SEMINAR NASIONAL TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011 Yogyakarta, 26 Juli 2011
Kajian Awal Biji Buah Kepayang sebagai Bahan Baku Minyak Nabati Kasar Cokorda Prapti Mahandari, Rossy Septi Wahyuni, Anwar Fatoni dan Wiwik Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma J1. Margonda Raya No.100, Depok 16424 E-mail :
[email protected]
Intisari Minyak nabati kasar adalah minyak yang diperoleh dari pengolahan tanaman antara lain dari bagian batang, daun, buah, biji, kulit buah maupun bunga melalui proses ekstraksi. Penelitian tentang minyak nabati dari berbagai jenis dan bagian tanaman telah banyak dilakukan. Salah satu jenis tanaman yang belum banyak diteliti kandungan minyaknya adalah pohon kepayang atau Pangium edule Reinw. Kajian awal untuk mengetahui potensi biji buah kepayang sebagai sumber bahan baku minyak nabati dilakukan dengan mengesktraksi buah kapayang yang sudah menjadi kluwek. Sebelum dikeringkan kluwek dipilih yang telah masak, tidak berjamur dan tidak busuk, kemudian dikeringkan dengan cara dijemur selama 36 jam sehingga terjadi penurunan berat sekitar 40 %.. Kluwek kemudian dikecilkan ukurannya dengan cara dibelah dan diekstraksi dengan metode pengepresan hidraulik. Dari 12 gram kluwek kering diperoleh minyak 3,8 ml dengan berat 2,53 g. Hasil uji pembakaran minyak kepayang kasar dengan sumbu dari benang menunjukkan timbulnya letupan-letupan api kecil sebagai tanda masih terdapat sisa air pada minyak. Kata kunci: minyak nabati, kepayang , kluwek, ekstraksi, pengepresan
Pendahuluan Minyak nabati mempunyai fungsi sebagai bahan makanan, bahan baku industri serta bahan bakar atau campuran bahan bakar. Bahan baku minyak nabati utamanya adalah dari biji-bijian yakni kelapa, kelapa sawit, jagung, jarak, olive (zaitun), kacang tanah, biji kapuk, biji kapas, alpokat, kacang makadam, kanola, biji nyamplung, dll. Semua minyak nabati dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar namun dengan proses-proses pengolahan tertentu (Choo, 1994). Sumber minyak nabati yang paling dominan dewasa ini adalah kelapa sawit. Demikian pula proses pengolahan dan pemanfaatannya telah banyak diteliti dan terdokumentasi dengan baik. Bahkan berbagai produk dari pohon kelapa sawit menjadi sumber devisa yang sangat potensial bagi sebuah negara seperti Malaysia dan Indonesia. Potensi kelapa sawit di dunia sangat besar dengan perolehan dapat mencapai 5000 kg per hektar pertahun seperti tampak pada Tabel I (Soerawijaya, 2006) Tabel I. Tanaman penghasil minyak nabati serta produktifitasnya Nama Indo Sawit Kelapa Alpokat Kacang brazil Kacang makadam Jarak pagar Jojoba Kacang pekan Jarak kaliki Zaitun Kanola Opium
Nama Inggris Palm Coconut Avocado Brazil nut Macademia nut Physic nut Jojoba Pecan nut Castor olive Rapeseed Poppy
Nama Latin Elaeis guineensis Cocos Nucifera Persea americana Bertholletia excelsa Macademia ternif. Jatropha curcas Simmondsia Califor. Carya pecan Ricinus communis Olea europea Brassica napus Papaver somniferum
kg/ha/thn 5000 2260 2217 2010 1887 1590 1528 1505 1188 1019 1000 978
Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-602-99680-0-2
SEMINAR NASIONAL TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011 Yogyakarta, 26 Juli 2011
Kajian pustaka mengenai pemanfaatan buah kepayang sebagai sumber minyak nabati sampai saat ini belum ada. Buah kepayang saat ini pemanfaatannya selain sebagai bumbu masak yang disebut kluwek seperti tampak pada Gambar 1 juga dapat digunakan sebagai pengawet ikan segar (Elidahanum, et al, 2007). Senyawa polifenol dari buah kepayang yang telah diekstraksi dicampur dengan garam ternyata dapat mengawetkan ikan segar sampai 1 minggu.
