TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BAKAR NABATI ...database.forda-mof.org/uploads/pemanfaatan6.pdfiv DAFTAR...

TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BAKAR NABATI

BERBASIS LEMAK DAN MINYAK (BIO-DIESEL)

1. Djeni Hendra, M.Si.

2. Santiyo Wibowo, S.TP., M.Si.

3. Novitri Hastuti, S.Hut., M.Sc.

4. Heru Satrio Wibisono, S.Hut.

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KETEKNIKAN KEHUTANAN DAN PENGOLAHAN HASIL HUTAN

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN KEHUTANAN KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN

BOGOR, DESEMBER 2014

ii

TEKNOLOGI PENGOLAHAN

BAHAN BAKAR NABATI BERBASIS LEMAK DAN

MINYAK (BIO-DIESEL)

Bogor, Desember 2014 Menyetujui Koordinator, Ketua Tim Pelaksana, Ir. Totok. K. Waluyo, M.Si Djeni Hendra, MSi NIP. 19600506 1987 1. 004 NIP.19550108 198503 1 001 Mengetahui Mengesahkan Ketua Kelti, Kepala Pusat, Djeni Hendra M.Si Dr. Ir. Rufi’ie, M.Sc NIP.19550108 198503 1 001 NIP. 19601207 198703 1 005

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................. ii

DAFTAR ISI ....................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................ v

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................... vi

Abstrak ............................................................................................... 1

BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................... 2

iii

A. Latar Belakang ..................................................................... 2

B. Tujuan dan Sasaran ............................................................. 3

C. Luaran .................................................................................. 4

D. Hasil yang Telah Dicapai ..................................................... 4

E. Ruang Lingkup ..................................................................... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................ 8

BAB III. METODE PENELITIAN ......................................................... 15

A. Lokasi Penelitian .................................................................. 15

B. Bahan dan Peralatan ........................................................... 15

C. Prosedur Kerja ..................................................................... 15

D. Analisis Data ........................................................................ 18

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................. 19

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................. 40

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 43

LAMPIRAN......................................................................................... 45

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Proses penyempurnaan pembuatan biodiesel .................................. 6

Tabel 2. Sifat fisiko kimia biodiesel standar SNI 04-7182-2006 ..................... 13

Tabel 3. Sifat fisiko kimia minyak mentah (crude oil) dari biji nyamplung,

malapari dan bintaro ......................................................................... 19

Tabel 4. Komposisi asam lemak dari minyak nyamplung, malapari

dan bintaro ....................................................................................... ̀ 20

Tabel 5. Bilangan asam minyak nyamplung (33,96) pada proses

degumming I dan degumming II ....................................................... 21

Tabel 6. Bilangan asam minyak malapari (10,17) pada proses

degumming I dan degumming II ...................................................... 22

Tabel 7. Bilangan asam minyak bintaro (6,33) pada proses

degumming I dan degumming II ...................................................... 22

Tabel 8. Bilangan asam minyak nyamplung sebelum dan sesudah

proses esterifikasi ............................................................................. 24

Tabel 9. Bilangan asam minyak malapari sebelum dan sesudah

proses esterifikasi ............................................................................ 24

Tabel 10. Bilangan asam minyak bintaro sebelum dan sesudah

proses esterifikasi ............................................................................ 25

Tabel 11. Bilangan asam nyamplung sebelum dan sesudah

proses transesterifikasi .................................................................... 26

Tabel 12. Bilangan asam malapari sebelum dan sesudah


Tabel 13. Bilangan asam bintaro sebelum dan sesudah


Tabel 14. Perbandingan data analisis biodiesel nyamplung, malapari

dan bintaro dengan SNI-04-7182-2006 ........................................... 30

Tabel 15. Rangkuman hasil penyempurnaan pembuatan biodiesel ................. 34

Tabel 16. Sifat fisiko kimia biodiesel dari minyak biji nyamplung,

malapari dan bintaro ........................................................................ 36

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur bentonit ............................................................................. 9

Gambar 2. Struktur zeolit ................................................................................. 9

Gambar 3. Diagram alir proses pembuatan biodiesel malapari ........................ 18

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Penyempurnaan biodiesel nyamplung, malapari dan bintaro ...... 46

Lampiran 2. Foto bunga, buah dan biji nyamplung ......................................... 47

Lampiran 3. Foto bunga, buah dan biji malapari ............................................. 47

Lampiran 4. Foto bunga, buah dan biji bintaro ................................................ 47

Lampiran 5. Foto biji nyamplung, malapari dan bintaro

yang sedang dikeringkan ............................................................. 47

Lampiran 6. Foto proses pembuatan biodiesel skala laboratorium ................. 48

Lampiran 7. Foto minyak biodiesel .................................................................. 48

Lampiran 8. Foto mesin ekstraksi minyak sistim semi kontinyu, alat

estran dan proses pengendapan biodiesel skala semi pilot. ....... 48

Lampiran 9. Aplikasi biodiesel nyamplung, malapari dan bintaro ..................... 49

1

Abstrak

Dengan semakin menurun potensi minyak bumi sedang konsumsinya terus menerus meningkat, banyak negara di dunia mulai mengem-bangkan biodiesel. Biodiesel adalah minyak solar yang dibuat dari minyak nabati berbagai macam tumbuhan diantaranya dari tanaman hutan. Tujuan penelitian adalah penyempurnaan proses pembuatan bio-diesel dari biji nyamplung (Callophyllum inophyllum), malapari (Pongamia pinnata), dan bintaro (Carbera manghas). Pada penelitian ini beberapa perlakuan yang dilakukan adalah : 1). Perlakuan awal pada bahan baku 2). Teknik degumming dengan penambahan katalis asam fosfat, dan dilanjutkan dengan penambahan bentonit 3). Proses esterifikasi dengan katalis metanol asam, yang dilanjutkan dengan penambahan zeolit 4). Proses transesterifikasi dengan katalis metanol basa, 5). Pengujian sifat fisiko-kimia bio-diesel sesuai dengan standar SNI 04-7182-2006. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan campuran metanol 15% dan katalis KOH 0,4% menurunkan bilangan asam nyamplung menjadi 0,76 mg basa/g. Bilangan asam malapari mengalami penurunan terbaik pada perlakuan kombinasi metanol 20% dan KOH 0,6%. Perlakuan ini menurunkan bilangan asam menjadi 0,73 mg basa/g sedangkan perlakuan terbaik untuk menurunkan bilangan asam bintaro terjadi pada perlakuan kombinasi antara metanol 20% dengan KOH 0,6% yang dapat menurunkan bilangan asam menjadi 0,47 mg basa/g.

Kata kunci: Nyamplung, malapari, bintaro, minyak biodiesel.

2

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Krisis energi yang melanda dunia telah membangunkan

kesadaran banyak Negara untuk memikirkan jalan keluar dalam

mengatasi sumber energi bahan bakar fosil (BBF). Bahan bakar posil

berupa minyak bumi, batu bara, dan gas alam telah menjadi ke-

butuhan energi terbesar. Konsumsi terhadap BBF tersebut diper-

kirakan oleh Energy Information Administration akan meningkat 57%

dari tahun 2002 hingga 2025. Padahal, disisi lain ternyata cadangan

minyak sumber BBF semakin ber-kurang akibat eksploitasi dan

pemakaian yang sangat besar. Berdasarkan laporan dari Congres-

sional Research Service (CRS) kepada komisi energi, jika tidak ada

perubahan pola konsumsi, cadangan minyak bumi hanya cukup

untuk 30–50 tahun lagi. Untuk menekan pertumbuhan konsumsi BBF

domestik, pemerintah menerbitkan instruksi presiden No.1 tahun

2006 tanggal 25 Januari 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan

bahan bakar nabati (biofuel) sebagai alternatif bahan bakar.

Kebutuhan solar Indonesia dari tahun ke tahun terus naik,

pada tahun 1995 : 15,84 juta kiloliter (ton), tahun 2000 : 21,39 juta

kiloliter, tahun 2005 : 27,05 juta kiloliter dan pada tahun 2010

diperkirakan 34,71 juta kiloliter. Pada tahun 2001, impor solar

34%dari kebutuhan nasional dan pada tahun 2020 mendatang,

diperkirakan Indonesia akan menjadi negara importir bahan bakar

minyak (BBM) secara besar-besaran, (Reksowardoyo, 2005).Dari

kilang minyak lama, Indonesia pada waktu ini masih mampu

memproduksi BBM sebesar 8,7 triliun kubik per hari (Soerawidjaya,

2002) dan akan terus menurun produksinya. Pada tahun 2000,

produksi BBM khususnya solar adalah 15,99 juta kiloliter dan

kebutuhan domestik adalah 21,455 juta kiloliter, sehingga terdapat

3

kekurangan suplai solar sebesar 6,25 juta kiloliter yang penga-

daannya diperoleh dari impor. Kebijakan pengadaan solar dalam

negeri dengan mengandalkan impor adalah keliru karena akan

mengurangi devisa negara, terlebih lagi penjualan solar kepada

masyarakat ataupun industri masih diunjang oleh subsidi (Samiarso,

2001).

Permasalahan pemakaian BBM minyak bumi adalah karena

sifatnya yang tidak dapat dipulihkan (non renewable), oleh karena

itu perlu disubstitusi oleh bahan bakar yang dapat dipulihkan antara

lain yang berasal dari tanaman kehutanan, pertanian dan per-

kebunan. Dihubungkan dengan kebijakan energi nasional dibidang

intensifikasi, keterkaitannya adalah dapat memanfaatkan areal hu-

tan semaksimal mungkin secara intensif dan ekstensif untuk

pengembangan tanaman hutan penghasil energi. Program nasional

diversifikasi energi adalah pengkayaan produksi jenis-jenis bahan

energi baru yang dapat dipulihkan, di antaranya bahan bakar peng-

ganti solar dari minyak nabati (Krause, 2001).

Sehubungan dengan itu, penelitian tentang pemanfaatan

jenis-jenis pohon dari hutan tanaman yang bijinya menghasilkan

minyak sebagai bahan baku pembuatan biodiesel perlu terus

dilakukan dan ditingkatkan. Biodiesel adalah BBM sejenis solar

sebagai bahan bakar mesin diesel, atau otomotif lainnya yang dibuat

dari bahan nabati berupa minyak yang dalam penelitian ini bahan

bakunya adalah minyak dari biji tanaman nyamplung, malapari, dan

bintaro.

