PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
POTENSI LIMBAH BUNGKIL JARAK PAGAR (Jatropha curcas Linn) SEBAGAI TERMISIDA ORGANIK RAMAH LINGKUNGAN
BIDANG KEGIATAN PKM Penelitian
Diusulkan oleh : Ketua kelompok : Jauhar Khabibi
(E24070052/2007)
Anggota kelompok: Nurhasanah
(E24060556/2006)
Ahmad Werdhi Kausar
(E24070007/2007)
Ina Suhartina
(E24070020/2007)
Dedi Dendi Wijaya
(E24070029/2007)
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010
HALAMAN PENGESAHAN INSTITUSI 1. Judul Kegiatan
: Potensi Limbah Bungkil Jarak (Jatropha curcas Linn) Sebagai Termisida Organik Ramah Lingkungan. : () PKM-P. : () Pertanian.
2. Bidang Kegiatan 3. Bidang Ilmu 4. Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap : Jauhar Khabibi. b. NIM : E24070052 c. Jurusan : Teknologi Hasil Hutan. d. Universitas/Institut/Politeknik : Institut Pertanian Bogor. e.Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jalan Balio No. 9 RT/RW 01/07, Dramaga, Bogor 16680/085645273634 f. Alamat email :
[email protected] 5. Anggota Pelaksana Kegiatan : 4 orang. 6. Dosen Pembimbing a. Nama Lengkap dan Gelar : Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS. b. NIP : 19630209 198903 1 002 c.Alamat Rumah dan No Tel./HP : KPP IPB Alam Sinarsari Blok C No. 76 Cibeureum, Dramaga, Bogor /0251-8622220. 7. Biaya Kegiatan Total a. DIKTI : Rp. 7000.000 b. Sumber Lain :8. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4 Bulan.
Bogor, 21 Oktober 2009 Menyetujui, Ketua Departemen Hasil Hutan
( Dr. Ir. Dede Hermawan, MSc) NIP. 19630711 199103 1 002 Wakil Rektor Bidang Akademik dan Kemahasiswaan IPB
(Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, MS) NIP. 19581228 198503 1 003
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Jauhar Khabibi) NIM. E24070052 Dosen Pembimbing
(Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS) NIP. 19630209 198903 1 002
TARGET LUARAN Luaran yang diharapkan dari penelitian yang akan dilakukan ini adalah membuktikan bahwa limbah jarak pagar (Jatropha curcas Linn) mempunyai sifat anti rayap sehingga dapat digunakan sebagai bahan anti rayap organik yang ramah lingkungan. Selain itu, juga untuk mendapatkan informasi ilmiah tentang sifat anti rayap dari limbah Jatropha curcas Linn. sehingga informasi ilmiah tersebut dapat digunakan sebagai bahan publikasi ilmiah. METODE 1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini akan dilaksanakan mulai dari bulan Februari sampai dengan Mei 2010. 2. Bahan dan Alat a. Bahan Bahan baku utama yang digunakan adalah limbah bungkil jarak pagar (Jatropha curcas). Bahan pelarut yang digunakan adalah etil asetat, etanol, nheksan, aseton dan aquades. Bahan lainnya yang digunakan adalah aluminium foil, alkohol 70%, kertas selulosa, kain hitam, karet gelang dan pasir. Pada waktu uji keawetan alami yang diperoleh dari ekstraksi limbah bungkil jarak pagar digunakan rayap tanah (Coptotermes curvignathus). b. Alat Alat-alat yang digunakan antara lain golok, willey mill (alat untuk membuat serbuk agar diperoleh ukuran tertentu), mesh screen ukuran 40-60 mesh, stoples besar (diameter 20 cm dan tinggi 30 cm), spatula, rotary vacuum evaporator, funnel saparator, petridish, timbangan, oven, labu erlenmeyer, gelas piala, gelas ukur, suntikan, masker, kain kasa, sarung tangan , kertas label, botol tempat pengumpanan terhadap rayap dan botol penyimpan hasil ekstraksi. 3. Persiapan Bahan Limbah bungkil jarak pagar yang diperoleh dari pabrik pengolahan biodisel dari jarak pagar dijemur di bawah sinar matahari selama beberapa hari sampai kering udara dengan kadar air 12% sampai 15%. Bahan yang telah dikeringkan digiling dengan menggunakan Willey Mill atau dengan grinder. Setelah itu serbuk disaring dengan menggunakan ayakan serbuk mekanik untuk mendapatkan ukuran serbuk 40-60 mesh. Sebelum dilakukan proses ekstraksi, dilakukan pengukuran kadar air serbuk kering tanur sampai diperoleh kadar air kering udara. 4. Proses Ekstraksi Sebanyak 2000 gram serbuk bungkil jarak pagar dalam keadaan kering udara yang berukuran 40-60 mesh dimasukkan ke dalam stoples besar dan sedikit demi sedikit dimasukkan pelarut aseton sehingga seluruh serbuk terendam dengan perbandingan tinggi serbuk dan pelarut 1 : 3. Campuran ini diaduk sesering mungkin dengan menggunakan spatula kemudian disimpan. Setelah 48 jam larutan ekstraknya disaring ke botol lain. Ekstraksi ini dilakukan berulang kali sehingga diperoleh larutan ekstrak yang jernih dan disimpan dalam wadah yang tertutup rapat.
