ISSN 1858-1226
JURNAL ILMU-ILMU PERTANIAN Volume 5, Nomor 2, Desember 2009
Diterbitkan Oleh : Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Magelang Jurusan Penyuluhan Pertanian Yogyakarta
JURNAL ILMU-ILMU
PERTANIAN
ISSN 1858_1226 Terbit Dua Kali SetahunpadaBulan Juli dan Desember,Berisi Artikel Ilmiah Hasil penelitian dan Pemikirandi Bidang Pemberdayaan Sosial,Ekonomi dan Teknik PertanianTeraoan
Ketua Penyunting M. Adlan Larisu Penyunting pelaksana R. Hermawan Ananti Yekti Miftakhul Arifin Agus Wartapa Mitra Bestari Masyhuri (UniversitasGadjahMada) Aziz Purwantoro(UniversitasGadjahMada) E. W. Tri Nugroho (SekolahTinggi pembangunanMasyarakatDesa) SaptoHusodo (SekolahTinggi penyuluhanperlanianMagelang) Zulkamain (Universitas Jambi) Sekretariat Asnuri Galuh H.E. Akoso Abdul Hamrd Alamat Penlunting dan Sekretariat: RedaksiJurnalIlmu-ilmu Pertanian,SekolahTinggi penyuluhan Pertanian(STPP) JurusanPenluluhan PertanianYogyakafia, Jalan Kusumanegaraxo. z vogyakarta Kode Pos55167Telpon(0274) 373479Faximile (Q27Or37 5528E-Mait;
[email protected] JURNAL ILMU-ILMU PERTANIAN diterbitkan oleh Sekolah Tinggi Penluluhan pertanian MagelangJurusanPenluluhan pertaniandi yogyakarta. Penyunting menerima sumbangantulisan yang belum pernah diterbitkan dalam penerbitan lain. Naskahdiketik ataskertasHVS kuartospasigandasepanjanglebih kurang20 halaman,dengan format sepertitercantumpada halaman kulit dalam belakang (pedomanp"nul-iru.rnaskahj. Naikah yang masuk akan dievaluasi dan disunting untuk keseragamu.rformat, iitilah dan tata penulisan lainnya tanpamerubahesensinaskah.Penulisyang artikelnyadimuat akan mendapatkanfima eksplar cetak lepasdan satunomorbukti pemuatan.Artikelyangticlak climuattidakakan dikembalikan. Hargaberlangganan termasukongkoskirim Rp. 50.000,00per tahununtuk duanomorpenerbitan.
JURNAL ILMU-ILMU PERTANIAN Volume5, Nomor 2, Desember2009
ISSN 1858-1226
DAFTAR ISI Kebijakan PenyelenggaraanPenyuluhan Pertanian Di Era Otonomi Daerah Di Kabupaten Sleman Propinsi D.i. Yogyakarta
6l - 78
Sapto Husodo, Miftakhul Arifin Evaluasi Dampak Penyuluhan Pertanian Di Kecematan Imogiri Kabupaten Bantul
79 - 94
Gunawan Yulianto Analisis Keterkaitan Sektor Pertanian Terhadap Sektor Perekonomian Lain Dalam Pembangunan Wilayah Di Era Otonomi Daerah Kabupaten Karanganyar
95 - 113
Ropingi, Agustono, Dan Catur Tbjp Eksistensi Lembaga Keuangan Mikro Dalam Peningkatan Aksesibilitas Pelaku Usaha Pertanian Pada Sumber Permodalan Di Pedesaan
ll4 - 134
Ananti Yekti Dan Amie Sulastyah Upaya Peningkatan Hasil Benih Padi Oryza sativa. L) Pada Berbagai Taraf Genangan Air Dan Takaran Vermikompos Di Lahan Sawah Irigasi Entisol
135 - 149
Nugrohotomo, Prapto Yudono, Abdul Syukur
Pengaturan Jumlah Cabang Utama Dan Penjarangan Buah Terhadap Hasil Dan Mutu Benih Tomat Varietas Kaliurang (lycopersicum Esculentum Mill )
150 - 163
Agus Wartapa,YoniarEffendi,Sukadi. Produksi BiodieselKasar Dari Bekatul DenganMetodeEsterilikasi In Situ EndahPuspitojati
164- 194
164
Jumal lLnu-ilmu Pertanian, Volume 5, Nonor 2, Desember 2009
PRODUKSIBIODIESEL KASAR DARI BEKATUL DENGAN METODE ESTERIFIKASI lIVS TU (Rice Bran Cntde Biodiesel Production By In Situ Esterification) Endah Puspitojati
ABSTRACT Biodiesel is a promising alternatit,efuel that can be produced Jrom yegetable oils, animal fats or rea,cled -f,yirg oil by esterification or transesterificationv,ith alcohol. Ricebran is one oJ'an alterneilitte feedstock to bittdiesel b-rproduce crude produce biodiesel. The aims o.f this research are to at lipase bran rice o.f and incttbation incubation in sittr esterification *-ithout chut'acterize to and acid as catalyst, pH sulfuric using and optinrunrtemperature rice bran biodiesel by analVzing concentration of .fatty acid meth.vl ester (FAME), triglyceride, digl.,-cerideand tnonoglyceride, biodiesel vield, densiry^, viscosity,cetane index, cloud point and flash point.Tl'teresearch used in sittr esterificatioi. The extractirn and biodieselproduction occttrredsimultaneouslv. Rice bran v,as incubated at optimum temperature and pH beJbre in sittt esterificationfor one, t*-o ctndthree v,eeksincubation.Rice bran lipase had the highest activity of 7.89 pmol/ml tttinute at 33"C and pH 6. 50 gram rice bran was transferred to three round bottom /lask and 200 ml methanol was addecl. The ntixture was relluxed i-ith 5 ml catalyst of sulJuric acid for 60, 90 and 120 minutes. During incubation, there was significant increase of Jatty acids concentrationJrom 10,34 to 80,74 '% then follov'ed b.vdecreasingtriglyceride from 89,66to t9,26 %o.Rice bran had thefat contentof l9'84-20,81 %. The yield of crurle biodieselv,as /8,25 to 22,12 %o. There was significant dec:rease in fatfi acid concentrationof rice bran residual oil. Rice bran crude biodiesel had the densityof 852,45kg/m'- 896,72kg/m''; cetaneinder of 32,5 - 53 ;flash 0C of 1'12 * l'69 point of 70,50- 79,62 ; ctoudpoint of 3,5 - l50C ; t'iscosit.v Cst. The best treatmentwas rice hran crude biodieselat three v'eeksinctrhation of rice bran and 60 minutesof esterification.It had thefollov,ing t:haructtri:ttic's (%; kinematic viscosity of 1,69 Cst; densitl o/ ; FAME percentation of 94,57 0C 852,45 ig/nf ; Jtashpo,irt o.f 79,67 ; cetaneindex of 53 : and c'loudpoint of 100c. Keywords: biodiesel, in situ esterificatiort, FAME, rice bran (Priyanto, 2007).
PENDAHULUAN
Melihat kondisi tersebut
Konsumsi BBM secaranasional terus
pemerintahmulai melirik penggunaanbahan
Setiap
bakar nabati atau yang sering disebut dengan
harinya konsumsiBBM tingkat nasionalrata-
biofuel yang terdiri dari tiga produk yaitu
rata mencapai 140.000 -
biodiesel,bioetanol dan pure plat'tt oil'
meningkat dari tahun ke tahun.
180.000 kiloliter
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang menlanjikan yang dapat
dengan alkohol
dengan katalis
165
asam.
(Fassenden dan Fessenden, 1997).
diperoleh dari minyak nabati, lemak binatang
Selama ini proses konversi bekatul
atau minyak bekas melalui esterifikasi atau
menjadi biodiesel melalr.ridua tahapan yaitu
r.icngan
transesterif,rkasi
alkohol
ekstraksi minyak bekatul dan esterifikasi
(Prihandana,dkk, 2006). Bahan bakar bio
rninyak
lebih
Esterifikasi in sittr merupakan salah satu
mahal dibandingkan bahan bakar
bekatul
menjadi
petroleum. Harga biodiesel yang tinggi
metode
disebabkan mahalnya harga bahan baku.
menghasilkan
Edible
berkandunganasam lernak bebasyang tinggi.
oils
sebagai
bahan
baku
yang
biodiesel.
dikembangkan
untuk
mono ester dari minyak
rnempengaruhi 60 - 70o/o harga biodiesel
Pada proses esterifikasi in
(Fnkuda, et a|.,2001).
Oleh sebab itu
ekstraksi minyak dan reaksi esterifikasi
diperlukan usaha untuk mencari bahan baku
berkatalis asam berlangsungsecarasimultan
altematif sehingga dihasilkan biodiesel
(Ozgulet a|.,2003).
murah.
situ, proses
Inkubasi bekatul perlu
Melimpahnya jumlah
bekatul
di
sebelum
bekatul
dilakukan
mengalami
reaksi
Indonesia menyebabkanbekatul merupakan
esterifikasi. Inkubasi bekalul bertujuanuntuk
bahanbaku alternatifyang menjanjikandalam
meningkatkankonsentrasiasamlemak bebas.
pembuatan biodiesel. Pada bekatul terdapat
Peningkatan konsentrasi asam leniak bebas
lipase yang
enzim
dapat menrpercepat
dapat meningkatkan kandungan fatty acid
penguraian lemak menjadi asam lemak dan
methyl ester (FAME) pada biodiesel yang
gliserol.
menghidroiisis
dihasilkan(Ozgul.2002). Produksibiodiesel
kandungan minyak dalam bekatul menjadi
melalui reaksi esterifikasilri .silirdiharapkan
gliserol dan asam lemak bebas(Luh. 1991).
dapat menghasilkanbiodiesel dalam waktu
Konsentrasiasam lemak bebasbertambah 7-
yang lebih cepat karena tahapanekstraksi
8% dalam 24 jam dan menjadi 4-5oh per hari
minyak pada
pada suhunormal (Prabowo,2003).
dihilangkan.
Lipase
akan
Dalam proses hidrolisis, lernak akan
proses konvensional dapat
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
diubah menjadi asam lemak bebas dan
memproduksibiodieselmelalui esterifikasiln
gliserol. Asam lemak bebas inilah yang akan
sl/& bekatul tanpa dan dengan inkubasi pada
dikonversi menjadi biodiesel melalui reaksi
suhu optimum enzim lipase menggunakan
esterifikasi (Prihandana, 2006). Reaksi ini
katalis
merupakan reaksi antara asam karboksilat
rnengkarakterisasibiodiesel berbahan baku
asam
(H2SO4)
dan
untuk
STPP Jurusan Penvuluhan Peftanian di lbevakafia
166
Jumal llmu-ilmu Pertanian, Volune 5, Nontor 2, Desember 2009
bekatul dengan menganalisa kandunganfatty
(triasilgliserolhidrolase,EC.3.1.1.3)adalah
trigliserida,
enzim yang aktif mengkatalisis hidrolisis
digliserida dan rnonogliserida, rendemen,
ikatan ester trigliserida antar petmukaan air-
densitas,viskositas, indek setana,titik kabut
lemak. Dalam kondisi tefientu, lipase juga
(cloud point), dan titik nyala (lash point) darr
dapat
biodieselyang dihasilkan.
(sintesis, reaksi esterifikasi) membentuk
acid
methyl ester (FAME),
Hasil penelitian ini diharapkan dapat
mengkatalisis
sebaliknya
reaksi
gliseridadari asamlemak dan gliserol. Lipase menghidrolisis kandungan minyak
memberikan informasi tentang pemanfaatan
akan
bekatul menjadi bahan baku altematif dalam
dalam bekatul menjadi gliserol dan asam
pembuatau biodiesel. Reaksi esterifikasi in
lemakbebas(Luh, 1991).
sltil bekatul untuk memproduksi biodiesel
Bekatul mengandung beberapa jenis lipase
dapat mengurangibiaya produksi biodiesel
seperti
karena tahapan
berbahan baku bekatul
phospholipase, glukolipase
esterase (Takano, 1993).
dan
Lipase bekatul
ekstraksi rninyak pada proses konvensional
metnpunyai berat molekul 40 kDa, PH
dapatdihilangkan.
o p t i m u m7 . 5 - 8 . 0 d a n s u h u o p t i m u m3 7 0 C . Enzim ini memotongikatan esterasam lemak
L. Enzim Lipase pada Bekatul Bekatul
merupakan
limbah
dari
penggilingan padi yang umumnya hanya digunakan sebagai pakan ternak. Menurut Saunders(1985), bekatulmengandung14-16 o/oprotein, 12-23 % lemak dan 8-10% serat kasar. Adanya enztm lipase yang dimiliki bekatul
mempercepat penguraian lemak
menjadi asam lemak dan gliserol sehingga menyebabkanbekatul menjadi mudah tengik (Prabowo,
2003).