Gambar 1. Kluwek Pohon kepayang tersebar di seluruh nusantara dengan berbagai macam nama. Di daerah Sunda pohon kepayang dikenal sebagai pohon picung, di daerah Batak dan Bali dikenal sebagai pangi, di Jawa disebut pakem atau pucung dan di Sumbawa dan Makasar disebut kalowa. Pohon kepayang tumbuh pada daerah ketinggian 1.000 m dpl dengan tinggi pohonnya dapat mencapai 40 m serta besar batangnya sampai 2,5 m. Biji buah kepayang mengandung asam sianida sehingga dalam pengolahannya menjadi bumbu masak asam ini harus dihilangkan dengan proses penyimpanan selama 10 -14 hari kemudian direbus dan dikubur dalam tanah selama 40 hari. Cara tradisional untuk memperoleh minyak dari buah kepayang jaman dahulu adalah dengan merebus buah yang matang selama 2-3 jam kemudian dikupas, dan dikeringkan sampai minyaknya keluar kemudian dikempa dengan papan. Hal ini dilakukan oleh masyarakat di pedalaman Jawa Barat dan minyaknya adalah untuk penerangan atau pengganti lilin. Proses ekstraksi minyak dari buah kepayang sampai saat ini belum terdokumentasi karena belum banyak diteliti. Kapasitas minyak yang dapat diperoleh untuk setiap kg buah juga belum diketahui. Mengacu pada penelitian sumber minyak nabati yang lain, seperti minyak sawit, minyak jarak dan lainnya maka dilakukan penelitian awal buah kepayang sebagai sumber minyak nabati kasar. Metode Penelitian Bahan yang digunakan adalah daging dari biji buah kepayang yang telah masak yang diperoleh dari proses penimbunan biji mentah selama 40 hari. Buah yang masak ini memiliki ciri–ciri kulit berwarna hitam gelap, memiliki aroma yang khas, lebih lunak dan daging buah berwarna hitam kecoklatan seperti tampak pada Gambar 2.
Gambar 2. Biji buah kluwek masak Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-602-99680-0-2
SEMINAR NASIONAL TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011 Yogyakarta, 26 Juli 2011
Peralatan yang dipakai adalah mesin pres ulir hidraulik kapasitas rendah untuk mengeluarkan minyak, timbangan digital untuk menimbang buah kepayang sebelum dan setelah dikeringkan serta untuk menimbang minyak hasil ekstraksi dan gelas ukur untuk mengukur volume minyak. Proses ekstraksi diawali dengan pengupasan kulit, secara manual dengan memecahkan cangkang bagian luar dari biji buah kepayang. Pemilahan atau sortasi dilakukan untuk memperoleh buah kluwek yang tidak berjamur, tidak busuk, belum terlalu kering dan memiliki berat yang cukup dan telah masak. Penjemuran selama 36 jam atau 4 hari, dilakukan untuk memperoleh biji yang lebih padat dan memiliki nilai kekerasan tertentu. Kandungan air juga menurun sehingga randemen minyak yang dihasilkan lebih besar. Penjemuran juga menaikkan temperatur sesaat dari biji kepayang sehingga minyak lebih mudah terpisah dan biji lebih mudah dipress. Pengecilan ukuran bertujuan untuk memperluas bidang pengeluaran minyak agar diperoleh hasil ekstraksi yang lebih banyak dan dilakukan dengan membelah manual. Ekstraksi dilakukan kemudian minyak yang diperoleh diukur volumenya dan ditimbang beratnya seperti diperlihatkan pada Gambar 3. Penelitian dilakukan masih pada skala laboratorium, untuk membuktikan terlebih dahulu ditemukannya minyak pada biji kepayang. Langkah terakhir adalah menguji minyak dengan membakarnya menggunakan sumbu.
a) Menimbang bahan
b) ekstraksi
c) Menimbang minyak hasil ekstraksi Gambar 3. Pengukuran berat awal kluwek dan minyak hasil ekstraksi Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-602-99680-0-2
SEMINAR NASIONAL TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011 Yogyakarta, 26 Juli 2011
Hasil dan Pembahasan Berat awal kluwek sebelum dijemur adalah 20 g dan setelah dijemur menjadi sekitar 12 g. Proses penjemuran menurunkan berat sekitar 40 %. Kluwek yang telah dijemur bertekstur lebih padat seperti tampak pada Gambar 4.
