OPTIMASI NISBAH MOLAR METANOL TERHADAP MINYAK DAN WAKTU REAKSI PROSES TRANSESTERIFIKASI MINYAK JARAK PAGAR. Oleh : FIRMANSYAH F

OPTIMASI NISBAH MOLAR METANOL TERHADAP MINYAK DAN WAKTU REAKSI PROSES TRANSESTERIFIKASI MINYAK JARAK PAGAR

Oleh :

FIRMANSYAH F34101039

2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

OPTIMASI NISBAH MOLAR METANOL TERHADAP MINYAK DAN WAKTU REAKSI PROSES TRANSESTERIFIKASI MINYAK JARAK PAGAR

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh : FIRMANSYAH F34101039

2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

OPTIMASI NISBAH MOLAR METANOL TERHADAP MINYAK DAN WAKTU REAKSI PROSES TRANSESTERIFIKASI MINYAK JARAK PAGAR

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh : FIRMANSYAH F34101039 Dilahirkan di Pangkalpinang, pada tanggal 24 Mei 1983 Tanggal Lulus : 27 September 2007 Disetujui, Bogor,

Ir. Muslich, M.Si Dosen Pembimbing I

September 2007

Ir.

Djajeng Sumangat, Dosen Pembimbing II

M.Sc

ii

Firmansyah. F34101039. Optimasi Nisbah Molar Metanol terhadap Minyak dan Waktu Reaksi Proses Transesterifikasi Minyak Jarak Pagar. Dibawah bimbingan Muslich dan Djajeng Sumangat.

RINGKASAN Kebutuhan dunia terhadap minyak bumi semakin hari semakin meningkat. Banyak upaya yang telah dilakukan untuk menghadapi krisis energi ini, diantaranya adalah dengan memanfaatkan minyak nabati. Jarak Pagar (Jatropha curcas) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak nabati. Minyak jarak pagar dihasilkan dengan mengekstrak biji keringnya secara mekanis. Minyak jarak pagar mempunyai nilai kalor total yang tidak berbeda jauh dengan nilai kalor total minyak tanah/ kerosen dan minyak diesel, sehingga sangat potensial digunakan sebagai substitusi bahan bakar minyak tanah ataupun minyak diesel. Namun, karakteristik viskositas minyak jarak pagar jauh lebih tinggi dibandingkan viskositas minyak bakar, sehingga pembakaran yang terjadi kurang sempurna. Proses esterifikasi asam lemak dalam minyak nabati perlu dilakukan agar terbentuk senyawa metil atau etil ester. Proses esterifikasi ini melibatkan bahan baku minyak nabati (trigliserida), bukan asam lemaknya yang lebih dikenal sebagai proses transesterifikasi. Penelitian ini dilakukan untuk menentukan kondisi optimum pada konversi minyak jarak pagar menjadi metil ester asam lemak, sehingga dihasilkan metil ester dengan kualitas yang sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) untuk biodiesel. Penelitian dimulai dengan melakukan karakterisasi minyak jarak pagar sebagai bahan baku utama untuk memproduksi metil ester, selanjutnya dilakukan pembuatan metil ester melalui reaksi transesterifikasi dengan katalis KOH 0,5% dari bobot minyak jarak pagar. Reaksi transesterifikasi ini dilakukan dalam ketel reaksi (reaktor) berpengaduk 300 rpm pada suhu 60oC dan direaksikan selama 50 sampai dengan 120 menit dan nisbah mol metanol terhadap minyak dari 5 : 1 sampai 7 : 1. Metil ester yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi yang meliputi persen kemurnian ester, viskositas kinematik, densitas, bilangan asam, dan FFA. Penelitian ini mengkaji pengaruh nisbah molar reaktan (metanol terhadap minyak) dan waktu reaksi transesterifikasi dalam memproduksi metil ester. Opatimasi ditentukan dengan Metode Permukaan Respon. Kondisi optimum proses transesterifikasi dicapai pada nisbah molar metanol terhadap minyak jarak pagar sebesar 7 : 1 dan waktu reaksi berkisar antara 68,95 – 71 menit. Pada titik optimum tersebut, diduga persen kemurnian ester, viskostas kinematik, dan bilangan asam masing-masing sebesar antara 98,62-98,80 %, 3,93-3,96 cSt, dan 0,06-0,07 mg KOH/g minyak. Secara umum, hasil analisis permukaan respon tersebut telah memenuhi SNI untuk biodiesel.

iii

Firmansyah. F34101039. The Optimation of Methanol to Jatropha curcas oil Molar Ratio and Reaction Time of Transesterification Jatropha curcas oil. Supervised by : Muslich and Djajeng Sumangat.

SUMMARY The need of petroleum fuel become greater and greater. There has been a lot of effort to face the energy crisis, one of them is exploiting vegetable oil. Jatropha curcas is one of vegetable oil sources. Jatropha oil was extracted from Jatropha seed, either through mechanical and chemical method. Based on containing of the total value calor, it has not a big different with of kerosene and diesel oil, therefore it's potential to use it as a substitution of kerosene fuel or diesel oil. However, Jatropha oil’s viscosity is much higher than oil burn viscosity so the combustion process is lasting unperfectly. The esterification of fat in vegetation oil should be done in order to produce methyl esther. It was reported in several researches that it had lower viscosity. The esterification process involves raw material of vegetable oil (trigliceryde). This process is known as transesterification process. The research’s aim is determining the optimum condition in conversion the jatropha oil to methyl esther in order to get a compound of methyl esther appropriate to Indonesia National Standard. The first process was a characterization of jatropha oil as a main material to produce the methyl ester. Secondly, made of methyl ester through transesterification reaction with KOH 0,5% as a catalyst. This reaction happened in reactor with 300 rpm agitator and the temperature 60oC and was about 50 until 120 minutes. The ratio between mol methanol and oil during the reaction varied from 5 : 1 until 7: 1. Afterall, methyl ester was characterized to get several characteristics such as the purity of ester, kinematic viscosity, density, acid value, and FFA. This research studied about the influence of molar ratio of reactan (methanol to jatropha oil) and reaction time of the transesterification in producing methyl.ester. The Optimization was determined by Response Surface Methodology. The result showed that the Optimum Condition of the transesterification process reached at methanol to jatropha oil ratio 7 : 1 and reaction time in range from 68,95 - 71 minutes. On this optimum condition, the values of the characteristics of methyl ester were 98,62-98,80 % (purity of ester), 3,93-3,96 cSt (kinematic viscosity), dan 0,06-0,07 mg KOH/g (acid value). Generally, the estimated value of parameter ester purity percent, kinematic viscosity, and acid value of methyl ester fulfilled to the Indonesia National Standard for Biodiesel.

iv

SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “Optimasi Nisbah Molar Metanol terhadap Minyak dan Waktu Reaksi Proses Transesterifikasi Minyak Jarak Pagar” adalah karya asli saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, September 2007

Firmansyah F34101039

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama Firmansyah, dilahirkan di Pangkalpinang pada tanggal 24 Mei 1983. Penulis adalah anak terakhir dari delapan bersaudara dari pasangan Abdullah Saleh dan Chodidjah. Riwayat pendidikan penulis dimulai dari TK Stannia PT Timah Tbk (19881989). Selanjutnya di SDN 3 Pangkalpinang (1989-1995), SLTPN 3 Pangkalpinang (1995-1998), dan SMUN 1 Pangkalpinang (1998-2001). Pada tahun 2001, penulis diterima di IPB melalui jalur USMI. Selama kuliah penulis tergabung dalam organisasi Himalogin (2003-2004). Selain itu penulis juga berkesempatan menjadi pengurus Badan Eksekutif Mahasiswa FATETA IPB (2003-2004), Lembaga Dakwah Kampus DKM Al Fath (2002-2004), dan Ikatan Mahasiswa Bangka (ISBA) Bogor tahun 2002-2007. Pada tahun 2004 penulis berkesempatan melaksanakan Praktek Lapang (PL) di PT Gunung Maras Lestari Palm Oil Mill dengan topik “Penerapan Manajemen Kualitas dalam Memproduksi CPO (Crude Palm Oil)”. Penulis melakukan penelitian akhir dalam rangka memperoleh gelar sarjana dengan judul “Optimasi Nisbah Molar Metanol terhadap Minyak dan Waktu Reaksi Proses Transesterifikasi Minyak Jarak Pagar”. Penelitian dilaksanakan pada tahun 2007 di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian, Cimanggu-Bogor.

vi

KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil’aalamin, penulis haturkan segala puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas berkah, rahmat, dan hidayah-Nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Semoga dapat menjadi amal ibadah yang ikhlas dalam rangka memperoleh ridho-Nya. Aamiin. Ucapan terimakasih Penulis sampaikan kepada : 1. Ir. Muslich, MSi selaku dosen pembimbing penulis atas arahan dan bimbingannya. 2. Ir. Djajeng Sumangat, M.Sc selaku pembimbing kedua penulis atas kesempatan yang diberikan untuk menyelesaikan penelitian ini, arahan dan bimbingannya. 3. Dr. Ir. Hartrisari H., DEA, selaku dosen yang pernah menjadi pembimbing akademik penulis atas bimbingannya selama penulis menuntut ilmu di bangku kuliah. 4. Drs. Purwoko, M.Si selaku dosen penguji atas waktu, bantuan, bimbingan serta masukannya dalam perbaikan skripsi ini. 5. Kedua orang tua penulis Ayahanda Abdullah Saleh dan Ibunda Chodidjah (almh),

serta tujuh Kakanda penulis, atas doa dan dukungannya kepada

penulis selama menyelesaikan kuliah. 6. Laboran-laboran di laboratorium TIN : Bapak Sugiardi, Bapak Edi, Bapak Gunawan, Bapak Bachori, Ibu Sri, Ibu Rini, Ibu Egnawati, Mas Diki; dan juga petugas perpustakaan TIN Bapak Wagimin. 7. Laboratorium Kimia, Bangsal Pengolahan Hasil Pertanian, dan staf

pegawai

Balai Besar Pasca Panen : Bapak Adom, Bapak Heru, Dani, Idris, Mas Tri, Ibu Dewi, dan Ibu Melli. 8. Rekan-rekan,sahabat, dan adik-adik penulis : M. Rifqi, Istro, Istihori, Miftah, Rahmat, Ustadz Ocep, Ukhti Siti Maryani, Ukhti Veni Nurzaenab, Ukhti Winda Parida, Ukhti Amaria Ayu, ikhwah di DKM Al Huriyyah dan DKM An-Nuur, serta rekan-rekan TIN 38 pada khususnya dan IPB pada umumnya yang telah ikut membantu dan memberi dorongan semangat kepada penulis.

vii

9. Keluarga Besar ISBA (Ikatan Mahasiswa Bangka) Bogor untuk kebersamaan selama di perantauan. Penulis sadar bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Kritik, saran serta masukan sangat diharapkan dalam rangka perbaikan skripsi ini. Terlepas dari kekurangan yang dimiliki, akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat pada umumnya dan penulis sendiri khususnya.

Bogor,September 2007 Penulis

viii

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii DAFTAR ISI....................................................................................................... ix DAFTAR TABEL............................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xiii I. PENDAHULUAN......................................................................................... 1 A. LATAR BELAKANG............................................................................. 1 B. TUJUAN ................................................................................................. 3 II. TINJAUAN PUSTAKA................................................................................ 4 A. JARAK PAGAR...................................................................................... 4 B. MINYAK JARAK PAGAR SEBAGAI BAHAN BAKAR NABATI.... 5 C. TRANSESTERIFIKASI ......................................................................... 7 D. BIODIESEL ............................................................................................ 11 III. METODOLOGI ............................................................................................ 15 A. BAHAN DAN ALAT ............................................................................. 15 1. Bahan ................................................................................................ 15 2. Alat.................................................................................................... 15 B. METODE PENELITIAN ........................................................................ 16 1. Penelitian Pendahuluan ..................................................................... 16 2. Penelitian Utama ............................................................................... 16 a. Proses Produksi Metil Ester ........................................................ 16

ix

b. Reaktor Transesterifikasi ........................................................... 18 c. Karakterisasi Metil Ester............................................................. 20 C. RANCANGAN PERCOBAAN .............................................................. 20 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 22 A. KARAKTERISTIK MINYAK JARAK PAGAR ................................... 22 B. OPTIMASI NISBAH MOLAR REAKTAN DAN WAKTU REAKSI TRANSESTERIFIKASI .......................................................................... 27 V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 28 A. KESIMPULAN ....................................................................................... 27 B. SARAN ................................................................................................... 27 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 28 LAMPIRAN........................................................................................................ 31

x

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi biji jarak/100 gram biji ....................................................