Sejalan
dengan
pada posisi satu dan tiga (Maieian et al., 2000). Reaksi hidrolisis triasilgliserololeh lipase berlangsungsecarabertahap sehingga akan dihasilkan dua molekul asam lemak bebas dan satu molekul monoasilgliserol (Gambarl). 2. Minyak Bekatul Minyak bekatul alau lebih dikenal denganrice bran oi1 merupakanminyak hasil ekstraksi bekatul. Minyak
bekatul sulit
bertarnbahnya asam lemak bebas, bekatul
dimurnikan karenatingginya kandunganasam
menjadi kurang enak dimakan. Konsentrasi
lemak bebas dan senyawa-senyawatak
asam lemak bebasbertambahI - 8 % dalam
tersaponifikasikan. Lipase dalam bekatul
24 jam dan menjadi 4 - 5 % per hari pada
mengakibatkankandunganasam lernak bebas
suhu normal. Bekatul tidak dapat dikonsumsi
minyak kasar bekatul lebih tinggi dari minyak
manusia bila konsentrasiasam lemak bebas lebih dari 5 0,o(Cheruvanky.2003). Lipase
kasarlain (Mardiah, dkk, 2005). Komposisi
minyak
kasar bekatul
Endah Puspitolati - Produksi Biodiescl Kasar dari Bekanl
167
o CH2-Cr-C-R,
lr n rl cH -o -c-R,
t9 CHr-r-r-i-Rt lriarilgliserol Cambar l.
(:H2 - OH
{1) I rnrro
i2)
|
-
t; CH -O-C-Rt
+
+Q,fr-r$fl +R.COOH
I
cHr -- oH
(3)
mon€silgliserol
asamlenrak asamlenek
ReaksiHidrolisisTriasilsliserololeh Lipase.
trigliserida, 2-3% terdiri dari 81,3-84,39lo
mempunyai sifbt seperti solar
digliserida, 5-6% monogliserida,2-3o/oasam
menurut
lemak bebas, 0,3oh wax, 0,8% glikolipid,
rnerupakan bahan
1,6% phospholipids dan 4o/o ser.ryawatak
lingkungan karena rnenghasilkanernisi yang
tersaponifikasi(Anonymous,2006). Minyak
bebas dari kandungan belerang. Biodiesel
kasar bekatul mengandungtrigliserida yang
nremiliki bilangan setanayang iebih tinggi
relatif lebih rendah dibanding minyak nabati
dari pada solar sehinggaef-rsicnsipernbakaran
lainnya (Anonymous,2046).
lebih baik. Selain itu biodiesel merupakan
Di lndonesia r:ninyak kasar bekatul dimanfaatkan sebagai bahan bakar reboiler (Mardiah, dkk,
2005). Minyak
bckatul
Hambali. dkk (2007) biodiesel bakal
yang
ramah
energi yang dapat diperbarri dan rnudah terurai (b iodegra da hIe). Selain scbagaipengganti balian bakar
bisa
solar biodieseldapatdipergunakankeperluan
rnemiliki
lain sepertipelindungka',,uterrnasukinterior
kandungan energi rririp dengan rninyak
rumah yang terbuat dari kayu, sebagai
diesel(lshii dan Takeuchi,1987).
pelumasdan pelindungkorosi pada peralatan
rlerupakan
rninyak
nabati
yang
bahkan
digunakan sebagai bahan bakar
rurnalr tangga, pertanian yang terbuat dari
3. Biodiesel Biodieseladalahbioerrergiatau bahan bakar nabati yang dibuat dari minyak nabati baik minyak baru ataupun minyak bekas penggorengan
dan
rnelalui
proses
transesterifikasi, esterifikasi atau proses esterifikasi-transesterifikasi(Hambali. dkk, 2007). Biodiesel digunakan sebagaibahan bakar alternatif pengganti BBM untuk motor diesel. (Hambali, dkk. 2007).
logarn.Biodieseldapatpula dicarnpurdengan bensin untuk mesin dua langkah sebagai bahanbakardanpelumasan(Nasiri.2006). Parameter )'ang digunakan sebagai tolak ukul bahan bakar biodiesel adalah bilangansetana.viskositas"sifat bahanbakar pada ternperaturrendah (titik kabut dan titik tuang), angka iodiunr, penyimpanan dan
Biodiesel
S7-PPJurusan Pen_wtluhanPct'tanian di Ybgl'akarta
168
Jumal llmu-ilmu Pertanian, Volume 5, Nomor 2, Desember 2009 Biodiesel bisa mengalami degradasi
stabilitas, serta efek pelumasan (Indafiono,
bila disimpandalam waktu yang lama disertai
2006). menunjukkan
setana
Bilangan
dengan kondisi tertentLr (lndartono, 2006). biodiesel
pada
umumnya
seberapacepatbahanbakar mesin dieselyang
Degradasi
diinjeksikan ke ruang bakar t'isa terbakar
disebabkan oleh proses oksidasi. Beberapa
secara spontan (setelah bercampur dengan
faktor
udara). Viskositas merupakan sifat intrinsik
biodiesel antara lain keberadaanasam lemak
fluida yang menunjukkan resistensi fluida
tak
terhaclap aliran (lndartono, 2006). Fluida
(terturup/terbuka, temperatur, dsb.), unsur
dengan viskositas tinggi lebih sulit untuk
logam, dan peroksida(lndartono,2006).
dialirkan dibandingkandengan fluida dengan
4. Sintesis Fatty Acid Methyl Esler (FAME)
viskositasrendah. Titik kabut (Cloud point)
yang
mempengaruhi
jenuh,
kondisi
degradasi
PenYimPanan
melalui Reaksi Esterifikasi In Situ
adalah temperatur pada saat bahan bakar
Esterifikasi
adalah
suatu
reaksi
rnulai tanrpak "berawan" (cloudl'). Meski
pembentukanester dari asam karboksilat dan
bahan bakar masih bisa mengalir pada titik
alkohol denganbantuankatalis asam(Brown,
ini, keberadaankristal di dalam bahan bakar
2003). Reaksiesterifikasiasamlemak dengan
bisa mempengaruhikelancaran aliran bahan
katalis asamterdapatpada Gambar2.
bakar di dalam filter, pompa,dan injektor.
o
o
H'panasLrm/i
tt
RC- OH + qOff {+ ft - C - OR.,+HOH A s a m k a r l l O k s i l aAt l k 0 h 0 l
Ester
Air
Gambar2. ReaksiEsterifikasiAsam Lemak Bebasdan Alkohol (Carapissoand Garcia,2000). Gambar 3 menunjukan mekanisme
Esterifikasi in situ merupakan salah yang dikernbangkan untuk
reaksi pembuatan ester pada suasanaasam.
satu metode
Reaksi ini merupakan reaksi yang diawali
menghasilkan monoester dari minyak yang
dengan langkah protonasi
yaitu dengan
menambahkan muatan positif karbonil.
ke
gugus
Penambahanmuatan positif
dari asam karboksilat
gugus karbonil menyebabkan
ke
peningkatan
reaktifitas
terhadap alkohol bertambah (Fessendendan 1997). Fessenden.
mempunyai kandungan asarn lemak bebas tinggi (Ozgul and Turkey, 2003). Reaksi lr sila esterifikasi dipengaruhi oleh suhu, waktu reaksi,
katalis,
dan kandungan asam
lemak bebas suatubahan(Ju et a|,2005). Katalis yang paling sering digunakan adalah asam sulfat karena katalis ini
Llndah Puspitolati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
.1
{}:--
I ll ll ti' t{(' ** ftil ;::*t ll]
I ll ,' .. - lt ' I ll rH{rll -..*"-.-.1 11.s'-;'t'11 *-^-^--Ri- -{ittl;j*'
ll+-'lt (,lf
*+ l ,tt -1,llr, iI
:{}$l II
I
1
rit
---"
,tri
I:r il
r'--1 .'111--111 'll:tr +---i {}!
It'{}:
+
1
rtft
l'"
I
' {} " -i'-
I lt('
-
t{{
r{'I:;
R'!ir--Ll
,\sirlr Ka.rtxl&.*i[*t r- :iln \' 1- - " i
: ( . 1 f{
r -t } [ I
169
| .. ltll --.-t }*.'
{-* l{i}
|
lristsr
${.'fjt
padaKondisiAsam E,sterifikasi Gambar3. Mekanisme
(Fassendendan Fessenden,1997).
rnempunyaimasa simpan yang larna, mudah
2009.
dan aman preparasinya (Carapisso and
dilaksanakan Laboratorium Kirnia. Jurusan
Garcia,2000). Mardiah (2004) telah meneliti
TeknologiIIasil Pertanian,sedangkananalisa
perlggunaankatalis 5 % HCI pada reaksi
indeks setana,viskositas,titik kabut dan titik
esterifikasi minyak
nyala dilaksanakan di
kasar bekatul
dan
memberikankonversi terlinggi sebesar90,90 %.
Lestari dan Ita (2006) menggunakan
Analisa
densitas
biodiesel
Laboratorium Uji
Pelumas, PT. Pertamina, Tanjung Perak Surabaya. Analisa /'att.vatid qelh!-l ester
katalis asam sulfat untuk meneliti pengarutr
(FAME),
kadar air dan suhu .,vaktu esterifikasi dan
monogliseridadilaksanakandi Laboratorium
konversi FAME tertinggi yang dihasilkan
Kromatografi, Fakultas Farrnasi. Universitas
sebesar 96.3 %.
Katalis asam sulfat
GadjahMada.
yang lebih
Bahan
memberikan konversr FAME tinggi
dari
pada katalis lainnya pada
trigliserida,
yang
digliserida
diguuakan
dan
untuk
penelitianadalah bekatul yairg berasaldari
esterifikasiminyak kasar bekaful selamadua
penggilingandi Desa Joyosuho,1\4erjosari,
jam (Einfolt,et a|.,2008).
Malang.
dilaksanakan
di
LaboratoriumKimia, JurusanTeknologi Hasil Pertanian dan Laboratoriurn TSSU, Jurusan Teknik
Pertanian,
Fakultas
yang
digunakan untuk
penelitianmeliputi beakerglass,erlcnmeyer,
METODE PENELITIAN Penelitian
Alat
Teknologi
Pertanian, Universitas Brawijaya Malang, mulai bulan November 2008 hingga April
gelas ukur, corong pemisah. kondensor, peralatan labu leher tiga, heater, stirrer magnetis, vortex. buchner funnel. kertas saring, oven, blender,pHmeter, sentrifugator, b l o k i c e . s e l o f a n .m i k r o p i p p e t .t e r n r o n r e t e r . piknometer, PMCC' Jlash point,
seta cloud
STPP Jurusan Pcnyu|uhan Pertanian di Yogyakarta
170
Pertanian, Volwne 5, Nomor 2. Desember 2009
lumal llnta-ilnu
ref igeration unit, automatic t'iscosimeter, piknorneter, chamber,
TLC scanner dan
pH
dan Suhu Optimum Enzim LiPase
Bekatul Aktivitas enzim lipase diukur dalam
recorder. Rancangan yang digunakan adalah
satuan unit aktivitas. Satuan unit aktivitas ptmol asam lemak
rancanganacak lengkap faktorial dua faktor
didefinisikan sebagai
dengan tiga ulangan. Faktor pertalna adalah
bebas yang dibebaskan per ml enzim per
pcrlakuan bekatul
yaitu
bekatul
tanpa
n.renit(Irawan,dkk, i990).
inkubasi (L-ontrol), bekatul dengan lama
Dari Gambar 8 terlihat bahwa PH
inkubasiI nringgu(B1), bekatulderrganlama
optimum enzirn lipase bekatul adalah 6
inkubasi 2 rninggu (B2). dan bekatul dengan
denganaktifitas 6,56 pmoliml menit. Hal ini
3 minggu (83). Faktor kedua iarnainkLLbasi
berarti pada pH 6 konformasi enzim sesuai
adalahialrrirrcltksi ln sila esterifikasiselama
dengan substrat sehingga aktivitas enzitn
6 0 r r c n i t ( i l ) . 9 0 r n e n i t( T 2 ) , c l a n1 2 0m e n i t
untuk mengikat
(T3) :;ehingge terdapat12 korlbiltasipelakuan
maksimum.
dan 36 satriallpcrcobaan.
molekul substratberikatan sedemikianrupa
subslrat pun mencapai
Menurut l-ehninger (1994)
hasil
dengan enzim sehingga gugus hidrofobik
penelitian dianalisa secara statistik dengan menggunakanANOVA taraf 5 o/o, Apabila
pengaruhnyasesuaidan dapat memasuki sisi
terdapat beda nyata dilakukan ujt Dtrncan
Sebelum pH 6 Pada keadaan asam,
I)ata yang diperoieh dari
Multiple Range lesl (DMRT). perlakuan terbaik
Pernilihan
dengar.r menggunakan
aktif.
kelebihan H*
akan
cenderungberikatan dengan COO- sehingga
pada gugus R dan gugus R
PEMBAHASAN
tidak menarik
atom hidrogen sehingga konformasi etztm. Aktivitas Enzim Lipase pada Berbagai Variasi pH
7 o 5i "'-.
