurva hubungan viskositas kinematik minyak jarak pagar dengan

indeks bias... 77

78

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Prosedur Analisis... Lampiran 2. Data Hasil Penelitian... Lampiran 3. Perhitungan Regresi Kuadrat Terkecil dan

Koefisien Determinasi (r2)... Lampiran 4. Linearisasi Persamaan Eksponensial,Power, danGrowth…………... Lampiran 5. Model Persamaan Hubungan dan Koefisien Determinasi (r2)…………. Lampiran 6. Gambar Uji Nyala Api………..

90 100

DAFTAR ISTILAH

ka : kadar air ba : bilangan asam ffa : asam lemak bebas bi : bilangan iod

bp : bilangan penyabunan ib : indeks bias

vk : viskositas kinematik iv : indeks viskositas fp :flash point

hv :heating value

t : waktu a : perpotongan b : kemiringan

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Semakin meningkatnya jumlah penduduk menyebabkan kebutuhan akan energi untuk transportasi, industri, maupun rumah tangga semakin bertambah. Hal tersebut akan menyebabkan peningkatan konsumsi BBM (Bahan Bakar Minyak). Peningkatan konsumsi BBM di Indonesia, bukan saja akan menambah beratnya beban pemerintah dalam penyediaan BBM, tetapi juga akan semakin beratnya beban subsidi atas BBM yang diberikan pemerintah. Mengingat untuk memenuhi kebutuhan BBM dalam negeri, Pemerintah Indonesia masih harus mengimpor BBM dari luar negeri yang jumlahnya dari tahun ke tahun semakin meningkat. Seperti diketahui harga BBM terkait dengan harga minyak bumi, sehingga dengan semakin meningkatnya harga minyak dunia, akan meningkatkan biaya pengadaan BBM import. Oleh karena itu, penganekaragaman (diversifikasi) sumber energi selain berguna untuk menambah pilihan sumber energi, juga berguna untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak di Indonesia.

Salah satu upaya untuk mengatasi adanya krisis energi adalah dengan memanfaatkan bahan bakar nabati. Pengembangan bahan bakar nabati mendapat dukungan sepenuhnya dari pemerintah RI melalui Inpres No 1. Tahun 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (BBN) sebagai Bahan Bakar Lain. Di dalamnya telah diinstruksikan kepada sejumlah kementerian dan pemerintah daerah untuk melakukan berbagai upaya mendorong penyediaan dan pemanfaatan BBN.

Salah satu jenis BBM yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia adalah minyak tanah. Untuk mengatasi kelangkaan dan mahalnya minyak tanah, minyak jarak pagar dapat digunakan sebagai alternatif dengan cara diolah menjadi biokerosin. Pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah (biokerosin) sudah dilakukan sejak dulu oleh masyarakat pedalaman yang jauh dari perkotaan. Prosesnya sangat sederhana, murah dan mudah didapat. Akan tetapi biokerosin minyak jarak pagar belum begitu efisien digunakan sebagai pengganti minyak tanah. Penyebabnya adalah sifat-sifat minyak jarak pagar yang terlalu kental, sulit terserap oleh sumbu, dan sulit menyala. Kemungkinan penyebabnya adalah masih adanya kandungan air dalam minyak jarak pagar. Oleh karena itu diperlukan proses pengeringan untuk menghilangkan kandungan air, sehingga diharapkan biokerosin minyak jarak pagar dapat berfungsi dengan baik sebagai pengganti minyak tanah.

C. TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan

2. Menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter

3. Menentukan suhu dan waktu pengeringan yang efektif untuk menghasilkan minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah.

B. RUANG LINGKUP PENELITIAN

Ruang lingkup penelitian meliputi :

1. Melakukan karakterisasi sifat fisikokimia minyak jarak pagar setelah ekstraksi

2. Menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan

3. Menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. TANAMAN JARAK PAGAR

Tanaman jarak pagar termasuk famili Euphorbiacae, di mana genus Jatropha memiliki 175 spesies. Dari jumlah tersebut, lima spesies sudah terdapat di Indonesia, yaituJ. curcasL, J. gossypiifolia, J. integerrima Jacq, J. multifida

dan J. podagrica Hook. J. curcas L dan J. gossypiifolia banyak dimanfaatkan sebagai tanaman obat, sedangkan J. integerrima Jacq, J. multifida dan J. podagrica Hook dimanfaatkan sebagai tanaman hias. Jatropha curcasL menarik minat para ilmuwan di dunia karena sifat minyaknya yang dapat digunakan untuk substitusi minyak diesel (solar) (Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan, 2006). Klasifikasi tanaman jarak pagar adalah sebagai berikut :

Kingdom : Plantae Division : Embryophyta Class : Spermatopsida Order : Malpighiales Family : Euphorbiaceae Genus : Jatropha

Species :Jatropha curcas

(Anonim, 2007b)

dengan diameter 2–4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika sudah masak. Buah terbagi menjadi 3 ruang, masing-masing ruang berisi 1 biji. Biji berbentuk bulat lonjong, berwarna coklat kehitaman, dan mengandung banyak minyak (Sinaga, 2006)

Gambar 1. Bagian-bagian tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L) (Heller, 1996) Keterangan :

a. Cabang tanaman b. Batang utama c. Struktur daun d. Bunga yang sudah

mekar

e. Bunga yang masih kuncup

f. Potongan melintang buah

g. Buah jarak pagar h. Potongan membujur

buah

B. MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha Oil)

Tanaman jarak pagar menghasilkan biji dengan 60 % berat daging biji (kernel) dan 40 % berat kulit. Inti biji (kernel) jarak pagar mengandung sekitar 47,25 % minyak sehingga dapat diekstrak menjadi minyak jarak ( Akintayo, 2003). Menurut Allen et al. (1982), ekstraksi minyak bertujuan untuk mendapatkan minyak dengan kemurnian yang baik, rendemen yang tinggi sehingga memberikan keuntungan secara ekonomis, dan untuk memperoleh bungkil atau residu dengan nilai ekonomis yang tinggi pula. Menurut Hambali

et.al (2006) ekstraksi minyak jarak dapat dilakukan dengan cara mekanis maupun dengan pelarut. Ekstraksi secara mekanis atau pengepresan dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pengepresan hidrolik dan pengepresan berulir.