5

Tabel 2. Analisis proksimat bagian-bagian biji jarak pagar.............................

5

Tabel 3. Karakteristik biodiesel secara umum ................................................. 12 Tabel 4. Spesifikasi biodiesel sesuai SNI 04-7182-2006................................. 13 Tabel 5. Nilai rendah dan tinggi perlakuan...................................................... 20 Tabel 6. Rendemen ekstraksi minyak jarak pagar............................................

23

Tabel 7. Hasil analisa minyak jarak pagar ....................................................... 23 Tabel 8. Hasil analisa komposisi asam lemak minyak jarak pagar.................. 26 Tabel 9. Matriks satuan-satuan percobaan dalam nilai asli serta nilai ketiga respon pada optimasi kondisi proses transesterifikasi menggunakan rancangan komposit pusat faktorial penuh 22....................................

28

xi

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Jumlah penduduk miskin, lahan kritis, dan konsumsi BBM dalam negeri ...............................................................................

2

Gambar 2. Tanaman jarak pagar ....................................................................

4

Gambar 3. Reaksi transesterifikasi menghasilkan metil ester........................

8

Gambar 4. Diagram alir proses transesterifikasi minyak jarak pagar ............

18

Gambar 5. Reaktor transesterifikasi...............................................................

19

Gambar 6. Alat pengempa hidraulik berkapasitas 5 kg bahan dan minyak jarak pagar kasar .........................................................................

22

Gambar 7.

Reaksi antara asam oleat dan metanol untuk menghasilkan metil oleat .................................................................................... 26

xii

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Prosedur analisa sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan metil ester...................................................................................... 37 Lampiran 2. Hasil Analisa Model Permukaan Respon Persen Kemurnian Ester, Viskositas Kinematik, dan Bilangan Asam Metil Ester Berdasarkan Desain Komposit Penuh 22....................................... 39 Lampiran 3. Hasil Analisa Permukaan Respon Persen Kemurnian Ester...... ... 40 Lampiran 4. Hasil Analisa Permukaan Respon Viskositas Kinematik Metil Ester..................................................................................

43

Lampiran 5. Hasil Analisa Permukaan Respon Bilangan Asam Metil Ester..

45

Lampiran 6. Solusi Optimum Pengaruh Nisbah Molar dan Waktu Reaksi terhadap Persen Kemurnian Ester, Viskositas Kinematik, dan Bilangan Asam ..........................................................................

47

xiii

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG Kebutuhan dunia terhadap minyak bumi semakin hari semakin meningkat. Sebagai gambaran, pada tahun 2008 konsumsi minyak mentah dunia diperkirakan sebesar 87,3 juta barrel per hari (bph), nilai ini menunjukkan terjadinya peningkatan konsumsi sebesar 1,5 juta bph dibandingkan dengan tahun 2007. Fenomena ini diikuti dengan semakin tingginya harga minyak mentah di dunia sejak pertengahan Oktober 2007. Harga minyak mentah dunia mencapai 99,3 dolar AS per barrel pada tanggal 21 November 2007 (Kompas, 7 Desember 2007). Pesatnya

pertambahan

penduduk

yang sebagian

besar

berada

di bawah garis kemiskinan, sementara jumlah lahan kritis semakin besar akibat deforestasi, kenaikan jumlah konsumsi minyak bumi di Indonesia, dan kenaikan harga minyak mentah dunia, membuat beban pemerintah dan masyarakat semakin berat. Sebagai gambaran, konsumsi minyak bumi Indonesia pada tahun 2002 sekitar 57,8 juta kilo liter setiap harinya, sektor transportasi merupakan pengguna Dari

konsumsi

terbesar

bahan

bakar

minyak

ini.

sebanyak itu, karena produksi dalam negeri tidak dapat

memenuhi permintaan pasar, maka 30 persen diperoleh dari impor, sehingga diperkirakan pada tahun 2015 Indonesia akan menjadi pengimpor penuh minyak bumi (www.ristek.go.id., 2007). Jumlah lahan kritis, penduduk miskin, dan besar konsumsi bahan bakar minyak (BBM) disajikan pada Gambar 1. Di sisi lain, cadangan minyak yang dimiliki Indonesia semakin terbatas karena merupakan produk yang tidak dapat diperbarui. Oleh sebab itu, perlu dilakukan usaha-usaha untuk mencari bahan bakar alternatif.

Gambar 1. Jumlah penduduk miskin, lahan kritis, dan konsumsi BBM dalam negeri (www.ristek.go.id. ,2007) Salah satu bahan alternatif yang dapat digunakan adalah minyak nabati atau sering dikenal dengan istilah Bahan Bakar Nabati (BBN). Minyak nabati dipandang mampu menjadi bahan bakar pengganti minyak bumi. Minyak nabati tersedia dalam jenis dan jumlah yang besar di Indonesia. Salah satu tanaman sumber minyak nabati yang telah mendapat perhatian untuk diteliti dan dikembangkan di daerah tropika adalah tanaman jarak pagar (Jatropha curcas) yang dapat tumbuh di lahan dan iklim kering. Azam et al. (2005) mengkompilasi berbagai hasil riset di India tentang BBN dan menemukan 75 spesies tanaman yang bisa menghasilkan biodiesel, diantaranya adalah Jarak Pagar (Jatropha curcas). Minyak jarak pagar dihasilkan dengan mengekstrak biji keringnya, baik secara mekanis maupun kimiawi. Minyak jarak pagar mempunyai nilai kalor total yang tidak berbeda jauh dengan nilai kalor total minyak tanah/kerosen dan minyak diesel, sehingga minyak jarak pagar sangat potensial digunakan sebagai substitusi minyak tanah maupun minyak diesel sebagai bahan bakar. Namun, suhu pembakaran minyak jarak pagar lebih tinggi dibandingkan minyak tanah/ kerosen sehingga tidak mudah terbakar. Selain itu, karakteristik viskositas minyak jarak pagar juga jauh lebih tinggi dibandingkan viskositas minyak tanah sehingga pembakaran kurang sempurna dan jika diuji pada

2

kompor sumbu proses perambatan minyak jarak pagar ke sumbu bagian atas berlangsung lambat (Muhlbauer et al., 1998). Upaya untuk mengurangi viskositas minyak nabati antara lain dengan pengenceran

minyak

dengan

pelarut,

emulsifikasi,

pirolisis,

dan

transesterifikasi. Transesterifikasi adalah cara yang paling banyak dilakukan karena tidak membutuhkan energi dan suhu yang tinggi. Reaksi ini akan menghasilkan metil atau etil ester, tergantung dengan jenis alkohol yang direaksikan. Jika direaksikan dengan metanol, akan terbentuk metil ester, sedangkan jika direaksikan dengan etanol akan terbentuk etil ester. Metil atau etil ester ini memiliki viskositas rendah dan nilai kalor yang mendekati bahan bakar konvensional (Soerawidjaja et al., 2005; Kandpal dan Madan, 1995). Penggunaan metil ester sebagai bahan bakar lampu sumbu dan burner minyak tanah lebih baik dibandingkan dengan minyak bahan bakunya, namun dibandingkan dengan minyak tanah masih perlu perbaikan. Tanpa menaikan sumbu, metil ester mampu menyalakan lampu sumbu selama 124,5 menit, sedangkan minyak tanah 263 menit. Dengan menaikan sumbu sebanyak satu kali lama nyala lampu metil ester (282 menit) dapat menyamai lama nyala lampu minyak tanah (Sumangat, D., et al., 2006). Kegiatan penelitian tentang proses transesterifikasi memang sudah banyak dilakukan. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi transesterifikasi diantaranya suhu, katalisator, waktu reaksi, nisbah molar reaktan, dan kecepatan pengadukan (Mittelbach dan Remschmidt, 2006). Penelitian ini dilakukan khusus untuk mengkaji optimasi nisbah molar metanol terhadap minyak dan waktu reaksi dalam memproduksi metil ester dengan katalis KOH berbahan baku minyak jarak pagar.

B. TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan kombinasi optimum nisbah molar metanol terhadap minyak dan waktu reaksi pada proses transesterifikasi minyak jarak pagar.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA A. JARAK PAGAR (Jatropha curcas) Tanaman jarak pagar termasuk family Euphorbiaceae, satu famili dengan karet dan ubi kayu. Pohonnya berupa perdu, tinggi tanamannya sekitar 1,7 meter dan bercabang tidak teratur. Batangnya berkayu, silindris, bila terluka mengeluarkan getah. Daunnya berupa daun tunggal, berlekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun menjari dengan 5-7 tulang utama, warna daun hijau (permukaan bagian bawah lebih pucat dibandingkan bagian atas). Panjang tangkai daun antara 4-15 cm. Bunga berwarna kuning kehijauan, berupa bunga majemuk berbentuk malai, berumah satu. Bunga jantan dan bunga betina tersusun dalam rangkaian berbentuk cawan, muncul di ujung batang atau ketiak daun. Buah berupa buah kotak berbentuk bulat telur, diamater 2-4 cm, berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika masak. Buah jarak terbagi tiga ruang yang masing-masing ruang diisi tiga biji (Hariyadi, 2005).

Gambar 2. Tanaman Jarak Pagar Biji jarak pagar mengandung berbagai macam senyawa kimia, seperti sukrosa, rafinosa, stakiosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, protein, minyak, toxalbumin curcin yang berbahaya, dan asam oleat serta asam linoleat dalam jumlah besar. Biji jarak terdiri dari 58-65 persen daging biji yang banyak mengandung minyak dan 35-42 persen tempurung biji yang banyak mengandung karbon (Salunkhe et al.,1992). Komposisi biji jarak pagar per 100 gram biji dan hasil analisis proksimat bagian-bagian biji jarak pagar disajikan pada Tabel 1 dan Tabel 2.

Tabel 1. Komposisi biji jarak pagar/100 gram biji Kandungan Jumlah (gram) Air 6.6 Protein 18.2 Minyak 38.0 Total karbohidrat 33.5 Serat 15.5 Abu 4.5 Sumber : Salunkhe et al. (1992) Tabel 2. Analisis proksimat bagian-bagian biji jarak pagar Komposisi (% basis kering) Protein kasar Lemak Air Abu Serat deterjen netral (NDF) Serat deterjen asam (ADF) Lignin deterjen asam Energi bruto (MJ/kg) (a) (b) (c)

Daging biji (a)

Kulit biji(a)

Tepung biji(b)

Bungkil(a)

Bungkil bebas minyak(c)

22,2 – 27,2 56,8 – 58,4

4,3 – 4,5 0,5 – 1,4

56,4 – 63,8 1,0 – 1,5

45,1

3,6 – 4,3 3,5 – 3,8

2,8 – 6,1 83,9 – 89,4

24,60 ± 1,40 47,25 ± 1,34 5,54 ± 0,20 4,50 ±0,14 10,12 ± 0,52

2,4 – 3,0

74,6 – 78,3

0,0 – 0,2

45,1 – 47,5

-

0,1 – 0,4

-

30,5 – 31,1

19,3 – 19,5

-

18,0 – 18,3

-

9,6 – 10,4 8,1 – 9,1

12,9 10,1 31,9

5,7 – 7,0

Makkar et al. (1997) diacu dalam Hambali dan Mujdalipah (2006) Akintayo (2003) diacu dalam Manurung (2006) Soerawidjaja (2005)

B. MINYAK JARAK PAGAR SEBAGAI BAHAN BAKAR NABATI Minyak jarak pagar dihasilkan dengan mengekstrak biji kering buah jarak pagar. Ada dua cara ekstraksi minyak jarak pagar yaitu ekstraksi secara mekanis maupun kimiawi.

