4 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman padi
Tanaman padi merupakan tanaman musiman, termasuk golongan rumput-rumputan dengan klasifikasi botani tanaman padi adalah sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Monotyledonae Keluarga : Gramineae (Poaceae) Genus : Oryza
Spesies : Oryza sp.
Terdapat 25 spesies Oryza, yang dikenal adalah O. sativa dengan dua sub spesies yaitu Indica (padi bulu) yang ditanam di Indonesia dan Sinica (padi cere). Padi dibedakan dalam dua tipe yaitu padi kering (gogo) yang ditanam di dataran tinggi dan padi sawah di dataran rendah yang memerlukan penggenangan tanaman padi dapat hidup dengan baik di daerah yang berhawa panas dan banyak mengandung uap air. Dengan kata lain, padi dapat hidup baik pada daerah beriklim panas yang lembab (AAK, 1990).
Tanaman padi membutuhkan proses penggilingan supaya dapat dihasilkan bulir padi atau yang biasa disebut beras. Beras tersebutlah merupakan produk
5 2.2 Dedak padi
Dedak padi merupakan hasil ikutan penggilingan padi yang berasal dari
lapisan luar beras pecah kulit dalam proses penyosohan beras. Proses pengolahan gabah menjadi beras akan menghasilkan dedak padi kira-kira sebanyak 10% pecahan-pecahan beras atau menir sebanyak 17%, tepung beras 3%, sekam 20% dan berasnya sendiri 50%. Persentase tersebut sangat bervariasi tergantung pada varietas dan umur padi, derajat penggilingan serta penyosohannya (Grist, 1972).
Banyak sekali manfaat dedak untuk kebutuhan manusia, dilihat dari komposisinnya, dedak ( bekatul ) mengandung protein 13 %, lemak 2-5%, karbohidrat 58-74% dan serat kasar kalori sehingga bekatul dapat dimanfaatkan untuk makanan dan pakan (Suparyono, Agus Setyono 1997).
Dedak padi mengandung komponen bermanfaat, berbagai vitamin, mineral, asam lemak, asam lemak esensial, dan antioksidan. Kandungan kaya gizi itu, membuat dedak padi menjadi bahan pangan fungsional yang penting, yang mengurangi resiko terjangkitnya penyakit dan meningkatkan status kesehatan tubuh. Dedak padi juga sumber serat makan (diatery fiber) yang baik. Dedak padi berpotensi dikembangkan dalam indutri pangan, farmasi, dan pangan suplemen.
Dedak padi yang berkualitas baik mempunyai ciri fisik seperti baunya khas, tidak tengik, teksturnya halus, lebih padat dan mudah digenggam karena mengandung kadar sekam yang rendah, dedak yang seperti ini mempunyai nilai
nutrisi yang tinggi (Rasyaf, 2002). Anggorodi (1994) menyatakan bahwa, dedak padi yang berkualitas tinggi mempunyai kandungan sekam lebih rendah.
Tabel 2.1. spesifikasi persyaratan mutu dedak padi
6
Aflatoksin(ppb, maksimum) 50 50 50
Silica (%, maksimum) 2 3 4
Sumber: Dewan Standarisasi Nasional (2001)
Produksi dedak padi di Indonesia cukup besar dan hanya terbatas pada pakan
ternak karena ketengikan yang disebabkan hidrolisis, yang dikatalisis oleh enzim lipase, terhadap minyak yang terkandung di dalam dedak padi.
2.3 Minyak jelantah
Minyak goreng berulang kali atau yang lebih dikenal dengan minyak jelantah adalah minyak limbah yang bisa berasal dari jenis-jenis minyak goreng seperti halnya minyak jagung, minyak sayur, minyak samin dan sebagainya. Minyak ini merupakan minyak bekas pemakaian kebutuhan rumah tangga yang dapat digunakan kembali untuk keperluan kuliner, akan tetapi bila ditinjau dari komposisi kimianya, minyak jelantah mengandung senyawa-senyawa yang bersifat karsinogenik, yang terjadi selama proses penggorengan sehingga dapat menyebabkan penyakit kanker dalam jangka waktu yang panjang.