4 3l
a
lingkungan
tidak berfungsi sebagaipendorong electron
metodeDe-Garmo(De Garmo, 1979).
6
dalam
2 1r 0
pH
Gambar4.Aktivitas Enzim Lipase padaBerbagai pH.
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
Sebelum pH 6 pada keadaan asam, kelebihan
H*
dalam
lingkungan
akan
karena energi kinetik tinggi
171
antar reaktan makin
sehingga tumbukan antar enzim dan
cenderung berikatan dengan COO- sehingga
substrat makin besar maka komplek enzim
tidak berfungsi sebagai pendorong electron
dan substrat makin banyak pula.
pada gugus R dan gugus R
tidak menarik
tinggi suhu maka enzim akan semakin aktif
atom hidrogen sehingga konformasi enzim
sehingga aktifitasnya akan naik (Irawan,
Setelah pH
tidak terbentuk.
Semakin
6 terjadi
1990). Kecepatanreaksi sangatdipengaruhi
penurunan aktivitas enzim lipase karena atom
suhu. Apabila suhu tinggi maka kecepatan
karbon gugus asil substrat lebih mudah
reaksi akan tinggi pula. Pada enzim, setelah
diserangoleh kelebihanOH- pada lingkungan
mencapai kondisi optimum maka kenaikan
sehingga
tidak terbentuk komplek enzim
substrat (Winarno,
1986). Jadi pH
6
suhu akan menurunkan aktivitas enzim. Hal ini karena enzim adalah protein yang akan
merupakan pH optimum enzim lipase bekatul
terdenaturasi
yang selanjutnya digunakan untuk penentuan
optimumnya.
suhuoptimum.
Kadar Air Bekatul
Aktivitas enzim lipase pada pH 6 berkisar antara 5,78 - 7,89 pmoVml menit. Aktivitas
pada suhu di atas keadaan
optimum
enzim lipase bekatul 0C yaitu berada pada suhu 33 sebesar 7,89 pmol/ml menit (Gambar 5).
Pada suhu
tersebut tumbukan untuk memperoleh enzim substratbesar tetapi tidak memutuskan ikatan sekunderenzim.
Kadar
air
bekatul
mengalami
penurunan seiring dengan waktu inkubasi bekatul (Gambar 6).
Kadar air bekatul
sebelum diinkubasi adalah
9,20 oh dan
setelahdiinkubasi selama tiga minggu kadar airnya mengalamipenurunan menjadi 1,41%. Adanya penunrnan kadar air karena selama inkubasi bekatul mengalami reaksi hidrolisis
Pada uji statistika didapatkan F hitung (2,783) < F tabel pada taraf 5 % (3,48) sehingga secara umum pengaruh suhu pada
yang membutuhkan air untuk menghidrolisis lemak menjadi asam lemak bebas dan gliserol.
aktivitas enzim tidak terlalu berbeda nyata. Namun pada uji Duncan terlihat terdapat pengaruh nyata pada enzim lipase yang diinkubasi pada suhu 330C dengan enzim yang diinkubasipada suhu 290C. Aktivitas
erlzim lipase meningkat
seiring dengan kenaikan suhu disebabkan
Kadar Lemak Bekatul Kadar lemak bekatul dianalisa dengan menggunakanmetode Bligh and fuer (1959). Menurut
Saunders
( 1985),
bekatul
mengandung 14-16 % protein, 12-23 o/olemak dan 8-10% seratkasar.
STPP Jurusan Penyuluhan Pertanian di Yogyakarta
172
Jumal Ilmu-ilnu Peftanian, VbJume5, Nontor 2, Desember 2009
Aktivitas Enzim Lipase pada Berbagai variasi Suhu I
'./
E
.'t"\-
E-
= (t 0 45
Suhu (oc)
Garnbar-5. Aktivitas Enztm Lipasepada BerbagaiSuhu.
I
G r a f i kK a d a r A i r B e k a t u lS e l a m aI n k u b a s i
l
10
s
8 6
G a
Y
2 0 Waktu Inkubasi(minggul
Garlbar 6. Grafik Kadar Air Bekatul
Pada Gambar 7 terlihat bahwa kadar lemak bekatul mengalami penurunanselama
Trigtiserida dan Asam Lemak Bebas Bekatul
Bekatul
Analisa gliserida dan asam lemak
yang tidak diinkubasi memiliki kadar lemak
bebas bekatul menggunakan metode thin
sebesar20,81 %. Setelahdiinkubasi selama
layer
tiga minggu kadar lemak bekatul mengalami
inkubasi, bekatul
proses inkubasi pada suhu 33 "C.
chromatography.
Selama proses
mengalami penurunan
yang tidak signifikan yaittr
trigliserida yang diserlai dengan kenaikan
Berdasarkananalisis
asam lemak bebas. Pada Garnbar 8 terlihat
statistik menunjukkanbahwa waktu inkubasi
bahwa penurunan trigliserida pada bekatul
tidak berpengaruh nyata pada kadar lemak
diikuti kenaikan asam lemak bebasnya'Pada
(6,59)). ( 0,575)( F,ob"r bekatul(Fhituneo.os
proses
penurunan
menjadi 19,84 %.
inkubasi
dapat
meningkatkan
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
173
Grafik Kadar Lemak Bekatul
l9
"{
17 '15
o
.3
--+
{gdgr lgmq!
11i
G
9, 7t
5r 0
123 Waktu Inkubasi(minggu)
Gambar7. Grafik Kadar Lemak Bekatul. kandungan asam lemak dari 10,34 o/o pada
Berdasarkandata asam lemak bebas bekatul
bekatul tanpa inkubasi menjadi 80,74 o/opada
dapat dihitung kenaikan asam lemak bebas
bekatul
pada bekatul yang diinkubasi selama tiga
dengan
inkubasi
liga
minggu.
dari 89,66 Vo pada
Penurunan trigliserida
bekatul tanpa inkubasi menjadi 19,26 o/opada bekatul
dengan
inkubasi
tiga
minggu.
minggu yaitu
mencapai 7,8 kali
lipat.
Menurut Cheruvanky (2003) konsentrasi asam lemak bebasbertambah 7-8o/"dalam 24
Grafik KandunganTrigliseridadan AsamLernakBebas BekatulSelamaProsesInkubasi 100 90
s- 7"0" o^: JbU {^n
+TG
o40 E--
r': 4!B
o3o F20 10 0
12 Waktuinkubasi
Gambar8. Grafik TrigliseridaDan Asam Lemak BebasBekatul. jam pertama
dan setelah itu berlambah
yang diinkubasipada suhu 33"C memiliki laju
menjadi 4-5Yo per hari pada suhu ruang,
peningkatan asam lemak bebas yang lebih
sehingga dalam tiga rninggu
tinggi daripada bekatul yang disimpan pada
konsentrasi
asam lemak bebas akan mencapai 2,7 kali
suhu ruang tinggi daripada bekatul yang
lipat.
disimpanpada suhuruang.
Hal ini menunjukkan bahwa bekatul
STPP Jurusan Penyuluhan Pertanian di Yogyakarta
Junal llmu-ilmu Pertanian, Vo|wne 5, Nomor 2, Desember 2009
174
baku dalam metanol akan sernakinmeningkat
Rendemen Biodiesel Kasar Bekatul Pada
9
Gambar
denganbertambahnyawaktu reaksi.
bahwa
terlihat
Rendemen biodiesel kasar bekatul
rendemenbiodiesel kasar bekatul mengalami peningkatan seiring dengan waktu reaksi
berada pada kisaran 18,25 -
esterifikiisi. Menurut Ju (2003), 'r'aktu reaksi
Rendemen biodiesel kasar bekatul sangat
hasil
rendah. Hal ini disebabkanoleh kandungan
esterifikasi
sangat mempengaruhi
22,12 %.
reaksi. semakinlama waktu reaksi maka akan
minyak bekatul hanya 16 - 32 % (Goffman, el
semakin tinggi yield yang dicapai sampai
al..2003\
nada waktu reaksi tertentu. Kelarutan bahan
G r a f i k R € n d e m e n B i o d i e s e lK a s a r B e k a t u l
23 zz s e21
fr'
hkubasi0 dnggu
+
--t:t' 17 16 15
I
hkubasil mnggu
+
hkubasi2 dnggu hkubasl3 mnggu
90
60
Waktu Esterifikasi (menit)
Gambar9. RendemenBiodieselKasarBekatul.
Berdasarkan
analisis
statistika
menunjukkan bahwa waktu inkubasi tidak memberikan pengaruh nyata pada rendemen
Kadar Asam Lemak Bebasdalam Residu Bekatul Residu bekatul adalah residu
Yang
setelah reaksi
biodieselyang dihasilkan (F61',,n* 0.$ (1,442) <
tertinggal pada
F taber 0.05(4,07)), rvaktu esterifikasijuga tidak
esterifikasi in situ. Residu padat diekstraksi
memberikan pengaruh nyata pada rendemen
kembali menggunakan pelarut n-heksana
p.o.(2,397)< biodieselyang dihasilkan(F6,1un*
menghasilkanminyak residu yang berwama
F ,ub"r o.os(,76)). Perlakuaninkubasi bekatul
kuning kecoklatan. Tabel 1 nlenunjukkan
dan waktu esterifikasi tidak berpengaruh
perbandingan asam lemak bebas minyak
nyata
pada
rendemen biodiesel
yang
bekatul
bekatul dan minyak residu pada reaksi Asam lemak bebaspada
dihasilkan. ((Fr,i,une 0,05(0,289) ( F ,uu"l0.05
esterifikasiin situ.
(2,22)).
minyak residu mengalami penurunan yang sangat
signifikan dibandingkan minyak
Endah Puspitqati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekaml
175
selamatiga minggu yaitu sebesar97.48 o/o.
bekaful. Penurunanasam lemak bebaspaling tinggi terdapatpada bekatul yang diinkubasi
Tabel 1. PerbandinganKadar Asam Lemak BebasPadaMinyak Bekatul Dan Miny'ak Residu Inkubasi
,ffn:f;,
Asam Lemak Bebas
Asam Lemak Bebas
PenurunanAsam Lemak
(%) MinvakBekatul
(%) MinvakResidu
Bebas(%)
10.34 31.64 60,45
2.14 3,56 3,01
qs )6
80,74
2,09
97,48
82,83 89,88
Pada Gambar 10 terlihat bahwa pada
Semakin banyak asam lernak bebas yang
umumnya konsentrasi asam iemak bebas
terlarut dalam tnetanol untuk dikonversi
r e s i d ub e k a t u lm e n g a l a mpi e n u r u n a ns e i r i n g
menjadi FAME sehingga konsentrasi asam
dengan waktu esterifikasi. Semakin larra
lemak bebas pada minyak residlr akan
waktu reaksisampaiwaktu tertentumaka
semakinrendah.