Bila dibandingkan dengan ekstraksi secara

kimiawi, ekstraksi mekanis biasanya lebih mudah dan murah karena tidak membutuhkan teknologi proses yang rumit dan mahal. Kadar minyak jarak pagar yang terkandung dalam bijinya (whole seed) adalah 30-40 % (basis kering), sedangkan dari daging bijinya (kernel) 40-50 % (basis kering) dengan potensi produksi 1.590 kg minyak/ha/tahun (Soerawidjaja et al., 2005; Kandpal dan Madan, 1995).

5

Menurut Soerawijaya (2006), secara kimiawi minyak jarak pagar merupakan trigliserida yang tersusun oleh asam lemak palmitat (12-17 %), stearat (5-7 %), oleat (37-63 %), linoleat (19-40 %) dan sisanya asam-asam lemak lain diantaranya linolenat dan behenat (1,1 %). Jenis asam lemak yang dominan adalah asam lemak oleat (C18H34O2) dan linoleat (C18H32O2) yang merupakan asam lemak tidak jenuh. Banyaknya ikatan rangkap pada asam lemaknya berpengaruh terhadap karakteristik fisik dan kimia minyaknya, sehingga berdasarkan karakteristik itu minyak jarak pagar digolongkan sebagai minyak semi-mengering. Pemanfaatan minyak jarak pagar sebagai bahan bakar nabati (BBN), baik sebagai biokerosin ataupun biodiesel merupakan alternatif yang ideal untuk mengurangi tekanan permintaan bahan bakar minyak dan penghematan penggunaan cadangan devisa. Minyak jarak pagar selain merupakan sumber minyak terbarukan juga termasuk non-edible oil, sehingga tidak bersaing dengan kebutuhan konsumsi manusia seperti pada minyak kelapa sawit dan minyak jagung. Dilihat dari nilai kalor totalnya yang tidak berbeda jauh, minyak jarak pagar memang dapat digunakan sebagai substitusi minyak diesel atau minyak tanah sebagai bahan bakar. Muhlbauer et al. (1998) menyatakan bahwa minyak tanah dan minyak diesel mempunyai nilai kalor total 4,50 MJ/kg, sedangkan minyak jarak pagar sebesar 39,65 MJ/kg. Namun, minyak tanah dan minyak diesel mempunyai titik pembakaran yang rendah (50-550C) sehingga mudah terbakar dengan bantuan api kecil (korek api), sedangkan suhu pembakaran minyak jarak pagar lebih tinggi yaitu 340 0C sehingga tidak mudah terbakar (Stumpf dan Muhlbauer, 2002). Minyak tanah dan minyak diesel mempunyai viskositas kinematik sebesar 2,2 x 10-6 m2/detik dan 2,8 x 10-6 m2/detik, sedangkan minyak jarak pagar jauh lebih tinggi yaitu 75,7 x 10-6 m2/detik. Oleh sebab itu, diperlukan perlakuan

pemanasan

tambahan pada peralatan kompor/burner yang

menggunakan bahan bakar minyak jarak pagar ini, yaitu dengan vaporizer untuk menurunkan viskositas minyak yang dapat menyebabkan penyumbatan pada saluran pipa dan nosel pembakaran (Stumpf dan Muhlbauer, 2002).

6

Salah satu pendekatan untuk mengatasi kendala-kendala tersebut di atas adalah

rancangan kompor yang khusus. Beberapa rancangan kompor yang

telah dibuat dan diuji pada dasarnya digolongkan menjadi dua tipe yaitu Kompor Sumbu dan Kompor Bertekanan. Secara umum, kompor bertekanan menghasilkan power output dan efisiensi pembakaran

yang lebih tinggi,

sehingga bahan bakar yang digunakan lebih kecil untuk tiap satuan berat bahan yang dimasak (Wichert et al., 1987).

Hasil pengujian lebih lanjut

menunjukkan bahwa efisiensi dan power/ heat output kompor sumbu yang lebih kecil disebabkan karena viskositas dan titik pembakaran minyak nabati yang tinggi (Stumpf dan Muhlbauer, 2002), sehingga perancangan kompor yang sesuai lebih difokuskan pada kompor bertekanan. Dibandingkan dengan kompor sumbu, kompor bertekanan lebih mahal karena memerlukan komponen peralatan vaporizer, pompa udara manual, dan komponen lainnya. Kompor sumbu lebih sederhana dan murah seperti halnya kompor minyak tanah yang banyak digunakan di Indonesia, namun karakteristik

minyak jarak

pagar yang

tinggi

viskositas

dan

suhu

pembakarannya, maka proses perambatan minyak ke sumbu bagian atas berlangsung lambat dan memerlukan modifikasi, antara lain jenis bahan sumbu, penggunaan logam pada sumbu sebagai konduktor, pengaturan tinggi/jarak sumbu dari permukaan atas minyak dan pengaturan input udara. Hasil pengujian kompor sumbu di Tanzania menghasilkan lama nyala 4 jam sebelum nyala api mati karena terbentuknya residu arang di ujung sumbu yang harus dibersihkan agar dapat dinyalakan lagi (Protzen, 1997).

C. TRANSESTERIFIKASI Minyak kasar yang diekstrak dari bahan tumbuhan, memiliki komposisi kimia utama trigliserida. Juga mengandung sedikit asam lemak bebas (FFA), mono dan digliserida, fosfatida (lesitin/gum), pigmen (klorofil/karetonoid), sterol, dan tokoferol (Cheryan, 1998). Ada beberapa kelemahan penggunaan minyak nabati secara langsung sebagai bahan bakar mesin diesel, antara lain: a. timbulnya deposit karbon dalam mesin akibat pembakaran tidak sempurna dari minyak nabati yang penguapannya lebih rendah

7

b. penebalan atau pembentukan gel dari minyak pelumas mesin akibat kontaminasi oleh minyak nabati c. terjadinya oksidasi dan polimerisasi selama penyimpanan dan pembakaran, sebagai akibat dari viskositas minyak nabati yang tinggi (11- 17 kali lipat lebih tinggi dari bahan bakar diesel), dan juga kandungan asam lemak bebas (Cheryan, 1998). Masalah-masalah yang timbul akibat penggunaan minyak nabati secara langsung, dapat diatasi dengan pirolisis, emulsifikasi, atau transesterifikasi. Di antara ketiga proses, transesterifikasi merupakan proses yang lebih mudah dan ekonomis untuk menghasilkan bahan bakar dari minyak nabati yang lebih bersih dan ramah lingkungan. Proses ini sudah digunakan secara luas untuk mengurangi viskositas yang tinggi dari trigliserida dalam minyak nabati. Transesterifikasi adalah reaksi ester untuk menghasilkan ester baru yang mengalami penukaran posisi asam lemak (Swern, 1982), transesterifikasi lebih disukai untuk memproduksi metil ester, karena lebih efisien (Freedman et al. 1984). Reaksi transesterifikasi untuk memproduksi metil ester tidak lain adalah reaksi alkoholisis. Metode ini bisa menghasilkan metil ester hingga 98 persen dari bahan baku minyak tumbuhan (Swern, 1982). Reaksi ini hampir sama dengan reaksi hidrolisis, tetapi menggunakan alkohol. Reaksi ini bersifat reversible dan menghasilkan alkil ester dan gliserol. Alkohol berlebih digunakan untuk memicu reaksi ke sisi kanan (untuk membentuk produk). Alkoholisis lemak menggunakan alkohol rantai pendek seperti metanol atau etanol dapat dikatalisis menggunakan katalis asam ataupun katalis basa (Khan, 2002).

(Katalis) Trigliserida

Metanol

Metil Ester

Gliserol

Gambar 3. Reaksi transesterifikasi menghasilkan metil ester

8

Freedman

(1984)

menyebutkan

bahwa

untuk

transesterifikasi

menggunakan katalis basa, nisbah molar metanol terhadap minyak sebesar 6:1 adalah optimal. Menurut Swern (1982), jumlah alkohol yang dianjurkan sekitar 1,6 kali jumlah yang dibutuhkan secara teoritis. Jumlah alkohol yang lebih dari 1,75 kali jumlah teoritis tidak mempercepat reaksi bahkan mempersulit pemisahan gliserol selanjutnya. Katalisis merupakan peristiwa ketika laju reaksi kimia dipengaruhi oleh bahan tertentu, tetapi bahan tersebut tidak mengubah hasil reaksi kimia tersebut. Perubahan laju reaksi akibat adanya katalisis ada dua macam, yaitu katalisis positif (percepatan laju reaksi) dan katalisis negatif (penurunan laju reaksi). Katalis dapat berfungsi untuk memulai suatu reaksi, meningkatkan atau mengurangi kecepatan reaksi dan mengarahkan jalannya reaksi sesuai dengan jalur reaksi tertentu. Selain itu, katalis juga dapat mengurangi terbentuknya produk sampingan untuk meningkatkan kemurnian produk yang dihasilkan (Kirk dan Othmer, 1964). Katalis yang banyak digunakan untuk proses transesterifikasi adalah katalis basa, namun katalis asam juga dapat digunakan terutama pada minyak nabati yang kadar asam lemak bebasnya tinggi. Katalis basa dinilai lebih baik dari katalis asam, karena dengan katalis basa, reaksi dapat berjalan pada suhu lebih rendah bahkan pada suhu kamar. Adapun reaksi dengan katalis asam membutuhkan suhu tinggi 100 oC (Kirk dan Othmer, 1964). Katalis basa yang umum digunakan adalah sodium metoksida, NaOH, dan KOH. Sodium metoksida mengakibatkan terbentuknya beberapa produk sampingan, terutama garam sodium. Selain itu, penggunaan katalis ini mensyaratkan bahan baku minyak yang bermutu tinggi. Saat ini, katalis KOH lebih banyak digunakan daripada NaOH. Reaksi transesterifikasi dengan katalis KOH dapat menghasilkan konversi metil ester hingga 80-90 persen (Swern, 1982). Metanolisis berkatalisis basa memerlukan minyak dengan syarat tertentu. Sifat dasar minyak yang harus dipenuhi adalah bersih, tanpa air, dan netral secara substansial. Kegagalan reaksi transesterifikasi dapat menghasilkan sabun sehingga mengurangi kebasaan katalis dan membentuk lapisan gel yang

9

dapat mempersulit pemisahan dan pengendapan gliserol nantinya (Swern, 1982). Kandungan asam lemak bebas dan air yang lebih dari 0,5 persen dan 0,3 persen dapat menurunkan rendemen transesterifikasi minyak (Freedman et al. 1984). Goff et al.(2004) menyatakan bahwa minyak dengan kadar air kurang dari 0,1 persen dapat menghasilkan metil ester lebih dari 90 persen. Bila bahan baku yang digunakan adalah minyak mentah yang mengandung kadar asam lemak bebas (free fatty acid) tinggi, yakni lebih dari 2 persen, maka perlu dilakukan proses praesterifikasi untuk menurunkan kadar asam lemak bebas hingga sekitar 2 persen (Ramadhas et al., 2005). Beberapa

penelitian

melaporkan

reaksi

transesterifikasi

yang

dilangsungkan pada beberapa suhu. Semakin tinggi suhu reaksi, konstanta laju reaksi semakin rendah (Noureddini dan Zhu, 1997). Suhu maksimum untuk reaksi transesterifikasi adalah 65 °C, di bawah titik didih metanol 68 °C. Transesterifikasi minyak kelapa sawit mencapai kondisi stasioner setelah 60 menit reaksi pada 50 oC (Darnoko dan Cheryan, 2000). Foidl et al.(1996) melaporkan reaksi transesterifikasi

minyak jarak pagar (Jatropha curcas)

dapat dilakukan pada suhu 30 °C dan menghasilkan biodiesel dengan kadar metil ester 92 %. Pengadukan diperlukan untuk homogenisasi campuran. Ketika metanol dan katalis dicampurkan dengan minyak terbentuk dua fase, yaitu fase metanol di bagian atas dan fase minyak di bagian bawah. Adanya pemisahan fase ini menghambat laju reaksi karena rendahnya peluang kontak antara minyak, metanol dan katalis. Oleh karena itu, diperlukan pengadukan yang sangat cepat untuk membantu homogenisasi campuran (Korus et al., 2000). Menurut Noureddini dan Zhu (1997), sebelum reaksi transesterifikasi benar-benar berlangsung, reaksi didahului proses transfer massa yang mengakibatkan terjadinya semacam delay. Pada transesterifikasi minyak kacang kedelai dengan suhu 70 °C dan pengadukan 600 rpm, kondisi delay ini hampir tidak ada. Reaksi transesterifikasi dengan menggunakan katalis basa dapat dilakukan dalam satu tahap atau dua tahap. Reaksi tiga tahap bahkan dapat mengurangi pemakaian alkohol hingga 1,2 kali jumlah teoritis (Swern, 1982).

