Post on 11-Aug-2015
description
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 1
LAPORAN PENELITIAN
PROSES PEMBUATAN MINYAK JARAK SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF
OLEH : TIM DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2005
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 2
R I N G K A S A N
“Proses Pembuatan Minyak jarak sebagai Bahan Bakar Alternatif”, oleh Tim Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU. Ketersediaan bahan bakar minyak yang berasal dari minyak bumi semakin hari semakin menipis, sedangkan kebutuhan akan bahan bakar terus meningkat. Hal ini menyebabkan harga bahan bakar minyak semakin meningkat. Untuk itu perlu dilakukan upaya penghematan serta upaya pengalihan bahan bakar dari bahan yang berasal dari minyak bumi menjadi sumber energi yang dapat diperbaharui. Salah satu bahan baku yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar pengganti minyak bumi adalah tanaman jarak yang dapat menghasilkan minyak yaitu dari bijinya. Minyak jarak diperoleh dengan cara pengepresan biji jarak dengan alat pengepres minyak. Alat pengepres yang digunakan dalam penelitian ini adalah hydraulic press. Pada penelitian ini juga digunakan alat pemecah biji jarak dan alat penghancur biji jarak yang akan memudahkan proses pengepresan minyak dari biji jarak. Penelitian ini terdiri dari 2 (dua) tahap, yaitu : 1) Penentuan Komposisi Biji Jarak, dengan cara melakukan analisis proksimat terhadap biji jarak, yang terdiri dari kadar protein, kadar air, kadar lemak, kadar abu dan karbohidrat (by difference), serta serat kasar. Tahap 2) yaitu Pengaruh Metode Pemanasan terhadap Mutu Minyak jarak yang dihasilkan. Metode pemanasan yang dilakukan terdiri dari 3 (tiga) perlakuan, yaitu pemanasan dengan cara blansir menggunakan uap air pada suhu 170oC selama 30 menit (P1), pemanasan dengan oven pada suhu 105oC selama 30 menit (P2) dan pemanasan dengan cara penggongsengan biji sehingga biji menjadi cukup panas untuk diekstraksi (P3). Parameter yang diamati pada penelitian tahap kedua adalah rendemen, bilangan iod, bilangan asam, indeks bias, berat jenis dan warna. Dari hasil analisis proksimat biji jarak, diperoleh kadar air biji jarak sebesar 48.06% (bb), kadar protein 18.88 % (bk), kadar lemak (46.25)% bk, kadar abu 2.62 % bk, karbohidrat 32.25 %bk dan serat kasar 15.10 %. Berdasarkan hasil ini maka dapat disimpulkan bahwa biji jarak merupakan bahan yang sangat potensial untuk digunakan sebagai sumber minyak. Hasil percobaan penentuan metode pemanasan yang terbaik sebelum dilakukan ekstraksi minyak, maka pemanasan dengan cara penggongsengan menghasilkan rendemen minyak yang tertinggi yaitu 27.95%, sedangkan pemanasan dengan cara oven menghasilkan rendemen 24.51% dan pemanasan dengan blansir uap 22.23 %.
Bilangan iod dari minyak jarak dipengaruhi oleh metode pemanasan pendahuluan,. Bilangan iod yang tertinggi diperoleh pada minyak hasil pemanasan dengan cara oven yaitu 92.85 mg iodin/g, sedangkan pemanasan dengan blansir dan penggongsengan mempunyai bilangan iod berturut-turut sebesar 90.9 dan 88.25 mg iodin/g.
Metode pemanasan tidak berpengaruh nyata terhadap bilangan asam dari minyak biji jarak yang dihasilkan. Bilangan asam yang paling rendah diperoleh pada pemanasan dengan menggunakan oven yaitu sebesar 3.79 mg KOH/g, sedangkan pemanasan dengan menggunakan blansir uap menghasilkan minyak dengan bilangan asam 4.79 mg KOH/g, dan pemanasan dengan penggongsengan 5.34 mg KOH/g.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 3
Berat jenis minyak dipengaruhi oleh metode pemanasan pendahuluan terhadap biji jarak. Berat jenis minyak jarak pada proses pemanasan dengan blansir uap, adalah 0.954 sedangkan pada proses pemanasan dengan oven dan pemanasan dengan blansir berat jenisnya berturut-turut adalah 0.921 dan 0.962.
Indeks bias minyak tidak dipengaruhi oleh metode pemanasan pendahuluan. Dari hasil penelitian, indeks bias minyak yang tertinggi terdapat pada pemanasan pendahuluan dengan menggunakan oven yaitu sebesar 1.505, dan yang terendah pada pemanasan dengan penggongsengan yaitu 1.475, sedang pemanasan dengan blansir uap, indeks bias minyaknya sebesar 1.485.
Metode pemanasan pendahuluan sangat mempengaruhi warna minyak yang dihasilkan. Warna minyak pada pemanasan dengan oven terlihat lebih jernih dibanding pemanasan dengan penggongsengan. Pemanasan dengan blansir menghasilkan minyak yang berwarna bening/jernih keputihan, sedangkan minyak dari hasil pemanasan pendahuluan dengan penggongsengan menghasilkan warna minyak yang coklat.
Dari hasil pengamatan terhadap mutu minyak jarak yang dihasilkan, maka pemanasan dengan menggunakan oven memberikan mutu minyak jarak yang terbaik, sedangkan metode pemanasan dengan penggongsengan menghasilkan rendemen yang tertinggi, tetapi mutu minyak yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan minyak yang dihasilkan dari pemanasan pendahuluan dengan oven atau blansir uap.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 4
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui komposisi biji jarak dan
pemanfaatannya sebagai sumber minyak serta sebagai sumber bahan bakar alternatif minyak bumi, serta untuk mengetahui proses pembuatan minyak jarak dan karakteristik fisikokimia minyak jarak.
Dari hasil analisis proksimat pada biji jarak, diperoleh kandungan protein dari biji jarak sebesar 18.88% bk, kandungan lemak 46.25 %bk, kadar air 48.06%bb, kadar abu 2.62 %bk, karbohidrat (by difference) 32.25 %bk dan serat kasar 15.10 %bk.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa biji jarak potensial digunakan sebagai sumber minyak, karena kandungan minyak dari biji jarak sebesar 46%. Bungkil hasil pengepresan minyak juga masih dapat dimanfaatkan sebagai pakan ternak atau bahan pangan dengan melalui proses tertentu untuk menghilangkan racunnya, karena bungkil ini masih mengandung protein dan serat kasar yang cukup tinggi.
Proses pemanasan pendahuluan terhadap biji jarak sebelum pengepresan dapat mempengaruhi rendemen dan mutu minyak jarak yang dihasilkan. Pemanasan dengan cara penggongsengan menghasilkan rendemen minyak yang tertinggi, tetapi mutu minyak yang dihasilkan rendah. Sedangkan pemanasan dengan menggunakan oven suhu 105oC selama 30 menit, menghasilkan mutu minyak yang terbaik, dibanding pemanasan dengan blansir uap air pada suhu 170o C selama 30 menit atau penggongsengan.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 5
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas Rahmat dan
hidayahNya sehingga laporan hasil penelitian yang berjudul “Proses Pembuatan Minyak
Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif” ini dapat diselesaikan.
Penyediaan bahan bakar alternatif selain bahan bakar minyak saat ini merupakan
hal yang semakin mendesak karena ketersediaan minyak bumi yang sudah semakin
menipis dan harganya yang terus menerus meningkat. Penelitian tentang alternatif bahan
pengganti bahan bakar fosil masih diperlukan dan salah satu bahan baku yang dapat
digunakan adalah minyak biji jarak.
Meskipun penelitian mengenai minyak biji jarak sudah banyak dilakukan, tetapi
hingga saat ini aplikasinya di lapangan masih belum optimal. Melalui penelitian ini
diharapkan diperoleh data-data mengenai karakteristik minyak jarak sehingga
pemanfaatan dan aplikasinya sebagai bahan bakar pengganti solar dapat lebih
dioptimalkan.
Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Badan Penelitian dan
Pengembangan Pemerintah Propinsi Sumatera Utara, yang telah memberikan dana untuk
terlaksananya penelitian ini, juga kepada semua pihak yang telah membantu hingga
selesainya penelitian ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi semua pihak,
terutama dalam mengatasi krisis bahan bakar minyak yang saat ini tengah melanda dunia.
