PENGOLAHAN BIJI MAHONI (Swietenia macrophylla King.) SEBAGAI BAHAN BAKU ALTERNATIF BIODIESEL
ADYTIA KUSUMO PUTRA
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Pengolahan “Pengolahan Biji Mahoni (Swietenia macrophylla King.) Sebagai Bahan Baku Alternatif Biodiesel” Biodiesel” adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Februari 2010
Adytia Kusumo Putra NIM. E24050243
ABSTRAK ADYTIA KUSUMO PUTRA . Pengolahan Biji Mahoni ( Swietenia macrophylla King.) Sebagai Bahan Baku Alternatif Biodiesel. Dibimbing oleh WASRIN SYAFII dan DWI SETYANINGSIH Bahan bakar fosil adalah sumber energi dengan konsumsi yang terbesar untuk saat ini diseluruh dunia jika dibandingkan dengan sumber energi lainnya. Biodiesel merupakan salah satu produk teknologi pemanfaatan energi biomassa yang menggunakan minyak dari tanaman untuk dikonversikan menjadi ester yang diharapkan dapat menggantikan solar sebagai bahan dasar mesin diesel. Sekarang ini pemanfaatan bahan baku terbesar untuk bidoesel adalah minyak kelapa sawit yang juga merupakan bahan baku pangan. Oleh karena itu diperlukan alternatif bahan baku seperti minyak dari biji mahoni yang merupakan tanaman kehutanan. Pembuatan minyak mahoni melalui pengepresan biji yang telah dijemur selama 2 dan 4 hari dengan perlakuan pencacahan dan tanpa pencacahan. Pada penjemuran selama 2 hari dihasilkan rendemen rata-rata minyak dari biji yang tidak dicacah dan dicacah masing-masing sebesar 363,42 g dan 401,79 g, rendemen rata-rata kedua perlakuan selama 2 hari sebesar 382,605 g (38,26%). Sementara pada penjemuran selama 4 hari dihasilkan rendemen rata-rata minyak dari biji yang tidak dicacah dan dicacah masing-masing sebesar 430,79 g dan 344,07 g, rendemen rata-rata kedua perlakuan selama 4 hari sebesar 387,435 g (38,74%). Setelah itu dilakukan proses transesterifikasi untuk mengkonversi minyak nabati (trigliserida) menjadi biodiesel (metil ester) melalui reaksi dengan metanol dan KOH sebagai katalis. Rendemen biodiesel yang dihasilkan dari minyak mahoni berkisar antara 73,51-95,34%. Pengujian kualitas biodiesel menunjukkan bilangan asam, gliserol total dan kadar ester telah sesuai dengan SNI-04-7182-2006. Kualitas biodiesel yang terbaik diperoleh dari penjemuran selama 4 hari dengan perlakuan pencacahan. Kata kunci: bahan bakar fosil , biodiesel, transesterifikasi. transesterifikasi .
ABSTRACT ADYTIA KUSUMO PUTRA . Mahoni (Swietenia macrophylla King.) Seeds Processing as Alternative Biodiesel Raw Material. Under the direction of WASRIN SYAFII and DWI SETYANINGSIH. Fossil fuel is the largest energy source consumed compare to the other energy sources in the world. Now a days, the largest biodiesel feed stock is palm oil which also as food resource. Therefore, alternative raw material is needs, one of non edible seed is swietenia seeds which come from forest plants. Growing issues on green house gas effect and depletion of fossil fuel also support the development of biodiesel from plant oil to substitute diesel foil. Swietenia oil is made by hydrolic pressing of seeds after drying process (2 and 4 days) with and without chopping treatment. Seeds that dried in two days and chopped chopped produced 363,42 g of oil and 401,79 g for chopped seeds, average oil for both treatment is 382,605 g (38,26%). While seeds that dried in four days produce average oil 430,79 g for not cutting and 344,07 g for cutting treat, average oil for both treatment in four days is 387,435 g (38,74%). (38,74%). Then transesterification transesterification was done done to convert degummed oil (triglycerida) to biodiesel (methyl ester) with chemical reaction using methanol and KOH as a catalyst. The yield of biodiesel from swietenia oil is 73,51-95,34%. Biodiesel quality testing showed that acid value, total glycerol and ester content match to SNI-04-7182-2006. The best biodiesel quality is produce from seeds with drying in four days with chopping treatment. Key words : fossil fuel, biodiesel, transesterification.
PENGOLAHAN BIJI MAHONI (Swietenia macrophylla King.) SEBAGAI BAHAN BAKU ALTERNATIF BIODIESEL
Karya Ilmiah Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
Oleh: ADYTIA KUSUMO PUTRA E24050243
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2010
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Skripsi
:
Pengolahan Biji Mahoni (Swietenia macrophylla King.)
Sebagai
Bahan
Baku
Alternatif
Biodiesel Nama Mahasiswa
:
Adytia Kusumo Putra
NRP
:
E24050243
Disetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr
Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si
NIP. 19541017 198003 1004
NIP. 19700103 199412 2002
Diketahui,
Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc NIP. 19630711 199103 1002
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ini sebagai tugas akhir yang berjudul “Pengolahan Biji Mahoni ( Swietenia macrophylla King.) Sebagai Bahan Baku Alternatif Biodiesel”. Biodiesel ”. Karya ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan di laboratorium Kimia Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan serta Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi Institut Pertanian Bogor dari bulan Juli hingga November 2009. Biodiesel merupakan salah satu produk teknologi pemanfaatan energi biomassa yang menggunakan minyak dari tanaman untuk dikonversikan menjadi ester yang diharapkan dapat menggantikan solar sebagai bahan dasar mesin diesel. Sekarang ini pemanfaatan bahan baku terbesar untuk bidoesel adalah minyak kelapa sawit yang juga merupakan bahan baku pangan. Oleh karena itu diperlukan alternatif bahan baku seperti minyak dari biji mahoni yang merupakan tanaman kehutanan. Namun penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Walaupun demikian, semoga hasil-hasil yang dituangkan dalam skripsi ini bermanfaat bagi mereka yang memerlukannya. Bogor, Februari 2010
Adytia Kusumo Putra
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Manado, Sulawesi Utara pada tanggal 9 Oktober 1987 sebagai anak kedua dan seorang kakak Andikha Febrianto dari pasangan Dwi Prijanto Kusumo dan Joula Palilingan. Penulis memulai pendidikan pada tahun 1993 di SD Xaverius 4 Bandar Lampung dan pada tahun 1999 melanjutkan di SMP Xaverius 4 Bandar Lampung. Pada tahun 2005 penulis lulus dari SMU Negeri 9 Bandar Lampung dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Masuk Bersama (SPMB). Penulis diterima di Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di berbagai kegiatan seperti Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) sebagai Ketua Pelaksana KOMPAK 2007 dan di Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) sebagai Ketua Pelaksana Forester Cup 2008. Selama periode 2008/2009 pula penulis menjadi Ketua Divisi Olahraga dan Seni Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Kehutanan IPB. Disamping kuliah, penulis juga aktif di bidang Unit kegiatan Mahasiswa (UKM) Bola Basket IPB. Penulis juga pernah melakukan kegiatan magang di Taman Nasional Gede Pangrango, Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di LinggarjatiIndramayu, Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW), Sukabumi serta Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Bali Toncity Denpasar, Bali. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul ”Pengolahan Biji Mahoni ( Swietenia macrophylla King.) Sebagai Bahan Bahan Baku Alternatif Biodiesel” dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si.
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, karunia serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “Pengolahan “ Pengolahan Biji Mahoni (Swietenia macrophylla King.) Sebagai Bahan Baku Alternatif Biodiesel”. Biodiesel ”. Shalawat beriring salam semoga tetap tercurah kepada junjungan Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat dan pengikutnya p engikutnya sampai akhir jaman. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini, terutama kepada : 1. Ayah dan Ibu tercinta yaitu Dwi Prijanto Kusumo dan Joula Palilingan, dan kakak tersayang Andikha Febrianto atas semua dukungan dan kasih sayang yang diberikan, baik moril maupun materil serta doa yang selalu mengalir tanpa henti kepada penulis. 2. Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si selaku dosen pembimbing, yang telah berkenan memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis. 3. Dr. Ir. Agus Hikmat, M.Sc, Ir. Andi Sukendro, M.Si dan Dr. Efi Yuliati Yovi, S.Hut, M.Life, Env.Sc selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran terhadap perbaikan skripsi penulis. 4. Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS atas bantuan dan dukungannya kepada penulis selama masa perkuliahan. 5. Irni Atma Juwita atas doa, kasih sayang, dukungan serta semangat yang diberikan kepada penulis. 6. Keluarga besar Jeanne Palilingan, Vonny Palilingan, Herry Winarno dan Liberty Situmorang atas bantuannya sehingga penulis dapat menyelesaikan kuliahnya. 7. Teman-teman Fakultas Kehutanan Kehutanan IPB Angkatan 42 yaitu Acong, Nedi, Icang, Yudo, Riva, Peppy, Berry dan semua mahasiswa DHH serta seluruh tenaga kependidikan di Departemen Hasil Hutan yang tidak bisa disebutkan satu per satu yang banyak memberikan dukungan dan bantuannya selama ini kepada penulis. Semoga Allah SWT memberikan limpahan rahmat-Nya dan membalas kebaikan semua pihak yang telah membantu penulis, baik yang tersebutkan maupun yang tidak tersebutkan.
Bogor, Februari 2010
Adytia Kusumo Putra
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ .............................. ........
i
DAFTAR TABEL ........................................... ................................................................. ............................................ ........................
iii
DAFTAR GAMBAR .......................................... ................................................................ ......................................... ...................
iv
BAB I. PENDAHULUAN .......................................... ................................................................ .................................. ............ 1.1 Latar Belakang ......................................... ............................................................... .................................. ............ 1.2 Tujuan ........................................... ................................................................. ............................................ ........................ 1.3 Manfaat ......................................... ............................................................... ............................................ ........................
1 1 2 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................... ................................................................. ....................... 2.1 Tumbuhan Penghasil Biodiesel .......................................... .................................................. ........ 2.2 Tanaman Mahoni ( Swietenia macrophylla) ............................... ............................... 2.3 Minyak Nabati........................................... ................................................................. .................................. ............ 2.4 Proses Pembuatan Biodiesel .......................................... ...................................................... ............ 2.4.1 Proses Pemisahan Gum ( Deguming) ........................... ........................... 2.4.2 Esterifikasi ............................................ ................................................................... ....................... 2.4.3 Transesterifikasi ........................................... .......................................................... ............... 2.5 Syarat Mutu Biodiesel ......................................... ............................................................... ........................
3 3 4 5 9 9 9 10 11
BAB III. METODOLOGI .......................................... ................................................................ .................................. ............ 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................ .................................................... ........ 3.2 Bahan dan Alat Penelitian ........................................... .......................................................... ............... 3.2.1 Bahan ............................................ .................................................................. .............................. ........ 3.2.2 Alat ............................................ .................................................................. .................................. ............ 3.2.3 Peralatan Uji Karakteristik ......................................... ........................................... 3.3 Metode Penelitian ............................................. ................................................................... .......................... .... 3.3.1 Pengulitan Biji .......................................... ............................................................. ................... 3.3.2 Pengeringan Biji ........................................... .......................................................... ............... 3.3.3 Produksi Minyak .......................................... ......................................................... ............... 3.3.4 Proses Deguming ........................................................ 3.3.5 Pengujian Free Faty Acid (FFA) Minyak ................... 3.3.6 Proses Transesterifikasi ........................................... ............................................... .... 3.4 Metode Pengujian ............................................. ................................................................... .......................... .... 3.4.1 Uji Angka Asam Biodiesel ......................................... ........................................... 3.4.2 Uji Kandungan Gliserol Biodiesel ............................... ............................... 3.4.3 Uji Angka Penyabunan Biodiesel ............................... ............................... 3.4.4 Perhitungan Kadar Ester Biodiesel .............................. .............................. 3.4.5 Rancangan Rancangan Percobaan dan Rencana Analisis ..............
12 12 12 12 12 13 13 13 13 13 14 15 15 17 17 17 17 17 17
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................ .................................................... ........ 4.1 Rendemen Minyak Mahoni ............................................ ........................................................ ............ 4.1.1 Pengaruh Penjemuran .................................................. 4.1.2 Pengaruh Pencacahan Pencacahan Biji Biji Terhadap Terhadap Rendemen Rendemen Minyak 4.1.3 Kandungan Asam Lemak Bebas ( Free Fatty Acid ) Minyak Mahoni ............................................. ............................................................ ...............
19 19 19 20 22
4.2 Biodiesel Mahoni ............................................. ................................................................... .......................... .... 4.2.1 Deguming .................................................................... 4.2.2 Transesterifikasi ........................................... .......................................................... ............... 4.3 Kualitas Biodiesel Mahoni .......................................... ......................................................... ............... 4.3.1 Bilangan Asam ............................................. ............................................................ ............... 4.3.2 Bilangan Penyabunan .......................................... .................................................. ........ 4.3.3 Gliserol Total ........................................... .............................................................. ................... 4.3.4 Kadar Ester Alkil .......................................... ......................................................... ...............
23 23 24 25 25 26 27 27
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................... ...................................................... ............ 5.1 Kesimpulan ........................................... ................................................................. ..................................... ............... 5.2 Saran ...........................................................................................
29 29 29
DAFTAR PUSTAKA ............................................ ................................................................... ...................................... ...............
31
LAMPIRAN ............................................. ................................................................... ............................................ .............................. ........
32
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Tumbuhan Indonesia Penghasil Minyak Lemak ...................................... ......................................
3
2 Komposisi asam lemak mahoni ............................................ ............................................................... ...................
8
3 Persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI-04-7182-2006. ................... ...................
11
............................................................... ............................................ ........................ 4 Proses Deguming .........................................