B. Tujuan dan Sasaran

1. Tujuan

Tujuan penelitian adalah menyempurnakan teknik pembuatan

biodiesel dari minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro.

4

2. Sasaran

Sasaran penelitian adalah dihasilkannya informasi hasil

pengolahan biodiesel dari biji buah nyamplung, malapari dan bintaro.

C. Luaran

1. Laporan hasil penelitian teknologi pengolahan biodiesel dari

minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro.

2. Draft karya tulis ilmiah.

D. Hasil yangTelah Dicapai

Hasil penelitian 2011 (Sudradjat dkk., 2011) yaitu menunjuk-

kan bahwa rendemen minyak bintaro berkisar antara 36 - 41%.

Meskipun demikian persentase bagian biji dari volume buahnya

sangat kecil (10%) sehingga untuk memperoleh 1 kg biji diperlukan

sekitar 10 kg buah atau 50 kg buah basah. Komposisi jenis asam

lemak dari minyak dan biodiesel bintaro didominasi asam oleat

(38,13%), palmitat (19,68%) dan linoleat (14,19%). Untuk minyak

biodieselnya didominasi metil ester oleat (49,49%), metil ester

palmitat (17,83%) dan metil ester linoleat (17,74%). Hasil uji

degumming minyak bintaro menunjukkan penggunaan H3PO4 mulai

konsentrasi 16% sudah memberikan nilai bilangan asam yang

memenuhi syarat untuk minyak tersebut diolah lanjut menjadi

biodiesel.

Hasil penelitian tahun 2012 (Djeni Hendra dkk., 2012) yaitu

penelitian pembuatan biodiesel dari minyak biji kemiri sunan

mempunyai nilai bilangan asam sebesar 13,65 mg basa/g, kadar

asam lemak bebas (FFA) 6,63%, kadar air 9,6%, densitas 985,49

kg/m³, dan viskositas kinematik sebesar 26,57 mm2/s (cSt). Produksi

biodiesel berbahan baku minyak biji kemiri sunan telah memiliki mutu

yang sesuai dengan persyaratan standar biodiesel (SN-2006) yaitu

kadar air sebesar 0,05%, bilangan asam 0,66 mg basa/g, kadar

asam lemak bebas 0,33%, densitas 874 kg/m3, viskositas kinematik

pada suhu 40oC 4,24 mm2/s (cSt), bilangan iodium 91,20 g I2/100 g,

5

bilangan setana 64 dan rendemen minyak biodiesel yang dihasilkan

sebesar 79,68%.

Hasil Penelitian tahun 2013 (Djeni Hendra dkk., 2013) yaitu

penelitian pembuatan biodiesel dari bahan baku biji malapari

menghasilkan rendemen minyak mentah (crude oil) sebesar 31,66%

dengan nilai bilangan asam sebesar 12,17 mg KOH/g, kadar asam

lemak bebas (FFA) 6,08%, kadar air 9,6%, densitas 865 kg/m³, dan

viskositas kinematik sebesar 26,57mm2/s (cSt). Berdasarkan hasil

penelitian pendahuluan pembuatan minyak biodiesel, perlakuan

degumming I menggunakan penambahan katalis H3PO4 0,25%, yang

dilanjutkan dengan proses degumming II menggunakan campuran

bentonit dan zeolit (0,5% : 0,5%) b/v, esterifikasi menggunakan

campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v) dan trans-

esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan

KOH 0,4% (b/v) memiliki kualitas biodiesel yang cukup baik yaitu :

kadar air sebesar 0,048%, bilangan asam 0,82 mg basa/g, densitas

886 kg/m3, viskositas kinematik 5,41 mm2/s (cSt), Bilangan

penyabunan 196,24 mg basa/g, Kadar ester alkil 104,55% massa,

bilangan iodium 48,73 g I2/100 g, Bilangan setana 63,15, dan titik

nyala 111,5 0C. Minyak biodiesel yang dihasilkan kualitasnya masih

ada yang belum memenuhi persyaratan biodiesel (SNI-2006), dan

ada sedikit kelemahannya yaitu tidak bisa digunakan B-100 pada

daerah yang mempunyai suhu rendah.

E. Ruang Lingkup

Lingkup kegiatan ini mencakup penyempurnaan pengolahan

biji buah nyamplung, malapari dan bintaro menjadi minyak biodiesel,

analisis karakteristik sifat fisiko-kimia biodiesel. Lingkup penyem-

purnaan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

6

Tabel 1. Proses penyempurnaan pembuatan biodiesel

No. Bahan baku Aspek yang disempurnakan

Teknik

1. 2. 3.

Nyamplung Malapari Bintaro

1. Bilangan asam 2. Viskositas 3. Densitas 1. Bilangan asam 2. Viskositas 3. Densitas 4. Bilangan penya-

bunan 1. Densitas 2. Bilangan penya-

bunan 3. Kadar abu

1. Pengukusan, pengeri-ngan dan ekstraksi

2. Deguming dengan H3PO4 0,75%. 1,5%, dan 2,0% yang dilanjutkan dengan penambahan bentonit 1%, 1,5% dan 2,5%.

3.Teknik esterifikasi dengan campuran metanol teknis dan HCl teknis 1% (v/v) yang dilanjutkan dengan penambahan zeolit 0,5%, 1% dan 1,5%.

4. Teknik transesterifikasi dengan campuran meta-nol teknis dan KOH teknis yang direaksikan selama 30 menit pada suhu 60-70o C.

1. Pengukusan, penge-

ringan dan ekstraksi 2. Deguming dengan H3PO4

0,5%. 1%, dan 1,5% yang dilanjutkan dengan pe-nambahan bentonit 1%, 1,5% dan 2%.


4. Teknik transesterifikasi dengan campuran meta-nol teknis dan KOH teknis yang direaksikan selama 30 menit pada suhu 60-70oC.

1. Pengukusan, pengeri-

ngan dan ekstraksi 2. Deguming dengan H3PO4

0,5%, 0,75% dan 1%

7

yang dilanjutkan dengan penambahan bentonit 1%, 1,5% dan 2%.


4. Teknik transesterifikasi dengan campuran meta-nol teknis dan KOH teknis yang direaksikan selama 30 menit pada suhu 60-70oC.

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Biodiesel

Biodiesel pada umumnya diklasifikasikan sebagai mono-alkil

ester dari lemak atau minyak yang mempunyai potensi sangat besar

untuk dikembangkan sebagai bahan bakar karena mempunyai

banyak keuntungan dari segi lingkungan. Keuntungan penggunaan

biodiesel diantaranya adalah dapat diperbaharui, penggunaan energi

lebih efisien, dapat menggantikan penggunaan bahan bakar diesel

dan turunannya dari bahan bakar minyak serta dapat digunakan

pada kebanyakan motor diesel dengan tidak perlu modifikasi, dapat

mengurangi emisi/CO2 yang menyebabkan pemanasan global,

mengurangi emisi gas beracun dari knalpot, bersifat “biodegradable”

dan mudah digunakan (Tyson, 2004). Biodiesel telah sukses

diproduksi di banyak negara, tetapi di Indonesia ada masalah yang

berkaitan dengan penyediaan bahan baku. Oleh karena itu, pene-

litian produksi biodiesel dari sumber-sumber lain yang selama ini

belum terpikirkan untuk dimanfaatkan perlu ditingkatkan.

Kejernihan suatu minyak dipengaruhi oleh zat warna yang

terkandung dalam minyak. Proses bleaching dimaksudkan untuk

menghilangkan zatwarna yang tidak disukai dalam minyak. Pigmen

dalam minyak terdiri atas dua golongan yakni zat warna alamiah dan

zat warna hasil degradasi zat warna alamiah.

Sabun dan komponen logam dapat dipisahkan dengan baik

pada proses bleaching. Bleaching dilakukan dengan cara adsorpsi

dan chelasi. Adsorpsi dilakukan dengan cara mencampur minyak

dengan sejumlah kecil adsorben (Ketaren, 1986). Salah satu

adsorben yang dapat digunakan untuk proses bleaching minyak

pada penelitian ini adalah bentonit dan zeolit.

9

Gambar 1. Struktur bentonit

Bentonit adalah nama dagang untuk sejenis lempung yang

mengandung mineral montmorilonit (pembangun struktur bentonit).

Di Inggris nama bentonite ditunjukkan untuk sejenis lempung dari

mineral montmorilonit-natrium, sedangkan dari jenis mineral

monmorilonit-kalsium disebut fuller earth (lempung pembersih).

Rumus kimia: (MgCa)O.Al2O3.5SiO2.nH2O, dengan nilai n sekitar 8.

Bentonit berwarna dasar putih sedikit kecoklatan, kemerahan atau

kehijauan tergantung dari jenis komposisi mineralnya.Selain itu juga

bersifat sangat lunak, ringan, mudah menyerap air dan dapat me-

lakukan pertukaran ion.

Gambar 2. Struktur zeolit

10

Zeolit adalah senyawa zat kimia alumino-silikat berhidrat

dengan kation natrium, kalium dan barium. Rumus kimia:

M2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O. Secara umum, zeolit memiliki molekular

sruktur yang unik, dimana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen

sehingga membentuk semacam jaringan dengan pola yang teratur.

Beberapa tempat di jaringan ini, atom silikon digantikan dengan atom

aluminium, yang hanya terkoordinasi dengan 3 atom oksigen. Atom

aluminium ini hanya memiliki muatan 3+, sedangkan silikon sendiri

memiliki muatan 4+. Keberadaan atom aluminium ini secara

keseluruhan akan menyebabkan zeolit memiliki muatan negatif.

Muatan negatif inilah yang menebabkan zeolit mampu mengikat

kation. Zeolit juga sering disebut sebagai molecular sieve atau

molecular mesh (saringan molekuler) karena zeolit memiliki pori-pori

berukuran melekuler sehingga mampu memisahkan atau menyaring

molekul dengan ukuran tertentu. Zeolit mempunyai beberapa sifat

antara lain mudah melepas air akibat pemanasan, mudah melepas

kation dan diganti dengan kation lainnya.

