BAB 1

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Industri adalah barometer suatu Negara. Anggapan tentang

keberhasilan suatu Negara, salah satunya diakibatkan oleh faktor industri.

Negara maju mempunyai industri yang maju pula, demikian pula halnya

dengan Negara miskin, maka bisa dipastikan pendapatan dari industri

sangat kecil. Indonesia sebagai Negara berkembang sangat menyadari

pentingnya industrialisasi. Ini sejalan dengan peran penulis sebagai Tenaga

Penyuluh Lapangan (TPL) yang diharapkan dapat membantu

pembangunan industri atau dengan kata lain industrialisasi di berbagai

bidang dan lapisan social. Untuk mewujudkan hal tersebut banyak hal

yang perlu diketahui oleh calon-calon Tenaga Penyuluh Lapangan (TPL).

Salah satunya adalah mengetahui jenis-jenis industry kimia dan salah

satunya adalah industry biodiesel yang bersasal dari biji jarak.

Tanaman jarak pagar menghasilkan biji yang memiliki kandungan

minyak cukup tinggi, yaitu sekitar 30-50 %. Minyak yang di hasilkan dari

jarak pagar sangat potensial untuk di manfaatkan sebagai bahan

alternative. Sebagai perbandingan bahan baku minyak diesel adalah

hidrokarbon yang mengandung 8-10 atom karbon per molekul. Sementara

yang terkandung pada minyak jarak adalah 16-18 atom permolekul

sehingga fiskositas minyak jarak lebih tinggi dan daya pembakarannya

sebagai bahan bakar masih rendah. Oleh sebab itu agar minyak jarak dapat

di gunakan sebagai bahan bakar (biodiesel) maka perlu dilakukan proses

transesterifikasi.

Setelah melihat pernyataan di atas, maka hal di ataslah yang

melatarbelakangi penulisan makalah ini yang kami beri judul “ Proses

Pembuatan Biodiesel dari Biji Jarak Pagar “

1

B. TUJUAN PENULISAN

1. Untuk mengetahui prospek minyak jarak sebagai sumber bahan baku

biodiesel.

2. Untuk mengetahui proses pembuatan biodiesel dari minyak jarak.

3. Untuk mengetahui pentingnya tanaman jarak dalam kehidupan

manusia

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. MENGENAL JARAK PAGAR

1. Klasifikasi dan Morfologi

Tanaman jarak pagar termasuk family Euphorbiaceae, satu family

dengan karet dan ubi kayu.klasifikasi tanaman jarak pagar adalah sebagai

berikut:

Devisi : spermatophita

Subdivisi :Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Euphorbiales

Family : Euphorbiaceae

Genus : Jatropha

Species : Jatropha Curcas Linn

Tanaman jarak pagar berupa perdu dengan tinggi 1-7 m, bercabang

tidak teratur. Batangnya berkayu, silindris, dan bila terluka mengeluarrkan

getah. Bagian-bagiab tanaman jarak sebagai berikut :

a. Daun

Daun tanaman jarak pagar adalah daun tunggal berlekuk dan

bersusut 3 atau 5. Dayun tersebar di sepanjang batang. Permukaaan atas

dan bawah daun berwarna hijau dengan bagian bawah lebih pucat

disbanding permukaan atas. Daunya lebar da berbentuk jantung atau bulat

telur melebar, dengan panjang 5-15cm. helai daunnya bertoreh, berlekuk

dan ujungnya meruncing. Tulang daun menjari dengan jumlah 5-7 tulang

daun utama. Daunnya di hubungkan dengan tangkai daun. Panjang

tangkai daun antara 4-15cm. berikut gambar dari daun jarak.

3

b. Bunga

Bunga tanaman jarak pagar adalah bunga majemuk berbentuk

malai, berwarna kuning kehijauan, berkelamin tunggal, dan berumah satu

(putik dan benang sari dalam satu tanaman). Bunga betina 4-5 kali lebih

banyak dari bunga jantan. Bunga jantan maupun betina, tersusu dalam

rangkaian berbentuk cawan yang tumbuh di ujung batang atau ketiak

daun. Bunganya mempunyai 5 kelopak berbentuk bulat telur dengan

panjang kurang lebih 4mm. benang sari mengumpul pada pangkal dan

berwarna kuning . tangkai putik pendek berwarna hijau dan kepala putik

melengkung keluar berwarna kuning. Bunganya mempunyai 5 mahkota

berwarna keunguan. Setiap tandan terdapat lebih dari 15 bunga.

