28 Jurnal Teknik Kimia, No. 4, Vol. 16, Desember 2009
PENGARUH PERLAKUAN PENDAHULUAN
BIJI JARAK PAGAR
TERHADAP PERSEN YIELD DAN MUTU MINYAK
Siti Miskah ,Enasty Pratiwi Wulandari, Ibnu Adam
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya
ABSTRACT
The aim of this research was to inform an effect of drying temperature and sterilizing time of jatropa curcas seed toward the yields of castor oil and its quality. It was performed by : breaking down jatropa curcas seed, drying in oven with variant temperature 40oC, 45oC, 50oC, 55oc, and 60oC, its was weight each 2 kilograms and sterilized in autoclave at 15 psi for 15, 25, 35 minute and pressing with hydraulic press. Laboratory tests of castor oil include, water content, density, acid value and iod value. Results showed that the dryness of jatropa curcas seed in oven with 55oC temperature and sterilize of autoclave for 35 minute at 15 psi could produce yield of castor oil 37.45% wt%, water content 0.982%, density 0.9555 g/ml, acid value 1,4650 and iod value 81.1276 and analyze of product appropriate with standard quality of jatropa curcas oil.
Keyword: jatropa curcas seed, castor oil, temperature of drying, time of sterilize and hydraulic press
ABSTRACT
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh temperatur pengeringan dan waktu sterilisasi biji jarak pagar terhadap persen yield minyak jarak yang dihasilkan dan kualitasnya. Percobaan dilakukan dengan cara : biji jarak pagar dihancurkan, dikeringkan dalam oven dengan variasi temperatur 40oC; 45oC, 50oC, 55oC dan 60oC. Biji jarak ditimbang masing-masing 2 kg di sterilisasi dalam autoclave pada tekanan 15 psi dengan variasi waktu selama 12; 25 dan 35 menit dan dipress dengan alat press hydraulik. Pengujian laboratorium terhadap minyak jarak meliputi : kadar air, berat jenis, bilangan asam dan bilangan iod. Hasil percoban menunjukkan, perlakuan
pengeringan biji jarak pagar pada temperatur 55 OC dengan waktu sterilisasi 35 menit pada
tekanan 15 Psi dapat menghasilkan persen yield tertinggi minyak jarak pagar sebesar 37,45% dan analisa mutunya memenuhi standar mutu minyak jarak .
Kata Kunci: Biji jarak pagar, minyak jarak, temperatur pengeringan, waktu sterilisasi dan press hydraulic.
I. PENDAHULUAN
Di tengah krisis bahan bakar saat ini, bermunculanlah berbagai pemikiran untuk mengembangkan sumber energi alternatif. Salah satunya adalah pemanfaatan minyak biji jarak pagar sebagai bahan bakar minyak yang merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi ketergantungan permintaan bahan bakar minyak yang berasal dari fosil dan penghematan
minyak kelapa sawit, minyak jagung dan minyak nabati lainnya.
Proses pengolahan biji jarak pagar menjadi minyak dapat dilakukan dengan berbagai
proses atau kombinasi proses, seperti proses ektraksi, pengepresan screw dan pengepresan hidraulik.
Pada penelitian ini peneliti menggunakan metode pengepresan hydraulic. Pengeprasan hydrolic adalah pengepresan dengan menggunakan tekanan, Besarnya tekanan akan mempengaruhi minyak jarak yang dihasilkan .pada teknik pengepresan hydraulic, Sebelum dilakukan pengepresan, biji jarak diberi perlakuan pendahuluan berupa pemberian suhu panas atau pemasakan. Proses pemanasan dapat dilakukan di oven dan pengukusan dengan menggunakan uap air (steam). Proses ini bertujuan untuk mengurangi kandungan air di dalam biji jarak. Karena, adanya sejumlah kandungan molekul – molekul air di dalam biji jarak dapat menghambat keluarnya minyak dari dalam biji jarak pagar pada saat proses ekstraksi.