10

Pada metode satu tahap minyak direaksikan dengan metanol dan KOH sekaligus, sedangkan pada metode dua tahap minyak direaksikan dengan sebagian larutan metanolik-KOH, kemudian metil ester yang terbentuk dipisahkan dan direaksikan kembali dengan sisa larutan metanolik-KOH. (Gerpen, 2004) Hasil penelitian di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian (2006), menunjukkan bahwa proses transesterifikasi minyak jarak pagar yang optimal dicapai pada nisbah mol metanol terhadap minyak 6 : 1 dengan waktu reaksi 30-45 menit. Metil ester yang dihasilkan memiliki viskositas yang masih tinggi (15,5-16,0 cP), namun bilangan asam (0,37-0,39 mg KOH/g) dan kerapatan (0,871-0.872 g/mL) memenuhi standar biodiesel (ASTM D-6751-02) (Sumangat, D., et al., 2006).

D. BIODIESEL Minyak nabati memiliki potensi sebagai sumber bahan bakar yang terbarukan, sekaligus sebagai alternatif bahan bakar minyak yang berbasis petroleum (petrodiesel). Karakteristik minyak nabati tidak memungkinkan penggunaannya secara langsung sebagai bahan bakar. Berbagai produk turunan minyak nabati telah banyak diteliti untuk memperbaiki sifat minyak nabati, termasuk diantaranya campuran dengan petrodiesel, dan Alcohol Esters of Vegetable Oil (AEVO) (Korus et al., 2000). AEVO merupakan pilihan yang cukup menjanjikan, karena memiliki karakteristik yang sesuai untuk dijadikan bahan bakar. AEVO apabila digunakan sebagai bahan bakar alternatif dikatakan sebagai biodiesel (Korus et al., 2000). Nama produk dari AEVO ini bergantung pada sumber alkohol yang digunakan. Sumber alkohol yang digunakan dapat bermacam-macam. Apabila direaksikan dengan metanol akan diperoleh metil ester, namun bila direaksikan dengan etanol diperoleh etil ester. Metil ester atau etil ester adalah senyawa yang relatif stabil, cairan pada suhu ruang (titik leleh antara 4-18 oC), nonkorosif, dan titik didihnya rendah. Dalam beberapa penggunaan, metil ester

11

lebih banyak disukai daripada etil ester untuk alasan ekonomis dan stabil secara pirolitik dalam proses distilasi fraksional (Swern, 1982). Metil ester yang diperuntukkan sebagai pengganti bahan bakar konvensional minyak bumi, harus memenuhi standar biodiesel. Legowo et al. (2001) menyebutkan karakteristik biodiesel secara umum meliputi densitas, viskositas kinematik, bilangan setana, kalor pembakaran, titik tuang, titik pijar dan titik awan yang disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Karakteristik biodiesel secara umum Parameter Densitas (g/cm3) Viskositas kinematik pada 40 oC Bilangan setana Kalor pembakaran (kJ/g) Titik pijar (oC) Titik tuang (oC) Titik awan (oC) Sumber : Legowo et al. (2001)

Nilai 0,85-0,90 3,5-5,8 46-70 36,5-41,8 120-191 -15-13 -11-16

Kualitas biodiesel di Amerika Serikat mengikuti standar yang terdapat dalam ASTM D6751-02, yaitu spesifikasi standar untuk bahan bakar biodiesel B100 (Gerpen, 2004). Metode ASTM dapat dijadikan standar bahan bakar yang terdiri atas biodiesel 100 persen. Spesifikasi biodiesel sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI 04-7182-2006) disajikan pada Tabel 4.

12

Tabel 4. Spesifikasi Biodiesel sesuai SNI 04-7182-2006 No 1. 2. 3. 4. 5. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

Parameter Massa jenis pada 400C (kg/m3) Viskositas kinematik pada 400C (cSt) Angka setana Titik nyala (mangkok tertutup) (oC) Titik kabut (oC) Residu karbon Dalam contoh asli Dalam 10% ampas distilasi Air dan sedimen (% vol) Temperatur destilasi 90% (oC) Abu tersulfatkan (% massa) Belerang [( ppm-m);(mg/kg)] Fosfor[( ppm-m);(mg/kg)] Angka asam (mg-KOH/g) Gliserol bebas (% massa) Gliserol total (% massa) Kadar ester alkil (% massa) Angka iodium [(% massa) (g-I2/100 g)] Uji Helphen

Nilai 850-890 2,3-60 Min 51 Min 100 Maks 18 Maks 0,05 Maks 0,30 Maks 0,5 Maks 360 Maks 0,02 Maks 100 Maks 10 Maks 0,8 Maks 0,02 Maks 0,24 Maks 96,5 Maks 115 Negatif

Sumber : Balai Rekayasa Desain dan Sistem Teknologi BPPT (2003) Bilangan asam adalah banyaknya miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam lemak bebas dari satu gram minyak atau lemak. Bilangan asam dipergunakan untuk mengukur jumlah asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak atau lemak (Ketaren, 1986). Gerpen (1996) menyatakan bahwa asam lemak bebas pada biodiesel dapat bereaksi dengan sisa katalis dan membentuk sabun. Sabun dapat menyebabkan terbentuknya abu saat pembakaran biodiesel. Bilangan asam yang diperbolehkan dalam ASTM D664 tidak lebih dari 0,8 mg KOH/g. Densitas atau bobot jenis adalah perbandingan berat dari suatu volume contoh pada suhu 25oC dengan berat air pada volume dan suhu yang sama (Ketaren, 1986). Nilai densitas untuk minyak jarak pagar sekitar 0,911 g/mL (Heyne, 1987). Viskositas atau kekentalan merupakan ukuran tahanan minyak terhadap aliran. Dalam pengertian komersial, viskositas adalah lamanya waktu yang

13

dibutuhkan minyak pada volume tertentu untuk mengalir seluruhnya. Viskositas merupakan salah satu sifat penting yang harus dimiliki minyak jarak pagar maupun esternya. Kisaran viskositas kinematik yang ditetapkan dalam ASTM D445 antara 1,9-6,0 mm/s pada suhu 15 °C. Jika viskositas bahan bakar terlalu rendah, akan menyebabkan kebocoran yang mengurangi daya pembakaran. Namun bila viskositasnya terlalu tinggi, bahan bakar akan sulit disuplai ke ruang pembakaran dan menyebabkan berkurangnya daya pembakaran (Gerpen, 2004).

14

III. METODOLOGI A. BAHAN DAN ALAT 1. Bahan Bahan utama yang digunakan untuk penelitian ini adalah minyak jarak pagar dari ekstraksi biji jarak pagar kering secara mekanis hydraulic press. Biji jarak pagar yang digunakan sebagai bahan baku utama diperoleh dari Sumbawa (Nusa Tenggara Barat) dan Lampung. Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini meliputi bahan kimia untuk proses produksi metil ester dan bahan kimia untuk analisa minyak jarak pagar dan metil ester. Bahan kimia yang digunakan untuk proses produksi metil ester antara lain metanol teknis sebagai reaktan dan KOH teknis sebagai katalis dalam proses transesterifikasi, sedangkan bahan kimia yang digunakan untuk analisa minyak jarak pagar dan metil ester diantaranya ialah KOH 0.1 N, indikator fenolftalein, alkohol netral, dietil eter perbandingan 1:1, etanol, KOH, akuades, dan NaCl kering. 2. Alat Peralatan yang digunakan dalam kegiatan penelitian terdiri atas peralatan produksi dan peralatan analisa. Peralatan yang digunakan untuk memproduksi metil ester meliputi pengempa hidraulik berkapasitas 5 kg biji jarak pagar, penghancur biji jarak pagar, reaktor transesterifikasi, tangki pencucian, ember ukuran 5–20 L, kertas saring, timbangan analitik, corong pemisah, dan corong plastik. Ketel reaksi transesterifikasi yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas satu unit berkapasitas 20-25 L minyak/proses (volume ketel transesterifikasi 40 l) yang dilengkapi jaket pemanas, pengaduk listrik, pompa dan tangki pengendapan kapasitas 60 L. Ketel transesterifikasi dan pengendapan dibuat dari pelat besi stainless steel. Peralatan yang digunakan untuk analisa terdiri atas : (1) bilangan asam : Erlenmeyer dan buret; (2) kadar air : cawan alumunium dan oven;

(3) viskositas : brookfield viscometer; (4) densitas : piknometer; (5) kadar ester: gas chromatograph.

B. METODE PENELITIAN

1. Penelitian Pendahuluan Dalam penelitian pendahuluan dilakukan pengujian karakteristik bahan baku minyak jarak pagar yang digunakan meliputi viskositas, bobot jenis/densitas, kadar asam lemak bebas, bilangan asam, dan kadar air. Prosedur analisa secara lengkap disajikan pada Lampiran 1.

2. Penelitian Utama a. Proses produksi metil ester Penelitian utama dilakukan untuk menghasilkan metil ester melalui proses transesterifikasi dengan penambahan katalis kalium hidroksida (KOH). Perlakuan yang diberikan pada tahap penelitian ini adalah pengaruh dua faktor reaksi berpengaruh, yaitu nisbah mol metanol terhadap minyak jarak pagar dan waktu reaksi proses transesterifikasi. Diagram alir proses transesterifikasi minyak jarak pagar secara lengkap disajikan pada Gambar 4. Berdasarkan pertimbangan bahwa metil ester yang dihasilkan digunakan sebagai bahan bakar kompor dan lampu minyak, dan bukan untuk bahan bakar mesin (biodisel) serta agar unit proses dan peralatannya lebih sederhana, maka tidak akan dilakukan proses pemisahan metanol secara distilasi. Pada penelitian ini, dicoba perlakuan nisbah mol metanol terhadap minyak dari 4 : 1 sampai dengan 7 : 1 dan waktu reaksi dari 50 sampai dengan 120 menit. Dalam penelitian ini, minyak jarak pagar yang digunakan untuk satu kali proses produksi adalah 6 liter. Adapun secara teknis tahapan produksi metil ester dari minyak jarak pagar adalah sebagai berikut :

16

a. Penyaringan Penyaringan dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel berukuran besar ataupun pengotor yang ada pada minyak jarak pagar kasar hasil pengepresan. b. Pembuatan kalium metoksida Untuk pembuatan kalium metoksida, sebanyak 27,33 gram KOH diperlukan untuk dilarutkan dalam tangki pencampur yang berisi metanol dengan jumlah yang sesuai dengan nisbah mol yang ditentukan. KOH digunakan sebagai katalis reaksi. Reaksi transesterifikasi berkatalis basa umum digunakan pada proses produksi biodiesel secara komersial. c. Transesterifikasi Transesterifikasi dilakukan antara minyak yang terdiri dari molekul-molekul trigliserida dengan metanol dengan temperatur konstan selama waktu reaksi yang ditentukan. Metanol (teknis) dan katalis KOH (teknis) diaduk merata terlebih dahulu selama 30 menit, kemudian ditambahkan minyak jarak pagar dan diaduk pada suhu 60 0C dengan putaran 300 rpm selama waktu tertentu. d. Pengendapan Pengendapan bertujuan untuk memisahkan produk akhir dari reaksi transesterifikasi. Pada tahap pengendapan, akan terbentuk dua lapisan dimana gliserin akan berada di bagian bawah, sedangkan metil ester berada pada bagian atas. Pengendapan gliserin dilakukan dengan cara membiarkan larutan selama 12 jam. e. Pencucian Pencucian bertujuan untuk membersihkan produk biodiesel dari kandungan gliserin, sabun dan pengotor-pengotor lainnya. Setelah biodiesel dipisahkan dari gliserol, selanjutnya dimurnikan lagi dengan air hangat 50oC untuk membuang sisa-sisa katalis atau sabun. Air hangat dimasukkan ke dalam tangki pencucian lalu diaduk dengan pengaduk elektrik sampai terbentuk emulsi yang dilakukan 3 sampai 4 kali pencucian hingga pH kembali netral.