1. Pengepresan Hidrolik

Pengepresan hidrolik adalah pengepresan yang menggunakan tekanan. Tekanan yang digunakan mencapai 140 kg/cm2. Besar kecilnya tekanan akan mempengaruhi rendemen minyak yang dihasilkan. Pada teknik pengepresan hidrolik, biji jarak diberi perlakukan pendahuluan sebelum dipres, yaitu berupa pemasakan atau pengukusan dengan uap air. Menurut Allen et al. (1982), pemasakan bertujuan untuk menggumpalkan protein dalam sel yang mengandung minyak sehingga dinding sel dapat mengalirkan minyak, dan untuk mengurangi kandungan zat padat dalam minyak sehingga didapatkan rendemen minyak yang lebih tinggi.

2. Pengepresan Berulir

3. Kombinasi Pengepresan Mekanis dengan Ekstraksi Pelarut

Metode pengepresan dengan kombinasi pengepresan mekanis dan ekstraksi pelarut belum banyak digunakan di Industri. Metode ekstraksi ini menghasilkan mutu dan rendemen minyak yang sangat baik akan tetapi memerlukan biaya yang cukup mahal.

Minyak merupakan komponen terbesar yang terkandung di dalam biji jarak pagar (Jatropha curcas L). Hasil analisis proksimat dari biji jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil analisis proksimat dari biji jarak

Kandungan Biji Jarak Komposisi (%)

Minyak/lemak 47,25 ± 1,34

Protein 24,60 ± 1,40

Serat kasar 10.12 ± 0,52

Air 5,54 ± 0,20

Kayu 4,50 ± 0,15

Karbohidrat 7,99

Sumber : Akintayo (2003)

Secara kimia, minyak jarak tersusun dari trigliserida dan asam-asam lemak yang linear dengan ikatan tunggal dan rangkap (Manurung, 2006). Struktur kimia dari minyak jarak (Jatropha oil) adalah sebagai berikut _:

Minyak jarak pagar mengandung 21 % asam lemak jenuh (berikatan tunggal) dan 79 % asam lemak tak jenuh (berikatan rangkap) (Nanewar, 2005). Asam lemak yang dominan adalah asam oleat, asam linoleat, dan asam palmitat. Asam oleat dan asam linoleat merupakan asam lemak tak jenuh, sedangkan asam palmitat merupakan asam lemak jenuh. Asam oleat merupakan asam lemak yang terdapat di sebagian besar minyak atau lemak dengan rata-rata komposisinya 50% dari total asam lemak. Asam oleat mengandung 18 atom C dengan satu ikatan rangkap pada atom kesembilan. Rumus molekul dari asam oleat adalah CH3(CH2)7 = CH(CH2)7)COOH. Dalam minyak jarak pagar, asam oleat

merupakan asam lemak paling dominan. Asam linoleat merupakan asam lemak terbanyak kedua yang terkandung dalam minyak jarak pagar. Asam linoleat mengandung 18 atom C dengan dua ikatan rangkap. Rumus molekul asam linoleat adalah CH3(CH2)4CH = CH - CH2CH = CH - (CH2)7COOH. Asam

palmitat merupakan asam lemak jenuh yang banyak terdapat dalam minyak atau lemak. Asam palmitat memiliki 16 atom C. Pada suhu ruang, asam palmitat berwujud padat berwarna putih. Rumus molekul dari asam palmitat adalah CH3(CH2)14COOH. (Formo et al., 1979, dan Gubitz et al., 1998). Komposisi

asam lemak pada minyak jarak pagar dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Komposisi asam lemak pada minyak jarak

Kandungan asam lemak Presentase (%)

Asam miristat 0 - 0,01

Asam palmitat 14,1 – 15,3

Asam stearat 3,7 – 9,8

Asam arachidat 0 – 0,3

Asam behenat 0 – 0,2

Asam palmitoleat 0 – 1,3

Asam oleat 34,3 – 45,8

Asam linoleat 29,0 – 44,2

Asam linolenat 0 - 0,3

Minyak jarak pagar memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda dengan minyak nabati yang lain. Minyak jarak mengandung racun krusin yang sangat berbahaya bagi manusia (Irwanto, 2006). Minyak jarak memiliki bobot jenis, kelarutan dalam alkohol, bilangan asetil dan viskositas yang lebih tinggi (Ketaren, 1986). Kirk dan Othmer (1993) menambahkan bahwa tingginya bilangan asetil dan specific grafity meyebabkan tingginya viskositas minyak jarak. Sifat-sifat fisikokimia minyak jarak dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Sifat fisikokimia minyak jarak pagar

Sifat Satuan Nilai

Titik nyalaa °C 240

Densitas pada 15°Cb g/cm3 0,920 Viskositas pada 30°Cb mm2/s 17,1 – 52

Heating valuea kkal/kg 9470

Kadar airb % 0,07

Kadar sulfurc % 0,13

Bilangan asamb mg KOH/g 3,5 ± 0,1

Bilangan iodc g iod/100 g 101,7

Bilangan penyabunand mg KOH/g 195,0 a

Kandpal dan Madan, 1994, b

akan dikeringkan. Air tersebut dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena adanya perbedaan kandungan uap air di bidang antar muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada fasa gas. Gas panas, disebut media pengering, menyediakan panas yang diperlukan untuk penguapan air dan sekaligus membawa uap air keluar.