Minyak jarak digunakan sebagai bahan dasar industri, pelarut, pelumas, pewarna, resin, pemlastis (plasticizer), furnis, tinta, adesif, laminating dan pelapis. Minyak jarak juga bisa dipakai sebagai bahan kosmetik tetapi tidak dapat digunakan sebagai minyak makan atau bahan untuk membuat sabun. Menurut Kirk dan Othmer (1964), minyak biji jarak berbeda dari minyak nabati lainnya, yang disebabkan karena minyak jarak mempunyai bobot jenis, viskositas, bilangan asetil dan kelarutan dalam alkohol yang tinggi.
II. METODOLOGI 2.1. Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji jarak pagar yang berasal dari perkebunan Balai Agroteknologi Terpadu (AGROTECHNOPARK) milik Kementerian Negara Riset dan Teknologi di Jalan Raya Palembang Prabumulih Km 42. Bahan kimia analisa yang digunakan adalah : larutan heksana, HCl 3%, karbon tetraklorida, larutan Wijs siap pakai, larutan KI 20%, larutan Na2S2O3, indikator
kanji 0,5%, indikator PP, alkohol dan larutah KOH 0,1 N.
Peralatan yang digunakan adalah : Oven, autoclave, penghancur biji jarak, press hidroulik, kain putih, kertas saring, magnetic stirrer, timbangan, gelas ukur, erlenmeyer 500 ml, peralatan titrasi, buret, statif, pengaduk gelas, neraca analitik, kertas saring, pipet 25 ml dan buret 50 ml.
2.2. Prosedur Percobaan
Biji jarak pagar dipisahkan dari kulit dan digiling dengan alat giling, dipanaskan dalam oven variasi temp 40 0C; 45 0C; 50 0C; 55 0C dan 60 0C. Timbang 2 kg sterilisasi dalam autoclave tekanan 15 Psi variasi waktu sterilisai selama 15, 25 dan 35 menit. Alir proses pembuatan minyak jarak seperti terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir proses pembuatan Minyak Jarak dari Biji Jarak Pagar
Biji jarak pagar
Pengeringan dengan oven (T = 40, 45, 50, 55, 60 0C)
t = 1 jam
Sterilisasi tekanan 15 Psi waktu 15, 25 dan 35
menit Pengepresan dengan
hidraulik
Minyak jarak Analisis
Fisiko-kimia Penggilingan Biji
Jarak
Penyaringan
30 Jurnal Teknik Kimia, No. 4, Vol. 16, Desember 2009
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian yang dilakukan meliputi pengaruh variasi temperatur pengeringan dan waktu sterilisasi biji jarak pagar pada tekanan 15 Psi terhadap sifat fisiko-kimia minyak biji jarak hasil pengepresan dengan hidraulik. Parameter yang diamati meliputi persentase yield, kadar air, berat jenis, bilangan asam dan bilangan iod.
3.1 Pengaruh Temperatur Pengeringan Biji Jarak dan Waktu Sterilisasai pada Tekanan 15 Psi Terhadap Yield Minyak Jarak Pagar
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan fisik terhadap biji jarak pagar dengan cara memvariasikan temperatur pengeringan dalam oven dan dilanjutkan dengan memvariasikan waktu sterilisasi dalam autoclave pada tekanan 15 Psi dapat mempengaruhi persentase kenaikan yield minyak jarak pagar yang dihasilkan. Pengaruh kenaikan temperatur pengeringan dan waktu sterilisasi, diperlihatkan pada Gambar 2 berikut ini.
0
Gambar 2. Pengaruh temperatur pengeringan dan waktu sterilisasai pada tekanan 15 Psi terhadap yield minyak
jarak pagar
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan bahwa perbedaan perlakuan fisik terhadap biji jarak pagar, untuk perlakuan suhu pengeringan dalam oven pada variasi temperatur 40 0C sampai dengan temperatur 60 0C dan waktu sterilisasi selama 15 menit pada tekanan 15 Psi dapat menghasilkan yield minyak biji jarak pagar dengan kisaran kenaikan antara 18,55% sampai dengan 22,95 %.