17

f. Pengeringan Pengeringan ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan air dalam biodiesel. Biodiesel dipanaskan pada suhu 100oC sampai tidak ada lagi gelembung air.

Minyak jarak pagar

Pengadukan Metanol + KOH

Transesterifikasi • pemanasan suhu 60oC, • pengadukan 300 rpm

Pengendapan (± 12 jam)

Pencucian dengan air hangat (50oC)

Penguapan sisa metanol dan air

Gliserol (warna gelap)

Air, gliserol , metanol, dan sabun Metanol, gliserol, dan sabun

Metil Ester Gambar 4. Diagram alir proses transesterifikasi minyak jarak pagar b. Reaktor Transesterifikasi Reaksi transesterifikasi dilakukan dalam ketel reaksi (reaktor) berpengaduk dengan kontrol suhu. Reaktor transesterifikasi yang digunakan dalam penelitian bertipe tangki vertikal. Satu unit alat transesterifikasi memiliki kapasitas 25 liter minyak/proses (volume ketel transesterifikasi 40 liter). Ketel reaksi ini berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi transesterifikasi dengan mencampurkan reaktan berupa minyak jarak pagar dan larutan metanolik-KOH. Reaktor ini 18

dilengkapi dengan jaket pemanas, pengaduk listrik, penunjuk suhu, dan pompa sirkulasi. Ketel transesterifikasi ini dibuat dari bahan stainless steel.

Tangki pencampur metanol-KOH Tangki

Tangki pengendapan pengendapan Tangki reaksi transesterifikasi

Gambar 5. Reaktor Transesterifikasi Tangki pengendapan digunakan sebagai tempat proses pemisahan produk utama (metil ester) dan produk samping (gliserol). Hasil reaksi dari reaktor transesterifikasi ditampung ke dalam tangki pengendapan untuk selanjutnya dilakukan pemisahan. Proses pemisahan antara dua produk ini dilakukan selama 12 jam. Proses ini berlangsung sendiri dimana produk utama berupa metil ester yang berbobot jenis rendah berada di bagian atas, sedangkan gliserol sebagai produk samping di bagian bawah karena bobot jenisnya lebih tinggi dibanding metil ester. Kapasitas tangki pengendapan ini adalah 60 liter menggunakan bahan dari pelat besi stainless steel. Tangki pencampur metanol dan katalis KOH digunakan sebagai tempat

pembuatan

larutan

metanolik-KOH

sebagai

reaktan

transesterifikasi. Pelarut metanol teknis dan katalis KOH diaduk di dalam tangki ini menggunakan pengaduk listrik selama lebih kurang setengah jam. Tangki pencampur ini dibuat dari bahan stainless steel.

19

c. Karakterisasi Metil Ester Setelah melalui proses transesterifikasi akan dihasilkan produk utama metil ester dan hasil samping berupa gliserin. Produk metil ester yang dihasilkan pada setiap run proses di-sampling 300 mL untuk keperluan analisa sifat fisikokimiawi di laboratorium. Ada 3 parameter yang dianalisa untuk dioptimasi pada produk akhir metil ester pada penelitian ini yaitu persen kemurnian ester, viskositas kinematik, dan bilangan asam. Secara lengkap, metode analisa disajikan pada Lampiran 1.

C. RANCANGAN PERCOBAAN Metode statistik yang digunakan untuk mendapatkan kombinasi titik optimum dari nisbah mol metanol terhadap minyak dan waktu reaksi adalah Metode Permukaan Respon. Nilai variabel nisbah mol metanol terhadap minyak jarak pagar (dinyatakan dalam mol/mol) ditetapkan berada di dalam selang 4,4 ≤ X1 ≤ 6,6, sedangkan variabel waktu reaksi (dinyatakan dalam menit) berada di dalam selang 60 ≤ X2 ≤ 10. Jumlah satuan percobaan yang dilakukan sebanyak 13 satuan percobaan dan jumlah katalis yang digunakan 0,5 persen dari jumlah minyak jarak pagar. Besarnya nilai rendah dan nilai tinggi perlakuan dari kedua variabel ini dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Nilai Rendah dan Tinggi Perlakuan Jenis perlakuan Nisbah mol metanol terhadap minyak [X1] Waktu reaksi [X2]

Nilai rendah (-)

Nilai tinggi (+)

4,4

6,6

60

110

Parameter respon utama yang digunakan dalam menentukan kualitas metil ester hasil transesterifikasi minyak jarak pagar adalah persen kemurnian ester, viskositas kinematik, dan bilangan asam. Optimasi dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari masing-masing faktor perlakuan terhadap respon persen kemurnian ester, viskositas kinematik, dan bilangan asam. Untuk

20

mengetahui pengaruh linear dan pengaruh kuadratik dari kedua faktor perlakuan terhadap respon, model rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut : 2

2

Y = a0 + ∑ aixi + ∑ aijxixj + ∑ aiixi2 i=1

i<j

i=1

Keterangan : Y

= Respon dari masing-masing perlakuan

ao,ai,aij,aii

= Koefisien parameter

xi

= Pengaruh linear faktor perlakuan utama

xixj

= Pengaruh linear dua faktor perlakuan

xi2

= Pengaruh kuadratik faktor perlakuan utama Perlakuan yang diberikan pada penelitian utama ini adalah X1 (nisbah

mol metanol terhadap minyak) dan X2 (waktu reaksi). Kombinasi perlakuan yang diberikan pada penelitian utama ditentukan melalui metode Central Composite Design, dimana pada titik-titik selain titik tengah (X1 = X2 = 0) dilakukan dengan dua kali ulangan. Titik tengah terletak pada nisbah mol metanol terhadap minyak 5,5 : 1 dan waktu reaksi 85 menit.

21

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. KARAKTERISTIK MINYAK JARAK PAGAR Minyak jarak pagar diekstraksi dari biji jarak pagar kering menggunakan alat pengempa hidraulik. Alat pengempa hidraulik dan minyak jarak pagar kasar hasil ekstraksi dapat dilihat pada Gambar 5. Rendemen minyak jarak yang dihasilkan dalam penelitian ini masih cukup rendah yaitu berkisar antara 18-24 persen, sedangkan kadar minyak yang terdapat dalam biji jarak pagar sebesar 40-50 persen (basis kering) (Soerawidjaja et al., 2005; Kandpal dan Madan, 1995). Hal ini menunjukkan bahwa pada bungkil biji jarak masih terdapat minyak sebesar 22-26 persen.

Gambar 6. Alat Pengempa Hidraulik Berkapasitas 5 kg bahan dan Minyak Jarak Pagar Kasar Rendahnya rendemen minyak jarak yang dihasilkan disebabkan karena alat pengempa biji jarak yang digunakan masih sangat sederhana berupa hydraulic press. Untuk dapat mengeluarkan minyak biji jarak secara maksimum, maka alat pengepres yang digunakan hendaknya berupa screw press ataupun alat pengempa yang menggunakan motor sebagai penggerak. Data rendemen ekstraksi minyak jarak pagar disajikan pada Tabel 6. Data yang disajikan diambil data proses ekstraksi dari 6 pengempaan dari sekitar 200 kali pengempaan biji jarak pagar dengan bobot 4 kg, 4,5 kg, dan 5 kg untuk setiap pengempaan. Karakterisasi sifat fisiko kimia minyak jarak pagar dilakukan sebelum proses transesterifikasi. Karakterisasi awal ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisiko kimia minyak jarak pagar. Karakterisasi yang dilakukan

meliputi analisa bilangan asam, asam lemak bebas (FFA), densitas, kadar air, dan viskositas. Hasil karakterisasi sifat fisikokimia minyak jarak pagar sebelum transesterifikasi disajikan dalam Tabel 7. Tabel 6. Rendemen ekstraksi minyak jarak pagar Bobot biji jarak pagar kering (gram) 5000 5000 4000 4000 4500 4500

Hasil ekstraksi (mL) 1200 1105 800 830 910 812

Rendemen (% v/b) 24,00 22,10 20,00 20,75 20,22 18,04

Tabel 7. Hasil analisa sifat fisikokimia minyak jarak pagar No. 1. 2. 3. 4. 5.

Parameter Bilangan Asam (mg KOH/1 g minyak) Kadar Asam Lemak Bebas , FFA (%) Densitas (g/mL) Kadar Air (%) Viskositas (cSt)

Nilai 0,82 0,41 0,9146 0,90 103

Bilangan asam adalah jumlah miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam lemak bebas dari satu gram minyak atau lemak (Ketaren, 1986). Hasil analisa bilangan asam terhadap minyak jarak pagar yang sangat kecil menunjukkan bahwa minyak jarak pagar yang dihasilkan berkualitas baik. Nilai bilangan asam ini sangat disukai untuk digunakan sebagai bahan baku biodiesel karena berada di bawah 3 mg KOH/g trigliserida (www.wikipedia.org, 2007). Dalam kegiatan pengepresan minyak, memang pada saat pengepresan minyak langsung ditampung dalam wadah tertutup (jeriken) sehingga hidrolisis minyak dapat dihindari seminimal mungkin. Oleh karena itu, minyak jarak pagar ini tidak perlu perlakuan pendahuluan netralisasi. Menurut Ong et al. (1989), produksi metil ester dengan transesterifikasi memerlukan pre-treatment netralisasi untuk menghilangkan asam lemak bebas dalam minyak, bila kadar asam lemak bebasnya lebih dari 2 persen atau bilangan asamnya lebih dari 4 mg KOH/gram trigliserida.