Ekstrak aseton yang diperoleh kemudian dipekatkan dengan rotary evaporator pada suhu 30-40˚C sehingga mencapai volume 1 liter. Dari jumlah 1 liter tersebut diambil 10 ml dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer yang kering dan telah diketahui beratnya untuk diuapkan hingga kering. Selanjutnya dilakukan pengeringan dengan oven pada suhu ± 150˚C selam 3 jam sehingga beratnya konstan. Setelah dingin lalu ditimbang untuk mengetahui berat kering ekstrak aseton yang diperoleh. Dari 990 ml aseton yang tersisa, diambil 50 ml dan dievaporasikan sehingga volumenya menjadi 100 ml. Ekstrak aseton ini difraksinasi secara berturut-turut dengan pelarut n-heksan, etil asetat dan etanol. Fraksinasi yang dilakukan adalah dengan cara memasukkan larutan yang telah kental ke dalam funnel separator, kemudian ditambah dengan pelarut nheksan sebanyak 75 ml dan aquades 20 ml. Campuran ini dikocok dan dibiarkan sehingga terjadi pemisahan, fraksi terlarut n-heksan dipisahkan dari residu dan dimasukkan ke dalam botol yang tertutup rapat. Fraksinasi dilakukan selama 3 kali. Residu hasil fraksinasi dengan n-heksan yang tertinggal dalam funnel separator selanjutnya ditambahkan lagi dengan pelarut etil asetat sebanyak 75 ml. selanjutnya dikocok dan dibiarkan sampai terjadi pemisahan seperti halnya fraksinasi dengan n-heksan. Setelah terjadi pemisahan, fraksi terlarut etil asetat dipisahkan dan disimpan pada botol yang tertutup rapat. Fraksinasi ini dilakukan selama 3 kali. Tahapan terakhir dari fraksinasi bertingkat ini adalah dengan menggunakan pelarut etanol. Residu hasil fraksinasi dengan pelarut etanol selanjutnya difraksinasi dengan pelarut asetat sebanyak 75 ml. fraksinasi ini dilakukan sama seperti fraksinasi dengan tiga pelarut sebelumnya dan dilakukan sebanyak tiga kali fraksinasi. Untuk lebih jelasnya tahap fraksinasi bertingkat dengan empat macam diatas secara skematis dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Potongan biji jarak pagar
Fraksi terlarut n-heksan
Fraksi terlarut etil asetat
Fraksi terlarut etanol
Ekstrak aseton
Residu
Residu
Fraksi tak terlarut
Gambar 1. Skema ekstraksi dan fraksinasi dari bungkil jarak pagar
5. Penentuan Kadar Ekstraktif Larutan hasil ekstraksi dengan pelarut aseton, n-heksan, etil asetat, etanol dan residu, dikeringkan pada suhu antara 40-60˚C. Kadar ekstraktif dari hasil ekstrasi masing-masing pelarut dihitung terhadap berat kering tanur srbuk dengan menggunakan rumus (Lestari 2003), yaitu : Kadar ekstraktif = (Wa / Wb) x 100% Keterangan: Wa = berat padatan ekstraktif (gr) Wb = berat kering tanur serbuk (gr) 6. Pembuatan Konsentrasi Larutan Ekstrak Setelah memperoleh padatan zat ekstraktif yang dilakukan dengan pengeringan di dalam oven pada suhu 40-60˚C dan dikering udarakan, tahap selanjutnya adalah pembuatan konsentrasi larutan ekstrak dengan menggunakan pelarut aseton pada masing-masing fraksi. Setiap fraksi telarut dan residu dirubah menjadi beberapa taraf konsentrasi larutan ekstrak yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, 8% dan 10% (Sutarmaji 2005). Taraf konsentrasi 0% digunakan sebagai kontrol pada yang akan diumpankan ke rayap. Penentuan konsentrasi larutan ekstrak dibuat berdasarkan perbandingan berat padatan ekstrak. 7. Pengujian Sifat Anti Rayap a. Persiapan contoh uji Pengujian terhadap rayap dilakukan dengan menggunakan metode pengujian dengan rayap kayu kering. Kayu ukuran 2.5 cm x 2.5 cm x 5 cm dikeringkan pada suhu 103 ± 2˚C selama 24 jam untuk mengetahui berat kering tanurnya. Setelah dikerngkan contoh uji ditimbang untuk mengetahui berat awalnya (Bko). Jumlah contoh uji sebanyak 72 buah yaitu kombinasi 6 konsentrasi larutan (0%, 2%, 4%, 6%, 8% dan 10%), 4 jenis pelarut dan 3 kali ulangan. b. Pemberian ekstrak pada contoh uji Pemberian ekstrak pada contoh uji dilakukan dengan cara penambahan