Medan, November 2005
Dekan Fakultas Pertanian USU Prof.Ir.ZulkifliNasution,MSc.PhD. NIP.131 570 478
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 6
DAFTAR ISI Halaman
RINGKASAN
ABSTRAK
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
DAFTAR TABEL iii
DAFTAR GAMBAR iv
DAFTAR LAMPIRAN v
I. PENDAHULUAN 1
1. Latar Belakang
2. Tujuan Penelitian
3. Manfaat Penelitian
4. Hipotesis
1
3
3
3
II. STUDI PUSTAKA YANG SUDAH DILAKUKAN 4
1. Tanaman Jarak
2. Manfaat Tanaman Jarak
3. Komposisi Kimia Biji dan Minyak Jarak
4. Sifat Fisik dan Kimia Minyak jarak
5. Proses Pengolahan Minyak Biji Jarak
6. Karakteristik Umum Biodiesel
4
6
7
7
9
9
III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 14
1. Tempat dan Waktu Penelitian
2. Bahan dan Alat Penelitian
3. Metodologi Penelitian
4. Metode Pengamatan
14
14
14
16
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 19
1. Karakteristik Biji Jarak
a. Bentuk dan Rendemen Biji Jarak
b. Perbandingan Berat Kulit Biji dan Endosperm Biji Jarak
19
19
19
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 7
c. Komposisi Kimia Biji Jarak
2. Proses Pembuatan Minyak jarak
3. Pengaruh Metode Pemanasan Biji Terhadap Rendemen Minyak
4. Karakteristik Minyak Biji Jarak
a. Bilangan Iod
b. Bilangan Asam
c. Berat Jenis
d. Indeks Bias
e. Warna
20
21
22
23
24
26
27
28
29
V. KESIMPULAN DAN SARAN 30
DAFTAR PUSTAKA 31
LAMPIRAN 32
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 8
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
1. Komposisi Kimia Biji Jarak (Ketaren, 1986) 7
2. Kandungan Asam Lemak Minyak Biji Jarak 7
3. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Jarak 8
4. Perbandingan Berat Kulit Biji dan Endosperm Biji Jarak Basah 19
5. Komposisi Kimia Biji Jarak 20
6. Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Jarak 21
7. Pengaruh Metode Pemanasan Biji Jarak Terhadap Rendemen Minyak
22
8. Karakteristik Minyak Biji Jarak Yang Dihasilkan Dari 3 (Tiga) Metode Pemanasan Pendahuluan
24
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 9
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
1. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Rendemen Minyak Biji jarak
23
2. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Bilangan Iod Minyak Biji jarak
25
3. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Bilangan Asam Minyak Biji jarak
26
4. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Berat Jenis Minyak Biji jarak
27
5. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Indeks Bias Minyak Biji jarak
28
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 10
DAFTAR LAMPIRAN
No. Judul Halaman
1. Data Pengamatan Rendemen Minyak Jarak (%) 32
2. Data Pengamatan Bilangan Iod Minyak Jarak (mg Iod/g) 33
3. Data Pengamatan Bilangan Asam Minyak Jarak (mg KOH/g) 34
4. Data Pengamatan Berat Jenis Minyak Jarak (%) 35
5. Data Pengamatan Indeks Bias Minyak Jarak (%) 36
6. Gambar Tanaman dan Buah Jarak (Jatropha curcas L.) 37
7. Gambar Biji Utuh dan Daging Biji Jarak 38
8. Gambar Alat Hydraullic Press dan Alat Penghancur Biji Jarak 39
9. Gambar Minyak Jarak 40
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 11
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Pada saat ini bahan bakar minyak (BBM) yang ada di pasaran disintesa dari
produk petrokimia yang menggunakan bahan baku berasal dari minyak bumi.
Ketersediaan minyak bumi sangat terbatas dan merupakan sumber daya alam yang tidak
dapat diperbaharui, sehingga harganya akan semakin meningkat. Indonesia yang saat ini
dikenal sebagai salah satu negara pengekspor minyak bumi diperkirakan juga akan
mengimpor bahan bakar minyak pada 20 tahun mendatang, karena produksi dalam negeri
tidak dapat lagi memenuhi permintaan pasar yang meningkat cepat akibat pertumbuhan
penduduk dan industri.
Untuk mengatasi krisis BBM ini, pemerintah mengeluarkan kebijakan
penghematan BBM yang dituangkan dalam Instruksi Presiden No. 10 tahun 2005.
Inpres ini mengatur tentang langkah-langkah yang harus dilaksanakan dalam rangka
penghematan BBM. Selain upaya penghematan, maka upaya untuk mengatasi krisis
BBM juga dapat dilakukan dengan mengalihkan pemanfaatan energi fosil (minyak)
kepada energi yang terbarukan (renewable energy).
Upaya ke arah penyediaan bahan bakar alternatif selain bahan bakar fosil terus
diupayakan, antara lain dengan mengubah bentuk mesin serta menyediakan sumber
energi lain selain bahan bakar fosil. Di Indonesia, Penelitian tentang alternatif pengganti
bahan bakar fosil sudah lama dilakukan yaitu dengan mencari bahan baku atau sumber
daya alam yang dapat diperbaharui.
Indonesia merupakan Negara agraris yang kaya akan sumber daya alam, sehingga
mempunyai potensi untuk menjadi pemimpin dalam energi yang terbarukan ini. Energi
terbarukan yang dapat digunakan adalah etanol dan biodiesel yang bahan bakunya sangat
melimpah di Indonesia. Bahan baku biodiesel atau etanol dapat berupa ketela pohon,
tetes tebu, kelapa sawit atau biji jarak. Tanaman-tanaman penghasil biodiesel ini juga
dapat dimanfaatkan untuk menyerap gas-gas CO2 dari udara untuk mengurangi
pemanasan global sebagaimana yang telah dicantumkan dalam Kyoto Protocol. Selain
itu, bahan baku lain yang dapat diolah menjadi biodiesel juga dapat berasal dari bahan
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 12
tidak terpakai atau limbah seperti eceng gondok, minyak bekas pakai, gas methanol dari
sampah atau kotoran hewan serta limbah minyak kelapa sawit.
Tanaman jarak sudah dikenal oleh masyarakat, tetapi hanya sebatas sebagai
tanaman pagar atau pembatas sawah petani, karena dianggap tidak ekonomis, sedangkan
daun dan buahnya hanya digunakan untuk pakan ternak. Tanaman jarak adalah salah satu
tanaman yang mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai bahan baku biodiesel.
Berdasarkan hasil Penelitian Manurung (2005), maka biji jarak dapat menghasilkan
minyak yang dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak diesel (solar) dan
minyak tanah. Ekstraksi minyak dari buah jarak akan meningkatkan nilai ekonomi dari
pohon jarak. Tanaman jarak dapat menghasilkan 40 ton biji per hektar dengan harga jual
Rp.2000/kg.
Minyak jarak dihasilkan dari daging buah biji jarak melalui proses ekstraksi
dengan menggunakan mesin pengepres minyak. Berdasarkan hasil penelitian yang telah
dilakukan diketahui bahwa kadar lemak kasar yang terdapat pada biji jarak adalah
47.25%, protein kasar 24.60% , serat kasar 10.12%, kadar air 5.5%, abu 4.5% dan
karbohidrat 7.99%. Kandungan iodin minyak biji jarak juga cukup tinggi yaitu 105,2 mg
iodine/g. Biji jarak yang mengandung minyak dengan kadar cukup tinggi ini sangat
mudah diekstraksi. Dalam perhitungan matematis, untuk membangkitkan pembangkit
listrik tenaga diesel berkekuatan 1 Megawatt dibutuhkan 90 hektar pohon jarak (Suara
Pembaruan, 2005).
Pohon jarak berasal dari Afrika Selatan, dan sudah dikenal oleh bangsa Indonesia
sejak tahun 1940-an, saat penjajah Jepang menggunakan minyak jarak untuk penerangan
di rumah-rumah penduduk dan sumber energi untuk menggerakkan alat-alat perang
(Suara Pembaruan, 2005).
Di Indonesia, biodiesel khususnya biodiesel dari minyak jarak belum
dimanfaatkan sebagai bahan bakar, baik untuk transportasi maupun industri. Berdasarkan
hal ini, maka Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian USU tertarik untuk
melakukan penelitian mengenai proses pembuatan minyak jarak sebagai bahan bakar
alternatif.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 13
2. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
- Mengetahui komposisi kimia biji jarak
- Mendapatkan metode ekstraksi minyak biji jarak yang terbaik yang dapat
menghasilkan rendemen minyak tertinggi.
- Mengetahui komposisi asam lemak dari minyak biji jarak yang dihasilkan
- Mempelajari aplikasi dari minyak biji jarak pada mesin diesel
3. Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diperoleh data dasar tentang sifat fisik
dan komposisi biji jarak, proses pembuatan minyak jarak serta karakteristik dari minyak
jarak. Data dasar tersebut berguna untuk merancang dan membangun alat pengepres
minyak jarak yang dapat diterapkan di tingkat pengguna yaitu petani dan pengusaha
minyak jarak. Dari data karakteristik minyak jarak juga dapat diketahui arah
pemanfaatan minyak jarak, yang salah satunya adalah sebagai bahan bakar alternatif.
4. Hipotesis Penelitian
- Diduga metode pemanasan yang berbeda terhadap biji jarak sebelum diekstraksi akan
mempengaruhi rendemen minyak biji jarak yang dihasilkan.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 14
STUDI PUSTAKA YANG SUDAH DILAKUKAN
1. Tanaman Jarak
Tanaman jarak (Jatropha curcas L.) dikenal sebagai jarak pagar, dan merupakan
tanaman semak yang tumbuh dengan cepat hingga mencapai ketinggian 3-5 meter.
Tanaman ini tahan kekeringan dan dapat tumbuh di tempat-tempat dengan curah hujan
200 mm hingga 1500 mm per tahun. Daerah penyebaran tanaman terletak antara 40o LS
sampai 50o LU dengan ketinggian optimal 0-800 meter di atas permukaan laut (Hamdi,
2005).
Tanaman jarak memerlukan iklim yang kering dan panas terutama pada saat
berbuah. Suhu yang rendah pada saat penanaman dan pembungaan akan sangat
merugikan karena mudah terserang jamur. Tanaman jarak pagar tumbuh di daerah tropis
dan subtropis, dengan suhu optimum 20 – 35o C. Kelembaban yang tinggi akan
mendorong perkembangan jamur sehingga akan menurunkan produktivitas. Tanaman
jarak pagar tergolong tanaman hari panjang, yaitu tanaman yang memerlukan sinar
matahari langsung dan terus menerus sepanjang hari. Tanaman tidak boleh terlindung
dari tanaman lainnya, yang berakibat akan menghambat pertumbuhannya (Hamdi, 2005).