23

Kandungan air dalam minyak juga harus diperiksa sebelum dilakukan proses transesterifikasi. Hasil analisa kadar air sebesar 0,90% menujukkan bahwa minyak jarak pagar sangat baik untuk digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi metil ester. Nilai kadar air minyak nabati yang disyaratkan oleh Ramadhas dkk (2005) adalah tidak lebih dari 2%. Kandungan air yang cukup tinggi dalam minyak nabati dikhawatirkan akan menyebabkan terjadinya hidrolisis yang akan menaikkan kadar asam lemak bebas. Oleh karena itu dalam kegiatan penelitian ini dilakukan penanganan secara langsung terhadap minyak yang baru diekstraksi. Penanganan secara langsung ini berupa pemakaian secara langsung minyak dari hasil ekstraksi sebagai bahan baku untuk proses transesterifikasi dengan waktu tunggu seminimal mungkin, sehingga diharapkan tidak memberi kesempatan untuk terjadinya hidrolisis dalam minyak. Selain itu, dilakukan analisa kadar FFA terhadap minyak. Minyak jarak pagar yang digunakan pada penelitian ini memiliki kadar FFA yang rendah yaitu 0,41 persen, sehingga tidak perlu dilakukan pengolahan pendahuluan (praesterifikasi). Menurut Ramadhas dkk (2005), bila minyak mengandung kadar FFA tinggi (yakni lebih dari 2 persen), maka perlu dilakukan proses praesterifikasi untuk menurunkan kadar asam lemak bebas sampai sekitar 2 persen. Jika kandungan asam lemak bebas terlalu tinggi, hal

ini

akan mengakibatkan

pada proses transesterifikasi akan terjadi

pembentukan sabun (saponifikasi) dan menimbulkan masalah pada pemisahan gliserol nantinya Densitas atau bobot jenis adalah perbandingan berat dari suatu volume contoh pada suhu 25o C dengan berat air pada volume dan suhu yang sama (Ketaren, 1986). Hasil analisa densitas sebesar 0,9146 g/mL menunjukkan nilai yang tidak terlalu jauh dibandingkan nilai yang umum untuk minyak jarak pagar. Menurut Heyne (1987), minyak jarak pagar memiliki densitas sebesar 0,911 g/mL. Hasil analisa viskositas kinematik terhadap sampel minyak jarak pagar menunjukkan nilai yang cukup tinggi, yaitu 103 cSt. Gubitz et al. (1999) mensyaratkan minyak jarak pagar yang boleh digunakan untuk mesin diesel dan burner harus memilki viskositas kinematik sebesar 77,66 cSt. Oleh karena

24

itu, minyak yang digunakan dalam penelitian ini perlu diturunkan viskositasnya. Menurut Soerawidjaja et al., (2005), viskositas berpengaruh secara langsung pada penetrasi pola semprotan pada bilik pembakaran, sehingga juga berpengaruh pada atomisasi bahan bakar, efisiensi pembakaran, dan faktor ekonomi lainnya. Menurut Gubitz et al. (1999), ada tiga cara untuk menurunkan viskositas suatu bahan minyak nabati, yaitu pengenceran minyak dengan pelarut, emulsifikasi, pirolisis, dan transesterifikasi. Dalam penelitian ini, untuk menurunkan viskositas minyak jarak pagar dilakukan dengan transesterifikasi. Menurut Soerawidjaja et al., (2005) transesterifikasi adalah cara yang paling banyak dilakukan karena tidak membutuhkan energi dan suhu yang tinggi. Reaksi ini menghasilkan metil ester, karena reaktan yang digunakan adalah metanol. Setelah dilakukan transesterifikasi, metil ester yang dihasilkan memiliki viskositas rendah, yaitu berkisar dari 2,71 sampai 33,01 cSt. Pengujian kandungan komponen asam lemak dalam minyak jarak pagar bertujuan untuk mengetahui jenis asam lemak yang ada dan dilakukan dengan menggunakan alat kromatografi gas. Data hasil analisa kromatografi gas disajikan pada Tabel 8. Dari lima jenis asam lemak yang dapat diamati, ternyata minyak jarak pagar mempunyai kandungan asam lemak yang dominan berupa asam oleat dan asam palmitat. Berdasarkan hasil analisa dari Gubitz et al. (1999), asam lemak yang dominan terdapat pada minyak jarak pagar adalah asam oleat dan linoleat yang merupakan asam lemak tidak jenuh. Asam oleat memiliki satu ikatan rangkap, sedangkan asam linoleat memiliki dua ikatan rangkap. Di dalam Gubitz et al.(1999), dijelaskan bahwa asam lemak penyusun minyak jarak pagar terdiri atas 22,7% asam lemak jenuh dan 77,3 % asam lemak tak jenuh. Kadar asam lemak minyak terdiri dari 17,0% asam palmiat, 5,6 % asam stearat, 37,1 % asam oleat, dan 40,2 % asam linoleat. Menurut hasil penelitian Balai Rekayasa Desain dan Sistem Teknologi BPPT (2003), komposisi asam lemak lemak dalam minyak jarak pagar terdiri atas 0-0,5 % asam miristat, 12-17 % asam palmitat, 5-7 % asam stearat, 37-63 % asam oleat, dan 19-40 % asam linoleat. Komposisi asam lemak yang terkandung di

25

dalam minyak jarak pagar sangat bergantung pada varietas dan habitat tanaman jarak pagar yang bersangkutan. Tabel 8. Hasil analisa komposisi asam lemak minyak jarak pagar No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Jenis asam lemak Laurat Miristat Palmitat Stearat Oleat Linoleat

Jumlah (g/100 g trigliserida) 0.010 0.058 15.346 0.077 77.872 5.766

Asam oleat merupakan asam lemak tidak jenuh. Tingginya asam lemak tidak jenuh pada minyak jarak pagar ini menyebabkan minyak berbentuk cair pada suhu ruang. Asam oleat memiliki titik cair yang rendah, yaitu 14oC (Pryde et al.,1984). Asam lemak yang paling dominan terkandung dalam minyak jarak pagar adalah asam oleat, sehingga dapat dikatakan metil ester yang terbentuk sebagian besar berupa metil oleat. Reaksi antara asam oleat dan metanol untuk menghasilkan metil oleat disajikan pada Gambar 7. Pryde et al., (1984), menerangkan bahwa titik leleh dari metil esternya sebesar -20 oC, sehingga biodiesel yang mengandung ester oleat ini sesuai digunakan, baik di daerah empat musim ataupun daerah tropis.

Gambar 7.

Reaksi antara asam oleat dan metanol untuk menghasilkan metil oleat

Minyak berkandungan asam oleat yang cukup tinggi atau yang kandungan asam lemak jenuhnya rendah akan menghasilkan biodiesel

26

berkarakteristik baik. Klopfenstein dan Walker (1983) telah meneliti panas pembakaran, konsumsi bahan bakar dan efisiensi thermal untuk berbagai jenis ester, termasuk metil oleat Metil oleat memiliki panas pembakaran sebesar 9,295 + 0,0002 J, konsumsi bahan bakar sebesar 343 mL/hp.hr, dan efisiensi termal 23,3 persen.

B. OPTIMASI NISBAH MOLAR REAKTAN DAN WAKTU REAKSI TRANSESTERIFIKASI Optimasi produksi metil ester ini dilakukan menggunakan Metode Permukaan Respon, yaitu suatu bentuk analisa yang digunakan pada respon yang dipengaruhi oleh beberapa faktor dan bertujuan untuk menentukan kondisi optimum dari respon tersebut (Montgomery, 2000). Menurut Morton (1983), secara umum metodologi permukaan respon bertujuan untuk mencari kondisi paling optimum dari berbagai variabel yang terlibat dalam suatu rancangan proses. Ada dua faktor yang dioptimasi dalam penelitian ini, yaitu nisbah molar metanol terhadap minyak dan waktu reaksi transesterifikasi yang bertujuan untuk mendapatkan kondisi optimum dari tiga parameter utama. Ketiga respon yang akan ditentukan kondisi optimumnya adalah persen kemurnian ester, viskositas kinematik, dan bilangan asam. Tabel 9 menyajikan matriks satuansatuan percobaan dalam nilai asli serta nilai ketiga respon pada optimasi proses transesterifikasi menggunakan Rancangan Komposit Pusat Faktorial Penuh 22.

27

Tabel 9. Matriks satuan-satuan percobaan dalam nilai asli serta nilai ketiga respon pada optimasi kondisi proses transesterifikasi menggunakan Rancangan Komposit Pusat Faktorial Penuh 22 Faktor 1

Faktor 2

Respon 1

Respon 2

Respon 3

Nisbah molar reaktan

Waktu reaksi

Persen Kemurnian ester

Viskositas kinematik

Bilangan asam

(mol/mol)

(menit)

(%)

(cSt)

5.5 5.5 7.06 5.5 5.5 5.5 6.6 4.4 3.94 5.5 4.4 6.6 5.5 6.6 4.4 7.06 6.6 4.4 5.5 3.94 5.5

85 120.36 85 85 120.36 85 60 110 85 85 60 110 49.64 60 60 85 110 110 49.64 85 85

99.12 98.89 97.92 98.56 74.16 98.81 98.69 96.34 97.39 98.90 98.84 97.91 98.82 99.61 98.78 98.47 98.92 98.45 96.14 98.33 95.43

16.73 8.45 5.68 19.47 8.44 16.69 5.70 28.08 8.44 16.70 22.14 22.16 30.19 2.71 21.24 2.84 20.16 24.83 33.01 8.45 16.66

(mg KOH/mg minyak)

0.19 0.17 0.17 0.2 0.14 0.22 0.22 0.42 0.25 0.17 1.18 0.45 0.45 0.23 1.07 0.2 0.42 0.37 0.42 0.28 0.22

Pada penelitian ini dilakukan analisis permukaan respon dari pengaruh faktor perlakuan nisbah molar reaktan dan waktu reaksi sehingga diperoleh nilai faktor yang menghasilkan nilai persen kemurnian ester tertinggi. Nilai persen kemurnian ester pada penelitian ini berkisar antara 74,16 % hingga 99,61 %. Nilai persen kemurnian ester yaitu senilai 74,16 % dihasilkan pada kondisi proses dimana nisbah molar reaktan sebesar 5,5 mol metanol berbanding 1 mol minyak jarak pagar dan lama reaksi 120 menit. Persen kemurnian ester tertinggi sebesar 99,61 % dihasilkan pada kondisi proses dimana nisbah molar reaktan sebesar 6,6 mol metanol berbanding 1 mol

28

minyak jarak pagar dan lama reaksi 60 menit. Hasil analisa statistik menunjukkan bahwa interaksi faktor nisbah molar reaktan dan waktu reaksi tidak berpengaruh signifikan terhadap persen kemurnian ester. Hasil analisa persen kemurnian ester disajikan pada Lampiran 3. Viskositas kinematik didefinisikan sebagai pengukuran terhadap gaya gesek atau hambatan dari laju alir suatu cairan pada suhu yang terkontrol. Viskositas kinematik merupakan salah satu sifat penting yang harus dimiliki minyak jarak pagar maupun esternya. Kisaran viskositas kinematik yang ditetapkan dalam ASTM D445 antara 1.9-6.0 mm/s pada suhu 15 °C (Gerpen, 2004). Nilai viskositas kinematik metil ester pada penelitian ini berkisar antara 2,329 cSt hingga 27,061 cSt. Nilai viskositas kinematik yaitu senilai 2,33 cSt dihasilkan pada kondisi proses dimana nisbah molar reaktan sebesar 7 mol metanol berbanding 1 mol minyak jarak pagar dan lama reaksi 85 menit. Viskositas kinematik tertinggi sebesar 27,061 cSt dihasilkan pada kondisi proses dimana nisbah molar reaktan sebesar 5,5 mol metanol berbanding 1 mol minyak jarak pagar dan lama reaksi 50 menit. Hasil analisa statistik menunjukkan bahwa interaksi faktor nisbah molar reaktan dan waktu reaksi berpengaruh signifikan terhadap viskositas kinematik. Hasil analisa viskositas kinematik metil ester disajikan pada Lampiran 4. Bilangan asam didefinisikan sebagai jumlah mg KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terkandung dalam satu gram minyak atau lemak (Ketaren, 1986). Semakin tinggi bilangan asam suatu minyak, maka semakin banyak asam-asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak tersebut. Nilai bilangan asam metil ester pada penelitian ini berkisar antara 0,14 hingga 1,18 mg KOH/g minyak. Nilai bilangan asam terendah yaitu senilai 0,10 mg KOH/g minyak dihasilkan pada kondisi proses dimana nisbah molar reaktan sebesar 5,5 mol metanol berbanding 1 mol minyak jarak pagar dan lama reaksi 120 menit. Bilangan asam tertinggi sebesar 1,18 mg KOH/g minyak dihasilkan pada kondisi proses dimana nisbah molar reaktan sebesar 4,4 mol metanol berbanding 1 mol minyak jarak pagar selama 60 menit. Hasil