23
5 Proses Transesterifikasi .......................................... ................................................................ .................................. ............
24
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Tanaman mahoni (Swietenia macrophylla) ........................................... .............................................
4
2 Buah mahoni .......................................... ................................................................. ............................................. .......................... ....
5
3 Buah mahoni yang telah pecah ......................... ................................................ ...................................... ...............
5
4 Bji mahoni ........................................... ................................................................. ............................................ .............................. ........
5
5 Berbagai jenis asam-asam lemak .......................................... ............................................................. ...................
8
6 Biji mahoni dengan kulit ........................................... ................................................................. .............................. ........
14
7 Biji mahoni utuh ......................................... ............................................................... ............................................ ........................
14
8 Biji mahoni yang dicacah .......................................... ................................................................ .............................. ........
14
9 Minyak mahoni .......................................... ................................................................ ............................................ ........................
16
10 Proses transesterifikasi .......................................... ................................................................ .................................. ............
16
11 Pemisahan biodiesel ........................................... ................................................................. ..................................... ...............
16
12 Fase pemisahan metil ester dengan gliserol ........................................... .............................................
16
13 Rendemen minyak mahoni dari penjemuran biji selama 2 dan 4 hari ....
19
14 Jumlah minyak yang dihasilkan dari perlakuan ukuran biji .................... ....................
21
15 Kadar FFA minyak mahoni ........................................... .................................................................. .......................... ...
22
16 Rendemen biodiesel ........................................... ................................................................. ..................................... ...............
24
17 Bilangan asam biodiesel ............................................ .................................................................. .............................. ........
25
18 Bilangan penyabunan biodiesel ............................................ ............................................................... ...................
26
19 Gliserol total biodiesel .......................................... ................................................................ .................................. ............
27
20 Kadar ester alkil biodesel .......................................... ................................................................ .............................. ........
28
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bahan bakar minyak adalah sumber energi dengan konsumsi yang terbesar untuk saat ini diseluruh dunia jika dibandingkan dengan sumber energi lainnya. Hampir 90% kebutuhan energi dunia dipasok dari bahan bakar fosil. Oil & Gas Journal memperkirakan pada awal tahun 2004 cadangan minyak dunia hanya
tersisa 1,27 triliun barrel yang diasumsikan dapat bertahan selama 44,6 tahun. Sementara data dari Departemen Energi AS tahun 2002, minyak akan habis dalam kurun waktu 36,5 tahun terhitung sejak tahun 2002 dan khususnya di Indonesia jika tidak ada penemuan ladang minyak dan kegiatan eksplorasi baru, cadangan minyak di Indonesia diperkirakan hanya cukup untuk memenuhi konsumsi selama 18 tahun mendatang. Sangat disayangkan karena energi fosil yang terbentuk selama 200 juta tahun ternyata dapat dihabiskan hanya selama 200 tahun saja (Prihandana & Hendroko 2008). Untuk mengatasi masalah krisis energi ini perlu dilakukan langkah-langkah diversifikasi energi yaitu dengan mulai mengubah arah yang semula hanya memburu energi ( energy-hunting) dari energi fosil ke upaya membudidayakan energi ( energy-farming) dengan tanaman. Indonesia sebagai negara yang dikenal Mega Biodiversity karena memiliki kekayaan yang melimpah akan keanekaragaman fauna dan floranya memiliki potensi untuk mengolah kekayaannya itu menjadi energi terbarukan khususnya berbasis bahan nabati. Biodiesel merupakan salah satu produk teknologi pemanfaatan energi biomassa yang menggunakan minyak dari tanaman untuk dikonversikan menjadi metil ester (biodiesel) yang diharapkan dapat menggantikan solar sebagai bahan dasar mesin diesel. Indonesia juga telah mengembangkan biodiesel dari bahan baku seperti biji jarak pagar, kelapa sawit, biji nyamplung dan juga minyak jelantah. Pemanfaatan minyak dari biji-bijian tanaman kehutanan seperti biji mahoni (Swietenia macrophylla King.) sebagai bahan biodiesel merupakan alternatif baru yang ideal karena merupakan sumber minyak terbarukan (renewable fuels) yang tidak bersaing dengan bahan baku pangan sebagai kebutuhan konsumsi manusia dan kebutuhan lahan untuk t anaman pangan.
Hal inilah yang melatarbelakangi penelitian tentang biji mahoni (Swietenia macrophylla King.) untuk dijadikan biodiesel. Diharapkan penelitian ini
bermanfaat dalam pengembangan biodiesel di Indonesia sehingga dapat mengurangi dampak krisis energi dan mampu menghasilkan menghasilkan sendiri sumber energi dari kekayaan alam yang beraneka ragam.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui pengaruh waktu penjemuran terhadap jumlah minyak yang dihasilkan dari biji mahoni (Swietenia macrophylla King.). 2. Mengetahui
pengaruh
pencacahan
biji
mahoni
pada
proses
pengepresan biji dalam menghasilkan minyak mahoni ( Swietenia macrophylla King.).
3. Mengetahui kualitas biodiesel yang dihasilkan dari minyak biji mahoni (Swietenia macrophylla King.).
1.3 Manfaat
Manfaat yang dapat diberikan dari penelitian ini adalah : 1. Memberikan
informasi dan rujukan bagi para akademisi dalam
melakukan penelitian lebih lanjut tentang potensi yang terdapat dalam biji mahoni sebagai bahan baku alternatif biodiesel. 2. Memberikan informasi informasi kepada khalayak khalayak umum bahwa biji mahoni merupakan bahan baku yang potensial untuk dikembangkan sebagai biodiesel.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tumbuhan Penghasil Biodiesel
Pengertian ilmiah paling umum dari istilah „biodiesel‟ yaitu bahan bakar mesin diesel yang terbuat dari sumber daya hayati atau biomassa. Biodiesel adalah alternatif bahan bakar solar yang terbuat dari sumberdaya alam yang dapat diperbarui seperti dari minyak tumbuhan dan minyak binatang. Biodiesel bersifat biodegradable dan tidak mengandung senyawa beracun ( toxic) dan beremisi
rendah serta ramah lingkungan (Fangrui et.al 1999). Biodiesel termasuk golongan alkohol dengan nama kimia alkil ester, bersifat sama seperti solar bahkan lebih baik nilai cetanenya. Biodiesel dibuat lewat reaksi antara SVO ( Straight Vegetable Oil) atau WVO (Waste Vegetable Oil) dengan metanol atau etanol dengan bantuan katalisator soda-api ( caustic-soda
atau NaOH) atau KOH. Hasilnya adalah metil ester (biodiesel) dengan produk sampingan yaitu gliserin (Prihandana & Hendroko 2008). Banyak jenis sumber bahan baku nabati atau tumbuhan di Indonesia yang bisa diolah menjadi biodiesel yang dapat dilihat dari Tabel 1. Tabel 1 Tumbuhan Indonesia Penghasil Minyak Lemak No.
Nama Latin
Nama Lokal
1 2 3 4 5 6 7 8
Ricinus communis Jatropa curcas Ceiba pentandra Hevea brasiliensis Psophocarpus tetrag Moringa oleifera Aleurites mohiccana Aleurites trisperma
Jarak Kaliki Jarak Pagar Kapuk / Randu Karet Kecipir Kelor Kemiri Kemiri Cina
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Sleichera trijuga Sterculia feotida Callophyllum inophyllum Bombax malabaricum Ximenia americana Cerbera odollam Gmelina asiatica Croton tiglium Hernandia peltata Hibiscus cannabinus
Kusambi Kepoh Nyamplung Randu Alas / Agung Bidaro Bintaro Bulangan Cerakin / Kroton Kampis Kenaf
Sumber Biji Inti Biji Biji Biji Biji Biji Inti Biji Inti Biji Daging Biji Inti Biji Inti Biji Biji Inti Biji Biji Biji Inti Biji Biji Biji
Kadar %-b-kr
P/NP
45 - 50 40 - 60 24 - 50 40 - 50 15 - 20 30 - 49 57 - 69 -
NP NP NP NP P P NP NP
55 - 70 45 - 55 40 - 73 18 - 26 49 - 61 43 - 64 50 - 60 18 - 20
NP NP NP NP NP NP NP NP NP NP
Keterangan : Kr = kering ; P = minyak/lemak pangan ; NP = minyak/lemak non pangan. Sumber : Tatang H. Soerawidjaja, Tirto P. Brodjonegoro dan Iman K. Reksowardojo, Prospek Status dan Tantangan Penegakan Industri Biodiesel di Indonesia, Kelompok Riset Biodiesel, ITB, 25 Juli 2005. (dalam buku Energi Hijau)
2.2 Tanaman Mahoni ( Swietenia macrophylla King.)
Penyebaran tanaman mahoni ( Swietenia macrophylla King.) awalnya mulai dari Meksiko menuju ke selatan sampai dengan Brazil, sementara di Indonesia tanaman ini ditanam di Jawa, Sumatra (2500 ha) dan Sulawesi mulai dari tahun 1987 oleh Perum Perhutani yang total areal penanamannya mencapai 116.282 ha. Morfologi tanaman mahoni dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Tanaman mahoni (Swietenia macrophylla King.) Mahoni diklasifikasikan sebagai berikut: Divisi
: Spermatophyta Spermatophyta
Sub Divisi
: Angiospermae
Kelas
: Dikotiledonae
Ordo
: Rutales
Family
: Meliaceae
Sub Family
: Swietenidae
Genus
: Swietenia
Spesies
: Swietenia macrophylla King.
Swietenia terdiri dari tiga jenis yaitu Swietenia macrophylla King., Swietenia humilis Zucc. dan Swietenia mahagoni (L.) Jacq. Pengenalan taksonomi
dapat diamati melalui perbedaan-perbedaan fisik dari ketiga jenis tersebut (Mayhew & Newton 1998). Pohon mahoni ketika dewasa mencapai tinggi antara 30-35 m dan diameter diameter mencapai lebih dari 1,5 m dbh. Kulit Kulit bewarna abu-abu dan halus ketika masih muda, berubah menjadi coklat tua, menggelembung dan mengelupas setelah setelah tua. Daun majemuk dengan tata daun alternate dan menyirip. Buahnya umumnya berbentuk kapsul, kalau masih muda bewarna hijau kemudian kemerahan dan setelah tua menjadi bewarna cokelat abu-abu. Buahnya
bercuping lima, panjangnya mencapai 22 cm (Gambar 2). Bagian luar buah mengeras seperti kayu, berbentuk kolom dengan 5 sudut yang memanjang menuju ujung. Jika buah sudah tua kulit buahnya akan pecah sendiri mulai dari pangkal. Biji-bijinya akan terbang tertiup angin dengan bantuan sayap. Umumnya setiap buah terdapat 35-45 biji (Gambar 3).