Gambar 4. Kluwek saat proses penjemuran Adapun minyak yang dihasilkan adalah 3,8 ml. Kesetaraan produksi minyak misalkan 1 l membutuhkan sekitar 3 kg biji kluwek kering atau dengan asumsi penurunan berat yang sama membutuhkan sekitar 7,5 kg biji kluwek. Penurunan berat biji kluwek setelah dijemur ternyata lebih kecil dari pada penurunan berat biji nyamplung yang merupakan salah satu sumber minyak nabati yang baru. Biji nyamplung membutuhkan 2,5 kg biji nyamplung kering yang dapat diperoleh dari 6 kg buah nyamplung yg sudah tua atau mengalami penurunan berat sekitar 58 % setelah dijemur untuk menghasilkan 1 liter minyak nyamplung (Desrial, 2011). Namun demikian rendemen biji nyamplung relatif lebih tinggi dibandingkan dengan minyak kepayang.karena untuk menghasilkan 1 l minyak dibutuhkan 6 kg buah nyamplung, sedangkan biji kepayang sekitar 7,5 kg. Jika dibandingkan dengan biji jarak yang ditemukan mengandung 50-60 % minyak (Rahman, 2007, Devanesan, 2007, Hanumantha, 2009) maka kandungan minyak biji kepayang masih jauh lebih rendah. Namun dengan metode ekstraksi yang lebih efektif kemungkinan kandungan minyak pada biji buah kepayang lebih tinggi dari rendemen yang diperoleh pada penelitian ini. Karakteristik dari minyak kepayang perlu diteliti lebih lanjut seperti halnya karakteristik minyak jarak yang telah diteliti secara intensif (Antony, 2011, Krishna, 2010, Sayyar, 2009) dan karakteristik minyak kemiri serta pengaruh beberapa parameter terhadap ekstraksi dan transesterifikasi minyak kemiri (Daniel, 2005, Sulistyo, 2008, Arlene, 2010). Minyak kepayang kasar yang diperoleh juga diuji bakar dengan menggunakan sumbu kering dari benang. Api yang timbul berwarna kemerahan dan terdengar bunyi letupan-letupan kecil saat terbakar. Letupan menandakan masih terdapat kandungan air pada minyak kepayang kasar tersebut. Pengujian untuk menentukan nilai kalor dari minyak kepayang akan dilakukan setelah minyak diproses lebih lanjut menjadi minyak murni. Dari aspek keberagaman bahan baku minyak nabati, biji buah kepayang dapat diteliti lebih lanjut sehingga menjadi alternatif pemanfaatannya selain sebagai bumbu masak dan bahan pengawet ikan. Jika dibandingkan dengan produksi minyak sawit yang telah terorganisir dengan baik seperti yang dikembangkan di Malaysia, penelitian biji buah kepayang masih sangat jarang. Fokus penelitian minyak sawit telah sampai pada tahap pembangunan berkelanjutan dengan riset yang sangat intensif mengenai pupuk dan kondisi tanah yang tepat untuk pertumbuhan kelapa sawit dengan efisiensi tinggi dan produktivitas tinggi (Basiron, 2007). Pembangunan berkelanjutan pada industri kelapa sawit telah memenuhi kriteria 3 aspek yakni keuntungan ekonomis, manusia, dan lingkungan yang saling menunjang. Penggunaan lahannya mencerminkan keseimbangan antara pembangunan pertanian dan pelestarian hutan. Kondisi ini perlu dijadikan acuan untuk pengembangan penelitian minyak dari biji buah kepayang serta pertumbuhan pohon kepayang yang masih hanya terbatas sebagai tanaman hutan. Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-602-99680-0-2
SEMINAR NASIONAL TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2011 Yogyakarta, 26 Juli 2011