B. Nyamplung

Nyamplung (Callophyllum inophyllum) mempunyai nama

daerah bintangor, bintol, mentangur, penanga di Sumatera, bunut,

nyamplung, bintangur, sulatri, punaga di Jawa, bataoh, bentangur,

butoo, jampelung, jinjit, mahadingan, maharunuk di Kalimantan,

betau, bintula, dinggale, pude, wetai di Sulawesi, balitoko, bintao,

bitaur, petaule di Maluku, dan bentango, gentangir, mantau,

samplong di NTT. Dijelaskan pula bahwa daerah penyebaran di

Indonesia meliputi Sumatera Barat, Riau, Jambi, Sumatera Selatan,

Lampung, Jawa, Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Sulawesi,

Maluku dan Nusa Tenggara Timur. Tanaman nyamplung tumbuh di

hutan tropis dengan curah hujan A dan B, pada tanah berawa dekat

pantai sampai pada tanah kering berbukit-bukit sampai ketinggian

800 m dari permukaan laut.

http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia

11

Buah nyamplung berbentuk bulat seperti peluru dengan ujung

berbentuk lancip berwarna hijau terusi selama masih bergantung

pada pohon tetapi menjadi kekuning-kuningan atau berwarna

seperti kayu yang sudah luruh setelah masak, daging buahnya

tipis yang lambat laun menjadi keriput, rapuh dan mengelupas, di

dalamnya terdapat sebuah inti yang berwarna kuning terutama jika

dijemur. Biji digunakan untuk mengobati kudis, bila dimakan akan

mengakibatkan mabuk bahkan kematian, akan tetapi minyaknya

dapat digunakan untuk menyembuhkan borok dan penumbuh rambut

dan untuk penerangan. Inti (kernel) nyamplung mempunyai kan-

dungan minyak yang sangat tinggi yaitu sebesar 71,4% pada inti

yang kering dengan kadar air 3,3%, 40-73% (Soerawidjaja, 2005),

55,5% pada inti yang segar dan 70,5% pada inti yang benar-benar

kering (Greshoff dalam Heyne, 1987).

C. Malapari.

Malapari (Pongamia pinnata) adalah pohon berukuran sedang

yang umumnya mencapai ketinggian sekitar 8 meter dan diameter

batang lebih dari 50 cm. Batang umumnya singkat dengan cabang

tebal menyebar ke mahkota hemispherical padat daun hijau gelap.

Kulit adalah abu-abu tipis cokelat keabu-abuan, dan kuning di dalam.

Akar pohon malapari tebal dan panjang, akar lateral banyak dan

berkembang dengan baik. Daun menyirip majemuk terdiri dari 5 atau

7 selebaran yang diatur dalam 2 atau 3 pasang, dan leaflet terminal

tunggal. Leaflet adalah 5-10 cm panjang, 4-6 cm lebar, dan

menunjuk ujung. Bunga berwarna merah muda, ungu muda, atau

putih.Polong yang elips, 3-6 cm panjang dan 2-3 cm lebar, tebal

berdinding dan biasanya mengandung satu sampai tiga biji.

Distribusi alami pongamia disepanjang pantai dan tepi sungai.

Malapari tumbuh subur di daerah yang memiliki curah hujan tahunan

berkisar antara 500 sampai 2500 mm, pada suhu maksimum

berkisar 27-38oC dan 1 minimum menjadi 160C. Distribusi alami

12

malapari disepanjang pantai dan tepi sungai dan tidak tidak tumbuh

dengan baik pada pasir kering. Hal ini umumnya di sepanjang

saluran air atau seashores, dengan akarnya dalam air tawar atau

garam.

Minyak ini memiliki rasa pahit dan aroma yang menyengatkan,

sehingga tidak dapat dimakan. Di India, minyak ini digunakan

sebagai bahan bakar untuk memasak dan lampu, minyak ini juga

digunakan sebagai pelumas, cat binder, pestisida, pembuatan sabun

dan penyamakan kulit. Minyak ini dikenal sebagai obat tradisional

untuk pengobatan rematik, penyakit kulit manusia maupun hewan

dan efektif dalam meningkatkan pigmentasi kulit yang terkena

leucoderma atau kudis. Minyak dari malapari juga dapat digunakan

sebagai bahan baku pada pembuatan biodiesel pengganti solar.

D. Bintaro

Tanaman bintaro (Carbera manghas L.), di daerah Manado di-

sebut Goro-goro, di Banten disebut Kadong, di Ujung Pandang di-

sebut Lambuto, di daerah Sunda dan Jawa namanya Bintaro,

sedang di Bali disebut Kenyeri putih. Pohonnya agak bengkok, pada

lazimnya tidak lebih tinggi dari pada 15 meter, terdapat cukup

banyak terutama sepanjang tepi sungai, seringkali sedemikian jauh

menghulu sehingga kepayauan air tidak lagi dapat dirasakan.

Merupakan suatu pohon yang nilai ekonominya kecil. Akarnya

digunakan sebagai obat pencahar. Kayunya yang putih, rapuh

menghasilkan arang yang ringan, sangat halus dan berguna untuk

pembuatan mesiu. Daun mudanya oleh beberapa orang di daerah

Ambon dimasak sebagai sayur dan mempunyai khasiat sebagai

pencahar yang lunak.

Bentuk buah bintaro bulat seperti buah apel, dialpisi dengan

kulit yang tipis, di bawahnya terdapat suatu zat dari benang-benang

seperti seperti kayu, kasar dan ditengahnya terdapat biji yang putih.

Bijinya berbahaya bagi manusia dan hewan, tetapi di Maluku orang

13

beranggapan bahwa buah yang mentah atau bijinya dapat me-

nyebabkan sesak napas yang berat (Rumphius). Bahwa biji itu satu-

satunya bagian dari Cerbera yang beracun, inti biji yang masak dan

segar mengandung cerberine 0,6 - 1% dan zat pahit yang tak

berbentuk yang beracun, odolline. Dari biji yang masak dapat diambil

minyaknya untuk lampu. Selain untuk dibakar minyak itu digunakan

juga di Parahyangan Selatan untuk memasak benang guna

penyerapan zat-zat warna. Di daerah Riau, digunakan sebagai obat

terhadap kudis.

E. SNI 04-7182-2006

Standar Nasional Indonesia biodiesel adalah acuan untuk

mendapatkan biodiesel yang dapat digunakan untuk mesin diesel

tanpa merusak komponen-komponen permesinan. Parameter SNI

yang dijadikan standar antara lain dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 2. Sifat fisiko kimia biodiesel standar SNI 04-7182-2006

No. Parameter (Parameters)

Satuan (Unit)

Metode Uji (Test method)

Nilai Standar (Standard

value)

1. Massa jenis pada 40oC (Density)

kg/m3 ASTM D.1298 850-890

2. Viskositas kinematik pada 40oC (Cinematic viscosity)

mm2/s(cSt)

ASTM D.445 2,3-6,0

3. Bilangan setana (Cetane number)

- ASTM D.613 Min. 51

4. Titik nyala (Flash point)

oC ASTM D.93 Min. 100

5. Titik kabut (Dew point)

oC ASTM D.2500 Maks. 18

6. Korosi kepingan tembaga (3 jam ; 50o

C) (Corosion)

- ASTM D.130 Maks. no 3

14

No. Parameter (Parameters)

Satuan (Unit)

Metode Uji (Test method)

Nilai Standar (Standard

value)

7. Residu karbon dalam contoh asli (Carbon residue)

% massa

ASTM D.4530

Maks. 0,05

8. Air dan sedimen (Water and sediment)

% volume ASTM D1796 Maks. 0,05

9. Suhu distilasi 90% (Distillation temp.)

oC ASTM D.1160 Maks. 360

10. Abu tersulfatkan (Sulphonated ash)

% massa ASTM D.874 Maks. 0,02

11. Belerang (Sulphur)

ppm-m (mg/kg)

ASTM D.1266 Maks. 100

12. Fosfor (Phospor)

ppm-m (mg/kg)

ASTM D.1091 Maks. 10

13. Bilangan asam (Acid number)

mg KOH/g AOCS Cd 3d-63

Maks. 0,8

14. Gliserol bebas (Free glycerol)


15. Gliserol total (Total glycerol)


16. Kadar ester alkil (Alcyl ester)

% massa SNI 04-7182-2006

Min. 96,5

17 Bilangan iodium (Iod number)

% massa (g I2/100

g)

AOCS Cd 1-25

Maks. 115

18. Uji Halphen (Halphen test)

- AOCS Cd 1-25 Negatif

15

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Lokasi Penelitian

Penelitian pembuatan biodiesel dari biji nyamplung (Callo-

phyllum inophyllum) malapari (Pongamia pinnata),dan bintaro

(Carbera manghas), dilakukan di Laboratorium Pengolahan Kimia

dan Energi Hasil Hutan, Pusat Litbang Keteknikan Kehutanan dan

Pengolahan Hasil Hutan Bogor. Pengambilan biji nyamplung, mala-

pari dan bintaro dilaksanakan di daerah Jawa Barat dan Jawa

Tengah.

B. Bahan dan Peralatan

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji

buah nyamplung, malapari dan bintaro. Bahan kimia yang digunakan

antara lain metanol teknis, etanol pa, asam klorida teknis, air suling,

asam asetat, natrium tio sulfat, kalium yodida, natrium hidroksida,

kalium hidroksida, phenol phtaelin (PP) dan lain-lain.

Peralatan yang digunakan antara lain mesin pengepres biji

sistem semi kontinyu dan pres hidrolik manual, alat destilasi, kompor

listrik, pengaduk (stirer), desikator, penangas air, labu ukur, pH

meter, piknometer, erlenmeyer asah, timbangan kasar, neraca

sartorius, oven, pendingin tegak, pipet, corong pemisah, viscometer.

C. Prosedur Kerja

1. Ekstraksi minyak

Ada 2 cara ekstraksi biji untuk memperoleh minyak yaitu

dengan cara biji yang telah dikupas, dikukus, dikeringkan dan digiling

halus kemudian di pres menggunakan mesin kempa hidrolik

(manual) kapasitas 8 kg dan jika bahan baku banyak dapat

16

menggunakan mesin pres sistem ekstruder semi kontinyu dengan

kapasitas 50 kg/jam.