Jarak pagar termasuk tanaman monoecious dan bunganya

uniseksual. Kadang kala muncul bunga hermaprodit yang berbentuk

cawan berwarrna hijau kekuningan.

c. Buah

Buah tanaman jarak pagar berupa buah kotak berbentuk bulat telur

dengan diameter 2-4 cm. panjang buah 2 cm dengan ketebalan sekitar

1cm. buah berwarna hijau ketika muda serta abu-abu kecoklatan atau

kehitaman ketika masak. Buah jarak terbagi menjadi 3 ruang, masing-

masing ruang berisi satu biji sehingga dalam setiap buah terdapat 3 biji.

Biji berbentuk bulat lonjong dan berwarna coklat kehitaman. Biji

inilah yang banyak mengandung minyak dengan rendemen sekitar 30-50

% dan mengandung toksin sehingga tidak dapat di makan.

4

2. Syarat tumbuh

Jarak pagar tumbuh di dataran rendah sampai ketinggian sekitar

500 m dpl. Curah hujan yang sesuai untuk tanaman jarak pagar adalah

625 mm/tahun. Namun, tanaman ini dapat tumbuh pada daerah dengan

curah hujan antara 300-2380 mm/tahun.

Kisaran suhu yang sesuai untuk bertanam jarak adalah 20-26C.

pada daerah dengan suhu terlalu tinggi (di atas 35 C) atau terlalu rendah

(di bawah 15 C) akan menghambat pertumbuhan serta menggurangi kadar

minyak dalam biji dan mengubah komposisinya.

Tanaman jarak pagar mempunyai system perakaran yang mampu

menahan air dan tanah sehingga tahan terhadap kekeringan serta

berfungsi sebagai tanaman penahan erosi. Jarak pagar ddapat tumbuh

pada berbagai ragam tekstur dan jnis tanah., baik tanah berbatu, tanah

berpasirr, maupun tanah berlempeng atau tanah liat. Di samping itu,

jarak pagar juga dapat beradaptasi pada tanah yang kurang subur atau

tanah beragam, meiliki drainage baik, tidak tergenang dan pH tanah 5,0 –

6,5.

B. EKSTRAKSI MINYAK BIJI JARAK PAGAR

Minyak jarak tidak lebih kental dibandingkan minyak nabati

lainnya. Komponen terbesar minyak jarak adalah trrigliserida yang

mengandung asam lemak oleat dan linoleat. Sdangkan sifat fisik minyak

jarak dapat di lihat pada table berikut ini:

Sifat Fisik Satuan Nilai

Titik nyala (flash point) ° C 236

Densitas pada 15°C (density at 15°C) g/cm3 0,9177

Viskositas pada 30°C Mm2/s 49,15

Residu karbon %(m/m) 0,34

Kadar abu sulfat %(m/m) 0.007

5

Titik tuang °C -2,5

Kadar air Ppm 935

Kadar sulfur Ppm <1

Bilangan asam mg KOH/g 4,75

Bilangan iod G iod/100g

minyak

966,5

1. Pengepresan Biji Jarak Pagar

Beberapa metode yang dapat di gunakan untk mendapatkan

minyak atu lemak dari bahan yang di duga mengandung minyak atau

lemak adalah rendering, teknik pengepresan mekanis (mechanical

expression ) dan menggunakan pelarut (solvent extraction). Pengepresan

mekanis merupakan cara pemisahan minyak dari bahan yang berupa biji-

bijian. Cara ini paling sesuai untuk memisahkan minyak dari bahan yang

kadar minyaknnya tinggi, yaitu sekitar 30-70%. Minyak jarak pagar

terkandung dalam bahan yang berbentuk biji dengan kandungan minyak

sekitar 30-70 %. Dengan demikian metode extraksi yang paling sesuai

untuk biji jarak yaitu teknik pengepresan mekanis.

a. Pengepresan Hidrolik

Pengepresan hidrolik adalah pengepresan dengan menggunakan

tekanan. Tekanan yang dapat di gunakan sekitar 140,6 kg/cm.

besaranya tekanan akan mempengaruhi minyak jarak yang di hasilakn.

Pada teknik pengepresan hidrolik sebelum di lakukan pengepresan, biji

jarak di beri perlakuan pendahuluan berupa pemberian suhu panas atau

pemasakan. Pemasakn dapat dilakukan dengan cara pemanasan di oven

atupun pengukusan dengan menggunakan uap air (steam). Pemasakan

biji jarak bertujuan untuk mengumpalkan protein dalam biji jarak.

Penggumpalan protein di perlukan untuk efisiensi ekstraksi.

Umunya pada pengepresan hidrolik jumlah minyak yang dapat di

peroleh mencapai 80 % darri kadar minyak yang terdapat pada daging

biji.

6

Pemanenan tandan buah jarak pagar, minimal 50 % buah sudah mateng dan dikeringkan

Pemasakan atau pemanasan biji untuk memtikan enzim lipase

Daging biji di hancurkan dengan alat mincer hingga lumat.biji yang telah hancur siap diperas

Kulit biji

Minyak jarak pagar sudah selesai di pres

Daging biji di kempa dengan alat kempa hidrolik

Bungkil (sisa) kandungan minyak pada bungkil sekitar 5 % berat bungkil.

