PROSES PEMBUATAN BIODIESEL MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN TRANSESTERIFIKASI SATU DAN DUA TAHAP
Oleh ARIZA BUDI TUNJUNG SARI F34103041
2007 DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PROSES PEMBUATAN BIODIESEL MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN TRANSESTERIFIKASI SATU DAN DUA TAHAP
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperolah gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh ARIZA BUDI TUNJUNG SARI F34103041
2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PROSES PEMBUATAN BIODIESEL MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) DENGAN TRANSESTERIFIKASI SATU DAN DUA TAHAP
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperolah gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh ARIZA BUDI TUNJUNG SARI F34103041 Dilahirkan pada tanggal 14 Januari 1985 Di Surabaya Tanggal lulus : Menyetujui, Bogor, 2007
Ir. M. Zein Nasution, MAppSc. Dosen Pembimbing I
Ir. Tatang Hidayat, Msi Dosen Pembimbing II
Ariza Budi Tunjung Sari. F34103041. Proses Pembuatan Biodiesel Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) dengan Transesterifikasi Satu dan Dua Tahap. Di bawah bimbingan : M. Zein Nasution dan Tatang Hidayat.2007
RINGKASAN Kebutuhan akan bahan bakar alternatif semakin meningkat. Salah satu pengganti bahan bakar konvensional dari minyak bumi adalah minyak nabati. Minyak jarak pagar merupakan salah satu minyak nabati yang potensial. Tanaman Jarak pagar (Jatropha curcas L.) sudah banyak diteliti dan dikembangkan, terutama berkaitan dengan sifatnya yang non-edible serta kemampuannya untuk tumbuh dan berkembang di lahan kering. Minyak nabati memiliki nilai kalor yang hampir sama dengan bahan bakar konvensional, namun viskositasnya jauh lebih tinggi dari minyak diesel. Hal ini menghambat proses injeksi dan mengakibatkan pembakaran yang tidak sempurna serta meninggalkan residu karbon pada injektor. Upaya untuk mengurangi viskositas minyak 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. Metil atau etil ester ini memiliki viskositas rendah dan nilai kalor yang mendekati bahan bakar konvensional. Proses transesterifikasi dengan katalis basa dapat dilakukan satu tahap atau dua tahap, pada berbagai rentang suhu dan beragam konsentrasi metanol. Metil ester dengan viskositas kinematik terkecil dihasilkan dari reaksi pada suhu rendah 30 °C dengan nisbah mol metanol lima kali mol minyak. Pada kondisi tersebut, viskositas dan densitas metil ester hasil proses dua tahap lebih kecil dari proses satu tahap namun memiliki bilangan asam yang lebih besar bahkan melebihi batas yang ditetapkan standar ASTM D664. Oleh karena itu disimpulkan perlakuan terbaik adalah proses transesterifikasi satu tahap pada suhu 30 °C dengan molar rasio metanol: minyak sebesar 5:1. Metil ester yang dihasilkan memiliki viskositas kinematik 3.89 cSt, densitas 0.88g/cm3 dan bilangan asam 0.48 mg KOH/g sampel. Biaya produksi biodiesel masih lebih tinggi dari harga solar yang beredar saat ini. Biaya produksi biodiesel yang menggunakan bahan kimia analitycal grade mencapai Rp 32 716,-/liter. Jika bahan yang digunakan bersifat teknis, maka biaya ini dapat ditekan hingga Rp 7 200,-/liter. Jika biji jarak dibudidayakan sendiri dan rendemen biodiesel dapat ditingkatkan maka harga biodiesel dapat turun menjadi Rp 3 277,-/liter.
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karuniaNya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian di Laboratorium Penelitian Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pasca Panen Pertanian berlokasi di Bogor, Jawa Barat. Selain itu, penulis pun mengumpulkan data-data dari berbagai publikasi ilmiah. Dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini penulis tidak akan berhasil tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. M Zein Nasution, MAppSc., selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dalam penyelesaian skripsi ini. 2. Ir. Tatang Hidayat, MSi., selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi. 3. Orang Tua, keluarga dan rekan-rekan yang selalu memberikan dukungan dan perhatian kepada penulis.. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran dari seluruh pihak sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat.
Bogor,
September 2007 Penulis
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ................................................................................... iii DAFTAR ISI .................................................................................................. iv DAFTAR TABEL .......................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... viii I. PENDAHULUAN....................................................................................... 1 II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3 A. JARAK PAGAR .................................................................................... 3 B. BIODIESEL ............................................................................................ 4 C. TRANSESTERIFIKASI.......................................................................... 7 III. METODOLOGI .......................................................................................... 10 A. BAHAN DAN ALAT ............................................................................ 10 B. METODE ............................................................................................... 10 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 17 A. BAHAN BAKU ..................................................................................... 17 B. METIL ESTER ....................................................................................... 18 1.Karakteristik Fisik Metil Ester............................................................... 18 2.Viskositas Kinematik ........................................................................... 18 3.Densitas.................................................................................................. 21 4.Bilangan Asam....................................................................................... 22 5.Perbandingan Proses Transesterifikasi Satu Tahap Dan Dua Tahap..... 24 6.Biaya Produksi Biodiesel...................................................................... 27
7. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 32 A. KESIMPULAN ................................................................................
29
B. SARAN ............................................................................................
29
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
31
LAMPIRAN .............................................................................................
33
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Tanaman Jarak Pagar................................................................... 3 Gambar 2. Buah jarak pagar dan biji jarak pagar.......................................... 4 Gambar 3. Reaksi pembentukan metil ester.................................................. 5 Gambar 4. Reaksi pembentukan etil ester...................................................... 5 Gambar 5. Minyak jarak pagar sebelum dan sesudah dinetralisasi................. 18 Gambar 6. Reaksi transesterifikasi menghasilkan metil ester........................ 20 Gambar 7. Reaksi oksidasi membentuk peroksida dan asam lemak rantai pendek...................................................... 22 Gambar 8. Prinsip reaksi reversibel................................................................ 25 Gambar 8. Prinsip reaksi transesterifikasi....................................................... 26 Gambar 9. Metil ester dan gliserol perlakuan terbaik..................................... 27
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Kandungan asam lemak pada minyak jarak pagar............................... 4 Tabel 2: Sifat fisikokimia minyak jarak pagar................................................... 4 Tabel 3. Ciri biodiesel secara umum.................................................................. 6 Tabel 4. Standar mutu biodiesel (ASTM D6751-02)......................................... 6 Tabel 5. Karakteristik minyak jarak pagar sebelum dan sesudah dinetralisasi...................................................................... 17 Tabel 6. Viskositas kinematik metil ester pada 40 °C........................................ 19 Tabel 7. Densitas metil ester pada suhu 25 °C................................................... 21 Tabel 8. Bilangan asam metil ester..................................................................... 23
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Diagram alir pembuatan larutan metanolik-KOH dan proses transesterifikasi............................................................ 33 Lampiran 2. Hasil analisis sidik ragam viskositas kinematik metil ester........... 35 Lampiran 3. Hasil analisis sidik ragam bilangan asam metil ester..................... 36 Lampiran 4. Hasil analisis sidik ragam densitas metil ester............................... 38 Lampiran 5. Analisa biaya biodiesel.................................................................. 39 Lampiran 6. Neraca massa pemurnian minyak dan pembuatan biodiesel.......... 41
