Daftar isi ISSN 0216-3128
226
STUDI PEMBUATAN MINYAK BIO-DIESEL JARAK Moch. Setyadji, Mashudi,
Moch. Setyadji. dkk.
DARI BIJI
Endang Susiantini
Puslitballg Tekllologi Maju BATAN. Yogyakarta
ABSTRAK STUDI PEMBUATAN MINYAK BIO-DIESEL DARI BUI JARAK Illdollesia adalah negara agraris yang sebagian besar pendudukllya (75% lebih) adalah petani. Pertallian yallg menjadi andalan adalah padi. jagung dan palawija (biji-bijian) yallg memerlukan perhatian kill/sus. baik penanamanya maupun jenis tanah/lahannya. Indonesia memiliki jutaan hektar tanah marginal yang memerlukan pendayagunaan lebih lanjut. Penelilian pendahuluan menunjukkan bahwa tanamall jarak bibit unggul hasi/ iradiasi prospektif untuk dikemballgkall padalahall margillal. Beberapa sifat tallamalljarak bibitlmggul ditalldai percaballgall awal rendah. umur panell lebih cepat. produksi biji Iillggi dan kadar minyak tinggi. Biji jarak merupakan salah satu sumber minyak nabati yang dapat dikembangkan sebagai bahan bakar motor diesel (minyak biodiesel). Millyak bio-diesel merupakan energi altematif karena ramah dengan lingkungan dall berasal dari energi yallg terbarukall (rellewable). Adaplm proses pembuatan minyak bio-diesel dari biji jarak dibagi dalam empat tahap. yaitu pellgambilall millyak jarak dari biji jarak. esterifikasi minyak jarak. pemisahall ester dari gliserol dall pemumian dall pellgkolldisian ester menjadi minyak bio-diesel. Untuk mene/apatkan hasil yang optimal. diglllwkall pelarlll metanol dall katalisator basa kuat. Dellgall didapatkall cara pemhuatall millyak bio-diesel dall bahall bergzma laillnya dari biji jarak. diharapkan dapat dipakai sebagai suhstitusi minyak diesel dari millyak bllllli. Minyak biodiesel ini sebagai antisipasi Iwbisllya millyak bUllli dikemudiall hari karena millyakjarak merupakan bahan yang dapat diperbaharui.
ABSTRACT STUDY ON PREPARING OF BIO-DIESEL OIL FROM CASTOR SEED. Indonesia is the agricultural COUlltl}'.which most of its population are farmers (more than 75 %). 71,e most of them are lane/user for rice. com alld seed production. Illdollesia has milliolls area of margillallalld that could be utilized(urther. The preliminary research shows that the castor plantatioll could be developed usillg irradiation technique to obtaill the hetter seed of castor with qualltitatively fruit result. has short period of fruitillg. has a resistance of mallY kind of deseases alld could be plallted ill the margillalland. Castor seed is one of the vegetable oil resources for producillg bio-diesel oil. Bio-diesel oil is the ellergy alternative. since it does not result dirty gas alld it is from the rellewable energy. There are four steps to produce bio-diesel from castor seed. Pressing of castor seed. castor oil trallsesterificatioll process. Separatillg of ester from glycerol alld purification process of ester alld glycerol. The esterification process is good (optimal process) if it is used solvent of methanol and catalyst of strong alkali. By preparing methods of hiodiesel and glycerille from castor seed call be used as a substitution of diesel oi/from petroleum.