Selama proses pengeringan terdapat dua proses perpindahan yang terjadi secara simultan yaitu perpindahan panas dan perpindahan massa. Perpindahan kalor dan perpindahan massa dalam bahan terjadi pada tingkat molekul. Perpindahan kalor ditentukan oleh konduktivitas kalor bahan sedangkan perpindahan massa akan proporsional dengan difusi molekul uap air dalam udara . Menurut Geankoplis (1993) bahwa perpindahan kalor yang terjadi selama pengeringan terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Dalam bahan yang bersifat mikroporous dimana ruang kosong dalam bahan berisi cairan atau uap, perpindahan kalor internal terjadi secara konduksi. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi antara fluida yang mengalir dengan permukaan bahan padat.

Parikesit (1984) menyatakan bahwa yang berperan dalam pengeringan adalah hubungan kesetimbangan air dalam bahan akan memberikan tekanan uap dalam udara pengering. Air yang berada dalam suatu bahan akan memberikan tekanan uap tertentu tergantung pada jumlah air dan sifat bahannya. Apabila bahan yang mengandung air dipertemukan dengan suatu aliran udara yang memiliki kondisi tertentu dan tetap maka bahan dapat mengalami salah satu hal berikut :

1. Bahan tidak mengalami perubahan kadar air.

Hal ini terjadi apabila tekanan uap yang diberikan bahan sama dengan tekanan uap di udara (PA) sehingga tidak ada gaya dorong untuk perpindahan

air. Kadar air tersebut dalam bahan disebut kadar air kesetimbangan. 2. Kadar air menurun karena penguapan.

3. Kadar air bertambah apabila tekanan uap yang diberikan bahan lebih kecil dari pada tekanan uap di udara dan akan berlangsung sampai tekanan uap yang diberikan sama dengan tekanan uap di udara (PA).

Pengeringan sangat penting dilakukan pada minyak yang akan digunakan sebagai bahan bakar. Menurut Amos (1998), minyak yang telah dikeringkan akan meningkatkan efisiensi pembakaran diantaranya adalah menghemat bahan bakar, memperkecil emisi, dan meningkatkan efisiensi alat pembakaran. Jika bahan bakar masih mengandung air, sejumlah kalor digunakan untuk mengupkan air dalam minyak, sedangkan jika minyak dalam keadaan kering, seluruh kalor digunakan sebagai energi dalam pembakaran.

Pengeringan pada minyak akan menyebabkan perubahan pada sifat fisikokimia minyak dan struktur asam lemak yang dikandungnya. Menurut Przybylski (2006), minyak yang telah dikeringkan akan menurunkan densitas dan viskositas dari minyak tersebut. Laju penurunan viskositas minyak sangat cepat pada pengeringan sampai suhu mencapai 50°C kemudian laju penurunan melambat hingga akhirnya stasioner setelah mencapai suhu 110°C. Sedangkan menurut Rao et al. (2007) dan Rampling (2000), pengeringan minyak akan meningkatkan efisiensinya sebagai bahan bakar yaitu dengan mempercepat proses pembakaran.

D. BIOKEROSIN

Gambar 3. Diagram alir produksi biokerosin (Sudradjat, 2006)

E. MINYAK TANAH/KEROSIN

Minyak yang digunakan secara umum pada proses pembakaran adalah minyak tanah (kerosin). Minyak tanah merupakan salah satu bahan bakar cair yang diperoleh dari hasil proses destilasi minyak bumi yang paling berat. Persenyawaan hidrokarbon dalam minyak adalah CnH2n dan CnH2n+2. Makin

tinggi nilai n, makin tinggi berat jenisnya.

Salah satu sifat terpenting minyak tanah adalah sifat pembakarannya. Pembakaran merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas., atau panas dan cahaya. Tujuan dari pembakaran yang baik adalah melepaskan seluruh panas yang terdapat dalam bahan bakar. Hal ini dilakukan dengan pengontrolan “tiga T” pembakaran yaitu (1) suhu yang cukup tinggi untuk menyalakan dan menjaga penyalaan bahan bakar, (2) Turbulensi atau pencampuran oksigen dan bahan bakar yang baik, dan (3) Waktu yang cukup

Biji jarak pagar

Kukus

Kupas

Giling

Press

Biokerosin Kulit buah 45

persen (dari buah)

Tempurung biji 25 persen (dari biji)

Uap minyak tanah dibakar oleh oksigen menjadi CO2 pada suhu tinggi.

Pembakaran tersebut sempurna jika gas yang dihasilkan tidak berwarna yaitu CO2.. Bahan bakar umumnya terdiri dari karbon, hidrogen dan belerang sehingga

persamaan untuk pembakaran adalah sebagai berikut : C + O2 CO2

2C + O2 CO (pembakaran tidak sempurna)

2H2 + O2 2 H2O

S + O2 SO2

Reaksi pembakaran minyak adalah sebagai berikut : CH4 + 2O2 CO2 + H2O + Energi

C8H18 + 12,5 O2 8 CO3 + 9 H2O + Energi

Campuran uap minyak tanah dan udara sulit menyala pada suhu biasa tetapi dapat menyala pada suhu di atas 80°C (Suhardjito, 1978). Jika uap minyak tanah sudah terurai sebelum penyundutan karena suhu yang tinggi di dalam ruang pembakaran, maka akan terjadi karbon bebas.