Faktor utama yang berpengaruh terhadap tanaman adalah intensitas hujan, hari
hujan perbulan dan panjang bulan basah. Intensitas hujan yang tinggi dalam bulan-bulan
basah, akan mengakibatkan timbulnya serangan cendawan dan bakteri, baik di bagian
atas maupun bagian dalam tanah. Pada saat berbunga dan berbuah membutuhkan bulan
kering minimal 3 bulan (Hamdi, 2005).
Tanaman jarak tidak memerlukan tanah subur, tetapi lebih sesuai bila struktur
tanahnya ringan. Umumnya produksi maksimum dicapai pada tanaman yang tumbuh di
tanah lempung berpasir dengan pH 5 – 6.5. Jarak tidak tahan terhadap genangan air,
sehingga drainase harus dilakukan dengan baik. Tanah yang ditanami harus bebas dari
naungan sehingga mendapatkan sinar matahari yang cukup (Hamdi, 2005).
Jarak pagar hampir tidak memiliki hama karena sebagian besar bagian tubuhnya
beracun. Tanaman ini mulai berbuah setelah berusia lima bulan dan mencapai
produktivitas penuh pada usia 5 tahun. Buahnya berbentuk ellips dengan panjang 1 inchi
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 15
dan memiliki 2-3 biji. Umur tanaman ini dapat mencapai 50 tahun (Suara Pembaruan,
2005).
Saat ini cara bercocok tanam jarak masih dilakukan secara sederhana, dan
biasanya dilakukan bersama-sama dengan tanaman palawija seperti jagung, padi gogo,
kedele, kacang tanah dan ketela pohon. Penanaman jarak dilakukan dengan cara
memasukkan 2-3 biji pada setiap lubang sedalam kira-kira 3 cm pada tanah yang telah
digemburkan dan diratakan. Waktu tanam perlu disesuaikan dengan keadaan iklim
setempat serta jenis jarak yang akan ditanam. Penanaman sebaiknya dilakukan pada
akhir musim hujan, untuk menjaga agar saat pembungaan tidak terkena hujan yang dapat
mengakibatkan gugurnya bunga. Untuk mempercepat perkembangan dan pertumbuhan
biji secara serentak, sebelum ditanam biji direndam selama 24 jam. Pemeliharaan
tanaman dan pemupukan dapat dilakukan pada waktu tanaman berumur 3 minggu
(Ketaren, 1986).
Pemupukan dapat diberikan dua kali yaitu pada saat tanam dan setelah tanaman
berumur 3-4 minggu. Dipakai system hara berimbang (NPK) dosis pemakaian per hektar
lahan 200 kg urea, 100 kg TSP dan 50 kg KCl. Tiap pohon memerlukan 50 gra,
campuran urea, TSP dan KCL 2:2:1 pada saat tanam dan 20 gram urea setelah 3-4
minggu. Pemupukan dilakukan dengan melubangi tanah sedalam 5-7 cm di sekitar
pohon sejauh 5-10 cm, kemudian ditutup tanah kembali.
Panen buah jarak dapat dilakukan pada saat buah jarak sudah mulai tua, yang
ditandai dengan 75% buah pada sebuah malai sudah mengering. Ciri-ciri buah yang
sudah dapat dipanen adalah batas antar ruang biji sudah tampak jelas bergaris. Pada satu
buah terdapat 3 biji. Waktu panen harus tepat sebab keterlambatan akan mengakibatkan
pecahnya kulit biji dan biji akan terlempar keluar (Trubus, 2005).
Panen dilakukan dengan cara memotong malai menggunakan pisau yang tajam.
Buah yang masih berkulit kemudian dijemur selama 3 hari dan kulit buah akan pecah
dengan sendirinya. Biji-biji yang diperoleh dijemur kembali sampai kering kemudian
disimpan (Ketaren, 1986). Biji dan buah dipisahkan dengan cara ditampi kemudian biji
dijemur kembali hingga kering dan siap diolah menjadi minyak jarak pagar. Hasil panen
tergantung dari kondisi tanah dan pemeliharaan. Satu pohon jarak dapat menghasilkan
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 16
10-15 kg/tahun apabila tanaman dipelihara dan diberi pemupukan dengan baik (Hamdi,
2005).
2. Manfaat Tanaman Jarak
Bagian tanaman jarak yang dapat dimanfaatkan adalah biji, akar, daun dan
minyak dari bijinya. Bagian daun digunakan sebagai obat untuk penyakit koreng,
eczema, gatal (pruritus), batuk sesak dan hernia. Bagian akar digunakan untuk rematik
sendi, tetanus, epilepsy, bronchitis pada anak-anak, luka terpukul, TBC kelenjar dan
schizophrenia (gangguan jiwa). Bagian biji digunakan untuk mengurangi kesulitan buang
air besar (konstipasi), kanker mulut rahim dan kulit (carcinoma of cervix and skin),
visceroptosis/gastroptosis, kesulitan melahirkan dan retensi plasenta/ari-ari, kelumpuhan
oton muka, TBC kelenjar, bisul, koreng, scabies ,infeksi jamur dan bengkak.
Minyak jarak dihasilkan dari biji buah jarak dengan proses ekstraksi
menggunakan mesin pengepres atau menggunakan pelarut. Crude bio oil dihasilkan
dengan cara ekstraksi menggunakan pelarut dan kemudian dilanjutkan dengan proses
pirolisis, dan untuk menghasilkan modified bio oil dilanjutkan dengan proses partial
cracking. Modified bio oil dapat digunakan sebagai bahan substitusi minyak tanah (Suara
Pembaruan, 2005). Bahan bakar biji jarak ini dapat digunakan sebagai alternatif sumber
energi yaitu sebagai pengganti bahan bakar solar, sehingga bias digunakan untuk mobil
dengan mesin diesel, mesin penggilingan beras dan kapal-kapal nelayan .
Minyak jarak dan turunannya digunakan dalam industri cat, varnish, lacquer,
pelumas, tinta cetak, linoleum, oil cloth dan sebagai bahan baku dalam industri-industri
plastic dan nilon. Dalam jumlah kecil minyak jarak dan turunannya juga digunakan
untuk pembuatan kosmetik, semir dan lilin (Ketaren, 1986).
Sebelum digunakan untuk berbagai keperluan, minyak jarak perlu diolah lebih
dahulu. Pengolahan ini meliputi dehidrasi, oksidasi, hidrogenasi, sulfitasi, penyabunan
dan sebagainya. Pengolahan tersebut mengakibatkan perubahan sifat fisiko-kimia
minyak jarak (Ketaren, 1986).
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 17
3. Komposisi Kimia Biji dan Minyak Jarak
Biji jarak terdiri dari 75% kernel (daging biji) dan 25% kulit dengan komposisi
kimia seperti pada Tabel 1. Minyak jarak mempunyai kandungan asam lemak seperti
pada Tabel 2.
Tabel 1. Komposisi kimia biji jarak (Ketaren, 1986)
Komponen Jumlah (%)
Minyak 54 Karbohidrat 13 Serat 12.5 Abu 2.5 Protein 18
Tabel 2. Kandungan asam lemak minyak biji jarak (Ketaren, 1986)
Asam Lemak Jumlah (%)
Asam Risinoleat 86 Asam Oleat 8.5 Asam Linoleat 3.5 Asam Stearat 0.5-2.0 Asam Dihidroksi Stearat 1-2
4. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Jarak
Minyak jarak mempunyai rasa asam dan dapat dibedakan dengan trigliserida
lainnya karena bobot jenis. Kekentalan (viskositas) dan bilangan asetil serta kelarutannya
dalam alkohol nilainya relatif tinggi. Minyak jarak larut dalam etil alcohol 95% pada
suhu kamar serta pelarut organik yang polar, dan sedikit larut dalam golongan
hidrokarbon alifatis. Nilai kelarutan dalam petroleum eter relative rendah, dan dapat
dipakai untuk membedakannya dengan golongan trigliserida lainnya. Kandungan
tokoferol relatif kecil (0.05%), serta kandungan asam lemak essensial yang sangat rendah
menyebabkan minyak jarak tersebut berbeda dengan minyak nabati lainnya (Ketaren,
1986). Sifat fisik dan kimia minyak jarak dapat dilihat pada Tabel 3.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 18
Tabel 3. Sifat fisik dan kimia minyak jarak
Karakteristik Nilai
Viskositas (gardner-hold), 25o C u-v (6.3-8.8 st) Bobot Jenis 20/20o C 0.957 – 0.963 Bilangan Asam 0.4 – 4.0 Bilangan Penyabunan 176 – 181 Bilangan tak Tersabun 0.7 Bilangan Iod (Wijs) 82 – 88 Warna (appearance) Bening Warna Gardner (max) Tidak lebih gelap dari 3’ Indeks Bias 1,477 – 1,478 Kelarutan dalam alkohol (20oC) Jernih (tidak keruh) Bilangan asetil 145 – 154 Titik Nyala (tag close cup) 230 oC Titik Nyala (cleveland open cup) 285 oC Antoignition temperature 449 oC Titik Api 322 oC Titik Didih Dec Putaran optik, 200 mm +7, 5s
D + 9,0 Koefisien Muai per o C 0,00066 Pour Point -33oC Tegangan Permukaan pada 20o C 39,9 dyne/cm Sumber : Bailey (!950) di dalam Ketaren (1986)
Sebagai alternatif bahan bakar minyak, maka minyak biji jarak sudah memenuhi
syarat ideal sebuah bahan bakar, yaitu nilai kalorinya 35,58 MJ/kg, bilangan asam 3,08
mg KOH/g, titik nyala 290oC, viskositas 50,80 cSt dan densitas 0,0181 g/cm3. Minyak
jarak Jatropha curcas L berwarna kuning bening, memiliki bilangan iodine tinggi yaitu
105,2 mg yang berarti kandungan minyak tak jenuhnya sangat tinggi, terutama terdiri atas
asam oleat dan linoleat yang mencapai 90% (Trubus, 2005).