2. Perlakuan degumming

a. Minyak nyamplung

Perlakuan degumming I yaitu mereaksikan minyak mentah

(crude oil) dengan larutan H3PO4 pada konsentrasi 0,75%,

1,50% dan dan 2,00% (v/v), dipanaskan pada suhu antara

600C-700C selama 30 menit sambil diaduk, dilanjutkan

perlakuan degumming II yaitu minyak bersih (refined oil)

ditambahkan dengan bentonit 1,00% ;1,50% dan 2,50%

sambil diaduk dengan kecepatan tinggi.

b. Minyak malapari



1,00% dan dan 1,50% (v/v), dipanaskan pada suhu antara

600C-700C selama 30 menit sambil diaduk, dilanjutkan

perlakuan degumming II yaitu minyak bersih (refined oil)

ditambahkan dengan bentonit 1,00%; 1,50% dan 2,00%

sambil diaduk dengan kecepatan tinggi.

c. Minyak bintaro



0,75% dan 1,00% (v/v), dipanaskan pada suhu antara 600C-

700C selama 30 menit sambil diaduk, dilanjutkan perlakuan

degumming II yaitu minyak bersih (refined oil) ditambahkan

dengan bentonit 0,50%; 1,00 % dan 1,50% sambil diaduk

dengan kecepatan tinggi.

3. Proses esterifikasi

a. Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol teknis

10%, 15% dan 20% (v/v) dengan HCl 1% (v/v), lalu dimasukkan

ke dalam erlenmeyer leher tiga kapasitas 2000 ml yang berisi

minyak. Erlenmeyer leher tiga dilengkapi dengan kondensor

17

untuk mengkondensasi uap metanol agar masuk kembali ke

dalam erlenmeyer, sehingga minyak dengan katalis metanol

asam akan bereaksi dengan sempurna.

b. Campuran direaksikan pada suhu 60o C selama 1 jam.

c. Campuran dipisahkan, kemudian ditambahkan zeolit dengan

konsentrasi 0,5% ; 1% dan 1,5%.

d. Selanjutnya campuran tersebut dimasukkan ke dalam wadah

sentrifugal dan diputar selama 5 menit dengan kecepatan 800

rpm, dan selanjutnya minyak dipisahkan dari endapannya.

4. Proses transesterifikasi

a. Proses transesterifikasi digunakan campuran katalis metanol tek-

nis 10%, 15% dan 20% dengan KOH 0,2%, 0,4% dan 0,6% (b/v)

dimasukan ke dalam erlenmeyer leher tiga kapasitas 2000 ml

yang berisi minyak dengan waktu reaksi selama 30 menit pada

suhu 600 C.

b. Setelah reaksi transesterifikasi selesai, biodiesel yang terbentuk

dimasukkan ke dalam wadah sentrifugal dan selanjutnya diputar

selama 5 menit dengan kecepatan 800 rpm.

5. Pencucian dan pemurnian minyak biodiesel

a. Minyak biodiesel dicuci menggunakan larutan asam asetat 0,5%

(jika larutan terlalu basa), dilanjutkan pencucian dengan meng-

gunakan air hangat sebanyak 30% dari minyak biodiesel (metil

ester).

b. Minyak biodiesel dimurnikan dengan cara dipanaskan pada suhu

1050 C sampai penampakan minyak jernih dan tidak ada busa

diatas permukaan minyak.

6. Analisis sifat fisiko-kimia biodiesel

Analisis meliputi sifat fisiko-kimia biodiesel sesuai standar SNI

04-7182-2006 antara lain :kadar air dan sedimen, viskositas,

densitas, abu tersulfatkan, bilangan iod, bilangan penyabunan,

18

bilangan asam, gliserol bebas, titik nyala, bilangan setana dan

rendemen biodiesel.

C. Analisis Data

Analisis data dilakukan secara deskriptif yaitu memban-

dingkan hasil dengan standar dari SNI biodiesel 04-7182-2006.

Gambar 3. Diagram alir proses pembuatan biodiesel malapari

Pengeringan

Biodiesel

Analisis bilangan asam

Buah nyamplung, malapari dan bintaro

Sinar matahari

Pengempaan

DegummingI (H3PO4) dan II (bentonit)

Esterifikasi + zeolit

Penghilangan air

Pengupasan dan pengukusan

Pencucian

Transesterifika

si



mmmasamasam - Bilangan asam

- Densitas

- Kadar air

- Bilangan iod

- Bilangan penyabunan

- Bilangan ester

- Viskositas

- Bilangan setana

- Rendemen biodiesel

- Uji coba bahan bakar

biodiesel


19

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pembuatan Biodiesel Skala Laboratorium

1. Rendemen

Rendemen minyak mentah (crude oil) yang dihasilkan dari

proses ekstraksi dengan sistem hidraulik manual yaitu biji nyamplung

sebesar 42,35% dengan penampakan minyak hijau tua, malapari

27,64% dengan penampakan minyak coklat tua dan minyak bintaro

38,78% dengan penampakan berwarna kuning agak gelap. Hal ini

menunjukkan bahwa masih banyaknya kandungan gum (getah) atau

lendir yang terdiri dari fosfatida, protein, karbohidrat dan resin yang

terkandung dalam minyak. Sifat fisiko kimia minyak mentahdari biji

nyamplung, malapari dan bintaro dapat dilihat pada Tabel 2. dan

Tabel 3. menunjukkan komposisi asam lemak dari minyak nyam-

plung, malapari, dan bintaro.

Tabel 3. Sifat fisiko kimia minyak mentah (crude oil) dari biji nyam-

plung, malapari dan bintaro

No Parameter Satuan Nyamplung

Malapari

Bintaro

1 Densitas Kg/m3 944 964 910

2 Viskositas kinematik pada 40

oC

mm2/s (cSt) 46,27 38,6 6,63

3 Kadar air dan sedimen % volume 1,25 % 2,74 2,48

4 Bilangan Iod g I2/100 g 86,42 65,04 74,10

5 Kadar abu % massa 0,58 0,64 0,51

6 Bilangan asam mg basa/g 33,96 10,17 6,33

7 Rendemen % massa 42,35 27,64 38,78

8 Penampakan minyak - Hijau tua Coklat tua Kuning

agak gelap

20

Tabel 4. Komposisi asam lemak dari minyak nyamplung, malapari dan bintaro

Komponen Minyak

nyamplunga) Minyak

malaparia) Minyak bintaroa)

Asam Miristat (C14:0) 0,09 0,03 -

Asam Palmitat (C16:0) 14,26 11,93 19,68

Asam stearat (C18) 19,96 3,60 5,33

Asam Oleat (C 18:1) 37,57 22,61 38,13

Asam Linoleat (C 18:2) 26,33 16,26 14,19

Asam Linolenat (C 18:3) 0,27 5,55 0,19

Asam Arachidat (C20) 0,94 1,06 -

Asam Erukat (C20:1) 0,72 1,46 -

Asam behenat (C22:0) 0,83 11,15 -

Asam Lignoserat (C 24) - 3,48 -

Keterangan : a) Hasil analisis menggunakan gas kromatografi (GC)

Komposisi jenis asam lemak dari minyak Nyamplung

didominasi asam oleat (37,57%), palmitat (14,26%), linoleat

(26,33%), dan stearat (19,96). Total keseluruhan dari 4 jenis asam

lemak utama mencapai 98,12%, komposisi jenis asam lemak dari

minyak malapari didominasi asam oleat (22,61%), palmitat (11,93%),

linoleat (16,26%), dan stearat (3,60%). Total keseluruhan dari 4 jenis

asam lemak utama mencapai 54,40%, komposisi jenis asam lemak

dari minyak bintaro didominasi asam oleat (38,13%), palmitat

(19,68%), linoleat (14,19%), dan stearat (5,33%). Total keseluruhan

dari 4 jenis asam lemak utama mencapai 77,33%.

2. Degumming (Pemisahan getah)

Bilangan asam minyak nyamplung terendah terdapat pada

perlakuan degumming I dengan penambahan katalis H3PO4 1,50%

sebesar 31,11 mg basa/g, yang dilanjutkan dengan degumming II

menggunakan bentonit 1,50% ( b/v), sebesar 14,07 mg basa/g,

21

sedangkan bilangan asam tertinggi terdapat pada penambahan

katalis H3PO4 0,75% sebesar 33,24mg basa/g yang dilanjutkan

dengan degumming II menggunakan bentonit 1,00% (b/v), sebesar

19,30 mg basa/g (Tabel 5.). Kondisi minyak seperti ini akan menye-

babkan tingginya viskositas, densitas, dan akan menghambat proses

reaksi estrans.

Tabel 5. Bilangan asam minyak nyamplung (33,96 mg basa/g) pada

proses degumming I dan degumming II

H3PO4

Bilangan asam

degumming I (mg basa/g)

bentonit (%)

Bilangan asam

degumming II (mg basa/g)

% FFA

0,75% 33,24 1,00 19,30 9,65

1,50% 31,11 1,50 14,07 7,03

2,00% 32,16 2,50 16,62 8,31

Keterangan :

FFA = Asam lemak bebas

Bilangan asam minyak malapari terendah terdapat pada

perlakuan degumming I dengan penambahan katalis H3PO41,50%




katalis H3PO4 0,50% sebesar 10,03 mg basa/g yang dilanjutkan


7,25 mg basa/g(Tabel 6.). Kondisi minyak malapari seperti ini akan

menyebabkan tingginya viskositas, densitas, bilangan penyabunan.

22

Tabel 6.Bilangan asam minyak malapari (10,17 mg basa/g) pada proses degumming I dan degumming II

H3PO4 Bilangan asam

deguming I (mg basa/g)

bentonit (%)

Bilangan asam

deguming II (mg basa/g)

% FFA

0,50% 10,03 1,00 7,25 3,62

1,00% 9,28 1,50 6,59 3,29

1,5% 9,11 2,00 6,42 3,21

Keterangan :


Bilangan asam minyak bintaro terendah terdapat pada

perlakuan degumming I dengan penambahan katalis H3PO4 0,75%




katalis H3PO4 0,50% sebesar 5,32 mg basa/g yang dilanjutkan


3,49 mg basa/g (Tabel 7.).