larutan ekstraktif pada kertas uji sesuai dengan perbandingan berat zat ekstraktif terhadap berat kertas (w/w) dengan konsentrasi 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10% pada cawan petri sampai pelarut menguap atau mencapai kering udara. c. Pengumpanan terhadap rayap Kertas uji yang telah diberi larutan ekstrak bungkil jarak pagar dimasukkan ke dalam botol uji dengan media berupa pasir sebanyak 10 gram dengan ukuran 30 mesh sampai 50 mesh dengan panambahan air aquades sebanyak 2 ml untuk menjaga kelembaban. Sebanyak 50 ekor rayap kayu kering yang terdiri atas 45 ekor kasta pekerja dan 5 ekor rayap prajurit dimasukkan ke dalam botol dan didiamkan selama 4 minggu di tempat yang gelap. Selama 4 minggu tersebut, dilakukan pengamatan untuk mengetahui tingkat mortalitas rayap tanah. Penutup botol (kain hitam) Botol uji Rayap kayu kering (50 ekor) Kayu sengon 2.5cmx2.5cmx5cm Gambar 2. Metode pengumpanan contoh uji
d. Perhitungan mortalitas rayap pengujian efektivitas ekstraksi terhadap daya tahan rayap dilakukan selama 4 minggu pengumpanan. Data yang diambil adalah mortalitas rayap tanah setiap minggu pengumpanan, sedangkan perhitungan persentase mortalitas menggunakan rumus (Lestari 2003), yaitu : Ki = Mi x 100% 50 Keterangan : Ki = Persentase kematian rayap pada contoh uji ke-i Mi = Jumlah mortalitas rayap pada contoh uji ke-i e. Perhitungan presentase penurunan berat contoh uji Pengujian aktivitas zat ekstraktif sebagai antifeedant rayap dilakukan setelah melewati masa pengumpanan selama 4 minggu. Laju konsumsi dinyatakan dalam bentuk kehilangan berat contoh uji dihitung pada akhir pengamatan. Sebelum dilakukan penumbangan berat, contoh uji harus dibersihkan dahulu agar tidak ada kotoran yang mempengaruhi berat kertas tersebut dan juga rayap yang mati tidak menempel di contoh uji. Setelah 28 hari, umpan yang tersisa dikeluarkan dari dalam botol gelas, dibersihkan dan dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 103±2ºC sampai beratnya konstan. Penimbangan dilakukan untuk mendapatkan berat akhir kertas uji (W2) sehingga dapat diketahui persen kehilangan berat kertas uji, dengan menggunakan rumus, yaitu : Kehilangan berat umpan (%) = { (W1-W2) / W1} x 100% Keterangan : W1 = Berat umpan awal (gr) W2 = Berat umpan akhir (gr) 8. Analisis Data Pada penelitian ini, untuk mengetahui pengaruh jenis pelarut ekstrak dan konsentrasi larutan ekstraktif terhadap kehilangan berat contoh dan mortalitas rayap dilakukan analisis statistik faktorial dengan 2 faktor, yaitu : faktor A (Konsentrasi ekstrak dengan 6 taraf yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, 8% dan 10%) dan faktor B (jenis pelarut ekstrak dengan 4 taraf yaitu aseton, n-hexane, etil asetat dan eti-eter) yang masing-masing menggunakan 3 kali ulangan. Tingkat konsentrasi 0% digunakan sebagai kontrol perlakuan pada pengujian taraf perbedaan konsentrasi dan jenis pelarut yang digunakan. Model rancangan percobaan statistik yang akan digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : Yijk = µ + Ai + Bj(i) + ε(ijk) i = 1, 2, 3, 4 ; j = 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan k = 1, 2, 3 Dimana : Yijk = Respon karena pengaruh taraf ke-i faktor B (konsentrasi ekstrak) yang terserang. µ = Nilai rata-rata. Ai = Pengaruh taraf ke I faktor A (Jenis pelarut ekstrak). Bj(i) = Penngaruh taraf ke j faktor B (Konsentrasi larutan ekstrak). ε(ijk) = Kesalahan percobaan pada taraf ke-j faktor B yang terserang pada taraf ke-i faktor A pada ulangan ke-k atau galat percobaan. Analisis data di atas dapat menggunakan software computer berupa SPSS, excel dan minitab sehingga dapat diketahui pengaruh dari hasil ektrak dari limbah bungkil jarak pagar dengan pelarut tertentu yang menggunakan perlakuan kadar konsentrasi yang diberikan pada contoh uji yang telah diumpankan ke rayap.