Minyak jarak pagar (jatropha) mempunyai ikatan rangkap sehingga viskositasnya
rendah (encer), sedangkan minyak jarak ricinus (Ricinus communis), tidak memiliki
ikatan rangkap dan mempunyai gugus OH sehingga minyaknya lebih kental. Pada suhu
25oC viskositas minyak jarak ricinus mencapai 600-800 cP dan pada suhu 100oC
mencapai 15-20 cP, sehingga minyak jarak ricinus sesuai untuk digunakan sebagai
pelumas (Trubus, 2005).
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 19
Minyak jarak ricinus mengandung asam risinoleat yang sangat tinggi yaitu 89,5%,
juga ngandung asam lemak linoleat 4,2%, asam oleat 3,0%, asam stearat 1,0%. Asam
risinoleat mempunyai nilai saponifikasi 186, nilai wijs iodine 89 dan titik leleh 5,5oC
(Trubus, 2005).
5. Proses Pengolahan Minyak Biji Jarak
Proses pengolahan minyak biji jarak dari biji buah jarak meliputi : pengeringan
buah jarak untuk mengeluarkan biji dari buah jarak, pengeringan biji jarak hingga
diperoleh kadar air biji 6%, pemisahan kulit biji (cangkang) dengan daging biji yang
dapat dilakukan secara manual atau menggunakan mesin pemisah biji jarak, proses
pemanasan daging biji (steam) pada suhu 170oC selama 30 menit, penghancuran daging
biji , pengepresan minyak dengan menggunakan mesin pengepres, dan penyaringan
minyak (Trubus, 2005).
Bungkil biji jarak dari hasil pengepresan minyak jarak dapat digunakan sebagai
pakan ternak setelah terlebih dahulu membuang racun ricin dan kurkinnya. Kadar racun
jarak yang ditanam di Indonesia belum diketahui, sedangkan jarak Riccinus communis
yang dibudidayakan di negara-negara lain seperti Afrika Selatan, Israel dan Turki
berkadar ricin 3,3-3,9 mg/g. Setelah proses pemanasan racun kurkin akan kehilangan
daya toksiknya, sedangkan racun ricin dapat dihilangkan dengan perlakuan kimiawi,
yaitu dengan menambahkan etanol dan NaOH (Trubus, 2005).
Tempurung jarak juga masih dapat dimanfaatkan melalui teknologi pirolisa dan
dapat digunakan sebagai bahan bakar kompor (Trubus, 2005).
6. Karakteristik Umum Biodiesel
Karakteristik umum yang perlu diketahui untuk menilai kinerja bahan bakar diesel
antara lain viskositas, cetane index, berat jenis, titik tuang, nilai kalor pembakaran,
volatilitas, kadar residu karbon, kadar air dan sediment, indeks diesel, titik embun, kadar
sulfur dan titik nyala.
- Viskositas
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 20
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. Ika viskositas semakin tinggi, maka tahanan untuk mengalir
akan semakin tinggi. Karakteristik ini sangat penting karena mempengaruhi kinerja
injektor pada mesin diesel. Atomisasi bahan bakar sangat bergantung pada viskositas,
tekanan injeksi serta ukuran lubang injektor (Shreve, 1956).
Pada umumnya, bahan bakar harus mempunyai viskositas yang relatif rendah agar
dapat mudah mengalir dan teratomisasi Hal ini dikarenakan putaran mesin yang cepat
membutuhkan injeksi bahan bakar yang cepat pula. Namun tetap ada batas minimal
karena diperlukan sifat pelumasan yang cukup baik untuk mencegah terjadinya keausan
akibat gerakan piston yang cepat (Shreve, 1956).
- Angka Setana
Angka setana menunjukkan kemampuan bahan bakar untuk menyala sendiri (auto
ignition). Skala untuk angka setana biasanya menggunakan referensi berupa campuran
antara normal setana (C16H34) dengan alpha methyl naphthalene (C10H7CH3) atau dengan
heptamethylnonane (C16H34). Normal setana memiliki angka setana 100, alpha methyl
naphtalene memiliki angka setana 0, dan heptamethylnonane memiliki angka setana 15.
Angka setana suatu bahan bakar biasanya didefinisikan sebagai persentase volume dari
normal setana dengan campurannya tersebut (Shreve, 1956).
Angka setana yang tinggi menunjukkan bahwa bahan bakar dapat menyala pada
temperatur yang relatif rendah, dan sebaliknya angka setana rendah menunjukkan bahan
bakar baru dapat menyala pada temperatur yang relatif tinggi. Penggunaan bahan bakar
mesin diesel yang mempunyai angka setana yang tinggi dapat mencegah terjadinya
knocking karena begitu bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder pembakaran maka
bahan bakar akan langsung terbakar dan tidak terakumulasi (Shreve, 1956).
- Berat Jenis
Berat jenis menunjukkan perbandingan berat per satuan volume, karakteristik ini
berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel per satuan
volume bahan bakar. Berat jenis bahan bakar diesel diukur dengan menggunakan metode
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 21
ASTM D287 atau ASTM D1298 dan mempunyai satuan kilogram per meter kubik
(kg/m3).
- Titik Tuang
Titik tuang adalah titik temperatur terendah dimana mulai terbentuk kristal-kristal
parafin yang dapat menyumbat saluran bahan bakar. Titik tuang ini dipengaruhi oleh
derajat ketidakjenuhan (angka iodium),semakin tinggi ketidakjenuhan maka titik tuang
semakin rendah. Titik tuang juga dipengaruhi oleh panjang rantai karbon, semakin
panjang rantai karbon maka semakin tinggi titik tuang. Karakteristik ini ditentukan
dengan menggunakan metoda ASTM D97 (Shreve, 1956).
- Nilai Kalor Pembakaran
Nilai kalor pembakaran menunjukkan energi kalor yang dikandung dalam tiap
satuan massa bahan bakar. Nilai kalor dapat diukur dengan bomb calorimeter kemudian
dimasukkan dalam rumus :
8100C + 3400 (H-O/8) Nilai Kalor = kkal/kg 100
Nilai kalor H, C, dan O dinyatakan dalam persentase berat setiap unsur yang terkandung
dalam satu kilogram bahan bakar (Shreve, 1956).
- Volatilitas
Volatilitas adalah sifat kecenderungan bahan bakar untuk berubah fasa menjadi
fasa uap. Tekanan uap yang tinggi dan titik didih yang rendah menandakan
tingginya volatilitas (Shreve, 1956).
- Kadar Residu Karbon
Kadar residu karbon menunjukkan kadar fraksi hidrokarbon yang mempunyai
titik didih lebih tinggi dari range bahan bakar . Adanya fraksi hidrokarbon ini
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 22
menyebabkan menumpuknya residu karbon dalam ruang pembakaran yang dapat
mengurangi kinerja mesin. Pada temperatur tinggi deposit karbon ini dapat membara,
sehingga menaikkan temperatur silinder pembakaran (Shreve, 1956).
- Kadar Air dan Sedimen
Pada negara yang mempunyai musim dingin kandungan air yang terkandung dalam
bahan bakar dapat membentuk kristal yang dapat menyumbat aliran bahan bakar. Selain
itu, keberadaan air dapat menyebabkan korosi dan pertumbuhan mikroorganisme yang
juga dapat menyumbat aliran bahan bakar. Sedimen dapat menyebabkan penyumbatan
juga dan kerusakan mesin (Shreve, 1956).
- Indeks Diesel
Indeks diesel adalah suatu parameter mutu penyalaan pada bahan bakar mesin
diesel selain angka setana. Mutu penyalaan dari bahan bakar diesel dapat diartikan
sebagai waktu yang diperlukan untuk bahan bakar agar dapat menyala di ruang
pembakaran dan diukur setelah penyalaan terjadi. cara menentukkan indeks diesel dari
suatu bahan bakar mesin diesel dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini :
Titik Anilin (oF) x API Gravity Indeks Diesel = 100
Dari rumus di atas dapat diketahui bahwa nilai indeks diesel dipengaruhi oleh titik
anilin dan berat jenisnya (Shreve, 1956).
- Titik Embun
Titik embun adalah suhu dimana mulai terlihatnya cahaya yang berwarna suram relatif
terhadap cahaya sekitarnya pada permukaan minyak diesel dalam proses pendinginan.
Karakteristik ini ditentukan dengan menggunakan metoda ASTM D97.