Tabel 7. Bilangan asam minyak bintaro (6,33 mg basa/g) pada

proses degumming I dan degumming II

H3PO4

Bilangan asam

degumming I (mg basa/g)

bentonit (%)

Bilangan asam

degumming II (mg basa/g)

% FFA

0,50% 5,32 1,00 3,49 1,74

0,75% 4,15 1,50 2,28 1,14

1,00% 4,60 2,00 3,45 1,72

Keterangan :


23

3. Esterifikasi

Esterifikasi merupakan salah satu tahapan dalam pembuatan

biodiesel yang bertujuan untuk menurunkan bilngan asam lemak

bebas pada minyak nabati yang digunakan untuk bahan baku pada

pembuatan biodiesel.

Proses esterifikasi menggunakan katalis dari campuran

metanol teknis dengan HCl. Jumlah yang ditambahkan pada saat

proses esterifikasi yaitu 10%, 15% dan 20% yang dicampur dengan

1% HCl, jika bilangan asam tinggi sekali, penggunaan metanol

dapat dihitung berdasarkan nisbah molar 20:1 terhadap asam lemak

bebas (Canaki dan Gerpen, 2001). Penggunaan metanol dengan

nisbah molar 20:1 terhadap FFA ini dinilai paling efektif untuk

esterifikasi FFA. Jumlah katalis metanol tersebut dibuat berlebih agar

menghindari reaksi bolak-balik.

Penurunan bilangan asam atau kadar asam lemak bebas

dalam biodiesel dapat dilakukan melalui proses esterifikasi. Menurut

Sonntag (1981), proses esterifikasi terjadi bila asam lemak di-

reaksikan dengan gliserol atau alkohol dan membentuk ester serta

melepaskan molekul air.

R1COOH + CH3OH ⇄ R1COOCH3 + H2O

Asam lemak bebas Metanol Metil Ester Air

Bilangan asam hasil proses esterifikasi turun sangat signifikan

dibandingkan bilangan asam sebelum esterifikasi (Tabel 4, 5, dan 6).

Penurunan bilangan asam tertinggi pada minyak bersih

(refined oil) nyamplung yangn terdapat pada perlakuan pemberian

campuran katalis metanol 20% (v/v) dengan HCl 1% (v/v) dan

dengan penambahan zeolit 1,50% (b/v) yaitu sebesar 2,43 mg

basa/g (Tabel 8).

24

Tabel 8. Bilangan asam minyak nyamplung sebelum dan sesudah

proses esterifikasi

Bilangan asam sebelum

esterifikasi (mg basa/g)

Konsentrasi metanol

(%)

Konsentrasi HCl (%)

Penam-bahan

zeolit (%)

Bilangan asam setelah

eterifikasi (mg basa/g)*)

14,07 10 1 0,50 4,10

14,07 15 1 1,00 3,29

14,07 20 1 1,50 2,43

Keterangan :

*) = Esterifikasi dilakukan dua kali


(refined oil) malapari terdapat pada perlakuan pemberian campuran

katalis metanol 20% (v/v) dengan HCl 1% (v/v) dan dengan penam-

bahan zeolit 1,50% (b/v) yaitu sebesar 1,55 mg basa/g (Tabel 9).

Tabel 9. Bilangan asam minyak malapari sebelum dan sesudah

proses esterifikasi


esterifikasi (mg basa/g

Konsentrasi metanol

(%)

Konsentrasi HCl (%)

Penam- bahan

zeolit (%)

Bilangan asam setelah


6,42 10 1 0,50 2,67

6,42 15 1 1,00 1,80

6,42 20 1 1,50 1,55

Keterangan :

*) = Esterifikasi dilakukan satu kali


(refined oil) bintaro terdapat pada perlakuan pemberian campuran

katalis metanol 20% (v/v) dengan HCl 1% (v/v) dan dengan penam-

bahan zeolit 0,50% (b/v) yaitu sebesar 1,24 mg basa/g (Tabel 10).

25

Tabel 10. Bilangan asam minyak bintaro sebelum dan sesudah

proses esterifikasi


esterifikasi (mg basa/g

Konsentrasi metanol

(%)

Konsentrasi HCl (%)

Penam- bahan

zeolit (%)

Bilangan asamsetelah


3,09 10 1 0,50% 1,55

3,09 15 1 1,00% 1,46

3,09 20 1 1,50% 1,24

Keterangan :

*) = esterifikasi dilakukan satu kali

Proses esterifikasi menghasilkan produk dengan dua lapisan

yang sangat berbeda, sehingga mudah dipisahkan. Lapisan atas

adalah gliserol dan sisa metanol asam sedangkan lapisan bagian

bawah adalah campuran metil ester dan pengotor, dan selanjutnya

didekantasi (aging) minimal 3 jam agar terjadi pemisahan antara

metil ester dengan gliserol secara sempurna.

Keberhasilan proses esterifikasi ditentukan oleh beberapa

parameter diantaranya adalah penurunan viskositas, densitas dan

bilangan asam. Proses esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor

diantaranya adalah suhu, kecepatan pengadukan, waktu, rasio molar

metanol-minyak, katalis dan bilangan asam dari bahan baku.

4. Transesterifikasi

Reaksi transesterifikasi merupakan proses reaksi penyem-

purnaan dari pembuatan biodiesel. Pada transesterifikasi, minyak

dan lemak yang belum bereaksi pada proses esterifikasi dikon-

versikan menjadi biodiesel. Jumlah katalis metanol teknis yang

ditambahkan pada saat transesterifikasi dihitung berdasarkan nisbah

molar 10%, 15% dan 20% (v/v) terhadap volume minyak dan

ditambahkan katalis basa (KOH) dengan konsentrasi 0,2%, 0,4%

dan 0,6%. Reaksi transesterifikasi berlangsung selama 30 menit

pada suhu 60oC.

26

Tabel 11, 12 dan 13. menunjukan bahwa bilangan asam minyak

biodiesel sudah memenuhi standar biodiesel (SNI-2006), Hal

tersebut menunjukan bahwa biodiesel yang dihasilkan sedikit sekali

mengandung asam lemak bebas atau hampir seluruh asam lemak

yang ada telah dikonversikan menjadi metil ester.

Bilangan asam biodiesel nyamplung tertinggi terdapat pada

perlakuan pemberian campuran katalis metanol 10% (v/v) dengan

KOH 0,2% (b/v) yaitu sebesar 0,80 mg basa/g, sedangkan terendah

terdapat pada perlakuan pemberian campuran katalis metanol 15%

(v/v) dengan KOH 0,4% (b/v) yaitu sebesar 0,76 mg basa/g (Tabel

11)

Tabel 11. Bilangan asam nyamplung sebelum dan sesudah proses

transesterifikasi


transesterifikasi (mg basa/g)

Konsentrasi metanol

(%)

Katalis KOH (%)

Bilangan asam

sesudah transeterifikasi (mg basa/g)

Rendemen (%)

2,43 10 0,2% 0,80 79,40

2,43 15 0,4% 0,76 78,02

2,43 20 0,6% 0,78 78,65

Bilangan asam biodiesel malapari tertinggi terdapat pada




(v/v) dengan KOH 0,6% (b/v) yaitu sebesar 0,73 mg basa/g (Tabel

12).

27

Tabel 12. Bilangan asam malapari sebelum dan sesudah proses

transesterifikasi



Konsentrasi metanol

(%)

Katalis KOH (%)

Bilangan asam


Rendemen (%)

1,55 10 0,2% 0,79 78,74

1,55 15 0,4% 0,74 78,35

1,55 20 0,6% 0,73 79,95

Bilangan asam biodiesel bintaro tertinggi terdapat pada




(v/v) dan KOH 0,6% (b/v) yaitu sebesar 0,47 mg basa/g (Tabel 13)

Tabel 13. Bilangan asam bintaro sebelum dan sesudah proses

transesterifikasi



Konsentrasi metanol

(%)

Katalis KOH (%)

Bilangan asam


Rendemen (%)

1,24 10 0,2% 0,78 82,50

1,24 15 0,4% 0,72 81,90

1,24 20 0,6% 0,47 79,80

Setelah reaksi transesterifikasi selesai, kemudian dilakukan

proses pencucian. Pencucian ini bertujuan membuang gliserol yang

terbentuk dan melarutkan metanol sisa reaksi. Pencucian dilakukan

selama 3 kali berturut-turut sampai biodiesel yang dihasilkan bersih

dan netral. Indikator keberhasilan proses ini dapat dilihat dari penam-

pakan air limbah pencucian yang jernih dengan pH netral (pH=7).

28

5. Pemurnian dan rendemen minyak biodiesel

Pemurnian minyak biodiesel, pemurnian minyak biodiesel

dilakukan dengan cara memanaskan minyak pada 110oC sambil

diaduk sampai kadar air dalam minyak memenuhi persyaratan

standar biodiesel (SNI-2006) yaitu maksimum sebesar 0,05%. Hal ini

dilakukan agar pada tahap pemurnian biodiesel tidak ditemukan

bahan pengotor dan air yang dapat menurunkan mutu biodiesel.

Rendemen tertinggi dari biodiesel nyamplung setelah pe-

murnian dihasilkan pada proses transesterifikasi yang mengguna-

kan penambahan campuran katalis metanol 10% (v/v) danKOH

0,2%(b/v) yaitu sebesar 79,40%, dan terendah terdapat pada

campuran katalis metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4%(b/v) yaitu

sebesar 78,02%, Perbedaan rendemen biodiesel ini dipengaruhi oleh

faktor katalis, suhu, pencucian dan kandungan minyak asalnya

(Tabel 11).

Rendemen tertinggi dari biodiesel malapari setelah pemurnian

dihasilkan pada proses transesterifikasi yang menggunakan penam-

bahan campuran katalis metanol 20% (v/v) danKOH 0,6% (b/v) yaitu

sebesar 79,74%, dan terendah terdapat pada campuran katalis

metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4%(b/v) yaitu sebesar 78,35%,

Perbedaan rendemen biodiesel ini dipengaruhi oleh faktor katalis,

suhu, pencucian dan kandungan minyak asalnya (Tabel 12).

Rendemen tertinggi dari biodiesel bintaro setelah pemurnian

dihasilkan pada proses transesterifikasi yang menggunakan

penambahan campuran katalis metanol 10%(v/v) dan KOH 0,2%(b/v)

yaitu sebesar 82,50%, dan terendah terdapat pada campuran katalis

metanol 20%(v/v) dan KOH 0,6%(b/v) yaitu sebesar 79,80%.