KETERCAPAIAN TARGET LUARAN Target yang telah dicapai dari selama kurang lebih 1,6 bulan menjalani penelitian ini antara lain, yaitu : 1. Ekstrak aseton, 2. Ekstrak n-heksan, 3. Ekstrak etil asetat, dan 4. Ekstrak etanol dari limbah bungkil jarak. Dari ekstrak ini perlu dicari kadar ekstrak kering untuk membuat konsentrasi ekstrak. Setelah konsentrasi Gomusdidapatkan + B3 yang di inginkan dilakukan pengujian terhadap rayap kayu kering. Pelaksanan kegiatan saat ini telah mencapai 60 %. PERMASALAHAN DAN PENYELESAIANNYA a. Administratif. Tidak ditemukan adanya permasalahan administratif dalam penelitian ini. b. Teknis. Kendala dalam hal pelarut, pelarut etil eter tidak digunakan dalam proses ekstraksi, karena etil eter sangat mudah menguap pada suhu kamar, sehingga pelarut etil eter diganti menjadi pelarut etanol. Kendala lain dalam hal penggunaan laboratorium, karena dalam penggunaan alat di laboratorium harus bergantian dengan praktikan lainnya. Selain itu, kami juga mengganti jenis rayap tanah menjadi rayap kayu kering karena adanya kemiripan tema dengan PKM yang diajukan oleh kelompok lain. c. Organisasi Pelaksana. Tim terdiri dari 4 orang dimana pengordiniran tugas dibagi menjadi 3 orang yang bekerja di lapangan sedangkan 1 orang akan mengurus bagian administrasi. Tapi ketika pelaksanaan hal ini sering terkendala oleh jadwal kuliah dan praktikum untuk dilakukan disiang hari sehingga sedikit terkendala oleh kesesuaian jadwal. d. Keuangan. Tidak ditemukan adanya permasalahan keuangan dalam penelitian ini PENGGUNAAN BIAYA Jumlah
Satuan
Harga Satuan (Rp)
Harga Total (Rp)
Sub Total (Rp)
1. Bahan baku a. Habis sekali pakai Limbah bungkil jarak
10
Kg
1.000
100.000
Aseton
15
Liter
-
700.000
n-heksan
5
Liter
-
150.000
etanol
5
Liter
-
175.000
Etil asetat
5
Liter
-
175.000
Aguades
20
Liter
-
200.000
10.000
40.000
b. Tidak habis sekali pakai Saringan
4 Buah
2. Pembelian peralatan penunjang
1.540.000
Pisau
Buah
Golok
Buah
Gunting
5
Karung beras
Buah
15.000
75.000
Buah
Marker
3
Buah
6.000
18.000
10
lembar
2.000
20.000
Label
4
Buah
4.500
18.000
Alat tulis
5
Buah
2.000
10.000
Aluminium foil
5
lembar
25.000
125.000
Corong kecil
3
Buah
4.000
12.000
Kuas
5
Buah
11.000
55.000
Masker plastik
3
Buah
60.000
180.000
Ember
1
Buah
25.000
25.000
72
Buah
3000
216.000
Trash bag
Toples kecil Papan tulis
Buah 924.000
Botol bening
10
Buah
10.000
100.000
Kain kasa
1
gulung
15.000
15.000
Karet gelang
2
bungkus
10.000
20.000
Sarung tangan
5
pasang
7.000
35.000
4. Biaya lain-lain a. Studi pustaka Internet b. Pembuatan proposal c. Sewa laboratorium d. Pemeliharaan alat laboratorium e. Biaya transportasi f. Pembuatan laporan Flashdisk Sewa komputer
10
Jam
3.000
30.000 60.000
300.000 200.000
1
Buah
125.000
30
Jam
1.500
125.000 45.000
760.000
eksemplar
Copy dan jilid g. Dokumentasi Sewa kamera
Buah
Baterai
Pack Jumlah biaya total
3.224.000
Keterangan : Masih terdapat beberapa peralatan yang belum dibeli. DOKUMENTASI KEGIATAN Persiapan Bahan Baku
Penyaringan serbuk jarak
Penimbangan serbuk jarak
Serbuk yang telah diberi larutan aseton
Perolehan Ekstrak Aseton
Penyaringan serbuk rendaman aseton
Ekstrak aseton yang diperoleh
Evaporasi ekstrak aseton
Proses fraksinasi dan evaporasi
fraksinasi dengan n-heksan
Pengambilan ekstrak n-heksan
Evaporasi ekstrak
Ekstrak n-heksan
Pengocokan saat Fraksinasi
Evaporasi
Ekstrak etil asetat