Kesimpulan Biji kluwek yang diperoleh dari biji kepayang segar mengandung minyak nabati kasar dengan rendemen sekitar 20 % dari berat kluwek kering. Nilai ini masih dapat ditingkatkan dengan perbaikan proses ekstraksi. Minyak yang diperoleh perlu diproses lebih lanjut untuk memperoleh minyak kepayang murni serta uji karakterisasinya. Minyak nabati kasar juga dapat diperoleh dari biji kepayang segar namun tentunya dengan proses ekstraksi dan proses lanjutan yang lebih kompleks. Penelitian awal ini perlu dilanjutkan untuk menambah keberagaman sumber minyak nabati serta peningkatan pemanfaatan buah kepayang. Daftar Pustaka Antony Raja, S, Robinson smart D.S, Lindon Robert Lee C, 2011, Biodiesel Production from jatropha Oil and its Characterization, Research Journal of Chemical Sciences, Vol 1 (1) hal 81-88 Basiron , Yusuf, 2007, “Palm Oil Production through Sustainable plantation”, Eur. Journal Lipid Sci. Technol. 109 hal. 289-295 Choo, Yuen May,: Basiron Yusuf, 1994 “Production of Palm Oil Metil Esters and Its Use as Diesel Substitute” Palm Oil Research Institute of Malaysia Daniel, 2005, Pembuatan surfaktan dari Minyak kemiri Melalui Reaksi Interesterifikasi Diikuti Reaksi Amidasi, Jurnal Sains Kimia, Volume 9 Nomor 1 hal 1-7 Desrial, 2011, Minyak Nyamplung sebagai Bahan Bakar Alternatif Mesin Diesel, Insiprasi, vol 2 No 22, PT Bina Insani, Jakarta Devanesan M.G, Viruthagiri T dan Sugumar N, 2007, Transesterification of Jatropha Oil using Immobilized psedumonas Fluorescens, African Journal of Biotechnology Vol 6 (21) hal 2497-2501 Elidahanum Husni, Asmaedy Samah, Kiki Apriliza, 2007, “Pengawetan Ikan Segar dengan menggunakan Biji Buah Kepayang (Pangium edule Reinw dan Analisa Secara Kuantitatif, Jurnal Sains Teknologi Farmasi 12 (1) hal 45-49 Hanumantha Rao. Y.V., Ram Sudher Voleti, Hariharan V.S., Sitaram Raju A.V., Nageswara Redd P., 2009, use of Jatropha Oil methyl Ester and Its Blend as An alternative Fuel in Diesel Engine, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Science and Engineering, Vol XXXI no 3 hal 253-260 Harry Sulistyo, Suprihatin S Rahayu, Gatot Wioto, I. M Suardjaja, 2008, Biodiesel Production from High Iodine Number Candlenut Oil, World Academy of Science and Technology, vol 48, hal 485-469 Hary Sulistyo, dkk, 2008, Proses Penyiapan bahan baku pembuatan Biodiesel dari Minyak Kemiri, Media Teknik No 3 Tahun XXX hal 341-346 Rahman, Kazi Mostafijur, Mohammmad Mashud, Md. Roknuzzaman dan Asadullah Al Ghalib, 2008, Biodiesel From Jatropha Oil as An Alternatif Fuel for Diesel Engine, International Journal of Mechanical & Mechatronics IJMME-IJENS Vol 10 No 3 Krishna Bama, G dan Ramachandran K, 2010, A Photoacoustic and Ultrasonic Study on Jatropha Oil, Journal of Engineering Physic and Thermophysic, Vol 83, No 1, hal 213-219 Sayyar, Sepidar., Abidin, Zurina Zainal., Yunus, Robiah dan Azhari Muhammad, (2009) Extraction of Oil from Jatropha Seeds_Optimiszation and Kinetics, American Journal of Applied Sciences 6 (&), hal. 1390-1395 Setiawan, D, 2008, Proses hydrocrecking Minyak Kelapa Sawit dengan katalis Ni/Zeollit”, Thesis Teknik Kimia, ITS, Surabaya Soerawidjaya, Tatang H (2006)”Fondasi-fondasi Ilmiah dan Keteknikan dari Teknologi Pembuatan Biodiesel”, Hand out Seminar Nasional “ Biodiesel Sebagai Energi Alternative Masa Depan” UGM Yogyakarta.
Program Studi Teknik Industri Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-602-99680-0-2