29

analisa statistik menunjukkan bahwa faktor nisbah molar reaktan dan waktu reaksi berpengaruh signifikan terhadap bilangan asam. Hasil analisa bilangan asam metil ester disajikan pada Lampiran 5. Berdasarkan hasil optimasi kumulatif terhadap faktor nisbah mol metanol terhadap minyak dan waktu reaksi, diperoleh lima titik optimum. Kelima titik optimum tersebut dianalisis dengan tujuan untuk memaksimumkan respon persen kemurnian ester dan meminimumkan viskositas kinematik dan bilangan asam. Semua titik yang diperoleh dihasilkan pada kondisi proses dengan nisbah molar reaktan tertinggi, yaitu 7 : 1. Sedangkan waktu reaksi transesterifikasi pada titik-titik optimum berkisar selama 69,21 – 71,00 menit. Kombinasi kondisi proses pada titik-titik optimum tersebut disajikan pada Lampiran 6. Nisbah molar reaktan menunjukkan perbandingan jumlah mol antara metanol dan minyak jarak pagar yang digunakan dalam reaksi transesterifikasi. Mittelbach dan Remschmidt (2006) menyatakan bahwa nisbah molar reaktan tergantung pada jenis katalis yang digunakan. Freedman et al. (1986) menyarankan bahwa nisbah molar 6 : 1 adalah nibah molar yang optimum untuk transesterifikasi minyak kedelai berkatalis basa. Berdasarkan analisa permukaan respon, proses transesterifikasi yang optimal berada saat nisbah molar reaktan sebesar 7 : 1. Freedman dkk. (1984) menyarankan penggunaan metanol sebanyak 2 kali kebutuhan stoikhiometrik guna mendapatkan derajat konversi ke ester metil yang praktis sempurna, yaitu sebesar 96 %. Berdasarkan analisa permukaan respon, pengaruh nisbah molar reaktan berbanding lurus dengan kecepatan reaksi yang akan meningkatkan persen kemurnian ester. Semakin tinggi konsentrasi pereaksi, maka semakin banyak pula kesempatan molekul reaktan untuk saling bertumbukan, sehingga semakin tinggi pula kecepatan reaksinya. Hal ini dapat dilihat dari nilai koefisien regresi linear untuk parameter persen kemurnian ester, sedangkan untuk parameter viskositas kinematik dan bilangan asam, nisbah molar reaktan berlaku sebaliknya, dimana semakin besar konsentrasi pereaksi akan semakin kecil nilai viskositas kinematik dan bilangan asamnya.

30

Waktu reaksi transesterifikasi menunjukkan lamanya kesempatan molekul-molekul reaktan bertumbukan, sehingga konversi minyak menjadi metil ester semakin besar. Jika kesetimbangan reaksi telah tercapai, bertambahnya waktu reaksi tidak akan memperbesar hasil konversi. Berdasarkan analisa permukaan respon, proses transesterifikasi yang optimal berada saat waktu reaksi berkisar antara 69,20 – 86,31 menit. Pada titik-titik optimum yang diperoleh, nilai parameter persen kemurnian ester, viskositas kinematik, dan bilangan asam metil ester yang diduga, memenuhi standar biodiesel. Namun, nilai-nilai respon ini masih bersifat pendugaan, sehingga perlu diverifikasi dengan percobaan produksi metil ester pada titik-titik optimum tersebut.

31

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN Reaksi transesterifikasi dipengaruhi oleh nisbah molar reaktan metanol terhadap minyak dan waktu reaksi. Proses transesterifikasi yang optimal diperoleh pada kondisi nisbah molar reaktan sebesar 7 : 1 dan waktu reaksi berkisar antara 69,21 – 71,00 menit. Pada titik-titik optimum tersebut, diduga nilai parameter persen kemurnian ester, viskositas kinematik dan bilangan asam masing-masing berkisar antara 98,6219 – 98,803 % ; 3,93 – 3,96 cSt, dan 0,06 – 0,07 mg KOH/g minyak. Hasil analisis permukaan respon terhadap seluruh perlakuan dalam penelitian ini menunjukkan bahwa metil ester yang dihasilkan telah memenuhi Standar Nasional Indonesia untuk biodiesel.

B. SARAN Ada beberapa hal yang dapat disarankan dari penelitian ini, yaitu : 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memverifikasi hasil optimasi nisbah molar metanol terhadap minyak dan waktu reaksi dengan melakukan proses transesterifikasi pada titik-titik optimum yang didapatkan 2. Perlu dikaji lebih lanjut optimasi kondisi proses yang lain, seperti suhu, laju pengadukan, konsentrasi katalis, dan kandungan asam lemak bebas bahan baku.

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2007. Biodiesel. www.wikipedia.org. [30 Maret 2007]. AOAC. 1995. Official Method of Analysis of the Association of Official Analylitical Chemists. Association of Official Analytical Chemists. Washington, D.C. AOAC. 1999. Official Method of Analysis of the Association of Official Analylitical Chemists. Association of Official Analytical Chemists. Washington, D.C. Azam, M. M., A. Waris dan N.M. Nahar. 2005. Prospect and potential of fatty acid methyl esters of some non-traditional seed oils for use as biodiesel in India. Biomass and Bioenergy, 29, 293-302. Balai Rekayasa Desain dan Sistem Teknologi BPPT. 2003. Laporan Kegiatan Pengembangan Biodiesel Sebagai Energi Alternatif. BPPT, Jakarta. Cheryan, M. 1998. Ultrafiltration and Microfiltration Hndbook second edition. CRC Press Ltd., New York. Darnoko, D. dan M. Cheryan, 2000. Kinetics of Palm Oil Transesterification in A Batch Reactor. JAOCS 77 (12) : 1263-1267. Foidl, N, G. Foidl, M. Sanchez, M. Mittelbach dan S. Hackle. 1996. Jatropha curcas For Biodiesel Production In Nicaragua. Bioresouce tech. Freedman, B., Eh. Pryde dan Tl. Mounts. 1984. Variable Affecting The Yields of Fatty Esters From Transesterified Vegetable Oils. J Am Oil Chem Soc 61:1638-1643. Gerpen, J. V. 1996. Basics of Diesel Engines and Diesel Fuels. Department of Biological and Agricultural Engineering. University of Idaho. Moscow. Gerpen, J. V. 2004. Biodiesel Production and Quality. Department of Biological and Agricultural Engineering. University of Idaho. Moscow. Goff, M., Ns. Bauer, Wr. Sutterlin dan Gj. Suppes. 2004. Acid Catalyzed Alcoholysis of Soybean Oil. J Am Oil Chem Soc 81:415-420. Gubitz, G.M., M.Mittelbach dan M.Trabi. 1999. Exploitation of the tropical seed plant Jatropha curcas L., Bioresource Technology (67). Hambali, E. dan S. Mujdalipah. 2006. Peningkatan Nilai Ekonomis Jarak Pagar Sebagai Bahan Baku Biodiesel. Makalah Workshop Pendirian Kebun

Benih Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn.) Bersertifikat. Pusat Penelitian Surfaktan dan Bioenergi LPPM-IPB. Bogor. Hariyadi. 2005. Budidaya Tanaman Jarak (Jatropha Curcas) Sebagai Sumber Bahan Alternatif Biofuel. Dalam Makalah FGD Prospektif Sumberdaya Lokal Bioenergi pada Deputi Bidang Pengembangan Sisteknas. www.ristek.go.id [19 Maret 2007] Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia. Jilid Ke 2.Yayasan Sana Wana Jaya. Jakarta. Kandpal, J.B. dan Madan. 1995. Jatropha curcas : a Renewable Source of Energy for Meeting Future Energy Need. Renewable Energy 6(2): 159-160. Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI Press. Jakarta. Khan, A. K. 2002. Research Into Biodiesel Kinetics And Development. The University Of Queensland. Brisbane, Queensland. Australia. Kirk, R.E. dan D.F. Othmer. 1964. Encyclopedia of Chemical Technology. Vol. 4, 2nd ed. The Interscience Encyclopedia Inc. New York. Klopfenstein, W.E. dan H.S. Walker.1983. Efficiencies of Various Esters of Fatty Acids as Diesel Fuels. Journal of the American Oil Chemists Society 60 (8) : 1596-1598. Korus, R. A., D.S.H.N. Barn, C.L. Peterson dan D.C. Drown. 2000. Transesterification Process To Manufacture Ethyl Ester of Rape Oil. Department of Chemical Engineering. University of Idaho. Moscow. Legowo, E.H., Gafar, Sijabat, Pupung dan Arifin. 2001. Experience in Palm Oil Biodiesel Application for Transportation. Di dalam. Jaya, I. 2005. Optimasi Sintesis Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Melalui Proses Esterifikasi-Transesterifikasi. Skripsi. Departemen Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. IPB.Bogor. Manurung, R. 2006. Community Development Jatropha, A Promising Plant. Presentasi Bio Technology Research Center. Institut Teknologi Bandung. Bandung. Mittelbach, M. dan C. Remschmidt. 2006. Biodiesel The Comprehensive Handbook. Martin Mittelbach Publisher. Australia. Montgomery, D.C. 1976. Design and Analysis of Experiment. John Wiley & Sons, New York. 34

Morton, R H. 1983. Response Surface Methodology. The Mathematical Scientist. Palmerston North. New Zealand. Muhlbauer, W., A. Esper, E. Stumpf dan R. Bumnn. 1998. Plant Oil-Based Cooking Stove. Paper at Workshop Rural Energy, Equity and Employment. Noureddini, H. dan D. Zhu. 1997;. Kinetics of Transesterification of Soybean Oil. JAOCS, 74 (11) : 1457-1463. Ong, A.S.H., K.Y. Cheh dan Y.M. Choo. 1989. Oleochemicals from Palm Oil and Palm Kernel Oil. Eleis 1(1): 31-51. Prijambodo, B. 2007. Risiko Ekonomi Dunia Tahun 2008. Artikel Sorotan Ekonomi. Harian Kompas. [7 Desember 2007]. Protzen, E. 1997. On The Development of A Prototype Jatropha-Oil Fueled Jiko and Jatropha-Oil Fueled Lamp. Inst. For Agr.Eng. In The Tropics and Subtropics. Hohenheim Univ. Stuttgart. Germany. Ramadhas, A. S., C. Mulareedharan dan S. Jayaraj. 2005. Performance and emission evaluation of diesel engine fueled with methyls esters of rubber seed oil, Renewable Energy, 30, 1789 - 1800. Salunkhe, D.K., J.K. Chavan, R.N. Adsule dan S.S. Kadam. 1992. World Oil Seed Chemistry, Technology and Utilizations. AVI Book Published. New York. Soerawidjaja, T.H., T.P. Brodjonegoro dan I.K. Reksowardoyo. 2005. Memobilisasi Upaya Penegakan Industri Biodiesel di Indonesia. Pusat Penelitian Pendayagunaan Sumber Daya Alam dan Pelestarian Lingkungan ITB. Bandung. Soerawijaya, T.H. 2006. Raw Material Aspects of Biodiesel Production in Indonesia. One day Seminar on Biodiesel in BPPT Jakarta, Indonesia. Stumpf, E. dan W. Muhlbauer. 2002. Plant Oil as Cooking Fuel : Development of Household Cooking Stove for Tropical and Sub-tropical Countries, Inst. For Agr. Eng. In the Tropics and Subtropics, Hohenheim University, Stuttgart. Germany. Sumangat, D., T. Hidayat, Risfaheri, S. Yuliani dan N. Harimurti. 2006. Pemanfaatan Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas) Sebagai Alternatif Pengganti Minyak Tanah. Laporan Penelitian. Balai Besar Litbang Pascapanen Pertanian. Bogor.

35

Swern, D. 1982. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products. Vol. 2, 4th ed. John Wiley and Sons. New York. Wichert, J., R. Herrmann, J. V. Weihe, H. Motschiedler dan A. Wittkowsky. 1987. Test of Petroleum-oil Stove (in German). Technical Report. Univ. Bremen. Bremen.