10
Grafik Asam Lemak Bebas Residu Bekatul
9 a
q
7 6
F
5
E F
3
I
1 0 124
90 Waktu es*erifi kasi (menit)
--
l!f,!g"lq IL9'
:
llk!b.:l 1 !1lr'qgy #111b9:l
2 min99u
Inkubasi 3 mrnssu
Gambar10.Grafik Asam Lemak BebasResiduBekatul. juga tidak berpengaruhnyala pada konsentrasi
Analisis statistika menunjukkan bahwa interaksi perlakuan waktu inkubasi dan waktu
asam lemak bebaspada residu bekatul (Fr,i,une
esterifikasitidak memberikanpengaruhnyata
(0,989)( F tub"r (4,76)). o.o5 o.os
pada konsentrasi asam lemak bebas residu
Karakteristik BiodieselKasar Berbahan
bekatul ((Fr,i'ne0,05(0,332) { F ,ob"r o.gs(2,22)).
Baku Bekatul
Waktu inkubasijuga tidak berpengaruhnyata
Biodiesel kasar bekatul adalah biodiesel
pada konsentrasi asam lemak bebas pada
yang belum mengalamipurifikasi. Analisa
residu bekatul (((Fnir"e0.0s(2,357) ( F tabel 0.05 (4,07)).
karakteristik biodiesel kasar bekatul meliputi
Demikian juga waktu esterifikasi
STPP Jurusan Penvuluhan Pefianian di l'osvakarta
Jumal llmu-ilmu Peftanian, Volume 5, Nomor2, Desember2009
176
nyala (flash
dan daya yang dihasilkan oleh mesin diesel
point), titik kabut (cloud point) dan viskositas
per satuanvolume. Densitasbiodieseldiukur
kinematik.
pada suhu l50C
densitas, indeks setana, titik
Densitas
Menurut
biodiesel.
l. Densitas menunjukkan
berat per safuan volume
sesuai ketentuan SNI Standar Nasional
Indonesiadensitasbiodiesel pada suhu l5uC
perbandingan
adalah850 - 890 kdtn' .
(Prihandana, dkk,
Densitasbiodiesel
kasar bekatul berada pada kisaran 852,45
2007). Densitasberkaitandengannilai kalor
896,72kg/-'.
kd-'-
Grafik Densitas Biodiesel
9 1 0. e00l 6-
890 l
-!"r---------l
'
B aaol i azol G 'A 860 l A
850r 840 l 830 ! 90 Waktu Esterifikasi
-:-!!!91!Iryg_l
(menit)
-:_lqb""l1.lCs!_::*!!!"i1.1q99!_t_'hkub""i,3dssu___l
Gambar I 1. Grafik DensitasBiodieselKasar Bekatul.
Pada Gambar I I terlihat bahwa densitas biodiesel kasar bekatul pada waktu inkubasi yang sama tidak terlalu mengalami perubahan
bekatul ((F hitung (0,196) < F tabel o,os (2,22)). Densitas asam lemak dan esternya akan berkurangnya
berat
yang signifikan selama reaksi esterifikasi ln
meningkat dengan
situ.
molekul dan bertambahnya ketidakjenuhan Uji
statistika
menggunakan analisis
(Chow, 2008).
Asam lemak tidak jenuh
asam
lemak
mudah
ragam menunjukkan bahwa waktu inkubasi
merupakan
mempunyai pengaruh nyata terhadap nilai
teroksidasi.
densitas biodiesel yang dihasilkan (F 6;.un,
lipase, terdapat juga enzim lipoksigenase
(9,369) ) F ,"b"ro,os $,07)) sedangkan waktu
yang akan mengkatalisis oksidasi pada asam
nilai
lemak tidak jenuh seperti asam linoleat dan
esterifrkasi
tidak
mempengaruhi
densitasbiodiesel((F hitung (0,000) < F tabel
Yang
Pada bekatul selain enzim
linolenat (Malekian, el al, 2000).
Selama
Interaksi waktu inkubasi dan
proses penyimpanan komposisi asam lemak
waktu esterifikasi tidak memberikan pengaruh
tidak jenuh akan teroksidasi menjadi asam
yang signifikan pada densitasbiodiesel kasar
lemak
o.os(4,76)).
hidroperoksida
sehingga
terjadi
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekantl
177
penurunan ketidakjenuhan asam lemak pada
sehinggaakan memiliki berat molekul yang
bekatul (Malekian, et a|,2000). Hal ini yang
lebih tinggi dibandingkan bekatul inkubasi
menyebabkan penurunan densitas biodiesel
satu, dua dan tiga minggu. Tingginya berat
kasar bekatul pada inkubasi satu minggu, dua
molekul
minggu dan tiga minggu yaitu berturut-turut
menyebabkan densitasnya lebih
8 9 0 .2 0 : 8 8 5 . 5 7 d a n 8 5 6 . 3 4k g / m 3 . N a m u n
dibandingkanbiodieselkasarbekatul inkubasi
pada bekatul tanpa inkubasi
satudan dua minggu (Chow, 2008). Densitas
memiliki
pada
bekatul
tanpa
inkubasi rendah
densitas yang lebih rendah dari bekatul
pada produk cair diperlukan untuk estimasi
inkubasi satu dan dua minggu, hal ini
indekssetana(Srivastavaand Prasad,2001).
dimungkinkan karena masih terdapat cukup
2. Indeks Setana
banyak trigliserida pada biodiesel kasar bekatul.
Indeks setana merupakan perhitungan
Bekatul tanpa inkubasi sebagai
yang diturunkan dari
bahan baku biodiesel memiliki kandungan
titik didih suatu bahan bakar. Indeks setana
trigliserida yang cukup tinggi yaitu 89,66 oh
dapat
sehinggakemungkinankomposisi trigliserida
0 dan 49,33.
turut 849,5 glmol, 597 glmol, 344,5 glmol (Foon et al.,
Biodiesel
kasar bekatul
pendekatan
denganinkubasitiga minggu yaitu 53,0 ; 50,
monogliserida dan FAME adalah berturut-
dan 284,5 g/mol
sebagai
(Schobert and Song, 2002). Pada bekatul
digliserida,
trigliserida,
digunakan
besamya angka setana suatu bahan bakar
pada biodieselnyamasih cukup tinggi. Berat molekul
densitas dan karakter
Hal ini disebabkan karena
densitasnya rendah.
2004).
Biodiesel dengan
densitassemakinmendekati850 kgml maka
tanpa inkubasi
akan memiliki indeks setana yang tinggi
memiliki komposisi trigliserida yang tinggi
(ASTM Intemational,2005).
Grafik lndeks Setana Biodiesel 60 50,
840. 8r
;3 . ^ --r r-- -_" o
1 0r 0: 60
120
90 Waktu eslerifikasi (menit)
+
l n k u b a s i !m i n g g ( l + -
l n k u b a s lr m i n g g u+
l n k u b a s:l . , n S q u '
_.
l n k u b a s3i m i n g g u
Gambar 12. Grafik Indeks SetanaBiodieselKasar Bekatul.
S TPP Jurusan Penyul uhan Pertanian di Yogyakafta
Jurnalllmu-ilmu Pefianian, Volume5, Nomor 2, Desember2009
t 78
Pada Gambar 12 terlihat bahwa indeks setana biodiesel tidak berbeda nyata pada esterifikasi.
waktu
maslng-maslng
statistika dapat diketahui
Berdasarkan uji
yang tidak berbeda nyata pula yaitu 34,44 dan 36,17. Indeks setana dapat digunakan sebagai pendekatan
besarnya angka setana suatu
bahwa inkubasi bekatul berpengaruh nyata
bahan bakar (Song, 2002). Semakin cepat
yang
suatu bahan bakar mesin diesel terbakar
setana biodiesel
terhadap indeks
dihasilkan (F hitung (10,745) > Ftabelo,or
setelah diinjeksikan ke dalam ruang bakar,
(4,07)). Waktu esterifikasitidak mempunyai
semakin baik (tinggi) angka setana bahan
dari
pengaruh terhadap indeks setana
biodiesel yang dihasilkan (Fhitung (0,145) < Ftabels.65 9,76)). lnteraksi perlakuan waktu inkubasi
dan
waktu
esterifikasi
tidak
memberikan pengaruh nyata pada indeks setana
biodiesel
(Fhitung
(0,145)
Angka
menunjukkan
setana tinggi
rnenyala pada
bahwa bahan bakar dapat
temperatur yang relatif rendah. Penggunaan bahan bakar yang memiliki tinggi
angka setana
dapat mencegah terjadinya detonasi
atau knocking karena begitu bahan bakar
Ftabels.s5(2,22)). setana pada
Indeks
bakar tersebut(Indartono,2006).
bekatul
tanpa
diinjeksikan ke dalam silinder pembakaran,
inkubasi tidak berbeda nyata dengan bekatul
bahan bakar langsung terbakar dan tidak
dengan inkubasi tiga minggu, namun berbeda
terakumulasi(Prihandana,dkk, 2007).
nyata dengan bekatul dengan inkubasi satu dan dua minggu.
Hal ini dipengaruhi oleh
3. Titik Nyala Titik nyala (flash point)
adalah suhu
nilai densitaspada biodiesel yang dihasilkan.
pada saat bahan bakar mulai dapat menyala'
Srivastava and Prasad (2001)
Pada Gambar 13 terlihat bahwa titik nyala
estimasi indeks setana ditentukan oleh
biodiesel tergantung pada bahan bakunya.
Pada bekatul tanpa
Asam lemak bebas pada bahan baku secara
inkubasi dan bekatul inkubasi tiga minggu
tidak langsungakan mempengaruhititik nyala
memiliki rata-ratadensitasyang tidak berbeda
biodiesel
Menurut
densitas produk cair.
nyata yaitu
863.73 dan 856.34 kd-'
sehingga rata-rataindeks setananyajuga tidak
karena
pembentukan esterifikasi.
FAME
berkaitan selama
dengan reaksi
Menurut Chow (2008), titik
44,72 dan 50,78.
nyala minyak dan lemak dipengaruhi secara
Demikian pula padabekatul inkubasi satu dan
nyata oleh kandunganasam lemak bebasnya,
dua rninggu yang memiliki densitas 890,20
kandungan gliserida
dan 885,57 kg/m3 memiliki indeks setana
pengaruh yang berarti pada titik nyalanya.
berbeda nyata yaitu
tidak
memberikan
Panjangnya rantai karbon memiliki pengaruh
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
yang
signifikan
dibandingkan
terhadap
derajat
titik
179
(Chow,2008).
nyala
ketidakjenuhannya
T'
Grafik Titik Nyala Biodiesel 80 7A
o
76
o 6
74
z
72
J E F
70 68
64 60
90
120
Waktu Esterifikasi (rnenit) +
hkubasi 0 ninggu
+
hkubasi 1 ftinggu
+
hkubasi 2 ftinggu
..
hkubasi 3 dnggu
Gambar 13. Grafik Titik Nyala BiodieselKasar Bekatul. Dari uji statistika menunjukkan bahwa
sehingga konsentrasinya relatif tetap selama
waktu inkubasi berpengaruh nyata terhadap
penyimpanan.
titik
asam
nyala
biodiesel,
esterifikasi tidak
sedangkan waktu
berpengaruh nyata.
lemak
Berkurangnya keberadaan tak
jenuh
dan
tetapnya
keberadaanasam lemak jenuh selama proses
F
hitung waktu inkubasi (79,524) > Ftabel6,ss
inkubasi akan meningkatkan titik
(4,07), dan F hitung waktu esterifikasi(2,294)
biodiesel yang dihasilkan (Malekian, et al,
> F tabele,65 9,76). Perlakuanwaktu inkubasi
2000).
dan waktu esterifikasi rnemberikan pengaruh
nyala
Komposisi asam lemak bekatul akan
nyata pada titik nyala biodiesel kasar bekatul
mempengaruhi titik
(F hitung interaksi waktu inkubasi dan waktu
dihasilkan.Tiga komposisi asam lernak yang
esterifikasi(2,314) > F tabels.gs Q,22)).
dominan pada bekatul adalah asarn pahnitat
nyala biodiesel yang
derajat
(16,9 - 20,5 %), asam oleat (37,1 - 44,2 %)
ketidakjenuhan asam lemak bebasberkurang
dan asam linoleat (34,1 - 40,1 %) (Nugroho,
akibat aktivitas enzim lipoksigenase yang
2002).
akan mengkatalisisoksidasipadaasamlemak
degradasiasam lemak tidakjenuh, sedangkan
tidakjenuhsepertiasamlinoleatdanlinolenat
konsentrasiasam lemak jenuh relatif tetap
(Malekian, et al, 2000).
sehinggatitik nyala akan semakin meningkat
Selama
proses
inkubasi
Selama proses
Selama proses inkubasi terdapat
penyimpanan komposisi asam lemak tidak
seiring dengan lama waktu inkubasi. Standar
jenuh
Nasional Biodiesel menetapkan titik nyala
akan
teroksidasi
menjadi
hidroperoksida. Asam lemak jenuh pada
minimal
bekatul (asam palmitat) relatif lebih stabil
kontaminasi metanol akibat proses konversr
1000C
untuk
mengeliminasi
STPP Jurusan Penyuluhan Peftanian di Yogyakatta
lumal llmu-ilmu Pertanian,Volume5, Nomor 2, Desember2009
t 80
yang
nabati
minyak
tidak
sempurna
Rendahnya titik
(Prihandana, dkk, 2007).
nyala pada biodiesel kasar bekatul tidak dapat biodiesel
bahwa
mengindikasikan
kasar
bekatul tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar.
standar
Pertamina menetapkan
petrosolar
minimum
660C agar dapat
waktu
inkubasi
dan
waktu
esterifikasi
mempunyai pengaruh nyata terhadap titik kabut biodiesel (Fhitung interaksi (2,536) > Ftabels.s5 Q,22)). Pada perlakuan bekatul tanpa inkubasi waktu esterihkasi 60 menit memiliki titik 0C, nilai tersebut kabut terendah yairu 3,5
digunakan sebagai bahan bakar diesel (Syah,
berbeda nyata dengan bekatul inkubasi tiga
2006). Hal ini berarti biodiesel kasar bekatul
minggu waktu esterifikasi
dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel
mempunyai titik kabut tertinggi yaitu 150C.
karena mempunyai titik nyala di atas 700C.