Penghancuran dengan alat giling. Kemudian kulit biji di pisahkan dengan alat pemisah.

Diagram alir proses elkstraksi minyak jarak menggunakan metode

pengepresan hidrolik adalah sebagai berikut :

7

b. Pengepresan Berulir

Teknik pengepresan biji jarak dengan menggunakan ulir

(screw) merupakan teknologi yang lebih maju dan banyak di gunakan di

industry pengolahan minyak jarak saat ini. Dengan cara ini biji jarak di

press dengan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinu.

Pada teknik ini, biji jarak yang akan di ekstaksi tidak perlu di beri

perlakukaan pendahuluan. Biji jarak kering yang akan di ekstraksi

dapat langsung di masukkan ke dalam screw press. Tipe alat

pengepresan berulir yang di gunakan dapat berupa pengepresan berulir

tunggal (single screw press). Atau pengepresan bergulir ganda (tuin

screw press).

Rendemen minyak jarak yang dihasilakn dengan tteknik

pengepresan berulir tunggal sekitar 21- 24 % sementara rendemen

minyak jarak yang dihasilkan dnegan teknik pengepresan berulir ganda

sekitar 24-27 %.

Salah satu kelebihan pengepresan dnegan menggunakan ulir

adalah proses dapat dilakukan secara kontinu, sehingga terekstrak

keluar dari biji akaibat pengepresan oleh ulir. Kemudian , minyak dapt

keluar dan langsung terpisah dari ampas bungkil yang keluar pada

ujung ulir.

c. Kombinasi Pengepresan Mekanis Dengan Extraksi Pelarut

Teknik pengepresan mekanik juga dapat di kombinasikan

dnegan teknik ekstraksi menggunakan pelarut. Walaupun mutu yang di

hasilakn bila menggunakan metode ekstraksi dengan pelarut cukup

bagus. Tetapi dari segi biaya produksi sangat mahal. Dengan demikian

kombinasi metode pengepresan dengan metode ekstraksi pelarut tidak

sasuai untuk industry kecil menengah. Kombinasi teknik ini lebih sesuai

bila di terapakan untuk industry besar.

8

Metode kombinasi ini dapat di lihat pada bagan di bawah ini :

9

Biji jarak kering

Ampas/ bungkil

Minyak jarak (6- 9%)

solvent

Ampas / bungkil

Minyak jarak (21-24 %)

Destilasi

Pengepresan berulir

Solvent extraction (pelarut heksan)

2. Pemurnian minyak

Tujuan utama pross permurnian minyak adalah untuk

menghilangkan rasa dan bau yang tidak enak, mencegah timbuknya warna

yang tidak menarik, serta memperpanjang masa simpan minyak sebelum

digunakan. Pada poses pembuatan biodiesel dari minyak jarak, minyak

dapat di murnikan terlebih dahulu untuk menghilangkan senyawa pengotor

yang terkandung di dalam minyak jarak dapat rendahnya kualitas biodiesel

yang dihasilkan sehingga mesin disel tidak dapat berjalan dengan baik atau

bahkan merusak bagian alat pada mesin disel.

Senyawa pengotoran yang biasa terkandung di dalam minyak

jarak diantaranya adalah gum (getah atau lender yang terdiri dari fospatida,

protein, residu, karbohidrat, air dan resin), asam lemakbebas dan senyawa

pengotor lainnya.

a.Proses Pemisahan Gum(Degumming)

Pemisahan gum merupakan suatu proses pemisahan getah atau

lender yang terdiri dari fospatida, protein, residu, karbohidrat, air dan

resin, tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak.

Biasanya proses ini di lakukan dengan cara penambahan asam posfat ke

dalam minyak, lalu di panaskan sehingga akan membentuk senyawa

fosfolipid yang lebih mudah terpisah darri minyak. Kemudian di susul

dengan proses pemusingan (sentrifusi)

b.Proses Pemisahan Asam Lemak Bebas (Netralisasi)

Netralisai adalah suatu proses pemisahan asam lemak bebas

dari minyak atau lemak dengan cara mereaksikan asam lemak bebas

dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun.

Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara

penyulingan yang di kenal dengan istilah deasidifikasi.

c.Proses Pemucatan (Bleaching)

10

Pemucatan adalah suatu tahap proses pemurnian minyak untuk

mengahsilakn zat-zat warna yang tidak di sukai dalam minyak. Pemucatan

dapat dilakukan dengan mencampur minyak dengan sejumaah kecil

adsorben, seperti tanah serap (fuller earth) lempung aktif (activated clay)

dan arang aktif, atau dapat juga menggunakan bahan kimia. Absorben akan

menyerap zat-zat warna pengotor sehingga minyak menjadi lebih jernih.