36

LAMPIRAN

Lampiran 1. Prosedur analisa sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan metil ester 1. Penentuan bilangan asam (Ketaren, 1986) Sebanyak 5 gram minyak ditimbang (ketelitian 0.005 g) dalam labu erlenmeyer. Kemudian ditambahkan 50 ml 95 % (v/v) etanol yang telah dinetralkan. Setelah ditambahkan sebanyak 5 tetes indikator fenolftalin 1%, larutan dititrasi dengan larutan KOH/etanol 0.1 N yang telah distandarisasi sampai terbentuk warna merah jambu yang stabil selama 10 detik. Analisis diulang sebanyak 3 kali. Perhitungan : Bilangan asam = M x N x V m M

= Bobot molekul KOH (56.1 g/mol)

N

= Normalitas KOH setelah distandarisasi (N)

V

= Volume KOH yang digunakan untuk titrasi (ml)

M

= Bobot sampel minyak (g)

2. Penentuan kadar air (AOAC, 1995) Sebanyak 10 g minyak dimasukkan ke dalam oven 104-106 oC selama 30 menit. Minyak diangkat dari oven dan didinginkan dalam desikator sampai mencapai suhu kamar, setelah itu ditimbang. Prosedur diulang sampai bobotnya stabil (tidak berbeda lebih dari 0.005 %). Kadar air dan zat yang mudah menguap dihitung sebagai : Perhitungan : Kadar Air (%) = M1 – Mo x 100 Mo Mo = Bobot sebelum pemanasan (g) M1 = Bobot sesudah pemanasan (g)

37

3. Viskositas (AOAC, 1999) Sampel disiapkan dalam wadah (suhu 25oC). Alat viscosimeter Brookfield dipasang dengan menggunakan spindel no. 3 dan kecepatan putaran 30 rpm. Sampel diukur selama 3 menit (sampai putaran konstan). Nilai yang terbaca dicatat, pengukuran dilakukan secara triplo. Perhitungan : Viskositas (cP) = Nilai yang terbaca x fp Keterangan : fp spindel no.3, 30 rpm adalah 40 4. Densitas (AOAC, 1995) Piknometer 50 ml ditimbang bobot kosongnya. Piknometer diisi dengan minyak. Setelah itu didiamkan selama satu jam dalam termostat sampai suhu analisis (25 ± 5 oC) tercapai dan dicatat dengan ketelitian 0.1 oC. Piknometer ditera sampai batas yang ditentukan lalu ditimbang. Pengukuran diulang 3 kali dan hasilnya tidak boleh berbeda 0.0002. Hasil analisis dinyatakan dalam rataan hitungnya. Densitas dihitung sebagai:

ρt = densitas pada suhu (g/ml)

ρt = m1 – mo Vt

m1 = bobot piknometer yang berisi minyak (g) m1 = bobot piknometer kosong (g) Vt = volume piknometer pada suhu t (ml)

38

Lampiran 2.

Faktor A B

Respon Y1 Y2 Y3

Hasil Analisa Model Permukaan Respon Persen Kemurnian Ester, Viskositas Kinematik, dan Bilangan Asam Metil Ester Berdasarkan Desain Komposit Penuh 22

Nama Nisbah Molar Waktu reaksi

Nama Kemurnian Viskositas Kinematis Bilangan Asam

Nilai rendah

Satuan

Tipe

mol/mol menit

Numerik Numerik

4.4 60

Nilai tinggi

Kode rendah 6.6 110

-1 -1

Kode tinggi

Rataan 1 1

5.5 85

Simpangan baku 0.96 21.822

Satuan persen

Observasi 21

Analisis Polynomial

Minimum 74.165

Maksimum 99.613

Mean 97.074

Std. Dev. 5.226

Rasio 1.343

Trans None

Model Linear

cSt

21

Polynomial

2.714

33.014

16.136

8.835

12.166

None

Quadratic

mg KOH/g minyak

21

Polynomial

0.14

1.18

0.354

0.27

8.429

None

2FI

39

Lampiran 3. Hasil Analisa Permukaan Respon Persen Kemurnian Ester Data Hasil Analisa Persen Kemurnian Ester No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

Perlakuan Nisbah (mol metanol/mol minyak) 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 7 :1 7 :1 6,6 : 1 6,6 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 4,4 : 1 4,4 : 1 6,6 : 1 6,6 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 4 :1 4 :1 4,4 : 1 4,4 : 1

Waktu (menit) 85 85 85 85 85 85 85 60 60 50 50 60 60 110 110 120 120 85 85 110 110

Laurat 0,116 0,027 0,021 0,022 0,043 0 0,135 0,026 0,022 0,039 0,045 0,010 0,020 0,048 0,013 0,016 0,006 0 0,033 0,069 0,055

Miristat 0,100 0,095 0,076 0,082 0,152 0,105 0,131 0,060 0,065 0,353 0,073 0,081 0,072 0,077 0,126 0,075 0,068 0,117 0,064 0,105 0,123

Komposisi metil ester Palmitat Stearat 11,333 15,842 19,965 15,596 17,401 21,180 19,964 15,051 16,880 17,327 15,365 15,808 15,391 15,845 10,725 15,209 18,132 18,205 10,281 17,806 10,101

0,049 0,070 0,098 0,086 0,084 0 0,075 0,078 0,305 0,935 0,370 0,053 0,068 0,059 0,115 0,065 0,054 1,237 0,498 0 0,009

Oleat 80,346 76,914 69,122 76,213 79,858 71,902 72,108 77,316 79,309 71,764 77,860 77,129 76,144 76,748 80,400 76,663 50,158 72,068 80,821 74,775 80,123

Linoleat 7,180 5,865 6,154 6,908 7,029 5,283 5,510 6,164 3,032 5,723 5,114 5,699 0,020 6,151 6,533 6,864 5,747 5,769 6,637 5,699 5,929 40

Analisa Keragaman Pengaruh Perlakuan terhadap Persen Kemurnian Ester pada nilai F Faktor

Derajat bebas

Jumlah kuadrat

X1

1

0,84

X2

1

77,80

Kuadrat rataan

Nilai F

Prob > F

0,84

0,031

0,8631

77,80

2,83

0,1098

Analisa Residual Pengaruh Perlakuan terhadap Persen Kemurnian Ester pada nilai F Residual

Derajat bebas

Jumlah kuadrat

Kuadrat rataan

F rasio

Prob > F

Ketidakcocokan

6

172,39

28,73

1,07

0,4319

Kesalahan murni

12

322,58

26,88

41

Koefisien-Koefisien Regresi Model Linear Data Persen Kemurnian Ester Parameter

dB

Nilai Estimasi

Nilai F

Prob (P>F)

Intersep

1

97,07

1,43

0,2652

X1

1

0,23

0,031

0,8631

X2

1

-2,21

2.83

0,1098

Persamaan model linear Y r

2

= 97,07 + 0,23x1 – 2,21x2 = 0,1371

Y

: Persen Kemurnian Ester

[x1

: nisbah molar reaktan (mol/mol) ; x2 : waktu reaksi (menit)]

42

Lampiran 4. Hasil Analisa Permukaan Respon Viskositas Kinematik Metil Ester Perlakuan No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

Nisbah (mol metanol/mol minyak) 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 7 :1 7 :1 6,6 : 1 6,6 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 4,4 : 1 4,4 : 1 6,6 : 1 6,6 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 4 :1 4 :1 4,4 : 1 4,4 : 1

Waktu (menit) 85 85 85 85 85 85 85 60 60 50 50 60 60 110 110 120 120 85 85 110 110

Viskositas kinematik (cSt) 16,7336 19,4769 16,6982 16,7038 16,6685 5,68569 2,84091 5,70125 2,71356 30,1966 33,0142 22,141 21,2427 22,1631 20,1633 8,45737 8,44785 8,44119 8,45547 28,0837 24,8317

43

Hasil Analisa Keragaman Pengaruh Perlakuan terhadap Viskositas Kinematik pada nilai F Faktor

Derajat bebas

Jumlah kuadrat

Kuadrat rataan

Nilai F

Prob > F

X1 X2 Interaksi X1X2 X1 2

1

205,89

205,89

3,26

0,091

1

30.37

30.37

0,48

0,4985

1

74,3

74,3

1,18

0,295

1

178,06

178,06

2,82

0,1137

X2 2

1

74,32

74,32

1,18

0,295

Hasil Analisa Residual Pengaruh Perlakuan terhadap Viskositas Kinematik pada nilai F Residual

Derajat bebas

Jumlah kuadrat

Kuadrat rataan

Nilai F

Prob > F

Ketidakcocokan Kesalahan murni

3 12

920,31 26,34

63,11 3-6,77

139,78

< 0,0001

Koefisien-Koefisien Regresi Model Kuadratik Data Viskositas Kinematik Parameter Intersep X1 X2 Interaksi X1 dan X2 Interaksi X1 dan X1 Interaksi X2 dan X2

dB 1 1 1 1 1 1

Nilai Estimasi 17,26 -3,59 -1,38 3,05 -4,15 2,68

Nilai F 2,20 3,26 0,48 1,18 2,82 1,18

Prob (P>F) 0,1093 0,0910 0,4985 0,2950 0,1137 0,2950

Persamaan model kuadratik : Y

= 17,26 – 3,59 x1 – 1,38 x2 + 3,05 x1* x2 – 4,15 x12 + 2,68 x22

Y

: Viskositas kinematik (cSt)

[x1 : nisbah molar reaktan (mol/mol) ; x2 : waktu reaksi (menit)] Lampiran 5.

44

Lampiran 5. Hasil Analisa Permukaan Respon Bilangan Asam Metil Ester

Data Hasil Analisa Bilangan Asam No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

Perlakuan Nisbah (mol metanol/mol minyak) 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 7 :1 7 :1 6,6 : 1 6,6 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 4,4 : 1 4,4 : 1 6,6 : 1 6,6 : 1 5,5 : 1 5,5 : 1 4 :1 4 :1 4,4 : 1 4,4 : 1

Waktu (menit) 85 85 85 85 85 85 85 60 60 50 50 60 60 110 110 120 120 85 85 110 110

Bilangan Asam (mg KOH/g minyak) 0,19 0,2 0,22 0,17 0,22 0,17 0,20 0,22 0,23 0,45 0,42 1,18 1,07 0,45 0,42 0,17 0,14 0,25 0,28 0,42 0,37

45

Hasil Analisa Keragaman Pengaruh Perlakuan terhadap Bilangan Asam pada nilai F Faktor

Derajat bebas

Jumlah kuadrat

Kuadrat rataan

Nilai F

Prob > F

X1 X2 Interaksi X1X2

1

0,24

0,24

6,23

0,0231

1

0,21

0,21

5,52

0,0311

1

0,44

0,44

11,68

0,0033

Hasil Analisa Residual Pengaruh Perlakuan terhadap Bilangan Asam pada nilai F Residual

Derajat bebas

Jumlah kuadrat

Kuadrat rataan

Nilai F

Prob > F

Ketidakcocokan Kesalahan murni

5 12

0,63 0,011

0,13 9,500E-004

133,52

<0,0001

Koefisien-Koefisien Regresi Model 2FI Data Bilangan Asam Metil Ester Parameter Intersep X1 X2 Interaksi X1 dan X2

dB 1 1 1 1

Nilai Estimasi 0,35 -0,12 -0,11 0,23

Nilai F 7,80 6,23 5,52 11,63

Prob (P>F) 0,0017 0,0231 0,0311 0,0033

Persamaan Model 2FI Y

= 0,35 – 0,12 x1 – 0,11 x2 + 0,23 x1* x2

Y

: bilangan asam (mg KOH/g minyak)

[x1

: nisbah molar reaktan (mol/mol) ; x2 : waktu reaksi (menit)]

46

Lampiran 6. Karakteristik Metil Ester pada Kondisi Optimum No. 1.

Nisbah molar 7:1

Waktu reaksi 69,21

% Kemurnian ester 98,78

Viskositas kinematik 3,95742

2.

7:1

69,47

98,757

3,95134

3.

7:1

68,95

98,803

3,96412

4.

7:1

70,75

98,6442

3,92992

5.

7:1

71,00

98,6216

3,92735

Bilangan asam 0,058311 6 0,060455 1 0,056155 9 0,070990 1 0,073074

Desirability 0,885 0,885 0,885 0,883 0,882

47