Gambar 2 Buah mahoni
Gambar 3 Buah mahoni yang telah pecah
Biji mahoni terbungkus oleh kulit luarnya yang berbentuk pipih bewarna hitam atau kecokelatan di bagian atasnya yang memanjang berbentuk sayap, panjangnya mencapai 7,5-15 cm. Jumlah bijinya 1.800-2.500 butir per kg sementara persentase kecambah benih segar mencapai 60-90%. Bentuk morfologi biji mahoni dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Bji mahoni mahoni Pembentukan bunga sampai buah masak diperlukan waktu 9-12 bulan. Masa berbunga dan berbuah terjadi setiap tahun mulai umur 10-15 tahun. Pembungaan terjadi ketika pohon menggugurkan daunnya atau pada saat daun baru mulai muncul sesaat sebelum musim hujan. Di Indonesia musim bunga terjadi pada bulan September-Oktober dan berbuah antara Juni-Agustus (Joker 2001). 2.3 Minyak Nabati
Minyak mengandung trigliserida sebagai komponen utama penyusunnya, namun trigliserida dapat berwujud padat dan cair tergantung dari komposisi asam lemak yang menyusunnya. Sebagian besar minyak nabati berbentuk cair karena
mengandung sejumlah asam tidak jenuh yaitu asam oleat, linoleat dan linolenat dengan titik cair yang rendah. Minyak yang telah dipisahkan dari jaringan asalnya mengandung sejumlah kecil komponen selain trigliserida yaitu: 1) lipid kompleks, 2) sterol, 3) asam lemak bebas, 4) lilin, 5) pigmen yang larut dalam lemak dan 6) hidrokarbon (Ketaren 1986). Minyak mengandung zat warna yang terdiri alpha dan beta karoten, xanthofil, klorofil dan antosianin. Zat warna ini menyebabkan minyak bewarna kuning, kuning kecoklatan, kehijau-hijauan dan kemerah-merahan. Pigmen bewarna merah jingga atau kuning disebabkan oleh karotenoid yang bersifat larut dalam minyak. Karotenoid ini bersifat tidak stabil pada suhu tinggi dan jika minyak dialiri uap panas maka warna kuning akan menghilang (Ketaren 1986). Minyak terdapat dalam kantung-kantung minyak berbentuk oval, balon dalam kelenjar atau gelembung dengan ukuran diameter bervariasi. Kantung atau kelenjar minyak tersebut tidak memiliki saluran dan tidak berhubungan dengan sel sekitarnya atau dengan dinding luar sel, tidak memiliki dinding tetapi dibatasi oleh runtuhan jaringan yang terdegradasi. Menurut Denovan (dalam Guenther 1987) dinding sel minyak tidak mudah pecah. Sebagai contoh jika kulit diberi tekanan rendah atau direndam oleh air mendidih atau dalam larutan garam dan disuling dengan penyulingan pada tekanan 1 atm atau kurang maka hanya sebagian kecil minyak yang keluar dari kantung. Agar minyak lebih banyak yang keluar maka tindakan awal yang harus dilakukan adalah merusak jaringan dengan cara mencacah atau merajang. Apabila dinding kelenjar minyak itu tersobek maka minyak akan terdorong keluar dengan bantuan tekanan (Guenther 1990). Minyak dalam tanaman dapat ditemukan pada daun, biji, buah dan kulit buah. Dalam mengeluarkan mengeluarkan minyak dari sumbernya sumbernya dapat dilakukan cara sebagai sebagai berikut: 1. Metode Penyulingan ( Destillation) Menurut Guenther (1987), dikenal 3 macam metode penyulingan yaitu: a. Penyulingan dengan air ( water destillation) Bahan yang akan disuling kontak langsung dengan air mendidih atau biasa disebut metode perebusan. Bahan tersebut mengapung di atas air
atau terendam secara sempurna tergantung dari bobot jenis dan jumlah bahan yang disuling. b. Penyulingan dengan air dan uap air (W ater and Steam destillation) Bahan olah diletakkan di atas rak-rak atau saringan berlubang. Ketel suling diisi dengan air sampai permukaan air berada tidak jauh di bawah saringan. Ciri khas khas dari metode metode ini bahwa bahan yang disuling hanya behubungan dengan uap dan tidak berhubungan dengan air panas. c. Penyulingan dengan uap (S team destillation) Metode ketiga ini disebut penyulingan dengan uap atau penyulingan uap langsung dan prinsipnya hampir sama dengan penyulingan menggunakan air dan uap, kecuali bahwa air dan bahan olah sudah tidak dicampur lagi melainkan dipisah pada ketel lain. 2. Metode enfleurasi Menurut Guenther Guenther (1987), metode enfleurasi enfleurasi atau biasa biasa pula disebut disebut dengan ekstraksi lemak dingin adalah metode yang dilakukan karena bahan olah yang akan digunakan bila menggunakan metode penyulingan menghasilkan minyak atsiri dengan rendemen yang sangat rendah dengan kualitas yang buruk. Metode ini digunakan untuk bunga melati, sedap malam, gardenia dan lain – lain. lain. 3. Metode maserasi Menurut Hesse dan Zeitchel (dalam Guenther 1987), maserasi adalah ekstraksi dengan lemak panas yang digunakan untuk bahan olah seperti bunga mawar, akasia akasia dan mimosa. Hal ini disebabkan disebabkan karena pada pada jenis bunga ini, setelah dipetik kegiatan fisiologinya sudah terhenti sehingga digunakan suatu medium yang dapat menembus jaringan bunga dan melarutkan semua minyak bunga yang ada dalam kelenjar minyak. 4. Metode dengan pelarut menguap (Solvent extraction) Metode ini menggunakan pelarut menguap seperti petroleum eter dan benzena. Metode ini dapat diterapkan pada semua jenis bahan. 5. Pengempaan (Pressing) Ekstraksi minyak dengan cara pengempaan umunya dilakukan terhadap bahan berupa biji, buah dan kulit buah. Adanya tekanan
pengempaan pengempaan memungkinkan sel-sel yang mengandung minyak akan pecah dan minyak akan mengalir ke permukaan bahan. Cara ini dibagi 2 yaitu: a. Hydrolic pressing
Pada tipe ini minyak diperoleh dengan cara memberikan tekanan pada bahan yang
mengandung mengand ung
minyak mi nyak
yang
dibungkus
dengan
kain. kain .
Kelemahan cara ini terbatas hanya pada bahan yang minyaknya dapat diekstrak dengan tekanan rendah b. Expeller pressing Alat pengempaan ini dilengkapi dengan porps berbentuk spiral yang berputar secara kontinyu kontinyu dalam wadah wadah yang berbentuk berbentuk silinder Kelebihan pressing ini terletak pada kekontinuitas proses pengempaan dan tidak memerlukan kain pengepresan. Komposisi asam-asam lemak minyak nabati berbeda-beda tergantung dari jenis tanamannya. Zat-zat penyusun utama minyak-lemak (nabati maupun hewani) adalah trigliserida, yaitu triester gliserol dengan asam-asam lemak (C8-C24). Pada Tabel 2 dapat dilihat komposisi asam asam lemak penyusun penyusun minyak mahoni
dan
gambar berbagai jenis asam-asam lemak dan struktur molekulnya. Tabel 2 Komposisi asam lemak mahoni Asam Lemak
Asam Palmitat Asam Stearat Asam Oleat Asam Linoleat Asam Linolenat
Rumus Molekul
Berat Molekul
C15H31COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H31COOH C17H29COOH
C16:0, BM = 256 C18:0, BM = 284 C18:1, BM = 282 C18:2, BM = 280 C18:3, BM = 278
Sumber : Ketaren (1986), Chakrabarty dan Chowdhuri (2007)
Gambar 5 Berbagai jenis asam-asam lemak
Komposisi (% b/b) 12,50 16,42 25,30 33,87 11,32
2.4 Proses Pembuatan Biodiesel 2.4.1 Proses Pemisahan Gum ( Deguming)
Pemisahan gum merupakan suatu proses pemisahan getah atau lendir yang teridiri dari fosfatida, protein, residu, karbihidrat, air dan resin tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak. Proses ini dilakukan dengan cara penambahan asam fosfat ke dalam minyak lalu dipanaskan sehingga akan membentuk senyawa fosfolipid yang lebih mudah terpisah dari minyak (Hambali 2007). 2.4.2 Esterifikasi
Esterifikasi adalah tahap konversi dari asam lemak bebas menjadi ester. Esterifikasi mereaksikan minyak lemak dengan alkohol. Katalis-katalis yang cocok adalah zat berkarakter asam kuat. Asam sulfat, asam sulfonat organik atau resin penukar kation asam kuat merupakan katalis-katalis yang biasa terpilih dalam praktek industri. Untuk mendorong agar reaksi bisa berlangsung ke konversi yang sempurna pada temperatur rendah (misalnya paling tinggi 120° C), reaktan metanol harus ditambahkan dalam jumlah yang sangat berlebih (biasanya lebih besar dari 10 kali nisbah stoikhiometrik) dan air produk ikutan reaksi harus disingkirkan dari fasa reaksi, yaitu fasa minyak. Melalui kombinasi-kombinasi yang tepat dari kondisi-kondisi reaksi dan metode penyingkiran air, konversi sempurna asam-asam lemak ke ester metilnya dapat dituntaskan dalam waktu 1 sampai beberapa jam (Zandy et.al 2007). Reaksi esterifikasi dapat dilihat pada
RCOOH + CH OH 3
RCOOCH + H O 3
2
Reaksi esterifikasi dari asam lemak menjadi metil ester
Esterifikasi biasa dilakukan untuk membuat biodiesel dari minyak asam ≥ 5 mg-KOH/g). mg-KOH/g). Pada tahap berkadar asam lemak bebas tinggi (berangka(berangka-asam ini, asam lemak bebas akan dikonversikan menjadi metil ester . Tahap esterifikasi biasa diikuti dengan tahap transesterfikasi. Namun sebelum produk esterifikasi diumpankan ke tahap transesterifikasi, air dan bagian terbesar katalis asam yang dikandungnya dikandungnya harus disingkirkan terlebih dahulu.
2.4.3 Transesterifikasi
Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi alkyl ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Di antara alkoholalkohol monohidrik yang menjadi kandidat sumber/pemasok gugus alkil, metanol adalah yang paling umum digunakan, karena harganya murah dan reaktifitasnya paling tinggi selain itu lebih mudah untuk direcoveri walaupun tidak menutup kemungkinan
untuk
menggunakan
jenis
alkohol
lainnya
seperti
etanol
(Fangrui et.al 1999). Secara stoikiometri jumlah alkohol yang dibutuhkan untuk reaksi adalah 3 mol untuk setiap 1 mol trigliserida untuk memperoleh 3 mol alkil ester dan 1 mol gliserol. Secara umum ditunjukkan bahwa semakin banyak jumlah alkohol yang digunakan, maka konversi yang diperoleh juga akan semakin bertambah. Pada rasio molar 6:1, setelah 1 jam konversi yang dihasilkan adalah 98-99%, sedangkan pada 3:1 adalah 74-89%. Nilai perbandingan yang terbaik adalah 6:1 karena dapat memberikan konversi yang maksimum (Freedman 1984). Transesterifikasi
merupakan
suatu
reaksi
kesetimbangan.
Untuk
mendorong reaksi agar bergerak kekanan sehingga dihasilkan metil ester (biodiesel) maka perlu digunakan alkohol dalam jumlah berlebih atau salah satu produk yang harus dipisahkan (Hambali 2007). Berikut ini disajikan reaksi transesterifikasi trigliserida dengan dengan metanol
untuk menghasilkan menghasilkan metil metil ester
(biodiesel). O R1
C
OCH2
HOCH2
O R2
C
OCH
+ 3CH3OH
C
HOCH +
3R
C
OCH3
KOH / NaOH
O R3
O
katalis
OCH2
Trigliserida
HOCH2 Metanol Metanol
Gliserol
Biodiesel
Reaksi Transesterifikasi dari Trigliserida menjadi ester metil asam-a sam lemak
Faktor utama yang mempengaruhi rendemen ester yang dihasilkan pada reaksi transesterifikasi adalah rasio molar antara trigliserida dan alkohol, jenis
katalis yang digunakan, suhu reaksi, waktu reaksi, kandungan air dan kandungan asam lemak bebas pada bahan baku yang dapat menghambat reaksi. Faktor lain yang mempengaruhi kandungan ester pada biodiesel diantaranya kandungan gliserol, jenis alkohol yang digunakan pada reaksi transterifikasi, jumlah katalis sisa dan kandungan sabun. Pada proses transesterifikasi selain menghasilkan biodiesel hasil sampingannya yaitu gliserin (gliserol) yang dapat dimanfaatkan dalam pembuatan sabun (Hambali 2007). 2.5 Syarat Mutu Biodiesel
Suatu teknik pembuatan biodiesel hanya akan berguna apabila produk yang dihasilkannya sesuai dengan spesifikasi (syarat mutu) yang telah ditetapkan dan berlaku di daerah pemasaran biodiesel tersebut. Persyaratan mutu biodiesel di Indonesia sudah dibakukan dalam SNI-04-7182-2006, yang telah disahkan dan diterbitkan oleh Badan Standarisasi Nasional (BSN) tanggal 22 Februari 2006 yang tercantum pada Tabel 3. Tabel 3 Persyaratan kualitas kualitas biodiesel menurut menurut SNI-04-7182-2006. SNI-04-7182-2006. Parameter dan satuannya
Batas nilai
Metode uji
Metode setara
850 – 850 – 890 890
ASTM D 1298
ISO 3675
kg/m Viskositas kinematik pada
2,3 – 2,3 – 6,0 6,0
ASTM D 445
ISO 3104
40 C, mm /s (cSt) Angka setana Titik nyala (mangkok
min. 51 min. 100
ASTMD 613 ASTM D 93
ISO 5165 ISO 2710
maks. 18
ASTM D 2500
-
maks. No. 3
ASTM D 130
ISO 2160
Maks. 0,05 (maks 0,03)
ASTM D 4530
ISO 10370
maks. 0,05 maks. 360
ASTM D 2709 ASTM D 1160
-
C Abu tersulfatkan, %-berat Belerang, ppm-b (mg/kg) Fosfor, ppm-b (mg/kg) Angka asam, mg-KOH/g Gliserol bebas, %-berat Gliserol total, %-berat Kadar ester alkil, %-berat
maks. 0,02 maks. 100 maks. 10 maks. 0,8 maks. 0,02 maks. 0,24 min. 96,5
ASTM D 874 ASTM D 5453 AOCS Ca 12-55 AOCS Cd 3-63 AOCS Ca 14-56 AOCS Ca 14-56
Angka iodium, g-I /(100
maks. 115
dihitung AOCS Cd 1-25
ISO 3987 prEN ISO 20884 FBI-A05-03 FBI-A01-03 FBI-A02-03 FBI-A02-03 FBI-A03-03
g) Uji Halphen
Negative
AOCS Cb 1-25
o
Massa jenis pada 40 C, 3
o
2
o
tertutup), C
o
Titik kabut, C Korosi bilah tembaga ( 3 o
jam, 50 C) Residu karbon, %-berat, - dalam contoh asli - dalam 10 % ampas distilasi Air dan sedimen, %-vol. Temperatur distilasi 90 %, o
2
*)
FBI-A04-03 FBI-A06-03
BAB III. METODOLOGI
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Proses pembuatan dan pengujian contoh uji dilakukan di Labotarium Kimia Hasil Hutan Fakultas Kehutanan dan Labotarium Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi (SBRC) IPB. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai bulan November 2009.
3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini meliputi: a. Biji Mahoni ( Swietenia macrophylla King.)