Perlakuan fisik untuk suhu pengeringan dalam oven pada variasi tempertur 40 0C sampai dengan temperatur 60 0C waktu sterilisasi selama 25 menit pada tekanan 15 Psi dapat menghasilkan yield minyak biji jarak pagar dengan kisaran
antara 23,25% sampai dengan 30,25% (Gambar 2).
Perlakuan fisik untuk suhu pengeringan dalam oven pada variasi tempertur 40 0C sampai dengan temperatur 60
0
C waktu sterilisasi selama 35 menit pada tekanan 15 Psi dapat menghasilkan yield minyak biji jarak pagar dengan kisaran antara 27,95% sampai dengan 37,45% (Gambar 2).
Persentase kenaikan yield minyak jarak pagar tertinggi untuk semua interaksi perlakuan waktu pengeringan dan waktu sterilisasi didapatkan pada temperatur 55 oC dengan waktu sterilisasi selama 35 menit dengan persentase yield mencapai 37,45 %. Hal ini disebabkan kinerja uap panas mampu mengurangi kandungan air secara optimum yang terdapat dalam biji jarak dan telah terjadi proses koagulasi protein secara fisik, serta pecahnya emulsi minyak. Proses kogulasi protein dan pecahnya emulsi minyak dapat mempermudah keluarnya minyak pada saat dilakukan pengepresan. Perlakuan waktu sterilisasi pada tekanan 15 Psi terhadap biji jarak pagar yang telah dihancurkan dengan cara penggilingan dan dikeringkan dalam oven, akan menyebabkan penurunan affinitas minyak pada permukaan bahan sehingga minyak yang diperoleh dari proses pengepresan akan lebih maksimal. Dapat dilihat bahwa, pada perlakuan pengeringan temperatur 60oC dengan waktu sterilisasi 35 menit persentase yield minyak jarak yang dihasilkan mengalami penurunan. Penurunan yield minyak jarak hal ini dikarenakan, minyak yang terdapat di dalam biji jarak telah mengalami penguapan yang berpengaruh terhadap penurunan persentase yield minyak jarak yang dihasilkan.
3.2 Pengaruh Temperatur Pengeringan
dan Waktu Sterilisasai Pada Tekanan 15 Psi Terhadap Kadar Air Minyak Jarak Pagar
kombinasi perlakuan pengeringan pada temperatur 40 0C waktu sterilisasi selama
15
menit seperti diperlihatkan pada Gambar 3 berikut ini.
Gambar 3. Pengaruh temperatur pengeringan dan waktu sterilisasai pada tekanan 15 Psi terhadap kadar air
minyak jarak pagar
Penurunan kadar air ini disebabkan terjadinya interaksi pengaruh radiasi panas pengeringan biji jarak dalam oven yang dapat merambat kedalam bagian daging biji jarak, sehingga semua molekul-molekul air yang terdapat dalam biji jarak pagar telah mengalami proses penguapan. Tingginya kadar air pada minyak dapat menyebabkan terjadi reaksi hidrolisis yang akan menguraikan minyak sehingga akan membentuk asam lemak bebas dan gliserol.
3.3.Pengaruh Temperatur Pengeringan dan Waktu Sterilisasai Pada Tekanan 15 Psi Terhadap Berat Jenis Minyak Jarak Pagar
Hasil pengukuran nilai berat jenis minyak jarak dari masing-masing perlakuan bervariasi dan mempunyai perbedaan nyata dengan kisaran antara 0,9551 g/cm3 sampai dengan 0,9591 g/cm3 yang dapat dilihat pada Gambar 4.