PENDAHULUAN
K
ebutuhan meningkat energi listrik suatu akan terus seiring negaradengan perkembangan dan kemajuan negara tersebut. Energi tersebut diperlukan untuk keperluan rumah tangga, transportasi, industri/produksi dan lainlain. Dalam Seminar Investasi L:istrik di Jakarta, 24 Oktober 2001, Dirjen Listrik dan Pernanfaatan Energi (LPE) mengungkapkan perbandingan antara kapasitas penyediaan listrik dengan tingkat pertumbllhan keblltllhan listrik tidak seimbang. Rata-rata pertumbllhan kebutuhan energi jauh lebih tinggi. Dengan demikian pada tahlln 2004 listrik di Pulau Jawa-I3ali akan defisit sehingga pemadaman bergilir sulit dihindari. Mengingat sumber daya energi, khususnya yang berasal dari minyak bumi yang merupakan salah satu andalan sumber energi untuk keperluan bahan bakar transportasi dan pembangkit, antara produksi dan konsumsi juga kurang berimbang. Dengan proyeksi peningkatan
kebutuhan 6% pertahun, diperkirakan pada awal abad ke 21, hidonesia akan menjadi negara pengimport net minyak bumi.[I] Karena itu perlu dicari energi altematif untuk menggantikan energi yang berasal dari minyak bumi. Dalam proses pencarian energi altematif, perlu diperhatikan beberapa hal antara lain ramah terhadap lingk,mgan, harga relatif murah, efisien dan berasal dari sumber energi yang terbarukan (renewable). Salah satu energi altematif yang memenuhi persaratan tersebut adalah minyak nabati yang bisa dikembangkan menjadi bahan bakar motor diesel. Minyak nabati merupakan energi altematif, karena disamping merupakan sumber energi yang terbarukan, juga ramah terhadap lingkungan karena bebas dari gas S02 dan PbOYI Hal inilah yang menjadikan mengapa minyak nabati medapatkan perhatian khusus dan didukung oleh UndangUndang Lingkungan Hidup yang membatasi keberadaan emisi yang diperbolehkan untuk gas
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta. 8 Juli 2003
ISSN 0216 - 3128
M. Setyadji, dkk
S02 sebesar 800 kg/m3, NOx 100 g/m3, H2S dan NH3 masing-masing 0,5 mg/m3. Minyak nabati dapat diperoleh dari berbagai macam tanaman, salah satu diantaranya adalah tanaman jarak. Ada dua jenis tanaman jarak, yaitu jarak kepyar dan jarak pagar. Tanaman jarak yang kelihatannya tidak berguna, temyata mempunyai nilai ekonomis tinggi dan menjanjikan. Bahkan tanaman itu mampu menyuburkan tanah di lahan kering yang tidak produktif. Hal ini dikarenakan tanaman jarak memiliki akar panjang sehingga bisa menggemburkan tanah serta menjadi humus untuk menyuburkan tanah. Bibit unggul tanaman jarak diharapkan diperoleh dari pemuliaan biji jarak dengan teknik iradiasi. Iradiasi sinar gamma dapat menginduksi terjadinya mutasi genetik pada tanaman jarak yang dapat dilihat secara visual dengan adanya perubahan bentuk morfologis tanaman, perubahan wama kulit batang, sistem percabangan maupun perubahan komponen produksi lainnya. [3] Berikut ini ditunjukkan diagram alir pemuliaan tanaman jarak kepyar.
227
ekstraksi menggunakan nomal-heksan atau pelarut lain seperti normal heptan, di etil eter dan lain-lain. Biji jarak jarak mengandung minyak antara 54-70 % (75% terdapat dalam daging biji jarak dan 25% terdapat dalam kulit biji jarak), protein (15-20%) dan karbohidrat (5-10%). (4.5J Minyak jarak adalah trigliserid yang terdiri atas beberapa macam asam lemak, antara lain: asam risinolat (89,5%), asam linoleat (4,2%), asam oleat (3,0%), asam palmitat (1,0%), asam stearat (1,0%), asam Iinolenat (0,3%), asam eikosanoat (0,3%) dan bahan tak tersabunkan sekitar 0,7%. [4.5,6] Minyak jarak