- Kadar Sulfur
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 23
Kadar sulfur dalam bahan bakar diesel dari hasil penyulingan pertama (straight-
run) sangat bergantung pada asal minyak mentah yang akan diolah. Pada umumnya,
kadar sulfur dalam bahan bakar diesel adalah 50-60% dari kandungan dalam minyak
mentahnya. Kandungan sulfur yang berlebihan dalam bahan bakar diesel dapat
menyebabkan terjadinya keausan pada bagian-bagian mesin. Hal ini terjadi karena
adanya partikel-partikel padat yang terbentuk ketika terjadi pembakaran dan dapat juga
disebabkan karena keberadaan oksida belerang seperti SO2 dan SO3. Karakteristik ini
ditentukan dengan menggunakan metode ASTM D1551 (Shreve, 1956).
- Titik nyala ( flash point)
Titik nyala adalah titik temperatur terendah dimana bahan bakar dapat menyala.
Hal ini berkaitan dengan keamanan dalam penyimpanan dan penanganan bahan bakar
(Shreve, 1956).
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 24
BAHAN DAN METODE
1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan selama 3 (tiga) bulan dari bulan Juli hingga September 2005,
dan dilaksanakan di laboratorium Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian
USU Medan.
2. Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji jarak yang berasal dari
tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L) yang sudah tua yang diperoleh dari petani serta
dari hasil tanaman jarak yang ditanam di areal Fakultas Pertanian USU. Biji jarak yang
digunakan adalah biji jarak yang sudah tua yang ditandai dengan kulit buah yang sudah
mengering dan batas antar ruang biji di dalam buah sudar terlihat jelas bergaris. Bahan
lainnya adalah bahan-bahan kimia untuk analisa kadar lemak, kadar protein, serta analisa
karakteristik minyak biji jarak yaitu bilangan iod dan bilangan asam.
Alat-alat yang digunakan dalam Penelitian ini terdiri dari mesin pengupas biji
jarak, dan mesin pengepres minyak jarak yaitu hydraulic press serta alat-alat gelas untuk
analisa kimia minyak jarak yang dihasilkan.
3. Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam 2 (dua) tahap, yaitu : Tahap I : Penentuan
Komposisi Kimia Biji Jarak, Tahap II : Pengaruh Metode Ekstraksi Terhadap Mutu
Minyak Jarak.
Tahap I : Penentuan Komposisi Kimia Biji Jarak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia dari biji jarak.
Penelitian dilakukan dengan cara mengamati biji jarak yaitu : berat biji rata-rata, berat
cangkang dan berat daging bijinya, kemudian dilakukan analisa proksimat terhadap kadar
air (metode oven, AOAC, 1995), kadar lemak (metode soxhlet), kadar protein (Kjeldahl),
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 25
kadar abu dan karbohidrat (by difference), juga dilakukan analisa serat kasar dari biji
jarak.
Tahap II : Pengaruh Metode Pemanasan Daging Buah Biji Jarak Terhadap
Rendemen Minyak
Penelitian tahap II ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh metode pemanasan
biji jarak sebelum diektraksi terhadap rendemen minyak jarak yang dihasilkan.
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan rancangan acak lengkap dengan 3
perlakuan pemanasan sebelum diekstraksi yaitu dengan cara blansir menggunakan uap
air panas selama 30 menit pada suhu 170o C, pemanasan dengan menggunakan oven
suhu 105o C dan pemanasan dengan cara penggongsengan biji. Percobaan dilakukan
dalam 3 ulangan, dan proses ekstraksi minyak jarak dilakukan sebagai berikut :
- Buah hasil panen dijemur di bawah sinar matahari selama 3 hari, hingga kadar airnya
mencapai 6%. Kemudian dikumpukan dalam satu wadah.
- Dilakukan pemisahan daging buah dengan cangkang (tempurung) dengan
menggunakan mesin pengupas biji jarak.
- Daging buah dipanaskan sesuai dengan perlakuan
- Daging buah dihancurkan dengan blender
- Bubur buah yang dihasilkan dipress dengan mesin pengepress
- Minyak yang dihasilkan ditampung dan kemudian disaring
- Dihitung rendemen minyak yang dihasilkan
Berat minyak jarak yang dihasilkan Rendemen = x 100% Berat Biji jarak yang digunakan
Metode pemanasan yang menghasilkan rendemen minyak yang terbanyak dipilih sebagai
metode pemanasan yang terbaik.
Minyak jarak yang dihasilkan juga dianalisis karakteristiknya yang meliputi
bilangan iod, bilangan asam, BJdan indeks bias (Apriyantono et al, 1989).
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 26
4. Metode Pengamatan
Karakteristik Minyak Jarak
a. Bilangan Iod (Metode Wijs, Apriyantono et al, 1989).
- Sampel minyak ditimbang 0.5 g di dalam Erlenmeyer bertutup, kemudian dipanaskan.
- Ditambahkan 15 ml kloroform untuk melarutkan sample minyak.
- Ditambahkan 25 ml pereaksi Wijs, ditempatkan di ruang gelap selama 30 menit sambil
sekali-sekali dikocok.
- Ditambahkan 20 ml larutan KI 15%, dikocok merata. Erlenmeyer dan tutupnya dicuci
dengan 100 ml aquades yang baru dan dingin, dan cucian dimasukkan ke dalam larutan.
- Dititrasi dengan Na2S2O3 0.1 N dengan pengocokan yang konstan. Digunakan pati 1%
sebagai indikator.
- Blanko dibuat seperti pada penetapan sample, dimana minyak diganti dengan
kloroform.
- Bilangan iod dihitung dengan menggunakan perhitungan berikut :
(titer blanko – titer sample) x N Na2S2O3 x 12.69 Bilangan iod = Berat sample (gram)
b. Bilangan Asam (Apriyantono, 1989).
Bilangan asam dinyatakan sebagai jumlah milligram KOH yang dibutuhkan untuk
menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam 1 gram minyak atau lemak. Cara
penentuan bilangan asam adalah sebagai berikut :
- 20 g minyak ditimbang dalam Erlenmeyer 250 ml
- Ditambahkan 50 ml alkohol 95% netral, dipanaskan hingga mendidih (± 10 menit)
dalam penangas air sambil diaduk.
- Larutan ini kemudian dititrasi dengan KOH 0.1 N, menggunakan indicator fenolftalein
sampai terbentuk warna merah jambu yang persisten selama 10 detik.
- Bilangan asam dihitung dengan perhitungan berikut :
ml KOH x N KOH x 56.1 Bilangan asam =
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 27
Berat sample
Ml KOH x N KOH x M Kadar asam = 10 G
G = berat sample
M = berat molekul asam lemak yang dominant dalam minyak.
c. Berat Jenis (Apriyantono et al, 1989)
Berat jenis (BJ) adalah perbandingan berat dari volume sample minyak dengan
berat air yang volumenya sama pada suhu tertentu (25o C). Cara penentuan berat jenis
adalah sebagai berikut :
- Pikonometer dibersihkan dan ditimbang
- Kemudian piknometer diisi dengan aquades bersuhu 20-30o C. Pengisian dilakukan
sampai air dalam botol meluap dan tidak ada gelembung udara di dalamnya.
- Setelah ditutup, botol direndam dalam bak air yang bersuhu 25o C dengan toleransi
0.2oC selama 30 menit.
- Botol diangkat dari bak dan dikeringkan dengan kertas pengisap.
- Ditimbang berat botol dengan isinya.
- Contoh minyak jarak disaring dengan kertas saring untuk membuang benda asing dan
kandungan air. Selanjutnya contoh minyak diperlakukan sama seperti langkah di atas.
- Berat jenis minyak dihitung sebagai berikut :
Berat botol dan minyak – berat botol BJ pada suhu 25/25o C = Berat air pada suhu 25o C
d. Indeks Bias (Apriyantono et al, 1989)
Indeks bias didefenisikan sebagai Perbandingan dari kecepatan cahaya di udara
dengan kecepatan cahaya dalam medium tertentu. Pengujian indeks bias dapat digunakan
untuk menentukan kemurnian minyak dan dapat menentukan dengan cepat terjadinya
hidrogenasi katalitis. Cara penentuannya adalah sebagai berikut :
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 28
- Beberapa tetes minyak diteteskan pada prisma refraktometer Abbe, yang sudah
distabilkan pada suhu tertentu.
- Dibiarkan selama 1-2 menit untuk mencapai suhu refraktometer.
- Dilakukan pembacaan indeks bias.
- Indeks bias dikoreksi untuk suhu standar dengan menggunakan rumus berikut :
R = R’ – K (T’-T)
R = Indeks bias pada suhu standar
R’ = Indeks bias pada suhu pembacaan
T = suhu standar
T’ = suhu pembacaan
K = 0.000385
e. Warna
Warna minyak jarak ditentukan secara visual (subjektif) yaitu dengan cara
mengamati warna dari minyak jarak yang dihasilkan.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 29
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Karakteristik Biji Jarak
Dalam penelitian ini dilakukan pengamatan terhadap biji jarak yang meliputi
rendemen biji, bentuk biji, perbandingan berat kulit biji dan endosperm (daging) biji serta
komposisi kimia biji jarak.
a. Bentuk dan Rendemen Biji Jarak
Buah jarak berbentuk bulat lonjong dengan ukuran 3-3.5 cm panjang dan diameter
sekitar 2.5 cm. Buah jarak yang dapat dimanfaatkan bijinya sebagai sumber minyak
adalah buah jarak yang sudah tua, dengan ciri-ciri batas antara ruang biji sudah tampak
jelas bergaris. Pada satu buah terdapat 3 (tiga) biji. Biji jarak pagar berwarna hitam dan
berbentuk lonjong. Panjang biji berkisar antara 1.5 – 2.0 cm sedangkan diameternya ± 1
cm.