Menurut Mahreni (2010), minyak goreng bekas adalah minyak makan nabati yang telah digunakan untuk menggoreng dan biasanya dibuang setelah warna minyak berubah menjadi coklat tua. Proses pemanasan selama minyak digunakan merubah sifat fisika-kimia minyak. Pemanasan dapat mempercepat hidrolisis trigliserida dan meningkatkan kandungan asam lemak bebas (FFA) di dalam minyak. Sifat fisika dan sifat kimia dari minyak jelanta dapat dilihat pada Tabel 2.2 sebagai berikut.
Tabel 2.2. Klasifikasi sifat fisik dan sifat kimia minyak jelantah
Sifat Fisik Minyak Jelantah Sifat Kimia Minyak Jelantah Warna coklat kekuning-kuningan Hidrolisa, minyak akan diubah
menjadi asam lemak bebas dan gliserol
Berbau tengik Proses oksidasi berlangsung bila
terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan minyak
Terdapat endapan Proses hidrogenasi bertujuan
7 lemak pada minyak
Sumber : Geminasti,2012
Minyak jelantah dapat diolah menjadi produk yang lebih bermutu. Salah satunya adalah sebagai bahan pembuatan biodiesel. Akan tetapi minyak jelantah yang akan diproses untuk pembuatan biodiesel ini harus melalui proses pemurnian yang menggunakan katalis dalam proses esterifikasi dan transesterifikasi (Gareso, 2010).
Jelantah merupakan salah satu pilihan yang menarik untuk digunakan sebagai bahan bakar karena memiliki beberapa keunggulan antara lain kandungan energi yang dimiliki cukup besar, sehingga dengan bobot atau volume yang tidak besar terdapat potensi kalor yang cukup tinggi, kondisinya relatif masih dalam fase cair sehingga pengaturan dalam operasional pembakaran relatif mudah, tidak gampang meledak sehingga aman dan penyimpanan persediaannya tidak membutuhkan prosedur ataupun persyaratan khusus (Hutomo, 2013).
2.4 Metanol
Metanol juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Metanol merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada keadaan atmosfer, metanol berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Metanol digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri.
Metanol digunakan secara terbatas dalam mesin pembakaran dalam, dikarenakan metanol tidak mudah terbakar dibandingkan dengan bensin. Metanol campuran merupakan bahan bakar dalam model radio kontrol. Salah satu kelemahan metanol sebagai bahan bakar adalah sifat korosi terhadap beberapa logam, termasuk aluminium. Metanol, merupakan asam lemah, menyerang lapisan oksida yang biasanya melindungi aluminium dari korosi. Adapun sifat-sifat
8 Tabel 2.3. Sifat – Sifat Fisika dan Kimia Metanol (Perry, 1984)
Massa molar 32,04 g/mol
Wujud Cairan tidak berwarna
Spesific gravity 0,7918
Titik leleh –97 °C, -142.9 °F (176 K)
Titik didih 64.7 °C, 148.4 °F (337.8 K)
Kelarutan dalam air Sangat larut
Keasaman (pKa) ̴15,5
2.5 Reaksi transesterifikasi
Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari
trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Secara teoritis, reaksi transesterifikasi adalah reaksi kesetimbangan. Dalam reaksi ini sejumlah besar alkohol digunakan untuk mengarahkan reaksi ekuilibrium ke kanan dan memproduksi metil ester, produk akhir yang diinginkan, dalam jumlah tinggi (Mahreni, 2010).
9 Terdapat tiga jenis reaksi transesterifikasi yaitu, transesterifikasi berkatalis basa, transesterifikasi berkatalis asam, dan transesterifikasi berkatalis lipase. Transesterifikasi berkatalis basa umum digunakan pada proses produksi biodiesel secara komersial. Metode ini dapat mencapai 90% konversi methyl ester dengan 1-2 jam reaksi pada suhu ruang. Sedangkan transesterifikasi berkatalis asam berlangsung pada suhu tinggi >100oC dengan 3-48 jam reaksi kecuali jika reaksi dilakukan pada tekanan tinggi. Transesterifikasi lipase memerlukan kemurnian bahan baku tinggi sehingga diperlukan pretreatment bahan baku (degumming dan
dewaxes untuk minyak mentah dedak padi) dan penggunaan jenis katalis lipase
yang tahan terhadap alkohol.