Pada umumnya titik kabut biodiesel pada
Biodiesel kasar bekatul dapat dimurnikan lagi
masing-masing
untuk meningkatkan titik nyalanya.
mengalami
Titik kabut adalah temperatur pada saat bakar
mulai
tampak
"berawan"
(cloudy). Hal ini timbul karena munculnya kristal-kristal
perlakuan seiring
kenaikan
inkubasi dengan
bertambahya waktu esterifikasi, namun pada
4. Titik Kabut
bahan
90 menit yang
di
dalam
bahan
bakar
(Indartono, 2005), Pada Cambar 14 terlihat bahwa titik kabut biodiesel kasar bekatul dengan inkubasi tiga minggu memiliki titik kabut yang lebih tinggi daripadabekatul tanpa inkubasi. Uji statistika menunjukkan bahwa F61*, (4,07). Hal waktu inkubasi ( I 5,966)) F,uu"ro,os ini mengindikasikan bahwa waktu inkubasi bekatul memberikan pengaruh nyata pada titik kabut biodiesel.
Interaksi perlakuan yaitu
bekatul inkubasi satu dan dua minggu malah memiliki titik kabut yang lebih rendah pada waktu esterifikasi 120 menit' Kenaikan dan proses
penunrnan
titik
kabut
selama
esterifikasi
tidak
terlalu
signifikan.
Uji
statistika menunjukkan bahwa F5i6nuwaktu (4,76), sehingga esterifikasi(4,547) ( Ftaber o,o5 waktu interaksi tidak memberikan pengaruh nyata terhadapnilai titik kabut biodiesel. Titik kabut dipengaruhi oleh derajat ketidakjenuhan. ketidakjenuhan, maka
Semakin
tinggi
titik kabut semakin
rendah. Titik kabut juga dipengaruhi oleh panjangnya rantai karbon, semakin panjang rantai karbon maka akan semakin tinggi titik
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekanl
181
Grafik Titik Kabut Biodiesel 16 14 1 ^12, o <-4
fa v *6 ts
4j 2. 0 60
m
120
Waktu Esterifikasi (renit) +lnkubasi0mlnggu
I
Inkubasllmrnggu
-+
lnkubasr2minggu
Inkubasr3mif,ggu
Gambar 14. Grafrk Titik Kabut BiodieselKasar Bekatul.
oleh
Asam lemak tidak jenuh merupakanasam
bekatul.
lemak yang mudah teroksidasi. Padabekatul
Semakin banyak ikatan rangkap pada asam
selain enzim lipase, terdapat juga enzim
lemak
lipoksigenase yang
Ketidakjenuhan komposisi
asam
dipengaruhi lemak
maka
pada
semakin
tinggi
akan
mengkatalisis
ketidakjenuhannya. Tiga komposisi asam
oksidasipada asam lemak tidak jenuh seperti
yang dominan pada bekatul adalah asam palmitat (16,9 - 20,5 o/o),asam oleat
asam linoleat dan linolenat (Malekian, et al.
(37,1- 44,2yo)dan asamlinoleat(34,1- 40,1
penyimpanan komposisi asam lemak tidak
%) (Houston (1972) dalam Nugroho (2002)).
jenuh akan mengalami degradasi.Sedangkan
Imahara, et al (2007) telah meneliti korelasi
asamlemakjenuh tidak mengalamiperubahan
karakter titik
dengan
selama proses penyimpanan, karena asam
komposisi asam lemak bahan bakunya.
lemak jenuh relatif lebih stabil daripadaasam
Hasilnya menunjukkan bahwa metil ester
lemak tidak jenuh. Kondisi demikian yang
yang mengandung fraksi mol 0,11 asam
menyebabkan adanya perbedaantitik kabut
palmitat; 0,79 asam oleat dan 0,10 asam
pada masing-masing perlakuan. Dari data
linoleat
yang diperolehterlihat bahwa pada umumnya
lemak
kabut
memiliki
sedangkan
biodiesel
titik
kabut
270
K,
metil ester yang mengandung
2000).
lamanya
Hal ini nrenyebabkanselamaproses
waktu
inkubasi
bekatul
akan
fraksi mol 0,3I asam palmitat; 0,59 asam
meningkatkan titik
oleat dan 0,10 asam linoleat memiliki titik
bekatul yang dihasilkan(Tabel 2). Titik kabut
kabut 285 K.
biodisel kasar bekatul pada semuaperlakuan
Pengaruh komposisi asam
kabut biodiesel kasar
lemakjenuh pada bahanbaku lebih signifikan
memenuhi standar SNI
daripada komposisi asam lemak tak jenuhnya
menetapkantitik kabur maksimal l80c (Titik
biodiesel yang
(Imahara, et al, 2007).
STPP Jurasan Penvaluhan Pertanian di Yosvakarta
.Iumal llmu-ilmu Pertanian, Volume 5, Nomor 2, Desember 2009
182
kabut biodiesel kasar bekatul berada pada
biodieselkasar bekatul mengalamipenumnan
kisaran3.5 - l5oC).
seiring
dengan
meningkatnya
waktu
esterifikasi. Hal ini disebabkan pada saat waktu esterifikasi 60 menit beium semua
5. Viskositas
asam lemak bebas terkonversi menjadi
Viskositas adalah tahanan y:rng dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler
FAME. Padabiodieselyang dihasilkanmasih
terhadap gaya gravitasi. Biasanya dinyatakan
terdapatcukup banyak trighserida,digliserida
dalam waktu yang diperlukanuntuk mengalir
maupun trigliserida sehingga mempengaruhi
pada jarak tertentu (Prihandana,dkk, 2007).
viskositasbiodieselyang dihasilkan.
Pada Gambar 15 terlihat bahwa viskositas GrafikViskositas Biodiesel Kasar Bekatul 1,800, 1,700 ^ 1,600 6 9 r.soo, E i,aoo-
l----
a--
.\=_.-:-
-9 r,:oo r > 1,200 1,100 a 1.000 60s,^ Waktu Esterifikasi
(mnlt)
ollrl' -*ll"1l*"'llr:l *i1i11mnss! -ll'0""
l"**":i''"nni
Gambar15.GrafikViskositasBiodieselKasarBekatul. Viskositas biodiesel kasar bekatul sangat
sehingga akan menghasilkanbiodiesel yang
dapat digunakan
rendahpula.
langsung sebagai bahan bakar. Rendahnya
Standar
rendah sehingga tidak
viskositas ini dipengaruhi oleh
viskositas
Nasional
Indonesia
untuk
biodiesel menetapkan viskositas kinematik 6,0 Cst, sedangkanstandar
bahan baku minyak nabati yang digunakan.
biodiesel 2,3
Minyak bekatul memiliki viskositas 35 Cst
ASTM metil esterminyak nabati menetapkan
pada
suhu
40oC
(Valantina
and
Neelameagam,2008). Reaksi pembentukan metil ester
dapat menurunkan viskositas
minyak nabati sehinggahanya tinggal 5 - l0 %
200-l). Standarminimum viskositasbiodiesel agar diterima oleh pertaminaadalah 1'9 Cst. Viskositas
berpengaruh
pada
MinYak
bekatul
penyemprotan bahan bakar pada nozel'
viskositas yang relatif
rendah
Bahan bakar dengan viskositas rendah tidak
(Peterson, 1986).
rnemiliki
viskositas standarnya1,6 - 5,8 Cst (Ardiana,
mampu disemprotkan oleh nozel. Bahan
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
bakar dengan viskositas rendah
6. Profil Fatty Acid Methyl Ester (FAME)
akan
memproduksi spray yang terlalu halus dan
dan Gliserida pada BiodieselKasar
tidak dapat masuk lebih jauh ke dalam
Bekatul
silinder pembakaran
183
sehingga terbentuk
Profil
FAME
dan gliserida pada
daerah fuel rich zone yang menyebabkan
biodiesel kasar bekatul dilihat pada semua
terbentuknya jelaga.
perlakuan
Sedangkanviskositas
dengan
metode
thin
layer
Berdasarkan data yang
yang tinggi akan menyumbat nozel dan
chromatography.
menghambat penyalaan. Viskositas yang
diperoleh terlihat bahwa konversi bekatul
terlalu tinggi atau yang terlalu rendah pada
menjadi FAME
biodiesel dapat diatasi dengan pencampuran
jumlah asam lemak bebas bahan bakunya,
biodieseldengansolar (Sulastri,2003).
semakin tinggi asam lemak bebasnya maka
sangat dipengaruhi oleh
akan semakin tinggi persentaseFAMEnya (Ozgul,2002). Grafik Korelasi Kadar Asam Lemak Bebas dan FAME dengan Waktu ESterifikasi 60. 90 dan 120 menit 100 1 90r 80 l 70N
il
F
60
R'?= 0,7208
5040 30 20 10 o0
20 ALB (%)
Gambar 16. Grafik Korelasi Kadar Asam Lemak Bebasdan FAME densanWaktu Esterifikasi60. 90 dan 120 menit. Gambar 16 merupakangrafik korelasi
0,7208. Menumt Ozgul (2002) konversi
kadar asam lemak bebas dan FAME dengan
FAME sangatdipengaruhioleh jumlah asam
waktu esterifikasi60. 90 dan 120 menit. Pada
lemak bebas bahan bakunya. semakin tinggi
gambar tersebut terlihat bahwa konsentrasi
asam lemak bebasnya maka akau semakin
FAME meningkatseiring denganpeningkatan
tinggi persentaseFAME yang diperoleh. Gambar 17 merupakan gambar profil
konsentrasiasam lemak bebas pada bekatul. Hal
ini
ditunjukkan
dengan koefisien
detenninasi(n21yang tinggi pada grafik yaitu
FAME
dan gliserida pada bekatul tanpa
inkubasi yang kemudian akan dijadikan
STPP Jurusan Penyuluhan Pertanian di Yogyakarta
184
Jurnal llmu-ilmu Pertanian, Volume 5, Nomor 2, Desember 2009 Pada gambar tersebut
sebagai kontrol.
menunjukan adanya kenaikan
bekatul menjadi
FAME
selama proses
konversi
Grafik Profil FAME dan Gliserida Biodiesel Kasar *\r. Bekatul Tanpa Inkubasi
100 90
r30
80i ,25
70,
u
60-
E
t20
50 1
. 15
40 Y
r 10
30
x
s I
-o o
= o
20' 10+o
0Waktu Est€rifikasi (menit) *{-TG
+FAI\.4E
+DG
Garnbar17. Grafik Profil FAME dan GliseridapadaBiodieselKasar Bekatul Tanpa Inkubasi(Kontrol). esterifikasiin situ. Pada menit ke 60 dan 90
Akan
tetapi dari data yang ada tidak
tampak cukup tajam
ditemukan sejumlah asam lemak bebas pada
menjadi 71,37 %o dan
biodiesel kasar bekatul sehingga dapat
setelah 90 menit kenaikan konversi yang
dimungkinan karena asatn lemak bebas hasil
gradien grafik FAME yaitu dari 50,48 o
sudah
terjadi
tidak
hanya
signifikan,
hidrolisis langsung dikonversi FAME
mencapaiI5,10o . Pada bekatul tanpa inkubasi persentasi
menjadi
melalui reaksi esterifikasi dengan
katalisH2SO4.