Perbedaan nilai berat jenis dari masing-masing perlakuan dapat ditentukan dan dapat dipengaruhi oleh kandungan sejumlah air yang terdapat dalam minyak jarak dan ditentukan juga oleh perbedaan interaksi antar perlakuan waktu pengeringan biji jarak dalam oven dan dari perlakuan waktu sterilisasi minyak jarak dalam autoclave.
Seperti terlihat pada Gambar 4 diatas, terjadi penurunan berat jenis yang cukup signifikan untuk setiap perlakuan. Bobot jenis
tertinggi dihasilkan pada temperature 40oC dan waktu sterilisasi 15 menit yaitu 0,9591 g/cm3 dan bobot jenis terendah dihasilkan pada temperatur 60oC selama dan waktu sterilisasi 35 menit yaitu 0,9551 g/cm3 . Nilai berat jenis yang diperoleh dari hasil penelitian ini rata–rata memenuhi karakteristik minyak jarak No.3 yang berkisar antara 0,957 – 0,963 (Ketaren, 1986).
0.954 0.955 0.956 0.957 0.958 0.959 0.960
40 45 50 55 60
Temperatur Pengeringan Biji Jarak (oC)
B
e
ra
t J
e
n
is
(g
/c
m
3
)
W S-15 W S-25 W S-35
Gambar 4. Pengaruh temperatur pengeringan dan waktu sterilisasai pada tekanan 15 Psi terhadap berat
jenis minyak jarak pagar
Semakin tinggi temperatur pengeringan dan semakin lama waktu strilisasi, nilai berat jenis dari masing-masing minyak jarak pagar mengalami penurunan. Penurunan dari masing-masing perlakuan terhadap minyak jarak ini disebabkan oleh penguapan sejumlah kandungan air dan penguapan kandungan senyawa-senyawa kimia pada saat dilakukan pengeringan secara fisik dalam oven dan pada saat dilakukan sterilisasi biji jarak pagar dalam autoclave.
3.4 Pengaruh Temperatur Pengeringan
dan Waktu Sterilisasai Pada Tekanan 15 Psi Terhadap Bilanagan Asam Minyak Jarak.
32 Jurnal Teknik Kimia, No. 4, Vol. 16, Desember 2009 Temperatur Pengeringan Biji Jarak (oC)
B
Gambar 5. Pengaruh temperatur pengeringan dan waktu sterilisasai pada tekanan 15 Psi terhadap bilangan asam
minyak jarak pagar
Pada penelitian kadar asam dapat kita lihat bahwa nilai kadar asam mengalami penurunan. Pada temperatur pengeringan 40oC dan waktu sterilisasi 15 menit didapatkan nilai kadar asam tertinggi yaitu 2,7574 dan nilai kadar asam terendah yaitu 1,465 yang didapat pada temperature 55oC dan waktu sterilisasi 35 menit. Dari hasil percobaan di dapatkan nilai kadar asam berkisar antara 1,4771 % sampai 2,7574 % nilai ini masih memenuhi satndar mutu minyak jarak yaitu 0,4% sampai 4%. Nilai kadar asam ini merupakan salah satu factor yang digunakan dalam menentukan kemampuan pelumasan, dimana semakin tinggi kandungan asam lemak maka akan semakin tinggi kemampuan pelumasannya.
3.5. Pengaruh Temperatur Pengeringan dan Waktu Sterilisasai pada Tekanan 15 Psi Terhadap Bilangan Iod Minyak Jarak Pagar
Hasil analisa menunjukkan bahwa perlakuan perbedaan waktu pengeringan biji jarak dalam oven dengan interaksi perlakuan waktu sterilisasi, nilai bilangan iodnya mengalami penurunan dari 97,24023% pada temperatur pengeringan 400 turun menjadi 79,03818% pada temperatur pengeringan 60 0C pada waktu sterilisasi 35 menit (P = 15 Psi) yang dapat dilihat pada Gambar 6.
