PENGARUH KECEPATAN SENTRIFUGASI TERHADAP KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Oleh ANDIKA PUTRI LISTIAWATI F34103031
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Andika Putri Listiawati. F34103031. Pengaruh Kecepatan Sentrifugasi terhadap Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Di bawah bimbingan Ani Suryani. RINGKASAN Biodiesel dari minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) adalah salah satu sumber bahan bakar diesel alternatif potensial. Proses produksinya melalui reaksi esterifikasi-transesterifikasi yang menghasilkan campuran heterogen antara fasa hidrofobik (biodiesel) dan fasa hidrofilik (gliserol). Kedua senyawa ini memiliki perbedaan berat jenis. Campuran heterogen biodiesel-gliserol umumnya dipisahkan secara settling yang memakan waktu selama 8-12 jam. Aplikasinya dalam sistem kontinyu dapat menghambat proses produksi secara keseluruhan. Oleh karena itu, dibutuhkan proses sentrifugasi untuk mempercepat waktu pemisahan. Biodiesel yang diperoleh dari hasil separasi masih mengandung sisa katalis basa sehingga proses pencucian biodiesel diperlukan dalam proses untuk menghilangkan sisa katalis tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan sentrifugasi terhadap karakteristik biodiesel jarak pagar serta mengetahui apakah proses sentrifugasi ini dapat mengefisienkan proses pencucian katalis basa pada biodiesel. Penelitian ini meliputi penelitian pendahuluan untuk mengetahui karakteristik minyak jarak pagar, dan penelitian utama untuk mengetahui pengaruh kecepatan sentrifugasi terhadap karakteristik biodiesel. Perlakuan yang diberikan dalam penelitian utama adalah kecepatan sentrifugasi 500 rpm (30 g), 1000 rpm (120 g), 1500 rpm (270 g), dan 2000 rpm (480 g). Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian utama adalah Rancangan Acak Lengkap faktor tunggal. Parameter utama dalam penelitian utama adalah viskositas kinematik, densitas, dan kadar katalis basa biodiesel. Ketiga parameter ini dibandingkan dengan biodiesel hasil settling selama 12 jam. Karakteristik biodiesel yang diperoleh setelah sentrifugasi selama satu menit berupa viskositas kinematik (4,61 – 4, 71 cSt), densitas (0,8823 – 0,8848 g/cm3), kadar katalis KOH (714 – 982 ppm), perolehan biodiesel setelah sentrifugasi (77,37 – 81,49 %v/v), kadar air (0,0129 – 0,0168 %b/b), bilangan asam (0,81 – 0,93 mg KOH/ g biodiesel), kadar asam lemak bebas (0,41 – 0,47%), bilangan iod (87,00 – 87,87 g I2/100 g biodiesel), bilangan penyabunan (192,62 – 195,95 mg KOH/g biodiesel), dan angka setana (54,47 – 54,95). Selain itu juga dilakukan uji kromatografi gasspektrometrik massa yang menunjukkan bahwa biodiesel hasil sentrifugasi dengan kecepatan 500 rpm (30 g) selama satu menit mengandung 97,25% (b/b) metil ester. Hasil uji t-student menunjukkan bahwa viskositas kinematik, densitas, dan kadar KOH biodiesel yang diperoleh dengan cara sentrifugasi lebih baik daripada biodiesel hasil settling selama 12 jam. Kecepatan sentrifugasi sebesar 500 rpm (30 g) selama satu menit sudah dapat mengefisiensikan proses pencucian katalis basa yang umumnya dilakukan sebagai tahap pemurnian biodiesel setelah separasi. Proses sentrifugasi juga dapat mereduksi waktu settling biodiesel kasar setelah transesterifikasi yang menghambat proses produksi biodiesel pada skala kontinyu.
Andika Putri Listiawati. F34103031. The Effects of Centrifugation Velocity to Biodiesel Based on Purging Nut (Jatropha curcas L.) Characteristics. Supervised by Ani Suryani. SUMMARY Biodiesel from purging nut oil (Jatropha curcas L.) is an alternative potential source for diesel fuel. It is made from esterification-transesterification reaction that form suspension between hydrophobic phase (biodiesel) and hydrophilic phase (glycerol). This two substances have different density that make them separate in 8-12 hours by settling. Long period for settling can hamper whole production process in continuous system. Therefore, centrifugation process is needed to make shorter separation time. Biodiesel from separation process still contain alkaline catalyst residue, so washing process is needed to remove it. The aim of this research is to know the effects of centrifugation velocity to purging nut biodiesel characteristics and to know the efficiency of centrifugation process to remove alkaline catalyst residue. This research consist of introductary research to determine characteristics of purging nut oil, and main research to know the effects of centrifugation velocity to biodiesel characteristics. Experimental design used in main research is Complete Randomized Design with single factor (centrifugation velocity). Centrifugation velocity consist of four level: 500 rpm (30 g), 1000 rpm (120 g), 1500 rpm (270 g), and 2000 rpm (480 g). One minute is used as centrifugation time in main research. Main parameters in the research are kinematic viscosity, density, and measurement of alkaline catalyst of biodiesel. This three parameters compared with biodiesel from 12 hours settling. Biodiesel characteristics from one minute centrifugation consist of kinematic viscosity (4,61 – 4, 71 cSt), density (0,8823 – 0,8848 g/cm3), alkaline catalyst content (714 – 982 ppm), measurement of biodiesel after centrifugation (77,37 – 81,49 %v/v), water content (0,0129 – 0,0168 %b/b), acid number (0,81 – 0,93 mg KOH/ g biodiesel), free fatty acid content (0,41 – 0,47%), iodine number (87,00 – 87,87 g I2/100 g biodiesel), saponification number (192,62 – 195,95 mg KOH/g biodiesel), and cetane number (54,47 – 54,95). Test of Gas Chromatography-Mass Spectrometric (GC-MS) shows that biodiesel from centrifugation process within 500 rpm in one minute contain 97,25% (w/w) of methyl ester. Test of t-student shows that kinematic viscosity, density, and alkaline catalyst content of biodiesel from centrifugation process are better than biodiesel from 12 hours settling. Centrifugation velocity in 500 rpm (30 g) for one minute can reduce water amount for removing alkaline catalyst in washing process. Centrifugation process also can reduce settling time to separate crude biodiesel after transesterification which hamper biodiesel production process in continuous system.