FAME yang diperoleh masih rendah karena
Khairat (2003) telah meneliti reaksi
bekatul tersebut hanya mengandung sejumlah
hidrolisis minyak kluwak dengan katalis
sebagian besar
H2SO4 membutuhkan waktu selama 180
kecil asam lemak bebas, minyak sehingga
bekaful mengandung trigliserida
m e n i t d e n g a ns u h u l 3 0 n C . P r o s c ' sh i d r o l i s i s
pada
dengan penambahankatalis dan berlangsung
konsentrasi
trigliserida
disebabkan adanya
pada tekanan sedang diperoleh tingkat hidrolisis hingga 95 o/o setelah 6 -10 jam
reaksi hidrolisis asam, katalis H:SOa dalam
sedangkan dengan tekanan tinggi hanya
sistem kemungkinan selain sebagai katalis
berlangsung2-3 jam (Bilyk, et a/. 1991). Hal
d a l a m p e m b e n t u k a ne s t e r j u g a m e m p u n y a t
ini rnengindikasikanbahwa reaksi hidrolisis
biodiesel kasar masih tinggi. penumnan trigliserida
peran
dalam
Adanya
menghidrolisis trigliserida
menjadi asam lemak bebas (Martati, 1998).
yang menyertai reaksi esterifikasi berjalan lambatkarenasuhureaksihanya650C.
Endah Puspitolati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
Gambar 18 merupakan gambar profil
dicapai lebih tinggi
'78,19
185
% dengan waktu
FAME dan gliserida pada bekatul inkubasi
esterifikasi60 menit, 81,41 % dengan waktu
satu minggu.
esterifikasi 90 menit, dan 84,16 o/o dengan
Jika dibandingkan dengan
kontrol terlihat bahwa konversi FAME yang
waktu esl.eri fikasi 120menit.
Grafik Profil FAME dan Gliserida Biodiesel Kasar Bekatul Inkubasi Satu Minggu
90
i0 9
80
-x
100
70
u
= f
60
.\
50 40 1
!
--,a*___---
- ---''*-'''
=
30. 20)
2S
10, 0 60
90 Waktu Esterifikasi (monit) 'r--TG
+FAME
+DG
Gambar 18. Grafik Profil FAME dan GliseridapadaBiodieselKasar Bekatul lnkubasi Satu Minggu. (2003)
bahwa
penurunan digliserida yaitu dari 5,43 %
kemungkinan besar asam lemak bebas
menjadi 3,32 yo. Tetapi pada waktu reaksi
tereaksi selama 60 menit pertama reaksi dan
esterifikasi 120 menit persentasetrigliserida
kenaikan konversi secaralambat disebabkan
relatif tetap yaitu menjadi 1,13 o/o,demikian
adanya trigliserida yang bereaksi lambat
juga persentasedigliseridamenjadi 4,20 %.
Ju
menyatakan
denganmetanol. Sayangnyapada penelitian perlakuan
Gambar 19 merupakan gambar profil
waktu
FAME dan gliserida pada bekatul inkubasi
esterifikasi in situ kurang dari 60 menit
dua minggu. Jika dibandingkan dengan
sehingga tidak dapat ditunjukkan kenaikan
kontrol dan bekatul dengan inkubasi satu
konversi FAME yang cukup signifikan. Pada
minggu terlihat bahwa konversi FAME pada
biodiesel kasar berbahan baku
bekatul
perlakuanini lebih besaryaitu berkisar antara
inkubasi
terdapat
82,13 yo pada waktu reaksi 60 meni| 87,77 oA
trigliserida, digliserida dan monogliserida,
pada waktu reaksi 90 menit dan mencapai
ini
tidak
namun
dilakukan
satu
minggu
persentasenya
dibandingkan
control
masih
lebih
rendah
kecuali
pada
91,04 o/o pada waktu reaksi 120 menit. Gradien grafik FAME
yang diperlihatkan
mengalami
hampir sama dengan gradient grafik FAME
pemrrunandari 1,56 % menjadi 1,08 % pada
pada bekatul inkubasi satu minggu yaitu tidak
menit ke 60 dan 90, hal ini dikuti dengan
terdapat peningkatan yang
monogiserida.
Trigiserida
tajam.
Jadi
STPP Iwusan Penyuluhan Peftanian di Yogyakarta
Jumal lLmu-ilnu Pertanian, Volume 5, Nomor 2, Desember 2009
t 86
tereaksi cepat selama 60 menit pertama.
esterifikasi 60 menit , 9,5I o/opada waktu esterifikasi 90 menit, 4,45 o/o pada waktu
PersentaseFAME pada bekatul inkubasi dua
esterifikasi
minggu lebih tinggi daripadabekatul dengan
digliserida mengalami penurunan selama
inkubasi satu minggu, karena jrrmlah asam
reaksi esterifikasilzl slla, ttamun hal ini tidak
lemak bebasnya lebih tinggi yaitu 60,45 % pada bekatul inkubasi dua minggu dan 31,65
terjadi pada monogliserida yang mengalami penurunandari 0,88 o/opadawaktu esterifikasi
Yopadabekatul inkubasi satu minggu.
60 menit menjadi 0 oh pada waktu esterifikasi
kemungkinan besar asam lemak bebas
menit.
120
Konsentrast
tidak
90 menit dan terbentuk kembali pada waktu
karena
esterifikasi120menit sebesar1,ll %. Hal ini
trigliserida bekatul dengan inkubasi dua
kemungkinan karena pada waktu tersebut
Fenomena trigliserida mulai dijumpai
pada
perlakuan
ini,
39,55 %.
sebagian digliserida telah diubah menjadi
Trigliserida kemungkinan besar telah habis
monogliserida,hal ini terlihat pada waktu 120
minggu
cukup rendah yaitu
terkonversi
digiserida
menjadi
karena
menit
konsentrasi digliserida mengalami
hidrolisis, hal ini ditunjukkan denganadanya
penurunan dan
digliserida yang cukup tinggi pada biodiesel
mengalami
konsentrasi monogliserida kenaikan.
kasar bekatul yaitu 12,78 % pada waktu Grafik
Profil FAME dan Glis€rlda Biodiesel Dua Minggu Inkubasi Bekatul
Kasar 20 , 18
90-
E
rt6
aa,
,
14 I
H
46.
I
^=
a2 a0 7A)
2
Waktu +FAME
-+
Eerifikad TG
(menit)
+DG
Gambar 19. Grafik Profil FAME dan Gliserida pada Biodiesel Kasar Bekatul Inkubasi Dua Minggu. Gambar 20 merupakan gambar Profil
esterifikasi90 menit, dan95,79 %opadawaktu
FAME dan gliserida pada bekatul inkubasi
esterifikasi 120 menit Fenomena trigliserida
tiga minggu. Pada Garnbar 20 dapat dilihat
tidak dijumpai pada perlakuan ini, karena
bahwa konversi FAME yang terjadi cukup tinggi yaitu antara 94,57 o/o pada waktu
trigliserida bekatul dengan inkubasi tiga
esterifikasi 60 menit, 94,59 o pada waktu
sehingga trigliserida
minggu
sangat rendah Yaitu
19,26 %
kemungkinan besar
EndahPuspitojati- ProduksiBiodieselKasar dari Bekatul telah habis terhidrolisis menjadi digiserida,
monogliserida dan
90
10 '9
ao
8
70
7 .6
100
H
60 m
6 Y
fi
30
3 2
10
l
-.*-_*_-_-___-_-*-----+ 90
60
I
nt F
20 -_
x r
5
40
O
bebas.
Kasar
Grafik Profil FAME dan Gliserida Biodiesel Bekatul Inkubasi Tiga Minggu
s
asam lemak
187
o 120
Waktu Esterifikasi (menit) +FAME
_*-TG
..
+DG
MG
Gambar20. Grafik Profil FAME dan Gliseridapada Biodiesel Kasar Bekatul Inkubasi Tiga Minggu. inkubasi bekatul
memberikan
Namun padabiodieselberbahanbaku bekatul
bahwa
inkubasi tiga minggu tidak dijumpai adanya
pengaruhnyata pada setiapperlakuan. Kadar
asam lemak bebas,karena asam lemak bebas
FAME berbeda nyata pada masing-masing
hasil hidrolisis lagsung dikonversi mejadi
perlakuan bekatul tanpa inkubasi, bekatul
FAME melalui reaksi esterifikasi. Digiserida
inkubasi satu minggu, bekatul inkubasi dua
yang terdapat pada biodiesel kasar bekatul
minggu dan bekatul inkubasi tiga minggu
inkubasi tiga minggu tidak setinggi pada
yaitu rerata kadar FAMEnya berhrrut-turut
bekatul dengan inkubasi dua minggu yaitu
65,65 %, 81,25 Vo, 86,98 o dan 94,98 %.
sebesar2,62 - 3,28 o , dan monogliserida sebesar1,46- 1,607o. Konversi FAME pada
Peningkatankadar FAME dipengaruhi oleh
bekatul inkubasi tiga minggu yang tinggi
bekatul dengan variasi perlakuan inkubasi
disebabkan karena kandungan asam lemak
satu,dua dan tiga minggu.
kenaikan konsentrasiasam lemak bebaspada
Pada uji statistikaterlihat bahwa Fi.1,,n*
bebas bahan baku yang tinggi pula yaitu sebesar80,74 %. Uji
statistika menunjukkan bahwa
(4,16), waktu esterifikasi(10,829)> F,un.'nn, sehingga
waktu
esterifikasi
F6;,un,waktu inkubasi (25,499) > F,uu.ro,os( mempengaruhi kandungan FAME
juga pada
4,07). Hal ini mengindikasikanbahwa waktu
biodieselyang dihasilkan.
inkubasi bekatul memberikan pengaruh nyata
Pada Tabel 3 terlihat bahwa rerata FAME
pada kadar FAME yang dihasilkan. Tabel2
pada waktu esterifikasi 60 menit berbeda
merupakan Uji Beda Jarak Duncan waktu
nyata
dengan
waktu
esterifikasi
90
inkubasi untuk kadar FAME. menuniukkan
STPP Jurusan Penluluhan Pertanian di l'ogyakarta
Fumal llmu-ilmu Pertanian, Volume 5, Nomor 2, Desember 2009
188
Tabel 2. Uji Beda Jarak Nyata Duncan Waktu Inkubasi pada Kadar FAME BiodieselKasarBekatulPadaTaraf 5 Yo :r, i':..r;:..Sft{lt (o1,l)'."
'' *1;r*$
[n ;$tllt'l':'r.l':.,r.r,1r,'F*''atri.isff 65,65 81,25 86,98 94,98
a
bc
Pada uji statistika terlihat bahwa F6;6n,
rerata FAME pada waktu esterifikasi 90 menit
(4,76), waktu esterifikasi (10,829) > F,"u"ro,os juga
tidak berbeda nyata dengan FAME dengan waktu reaksi 120 menit yaitu 83,79 o/o dan
Pada
86,52 oh. Hal ini mengindikasikan bahwa
waktu
sehingga
mempengaruhi
esterifikasi
kandungan
FAME
konversi FAME mengalami peningkatan yang
biodieselyang dihasilkan. rerata
signifikan pada reaksi menit ke 60 dan 90,
pada waktu esterifikasi 60 menit
setelah 90 menit koversi FAME sudah tidak
Pada Tabel 3 terlihat bahwa FAME
berbeda nyata dengan waktu esterifikasi 90 menit yaitu 76,34 yo dan 83,79 0/o,sedangkan
mengalami peningkatanyang signifikan.