Titih didih awal minyak tanah adalah 175°C dan titik didih akhir 225°C (Basler et.al., 1980). Sifat letupan yang besar, penguapan yang membutuhkan suhu cukup tinggi dan mudah menguap (berjelaga) adalah beberapa kelemahan dari minyak tanah. Nilai panas minyak tanah (kerosene) dibandingkan dengan bahan bakar lain dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Nilai panas (net heating values) beberapa bahan bakar.

Bahan bakar Btu/unit Kilokalori/unit

Minyak tanah 134,000/gallon 8,921/liter Minyak bakar lain 140,000/gallon 9,320/liter Gas-Alam 1,000,000/1000 ft3 7,139/m3 Propana 91,600/Gallon 6,098/liter Batu bara 27,800,000/Ton 6,354,286/ton Kayu 24,000,000/cord 1,687,500/m3

Listrik 3,413/Kwh 860/kWh

Tabel 5. Spesifikasi minyak tanah (kerosin)

Parameter Batasan

Distilasi

titik didih a

penguapan bahan bakar 10% 1850C – 2100C penguapan bahan bakar 50% pada

suhu ...0C

a penguapan bahan bakar, 90% pada

suhu ...0C

a titik akhir penguapan maksimum 2740C residu, volume fraksi, %,

maksimum

1,5 kehilangan selama distilasi,

volume fraksi, %, maksimum

1,5

Specific Gravity maksimum 0,815

minimum 0,799

eksistensi gum mg/100ml, maksimum 7 potensial gum, 16 jam

diaduk

mg/100ml, maksimum 14

Sulfur total fraksi massa, %, maksimum 0,05 mercaptan sulfur fraksi massa, %, maksimum 0,005b

titik beku 0C, maksimum -37,8

Nilai pemansan: panas bersih hasil pembakaran

MJ/kg. minimum 43,031

Viskositas mm2/s pada -34,40C, maksimum 16.5 Aromatik volume fraksi, %, maksimum 5.0

Olefin volume fraksi, %, maksimum 2.0

titik asap mm, minimum 25

batas daya korosif pada tembaga

maksimum a

reaksi terhadap air *

titik nyala minimum 43,30C

anline point 0C a

bahan partikulat maksimum 1.5 mg/L daya korosif terhadap

tembaga, test for 3 jam pada suhu 1000C

a

a dilaporkan bahwa tidak ada pembatasan

b mercaptan sulfur boleh ditentukan oleh konsumen dengan mempertimbangkan pilihan tertentu

* tertentu

F. PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR

Proses pengeringan pada minyak jarak pagar akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan kimia dari minyak jarak pagar. Sifat fisik dan kimia tersebut merupakan parameter-parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dalam fungsinya sebagai pengganti minyak tanah (biokerosin). Parameter-parameter tersebut antara lain viskositas kinematik, indeks viskositas,

heating value, danflash point. 1. Viskositas Kinematik

Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi, biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu. Jika viskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir akan semakin tinggi. Viskositas suatu fluida merupakan ukuran resistansi bahan terhadap aliran. Viskositas tergantung pada suhu dan berkurang dengan naiknya suhu (Przybylski, 2006). Viskositas mempengaruhi derajat pemanasan awal yang diperlukan untuk handling, penyimpanan dan atomisasi yang memuaskan. Jika minyak terlalu kental, maka akan menyulitkan dalam pemompaan, sulit untuk menyalakan burner, dan sulit dialirkan (UNEP, 2006)

Viskositas juga dipengaruhi oleh sifat-sifat dari asam lemak. Menurut Knothe (2005), viskositas meningkat dengan semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak derajat kejenuhan minyak. Knothe dan Steidley (2005) menambahkan, adanya ikatan rangkap akan menurunkan viskositas minyak, dengan posisi cis menghasilkan viskositas lebih rendah daripada posisi trans. Sedangkan percabangan struktur asam lemak tidak terlalu berpengaruh terhadap viskositas.

2. Indeks Viskositas

Indeks viskositas adalah suatu nilai yang digunakan untuk mengetahui variasi dari viskositas kinematik minyak terhadap perubahan suhu. Nilai indeks viskositas menunjukkan kestabilan minyak untuk mempertahankan viskositasnya terhadap perubahan suhu. Penentuan nilai indeks viskositas melibatkan viskositas kinematik pada suhu 40°C dan 100°C (ASTM, 1979). Daywin et al. (1991) menambahkan, nilai indeks viskositas yang rendah menunjukkan perubahan viskositas yang besar dengan adanya perubahan suhu, sebaliknya perubahan viskositas yang kecil terhadap perubahan suhu akan menghasilkan nilai indeks viskositas yang besar.

3. Heating Value

Heating value atau kalor pembakaran adalah kalor yang dihasilkan oleh pembakaran sempurna 1 kilogram atau satu satuan berat atau volume bahan bakar. Heating value diukur dengan cara membakar sejumlah minyak menggunakan alat bomb calorimeter (ASTM, 1980). Menurut Argeros et al. (1998), derajat kejenuhan minyak mempengaruhi besar kecilnya energi yang dihasilkan oleh minyak. Energi yang dihasilkan pada pembakaran minyak yang banyak mengandung asam lemak jenuh lebih besar daripada minyak yang banyak mengandung asam lemak tak jenuh. Sedangkan menurut Knothe (2005), heating value juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon. Semakin panjang rantai karbon minyak, maka kalor pembakarannya semakin tinggi.