Penelitian ini menggunakan biji mahoni sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. b. Senyawa Kimia
Bahan kimia yang digunakan adalah adalah asam fosfat 20% untuk proses deguming. Untuk proses transesterifikasi digunakan digunakan
metanol
(CH OH) dan katalis KOH sementara untuk untuk keperluan analisis analisis digunakan 3
penolphtalein, Na2SO4,, alumunium foil, dietil eter, asam periodat, natrium tiosulfat, kalium iodida, asam asetat glasial, asam sulfat (H 2SO4), natrium hipokhlorit, khloroform, kalium dikhromat, aquades dan larutan pati. 3.2.2 Alat
Peralatan yang dipakai untuk percobaan ini dapat dibagi atas beberapa bagian: a. Peralatan Pengeluaran Minyak dari Biji
1. Mesin pres hidrolik b. Peralatan Pengolahan Minyak menjadi Biodiesel
1. Erlenmeyer 2. Gelas piala 3. Gelas ukur 4. Magnetic stirr er er 5. Hot plate
6. Labu leher tiga
7. Labu pemisah 8. Pipet volumetrik 9. Timbangan 3.2.3 Peralatan Uji Karakteristik 1. Uji Kandungan Gliserol
Terdiri dari buret, erlenmeyer, batang pengaduk, labu dengan alat reflux. 2. Uji Angka Penyabunan
Terdiri labu-labu erlenmeyer tahan alkali (basa), kondensor berpendingin udara dengan panjang minimum 65 cm, hot plate untuk pemanas, serta peralatan titrasi yaitu buret. 3. Uji Angka Asam
Terdiri dari buret serta erlenmeyer. 4. Uji Statistik
Program komputer SAS 6.12
3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Pengulitan Biji
Biji mahoni awalnya dikupas terlebih dahulu dari kulitnya. Biji yang dijemur 2 hari dilambangkan dengan A1 dan A2 sebanyak 2 ulangan. Kemudian biji yang dijemur 4 hari dilambangkan dengan B1 dan B2 sebanyak 2 ulangan. Masingmasing perlakuan dari A1-B2 memiliki biji seberat 1 kg. 3.3.2 Pengeringan Biji
Biji yang telah dipisahkan dari kulitnya kemudian dijemur dibawah sinar matahari dengan perlakuan yang berbeda. A1 dan A2 dijemur selama 2 hari sedangkan B1 dan B2 dijemur selama 4 hari. Setelah itu diukur kadar airnya. Pengeringan dilakukan dengan tujuan menghilangkan kandungan air didalam biji sehingga meningkatkan rendemen minyak yang dihasilkan. di hasilkan. 3.3.3 Produksi Minyak
Biji yang telah dikeringkan disiapkan untuk kemudian dipres dengan menggunakan mesin pres hidrolik setelah itu dihitung rendemen minyak yang dihasilkan. Untuk pengepresan juga dilakukan perlakuan yang berbeda, A1 dan
B1 merupakan biji yang utuh (Gambar 7) sementara A2 dan B2 merupakan biji yang dicacah (Gambar 8).
Gambar 7 Biji mahoni utuh
Gambar 6 Biji mahoni dengan kulit
Gambar 8 Biji mahoni yang dicacah 3.3.4 Proses Deguming Deguming bertujuan untuk memisahkan minyak dari komponen pengotor
seperti getah/lendir, fosfatida, protein, resin, air, residu dan asam lemak bebas. Proses deguming dilakukan dengan penambahan asam fosfat 20% sebesar 0,5% 0
(b//b) terhadap minyak, minyak, proses ini dilakukan dilakukan dengan pada suhu 80 C selama 15 menit sampai terjadi endapan. Hasil dari proses deguming terdiri dari 2 fase, fase atas merupakan minyak nabati yang berwarna jernih sedangkan sedangkan fase bawah adalah endapan. Pemisahan endapan dengan minyak nabati menggunakan labu pemisah setelah itu minyak yang dihasilkan ditimbang. Selanjutnya dilakukan pencucian terhadap minyak menggunakan air dengan tujuan membersihkan minyak dari komponen pengotor yang masih tersisa dalam minyak. Pencucian dilakukan dengan penambahan air hangat bersuhu 60
0
C
sebanyak sebanyak 30% (b/b) minyak kemudian diaduk diatas hot plate pada kecepatan 300 rpm, setelah itu dilakukan pemisahan air dengan minyak. Proses pencucian dilakukan berulang kali (3-4 kali) hingga air pencucian bewarna jernih. Setelah itu ditimbang minyak hasil pencucian. Minyak kemudian dipanaskan pada suhu 0
105 C sampai air yang masih terperangkap dalam minyak menguap dan tidak
terlihat gelembung-gelembung air. Setelah itu ditimbang berat minyak yang diperoleh. 3.3.5 Pengujian Free Fatty Acid (FFA) Minyak
FFA (asam lemak bebas) merupakan parameter yang penting dalam proses pembuatan biodiesel untuk pemurnian minyak sehingga perlu diketahui kadar FFA dalam minyak untuk menentukan tahap proses pembuatan biodiesel yang digunakan. Jika kandungan FFA kurang dari 2% maka proses pembuatan biodiesel hanya melalui tahap transesterifikasi, namun jika kandungan FFA lebih dari 2% maka pembuatan biodiesel melalui 2 tahap yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Dalam pengujian kadar FFA dilakukan pembuatan bahan uji terlebih dahulu seperti: a. Pembuatan Indikator Phenolphtalein (PP) Timbang 0,5 gram Phenolphtalein kemudian larutkan dalam 100 ml etanol 95%. b. Pembuatan Alkohol Netral Masukkan alkohol 95% ke dalam erlenmeyer, setelah itu diteteskan 2-3 tetes indikator Phenolphtalein (PP). Titrasi dengan KOH 0,1 N hingga netral / pH 7 (terbentuk sedikit warna merah). c. Pembuatan Larutan KOH 0,1 N Timbang 2,805 g padatan KOH kemudian larutkan dalam aquades di dalam labu ukur 500 ml setelah itu tera hingga batas dengan aquades. Setelah bahan uji siap pertama timbang 2-5 gram contoh minyak ke dalam erlenmeyer 250 ml kemudian tambahkan 50 ml alkohol netral 95%. Panaskan di 0
atas hot plate dengan suhu 70 C selama 10 menit kemudian dinginkan. Setelah itu tambahkan indikator PP sebanyak 3-5 tetes kemudian titrasi dengan KOH 0,1 N hingga berubah warna menjadi merah muda yang tidak hilang dalam 15 detik setelah itu dilakukan penetapan duplo. Bilangan FFA =
280 x Volume KOH x Normalitas KOH 10 x Bobot Sampel Minyak
3.3.6 Proses Transesterifikasi
Proses transesterifikasi bertujuan mengkonversi trigliserida (minyak nabati) menjadi metil ester dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Proses
transesterifikasi melalui reaksi minyak dengan alkohol (metanol) dengan bantuan katalis yang berkarakter basa. Dari ke delapan sampel minyak yang dihasilkan hanya empat sampel yang dijadikan biodiesel yaitu A1 ulangan 2, A2 ulangan 1, B1 ulangan 2 dan B2 ulangan 1. Sampel minyak yang dijadikan biodiesel dipilih berdasarkan kualitas minyak yang terbaik. Kualitas sampel dapat dilihat dari nilai FFA terbaik dari setiap perlakuan. Kemudian setelah itu minyak dikonversikan menjadi biodiesel melalui proses transesterifikasi dengan perbandingan molar metanol terhadap minyak yang digunakan adalah 6:1 dan jumlah katalis yang digunakan adalah 1% dari bobot minyak.
Gambar 9 Minyak mahoni
Gambar 10 Proses transesterifikasi
Gambar 11 Pemisahan biodiesel 0
Proses transesterifikasi dilakukan pada suhu 60 C selama 60 menit pada pengadukan 300 rpm. Setelah proses transesterifikasi selesai kemudian dipindahkan ke labu pemisah kemudian didiamkan. Akan jelas terlihat pemisahan 2 fase antara metil ester dan gliserol.
Metil Ester
Gliserol
Gambar 12 Fase pemisahan pemisahan metil ester dengan dengan gliserol Hasil dari proses transesterifikasi terdiri dari 2 fase, fase atas merupakan metil ester yang berwarna jernih sedangkan fase bawah adalah gliserol. Pemisahan metil
ester dengan gliserol gliserol menggunakan menggunakan labu pemisah setelah setelah itu ditimbang biodiesel yang dihasilkan. Selanjutnya dilakukan pencucian biodiesel dengan penambahan 0
air hangat bersuhu 60 C sebanyak 30% (b/b) biodiesel, kemudian diaduk diatas hot plate pada kecepatan 300 rpm. Setelah itu dilakukan pemisahan air dengan
biodiesel. Proses pencucian dilakukan berulang kali (3-4 kali) hingga air 0
pencucian bewarna jernih. Kemudian biodiesel dipanaskan pada suhu 105 C selama 2 jam untuk menghilangkan air yang masih terperangkap dalam biodiesel, setelah itu ditimbang biodiesel hasil pengovenan. 3.4 Metode Pengujian 3.4.1 Uji Angka Asam Biodiesel
Untuk uji angka asam digunakan peralatan yang terdiri dari buret serta erlenmeyer. Metode disajikan pada Lampiran 1. 3.4.2 Uji Kandungan Gliserol Biodiesel
Metode yang dipakai untuk uji kandungan gliserol adalah metode iodometri. Untuk keperluan tersebut digunakan rangkaian alat yang terdiri dari buret, erlenmeyer dan batang pengaduk. Titrasi dilakukan menggunakan larutan etanolKOH. Metode disajikan pada Lampiran 2. 3.4.3 Uji Angka Penyabunan Biodiesel
Untuk uji angka penyabunan digunakan rangkaian peralatan yang terdiri dari labu-labu erlenmeyer tahan alkali (basa), kondensor berpendingin udara, hot plate untuk pemanas, serta peralatan titrasi yaitu buret. Titrasi dilakukan menggunakan larutan HCl 0,5 N. Metode disajikan pada Lampiran 3. 3.4.4 Perhitungan Kadar Ester Biodiesel
Kadar ester biodiesel ester alkil selanjutnya dihitung dengan rumus berikut : Kadar ester (%-b) =
– Aa – 18,29G – 18,29Gttl) 100 x (As – A As
dengan : As = angka penyabunan yang diperoleh di atas, mg KOH/g biodiesel. Aa = angka asam (prosedur FBI-A01-03), mg KOH/g biodiesel. Gttl = kadar gliserin total dalam biodiesel (prosedur FBI-A02-03), %-b.
3.4.5 Rancangan Percobaan dan Rencana Analisis
Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah analisis faktorial dalam pola acak lengkap (RAL). Model yang digunakan tersusun atas 2 faktor perlakuan, yakni:
a. Faktor A adalah perlakuan penjemuran terhadap biji mahoni yang terdiri atas 2 faktor, yaitu penjemuran 2 hari dan 4 hari. b. Faktor B adalah perlakuan mekanis terhadap biji mahoni yang terdiri atas 2 taraf, yaitu perlakuan tanpa pencacahan dan dengan pencacahan. Ulangan pada masing-masing taraf sebanyak 2 kali sehingga jumlah total minyak yang akan dibuat adalah 8 sampel minyak mahoni. Model umum rancangan yang digunakan adalah sebagai s ebagai berikut: Yijk = µ + Ai + B j + (AB)ij +
ijk
Keterangan: Yijk
= nilai respon respon pada taraf ke-i faktor penjemuran penjemuran biji mahoni mahoni dan taraf ke-j faktor perlakuan mekanis terhadap terhadap biji mahoni. mahoni.
µ
= nilai rata-rata pengamatan.
Ai
= pengaruh sebenarnya faktor penjemuran biji mahoni pada taraf ke-i.
B j
= pengaruh sebenarnya faktor perlakuan mekanis terhadap biji mahoni pada taraf ke-j.
i
= 2 hari dan 4 hari.
j
= perlakuan tanpa pencacahan dan dengan pencacahan.
k
= ulangan (1, 2).
(AB)ij
= pengaruh interaksi faktor penjemuran biji mahoni pada taraf ke-i dan faktor perlakuan mekanis terhadap biji mahoni pada taraf ke-j.
εijk
= kesalahan (galat) percobaan pada faktor penjemuran biji mahoni pada taraf ke-i dan faktor perlakuan perl akuan mekanis terhadap biji mahoni pada taraf ke-j. Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan-perlakuan, maka akan dilakukan
analisis keragaman ( Analysis of Variance) dengan menggunakan uji F pada tingkat kepercayaan 95%. Perlakuan yang dinyatakan berpengaruh terhadap respon dalam analisis ragam, kemudian diuji lanjut dengan menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT). Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan
program komputer SAS 6.12.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Rendemen Minyak Mahoni 4.1.1 Pengaruh Penjemuran
Keterangan ; A : Jemur 2 hari B : Jemur 4 hari
Gambar 13 Rendemen minyak minyak mahoni dari penjemuran biji selama 2 dan dan 4 hari
Hasil rata-rata rendemen minyak dari pengepresan biji yang dijemur selama 2 hari didapatkan hasil 38,26% (382,61 g) sedangkan hasil rata-rata rendemen minyak dari pengepresan biji yang dijemur selama 4 hari yaitu 43,19% (431,89 g). Penjemuran selama 4 hari menghasilkan rendemen minyak lebih tinggi dapat diakibatkan karena lamanya cahaya matahari yang diterima biji menyebabkan kerusakan dinding sel sehingga minyak lebih banyak yang keluar dibandingkan dengan penjemuran selama 2 hari. Dari nilai kadar air yang didapat dari penjemuran selama 2 dan 4 hari adalah masing-masing 2,5% dan 1,2%, Nilai kadar air hasil penjemuran selama 2 dan 4 hari yang cenderung turun memiliki hubungan yang terbalik dengan rendemen minyak yang semakin meningkat. Hasil ini menunjukkan semakin rendah kadar air biji akan semakin meningkatkan rendemen minyak yang dihasilkan. Kandungan air dalam biji mempunyai pengaruh terhadap kualitas minyak yang dihasilkan seperti bau, flavor dan sifat kimia minyak itu sendiri. Dengan adanya air akan menyebabkan reaksi hidrolisis yang menyebabkan minyak akan dirubah menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi ini mengakibatkan ketengikan (rancidity) hidrolisa yang menghasilkan flavor dan bau tengik pada minyak. Asam lemak bebas juga akan terus meningkat sehingga akan mengurangi
rendemen biodiesel ketika akan dikonversikan dari minyak (Ketaren 1986). Maka perlakuan pendahuluan seperti penjemuran sangat penting untuk dilakukan. Minyak di dalam biji tersimpan dalam kantung-kantung yang berada di dalam biji. Dengan adanya suhu yang tinggi akan menyebabkan kantung-kantung itu pecah dan melepaskan minyak. Lamanya suhu yang diberikan akan membuat minyak semakin banyak yang keluar (Guenther 1990). Hasil rendemen minyak yang didapat menunjukkan perlakuan penjemuran selama 4 hari memberikan jumlah rendemen minyak yang lebih banyak dibandingkan perlakuan penjemuran selama 2 hari dengan nilai masing-masing 43,19% dan 38,26%. Hal ini dikarenakan penjemuran selama 4 hari memberikan intensitas panas yang lebih lama yaitu sekitar 32 jam (penjemuran dari pukul 08.00-16.00) dengan suhu 0
berkisar 30-32 C dibandingkan dengan penjemuran selama 2 hari yang hanya mendapat intensitas panas selama 16 jam. Intensitas panas ini mempunyai pengaruh perusakan terhadap jaringan sel dalam dinding dinding kantung minyak dan kandungan air dalam biji yang membuat minyak lebih banyak yang keluar. Namun tingginya suhu dapat mengakibatkan minyak berwarna gelap karena kandungan pigmen karotenoid di dalam minyak yang bersifat tidak stabil pada suhu tinggi (Ketaren 1986). Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa lama waktu penjemuran mempunyai pengaruh pengaruh yang tidak nyata terhadap terhadap rendemen minyak minyak yang dihasilkan. Dengan demikian untuk aplikasinya disarankan untuk menjemur biji minimal selama 2 hari, namun penjemuran selama 4 hari akan meningkatkan rendemen dan kualitas minyak.