Perbedaan rendemen biodiesel ini dipengaruhi oleh faktor katalis,

suhu, pencucian dan kandungan minyak asalnya (Tabel 13).

29

6. Analisis minyak biodiesel

a. Bilangan asam

Asam lemak bebas (FFA) merupakan asam karboksilat yang

diperoleh dari hidrolisis suatu lemak atau minyak (Fessenden dan

Fessenden, 1986). Bilangan asam adalah ukuran jumlah FFA yang

dihitung berdasarkan bobot molekul asam lemak atau campuran

asam lemak. Nilai bilangan asam yaitu jumlah milligram basa yang

dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam lemak bebas dari satu

gram minyak atau lemak (Ketaren, 2005). Hasil penelitian menun-

jukkan bahwa proses pembuatan minyak biodiesel dari bahan baku

minyak biji nyamplung, menghasilkan nilai bilangan asam berkisar

antara 0,76–0,80 mg basa/g. Bilangan asam terendah terdapat pada

penambahan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4%

(b/v) sebesar 0,76 mg basa/g (Tabel 10). Malapari menghasilkan

nilai bilangan asam berkisar antara 0,73–0,79 mg basa/g. Bilangan

asam terendah terdapat pada penambahan campuran katalis

metanol 20% (v/v) dan KOH 0,6% (b/v) sebesar 0,73 mg basa/g

(Tabel 11). Bintaro menghasilkan nilai bilangan asam berkisar antara

0,47–0,78 mg basa/g. Bilangan asam terendah terdapat pada


(b/v) sebesar 0,47 mg basa/g (Tabel 12). Nilai bilangan asam ini

memenuhi persyaratan standar biodiesel (SNI-2006) yang

mensyaratkan bilangan asam maximum sebesar 0,8 mg basa/g.

Semakin tinggi bilangan asam pada minyak biodiesel, semakin besar

kemungkinan terjadinya korosi, yang pada akhirnya dapat merusak

komponen mesin diesel yang digunakan.

30

Tabel 14. Perbandingan data analisis bio diesel nyamplung, malapari dan

bintaro dengan SNI-04-7182-2006

Komponen

Bilangan asam (mg

basa/g)

Densitas (kg/m3)

Kadar air (%)

Bilangan iod (g

I2/100g)

Visko-sitas (cSt)

Kadar ester alkil (mg

KOH/g)

Bilangan penya-bunan (mg

KOH/g)

Bilangan setana

Nyamplung** 0,76 878,5 0.08 56,25 5,44 99,74 145,29 71,21

Malapari** 0,73 884 0,24 53,30 4,81 97,25 219,35 59,18

Bintaro** 0,47 870 0,22 78,45 3,30 102,45 178,95 59,15

Batas SNI biodiesel*)

Maks. 0,80

850-890 Maks. 0,05

Maks. 115

2,3-6,0 Min. 96,5

- Min. 51

Keterangan :

*) = SNI Biodiesel 04-7182-2006 ; ** = Hasil analisis minyak biodiesel terbaik.

b. Densitas

Densitas menunjukkan nisbah berat persatuan volume dari

suatu cairan pada suhu tertentu, hasil penelitian skala laboratorium

menunjukkan bahwa :

1. Nilai densitas minyak biodiesel nyamplung, pada perlakuan

transesterifikasi dengan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan

KOH 0,4 % (b/v), yaitu sebesar 887,5 kg/m3.

2. Nilai densitas minyak biodiesel malapari, pada perlakuan trans-

esterifikasi dengan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan KOH

0,6 % (b/v), yaitu sebesar 884 kg/m3.

3. Nilai densitas minyak biodiesel bintaro, pada perlakuan trans-

esterifikasi dengan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan KOH

0,6 % (b/v), yaitu sebesar 870 kg/m3.

Minyak biodiesel dengan nilai densitas melebihi ketentuan

persyaratan standar biodiesel (SNI-2006) yaitu 850–890 kg/m3

(Tabel 14), akan meningkatkan keausan mesin, tingginya emisi, dan

dapat merusak komponen mesin yang berhubungan dengan laju alir

minyak biodiesel.

31

c. Kadar air

Kadar air dalam minyak biodiesel perlu diukur karena air

dapat mempercepat proses reaksi hidrolisis pada biodiesel sehingga

akan meningkatkan bilangan asam, menurunkan pH, dan mening-

katkan sifat korosif. Selain itu pada suhu rendah, air dapat menyu-

litkan pemisahan biodiesel murni pada proses blending.

Hasil penelitian skala laboratorium menunjukkan bahwa :

1. Kadar air minyak biodiesel nyamplung, pada perlakuan trans-

esterifikasi dengan campuran katalis metanol 15% (v/v) dengan

KOH 0,4% (b/v) sebesar 0,08%.

2. Kadar air minyak biodiesel malapari, pada perlakuan trans-

esterifikasi dengan campuran katalis metanol 20% (v/v) dengan

KOH 0,6% (b/v) sebesar 0,24%,

3. Kadar air minyak biodiesel Bintaro, pada perlakuan trans-

esterifikasi dengan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan

KOH 0,4% (b/v) sebesar 0,22%,

Kadar air minyak biodiesel dari bahan baku minyak nyamplung,

malapari dan minyak bintaro mutunya masih di atas ketentuan

persyaratan standar biodiesel (SNI-2006), walaupun demikian kadar

air ini masih bisa diturunkan dengan cara pemanasan pada suhu

1050 C sambil di vakum.

d. Bilangan iodium

Bilangan Iod menunjukkan banyaknya ikatan rangkap dua di

dalam asam lemak penyusun biodiesel (Ketaren, 2005). Asam lemak

yang tidak jenuh dalam minyak dan lemak mampu bereaksi dengan

sejumlah iodium dan membentuk senyawa yang jenuh. Bilangan Iod

dinyatakan sebagai jumlah gram iod yang diserap oleh 100 gram

minyak atau lemak. Berdasarkan hasil analisis skala laboratorium

diperoleh bilangan Iod biodiesel nyamplung sebesar 56,25 g I2/100 g,

malapari 53,30 g I2/100 g, dan bintaro sebesar 78,45 g I2/100 g. Nilai

tersebut masih berada pada kisaran yang disyaratkan standar

biodiesel (SNI-2006), yaitu maksimum 115 g I2/100g. Mesin diesel

32

dengan bahan bakar minyak biodiesel yang memiliki bilangan Iod

lebih besar dari 115 g I2/100g, maka akan terbentuk deposit di

lubang saluran injeksi, cincin piston, dan kanal cincin piston.

Keadaan ini disebabkan lemak ikatan rangkap mengalami ketidak-

stabilan akibat suhu panas sehingga terjadi reaksi polimerisasi dan

terakumilasi dalam bentuk karbonasi atau pembentukan deposit

(Pasae et al., 2010).

e. Viskositas

Viskositas biodiesel tinggi karena adanya ikatan hidrogen

intermolekular dalam asam di luar gugus karboksil. Viskositas meru-

pakan sifat biodiesel yang paling penting karena viskositas mem-

pengaruhi kerja sistem pembakaran bertekanan. Semakin rendah

viskositas maka biodiesel tersebut semakin mudah untuk dipompa

dan menghasilkan pola semprotan yang lebih baik (Sudradjat et.al.,

2010). Menurut persyaratan standar biodiesel (SNI-2006), nilai

viskositas kinematik yang diperbolehkan adalah 1,9–6,0 mm2/s (cSt)

pada suhu 40oC. Berdasarkan hasil analisis nilai viskositas biodiesel

nyamplung sebesar 5,64 mm2/s (cSt), malapari 4,81 mm2/s (cSt) ,

dan bintaro 3,30 mm2/s (cSt). Nilai viskositas biodiesel dipengaruhi

oleh beberpa faktor diantaranya oleh kandungan trigliserida yang

tidak bereaksi dengan metanol, komposisi asam lemak penyusun

metil ester, serta senyawa antara mono-gliserida dan digliserida

yang mempunyai polaritas dan bobot molekul yang cukup tinggi.

Selain itu, kontaminasi gliserin juga mempengaruhi nilai viskositas

biodiesel (Bajpai dan Tyagi, 2006).

f. Ester alkil

Kadar ester alkil dihitung sebagai selisih antara bilangan asam

dan bilangan penyabunan. Meskipun tidak menunjukkan jumlah se-

nyawa ester sebenarnya, tetapi secara teoritis bilangan ini dapat

memperkirakan jumlah asam organik yang sebenarnya sebagai

ester. Berdasarkan hasil penelitian skala laboratorium menunjukkan

33

bahwa kadar ester alkil minyak biodiesel nyamplung sebesar 99,74

mg KOH/g. malapari 97,25 mg KOH/g, dan bintaro 102,45 mg

KOH/g. (Tabel 16). Nilai tersebut juga masih di atas batas minimum

standar biodiesel (SNI-2006) yaitu sebesar 96,5 mg KOH/g. Hasil

penelitian skala laboratorium menunjukan bahwa minyak biodiesel

yang dihasilkan memiliki jumlah asam organik yang tinggi

g. Bilangan penyabunan

Bilangan penyabunan tidak ditetapkan dalam SNI biodiesel,

akan tetapi dapat digunakan untuk menetapkan angka setana bio-

diesel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, bilangan penyabunan

tertinggi terdapat pada minyak biodiesel malapari dengan perlakuan


(b/v) sebesar 219,35 mg KOH/g, sedangkan terendah terdapat pada

minyak biodiesel nyamplung dengan penambahan penambahan

campuran katalis metanol 15% dan KOH 0,4% (b/v) sebesar 145,29

mg KOH/g.

h. Bilangan setana

Bilangan setana merupakan ukuran kualitas pembakaran

bahan bakar diesel, yang menyatakan selisih antara awal injeksi dan

awal terjadinya pembakaran di dalam mesin diesel. Bilangan setana

yang tinggi menandakan pendeknya kelambatan pembakaran

sehingga semakin sedikit jumlah bahan bakar yang terdapat pada

ruang bakar pada saat pembakaran. Bilangan setana dihitung

menggunakan perhitungan setana index yaitu :

B. Pembuatan biodiesel skala semi pilot

Bilangan setana = 46,3 + (5458 / bil. Penyabunan) – ( 0,225 x bil. Iod)

34

i. Penyempurnaan pembuatan biodiesel.