4. Flash Point

Flash point atau titik nyala adalah temperatur terendah dimana bahan bakar dapat menyala dan menghasilkan uap pada kondisi tertentu yang dikoreksi dengan tekanan 1 atm. Penentuan nilai flash point menggunakan alat Pensky Marten Closed Tester (ASTM, 1990). Uji titik nyala merupakan prosedur keamanan yang penting dipertimbangkan oleh setiap laboratorium maupun industri yang menghasilkan materi potensial terbakar. Titik nyala yang terlampau tinggi dapat menyebabkan keterlambatan penyalaan, sementara apabila titik nyala terlampau rendah akan menyebabkan timbulnya detonasi yaitu ledakan ledakan kecil yang terjadi sebelum bahan bakar masuk ruang bakar. Hal ini juga dapat meningkatkan resiko bahaya pada saat penyimpanan (Hendartomo, 2006).

Parameter-parameter lain dari minyak jarak pagar yang dapat mengalami perubahan pada saat pengeringan adalah kadar air, indeks bias, bilangan asam, asam lemak bebas, bilangan iod, dan bilangan penyabunan. Parameter-parameter tersebut juga dapat mempengaruhi kualitas minyak jarak pagar sebagai biokerosin.

1. Kadar Air

Kadar air yang terkandung dalam bahan bakar menyebabkan penurunan mutu bahan bakar karena dapat menurunkan nilai kalor dan memerlukan sejumlah kalor untuk penguapan, menaikkan titik nyala, memperlambat proses pembakaran, dan menambah volume gas buang. Air yang terkandung dalam minyak dibedakan menjadi dua yaitu air eksternal dan air internal. Air eksternal merupakan air yang menempel pada permukaan minyak, sedangkan air internal adalah air yang terikat di dalam minyak secara fisis (Anonim, 2006).

jarak pagar, keberadaan air akan menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme dalam minyak.

2. Bilangan Asam dan Kadar Asam Lemak Bebas

Bilangan asam adalah jumlah miligram potassium hidroksida yang digunakan untuk menetralkan gugus karboksil bebas yang terdapat dalam satu gram minyak. Sedangkan asam lemak bebas adalah jumlah ekivalen asam lemak bebas yang terdapat di dalam minyak yang dihitung dengan satuan persen. Khusus pada minyak yang memiliki asam lemak dominan adalah asam oleat, kadar asam lemak bebas adalah lebih dari 50% dari bilangan asam. Kedua parameter tersebut mengindikasikan kualitas minyak berkenaan dengan sifat keasaman dan berpengaruh terhadap proses penyulingan minyak (Allenet al., 1982).

Bilangan asam menunjukkan asam lemak bebas yang terjadi jika bahan bakar tidak dibuat dengan baik atau terjadi degradasi oksidasi. Pada minyak jarak pagar (Jatropha curcas oil), asam oleat dan asam linoleat merupakan asam lemak dominan. Asam oleat dan asam linoleat merupakan asam lemak tak jenuh bertitik leleh rendah, berturut-turut 16oC dan -7oC (Mardiah et al., 2006). Semakin banyak asam lemak tak jenuh yang terkandung dalam minyak menyebabkan minyak semakin mudah teroksidasi dan mudah terbakar.

3. Bilangan Iod

Peningkatan bilangan iod menunjukkan banyaknya ikatan rangkap yang terdapat dalam minyak. Menurut Ketaren (1986), minyak dengan bilangan iod yang tinggi termasuk minyak "pengering", artinya minyak ini mudah menguap dan mudah teroksidasi. Dalam bahan pangan berlemak, konstituen yang mudah mengalami oksidasi adalah asam lemak tidak jenuh dan sejumlah kecil persenyawaan yang merupakan konstituen yang cukup penting. Reaksi oksidasi adalah reaksi hidrokarbon yang paling penting dalam fungsinya sebagai bahan bakar (Staf Pengajar Kimia, 1997).

4. Bilangan Penyabunan

Bilangan penyabunan didefinisikan sebagai sejumlah potassium hidroksida yang diperlukan untuk bereaksi secara penuh dengan semua gugus aktif dalam satu gram minyak, dan dapat juga diartikan sebagai sejumlah minyak yang tersabunkan oleh satu mol (56,104 gram) potassium hidroksida. Bilangan penyabunan menunjukkan ukuran rata-rata berat molekul minyak (Allenet al., 1982).

Menurut Ketaren (1986), apabila sejumlah contoh minyak disabunkan dengan KOH berlebihan dalam alkohol maka KOH akan bereaksi dengan trigliserida, yaitu tiga molekul KOH akan bereaksi dengan satu molekul minyak atau lemak. Reaksi penyabunan minyak adalah sebagai berikut :

Gambar 4. Reaksi penyabunan minyak

Besarnya bilangan penyabunan tergantung dari bobot molekul. Minyak yang memiliki bobot molekul rendah akan mempunyai bilangan penyabunan yang tinggi. Minyak yang terdiri dari asam lemak berantai panjang akan memiliki bobot molekul yang lebih tinggi daripada asam lemak berantai pendek. Kenaikan bobot molekul ditandai dengan kenaikan titik

R1COO-CH2 R1COOK HOCH2

+

R2COO-CH + 3 KOH R2COOK + HOCH

+

didih. Semakin pendek dan bercabang rantai karbon, semakin rendah titik didihnya (Staf Pengajar Kimia, 1997).

5. Indeks Bias

Indeks bias merupakan perbandingan dari sinus sudut sinar jatuh dan sinus sudut sinar pantul dari cahaya yang melalui suatu zat. Refraksi atau pembiasan ini disebabkan adanya interaksi antara gaya elektrostatik dan gaya elektromagnetik dari atom-atom di dalam molekul cairan. Indeks bias ini dapat menyatakan panjangnya rantai karbon, peningkatan bobot molekul, dan adanya sejumlah ikatan rangkap. Semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak ikatan rangkap, indeks bias bertambah besar. Parameter tersebut digunakan untuk menguji kemurnian minyak (Ketaren, 1986). Semakin tinggi nilai indeks bias suatu minyak, semakin sulit minyak tersebut terbakar.