beracun sehingga tidak dapat dikonsumsi oleh manusia. Sifat toksik minyak jarak dikarenakan kandungan risin, suatu protein labil panas dan risin suatu alkaloid beracun. .lndustri yang memerlukan minyak jarak dan derivatnya adalah Pertanian, Makanan, Kimia Tekstil, Kertas, Plastik dan Karet, Parfume, Kosmetik, Elektronik dan Telekomunikasi, Farmasi, Cat, Minyak dan Adhesif serta Minyak Pelumas. [2,4] Khusus dalam industri minyak pelumas dikembangkan : Dimer Acid, Ricinoleic Acid, Castor Oil Esters, Blown Castor Oil, Heptanoic Acid, Metallic Salts, Hydrogenated Castor Oil, Hydroxy Amide Waxes, 12-Hydroxy Stearic Acid, Methyl 12-Hydroxystearate, Corrosion Inhibitors. Sebacic Acid, Polyol Esters (2.4J
Ditanam sebagai blangko
Pengamatan setiap 2 pekan • Perbedaan spesifik • Wama • Ukuran • lumlah daun • • •
lumlah cabang lumlah bunga Bentuk, ukuran dan jumlah buah/biji
M I(galur mutan pertama)
Demikian seterusnya sampai diperoleh M7 Gambar
1. Diagram alir penyiapan bibit IIngglil biji jarak kepyar
Minyak jarak diperoleh dengan cara mengempa biji jarak dan bila perlu diikuti dengan
Penelitian tentang penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar diesel sudah pemah dilakukan, antara lain oleh Rudolph Diesel (1900) yang menjalankan mesin dieselnya dengan minyak kacang tanah. Bruwer et.al (1980) menggunakan minyak biji bunga matahari sebagai pengganti solar untuk mesin traktor pertanian, serta Tsagli (1992) mempelajari minyak nabati dari Ghana (Carapa procera) sebagai pengganti minyak diesel dan kerosene. Penggunaan minyak nabati sebagai bahan bakar mesin diesel mengalami kendala yang disebabkan terlalu kentalnya minyak nabati. Untuk menurunkan kekentalan minyak nabati dilakukan dengan mereaksikan minyak nabati menggunakan alkohol fraksi ringan (metanol atau etanol), proses ini disebut alkoholisis.17J Proses alkoholisis minyak nabati (minyak jarak) menghasilkan ester asam lemak yang mempunyai rantai lebih pendek dan gliserol. Ester asam lemak inilah yang se1anjutnya dikondisikan menjadi minyak bio-diesel sebagai pengganti bahan bakar diesel dari minyak bumi. Bahan bakar diesel (dari minyak bumi) adalah fraksi minyak bumi yang mendidih pada suhu 300 - 700°C, digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel. Saat ini Pertamina memproduksi dua macam bahan bakar diesel. yaitu solar dan IDa (Industrial Diesel Oil). Solar untuk bahan bakar motor diesel kecepatan putaran tinggi, sedangkan IDa untuk mesin diesel kecepatan putaran rendah. Pada tabel
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
lculated Cl erat
e rat
ISSN 0216 - 3128
228
1 dan tabel 2 ditunjukkan data spesifikasi minyak solar dan spesifikasi minyak diesel.
mal II 10 65289
Tabell. Spesifikasi Minyak Solar Specific gravity 60°F/45 Sulfur Water Kinematic Conradson Sedimen, % Ash content, % berat Copper Pour point, ofberat Alternatively % mal Cetane number carbon Colour MaksiASTM Sifat Mini0,870 (3 content, 5,8 3,0 strip viscosity 65 48 0,05 0,5 0, I 0,1 0,820 1,6 0,01 No.
Tabel 2. Spesifikasi Minyak Diesel*) mal4628
Conradson Water Colour Sulfur ASTM Sedimen, AshMaksicontent, %Miniberat % berat 0/0 Specific Pour point, of % Flash point, of Viscosity mal Sifat 45 R edwood carbon 60 0,920 content, gravity 35 1,5 1,0 150 0,25 No. 0,840
65 0,02 6,0
*)Pcraturan Dirjen Migas No. 002/P/DM/MIGAS/1979
PROSES PEMB VA TAN BID-DIESEL 13iodiesel adalah ester asam lemak dari minyak tumbuhan dan lemak hewan yang merupakan hasil reaksi transesterifikasi minyak
Moch. Setyadji, dkk.