4.1.2 Pengaruh Pencacahan Biji Terhadap Rendemen Minyak
Ukuran biji yang semakin kecil diharapkan menghasilkan rendemen minyak yang semakin besar. Hal ini dikarenakan saat pengepresan semakin kecil ukuran biji, minyak yang terkandung di dalamnya akan semakin mudah keluar sewaktu pengepresan sehingga rendemen minyak meningkat. Biji yang dijemur selama 2 dan 4 hari dibedakan dalam dua bentuk ukuran ketika pengepresan yaitu dicacah dan tidak dicacah. Hasil minyak yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14 Jumlah minyak yang dihasilkan dihasilkan dari perlakuan ukuran ukuran biji Keterangan:
A1 : A2 : B1 : B2 :
Jemur 2 hari tanpa pencacahan. Jemur 2 hari dengan pencacahan. Jemur 4 hari tanpa pencacahan. Jemur 4 hari dengan pencacahan.
Pada penjemuran selama 2 hari dihasilkan jumlah rata-rata minyak dari biji yang tidak dicacah (A1) sebesar 363,42 g (36,3%) sedangkan jumlah rata-rata minyak dari biji yang dicacah (A2) sebesar 401,79 g (40,2%). Sementara pada penjemuran selama 4 hari dihasilkan jumlah rata-rata minyak dari biji yang tidak dicacah (B1) sebesar 430,79 g (43,1%) sedangkan jumlah rata-rata minyak dari biji yang dicacah dicacah (B2) sebesar 432,99 432,99 g (43,3%). Denovan (dalam Guenther 1990) menyatakan dinding sel minyak tidak mudah pecah sehingga perlu adanya perlakuan khusus untuk merusak dinding sel minyak agar menghasikan minyak dengan jumlah yang lebih banyak. Perlakuan itu dapat berupa pencacahan atau perajangan yang bertujuan merusak jaringan sel dalam dinding kantung minyak yang dibantu oleh tekanan sewaktu pengepresan sehingga akan menghasilkan minyak yang lebih banyak (Guenther 1990). Hasil rendemen minyak selama penjemuran 2 hari menunjukkan perlakuan pencacahan memberikan rendemen minyak yang lebih banyak dibandingkan tanpa perlakuan pencacahan dengan nilai masing-masing 40,2% dan 36,3%. Hasil serupa juga didapat dari penjemuran selama 4 hari yang menunjukkan perlakuan pencacahan memberikan rendemen minyak yang lebih banyak dibandingkan tanpa perlakuan pencacahan dengan nilai masing-masing 43,3% dan 43,1%. Hal ini dapat disebabkan karena pada proses penjemuran selama 2 hari memberikan
pengeringan yang belum maksimal terhadap biji mahoni sehingga dengan adanya perlakuan pencacahan membantu keluarnya minyak. Sementara penjemuran selama 4 hari memberikan pengeringan yang telah maksimal sehingga perlakuan pencacahan memberikan pengaruh yang tidak terlalu banyak terhadap rendemen minyak yang dihasilkan. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa lama waktu penjemuran dan perlakuan pencacahan pencacahan biji mempunyai pengaruh yang tidak nyata terhadap jumlah minyak yang dihasilkan Bentuk alat pengepresan juga memberikan pengaruh terhadap rendemen minyak yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan tempat penampungan biji yang berbentuk tabung tabung silindris dengan dengan setengah bagian bagian tabung yang dilubangi kecilkecil sebagai jalur minyak keluar ketika dipres, mengharuskan ukuran biji yang semakin kecil sehingga ketika pengepresan minyak tidak terhalang keluar oleh ukuran biji yang besar sehingga dapat keluar dengan maksimal. Hasil ini menunjukkan bahwa perlakuan pencacahan memberikan pengaruh terhadap rendemen minyak yang dihasilkan. 4.1.3 Kandungan Asam Lemak Bebas ( Free Fatty Acid ) Minyak Mahoni
FFA (asam lemak bebas) merupakan parameter yang penting dalam proses pembuatan biodiesel untuk pemurnian minyak sehingga perlu diketahui kadar FFA dalam minyak untuk menentukan tahap proses pembuatan biodiesel. Jika kandungan FFA kurang dari 2% maka proses pembuatan biodiesel hanya melalui tahap transesterifikasi, namun jika kandungan FFA lebih dari 2% maka pembuatan biodiesel melalui 2 tahap yaitu esterifikasi dan transesterifikasi. Hasil pengujian kadar FFA terhadap sampel minyak mahoni didapatkan hasil seperti yang tercantum pada Gambar 15.
Keterangan: A1 : Jemur 2 hari tanpa pencacahan. A2 : Jemur 2 hari dengan pencacahan. B1 : Jemur 4 hari tanpa pencacahan. B2 : Jemur 4 hari dengan pencacahan .
Gambar 15 Kadar FFA minyak mahoni
Hasil pengujian kadar FFA menunjukkan bahwa semua sampel minyak mahoni yaitu A1, A2, B1 dan B2 memiliki nilai asam lemak bebas (FFA) kurang dari
2%
maka
minyak
mahoni
dapat
langsung
diteruskan
ke
proses
transesterifikasi tanpa melewati proses esterifikasi. Namun dapat dilihat hasil FFA pada perlakuan pencacahan (A2 dan B2) lebih kecil dibandingkan dengan perlakuan tanpa pencacahan (A1 dan B1). Hal ini dapat diakibatkan karena perlakuan pencacahan biji akan membuat air yang terkandung dalam biji akan semakin banyak yang menguap sehingga kadar air A2 dan B2 menjadi lebih rendah. Kadar air yang rendah akan menyebabkan reaksi hidrolisis berjalan lambat sehingga nilai FFA yang dihasilkan menjadi semakin rendah. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa lama waktu penjemuran dan perlakuan pencacahan biji mempunyai pengaruh pengaruh yang tidak nyata terhadap terhadap nilai FFA yang dihasilkan.
4.2 Biodiesel Mahoni 4.2.1 Deguming
Setelah minyak didapatkan dari proses pengepresan biji kemudian dilakukan proses deguming untuk memisahkan senyawa pengotor dalam minyak yang berupa getah atau lendir maupun sisa-sisa ampas biji. Proses ini dilakukan dengan cara penambahan asam fosfat ke dalam minyak lalu dipanaskan sehingga akan membentuk senyawa fosfolipid yang lebih mudah terpisah dari minyak setelah itu dilakukan pencucian terhadap minyak (Hambali 2007). Tabel 4 menunjukkan penurunan penurunan berat minyak mi nyak setelah proses deguming.
Tabel 4 Proses Deguming Sampel Minyak A1 A2 B1 B2
Minyak Berat (g) 363.4 401.8 430.8 433
Deguming Berat (g) 289.2 320.4 340.2 368.5
Persentase Penurunan Berat (%) 20.42 20.26 21.03 14.90
Minyak mahoni setelah proses deguming mengalami kehilangan berat berkisar antara 14,9-21,03%. Hal ini dapat disebabkan karena 2 faktor, yaitu senyawa pengotor dan proses pencucian minyak. Senyawa pengotor yang terdapat
dalam minyak sebenarnya memberikan kehilangan berat yang sedikit namun proses pencucian merupakan faktor utama dalam kehilangan berat. Hal ini dikarenakan banyaknya minyak yang teremulsi dengan air sehingga ketika proses pemisahan banyak minyak yang ikut terbuang bersama air. 4.2.2 Transesterifikasi
Transesterifikasi (biasa disebut dengan alkoholisis) adalah tahap konversi dari trigliserida (minyak nabati) menjadi metil ester, melalui reaksi dengan alkohol, dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Alkohol yang digunakan adalah metanol sementara katalis yang digunakan adalah KOH. Menurut Freedman (1984) nilai perbandingan yang terbaik atau rasio molar yang digunakan antara metanol metanol dan minyak minyak adalah
6:1 karena karena dapat memberikan
konversi yang maksimum yaitu sebesar 98-99%. Minyak yang dikonversikan menjadi biodiesel dipilih berdasarkan kriteria asam lamak bebas yang terbaik dari masing-masing perlakuan yaitu A1 ulangan 2, A2 ulangan 1, B1 ulangan 2 dan B2 ulangan 1. Biodiesel yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5 Proses Transesterifikasi Sampel
Minyak Mahoni
Kadar FFA
Biodiesel
Rendemen
Berat Minyak (g)
(%)
(g)
(%)
A1
275.19
0,36
262.37
95.34
A2
266.74
0,21
214.67
80.48
B1
307.58
0,38
226.11
73.51
B2
333.45
0,26
271.38
81.38
Gambar 16 Rendemen biodiesel Rendemen biodiesel yang dihasilkan dari minyak mahoni berkisar antara 73,51-95,34%, hasil ini masih belum memenuhi hasil dari Freedman (1984) yang menyatakan menyatakan
dengan penggunaan rasio molar 6:1 akan memberikan konversi
yang maksimum yaitu sebesar 98-99%. Hal ini dapat diakibatkan dari kondisi
minyak seperti kandungan air, kandungan asam lemak bebas dan kandungan zat yang terlarut maupun maupun tidak terlarut yang dapat dapat mempengaruhi reaksi. reaksi. Sementara faktor eksternal yang mempengaruhi reaksi adalah suhu, waktu, rasio molar dan konsentrasi katalis.
4.3 Kualitas Biodiesel Mahoni 4.3.1 Bilangan Asam
Bilangan asam menunjukkan banyaknya asam lemak bebas yang terkandung dalam biodiesel. Ini ditunjukkan dalam mg KOH yang dibutuhkan untuk menetralisasi 1 g asam lemak metil ester (Mittlebach & Remschmidt 2006). Asam lemak bebas dapat dijadikan indikator kerusakan metil ester akibat oksidasi. SNI-04-7182-2006 menyatakan bahwa batas standar nasional untuk nilai maksimal bilangan asam adalah 0,8 mg KOH/g. Bilangan asam yang lebih besar dari 0,8 mg KOH/g akan menyebabkan terbentuknya abu saat pembakaran, deposit bahan bakar dan mengurangi umur pompa bahan bakar dan filter. Nilai bilangan asam dari sampel biodiesel dapat dilihat pada Gambar 17.
Gambar 17 Bilangan asam asam biodiesel biodiesel Keterangan:
A1 : Jemur 2 hari tanpa pencacahan. A2 : Jemur 2 hari dengan pencacahan. B1 : Jemur 4 hari tanpa pencacahan. B2 : Jemur Jemur 4 hari dengan pencacahan.
Dari Gambar 17 dapat dilihat bahwa nilai dari bilangan asam semua sampel biodiesel berada dibawah standar maksimal SNI-04-7182-2006 yaitu 0,8 mg KOH/g sehingga nilai bilangan asam dari biodiesel mahoni sesuai dengan kriteria SNI-04-7182-2006. Hasil pengujian menunjukkan sampel biodiesel B1 dan B2 memberikan nilai bilangan asam yang terbaik yaitu masing-masing 0,25 mg KOH/g. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa hanya lama waktu
penjemuran saja saja yang mempunyai mempunyai pengaruh yang nyata terhadap nilai bilangan asam yang dihasilkan. Artinya penjemuran selama 4 hari memberikan nilai bilangan asam yang lebih baik sesuai dengan nilai kadar FFA yang juga rendah (Gambar 15).
4.3.2 Bilangan Penyabunan
Bilangan penyabunan menunjukkan banyaknya KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan menyabunkan minyak dan dinyatakan dinyatakan dalam mg KOH/g minyak. minyak. Bilangan penyabunan ini berkaitan dengan besarnya massa molekul rata-rata minyak, semakin besar molekul minyak maka nilai bilangan penyabunan semakin kecil. Melalui kombinasi dengan analisa bilangan asam dan kandungan gliserol total, maka bilangan penyabunan yang diperoleh dapat dipergunakan untuk menentukan kadar ester di dalam biodiesel.
Gambar 18 Bilangan penyabunan biodiesel Keterangan:
A1 : Jemur 2 hari tanpa pencacahan. A2 : Jemur 2 hari dengan pencacahan. B1 : Jemur 4 hari tanpa pencacahan. B2 : Jemur Jemur 4 hari dengan pencacahan.