Tabel 3. Uji Beda Jarak Nyata Duncan waktu esterifikasi pada Kadar FAME biodiesel kasar bekatul pada taraf 5 Vo
RerataFAME (%)
waktu esterifikasi(menit)
76,34 83.79 86.52
90 120 Pada uji statistika terlihat bahwa interaksi perlakuan yaitu waktu inkubasi dan waktu esterifikasi
mempunyai
BJND
pengaruh
a
terhadap kandungan FAMEnya
(F hitung
interaksi(2,687) > Ftabel6,s5 Q,22)).
nyata
Tabel 4 . Uji Beda Jarak Nyata Duncan Interaksi Waktu Esterifikasi Dan Waktu Inkubasi pada Kadar FAME Biodiesel Kasar Bekatul padaTaraf 5 Vo
Yf* .Inkubasi waktu Esterifikasi(menit) (mnggu) 60 90
r20 60
Rerata FAME (%)
BJND
50,48 1t ?1
75 , 1 0 78,19 8 1, 4 1
b bc bc bc
Endah Puspitolati - Produksi Biodiesel Kasar dat'i Bekatul
120 60 90 120 60 90 120
84.t6 8 2 . 31 87.17 91.04 94"57 94.59 95.19
189
bc
Uji Beda Jarak Nyata Duncan Tabel 4
inkubasi tiga minggu kadar FAI\{E yang
menunjukkan bahwa pada perlakuan bekatul
dihasilkan tidak mengalami perubahanyang
tanpa inkubasi memiliki kandunganFAME
signifikan selama waktu reaksi 60 -
yang berbedanyatapada waktu esterifikasi60
menit.
dan 90 menit, dan terdapat perbedaanyang
120
Waktu inkubasi dan waktu esterifikasr
reaksi
juga mempunyai pengaruhyang nyata pada
esterifikasi90 dan 120 menit. Padaperlakuan
kandungantrigiiserida biodiesel,seperti yang
bekatul dengan inkubasi satu minggu tidak
ditunjukanpada Tabel 12,13 dan 14 (F6i6n,
terdapatbeda nyata antarawaktu esterifikasi
waktu inkubasi (38,057) > F,u6"16.65(4,07);
60 dan 90 menit, namun terdapat perbedaan
F;.i1u,,* waktu esterifikasi (8.794) )
yang tidak signifikan antara waktu reaksi 90
@,76) ;
tidak
signifikan
dan 120 menit.
antata
waktu
Pada perlakuan bekatul
dengan waktu inkubasi dua minggu terdapat perbedaanantarawaktu esterifikasi60 dan 90
Frabcl0.05
Fhi,ung interaksi atitara waktu
esterifikasi dan u'aktu inkubasi (7,232) > Ftabero.o5 Q,22)). PadaTabel 5 terlihat bahwa terdapatbeda
menit, namun kadar FAME tidak berbeda
nyata kandungan trigliserida hanya pada
nyata pada waktu esterifikasi 90 dan 120
bekatul tanpa inkubasi dengan bekatul
menit. Padaperlakuanbekatul denganwaktu
i n k u b a sdi u a d a nt i g ar n i n g g L r .
Tabel 5. Uji Beda Jarak Nyata Duncan Waktu Inkubasi pada KandunganTrigliserida Biodiesel Kasar Bekatul oadaTaraf 5 % Waktu Inkubasi(minggu)
Rerata TG (%)
t9,65
BJND
b ab
0.00 0,00 Pada Tabel 13 terlihat bahwa waktu
nyata. Semakinlama waktu reaksi rnakaakan
esterifikasi60 menit dan 120 menit memifiki
semakin menurun kandungan trigliserida
rerata kandungan trigliserida yang berbeda
biodieselyang dihasilkan.
,9TPPJurusan Penyuluhan Peftanian di lbgyakarta
190
Jumal llmu-iJmu Pertanian, Volune 5, Nomor 2, Desember 2009
Tabel 6. Uji Beda JarakNyata DuncanWaktu EsterifikasipadaKandunganTrigliserida Biodiesel Kasar BekatuloadaTaraf 5 o/o
Waktuesterifikasi(menit)
RerataTG (%)
BJND
8,67 4.08 2.93
ab
60 90 t20
minggu memiliki kandungantrigliserida yang
Tabel 7 tnerupakanUji Beda JarakNyata
berbeda nyata, namun kandungan
Duncan interaksi rvaktu inkubasi dan waktu
tidak
esterifikasi pada kandungan trigliseridanya,
trigliserida
pada tabel tersebut terlihat bahwa
pada bekatul tanpa inkubasi
berbedanyata denganbekatul yang diinkubasi
pada
satusampaitiga minggu.
bekatul dengan inkubasi satu sampai tiga
Tabel 7. Uji Beda Jarak Nyata Duncan Interaksi Waktu Inkubasi dan Waktu Esterifikasi o/o padaKandunganTrigliserida BiodieselKasar Bekatul padaTaraf 5
Waktu Inkubasi(minggu)
WaktuEsterihkasi(menit) 60 90 120 60 90
Rerata TG (o/")
BJND
33,12
c
t5 ?1
10.61 1,56 1.08
0.00 0,00 0,00 0,00
t20 60 90
Kandungan digliserida yang terdapat
inkubasi
dan
waktu
esterifikasi tidak
pada biodiesel kasar bekatul secara nyata
mempunyai pengaruh nyata pada tataf 0,05
dipengaruhi oleh waktu inkubasi seperti yang
(Fhitung interaksi(1,800) < Ftabele,65 Q,22)).
ditunjukkan pada uji statistika (F6i,un,waktu 4'07)). Waktu inkubasi (16,616) ) F,uu"ro,os( esterifikasi
juga
berpengaruh pada
kandungandigliserida biodiesel kasar bekatul
Pada Tabel
8 terlihat bahwa
rvaktu
inkubasi bekatul memberikan pengaruh nyata pada kandungandigliserida yang dihasilkan. Terlihat
pada
tabel
tersebut
bahwa
( Ftirne waktu esterifikasi (6,521) > Ftabeto.os kandungandigliserida pada bekatul inkubasi (4,76)). Namun interaksi antara perlakuan
dua minggu memiliki kandungan digliserida
Endah Puspitolati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul
yang berbeda nyata dengan bekatul tanpa inkubasi, bekatul inkubasi
191
mlnggu.
satu dan tiga
Tabel 8. Uji Beda Jarak Nyata Duncan Waktu Inkubasi pada Kandungan Digliserida BiodieselKasar Bekatul padaTaraf 5 %o
Waktu Inkubasi(minggu)
RerataDG (%)
BJND
2,63 4,32 8,91
a
??R
waktu
berbedanyata pada waktu esterifikasi60 dan
esterihkasimemberikan pengaruh nyata pada
120 menit, namun pada waktu esterifikasi90
kandungan digliserida biodiesel.
menit tidak terdapat perbedaanyang terlalu
Pada Tabel 9 terlihat bahwa
Rerata
persentasedigliserida memiliki nilai yang
Uji Beda Jarak Nyata Duncan Waktu Esterifikasi pada Kandungan DigliseridaBiodieselKasar BekatulpadaTaraf 5 %o
Tabel 9.
Waktuesterifikasi(menit) 60 90 120 Pada
kandungan
dan
waktu
monogliserida
esterifikasi
tidak
mempunyai pengaruh yang signifikan pada kandungan monogliserida biodiesel kasar bekatul, demikian pula interaksi keduanya jrrga tidak
Rerata DG (%)
6,39 4.32 2,96
biodiesel kasar bekatul, temyata waktu inkubasi
sisnifikan.
berpengaruh nyata terhadap
kandungan monogliserida yang dihasilkan. Hal ini ditunjukkan oleh uji statistika yang menunjukkan bahwa F6;,un,waktu inkubasi ( 1 , 9 1 3 ) < F 1 " 6 " y s , 0 s ( 4 , 0 7 )F;6 i 6 n ,w & k t u esterifikasi (1,418)
BJND
ab
interaksi antara perlakuan inkubasi dan waktu esterifikasi
(
Fhitung interaksi
(0,796) < Ftabel6.s5 Q,22)). Pemilihan Perlakuan Terbaik Pemilihan
perlakuan
menggunkan metode De
terbaik
Gruno (1997).
Berdasarkan perhitungan dapat diketahui bahwa perlakuan terbaik pada produksi biodiesel kasar bekatul dengan metode esterifikasi in situ adalah bekatul inkubasi tiga minggu dan waktu esterifikasi 60 menit dengan karakter seperti pada Tabel 10.
STPP Jurusan Penyuluhan Peftanian di Yogyakafta
192
Jurnal IJmu-iltnu Pertantatt. lbJwne .1,Nomot 2, Desemlter 2009
Tabel 10. Karakterlliodiesell(asarBekatLrlPerlakuanTerbaik B iodieselKasar Bekatui 91.51oA
No Pararneter FA I\{L] I ._l-\r;k.-ir" -3
t'*-"t*
-D.'tttlrt
- -l -
1 , 6 9C s t
n* n;r" ( 1 7 5 , 4 0 6" I i ) 53
lndcksSctana
_
l0"c
Titik Kubut
()t, fJ
60 rnenit.dengaukarakteristiksebagaiberikut : kandnnganFAME 94,57 o . viskositas
KESIMPUI.,AN DAN SARAII Kesimpulan Biodiesel
kasar
bekatul
daPat
diproriuksr dengan menggunal;-an reaksi esterifikasi
in
situ
seltingga
dapat
memperpendek proses konversi bekatul
kinematik 1,69 Cst, clensitas852,45kg/m3, ''C, indeks setana53, dan titik nyala 79,67 titik kabut 100C. Saran
menjadi FAlviE karena proses ekstraksi
Pada saat penentuan suhu dan PH
minyak dapat dihilangkan. Waktu inkubasi
optir.r.rumenzim lipase bekatul diperlukan
bekatul pada suhu 330C akan meningkatkan
penghentian reaksi
konsentrasi asam lemak bebasnya sehingga
aktivitasenzim vang diperolehlebih akurat.
akan mempengaruhitingkat konvcrsi bekatul
Purifikasi biodiesel kasar bekatul perlu
menjadi FAME. bekatul denganinkubasi tiga
dilakukansehinggabiodieselyang dihasilkan
minggu rnemiliki kandttngan asatn lemak bebastertinggi yaitri 80,74 o/o.Semakintinggi
dapat rnemenul-li standar SNI. Pen.risahan
kandungan asam lemak bekatul maka akan
nrenggunakan rotatt
semakin trnggi pula konvelsi FAME yang
dapat nrerninintalkan residu lreksana pada
diperolehdari esterifikasiin sittr.
biodiesel.Selainitu perlu ciilakukanoptimasi
Lama reaksiesterifikasi tnempcngaruhi
enzimatis sehingga
heksana dan biodiesel kasar sebaiknya
produksi
biodiesel
evuporllor
sehingga
bekatui
untuk yang
konversi bekatul rnenjadi FAME. Waktu
niendapatkan hasil konversi FAME
reaksi esterifikasi selar.na120 menit akan
optimal.
memberikan konversi FA\,'{E -y-allg lebih
produksi dipilih yang berasal dari varietas
tinggi daripada wakttt reairsi esterifikasi
padi yang ntemputryairendemetrrninyak yang
s e l a m a6 0 d a n 9 0 r n e n i t .
tinggi.
Perlakuanterbaik terdapatpadabekatul inkubasi tiga minggu dan ,.vaktriestcrifikasi
Bekatul yang digunakan untuk
Perlu dilakukan teknologi recovery metanol pada prost:s esterifikasi in situ
Endah Puspitojati - Produksi Biodiesel Kasar dari Bekafttl
sehingga metanol tidak terbuang sia-sia. Metode
esterifikasi
in
situ
I93
Indartono,Y.S . 2006. MengenalBiodiesel : Karakteristik, Produksi, hingga (3). Performansi Mesin httn://www.beritaiptekonl ine.com. Tanggalakses: 27 Agustus2008.
dapat
dikembangkan pada bahan baku lain yang mempunyai kandungan asam lemak bebas
Ju, Yi Hsu and Shaik Ramjan Val. 2005. Rice Bran Oil As Potensial ResourceFor Biodiesel : A Review. J. Scientifc and Industrial Research.p.64.
tinggi dan rendemen minyak yang tinggi, seperti destilat minyak sawit, biji nyamplung dan lain-lain. DAFTAR PUSTAKA
Ketaren, S. 2008. Minyak dan Lemak Pangan.UI Press.Jakarta.
Bligh, E.G. and Dyer, W.J. 1959.A Rapid method of total lipid extraction and purification. Canadian Journal of Biochemistry & Physiology. 37 : 9ll917.
Khairat, Syamsu Herman. 2004. Kinetika Reaki Hidrolisis Minyak Sawit Dengan Katalisator Asam Klorida.Jumal Natur Indonesia 6(2): I 18-121.