(trigliserida) menggunakan alkohol dengan katalisator asam, bas a atau jenis katalisator yang lain. Selain katalisator, reaksi transesterifikasi juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, anatara lain konsentrasi reaktan, suhu dan tekanan operasi, pengadukan, perbandingan pereaksi dan waktu reaksi. Disamping itu kadar air juga sangat berpengaruh terhadap reaksi transesterifikasi. Peneliti E. Ma. L. D. Clements, M.A. Hanna mengatakan bahwa keberadaan air sekitar 3,9 % hanya akan menghasilkan ester asam lemak 40%. Peneliti lain dari Jepang (Toyama dan Tsuchiya) menemukan bahwa pada etanolisis minyak zaitun dengan katalisator asam khorida,· terbentuk mono dan digliserid dalam jumlah besar. Alkoholisis minyak biji kapuk dengan katalisator NaOH dan penambahan garam anorganik menggunakan labu leher tiga (tekanan 1 atrn) pernah dilakukan [Sofiyah, 1995], sedangkan untuk proses yang sarna dengan katalisator zeolit alam menggunakan reaktor autoklaf (tekanan di atas 1 atrn) pernah juga dilakukan [Kusmiyati, 1999]. Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian terse but adalah bahwa reakasi metanolisis dengan katalisator zeolit dapat didekati dengan model kinetika heterogen, dimana kecepatan reaksi mengikuti orde satu semu terhadap konsentrasi minyak. Hubungan antara konstante kecepatan reaksi dan suhu pada kisaran 90 - 130°C didekati dengan persamaan k = 2,708 . 103.e (-I0556/RT). Esterifikasi minyak jarak menggunakan pelarut etanol dengan katalisator asam sui fat [ Sutrisno, B., 2003 ] memberikan hasil konversi optimum pada suhu 75°C, konsentrasi katalis 5 % terhadap berat minyak, perbandingan etanol/niinyak jarak umpan 7 dalam waktu 60 menit dimana konversi yang dapat dicapai adalah 85,649 %. Penelitian pengaruh konsentrasi katalisator KOH pada tetapan kecepatan reaksi etanolisis minyak jarak telah dilakukan [Budhijanto, 2000] dan diperoleh kesimpulan bahwa reaksi penyerangan ketiga gugus asam lemak terjadi secara satu persatu dengan kecepatan reaksi penyerangan gugus sekunder lebih besar daripada penyerangan gugus primer. Penelitian pembuatan bio-diesel dari minyak jarak dengan katalisator basa kuat tclah diteliti oleh peneliti di ITS [2003], diperoleh hasil bahwa penambahan metanol dapat meningkatkan konversi minyak jarak menjadi metil ester, sedangkan penambahan katalis akan menurunkan konversi. Metil ester dengan perbandingan 40% metanol dan penambahan katahs 0,5 - 0,6 % NaOH menghasilkan bio-diesel yang memiliki standar scbagaimana minyak diesel. Pembuatan bio-diesel dari minyak nabati bekas pcrnah dilakukan [Mike Pelly]. Katalisator yang digunakan pada esterifikasi ini, antara lain NaOH, KOH dan asam suI fat kadar 95% ke atas. Secara umum proses pembuatan minyak bio-diesel dari biji jarak, melalui dua tahap :
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
ISSN 0216 - 3128
M. Setyadji, dkk 1.
Pengambilan minyakjarak
dari biji jarak
2.
Pembuatan bio-diesel dari minyakjarak
Pengambilan minyak dari biji jarak dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain: 1.
Pengeringan, pemecahan dan pengepresan
2.
Ekstraksi pelarut (leaching)
3.
Kukus dengan uap
4.
Cooking trap
5.