Dari Gambar 18 dapat dilihat bahwa nilai dari bilangan penyabunan sampel biodiesel berkisar antara 187,79-199,09 mg KOH/g. Hasil pengujian menunjukkan sampel biodiesel B2 memberikan hasil bilangan penyabunan yang terbaik yaitu 199,09 mg KOH/g. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa lama waktu penjemuran dan perlakuan pencacahan biji mempunyai pengaruh yang tidak nyata terhadap terhadap nilai bilangan penyabunan penyabunan yang dihasilkan. dihasilkan.
4.3.3 Gliserol Total
Kadar gliserol total menunjukkan banyaknya gliserol yang terkandung dalam biodiesel baik berupa gliserol bebas, maupun terikat dalam bentuk mono-, di-, dan trigliserida. Kandungan Kandungan gliserol ini mempunyai kaitan kaitan yang erat dengan dengan viskositas dari biodiesel tersebut, semakin tinggi kadar gliserol totalnya maka akan semakin tinggi pula viskositasnya (Mittlebach & Remschmidt 2006). SNI-04-7182-2006 menyatakan bahwa batas standar nasional untuk nilai maksimal gliserol total adalah 0,24%. Nilai gliserol total dari sampel biodiesel dapat dilihat pada Gambar 19.
Gambar 19 Gliserol total biodiesel Keterangan:
A1 : Jemur 2 hari tanpa pencacahan. A2 : Jemur 2 hari dengan pencacahan. B1 : Jemur 4 hari tanpa pencacahan. B2 : Jemur Jemur 4 hari dengan pencacahan.
Dari Gambar 19 dapat dilihat bahwa nilai dari gliserol total semua sampel biodiesel berada dibawah standar maksimal SNI-04-7182-2006 yaitu 0,24% sehingga nilai gliserol total dari biodiesel mahoni sesuai dengan kriteria SNI-047182-2006. Hasil pengujian menunjukkan sampel biodiesel A1 memberikan hasil gliserol total yang terbaik yaitu 0,10%. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa lama waktu penjemuran dan perlakuan pencacahan bji mempunyai pengaruh yang nyata terhadap terhadap nilai gliserol total yang yang dihasilkan.
4.3.4 Kadar Ester Alkil
SNI-04-7182-2006 menyatakan bahwa batas standar nasional untuk nilai minimal kadar ester alkil adalah 96,5%. Nilai kadar ester alkil dari sampel biodiesel dapat dilihat pada Gambar 20.
Gambar 20 Kadar ester ester alkil biodiesel biodiesel Keterangan:
A1 : Jemur 2 hari tanpa pencacahan. A2 : Jemur 2 hari dengan pencacahan. B1 : Jemur 4 hari tanpa pencacahan. B2 : Jemur Jemur 4 hari dengan pencacahan.
Dari grafik dapat dilihat bahwa nilai dari kadar ester alkil semua sampel biodiesel berada diatas standar SNI-04-7182-2006 yaitu 96,5% sehingga nilai kadar ester alkil dari biodiesel mahoni sesuai dengan kriteria SNI-04-7182-2006. Hasil pengujian menunjukkan sampel biodiesel B2 memberikan hasil kadar ester alkil yang terbaik yaitu sebesar 99,62%.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Hasil penelitian menyatakan bahwa lama waktu penjemuran selama 2 dan 4 hari tidak mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap rendemen minyak yang dihasilkan. Rata-rata rendemen minyak dari pengepresan biji yang dijemur selama 2 hari didapatkan hasil 38,26% (382,61 g) sedangkan hasil rata-rata rendemen minyak dari pengepresan biji yang dijemur selama 4 hari yaitu 43,19% (431,89 g). 2. Perlakuan pencacahan biji juga mempunyai pengaruh yang tidak signifikan terhadap rendemen minyak. Pada penjemuran selama 2 hari dihasilkan rendemen rata-rata minyak dari biji yang tidak dicacah (A1) sebesar 36,34% (363,42 g) sedangkan rendemen rata-rata minyak dari biji yang dicacah (A2) sebesar 40,18% (401,79 g). Sementara pada penjemuran selama 4 hari dihasilkan rendemen rata-rata minyak dari biji yang tidak dicacah (B1) sebesar 43,08% (430,79 g) sedangkan rendemen rata-rata minyak dari biji yang dicacah (B2) (B2) sebesar 43,30% 43,30% (432,99 g). 3. Rendemen biodiesel yang dihasilkan dari minyak mahoni berkisar antara 73,51-95,34%. Nilai bilangan asam dari biodiesel mahoni berkisar antara 0,25-0,33 mg KOH/g. Nilai dari bilangan penyabunan sampel biodiesel berkisar antara 187,79-199,09 mg KOH/g. Nilai dari gliserol total semua sampel biodiesel berkisar antara 0,10-0,12%. Nilai dari kadar ester alkil semua sampel biodiesel berkisar antara 99,56-99,62%. 99,56-99,62%. Semua pengujian kualitas biodiesel mahoni yaitu bilangan asam, gliserol total dan kadar ester menunjukkan bahwa biodiesel mahoni telah sesuai dengan kriteria SNI-047182-2006.
5.2. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian terhadap bahan baku yang sudah tidak segar dan tidak dikuliti.
2. Perlu modifikasi proses transesterifikasi mengenai perbandingan molar, katalis, suhu dan waktu reaksi yang digunakan sehingga rendemen biodiesel yang dihasilkan lebih meningkat. 3. Perlu dilakukan uji parameter lain menurut SNI-04-7182-2006.
DAFTAR PUSTAKA
Chakrabarty, M. M., Chowdhuri, D. K. 2007. The fatty acid composition of the seed fat from Swietenia macrophylla. Journal of the American Oil Chemists' Society 489-490, Volume 34, Number 10, October, 1957. 1957 . Springer Berlin, Heidelberg. Fangrui, Ma., Milford, A., Hanna. 1999. Biodiesel Production : review. Jurnal Bioresource Technology 70 1 – 1 – 5. 5. Freedman, B., Pryde.E.H., Mounts. T.L . 1984. Variables Affecting the Yields of Fatty Esters from Transesterfied Vegetable Oils. JAOCS, 61 : 1638-1643. Guenther, E. 1987. Minyak Atsiri Jilid I . Diterjemahkan oleh Ketaren, S. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. .1990. Minyak Atsiri Jilid IV B . Diterjemahkan oleh Ketaren, S. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Hambali, Erliza. 2007. Jarak Pagar, Tanaman Penghasil Biodiesel. Jakarta. Joker, D. 2001. Informasi Singkat Benih Swietenia macrophylla King. Bandung: Direktorat Perbenihan Tanaman Hutan. Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press). Mayhew, J.E. dan Newton, A.C. 1998. The Silviculture of Mahogany. Walling Ford: CABI Publishing. Mittelbach, M., Remschmidt, C. 2006. Biodiesel The Comprehensive Handbook . Austria Prihandana, R. dan Hendroko, R. 2008. Energi Hijau. Penebar Swadaya, Jakarta. Zandy, A., Destianna, M., Nazef, Puspasari, S. ”Intensifikasi Proses Produksi Biodiesel” , Karya Ilmiah, Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam, ITB, Bandung, 2007.
Lampiran
LAMPIRAN 1 METODE ANALISIS STANDAR UNTUK ANGKA ASAM BIODIESEL ESTER AKIL (FBI-A01-03) Definisi
Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan angka asam biodiesel dengan proses titrimetri. Angka asam adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asamasam bebas di dalam satu (1) gram contoh biodiesel; sekalipun terutama terdiri dari asam-asam lemak bebas, sisa-sisa asam mineral, jika ada, juga akan tercakup di dalam angka asam yang ditentukan dengan prosedur ini.
Lingkup
Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil, dsj.) dari asam-asam lemak serta berwarna pucat.
Peralatan
01. Labu-labu Erlenmeyer - 250 atau 300 ml. 02. Buret mikro, 10 ml, dengan skala 0,02 atau 0,05 ml. 03. Neraca analitik dengan ketelitian ukur ± 0 ,05 gram atau lebih baik.
Larutan-larutan
1. Larutan 0,1 N kalium hidroksida di dalam etanol 95 %-v (atau jika tak tersedia etanol 95 %-v, isopropanol kering/absolut). Refluks campuran 1,2 liter etanol 95 %-v (lihat Catatan peringatan) dengan 10 gram KOH dan 6 gram pelet aluminium (atau aluminum foil) selama 1 jam dan kemudian langsung distilasikan; buang 50 ml distilat awal dan selanjutnya tampung 1 liter alkohol distilat berikutnya dalam wadah bersih bertutup gelas. Larutkan 7 gram KOH mutu reagen atau pro analisis ke dalam 1 liter alkohol distilat tersebut; biarkan selama 5 hari untuk mengendapkan pengotor-pengotor dan kemudian dekantasikan larutan jernihnya ke dalam botol gelas coklat bertutup karet. Normalitas larutan ini harus diperiksa/distandarkan setiap akan digunakan (lihat Catatan no.1). 2. Larutan indikator fenolftalein. 10 gram fenolftalein dilarutkan ke dalam 1 liter etanol 95 % -v. 3. Campuran pelarut yang terdiri atas 50 %-v dietil eter – 50 %-v etanol 95 %-v, atau 50 %-v toluen – 50 %-v etanol 95 %-v atau 50 %-v toluen – 50 %-v isopropanol. (lihat Catatan peringatan). Campuran pelarut ini harus dinetralkan dengan larutan KOH (larutan no. 1) dan indikator fenolftalein (larutan no. 2, 0,3 ml per 100 ml campuran pelarut), sesaat sebelum digunakan.
Prosedur analisis
01. Timbang 19 – 21 ± 0,05 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah labu erlenmeyer 250 ml. 02. Tambahkan 100 ml campuran pelarut yang telah dinetralkan ke dalam labu Erlenmeyer tersebut. 03. Dalam keadaan teraduk kuat, titrasi larutan isi labu Erlenmeyer dengan larutan KOH dalam alkohol sampai kembali berwarna merah jambu dengan intensitas yang sama seperti pada campuran pelarut yang telah dinetralkan di atas. Warna merah jambu ini harus bertahan paling sedikitnya 15 detik. Catat volume titran yang dibutuhkan (V ml).
Perhitungan
Angka asam (A ) = a
56,1 x V x N mg KOH/g biodiesel m
dengan : V = volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan pada titrasi, ml. N = normalitas eksak larutan KOH dalam alkohol. m = berat contoh biodiesel ester alkil, g. Nilai angka asam yang dilaporkan harus dibulatkan sampai dua desimal (dua angka di belakang koma). Catatan peringatan
Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau penguapan pelarut ini di dalam lemari asam.
Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat. Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan.
Dietil eter sangat mudah menguap dan terbakar serta dapat membentuk peroksida yang eksplosif. Tangani dengan hati-hati.
Toluen sangat mudah terbakar dan merupakan sumber risiko kebakaran. Batas eksplosifnya dalam udara adalah 1,27 – 7 – 7 %-v. Zat ini juga toksik jika termakan, terhisap atau terabsorpsi oleh kulit. Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 100 ppm-v. Karena ini, penanganannya harus dilakukan di dalam lemari asam. Isopropanol (atau isopropil alkohol atau propanol-2) adalah zat mudah terbakar. Batas eksplosifnya di
dalam udara adalah 2 – 2 – 12 12 %-v. Zat ini toksik jika termakan dan terhisap. Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 400 ppm-v.
Catatan bernomor
1. Standarisasi (penentuan normalitas) larutan KOH dalam alkohol (≈ 0,1 N).
Prosedur A : dengan kalium hidrogen ftalat.
Timbang seksama kira-kira 100 mg kalium hidrogen ftalat kering (KHC H O ) dan 8
4
4
larutkan dalam sebuah gelas piala ke dalam 100 ml akuades.
Tambahkan 0,5 ml larutan indikator fenolftalein.
Isi buret dengan larutan KOH dalam alkohol yang akan distandarkan.
Atur posisi gelas piala pada pelat pengaduk sehingga ujung buret cukup dekat dengan permukaan cairan, untuk menjamin semua percikan jatuh ke dalam cairan dalam gelas piala tersebut.
Sambil terus diaduk, titrasi isi gelas piala dengan larutan KOH beralkohol sampai ke titik akhir berjangkitnya warna merah jambu.
Catat volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan (V
, ml) dan hitung
KOH
normalitasnya (N) dengan formula N=
W
(V
Dengan
W
KHF
KOH
x
KHF
204,21)
= berat kalium hidrogen ftalat yang ditimbang di atas, mg,
204,21 = berat molekul kalium hidrogen ftalat.
Prosedur B : dengan HCl.
Pipet persis 5 ml larutan HCl 0,1 ± 0,0005 N ke dalam sebuah gelas piala yang berisi 100 ml akuades. Tambahkan 0,5 ml larutan indikator fenolftalein. Isi buret dengan larutan KOH dalam alkohol yang akan distandarkan. Atur posisi gelas piala pada pelat pengaduk sehingga ujung buret cukup dekat dengan permukaan cairan, untuk menjamin semua percikan jatuh ke dalam cairan dalam gelas piala tersebut. Sambil terus diaduk, titrasi isi gelas piala dengan lar utan KOH beralkohol sampai ke titik akhir berjangkitnya warna merah jambu. Catat volume larutan KOH dalam alkohol yang dibutuhkan (V
KOH
ml) dan hitung normalitasnya (N) dengan formula N=
5xN
HCl
V
KOH
dengan N
HCl
= normalitas eksak (sampai 4 angka di belakang koma) larutan HCl.