Dari hasil pengamatan terhadap buah jarak yang baru dipanen, sebanyak 1 kg
buah jarak akan menghasilkan 213 gram biji jarak yang masih mengandung air sebesar
48%. Hal ini berarti rendemen biji jarak dalam keadaan basah adalah 21.3% dan bagian
terbesar dari buah jarak adalah daging buah yaitu 78.7%. Dalam pengolahan biji jarak
menjadi minyak, maka biji jarak dikeringkan hingga kadar air mencapai 6%, sehingga
dari 1 kg buah jarak basah akan diperoleh biji karet yang sudah kering sebanyak 117.4 g
atau 11.74%.
b. Perbandingan Berat Kulit Biji dan Endosperm Biji Jarak
Perbandingan antara berat kulit biji jarak dan endosperm (daging) biji jarak pada
saat basah dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Perbandingan berat kulit biji dan endosperm biji jarak basah.
Bagian Biji Berat (g) Persentase
Kulit Biji 0.3 30 Endosperm Biji 0.7 70
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 30
Dari Tabel 4 diketahui perbandingan kulit dan endosperm biji jarak adalah 30%
kulit dan 70% daging (endosperm).
c. Komposisi Kimia Biji Jarak
Penentuan komposisi kimia biji jarak dilakukan dengan cara analisa proksimat biji
yang hasilnya disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Komposisi kimia biji jarak
Analisa Komposisi
Lemak (% basis kering) 46.25 Protein (% basis kering) 18.88 Abu (% basis kering) 2.62 Karbohidrat (basis kering) 32.25 Air (basis basah) 48.06 Serat Kasar (basis kering) 15.1 Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa kadar lemak biji jarak mencapai 46%, sehingga
biji jarak sangat potensial digunakan sebagai sumber lemak/minyak. Selain itu biji jarak
juga mengandung protein dan serat yang cukup tinggi. Pada proses pengolahan minyak
biji jarak, protein dan serat ini masih tetap terdapat pada bungkil/ampasnya. Tetapi
bungkil ini juga masih mengandung racun yaitu ricin dan kurkin. Racun kurkin dapat
hilang pada proses pemanasan , sedang ricin dihilangkan dengan proses kimiawi, yaitu
dengan menambahkan etanol dan natrium hidroksida (Trubus, 2005). Sehingga
bungkil/ampas dari proses pembuatan minyak jarak cukup potensial untuk digunakan
baik sebagai pakan ternak maupun bahan pangan.
Pada penelitian ini komposisi asam lemak dari minyak jarak belum dilakukan.
Berdasarkan hasil analisa dari Gubitz et al., (1998), maka komposisi asam lemak dari
lemak biji jarak dapat dilihat pada Tabel 6. Asam lemak yang dominan terdapat pada
minyak jarak adalah asam oleat dan linoleat yang merupakan asam lemak tidak jenuh.
Asam oleat memiliki satu ikatan rangkap, sedangkan asam linoleat memiliki dua ikatan
rangkap. Tingginya asam lemak tidak jenuh pada minyak jarak ini menyebabkan minyak
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 31
jarak berbentuk cair pada suhu ruang. Asam oleat dan linoleat memiliki titik cair yang
rendah, yaitu 14oC untuk oleat dan 11oC untuk asam linoleat (Ketaren, 1986).
Tabel 6. Komposisi asam lemak minyak biji jarak *)
Asam Lemak Komposisi (%)
Asam Miristat 0.0 – 0.1 Asam Palmitat 14.1 – 15.3 Asam Stearat 3.7 – 9.8 Asam Arakidat 0.0 – 0.3 Asam Behenat 0.0 – 0.2 Asam Palmitoleat 0.0 – 1.3 Asam Oleat 34.3 – 45.8 Asam Linoleat 29.0 – 44.2 Asam Linolenat 0.0 – 0.3 *) Sumber : Gubitz et al., (1998)
2. Proses Pembuatan Minyak Biji Jarak
Minyak jarak dapat diperoleh dari biji jarak yang sudah tua dan diproses dengan
cara pengepresan. Pada penelitian ini biji jarak yang digunakan adalah biji jarak pagar
dari buah yang sudah cukup tua, yang ditandai dengan kulit buah yang sudah menguning.
Buah yang masih berkulit ini kemudian dijemur selama 3 hari hingga kering dan kulitnya
menjadi pecah dengan sendirinya. Untuk memisahkan bagian biji dengan kulit buah
dilakukan dengan menggunakan alat pemisah biji. Dengan alat ini, persentase biji utuh
yang diperoleh sekitar 48% dan biji pecah 3%.
Biji yang sudah dipisahkan dari cangkangnya kemudian diberi pemanasan
pendahuluan, yaitu berupa pemanasan dengan uap pada suhu 170oC selama 30 menit,
pemanasan dengan oven pada suhu 105o C selama 30 menit serta pemanasan dengan
penggongsengan biji sehingga biji cukup panas untuk dilakukan pengepresan.
Pemanasan merupakan salah satu tahap dalam proses pengolahan minyak, yang
bertujuan untuk menyatukan dan mengumpulkan butir-butir minyak sehingga
memungkinkan minyak dapat mengalir keluar dari daging biji dengan mudah serta dapat
mengurangi afinitas minyak pada permukaan biji sehingga pekerjaan pemerasan menjadi
lebih efisien (Ketaren, 1986). Selain itu, pemanasan juga dimaksudkan untuk
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 32
menonaktifkan enzim-enzim, sterilisasi pendahuluan, menguapkan air hingga kadar air
tertentu, meningkatkan keenceran minyak, menggumpalkan beberapa protein sehingga
memudahkan pemisahan lebih lanjut dan mengendapkan beberapa pospatida yang tidak
dikehendaki (Makfoeld, 1982).
Pengepresan biji jarak dalam penelitian ini dengan menggunakan alat pengepres
hidraulik. Tujuan pengepresan adalah untuk mengeluarkan minyak yang ada di dalam
daging biji. Dari hasil pengempaan ini dihasilkan minyak jarak sekitar 28-40% dan
bungkil yang masih mengandung minyak dengan kadar 10-20 % tergantung metode
pemanasan pendahuluan yang dilakukan, lama dan cara pengempaan. Pada pengempaan
hidraulik, daging biji yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam kain saring, kemudian
dikempa pada tekanan 110 kg/cm2 selama 15 menit sampai semua minyak keluar dan
ditampung.
3. Pengaruh Metode Pemanasan Biji Jarak Terhadap Rendemen Minyak
Dalam proses ekstraksi minyak, maka tingkat rendemen minyak yang dihasilkan
akan menentukan efisiensi dari proses ekstraksi. Dalam penelitian ini, sebelum esktraksi
minyak jarak dengan pengempa hidraulik, maka dilakukan pemanasan pendahuluan yang
bertujuan untuk mengeluarkan minyak dari sel-sel dan jaringan sehingga proses ekstraksi
menjadi lebih sempurna.
Metode pemanasan biji jarak sebelum diektraksi ternyata dapat mempengaruhi
rendemen minyak yang dihasilkan seperti terlihat pada Tabel 7 dan data hasil pengamatan
disajikan pada Lampiran 1. Pada penelitian ini digunakan 3 (tiga) perlakuan pemanasan,
yaitu cara blansir menggunakan uap panas selama 30 menit pada suhu 170oC (P1),
pemanasan dengan menggunakan oven pada suhu 105oC (P2) dan pemanasan dengan cara
penggongsengan (P3).
Berdasarkan Tabel 7 dan Gambar 1 , maka rendemen minyak yang tertinggi
diperoleh pada perlakuan pemanasan dengan cara penggongsengan. Hal ini disebabkan
karena dengan penggongsengan kadar air dipermukaan biji jarak menjadi rendah, dan
suhu permukaan biji jarak menjadi lebih tinggi dibanding pemanasan dengan oven.
Pemanasan dengan uap menggunakan suhu yang paling tinggi yaitu 170oC, tetapi pada
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 33
penelitian ini sumber uap yang digunakan adalah uap dari air panas, sehingga justru dapat
meningkatkan kadar air dari biji jarak, hal ini akan menyulitkan proses pengeluaran
minyak dari biji. Semakin tinggi suhu pemanasan, maka semakin mudah minyak keluar
dari bahan karena pemanasan dapat mengakibatkan minyak menjadi encer.
Tabel 7. Pengaruh metode pemanasan biji jarak terhadap rendemen minyak
Metode Pemanasan Rendemen Minyak
Blansir uap panas (P1) 22.23a
Pemanasan dengan Oven (P2) 24.51b
Penggongsengan (P3) 27.95c Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji wilayah berganda Duncan
pada taraf 5%.
Rendemen minyak jarak yang dihasilkan dalam penelitian ini masih cukup rendah
yaitu berkisar antara 22-27%, sedangkan kadar minyak yang terdapat dalam biji jarak
yang digunakan adalah sebesar 46%. Hal ini menunjukkan bahwa pada bungkil biji jarak
masih terdapat minyak sebesar 19-24%. Rendahnya rendemen minyak jarak yang
dihasilkan, disebabkan karena alat pengepres biji jarak yang digunakan masih sangat
sederhana yaitu berupa hydraulic press. Untuk dapat mengeluarkan minyak dari biji
jarak secara maksimum maka alat pengepres yang digunakan hendaknya berupa screw
press ataupun alat pengepress yang menggunakan motor sebagai penggerak.