Carrapiso,Ana I. and Garcia, Carmen. 2000. Development in lipid analysis: Some new extraction techniquesand in situ transesterification.J. Lipid. 35 (11) : t t 6 7- t t 7 7.
Lehninger, A.L. 1994. Biochenr.sriT. New York : Worth PublisherInc. Luh, S.B. 1991. Rice Utilization.2ncled. Yan Nostrand.New York
Cheruvansky,R. 2003. Wat is Rice Bran ?. http://www.moormans.com/equine/Tec Tanggal hBulletins/whatisricebran.htm. aksesllMei2004. Chow, Ching Kuang. 2008. Fattt- Acid in Food and Their Health Implications. Taylor and Francis Group CSC Press. USA. Fukuda,H.; Kondo, A., and Noda. H. 2001. production by Biodiesel fuel transesterificationof oils. -r. Biosci. Bioeng. : 405-416. Goffman, F.D. ; Pinson, S., and Bergman.C. 2003. Genetic diversity for lipid content and fatty acid profrle in rice bran.-I.Am. Oil Chem.Soc: 485-490. Hambali, E.; Muzladifah, S.;Tambunan,H.; A., Pattiwiri, A.,W., dan Hendroko, R.. 2007. Teknologi Bioenergi. Agromedia.Jakarta.
Malekian, F.; Rao, R.M.; Prinyawiwatkul W.; Marshall,W.E.; \Vindhauser,M., and Ahmedna, M. 2000. Lipase and Lipoxygenase Activity. Functionality, and Nutrient Losses in Rice Bran During Storage. LSLI Ag Center, Researchand E-ttensionBuletin 670): I -68. Ozgul, S.Y. and Turkay, Seln.ra. 2003. FA Monoallq,lesters From Rice Bran Oil By In Situ Esterificatiott. J. Am. Oil Chem.Soc.80 ( I ); 8 l-84. Petterson, C.L. 1986. L'egetuble Oil As Diesel Fuel : StatusAnd ResearchProperties. Transaction of the ASAE 29 (5) : 1413- I422. September-October Prabowo,A.A. 2003. Bekatul Sumber Bahan dan Pangan Alternatif Pemanfaatannya. Puslit Kopi dan Kakao. Jember.
Prihandana,R.; Hendroko, R., and Nuramin, M.. 2007. Menghasilkan Biodiesel Murah. Agromedia. Jakarta.
S TPP Jurusan PenyuI uhan Pertanian di Yogyakarta
194
Jumal llmu-ilmu Pertanian, Volume 5, Nomor 2, Desember 2009
Priyanto, Unggul. 2007. Menghasilkan biodiesel jarak pagar berkualitas. AgromediaPustaka.Jakarta R.M. 1985.Rice bran: Composition Saunders, And Potential Food Sources. Food ReviewInternationaLl (3)'465-495. Srivastava. A.. and R. Prasad. 2001. Rheological Behavior Of Fatty Acid Methvl Esters.IndianJ. Chern.Technol. 8:413481. Syah, Andi. 2006. Biodiesel Jarak Pagar : Bahan Bakar Alternatif Yang Ramah Pustaka. Agromedia Lingkungan. Jakarta. Wiriarncr,FG. 1986. EnzimPangar. Gramedia. Jakafia.
INDEKS KOMULATIF ILMU-ILMU PERTANIAN 2OO9
Analisis Dampak PengenaanTarif Impor Kedelai bagi Kesejahteraan Masyarakat
| - 2l
Darsono Analisis Pendapatan Keluarga Petani Tebu di Kabupaten Pekalongan
22 - 30
Efriyani Sumastuti lltilingness to Pay Konsumen terhadap Produk Pertanian Organik
3l - 37
Sapto Husodo, Bharoto Analisis Ekonomi Produksi Kedetai Hitam di Kecamatan Playen Kabupaten Gunungkidul
38 - 44
Sofia Rieni Apsari, R. Hermawan Karakteristik Padi Beras Merah SegregVarietas Unggul Lokal Gunungkidul
45 - 5l
Kristamtini, Prajitno AL KS Pengaruh Pemupukan NPK terhadap Hasil Bawang Merah di Lahan Pantai
52 - 60
Rajiman Kebijakan PenyelenggaraanPenyuluhan Pertanian Di Era Otonomi Daerah Di Kabupaten Sleman Propinsi D.i. Yogyakarta
6l -78
Sapto Husodo, Miftakhul Arifin Evaluasi Dampak Penyuluhan Pertanian Di Kecematan Imogiri Kabupaten Bantul
79 - 94
Gunawan Yulianto Analisis Keterkaitan Sektor Pertanian Terhadap Sektor Perekonomian Lain Dalam Pembangunan Wilayah Di Era Otonomi Daerah Kabupaten Karanganyar
95 - 113
Ropingi, Agustono, Dan Catur Tbjp Eksistensi Lembaga Keuangan Mikro Dalam Peningkatan Aksesibilitas Pelaku Usaha Pertanian Pada Sumber Permodalan Di Pedesaan
ll4 - 134
Ananti Yekti Dan Amie Sulasryah Upaya Peningkatan Hasit Benih Padi Oryza sativa. L) Pada Berbagai Taraf Genangan Air Dan Takaran Vermikompos Di Lahan Sawah Irigasi Entisol Nugrohotomo, Prapto Yudono, Abdul Syukur
135 * 149
Pengaturan Jumlah Cabang Utama Dan Penjarangan Buah Terhadap Hasil Dan Mutu Benih Tomat varietas Kaliurang (lycopersicum Esculentum Mill )
150 - 163
Agus Wartapa , Yoniar Effendi, Sukadi. Produksi Biodiesel Kasar Dari Bekatul Dengan Metode Esterifikasi In Situ Endah Puspitojati
164 - 194
INDEKS PENGARANG ILMU-ILMU PERTANIAN 2OO9
A PengaturanJunrlah CabangUtama Dan PenjaranganBuah TerhadapHasil Dan Mutu Benih lbmat VarietasKaliurang (lycopersicum Esculentum Mill )
Agus Wartapa, Yoniar Effendi, Sukadi. Eksistensi Lembaga Keuangan Mikro Dalam PeningkatanAksesibilitas PelakuUsahaPertanian PadaSumberPermodalanDi Pedesaan Ananti Yekti Dan Amie Sulastvah
D Analisis Dampak PengenaanTarif Impor Kedelai bagi Kesejahteraan Masyarakat Darsono
E Analisis PendapatanKeluarga Petani Tebu di Kabupaten Pekalongan Efriyani Sumastuti
ProduksiBiodieselKasar Dari Bekatul DenganMetode EsterifikasiIn Situ Endah Puspitojati
G Evaluasi Dampak Penluluhan PertanianDi Kecematan Imogiri Kabupaten Bantul Gunawan Yulianto
K KarakteristikPadiBerasMerahSegregVarietasUnggulLokal Gunungkidul Kristamtini, PrajitnoAL KS N Upaya PeningkatanHasil Benih Padi Oryza sativa. L) Pada Berbagai Taraf GenanganAir Dan TakaranVermikompos Di t-ahanSawahIrigasi Entisol Nugrohotomo, Prapto Yudono, Abdul Syukur
R PengaruhPemupukanNPK terhadapHasil Bawang Merah di Lahan Pantai Rajiman
Analisis Keterkaitan Sektor PertanianTerhadapSektor PerekonomianLain Dalam PembangunanWilayah Di Era Otonomi Daerah Kabupaten Karanganyar Ropingi, Agustono, Dan Catur TbjP
S to Pay Konsumen terhadapProduk PertanianOrganik LV'ilingness Sapto Husodo, Bharoto Kebijakan PenyelenggaraanPenyuluhanPertanianDi Era Otonomi Daerah Di Kabupaten Sleman Propinsi D.i. Yogyakarta Sapto Husodo' Miftakhul Arifin Analisis Ekonomi Produksi Kedelai Hitam di KecamatanPlayen Kabupaten Gunungkidul Sofia RieniApsari, R. Hermawan
PEDOMAN PENULISAN NASKAH DALAM JURNAL ILMU-ILMU PERTANIAN Naskahdalam JurnalIlmu-ilmu Perlanian ditulis dalam Bahasa Indonesia atau Bahasa Inggris,dengangayabahasaefektifdanakademis. Naskah dapatberupahasil penelitianatau studi pustaka yang diketik komputer (MS-Word atau yang kompatibel dengan MS-Word) meggunakanspasiganda,tulisan disertai intisari (abstract). Panjang tulisan berkisar antara 16 sampaidengan20 halamankuarto(A4). Naskahhasilpenelitianmengikutisusunan sebagai berikut; halaman judul, nama penulis, alamatpenulis, intisari, kata kunci, pendahuluan, bahan dan metode, hasil dan pembahasarr. kesimpulan dan saran, daftar pustaka. Naskah konseptual tersusun atas halaman judul, pendahuluan,isi tulisan,penutup,daftar pustaka. Grafik dan gambar garis dapat gambar dengan tinta cina atau menggunakan program grafik (komputer), grafik dan gambardiutamakan tidak berwarna (hitam putih). Judul gambar diletakkan di bawah gambar, diberi nomor urut sesuaidenganletaknyadan dicetaktebal.Masingmasing gambardiberi keterangansingkatdengan nomor urut yang diletakkan di luar bidang gambar. Gambardan grafik diletakkan di dalamnaskah. Gambar thotografis diutamakan tidak berwarna (hitam putih) dan dicetak di atas kertas mengkilap, jeias dan tidak kabur. Nama lain (binomial),kataasing,latin dan bukankata dalam BahasaIndonesiadicetakmiring. Judulharussingkatdanjelasmenunjukkan identitassubyek,indikasitujuanstudidanmemuat kata-katakunci. Jumlahkata seyogyanyaberkisar antara 6 - 12 buah, dituliskan dalam Bahasa Indonesiadan BahasaInggris. Nama atau namanamapenulisdifulis tanpagelar. Abstarct (intisari), harus dapat memberi informasi mengenaiseluruhisi karangan,dituhs dengansingkat,padatdanjelas dantidak melebihr 250 kata, ditulis dalam Bahasa Inggris (untuk naskah dalam Bahasa Indonesia) dan Bahasa Indonesia(unfuk naskahdalam BahasaInggris), intisari disertai key words (katakunci). Pendahuluan, berisi latar belakang, masalahdantinj auanteori secararingkas.
Metode penelitian, berisi penjelasan mengenaibahan dan alat yang digunakandalam penelitian (kalau ada), waktu, tempat dan rancanganpercobaan(teknik analisis). Hasil dan pembahasan,disajikan secara ringkas (dapat dibantu dengan tabel, grafik atau ftroto-fhoto). Pembahasanmerupakan tinjauan terhadaphasilpenelitiansecarasingkattetapijelas danmerujuk padaliteratur terkait. Kesimpulan dan saran,berisi hasil nyata ataupunkeputusandari penelitian yang dilakukan dan saran tindakan lanjut untuk bahan pengembangan penelitianberikutnya. Daftar pustaka, memuat semua pustaka yang digunakandalampenulisankarangan.Daftar pustaka ditulis dalam urutan abjad secara kronologis(uruttahun). Penulisan pustaka untuk buku dengan urutan, nama pokok (keluarga) dan inisial pengarang,tahun terbit, judul, jilid, edisi, nama penerbitdan tempatterbit. Setiapbagian diakhiri dengantandatitik. Penulisan pustaka untuk karangan dalam buku, majalah, suratkabar,prosedingatauterbitan lain bukan buku, ditulis dengan urutan; nama pokok dan inisial pengarang,tahun terbit, judul karangan, inisial dan nama editor, judul buku, halaman peftama dan akhir karangan, nama penerbitdantempatterbit. Redaksi mempunyai hak untuk mengubah dan memperbaikiejaan,tatafulis danbahasayang d i m u a t a n p am e n g u b aehs e n s i . Naskah yang telah ditulis dan sesuar dengan pedoman penulisan jurnal ilmu-ilmu pertanian diterima paling lambat satu bulan sebelum bulan penerbitan, dalam bentuk hard printing (cetakprinter) dansoftprinting (file). Naskah dikirimkan kepada M. Adlan Larisu, Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian (STPP) Jurusan Penyuluhan Pertanian Yogyakarta, Jalan Kusumanegara Nomor 2 Yogyakarta Kode Pos 55167 Telpon (0274) 313419 Faximile (0274) 315528. E-Mail: jurnal@stppyogyakafi a.com