LAMPIRAN 2 METODE ANALISIS STANDAR UNTUK KADAR GLISEROL TOTAL, BEBAS, DAN TERIKAT DI DALAM BIODIESEL ESTER ALKIL : METODE IODOMETRI – IODOMETRI – ASAM ASAM PERIODAT (FBI-A02-03) Definisi
Prosedur pengujian ini digunakan untuk menentukan kadar gliserol total, gliserol bebas, dan gliserol terikat di dalam biodiesel ester alkil. Gliserol bebas ditentukan langsung pada contoh yang dianalisis, gliserol total setelah contoh-nya disaponifikasi, dan gliserol terikat dari selisih antara gliserol total dengan gliserol bebas.
Lingkup
Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil, dsj.) dari asamasam lemak.
Peralatan
01. Buret – Buret – 50 50 ml, telah dikalibrasi dengan baik. 02. Pembesar meniskus yang memungkinkan pembacaan buret sampai skala 0,01 ml. 03. Labu takar 1 liter bertutup gelas. 04. Pipet-pipet volumetrik 5, 10 dan 100 ml yang sudah dikalibrasi dengan baik. 05. Gelas-gelas piala 400 ml, masing-masing dengan kaca a rloji/masir untuk penutupnya. 06. Motor listrik berputaran variabel untuk pengadukan, dengan batang pengaduk gelas. 07. Gelas-gelas ukur 100 dan 1000 ml. 08. Labu-labu Erlenmeyer 250 dan 300 ml, serta kondensor berpendingin udara dengan panjang 65 cm. Labu-labu dan kondensor harus memiliki sambungan asah N/S 24/40. Reagen-reagen
1.
Asam periodat (HIO .2H O) mutu reagen atau p. a. (lihat Catatan peringatan).
2.
Natrium tiosulfat (Na S O .5H O) – O) – mutu mutu reagen.
3.
Kalium iodida (KI) – (KI) – mutu mutu reagen.
4.
Asam asetat glasial – glasial – mutu mutu reagen, 99,5 %-b ( lihat Catatan peringatan).
5.
Larutan pati – pati – dibuat dibuat seperti diuraikan dalam bagian “Larutan -larutan” dan diuji d iuji kepekaannya
4
2
2 2
3
2
sebagai berikut : Masukkan 5 ml larutan pati ke dalam 100 ml akuades dan tambahkan 0,05 ml larutan 0,1 N KI yang masih segar (baru dibuat) serta satu tetes larutan khlor (dibuat dengan mengencerkan 1 ml larutan natrium hipokhlorit [NaOCl] 5 %-b, yang tersedia di perdagangan, menjadi 1000 ml). Larutan harus menjadi berwarna biru pekat dan bisa dilunturkan dengan penambahan 0,05 ml larutan natrium tiosulfat 0,1 N.
6.
Khloroform (CHCl ) – mutu reagen (lihat Catatan peringatan). Uji blanko dengan asam 3
periodat dengan dan tanpa khloroform harus tidak berbeda lebih dari 0,5 ml; jika tidak, khloroform harus diganti dengan pasokan baru. 7.
Kalium dikhromat – mutu reagen. Sebelum digunakan harus digerus halus dan dikeringkan o
pada 105 – 105 – 110 110 C sampai berberat konstan. 8.
Asam khlorida (HCl) – (HCl) – mutu mutu reagen, pekat, berat jenis 1,19 (lihat Catatan per-ingatan).
9.
Kalium hidroksida (KOH) – (KOH) – pelet-pelet pelet-pelet bermutu reagen (lihat Catatan peringatan).
10. Etanol (etil alkohol) 95 %-v – %-v – mutu mutu reagen (lihat Catatan peringatan).
Larutan-larutan
1. Larutan asam periodat. Larutkan 5,4 gram gram asam periodat ke dalam 100 ml akuades akuades dan kemudian tambahkan 1900 ml asam asetat glasial. Campurkan baik-baik. Simpan larutan di dalam botol bertutup gelas yang berwarna gelap atau, jika botol berwarna terang, taruh di tempat gelap. Perhatian – Hanya botol bertutup gelas yang boleh dipakai. Tutup gabus atau karet sama sekali tak boleh dipergunakan. 2. Larutan natrium tiosulfat 0,01 N. – Dibuat dengan melarutkan 2,48 gram Na S O .5H O ke 2 2
3
2
dalam akuades dan kemudian diencerkan sampai 1 liter. Larutan ini harus distandarkan sebagai berikut : Pipet 5 ml larutan kalium dikhromat standar (lihat no. 5 di bawah) ke dalam gelas piala 400 ml. Tambahkan 1 ml HCl pekat, 2 ml larutan KI (lihat no. 3 di bawah) dan aduk baik-baik dengan batang pengaduk atau pengaduk magnetik. Kemudian, biarkan tak teraduk selama 5 menit dan selanjutnya tambahkan 100 ml akuades. Titrasi dengan larutan natrium tiosulfat sambil terus diaduk, sampai warna kuning hampir hilang. Tambahkan 1 – 1 – 2 2 ml larutan pati dan teruskan titrasi pelahan-lahan sampai warna biru persis sirna. Maka : Normalitas larutan Na2 S2 O3 =
V K2 Cr2 O7 x N K2 Cr2 O7 Ml lar. Na2 S2 O3 yang dihabiskan pada titrasi
3. Larutan kalium iodida (KI) – (KI) – dibuat dibuat dengan melarutkan 150 gram KI ke dalam akuades, disusul dengan pengenceran hingga bervolume 1 liter. Larutan i ni tak boleh kena cahaya. 4. Larutan indikator pati – pati – dibuat dibuat dengan membuat pasta homogen 10 gram pati larut (lihat Catatan no. 1) di dalam akuades dingin. Tambahkan pasta ini ke 1 liter akudes yang sedang mendidih kuat, aduk cepat-cepat selama beberapa detik dan kemudian dinginkan. Asam salisilat (1,25 g/l) boleh dibubuhkan untuk mengawetkan patinya. Jika sedang tak digunakan, larutan ini o
harus disimpan di dalam ruang bertemperatur 4 – 10 C. Larutan indikator yang baru harus dibuat jika titik akhir titrasi tidak lagi tajam, atau jika larutan indikator pati gagal dalam uji kepekaan yang telah diuraikan pada no. 5 dalam bagian “Re agen-reagen”. agen-reagen”.
5. Larutan standar 0,1 N kalium dikhromat – dibuat dengan melarutkan 4,9035 gram kalium dikhromat kering dan tergerus halus ke dalam akuades di dalam labu takar 1 liter dan kemudian o
mengencerkannya sampai garis batas-takar pada 25 C. 6. Larutan KOH alkoholik – dibuat – dibuat dengan melarutkan 40 gram KOH dalam 1 liter etanol 95 %-v. Jika ternyata agak keruh, saring larutan sebelum digunakan.
Prosedur analisis kadar gliserol total
01. Timbang 9,9 – 10,1 ± 0,01 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah labu Erlenmeyer. 02. Tambahkan 100 ml larutan KOH alkoholik, sambungkan labu dengan kondensor berpendingin udara dan didihkan isi labu pelahan selama 30 menit untuk mensaponifikasi ester-ester. 03. Tambahkan 91 ± 0,2 ml khloroform ( lihat Catatan peringatan) dari sebuah buret ke dalam labu takar 1 liter. Kemudian tambahkan 25 ml asam asetat glasial (lihat Catatan no. 2) dengan menggunakan gelas ukur. 04. Singkirkan labu saponifikasi dari pelat pemanas atau bak kukus, bilas dinding dinding dalam kondensor dengan sedikit akuades. Lepaskan kondensor dan pindahkan isi labu saponifikasi secara kuantitatif ke dalam labu takar pada no. 03 dengan menggunakan 500 ml akuades sebagai pembilas. 05. Tutup rapat labu takar takar dan kocok isinya isinya kuat-kuat kuat-kuat selama 30 – 30 – 60 60 detik. 06. Tambahkan akuades akuades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu rapat-rapat dan campurkan baik-baik isinya dengan membolak-balikkan dan, sesudah dipandang tercampur intim, biarkan tenang sampai lapisan khloroform dan lapisan akuatik memisah sempurna. 07. Pipet masing-masing 6 ml larutan asam asam periodat ke dalam dalam 2 atau 3 gelas piala 400 – 400 – 500 500 ml dan siapkan dua blanko dengan mengisi masing-masing 50 ml akuades (sebagai pengganti larutan asam periodat). 08. Pipet 100 ml ml lapisan akuatik yang diperoleh dalam langkah no. 06 ke dalam gelas piala berisi larutan asam periodat dan kemudian kocok gelas piala ini pelahan supaya isinya tercampur baik. Sesudahnya, tutup gelas piala dengan kaca arloji/masir dan biarkan selama 30 menit (lihat Catatan no. 2). Jika lapisan akuatik termaksud mengandung bahan tersuspensi, saring dahulu sebelum pemipetan dilakukan. 09. Tambahkan 3 ml ml larutan KI, campurkan dengan pengocokan pelahan pelahan dan kemudian kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari 5 menit) sebelum dititrasi. Jangan tempatkan gelas piala yang isinya akan dititrasi ini di bawah cahaya terang atau terpaan langsung sinar matahari. 10. Titrasi isi gelas piala dengan larutan natrium natrium tiosulfat yang sudah sudah distandarkan (diketahui (diketahui normalitasnya). Teruskan titrasi sampai warna coklat iodium hampir hilang. Setelah ini tercapai, tambahkan 2 ml larutan indikator pati dan teruskan titrasi sampai warna biru kompleks iodium – iodium – pati pati persis sirna.
11. Baca buret titran sampai sampai ke ketelitian 0,01 ml dengan dengan bantuan pembesar meniskus. meniskus. 12. Ulangi langkah 08 s/d 11 untuk mendapatkan data duplo dan (jika mungkin) triplo. 13. Lakukan analisis blanko dengan menerapkan menerapkan langkah 09 s/d 11 pada dua gelas piala berisi larutan blanko (yaitu akuades) tersebut pada no. 07.
Prosedur analisis kadar gliserol bebas
a. Timbang 9,9 – 9,9 – 10,1 10,1 ± 0,01 gram contoh biodiesel ester alkil dalam sebuah botol timbang. b. Bilas contoh ini ke dalam labu takar 1 liter dengan menggunakan 91 ± 0,2 ml khloroform (lihat Catatan peringatan) yang diukur dengan buret. c. Tambahkan kira-kira 500 ml akuades, tutup rapat labu dan kemudian kocok kuat -kuat selama 30 – 60 – 60 detik. d. Tambahkan akuades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu rapat-rapat dan campurkan baik-baik isinya dengan membolak-balikkan dan, sesudah dipandang tercampur intim, biarkan tenang sampai lapisan khloroform dan lapisan akuatik memisah sempurna. e. Pipet masing-masing 2 ml ml larutan asam periodat ke dalam 2 atau atau 3 gelas piala piala 400 – 500 ml dan siapkan dua blanko dengan mengisi masing-masing 100 ml akuades (sebagai pengganti larutan asam periodat). f. Pipet 300 ml lapisan lapisan akuatik yang diperoleh dalam langkah (d) ke dalam gelas piala berisi berisi larutan asam periodat dan kemudian kocok gelas piala ini pelahan supaya isinya tercampur baik. Sesudahnya, tutup gelas piala dengan kaca arloji/masir dan biarkan selama 30 menit (lihat Catatan no. 2). Jika lapisan akuatik termaksud mengandung bahan tersuspensi, saring dahulu sebelum pemipetan dilakukan. g. Tambahkan 2 ml larutan KI, campurkan dengan pengocokan pelahan dan dan kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari 5 menit) sebelum dititrasi. Jangan tempatkan gelas piala yang isinya akan dititrasi ini di bawah cahaya terang atau terpaan langsung sinar matahari. h. Titrasi isi gelas piala dengan larutan natrium tiosulfat yang sudah distandarkan (diketahui normalitasnya). Teruskan titrasi sampai warna coklat iodium hampir hilang. Setelah ini tercapai, tambahkan 2 ml larutan indikator pati dan teruskan titrasi sampai warna biru kompleks iodium – iodium – pati pati persis sirna. i. Baca buret titran sampai sampai ke ketelitian 0,01 ml dengan dengan bantuan pembesar pembesar meniskus. j. Ulangi langkah langkah (f) s/d (i) untuk mendapatkan mendapatkan data duplo dan (jika mungkin) triplo. k. Lakukan analisis blanko dengan menerapkan langkah (g) s/d (i) pada dua gelas piala berisi larutan blanko (yaitu akuades) tersebut pada (e).
Perhitungan
1. Hitung kadar gliserol total (G , %-b) dengan rumus : ttl
G (%-b) = ttl
2.302 (B − C) x N W
dengan : C = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi contoh, ml. B = volume larutan natrium tiosulfat yang habis dalam titrasi blangko, ml. N = normalitas eksak larutan natrium tiosulfat. W=
berat sampel a x mL mL sampel b 900
a Dari prosedur untuk total gliserol, 1 b Dari prosedur untuk total gliserol, 8
2. Kadar gliserol bebas (G
, %-b) dihitung dengan rumus yang serupa dengan di atas, tetapi
bbs
menggunakan nilai-nilai yang diperoleh pada pelaksanaan prosedur analisis kadar gliserol bebas. 3. Kadar gliserol terikat (G , %-b) adalah selisih antara kadar gliserol total dengan kadar gliserol ikt
bebas : G = G - G ikt
ttl
bbs
Catatan peringatan
Asam periodat adalah oksidator dan berbahaya jika berkontak dengan bahan-bahan o
organik. Zat ini menimbulkan iritasi kuat dan terdekomposisi pada 130 C. Jangan gunakan tutup gabus atau karet pada botol-botol penyimpannya.