4. Karakteristik Minyak Biji Jarak
Karakteristik minyak biji jarak yang diamati dalam penelitian ini adalah bilangan
iod, bilangan asam, berat jenis, turbidity point dan indeks bias. Minyak biji jarak yang
diamati adalah minyak biji jarak hasil pengepresan dengan menggunakan alat pengepres
hidraulik (hydraulic press), dan dengan menggunakan 3 (tiga) metode pemanasan
pendahuluan. Data hasil pengamatan disajikan pada Lampiran 2, 3, 4 dan 5, sedangkan
rekapitulasinya dapat dilihat pada Tabel 8.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 34
22.23
24.51
27.95
20
22
24
26
28
30Rendemen
P1 P2 P3
Metode Pemanasan
Gambar 1. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Rendemen dari Minyak Biji Jarak (P1
= Pemanasan dengan blansir uap suhu 170oC selama 30 menit, P2 = Pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = Pemanasan dengan Penggongsengan)
Tabel 8. Karakteristik minyak biji jarak yang dihasilkan dari 3 (tiga) metode pemanasan pendahuluan.
Metode Pemanasan
Bilangan Iod (mg iodin/g)
Bilangan Asam (mg KOH/g)
Berat Jenis (g/cm3, 25oC)
Indeks Bias
Warna
P1 90.90b 4.79a 0.954a 1.51a Bening keputihan
P2 92.85c 3.79a 0.921b 1.49a Bening
P3 88.25a 5.34a 0.962a 1.48a Bening kecoklatan Keterangan : P1 = pemanasan dengan cara blansir dengan uap air selama 30 menit suhu 170oC, P2 =
pemanasan dengan oven suhu 105oC, P3 = pemanasan dengan penggongsengan. Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uji
wilayah berganda Duncan pada taraf 5% a. Bilangan Iod Bilangan iod didefenisikan sebagai jumlah garam iodin yang diserap oleh 100 g
minyak. Nilai yang diperoleh menunjukkan derajat ketidak jenuhan minyak. Pada
penelitian ini, metode penentuan bilangan iod dilakukan dengan metode Wijs. Prinsip
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 35
dasar dari metode ini adalah gliserida tak jenuh mempunyai kemampuan mengabsorbsi
sejumlah iod, khususnya apabila dibantu dengan suatu carrier seperti iodine klorida,
membentuk suatu senyawa jenuh. Jumlah iod yang diabsorbsi menunjukkan ketidak
jenuhan minyak. Ke dalam sejumlah sample minyak ditambahkan iod berlebih, dam
kelebihan iod dititrasi dengan Na-tiosulfat sehingga iod yang diabsorbsi oleh minyak
dapat diketahui jumlahnya (Apriyantono et al., 1989).
Analisis sidik ragam untuk bilangan iod (Lampiran 2) dan nilai rataan bilangan
iod (Tabel 8) menunjukkan bahwa metode pemanasan berpengaruh sangat nyata terhadap
bilangan iod minyak jarak. Berdasarkan Tabel 8 dan Gambar 1, terlihat bahwa bilangan
iod yang paling tinggi terdapat pada minyak jarak yang dihasilkan melalui pemanasan
pendahuluan dengan cara pengovenan pada suhu 105oC. Hal ini menunjukkan bahwa
pemanasan dengan oven pada suhu 105oC, tidak menyebabkan putusnya ikatan rangkap
yang terdapat pada rantai atom C dari asam lemak tidak jenuhnya. Pemutusan ikatan
rangkap pada minyak dapat disebabkan oleh proses hidrogenasi atau terjadinya oksidasi
pada minyak.
Proses hidrogenasi pada minyak bertujuan untuk menstabilkan minyak sehingga
masa simpannya lebih panjang. Proses oksidasi pada minyak terjadi karena aksi oksigen
dari udara terhadap minyak. Dalam bahan yang mengandung minyak/lemak, konstituen
yang paling mudah mengalami oksidasi adalah asam lemak tidak jenuh (Ketaren, 1986).
Pada proses pemanasan pendahuluan dengan penggongsengan, maka terjadinya reaksi
oksidasi minyak yang terdapat pada biji jarak lebih mudah terjadi, karena
penggongsengan dilakukan pada udara yang terbuka serta suhu yang relatif lebih tinggi.
Semakin tinggi suhu pemanasan maka terjadinya oksidasi minyak akan semakin cepat.
Selain itu oksidasi juga akan dipercepat oleh adanya radiasi misalnya oleh panas atau
cahaya, adanya katalis atau bahan pengoksidasi seperti peroksida, perasid, ozon, asam
nitrat dan beberapa senyawa organic nitro dan aldehid aromatik (Ketaren, 1986).
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 36
90.9
92.85
88.25
84
86
88
90
92
94Bilangan Iod (mg iodin/g)
P1 P2 P3
Metode Pemanasan
Gambar 2. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Bilangan Iod dari Minyak Biji Jarak
(P1 = Pemanasan dengan blansir uap suhu 170oC selama 30 menit, P2 = Pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = Pemanasan dengan Penggongsengan)
b. Bilangan Asam
Bilangan asam adalah ukuran dari jumlah asam lemak bebas dan dihitung
berdasarkan berat molekul asam lemak atau campuran asam lemak. Metode pemanasan
pendahuluan terhadap biji jarak, tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap
bilangan asam dari minyak jarak yang dihasilkan. Tetapi nilai bilangan asam yang
dihasilkan dalam penelitian ini masih cukup tinggi seperti terlihat pada Lampiran 3 dan
Tabel 8. Bilangan asam yang paling tinggi terdapat pada pemanasan pendahuluan
dengan cara blansir (P1), dan yang terendah pada pemanasan dengan oven (P2) seperti
terlihat pada Gambar 3.
Tingginya bilangan asam pada minyak hasil proses pemanasan dengan blansir
(P1) dan pemanasan dengan penggongsengan (P2) menunjukkan minyak tersebut sudah
mengalami kerusakan dimana trigliserida minyak sudah terdegradasi membentuk asam
lemak bebas.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 37
4.79
3.79
5.34
2
3
4
5Bilangan Asam (mg
KOH/g)
P1 P2 P3
Metode Pemanasan
27.95
38.48 39.95
20
25
30
35
40Bilangan
Asam (mg KOH/g)
P1 P2 P3Metode Pemanasan
Gambar 3. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Bilangan Asam dari Minyak Biji
Jarak (P1 = Pemanasan dengan blansir uap suhu 170oC selama 30 menit, P2 = Pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = Pemanasan dengan Penggongsengan)
c. Berat Jenis
Berat jenis adalah perbandingan berat dari suatu volume contoh pada suhu 25oC
dengan berat air pada volume dan suhu yang sama, dan dapat digunakan untuk minyak
dalam bentuk cair. Pada penelitian ini berat jenis diukur dengan menggunakan alat
piknometer, sedangkan data hasil pengukuran disajikan pada Lampiran 4 dan Tabel 8.
Dari Tabel 8 terlihat bahwa berat jenis minyak jarak dipengaruhi oleh metode
pemanasan pendahuluan terhadap biji jarak. Semakin tinggi suhu pemanasan maka berat
jenis akan semakin besar, karena minyak yang dihasilkan semakin kental. Hal ini dapat
dilihat dari Gambar 4, dimana minyak dari hasil pemanasan dengan pemanggangan
mempunyai berat jenis sebesar 0.962 sedangkan pemanasan dengan blansir (P1) dan
pemanasan dengan oven (P2) minyak yang dihasilkannya mempunyai berat jenis berturut-
turut sebesar 0.954 dan 0.921.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 38
0.954 0.921 0.962
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1Berat Jenis
P1 P2 P3Metode Pemanasan
Gambar 4. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Berat Jenis dari Minyak Biji Jarak (P1
= Pemanasan dengan blansir uap suhu 170oC selama 30 menit, P2 = Pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = Pemanasan dengan Penggongsengan)
d. Indeks Bias
Berdasarkan hasil pengamatan pada Lampiran 5 dan Tabel 8, maka metode
pemanasan pendahuluan tidak mempengaruhi indeks bias dari minyak yang dihasilkan
(P>0.05). Tetapi ada kecenderungan indeks bias menurun dengan meningkatnya suhu
pemanasan (Gambar 5). Indeks bias minyak yang tertinggi diperoleh pada pemanasan
dengan oven (P2) yaitu sebesar 1.505, dan indeks bias yang terendah pada pemanasan
dengan penggongsengan (P3) sebesar 1.475, sedangkan pada pemanasan dengan blansir
(P1) indeks biasnya sebesar 1.485. Hal ini disebabkan,pada pemanasan dengan
penggongsengan suhu yang digunakan terlalu tinggi, sehingga minyak mengalami
oksidasi yang mengakibatkan putusnya ikatan rangkap pada molekul lemak. Hilangnya
ikatan rangkap menyebabkan minyak menjadi jenuh dan ini akan menurunkan nilai
indeks bias dari minyak.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 39
1.49 1.51 1.48
0
0.4
0.8
1.2
1.6Indeks Bias
P1 P2 P3
Metode Pemanasan
Gambar 5. Pengaruh Metode Pemanasan Terhadap Indeks Bias dari Minyak Biji Jarak
(P1 = Pemanasan dengan blansir uap suhu 170oC selama 30 menit, P2 = Pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = Pemanasan dengan Penggongsengan)
Indeks bias dari suatu zat adalah perbandingan dari sinus 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. Pengujian indeks bias dapat digunakan untuk
menentukan kemurnian minyak dan dapat menentukan dengan cepat terjadinya
hidrogenasi. Semakin panjang rantai karbon dan semakin banyak ikatan rangkap maka
indeks bias akan semakin besar. Indeks bias juga dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti
kadar asam lemak bebas, proses oksidasi dan suhu (Ketaren, 1986).
e. Warna Warna dari minyak jarak pada penelitian ini ditentukan secara visual (subjektif).