Rangkuman hasil penyempurnaan pembuatan biodiesel dari

bahan baku biji nyamplung, malapari dan bintaro dapat dilihat

pada Tabel 15.

Tabel 15. Rangkuman hasil penyempurnaan pembuatan biodiesel

Parameter Penelitian

tahun 2014 Penelitian

tahun 2011-2013

Bahan baku biji nyamplung

1. Bilangan asam (mg basa/g)

2. Viskositas (mm2/s (cSt))

3. Densitas (kg/m3)

0,76

5,44

878,5

0,86

5,64

887,5

Bahan baku biji malapari

1. Bilangan asam (mg basa/g)

2. Viskositas (mm2/s (cSt))

3. Densitas (kg/m3)

4. Bilangan penyabunan

(mg basa/g)

0,73

4,81

884

219,35

0,82

5,41

886

196,24

Bahan baku biji bintaro

1. Densitas (kg/m3)

2. Bilangan penyabunan

(mg basa/g)

3. Kadar abu (% massa)

870

178,95

0,05

872

242

0,25

Penyempurnaan pembuatan biodiesel dari bahan baku biji

nyamplung, malapari dan bintaro, dengan menggunakan metode ini

dapat menurunkan bilangan asam, viskositas, densitas, bilangan

penyabunan dan kadar abu, kecuali pada bilangan penyabunan

biodiesel malapari yaitu sebesar 219,35 mg basa/g. Besarnya

bilangan penyabunan berbanding terbalik dengan berat molekul

minyak, minyak dengan berat molekul rendah memiliki bilangan

penyabunan yang lebih tinggi (Kataren, 2008).

35

B. Pembuatan Biodiesel Skala Semi Pilot

Berdasarkan hasil penelitian skala laboratorium dapat diterap-

kan dan dijadikan acuan pada proses penyempurnaan pembuatan

biodiesel skala semi pilot dari bahan baku :

1. Minyak kasar (crude oil) nyamplung dengan perlakuan degum-

ming I menggunakan penambahan katalis H3PO4 1,50%, yang

dilanjutkan dengan degumming II menggunakan bentonit 1,50%

(b/v). Esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20%

(v/v) dan HCl 1% (v/v), dilanjutkan dengan penambahan zeolit

1,50%, dan proses transesterifikasi menggunakan campuran

katalis metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4% (b/v).

2. Minyak kasar (crude oil) malapari dengan perlakuan degumming

I menggunakan penambahan katalis H3PO4 1,50%, yang dilanjut-

kan dengan degumming II menggunakan bentonit 2,00 (b/v).

Esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v)

dan HCl 1% (v/v), dilanjutkan dengan penambahan zeolit 1,50%,

dan proses transesterifikasi menggunakan campuran katalis

metanol 20% (v/v) dan KOH 0,6% (b/v).

3. Minyak kasar (crude oil) bintaro dengan perlakuan degumming I

menggunakan penambahan katalis H3PO4 0,75%, yang dilanjut-

kan dengan degumming II menggunakan campuran bentonit dan

zeolit 1,50 b/v. Esterifikasi menggunakan campuran katalis

metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v), dilanjutkan dengan penam-

bahan zeolit 1,50%, dan proses transesterifikasi menggunakan

campuran katalis metanol 15% (v/v) dengan KOH 0,4% (b/v).

36

Tabel 16. Sifat fisiko kimia biodiesel dari minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro

No Parameter Satuan Nyamplung

Malapari

Bintaro

1 Densitas Kg/m3 885 884 869

2 Viskositas kinematik pada 40oC

mm2/s (cSt)

4,90 4,72 3,25

3 Kadar air dan sedimen

% volume 0,05 0,04 0,04

4 Kadar ester alkil % massa 100,12 98,05 101,96

5 Kadar abu tersulfatkan

% massa 0,02 0,08 0,05

6 Bilangan asam mg basa/g 0,74 0,76 0,58

7 Gliserol total % massa 0,224 0,238 0,216

8 Bilangan penyabunan

mg basa/g 158,47 221,42 198,75

9 Bilangan iodium g I2/100 g 56,95 56,45 77,62

10 Bilangan setana - 67,93 58,25 56,30

Degumming pada minyak nyamplung, malapari sedikit

berbeda dengan dengan degumming minyak bintaro, akan tetapi ada

kesamaan sifat fisiko kimianya dengan minyak nyamplung dan

malapari. Minyak nyamplung dan malapari mengandung getah dan

bahan tidak tersabunkan semacam resin yang merupakan turunan

coumarin yang tinggi, juga mengandung asam behenat (C 22:0),

sehingga diperlukan degumming II menggunakan bentonit dan

esterifikasi ditambahkan zeolit.

Bilangan asam pada minyak mentah penting dianalisis karena

walaupun bilangan asam pada minyak dan biodiesel nyamplung,

malapari dan bintaro sudah rendah, tetapi masih ada kemungkinan

terbentuknya asam-asam rantai pendek akibat dari proses oksidasi

37

hasil dekomposisi senyawa peroksida dan hidroperoksida. Hal ini

tentu saja mempengaruhi penyimpanan sehingga pada akhirnya

menurunkan mutu biodiesel. Bilangan asam adalah jumlah milligram

basa/g (KOH atau NaOH) yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-

asam lemak bebas dari 1 gram minyak atau lemak, sedangkan asam

lemak bebas (FFA) merupakan persentasi asam lemak bebas yang

terdapat pada minyak. Bilangan asam pada minyak mentah (crude)

biji nyamplung sebesar 33,96 mg basa/g, malapari 10.17 mg KOH/g

dan bintaro 6,33 mg KOH/g (Tabel 3), dan bilangan asam minyak

biodiesel nyamplung sebesar 0,74 mg basa/g, malapari 0,76 mg

basa/g dan bintaro 0,58 mg basa/g (Tabel 15).

Kandungan air yang tinggi dalam minyak nabati akan

menyebabkan terjadinya hidrolisis yang akan menaikkan kadar asam

lemak bebas dalam minyak nabati. Fukuda et al. (2001), me-

nyatakan bahwa keberadaan air yang berlebihan dapat me-

nyebabkan sebagian reaksi berubah menjadi reaksi saponifikasi

antara asam lemak bebas hasil hidrolisis minyak dengan katalis

basa yang akan menghasilkan sabun. Sabun akan mengurangi

efisiensi katalis sehingga meningkatkan viskositas, terbentuk gel dan

menyulitkan pemisahan gliserol dengan metil ester.

Densitas merupakan massa per unit volume dari suatu cairan

pada suhu tertentu. Densitas minyak dan biodiesel diperlukan untuk

menentukan bilangan setana. Semakin rendah densitas maka

bilangan setana akan semakin tinggi (Srivastava dan Prasad, 2000).

Minyak nabati yang boleh digunakan untuk mesin diesel

harus me-miliki viskositas kinematik di bawah 77,66 cSt (Gubitz et

al., 1999). Viskositas merupakan parameter yang penting untuk

diketahui. Soerawidjaja et al. (2005) menyatakan bahwa viskositas

berpengaruh secara langsung pada pola semburan di bilik

pembakaran sehingga berpengaruh juga pada atomisasi bahan

bakar, efisiensi pembakaran dan faktor ekonomi lainnya.

38

Analisis sifat fisiko kimia biodiesel dari bahan baku minyak biji

nyamplung, malapari dan bintaro yaitu meliputi kadar air, bilangan

asam, kadar asam lemak bebas, densitas, dan viskositas, bilangan

penyabunan, bilangan ester, bilangan iod dan bilangan setana.

Tabel 15 menunjukkan hasil analisis sifat fisiko kimia biodiesel dari

minyak biji nyamplung, malapari dan bintaro pada pembuatan

biodiesel skala semi pilot.

Variable dalam transesterifikasi minyak biji nyamplung,

malapari dan bintaro adalah konsentrasi campuran katalis metanol

basa. Suhu reaksi dan waktu yang digunakan adalah 600C selama

30 menit. Penggunaan waktu reaksi ini didasarkan bahwa laju reaksi

transesterifikasi tercepat terjadi pada 15 menit pertama dan

rendemen hampir tidak berubah setelah 30 menit. Parameter uji

yang digunakan adalah bilangan asam, viskositas kinematik,

densitas, kadar air dan rendemen minyak biodiesel. Semakin rendah

bilangan asam biodiesel, semakin baik mutu biodiesel karena

keasaman biodiesel dapat menyebabkan korosi dan kerusakan pada

mesin diesel. Menurut persyaratan standar biodiesel (SNI-2006)

untuk bahan bakar minyak biodiesel, bilangan asam yang dibolehkan

ialah kurang dari 0,8 mg KOH/g.

Viskositas biodiesel tinggi karena adanya ikatan hidrogen

intermolekular dalam asam luar gugus karboksil. Nilai viskositas

sebanding dengan densitas, semakin tinggi viskositas maka densitas

akan semakin tinggi (Demiebas, 2008). Viskositas merupakan sifat

biodiesel yang paling penting karena viskositas berpengaruh

terhadap sistem pembakaran bertekanan, semakin rendah viskositas

biodiesel tersebut semakin mudah dipompa dan menghasilkan pola

semprotan yang lebih baik . Menurut standar biodiesel (SNI-2006),

nilai viskositas kinematik biodiesel yang diperbolehkan adalah 2,3–

6,0 mm2/s (cSt) pada suhu 400C. Viskositas biodiesel dipengaruhi

oleh kandungan trigeliserida yang tidak bereaksi dengan metanol,

komposisi asam lemak penyusun metil ester, serta senyawa antara

39

monogliserida dan digliserida yang mempunyai polaritas dan bobot

molekul yang cukup tinggi. Selain itu, kontaminasi gliserol juga

mempengaruhi nilai viskositas biodiesel (Bajpai dan Tyagi, 2006).

Bilangan setana merupakan ukuran kualitas pembakaran atau

waktu tunggu pembakaran, hal ini berkaitan dengan waktu yang

dibutuhkan bahan bakar cair untuk terbakar setelah dipompa ke

mesin pembakaran, semakin tinggi bilangan setana, semakin cepat

pula waktu tunggu pembakaran, hal ini mengakibatkan pembakaran

menjadi lebih efektif dan efisien (Demiebas, 2008).