Khloroform diketahui bersifat karsinogen. Zat ini toksik jika terhisap dan memiliki daya bius. Cegah jangan sampai khloroform bertkontak dengan kulit. Manusia yang sengaja atau tak sengaja menghisap atau meneguknya secara berkepanjangan dapat mengalami kerusakan lever dan ginjal yang fatal. Zat ini tidak mudah menyala, tetapi akan terbakar juga bila terus-terusan terkena nyala api atau berada pada temperatur tinggi, serta menghasilkan fosgen (bahan kimia berbahaya) jika terpanaskan sampai temperatur dekomposisinya. Khloroform dapat bereaksi eksplosif dengan aluminium, kalium, litium, magnesium, natrium, disilan, N O , dan campuran natrium hidroksida dengan metanol. 2
4
Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10 ppm-v. Karena ini, penanganannya harus dilakukan di dalam lemari asam.
Asam khlorida (HCl) pekat adalah asam kuat dan akan menyebabkan kulit terbakar. Uapnya menyebabkan peracunan jika terhirup dan terhisap serta menimbulkan iritasi kuat pada mata dan kulit. Jas dan sarung tangan pelindung harus dipakai ketika bekerja dengan asam ini. Penanganannya disarankan dilakukan dalam lemari asam yang beroperasi
dengan benar. Pada pengenceran, asam harus selalu yang dit ambahkan ke air/akuades dan bukan sebaliknya.
Asam asetat murni (glasial) adalah zat yang cukup toksik jika terhisap atau terminum. Zat ini menimbulkan iritasi kuat pada kulit dan jaringan tubuh. Angka ambang kehadirannya di udara tempat kerja adalah 10 ppm-v.
Kalium hidroksida (KOH), seperti alkali-alkali lainnya, dapat membakar parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat. Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi sangat eksoterm jika dicampur dengan air; persiapkan sarana untuk mengurung larutan basa kuat jika bejana pencampur sewaktu-waktu pecah/retak atau bocor akibat besarnya kalor pelarutan yang dilepaskan.
Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau penguapan pelarut ini di dalam lemari asam.
Catatan bernomor
1. Yang disarankan untuk digunakan adalah “pati kentang untuk iodometri”, karena pati ini menimbulkan warna biru pekat jika berada bersama ion iodonium. “Pati larut” saja tak disarankan karena bisa tak membangkitkan warna biru pekat yang konsisten ketika berkontak dengan ion iodonium. Reagen-reagen Reagen-reagen berikut diketahui cocok : “Soluble starch for iodometry”, Fisher S516-100; S516-100; “Soluble potato starch, Sigma S -2630; “Soluble potato starch for iodometry”, J.T. Baker 4006-04. 2. Pada temperatur kamar, tenggang waktu antara penyiapan contoh-contoh dan pentitrasiannya tak boleh lebih dari 1,5 jam.
LAMPIRAN 3 METODE ANALISIS STANDAR UNTUK ANGKA PENYABUNAN DAN KADAR ESTER BIODIESEL ESTER ALKIL (FBI-A03-03)
Definisi
Prosedur pengujian ini untuk menentukan angka penyabunan biodiesel ester alkil dengan proses titrimetri. Angka penyabunan adalah banyak miligram KOH yang dibutuhkan untuk menyabunkan satu (1) gram contoh biodiesel. Melalui kombinasi dengan hasil-hasil analisis angka asam (FBI-A01-03) dan gliserol total (FBI-A02-03), angka penyabunan yang diperoleh dengan metode standar ini dapat dipergunakan untuk menentukan kadar ester di dalam biodiesel ester alkil.
Lingkup
Dapat diterapkan untuk biodiesel yang berupa ester alkil (metil, etil, isopropil, dsj.) dari asam-asam lemak serta berwarna pucat.
Peralatan
1.
Labu-labu Erlenmeyer tahan alkali (basa) (basa) - 250 atau 300 ml, masing-masing berleher sambungan asah N/S 24/40.
2.
Kondensor berpendingin udara berpanjang minimum 65 cm dan ujung ujung bawahnya bersambungan asah N/S 24/40 hingga cocok dengan labu Er lenmeyer.
3.
Bak pemanas air atau pelat pemanas pemanas yang temperatur atau atau laju pemanasannya pemanasannya dapat dikendalikan.
4.
Labu distilasi distilasi 2 liter liter yang mulutnya mulutnya berupa sambungan asah asah N/S 24/40 dan lengkap dengan dengan kondensor berpendingin air, untuk merefluks dan mendistilasi etanol 95 %-v seperti ditunjukkan pada no. 2 dalam bagian “Reagen“Reagen -reagen” di bawah ini.
Regen-reagen
1. Asam khlorida 0,5 N yang yang sudah terstandarkan (normalitas eksaknya diketahui). 2. Larutan kalium hidroksida (lihat Catatan peringatan) di dalam etanol 95 %-v. Refluks campuran 1,2 liter etanol 95 %-v (lihat Catatan peringatan) dengan 10 gram KOH dan 6 gram pelet aluminium (atau aluminium foil) selama 1 jam dan kemudian langsung distilasikan; buang 50 ml distilat awal dan selanjutnya tampung 1 liter alkohol distilat berikutnya dalam wadah bersih bertutup gelas. Larutkan 40 gram KOH berkarbonat rendah ke dalam 1 liter alkohol distilat o
tersebut sambil didinginkan (sebaiknya di bawah 15
C); biarkan selama 5 hari untuk
mengendapkan pengotor-pengotor dan kemudian dekantasikan larutan jernihnya ke dalam botol gelas coklat bertutup karet. 3. Larutan indikator fenolftalein. 10 gram fenolftalein dilarutkan ke dalam 1 liter etanol 95 % -v.
Prosedur analisis
01. Timbang 4 – 4 – 5 5 ± 0,005 gram contoh biodiesel ester alkil ke dalam sebuah labu Erlenmeyer 250 ml. Tambahkan 50 ml larutan KOH alkoholik dengan pipet yang dibiarkan terkosongkan secara alami. 02. Siapkan dan lakukan analisis blanko secara serempak dengan analisis contoh biodiesel. Langkah-langkah Langkah-langkah analisisnya persis sama dengan yang tertulis untuk di dalam “prosedur analisis” ini, tetapi tidak mengikut -sertakan contoh biodiesel. 03. Sambungkan labu Erlenmeyer dengan kondensor berpendingin udara dan didihkan pelahan tetapi mantap, sampai contoh tersabunkan sempurna. Ini biasanya membutuhkan waktu 1 jam. Larutan yang diperoleh pada akhir penyabunan harus jernih dan homogen; jika tidak, perpanjang waktu penyabunannya. 04. Setelah labu dan kondensor cukup dingin (tetapi belum terlalu dingin hingga membentuk jeli), bilas dinding-dalam kondensor dengan sejumlah kecil akuades. Lepaskan kondfensor dari labu, tambahkan 1 ml larutan indikator fenolftalein ke dalam labu, dan titrasi isi labu dengan HCl 0,5 N sampai warna merah jambu persis sirna. Catat volume asam khlorida 0,5 N yang dihabiskan dalam titrasi.
Perhitungan
Angka penyabunan (A ) = s
56,1(B – 56,1(B – C) x N mg KOH/g biodiesel m
dengan : B = volume HCl 0,5 N yang dihabiskan pada titrasi blanko, ml. C = volume HCl 0,5 N yang dihabiskan pada titrasi contoh, ml. N = normalitas eksak larutan HCl 0,5 N. m = berat contoh biodiesel ester alkil, g. Nilai angka penyabunan yang dilaporkan harus dibulatkan sampai dua desimal (dua angka di belakang koma). Kadar ester biodiesel ester alkil selanjutnya dapat dihitung dengan rumus berikut :
Kadar ester (%-b) =
100 (A - A - 4,57 G ) s
a
ttl
A
s
dengan : A = angka penyabunan yang diperoleh d i atas, mg KOH/g biodiesel. s
A = angka asam (prosedur FBI-A01-03), mg KOH/g biodiesel. a
G = kadar gliserin total dalam biodiesel (prosedur FBI-A02-03), %-b. ttl
Catatan peringatan
Kalium hidroksida (KOH) dapat membakar parah kulit, mata dan saluran pernafasan. Kenakan sarung tangan karet tebal dan pelindung muka untuk menangkal bahaya larutan alkali pekat. Gunakan peralatan penyingkir asap atau topeng gas untuk melindungi saluran pernafasan dari uap atau debu alkali. Pada waktu bekerja dengan bahan-bahan sangat basa seperti kalium hidroksida, tambahkan selalu pelet-pelet basa ke air/akuades dan bukan sebaliknya. Alkali bereaksi sangat eksoterm jika dicampur d engan air.
Etanol (etil alkohol) adalah mudah terbakar. Lakukan pemanasan atau penguapan pelarut ini di dalam lemari asam.
Lampiran 8. Uji Statistik Anova dan Lanjut Duncan PENGARUH PERLAKUAN TERHADAP BILANGAN ASAM The SAS System 18:45 Sunday, November 16, 2009 1 Analysis of Variance Procedure Class Level Information
Class
Levels
Values
UL
2
12
HARI
2
ab
PRLKN
2
xy
Number of observations in data set = 8 The SAS System 18:45 Sunday, November 16, 2009 2 Analysis of Variance Procedure Dependent Variable: ASAM
Source Model Error Corrected Total R-Square 0.945568 Source
DF 3 4 7
Sum of Squares 0.01059144 0.00060971 0.01120115
C.V. 4.370108 DF
HARI PRLKN HARI*PRLKN
Root MSE 0. 01234610 Anova SS
1 1 1
0.01033203 0.00012246 0.00013695
Mean Square F Value 0.00353048 23.16 0.00015243
ASAM Mean 0.28251250 Mean Square F Value 0.01033203 0.00012246 0.00013695
67.78 0.80 0.90
The SAS System 18:45 Sunday, November 16, 2009 3 Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: ASAM NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate
Alpha= 0.05 df= 4 MSE= 0.000152 Number of Means Critical Range
2 .02424
Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping
Mean
N HARI
A
0.318450
4 a
B
0.246575
4 b
The SAS System 18:45 Sunday, November 16, 2009 7 Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: ASAM
NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha= 0.05 df= 4 MSE= 0.000152 Number of Means 2 3 4 Critical Range .03428 .03503 .03521 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping A A A
Mean
N KOMB
0.32650
2 ay
0.31040
2 ax
Pr > F 0.0055
Pr > F 0.0012 0.4207 0.3969
B B B
0.24680
2 bx
0.24635
2 by
PENGARUH PERLAKUAN TERHADAP GLISEROL TOTAL The SAS System 18:23 Sunday, November 16, 2009 1 Analysis of Variance Procedure Class Level Information
Class
Levels
UL HARI PRLKN
Values
2 2 2
12 ab xy
Number of observations in data set = 8
The SAS System 18:23 Sunday, November 16, 2009 2 Analysis of Variance Procedure Dependent Variable: GTTL
Source Model Error Corrected Total R-Square 0.818182
Sum of Squares 0.00045000 0.00010000 0.00055000
Mean Square F Value 0.00015000 6.00 0.00002500
C.V. 4.444444
Root MSE 0.00500000
GTTL Mean 0.11250000
DF 1 1 1
Anova SS 0.00020000 0.00005000 0.00020000
Mean Square 0.00020000 0.00005000 0.00020000
Source HARI PRLKN HARI*PRLKN
DF 3 4 7
F Value 8.00 2.00 8.00
The SAS System 18:23 Sunday, November 16, 2009 3 Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: GTTL
NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha= 0.05 df= 4 MSE= 0.000025 Number of Means Critical Range
2 .009816
Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping A B
Mean
N HARI
0.117500 0.107500
4 b 4 a
The SAS System 18:23 Sunday, November 16, 2009 7 Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: GTTL
NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha= 0.05 df= 4 MSE= 0.000025 Number of Means 2 3 4 Critical Range .01388 .01419 .01426 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping A
Mean
N KOMB
0.125000
2 bx
Pr > F 0.0581
Pr > F 0.0474 0.2302 0.0474
B B B B B
0.110000
2 ay
0.110000
2 by
0.105000
2 ax
PENGARUH PERLAKUAN TERHADAP KADAR ESTER The SAS System 18:30 Sunday, November 16, 2009 1 Analysis of Variance Procedure
Class Level Information Class
Levels
UL HARI PRLKN
Values
2 2 2
12 ab xy
Number of observations in data set = 8
The SAS System 18:30 Sunday, November 16, 2009 2 Analysis of Variance Procedure Dependent Variable: ESTER
Source Model Error Corrected Total
DF 3 4 7
Sum of Squares 0.00517767 0.00058841 0.00576608
R-Square 0.897953
C.V. Root MSE 0.012179 0.01212858
ESTER Mean 99.58267500
Source HARI PRLKN HARI*PRLKN
DF 1 1 1
Mean Square 0.00095048 0.00085698 0.00337020
Anova SS 0.00095048 0.00085698 0.00337020
Mean Square F Value 0.00172589 11.73 0.00014710
F Value 6.46 5.83 22.91
The SAS System 18:30 Sunday, November 16, 2009 3 Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: ESTER
NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha= 0.05 df= 4 MSE= 0.000147 Number of Means Critical Range
2 .02381
Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping A A A
Mean 99.593575 99.571775
N HARI 4 b 4 a
The SAS System 18:30 Sunday, November 16, 2009 7 Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: ESTER
NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha= 0.05 df= 4 MSE= 0.000147 Number of Means 2 3 4 Critical Range .03367 .03441 .03459 Means with the same letter are not significantly different.
Pr > F 0.0188
Pr > F 0.0639 0.0733 0.0087
Duncan Grouping
Mean
N KOMB
A
99.62445
2 by
B B B B B
99.58195
2 ax
99.56270
2 bx
99.56160
2 ay