229
Proses pembuatan minyak bio-diesel dari biji jarak dapat dijalankan secara batch, semi kontnyu atau kontinyu. Berikut ini ditunjukkan diagram alir pembuatan minyak bio-diesel dari biji jarak. Pengeringan
Biji j arak
Pemecahan/ Pengempaan
Atau gabungan cara di atas, sehingga pengambilan minyak dari biji jarak lebih sempuma mengingat kandungan minyak dalam daging biji jarak hanya sekitar 75% sedangkan sisanya 25% terdapat dalam kulit biji jarak. [5]
Sedangkan proses pembuatan bio-diesel dari minyak jarak, secara umum melalui beberapa tahapan, yaitu : 1. Perlakuan
awal minyak jarak
Perlakuan awal minyak jarak ini dimaksudkan untuk menghilangkan kotorankotoran yang masih terikut dalam minyak jarak mentah. 2. Transesterifikasi
minyak jarak
Transesterifikasi minyak jarak merupakan proses utama pembuatan bio-diesel. Mula-mula alkohol dan katalis dicampur dalam sebuah tangki pencampur kemudian direaksikan dengan minyak jarak dalam sebuah reaktor. Suhu reaksi dijaga sekitar 60-70 oC pada tekanan 1 atm. Dari proses ini dihasilkan campuran senyawa ester (bio-diesel), gliserol, alkohol sisa dan katalis serta impuritis. 3. Pemisahan
ester dari gliserol
Pemisahan ester dari gliserol dilakukan setelah campuran tersebut dingin dan membentuk dua lapisan. Lapisan atas adalah ester dan alkohol sisa sedangkan lapisan bawah adalah gliserol dan impuritis. Proses pemisahan ini akan lebih efektif apabila disertai dengan pencucian menggunakan air panas sekitar 80°C. 4. Pemurnian dan pengkondisian minyak bio-diesel
I
Gliserol
II
I
Alkohol
Biodiesel
ester menjadi
Untuk menghilangkan metanol sisa dan impuritis yang terbawa dalam ester, dilakukan dengan cara destilasi dan pencucian. Kadar air dapat diturunkan dengan beberapa cara antara lain menggunakan vacuum dryer atau d,engan,> menamba~bahan, penyerap air seperti GaClz. Sedangkan . (.'---CaCh dipisahkan dari ester dengan cara penyar111"gan.
Residu
Gambar
2.
Diagram Alir Proses Pembuatan Minyak Bio-diesel Dari Biji Jarak
Reaksi alkoholisis merupakan reaksi kesetimbangan (endotermis). Agar reaksi bergeser kearah kanan, digunakan alkoho\ bcrlebih atau dengan mengambil salah satu hasil .
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
230
ISSN 0216 - 3128
Reaksi alkoholisis sebagai berikut:
Untuk mempercepat reaksi diperlukan katalisator berupa asam, basa atau penukar ion. [4.8J
RCOOCHz Katalis
I RCOOCHz
+
3 CH30H
~
""
RCO6CI--I3 minyak
metanol
I
3 RCOOCHz
+ CHOH
I
metil ester
Moch. Setyadji, dkk.
CHzOH gliserol
Chandra Sri Sutama (2000) menyimpulkan bahwa penggunaan zeolit aktif dapat meningkatkan konversi metanolisis, Kondisi optimum diperoleh pada penggunaan katalis 0,125 gram, suhu reaksi 100 oC, kecepatan putaran pengaduk 1500 rpm, perbandingan reaktan 1 : 25 gek minyak/gek metanol, waktu 60 menit dan tekanan vakum. Pada kondisi ini diperoleh ester minyak jarak yang sifatnya mendekati spesifikasi bahan bakar diesel. M. Yudi Wahyudi dkk (2003) melakukan penelitian tentang palm-biodiesel.