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “Pengaruh Kecepatan Sentrifugasi terhadap Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)” adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor,
Agustus 2007
Andika Putri Listiawati F34103031
PENGARUH KECEPATAN SENTRIFUGASI TERHADAP KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
ANDIKA PUTRI LISTIAWATI F34103031
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH KECEPATAN SENTRIFUGASI TERHADAP KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
ANDIKA PUTRI LISTIAWATI F34103031
Dilahirkan di Cianjur, 6 Januari 1985
Tanggal lulus: 22 Agustus 2007
Menyetujui, Bogor, 24 Agustus 2007
Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. Pembimbing Akademik
KATA PENGANTAR
Segala puji serta syukur penulis panjatkan ke hadirat Bapa di Surga atas kasih setia, karunia yang melimpah, dan tuntunan yang tak pernah henti bagi penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan sebaik-baiknya. Perjuangan bersama-Nya selalu terasa indah dan berharga. Adapun skripsi dengan judul “Pengaruh Kecepatan Sentrifugasi terhadap Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)“ ini disusun untuk memenuhi persyaratan ujian Strata1 di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Melalui kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih yang tulus kepada: 1. Mama dan Papa tercinta yang telah memberikan dorongan dan motivasi bagi penulis, Andre dan Anggi yang senantiasa memberikan semangat serta seluruh keluarga yang senantiasa mendoakan penulis. Terima kasih atas doa, dukungan, dan perhatian yang dapat penulis rasakan hingga saat ini dan nanti. 2. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA. selaku dosen pembimbing akademik yang telah berkenan meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis selama kuliah hingga penyusunan skripsi. 3. Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS. dan Dr. Ir. M. Yani, MEng. selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran bagi kesempurnaan skripsi ini. 4. Agung Marsubowo atas perhatian, doa, dan dukungannya hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 5. Bapak Gunawan, Ibu Ega, Ibu Rini, Ibu Sri, dan Bapak Edi beserta staf Departemen Teknologi Industri Pertanian lainnya yang telah bersedia membantu penulis selama penelitian. 6. Kosi dan Rohmat selaku teman sebimbingan akademik. 7. Vivi, Feny, Mas Tarwin, Silvi, dan Ningrum serta teman-teman seperjuangan semasa penelitian lainnya. 8. Ana, Ratih, Windi, Idesh, Endah, Endang atas kebersamaannya selama ini serta rekan-rekan TIN 40 lainnya yang telah memberikan semangat selama penulis menjalani studi hingga skripsi ini terselesaikan. iii
9. Muti, Ika, Teti, Dini yang telah memberikan semangat dan bantuan pada penulis. 10. Seluruh pihak lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah senantiasa mendukung penulis hingga saat ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini memiliki kekurangan-kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga setiap bagian dari skripsi ini dapat bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan dan bagi para pembaca.
Bogor, Agustus 2007
Penulis
iv
DAFTAR ISI
Hal. KATA PENGANTAR ..........................................................................................iii DAFTAR TABEL.................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................viii DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................ix I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ..............................................................................1 B. TUJUAN ...................................................................................................3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. TANAMAN JARAK PAGAR..................................................................4 B. MINYAK JARAK PAGAR......................................................................6 C. BIODIESEL JARAK PAGAR..................................................................8 D. GLISEROL ...............................................................................................17 E. SENTRIFUGASI ......................................................................................19 III. METODOLOGI PENELITIAN A. ALAT DAN BAHAN ...............................................................................23 B. METODE PENELITIAN..........................................................................23 1. Penelitian Pendahuluan .......................................................................23 2. Penelitian Utama .................................................................................24 C. RANCANGAN PERCOBAAN ................................................................25 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENELITIAN PENDAHULUAN ............................................................27 B. PENELITIAN UTAMA............................................................................29 1. Viskositas Kinematik ..........................................................................33 2. Densitas ..............................................................................................35 3. Kadar Katalis KOH .............................................................................36 4. Perolehan Biodiesel Setelah Sentrifugasi............................................38 5. Kadar Air.............................................................................................39 6. Bilangan Asam dan Kadar Asam Lemak Bebas (ALB)......................40 7. Bilangan Iod ........................................................................................42 v
8. Bilangan Penyabunan..........................................................................43 9. Angka Setana ......................................................................................45 10. Gas Chromatography-Mass Spectrometric (GC-MS) ........................46 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN .........................................................................................48 B. SARAN .....................................................................................................48 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................49 LAMPIRAN..........................................................................................................53
vi