Zat warna dalam minyak terdiri dari 2 (dua) golongan, yaitu zat warna alamiah dan zat
warna hasil degradasi zat warna alamiah. Minyak jarak yang dihasilkan dari penelitian
ini berwarna bening untuk perlakuan pemanasan dengan blansir (P1), berwarna bening
untuk perlakuan pemanasan dengan oven (P2) dan berwarna bening kecoklatan untuk
perlakuan pemanasan dengan penggongsengan (P3), seperti terlihat pada Tabel 8.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 40
Terbentuknya warna yang gelap pada minyak disebabkan oleh proses oksidasi,
suhu pemanasan yang terlalu tinggi pada saat pengepresan, serta adanya logam seperti Fe,
Cu dan Mn (Ketaren, 1986).
Berdasarkan hasil penelitian secara keseluruhan, maka metode pemanasan
pendahuluan dengan oven (P2) merupakan metode pemanasan yang dapat menghasilkan
minyak jarak dengan mutu yang baik, walaupun rendemen yang dihasilkannya lebih
rendah daripada pemanasan dengan penggongsengan.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 41
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Biji jarak mengandung kadar lemak yang cukup tinggi yaitu sekitar 47% sehingga
biji jarak sangat potensial digunakan sebagai sumber minyak,
2. Minyak biji jarak mengandung ikatan rangkap sehingga minyak ini berbentuk cair
pada suhu ruang dan mempunyai titik cair yang rendah.
3. Proses pembuatan minyak jarak dapat dilakukan dengan metode yang sederhana,
yaitu dengan pengepresan dengan alat hydraulic press.
4. Metode pemanasan pendahuluan pada biji jarak sebelum diekstraksi dapat
mempengaruhi rendemen dan mutu minyak jarak yang dihasilkan. Pemanasan
dengan menggunakan oven pada suhu 105oC selama 30 menit memberikan
rendemen minyak sebesar 24.51% dengan mutu yang terbaik, yaitu bilangan iod
92.85 mg iod/g, bilangan asam 3.21 mg KOH/g, berat jenis 0.921, indeks bias 1.505
dan warna minyak bening. Rendemen minyak yang tertinggi diperoleh pada
pemanasan dengan cara penggongsengan yaitu sebesar 27.95%, tetapi mutu
minyak yang dihasilkan dengan cara ini rendah.
5. Minyak jarak sangat potensial dikembangkan sebagai bahan bakar alternatif
pengganti solar.
B. Saran
Dari hasil penelitian yang diperoleh, maka disarankan :
1. Hendaknya dicara metode pengepresan lainnya, yang dapat memaksimalkan
rendemen minyak, misalnya dengan cara screw press.
2. Perlu dicari alat pengepres dengan teknologi tepat guna sehingga dapat diterapkan
pada petani atau skala rumah tangga.
3. Perlu penelitian lebih lanjut mengenai aplikasi minyak jarak sebagai bahan bakar
alternatif, pada mesin-mesin yang menggunakan solar seperti mesin diesel atau
kenderaan berbahan bakar solar lainnya.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 42
DAFTAR PUSTAKA
American Standard Technical Material – ASTM PS 121-99. 2000. Provisional specification for biodiesel fuel (B100) blend stock for distillate fuels. American Society for Testing and Materials. United States.
AOAC. 1985. Official Method of Analysis of the Association of Official Analylitical Chemists, Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C.
Apriyantono, A., D.Fardiaz, N.L.Puspitasari, Sedarnawati, S.Budiyanto, 1989. Petunjuk Laboratorium Analisis Pangan. IPB Press.
Gubitz, G.M., M.Mittelbach, M.Trabi. 1999. Exploitation of the tropical seed plant Jatropha curcas L., Bioresource Technology (67).
Ketaren, S. 1986. Pengantar teknologi minyak dan lemak angan. UI Press, Jakarta.
Makfoeld, D. 1982. Deskripsi Pengolahan Hasil Nabati. Agritech, Yogyakarta.
Shreve, R.N. 1956. Chemical engineering series, The chemical process industries. 2nd eds. New York, Toronto, London.
Suara Pembaruan, 2005. Dikembangkan BBM Alternatif dari Minyak Jarak. Rabu, 18 Mei 2005, Hal. 6 Kolom 1-2.
Trubus, 2005. Bahan Bakar Kenderaan Masa Depan. Juni 2005.
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 43
Lampiran 1. Data Pengamatan Rendemen Minyak Jarak (%)
Ulangan Perlakuan 1 2
Total Rataan
P1 22.01 22.45 44.46 22.23 P2 24.45 24.57 49.02 24.51 P3 27.96 27.94 55.90 27.95 Total 74.42 74.96 149.38 Rataan 24.81 24.99 Keterangan : P1 = pemanasan dengan blansir uap air suhu 170oC selama 30 menit, P2 =
pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = pemanasan dengan penggingsengan.
Hasil Analisis Sidik Ragam Rendemen Minyak Jarak
Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung F.05 tabel F.01 tabel
Perlakuan 2 33.1669 16.5933 477.45** 9.55 30.82 Galat 3 0.1042 0.0347 Total 5 33.2711
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 44
Lampiran 2. Data Pengamatan Bilangan Iod Minyak Jarak (mg iod/g)
Ulangan Perlakuan 1 2
Total Rataan
P1 92.5 93.2 185.7 90.90 P2 88.2 88.3 176.5 88.25 P3 90.5 91.3 181.8 92.85 Total 271.2 272.8 544.0 Rataan 90.4 90.93 Keterangan : P1 = pemanasan dengan blansir uap air suhu 170oC selama 30 menit, P2 =
pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = pemanasan dengan penggingsengan.
Hasil Analisis Sidik Ragam Bilangan Iod Minyak Jarak
Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung F.05 tabel F.01 tabel
Perlakuan 2 21.32 10.66 93.58** 9.55 30.82 Galat 3 0.57 0.11 Total 5 21.89
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 45
Lampiran 3. Data Pengamatan Bilangan Asam Minyak Jarak (mg KOH/g)
Ulangan Perlakuan 1 2
Total Rataan
P1 4.80 4.78 9.58 4.79 P2 3.80 3.78 7.58 3.79 P3 5.33 5.35 10.08 5.34 Total 13.93 13.91 27.24 Rataan 4.64 4.64 Keterangan : P1 = pemanasan dengan blansir uap air suhu 170oC selama 30 menit, P2 =
pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = pemanasan dengan penggingsengan.
Hasil Analisis Sidik Ragam Bilangan Asam Minyak Jarak
Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung F.05 tabel F.01 tabel
Perlakuan 2 1.75 0.875 0.421 tn 9.55 30.82 Galat 3 6.23 2.076 Total 5 7.98
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 46
Lampiran 4. Data Pengamatan Berat Jenis Minyak Jarak
Ulangan Perlakuan 1 2
Total Rataan
P1 0.957 0.951 1.908 0.954 P2 0.923 0.918 1.841 0.921 P3 0.965 0.958 1.923 0.962 Total 2.845 2.827 5.672 Rataan 0.948 0.942 Keterangan : P1 = pemanasan dengan blansir uap air suhu 170oC selama 30 menit, P2 =
pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = pemanasan dengan penggingsengan.
Hasil Analisis Sidik Ragam Berat Jenis Minyak Jarak
Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung F.05 tabel F.01 tabel
Perlakuan 2 0.002 0.00095 51.99** 9.55 30.82 Galat 3 0.000055 0.000018 Total 5 0.002055
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 47
Lampiran 5. Data Pengamatan Indeks Bias Minyak Jarak
Ulangan Perlakuan 1 2
Total Rataan
P1 1.49 1.48 2.97 1.485 P2 1.50 1.51 3.01 1.505 P3 1.48 1.47 2.95 1.475 Total 4.47 4.46 8.93 Rataan 1.49 1.49 Keterangan : P1 = pemanasan dengan blansir uap air suhu 170oC selama 30 menit, P2 =
pemanasan dengan oven suhu 105oC selama 30 menit, P3 = pemanasan dengan penggingsengan.
Hasil Analisis Sidik Ragam Indeks Bias Minyak Jarak
Sumber Keragaman
Derajat bebas
Jumlah Kuadrat
Kuadrat Tengah
F Hitung F.05 tabel F.01 tabel
Perlakuan 2 0.0009 0.09 1.5 tn 9.55 30.82 Galat 3 0.185 0.06 Total 5 0.1859
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 48
Lampiran 6. Gambar Tanaman dan Buah Jarak pagar (Jatropha curcas L.)
a. Tanaman Jarak
b. Buah Jarak
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 49
Lampiran 7. Gambar Biji Jarak Utuh dan Daging Biji Jarak
a. Biji Utuh
b. Daging Biji
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 50
Lampiran 8. Alat Hydraullic Press dan Alat Penghancur Biji Jarak
a. Hydraullic Press
b. Alat Penghancur Biji Jarak
Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Teknologi Pertanian Propinsi Sumatera Utara Fakultas Pertanian USU Medan
Proses Pembuatan Minyak Jarak Sebagai Bahan Bakar Alternatif 51
Lampiran 9. Gambar Minyak Biji Jarak
a. Minyak Jarak
b. Bungkil/ Cake