Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

51
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

description

Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

Transcript of Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

Page 1: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 2: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 3: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 4: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 5: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 6: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 7: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 8: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 9: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 10: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 11: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 12: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 13: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 14: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 15: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 16: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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).

Page 17: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 18: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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).

Page 19: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 20: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 21: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 22: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 23: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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).

Page 24: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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),

Page 25: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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).

Page 26: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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 =

Page 27: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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 :

Page 28: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 29: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 30: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 31: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 32: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 33: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 34: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 35: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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).

Page 36: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 37: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 38: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 39: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 40: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 41: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 42: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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.

Page 43: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 44: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 45: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 46: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 47: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 48: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 49: Tim Departemen Teknologi Pertanian-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

Page 50: Tim Departemen Teknologi Pertanian-Jarak

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

Page 51: Tim Departemen Teknologi Pertanian-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