G. MODEL PERSAMAAN MATEMATIKA

Seringkali ditemui suatu data eksperimen yang menunjukkan variasi yang berarti. Pemeriksaan data mengusulkan suatu hubungan yang positif antara x dan y. Variabilitas pada data membuat kurva melebar dalam interval diantara titik-titik. Suatu strategi yang yang cocok pada kasus demikian adalah menurunkan suatu fungsi aproksimasi yang cocok terhadap bentuk atau kecenderungan umum dari data tanpa perlu disesuaikan dengan masing-masing titik. Untuk menghindari subjektivitas dan mendapatkan kriteria kecocokan, suatu cara yang dilakukan adalah dengan menurunkan sebuah kurva yang meminimalkan ketidakcocokan di antara titik-titik data dan kurva tersebut. Teknik tersebut dinamakan regresi kuadrat terkecil atauleast square curve fitting

(Chapra dan chanale, 1990).

Pendugaan bentuk persamaan berupa persamaan garis lurus adalah garis linear, dengan mempertimbangkan koefisien determinasi (r2) (Guner, 1997; Chapra dan Canale, 1990; Boxet al., 1978). Koefisien determinasi adalah ukuran kesesuaian model (persamaan regresi linear yang dihasilkan), yaitu kemampuan model menerangkan keragaman nilai peubah Y. Semakin besar nilai koefisien determinasi berarti model semakin mampu menerangkan peubah Y. Nilai koefisien determinasi tersebut berkisar mulai dari 0 sampai 1 (Mattjik dan Sumertajaya, 2000).

Pendugaan bentuk persamaan dari data percobaan juga dapat berupa persamaan non linear, dengan mempertimbangkan koefisien determinasi (r2). Persamaan non linear yang umum dipakai adalah persamaan eksponensial, persamaan power, persamaan growth, dan persamaan polinomial berorde dua yaitu persamaan kuadrat (Chapra dan Chanale, 1990).

Persamaan eksponensial sering digunakan untuk menggambarkan peluruhan atom dalam reaksi nuklir dan pertumbuhan populasi. Biasanya, fungsi ini ditulis dengan notasi exp(x) atau ex, dimana e adalah basis logaritma natural

yang kira-kira sama dengan 2.71828183. Sebagai fungsi variabelbilangan realx, grafik ex selalu positif (berada diatas sumbu x) dan nilainya bertambah (dilihat dari kiri ke kanan). Grafiknya tidak menyentuh sumbu x, namun mendekati sumbu tersebut secara asimptotik. Invers dari fungsi ini, logaritma natural, atau ln(x), didefinisikan untuk nilai x yang positif. Rumus umum dari persamaan ekspenensial adalah y = aebx, dengan rumus setelah linearisasi ln y = ln a + bx (Anonim, 2007a).

Persamaan power merupakan model persamaan yang sering digunakan dalam semua bidang teknik. Kurva yang dihasilkan berupa kurva cekung atau cembung tanpa adanya titik maksimal atau minimal. Rumus umum dari kurva

III. METODOLOGI

A. BAHAN DAN ALAT

1. Bahan

Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji jarak pagar (Jatropha curcas L) yang diperoleh dari petani jarak pagar di Propinsi Nusa Tenggara Barat. Bahan kimia yang diperlukan pada analisis sifat fisikokimia minyak jarak pagar antara lain larutan wijs, larutan phenolphtalein, larutan KOH 0,1 N, larutan KOH 0,5 N beralkohol, larutan HCl 0,5 N, larutan kanji, larutan KI jenuh, larutan Na2S2O3 0,1 N, alkohol

95% netral dan aquades.

2. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya Rotary Vacuum Evaporator, Gallenkamp Ballistic Bomb Calorimeter, Pensky Marten Closed Tester, refraktometer abbe, glass capillary viscometer dan oven. Selain alat tersebut, digunakan peralatan untuk melakukan analisis sampel antara lain gelas piala, erlenmeyer, pipet, buret, desikator, termometer dan, penangas air.

B. PROSEDUR PENELITIAN

Prosedur penelitian yang dilakukan meliputi ekstraksi minyak jarak pagar dan pengeringan minyak jarak pagar hasil ekstraksi. Ekstraksi minyak jarak pagar dilakukan menggunakan alat Hidroulic Press yang terdapat di Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor. Ekstraksi dilakukan dengan pemanasan sampai suhu 70oC dengan tekanan mesin press mencapai 80 Kg/cm2. Setiap kali ekstraksi dibutuhkan 5 kg biji jarak yang sudah digiling dengan waktu press kurang lebih 2 jam untuk mendapatkan rendemen maksimal. Minyak yang sudah didapat kemudian disaring lalu dikemas dalam dirigen plastik.

menurunkan kadar air minyak jarak sehingga siap digunakan sebagai biokerosin. Waktu pengeringan untuk masing-masing suhu berbeda-beda. Untuk pengeringan suhu 70oC, waktu pengeringan selama 65 menit, pengeringan suhu 80oC dengan waktu 60 menit, dan pengeringan suhu 90oC dengan waktu 55 menit.

Minyak disampling berdasarkan waktu tertentu (lihat Lampiran 2) kemudian didinginkan dan dianalisis. Analisis terhadap contoh minyak jarak pagar sebagai biokerosin meliputi sembilan parameter, yaitu kadar air, bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, indeks bias, viskositas, indeks viskositas,heating value, danflash point.