Namun untuk tujuan pembuatan biodiesel, proses ini tidak di perlukan.

d.Proses Penghilangan Bau (Deodorisasi)

Deodorisasi adalah suatu proses pemurnian minyak yang

bertujuan untuk menghilangkan bau yang tidak enak dalam minyak.

Prinsip proses deodorisasi, yaitu penyulingan minyak dengan uap panas

dalam tekanan attmosfer atau keadaan pakum. Hanya saja untuk

biodiesel, proses ini tidak di perlukan.

C. PROSES PRODUKSI BIODIESEL

1. Skala Laboratorium

Pada proses produksi biodiesel skala laboratorium , reaktan yang di

perlukan dapat berupa methanol atau etanol. Jenis katalis yang di gunakan

adalah katalis KOH dan NaOH. Apabila reaktannya methanol maka

perbandingan antara trigdiiserida dan methanol yang di pakai adalah 10 :

1. Katalis yang di gunakan adalah KOH dengan konsentrasi 1 %

berdasarkan bobot minyak yang akan diproses. Sementara itu, apabila di

gunakan pelarut etanol dengan menerapkan 70% akses (kemurnian 100%)

maka perbandingan antara trigliserida dan etanol adalah 5,1 : 1.

Berdasarkan bobot trigleserida yang dip roses maka di gunakan 1,3 %

KOH.

Pada proses produksi skala kecil (laboratorium) reaksi

transesterifikasi dapat di lakukan dalam labu leher 3 (three-neckedflask)

atau bejana lain yang terbuat dari kaca atau plastic berkapasitas 1-2 leter

yang dilengkapi dengan kondensor refluks, thermometer dan saluran

pengambilan sampel. Bejana tersebut di tempatkan pada water bath (bak

11

air) dengan suhu konstan (55-60 °C) pengaduan dilakukan dengan

menggunakan magnetic stirrer atau motor pengaduk yang telah di atur

pada laju pengadukan 150-200rpm.

2. Penggandaan Skala (Scale Up)

Penggandaan skala di perlukan untuk meningkatkan skala produksi

biodiesel dari minyak jarak pagar pada kapasitas laboratorium menjadi

skala yang lebih besar (pilot plant atau industry). Melalui penggandaan

skala akan di peroleh rancangan proses produksi biodiesel kapasitas yang

lebih besar untuk mutu atau kwalitas produk biodiesel yang sama dengan

produksi skala laboratorium.

3. Skala Pilot Plant

Roduksi biodiesel skala pilot palant merupakan pengembangan

dari proses produksi skala laoratorium yang telah oftimal. Proses produksi

biodiesel meliputi tiga tahap, yaitu tanssesterifikasi, terigteserida dengan

alcohol, seperasi hasil ester dan gliserin, serta pencucian dan pengeringan.

Berikut ini di sajikan diagram alir produksi biodiesel skala pilot palant.

4. Skala Industri

Prose biodiesel skala industry dapat di gambarkan pada diagram

proses di bawah ini. Walaupun pelarut yang di gunakan adalah etanol,

tetapi secara keseluruhan alur prosesnya sama bila menggunakan jenis

pelarut alcohol lainnya.

12

Minyak jarak

Pemanasan

Separasi

Transesterifikasi

percampuan

MethanolKatalis

Gliserol Biodiesel kasar

Purifikasi

Biodiesel

Recovery metanol

Untuk proses pembuatan biodiesel secara umum dapat di lihat pada bagan di

bawah ini :

Sedangkan untuk reaksi transsesterifikasinya adalah sebagai berikut :

13

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Dari pembahasan di atas penulis dapat meraik beberapa kesimpulan

sebagai berikut :

1. Tanaman jarak pagar merupakan tanaman yang penuh dengan manfaat

seperti minyaknya sebagai bahan biodiesel, dan bahan baku sabun

jarak, namun kurangnya pengetahuan masyarakat membuat

terhambatnya potensi ini.

2. Biodiesel merupakan salah satu bahan alternative untuk menggatikan

bensin ketika BBM mulai berkurang nantinya.

B. SARAN

Di sarankan kepada semua teman-teman agar mencoba untuk mencari

inovasi baru untuk mencari solusi kekurangan bahan bakar nantinya, agar

tidak hanya biodiesel dari biji jarak saja, melainkan dari bahan yang juga.

14

DAFTAR PUSTAKA

Tim penyusun. 2006. Jarak pagar tanaman penghasil biodiesel. Penebar

Swadaya.Jakarta

http://www.catatan1989.blogspot.com 2009-10-04 14:10:54

15