Temperatur Pengeringan Biji Jarak (oC)
Bi
Gambar 6. Pengaruh temperatur pengeringan dan waktu sterilisasai pada tekanan 15 Psi terhadap
bilangan iod minyak jarak pagar
Pada Gambar. 6 seperti terlihat diatas, terlihat bahwa telah terjadi perubahan yang cukup signifkan terhadap bilangan iod dari minyak jarak hasil perlakuan biji jarak dan perlakuan sterilisasi. Bilangan iod yang dihasilkan mempunyai kecenderungan yang sama yaitu menurun dengan naiknya temperatur pengeringan dan waktu sterilisasi, hal ini menunjukkan bahwa dengan adanya pengaruh kenaikan temperatur dan lamanya waktu sterilisasi maka banyak ikatan rangkap yang putus, yang ditunjukkan oleh turunnya bilangan iod untuk semua perlakuan.
IV. Kesimpulan
1) Persentase yield maksimum diperoleh dari perlakuan pengeringan pada temperature 50oC dan waktu sterilisasi 35 menit yaitu 37,45%
2) Berdasarkan hasil pengujian minyak jarak yang didapatkan, ternyata hasil minyak jarak yang didapat memenuhi satandar minyak No. 3 yaitu: berat jenis 0,9555 g/ml, bilangan asam 1,4650, bilangan Iod 81,1276.
V. Saran
2) Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap hasil samping biji jarak (bungkil jarak) yang masih mengandung minyak sehingga persentase yield yang didapatkan lebih optimum.
3) Pemerintah diharapkan memberikan dukungan berupa kebijakan untuk pengembangan pengolahan minyak biji jarak menjadi biodiese, agar sumber daya alam ini dapat dikelola dengan baik.
IV. DAFTAR PUSTAKA
Alamsyah, R., Yuiarti, Isyanti, I. Mirna, Munajat, dan S. Sukarta. 2004. Pengolahan Minyak Jarak Mennjadi Modified Castor Oil. Balai Besar Industri Agro.Bogor. Amin, S., Wahyudi. M.Y., dan Makmuri. N.
2003. Membandingkan emisi gas buang bahan bakar solar dan biodiesel. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia, V5. N5, hal 169-172
Bambang, W. 1991. Alkoholisis Minyak Biji Jarak dala Reaktor Kolom Berpulsa Secara Sinambung ditinjau dari Segi Kinetika. Program Pascasarjana Universitas Gajah Mada Yogyakarta (Tidak dipublikasikan).
Chitra, P., Venkatachalam., dan Sampathrajan, A. 2005. Optimisation of Experimental Conditions for Biodiesel Production from Alkali-catalysed Transesterification of Jatropha curcas oil. Energy for Sustainable Development. Vol. IX No. 3, September 2005. pp. 13-18.
Eierdanz, H. 1992. Oleochemistry processes in organic synthesis. Proceedings of the
world confrence on oilseed technology and utilization illionia. Endo, Y., H. Sanae, dan F. Kenshiro. 1997.
Autooxidation of Synthetic Isomers of Triacylglycerol Containing Eicosapentaenoic Acid, J.Am.Oil Chem.Soc., 74, 5, 543 – 548.
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Penerbit Universitas Indonesia (UI-PRESS), Jakarta.
Kirk, R. E, dan D. F. Othmer. 1964. Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 4. 2nd ed. The Intercience Encyclopedia Inc., New York.
Kirk, R.E, dan D.F. Othmer. 1980. Encyclopedia of Chemical Technology Vol. 9. ed. Jhon Wiley and sons,. New York. P. 305-308. Marlina., N.M. Surdia., C.L. Radiman, dan S.
Achmad. 2004. Pengaruh Konsentrasi Oksidator pada Proses Hidroksilasi Minyak Jarak (Castor Oil) Dengan atau Tanpa Proteksi Gugus Hidroksi. Proc.
Tri Yanto., S. Ani., S. Ketaren dan Fitriani. 2001. Kajian Proses Pengolahan Minyak Jarak Kasar Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Rolling Oil.. Jurnal Teknik Industri. Vol. 10(2). 80-90