Gambar 5. Prosedur penelitian

C. TAHAPAN PENELITIAN

Penelitian dimulai setelah minyak jarak pagar hasil ekstraksi mengalami proses pengeringan. Tahapan penelitian meliputi karakteristik sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan penentuan model hubungan antara parameter-parameter kualitas pengeringan dengan waktu pengeringan dan antar parameter.

Ekstraksi

Pengambilan sampel Mulai

Pengeringan

Analisis minyak

Gambar 6. Tahapan penelitian 1. Karakterisasi Minyak Jarak Pagar

Karakterisasi minyak jarak pagar dilakukan terhadap minyak jarak pagar hasil ekstraksi. Karekterisasi bertujuan untuk mengetahui sifat fisikokimia minyak jarak pagar sebelum dilakukan pengeringan. Sifat-sifat tersebut meliputi kadar air, bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, indeks bias, viskositas, indeks viskositas, heating value, dan

flash point. Prosedur analisis untuk parameter-parameter tersebut dapat dilihat pada Lampiran 1.

2. Penentuan Model Matematika Hubungan Antara Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar dengan Waktu Pengeringan

Pengeringan akan menyebabkan perubahan pada sifat fisikokimia minyak jarak pagar. Perubahan tersebut akan mempengaruhi kualitas minyak jarak pagar yang digunakan sebagai penganti minyak tanah (biokerosin). Parameter-parameter yang diukur antara lain kadar air bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, indeks bias, viskositas, indeks viskositas,

heating value, dan flash point. Penentuan hubungan antara parameter-Mulai

Karakterisasi minyak jarak

Penentuan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan

Selesai

Penentuan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat

perubahan parameter-parameter tersebut selama pengeringan minyak dan pengaruhnya terhadap kualitas pembakaran.

Model hubungan antara parameter-parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan diperoleh berdasarkan tingkat kesesuaian dengan data percobaan atau metode penyesuaian kurva kuadrat terkecil (least square curve fitting method), dengan mempertimbangkan koefisien determinasi (r2). Model matematika yang digunakan untuk menentukan hubungan tersebut adalah model persamaan linear, kuadrat, eksponensial,power¸dangrowth.

Penentuan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan dengan waktu pengeringan dilakukan berdasarkan hasil analisa seluruh parameter pada setiap suhu pengeringan. Kelima model persamaan tersebut digunakan untuk menggambarkan hubungan antara seluruh parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan. Waktu pengeringan yang merupakan variabel independen diletakkan pada sumbu x, sedangkan parameter-parameter diletakkan pada sumbu y. Model persamaan yang menghasilkan koefisien determinasi (r2) terbesar adalah model yang dianggap paling mewakili bentuk sebaran data dan diambil sebagai model hubungan antara parameter kualitas pengeringan dengan waktu pengeringan.

3. Penentuan Model Matematika Hubungan Antara Parameter Kualitas Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah dengan Sifat Fisikokimia dan Hubungan Antar Parameter

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. KARAKTERISASI MINYAK JARAK PAGAR

Minyak jarak pagar yang digunakan dalam penelitian adalah minyak hasil ekstraksi biji jarak pagar yang diperoleh dari petani jarak pagar di Nusa Tenggara Barat. Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui sifat fisik dan kimia minyak jarak pagar sebelum dilakukan pengeringan. Hasil yang diperoleh disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Karakteristik minyak jarak pagar setelah ekstraksi

Karakteristik Satuan Nilai

Kadar air % 0,0975

Bilangan asam mg KOH/g 7,83

Kadar asam lemak bebas % 3,94

Bilangan iod g iod/100 g 90,41

Berat jenis (25oC) 0,9180

Bilangan penyabunan mg KOH/g 213,21

Indeks bias 1,4675

Viskositas kinematik (25°C) cSt 53,81

Indeks viskositas 181,25

Heating value kcal/kg 4426

Flash point °C 96,8

Berdasarkan Tabel 6, minyak jarak pagar memiliki kadar air sebesar 0,0975 %. Kadar air dalam minyak akan menyebabkan percikan nyala api pada ujung burner, yang dapat mematikan nyala api, menurunkan suhu api, dan memperlama penyalaan. Kualitas pembakaran minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah akan berkurang dengan adanya air. Kandungan air dalam minyak jarak pagar hasil ekstraksi hampir mendekati nilai kadar air pada literatur yaitu sebesar 0,07 %.

merupakan nilai yang menunjukkan banyaknya asam lemak yang terkandung dalam minyak. Asam lemak dominan yang terkandung dalam minyak jarak pagar adalah asam oleat dan asam linoleat. Keduanya termasuk asam lemak tak jenuh. Semakin banyak kandungan sam lemak tak jenuh dalam minyak, semakin mudah minyak teroksidasi dan mudah terbakar.

Bilangan iod merupakan parameter yang menunjukkan banyaknya ikatan rangkap pada minyak. Minyak jarak pagar hasil ekstraksi memiliki bilangan iod sebesar 90,41 g I2/100 g minyak. Nilai tersebut lebih kecil dari literatur yaitu

sebesar 101,7 g I2/100 g minyak. Berdasarkan nilai bilangan iod tersebut, minyak

jarak pagar hasil ekstraksi termasuk dalam kategori minyak bukan pengering. Minyak bukan pengering adalah minyak yang tidak akan membentuk lapisan tipis jika dikeringkan (Ketaren, 1986).

Nilai bilangan penyabunan minyak jarak pagar hasil ekstraksi tergolong cukup tinggi yaitu sebesar 213,21 mg KOH/g minyak. Nilai indeks bias minyak jarak pagar adalah 1,4675. Indeks bias dipengaruhi oleh panjangnya rantai, bobot molekul, dan banyaknya ikatan rangkap. Semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak ikatan rangkap minyak, indeks bias semakin besar.