Aplikasi penggunaan minyak biodiesel pada mesin generator

(pembangkit listrik) yaitu :

1. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel nyamplung untuk bahan

bakar mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan

alternator generator 3 phase, 10 KVA, menghabiskan minyak

biodiesel sebanyak 994,24 ml selama 1 jam.

2. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel malapari untuk bahan

bakar mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan alternator

generator 3 phase, 10 KVA menghabiskan minyak biodiesel

sebanyak 994,34 ml selama 1 jam.

3. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel bintaro untuk bahan bakar

mesin diesel 14 PK dengan beban menggerakan alternator

generator 3 phase, 10 KVA, menghabiskan minyak biodiesel

sebanyak 993,97 ml selama 1 jam.

4. Penggunaan minyak solar untuk bahan bakar mesin diesel 14

PK dengan beban menggerakan alternator 3 phase, 10 KVA,

menghabiskan minyak biodiesel sebanyak 1 liter selama 1 jam.

40

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Teknik pengolahan biodiesel terdahulu disempurnakan melalui

penambahan bentonit pada proses degumming dan zeolit pada

proses esterifikasi.

2. Berdasarkan hasil ujicoba penerapan teknik pengolahan

biodiesel dengan penambahan bentonit dan zeolit memberikan

perbaikan karakteristik minyak biji nyamplung, biji malapari dan

biji bintaro yang telah memiliki mutu yang sesuai dengan

persyaratan standar biodiesel (SNI-04-7182-2006), yaitu:

a. Karakteristik minyak biji nyamplung: densitas sebesar 885

kg/m3, viskositas kinematik pada suhu 40oC 4,90 mm2/s (cSt),

kadar air dan sedimen 0,05%, gliserol total 0,224% massa,

kadar ester alkil 100,12% massa, kadar abu tersulfatkan

0,02% massa, bilangan asam 0,74 mg basa/g, bilangan

penyabunan 158,47 mg Basa/g, bilangan iodium 56,95 g

I2/100 g, dan bilangan setana 67,93.

b. Karakteristik minyak biji malapari: densitas sebesar 885

kg/m3, viskositas kinematik pada suhu 40oC 4,72 mm2/s (cSt),

kadar air dan sedimen 0,04%, gliserol total 0,238% massa,


0,08% massa, bilangan asam 0,76 mg Basa/g, bilangan



c. Karakteristik minyak biji bintaro: densitas sebesar 869 kg/m3,

viskositas kinematik pada suhu 40oC 3,25 mm2/s (cSt), kadar

air dan sedimen sebesar 0,04%, gliserol total 0,216% massa,


0,05% massa, bilangan asam 0,58 mg basa/g, bilangan

41



3. Biji nyamplung memiliki rendemen crude oil sebesar 42,35% dan

rendemen biodiesel sebesar 78,02%. Biji malapari memiliki

rendemen crude oil sebesar 27,64% dan rendemen biodiesel

sebesar 79,95% sedangkan rendemen crude oil dan biodiesel

dari biji bintaro berturut-turut sebesar 38,78% dan 79,80%

4. Proses degumming nyamplung dengan menggunakan H3PO4

1,50% yang dilanjutkan dengan penambahan bentonit 1,50%

menghasilkan bilangan asam terendah, yaitu 14,07 mg basa/g.

Proses degumming malapari menghasilkan bilangan asam

terendah (6,42 mg basa/g) dengan menggunakan H3PO4 1,50%

dilanjutkan dengan bentonit 2,00% sedangkan proses

degumming bintaro dengan menggunakan H3PO4 0,75%

dilanjutkan dengan bentonit 1,50% menghasilkan bilangan asam

terendah, yaitu 2,28 mg basa/g.

5. Aplikasi penggunaan minyak biodiesel nyamplung, malapari dan

bintaro untuk bahan bakar mesin diesel 14 PK dengan beban

menggerakan alternator generator 3 phase, 10 KVA, meng-

habiskan minyak biodiesel nyamplung sebanyak 994,24 ml/jam,

biodiesel malapari sebanyak 994,34 ml/jam dan biodiesel bintaro

yang paling hemat karena hanya membutuhkan 993,97 ml/jam.

Parameter yang berpegaruh terhadap pembakaran mesin diesel

adalah densitas, viskositas, dan bilangan setana. Densitas dan

viskositas berpengaruh terhadap laju alir ke bilik pembakaran

sedangkan bilangan setana berpengaruh terhadap daya bakar.

B. Saran

Untuk penyempurnaan proses pembuatan minyak biodiesel

khususnya nyamplung dan malapari disarankan pada proses

degumming terlebih dahulu dipanaskan pada suhu tinggi, selama

1,5-2 jam pada suhu konstan, kemudian diturunkan sampai suhu 600

42

C dan pada proses pemurnian, minyak biodiesel harus dengan kadar

air dibawah standar SNI-04-7182-2006 yaitu sebesar 0,05%, agar

minyak biodiesel tahan lama dalam penyimpanan.

43

DAFTAR PUSTAKA

Bajpai D., and Tyagi VK. 2006. Biodiesel Source, Production,

Composition, Pro-perties and its Benefits. Journal of Oleochemical Science 10 : 487 – 502.

BSN. 2006. Standar Nasional Indonesia SNI 04-7182-2006. Jakarta. Canaki M. and Gerpen JV. 2001. Biodiesel from oils and fats with

hight free fatty acids. Trans Am Soc Automotive Engine 44:1429-1436.

Demiebas A. 2008. Biodiesel A Realistic Fuel Alternative for Diesel

Fuel.London : Springer-Verlag. Fessenden RJ.dan Fessenden JS.1986.Kimia Organik Jilid II Edisi

ke-3.Pudjaatmaka AH, penerjemah; Pakpahan M dan Harianja B, editor. Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Organic Chemistry. Trird Edition.

Fukuda H, Kondo A, and Noda H. 2001. Biodiesel Fuel Production by

Transesterification of Oil. Jou of Bios and Bioeng 92 : 405-

416.

Gubitz GM, Mittelbach M, and Trabi M. 1998. Exploitation of the

Tropical Oil Seed Plant Jatropha curcas, L. Bioresource

Technology67 : 73-78.

Ketaren S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan.Jakarta : UI Press.

Ketaren S.2005. Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Press. Ketaren S. 2008. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan.

Jakarta: UI Press. Krause R. 2001. Bio and alternative fuels for mobility. In enhancing

biodieseldevelopment and use.Proceedings of the International Biodiesel Workshop, Tiara Convention Center, Medan.24 Oktober 2001. Ditjen Perkebunan, Departemen Pertanian. Jakarta.

Pasae Y, Jalaluddin N, Harlim T, dan Pirman. 2010. Pembuatan

Ester Metil dan Ester Isopropil dari Minyak Kepoh Sebagai Produk Antara Aditif Biodiesel. Jurnal Industri Hasil Pertanian. 5(2): 98-103.

44

Reksowardoyo RP. 2005. Melaju kendaraan berkat biji-bijian. Trubus, XXXVI / November 2005. Jakarta.

Samiarso L. 2001. Indonesian policy on renewable energy

development dalam enhancing biodiesel development and use.Proceedings of the International Biodiesel Workshop, Tiara Convention Center, Medan.24 Oktober 2001. Ditjen Perkebunan, Departemen Pertanian. Jakarta.

Soerawidjaja TH. 2002. Menjadikan biodisel sebagai bagian dari

liquor fuel mix di Indonesia. Materi presentasi pada Rapat Teknis Penelitian Energi ke-311. Pusat Penelitian Material dan Energi.ITB.Bandung.21 Juli 2002.

______________. 2005. Potensi Sumber Daya Hayati Indonesia

Dalam Menghasilkan Bahan Bakar Hayati BBM. Makalah Lokakarya “Pengembangan dan Pemanfaatan Sumber Energi Alternatif Untuk Keberlanjutan Industri Perkebunan dan Kesejahteraan Masyarakat”. Hotel Horrison. Bandung.

Sudradjat R, Sahirman, Suryani A, dan Setiawan D. 2010.Proses

Transesterifikasi pada Pembuatan Biodiesel Menggunakan Minyak Nyamplung (Calophyllum innophyllum L.)Yang Telah Dilakukan Esterifikasi.Jurnal Penelitian Hasil Hutan.Bogor.28(2):184-198.

Srivastava and Prasad P. 2000. Triglycerides base diesel fuels.

Journal of Renewable Sustainability Energy 4 : 111 – 133. Tyson KS. 2004. Energy efficiency and renewable energy. U.S.

Department of Energy.http://www.osti.gov/bridge (24 Mei 2006).

http://www.osti.gov/bridge%20(24

45

LAMPIRAN

46

Lampiran 1. Hasil penyempurnaan biodiesel nyamplung, malapari dan bintaro

No Komponen

Aspek yang Disempurnakan

Bilangan asam

(mg basa/g)

Densitas

(kg/m3)

Viskositas

(mm2/s(cSt))

Bilangan penyabunan

(mg basa/g)

Kadar abu

(% massa)

sebelum sesudah sebelum sesudah sebelum sesudah sebelum sesudah sebelum sesudah

1. Nyamplung 0,86 0,74 887,5 885 5,64 4,90 142,56 158,47 0,26 0,02

2. Malapari 0,82 0,76 886 884 5,41 4,72 196,24 221,42 0,31 0,08

3. Bintaro 0,75 0,58 872 869 4,30 3,25 142,83 198,75 0,25 0,05

47

Lampiran 2. Foto bunga, buah dan biji nyamplung

Lampiran 3. Foto bunga, buah dan biji malapari

Lampiran 4. Foto bunga, Buah dan biji bintaro

Lampiran 5. Foto biji nyamplung, malapari dan bintaro yang sedang dikeringkan

48

Lampiran 6. Foto proses pembuatan biodiesel skala laboratorium

Lampiran 7. Foto minyak mentah dan biodiesel malapari, bintaro

dan nyamplung

Lampiran 8. Foto mesin ekstraksi minyak sistim semi kontinyu,

hidraulik manual, alat estran dan proses pengendapan biodiesel skala semi pilot

49

Lampiran 9. Aplikasi biodiesel nyamplung, malapari dan bintaro

TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BAKAR NABATI ...database.forda-mof.org/uploads/pemanfaatan6.pdfiv DAFTAR...

Documents

Transcript of TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BAKAR NABATI ...database.forda-mof.org/uploads/pemanfaatan6.pdfiv DAFTAR...