2.6 Sentrifugasi
Sentrifugasi adalah cara untuk memisahkan padatan dengan cairan. Metode ini sering dilakukan sebagai penganti filtrasi bilapartikel padatan sangat halus dan jumlah campurannya sedikit. Komponen utama pada proses sentrifugasi ialah Instrumen sentrifus, rotor, dan tabung (wadah sampel). Sedangkan bagian yang
sifatnya asesoris umumnya bergantung mengikuti aplikasi yang akan dilakukan pada proses tersebut. Instrumen sentrifus, adalah bagian yang menjadi alat
penggerak proses sentrifugasi karena di dalamnya memiliki motor yang mampu berputar dan memiliki pengaturan kecepatan perputaran (Budiman, 2010).
2.7 Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang menjanjikan yang dapat diperoleh dari minyak tumbuhan, lemak binatang atau minyak bekas melalui
10 esterifikasi dengan alkohol (Özgul dan Türkay 1993; Pamuji, dkk. 2004; Gerpen 2004). Biodiesel dapat digunakan tanpa modifikasi ulang mesin diesel. Biodiesel
bersifat biodegradable, hampir tidak mengandung sulfur, dan bahan bakar terbarukan, meskipun masih diproduksi dengan jalan yang tidak ramah lingkungan. Alternatif bahan bakar terdiri dari metil atau etil ester, hasil transesterifikasi baik dari triakilgliserida (TG) atau esterifikasi dari asam lemak bebas (FFA) (Ma et al., 1999). Bahan bakar biodisel menjadi lebih menarik karena manfaatnya terhadap lingkungan. Tanaman dan minyak nabati serta lemak hewani adalah sumber biomassa yang dapat diperbaharui (Zheng, S. et al.,2006). Saat ini, sebagian besar biodiesel muncul dari transesterifikasi sumber daya yang dapat dimakan, seperti lemak hewan, minyak sayur, dan bahkan limbah minyak goreng, dengan proses katalis kondisi basa. Namun, konsumsi tinggi katalis, pembentukan sabun, dan rendahnya hasil panen membuat biodisel saat ini lebih mahal daripada bahan bakar yang diturunkan dari minyak bumi (Haas, M.J., 2005).
Tabel 2.4. Persyaratan Kualitas Biodiesel menurut SNI-04-7182-2006
11 Sumber : Persyaratan Kualitas Biodiesel, Soerawidjaja, 2006
2.8 GC-MS
Gas kromatografi merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas (Fowlis, 1998).
Kromatografi gas-spektrometer massa (GC-MS) adalah metode yang mengkombinasikan kromatografi gas dan spektrometri massa untuk mengidentifikasi senyawa yang berbeda dalam analisis sampel. Kromatografi gas dan spketometer masa memiliki keunikan masing-masing dimana keduanya memiliki kelebihan dan kekurangan. Dengan menggambungkan kedua teknik tersebut diharapkan mampu meningkatkan kemamapuan dalam menganalisis sampel dengan mengambil kelebihan masing-masing teknik dan meminimalisir kekurangannya.
GC-MS terdiri dari dua bagian yaitu gas chromatography (GC) dan mass
spectrometry (MS) yang masing-masing mempunyai fungsi berbeda. GC
12 Pada kolom diberlakukan gradien suhu dan holding untuk mengoptimalkan proses pemisahan senyawa tersebut.
Senyawa-senyawa yang sudah terpisah pada kolom GC, akan memasuki MS. MS terdiri dari tiga bagian yaitu sumber ion, mass analyzer dan detektor. Senyawa yang masuk ke MS akan mengalami ionisasi dan fragmentasi menjadi ion-ion fragmen. Ionisasi terjadi karena adanya elektron yang berasal dari sumber ion.
Ion-ion fragmen akan memasuki mass analyzer dan akan dipisahkan berdasarkan nilai m/z-nya. Ion fragmen yang mempunyai nilai m/z kecil akan memasuki detektorlebih cepat dibandingkan ion fragmen yang mempunyai nilai m/z besar. Output dari detektor berupa diagram hubungan antara nilai m/z dengan intensitas relatif ion-ion fragmen dari suatu senyawa. Setiap senyawa mempunyai pola m/z yang berbeda-beda, sehingga kita dapat mengidentifikasi suatu senyawa dengan membandingkan dengan pola spektra yang ada pada library. Skema sederhana dari alat GC-MS dapat dilihat pada Gambar 2.3 sebagai berikut.