Viskositas kinematik pada suhu 25oC merupakan nilai viskositas kinematik minyak yang diukur pada suhu ruang. Pada minyak jarak pagar hasil ekstraksi, nilai viskositas kinematik pada suhu 25°C adalah 53,81 cSt. Nilai tersebut tergolong cukup tinggi, artinya minyak jarak pagar memiliki kekentalan yang tinggi sehingga kurang efisien jika digunakan langsung sebagai pengganti minyak tanah. Sedangkan nilai indeks viskositas adalah sebesar 181,25. Nilai tersebut tergolong besar, artinya minyak jarak pagar dapat menjaga kestabilan viskositasnya terhadap perlakuan suhu.

menyebabkan pembakaran kurang efisien, karena panas yang dihasilkan kecil sehingga memperlama proses pemasakan.

Salah satu sifat penting bagi bahan bakar cair adalah titik nyala atau

flash point. Minyak yang memiliki titik nyala tinggi akan semakin sulit menyala, sedangkan yang memiliki titik nyala rendah akan mudah untuk menyala. Flash point minyak jarak hasil ekstraksi adalah 96,8oC. Nilai tersebut jauh lebih kecil dari nilai literatur yaitu sebesar 240oC. Penanganan biji berupa penjemuran dan ekstraksi yang menggunakan suhu yang cukup tinggi dapat mempengaruhi nilai

flash point minyak, karena berkurangnya kadar air dalam biji sehingga mempercepat proses penyalaan api. Sifat fisik dan kimia lain juga dapat mempengaruhi besar kecilnyaflash point minyak jarak pagar.

B. HUBUNGAN ANTARA PARAMETER-PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR DENGAN WAKTU PENGERINGAN

Proses pengeringan pada minyak jarak pagar akan menyebabkan perubahan terhadap sifat fisikokimia minyak jarak pagar tersebut. Sifat fisikokimia minyak jarak yang dianalisis antara lain kadar air, bilangan asam, kadar asam lemak bebas, bilangan iod, bilangan penyabunan, indeks bias, viskositas kinematik, indeks viskositas, heating value, danflash point. Sifat-sifat tersebut akan berubah-ubah selama selang waktu pengeringan yang diberikan. Perubahan tersebut dapat digambarkan dalam bentuk kurva dan persamaan matematika berdasarkan data analisis sampel yang dapat dilihat pada Lampiran 2. Dari hasil analisis tersebut, dilakukan penentuan model matematika hubungan antara parameter-parameter kualitas pengeringan dengan waktu pengeringan. Metode yang digunakan adalahLeast Square Curve Fitting Method

1. Hubungan antara Kadar Air dengan Waktu Pengeringan

Berdasarkan hasil analisis, secara umum nilai parameter kadar air semakin menurun dengan semakin lama waktu pengeringan. Sementara itu, semakin tinggi suhu pengeringan menyebabkan nilai kadar air semakin rendah. Hal tersebut dapat disebabkan oleh semakin banyak air yang terkandung dalam minyak yang teruapkan akibat adanya pengaruh panas. Semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu pengeringan, air lebih banyak yang teruapkan.

Hubungan antara kadar air dengan waktu pengeringan dapat menunjukkan perubahan nilai kadar air selama proses pengeringan minyak jarak pagar sebagai alternatif biokerosin. Persamaan yang dihasilkan dapat menunjukkan gambaran terjadinya perubahan kadar air minyak jarak pagar selama pengeringan.

Persamaan yang paling sesuai dan dianggap paling mewakili gambaran data perubahan kadar air terhadap waktu pengeringan adalah tiga persamaan eksponensial karena memiliki koefisien determinasi (r2) terbesar. Nilai koefisien determinasi (r2) dan persamaan eksponensial yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 7. Sedangkan bentuk kurva hubungan antara kadar air dengan waktu pengeringan dapat dilihat pada Gambar 7.

Tabel 7. Model matematika hubungan kadar air dengan waktu pengeringan Suhu Koefisien

determinasi (r2)

Persamaan

70°C 0,98912 ln ka = -2,343 – 0,053 t 80°C 0,95081 ln ka = -2,513 – 0,05 t 90°C 0,98502 ln ka = -2,354 – 0,118 t

dengan kadar air terendah adalah 50 menit pada suhu 70oC dan 80oC atau 30 menit pada suhu 90oC.

Gambar 7. Kurva hubungan kadar air minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan.

= pengeringan pada suhu 70oC, = pengeringan pada suhu 80oC, = pengeringan pada suhu 90oC)

Berdasarkan Gambar 7, kurva hubungan kadar air dengan waktu pengeringan memperlihatkan pengaruh suhu terhadap penurunan kadar air secara signifikan. Kadar air minyak jarak pagar semakin rendah dengan semakin tinggi suhu pengeringan. Berdasarkan persamaan pada Tabel 7, konstanta kuadrat kurva pada persamaan di suhu 70oC dan 80oC lebih landai daripada kemiringan kurva pada persamaan di suhu 90oC. Kurva kadar air pada suhu 90oC merupakan kurva paling curam akibat pengaruh suhu pengeringan yang paling tinggi.

Penurunan kadar air akan meningkatkan kualitas minyak jarak pagar sebagai biokerosin. Bahan bakar minyak dengan kandungan kadar air yang kecil akan meningkatkan efisiensi pemakaian bahan bakar dan pemakian alat. Berdasarkan hasil analisis, model hubungan dan kurva yang diperoleh, pengeringan pada suhu 90oC merupakan yang paling efektif untuk menghasilkan minyak dengan kadar air terendah.

Waktu (menit)

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00