R = gugus alkil
detik
Tabel 3. Spesifikasi mill)'ak diesel (petroleum diesel), bio-diesel dari mill)'ak jarak, bio-diesel dari millyak sawit dall keUllggulallll)'a. dan bioCO, hidrokarbon dan dan emlSI bon aman terdeLebih total aman secara Lebih total dan total Conradson Carbon 65 Kinematic T erbarukan Terbarukan mudah Oapat memengurangi 623,2 1Tinggi 0-446 150 Tin!!.!!i secara biologis 0-189 apan 0-445 0-1500 50 19120 -- 53 128.000 COz, NO" dan NO" hidrokar secara -0-1298 biologis terbarukan CO, 0,1051 0-97 Coulor Saybolt Tidak 0,84 100"F, 4,5 -1(l8YC) -19119 14,9612 48,8 7,0 0,92 0,9202 -Bio-diesel) 4,0 0-93 Rendah 130.000 emisi CO, COz, partikel SOz SOz dapat mengurangl -16,6 dapat Specific Saybolt Universal gravity 0,8520-0,8750 7Uji 7,4 Flash Point, of40,8 131 -15 348,8 62,4 mudah terdegradasi terdegraasi Pour point, (Petroleum Minyak Oapat Ester Kelapa Diesel) Diesel Jarak Minyak Minyak Sawit (Castor Tidak terjadi pe0,1 0,05 0,3 nguapan dan partikel gradasi Tidak te~adi pengu(8-15)"C (-27°C) (Palm Terjadi penguapan Metode Bio-diesel) 6. 4. 3.2.10. Tingkat Pelumasan
Penelitian dilakukan dengan mereaksikan beberapa grade CPO dan metanol I11cnggunakan katalisator
basa/asam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bio-diesel yang dihasilkan mempunyai karakteristik
Presiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
M. Setyadji,
dkk
ISSN 0216-3128
sebagaimana bahan bakar diesel. Penelitian serupa dilakukan oleh Tilani Hamid dan Yudhi Hertanto (2003), preparasi bio-diesel dari minyak kelapa "Barco" menggunakan katalisator NaOH pada suhu 60°C. Bio-diesel yang diperoleh mempunyai karakteristik sebagaimana minyak diesel. Berikut ini ditunjukkan hasil penelitian pembuatan minyak bio-diesel dari minyak jarak dan kelapa sawit beserta spesifikasi dan keunggulannya bila dibandingkan dengan minyak diesel dari minyak bumi.
PEMBAHASAN Pengembangan produk biodiesel lebih diarahkan ke metil ester, karena dalam bentuk metil ester berat molekul, titik beku, titik didih dan viskositas akan menjadi lebih rendah. Pada umumnya alkohol dengan atom karbon sedikit (metanol) mempunyai kereaktifan lebih besar daripada alkohol dengan atom karbon lebih banyak. Produk samping berupa senyawa gliserin sebagai hasil degradasi minyak jarak, dipisahkan dalam proses pembuatan minyak bio-diesel untuk mengurangi terbentuknya deposit pada mesin. Deposit tersebut dapat menimbulkan kerusakan pada mesin diesel. Hal ini terjadi karena tidak semua senyawa gliserida terbakar sempurna dalam mesin. Adanya senyawa gliserida pada produk minyak bio-diesel disebabkan konversi minyak jarak selama transestrifikasi atau reaksi bolak balik tidak sempurna. IS] Standar produksi minyak biodiesel umpama DIN V 51606 (Jerman) menspesifikasikan kandungan gliserin dalam minyak biodiesel termasuk kandungan monogliserida, digliserida dan trigleserida dalam minyak biodiesel maksimum hanya boleh 0,8 persen, 0,1 persen dan 0,1 persen. Dengan demikian dari sisi kereaktifan (konversi), metanol lebih baik, namun demikian penggunaan metanol sebagai pelarut harus sangat berhati-hati, terutama bila katalisator yang digunakan NaOH. Disamping metanol merupakan senyawa beracun, mudah terjadi ledakan dari senyawa metoksida yang merupakan hasil reaksi antara metanol dan NaOH. Pada uraian di atas disebutkan bahwa reaksi alkoholisis merupakan reaksi kesetimbangan (endotermis). Agar reaksi bergeser kearah kanan, maka digunakan alkohol berlebih atau dengan mengambil salah satu hasil. Disamping itu perlu ditinjau beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi alkoholisis, antara lain waktu reaksi, konsentrasi reaktan, , suhu dan tekanan operasi, pengadukan, perbandingan pereaksi serta penggunaan katalisator. Makin panjang waktu reaksi, maka kesempatan molekul-molekul reaktan untuk bertumbukan semakin banyak sehingga konversi makin besar sampai dicapai waktu kesetimbangan dimana waktu reaksi sudah tidak akan berpengaruh
231
lagi. Kecepatan reaksi berbanding langsung dengan konsentrasi reaktan. Makin tinggi konsentrasi reaktan, maka semakin banyak kesempatan molekul reaktan untuk bertumbukan sehingga semakin tinggi pula kecepatan reaksinya. Sebagaimana disebutkan di atas bahwa katalisator berfungsi mempercepat reaksi dengan menurunkan energi aktivasi, namun tidak mempengaruhi kesetimbangan. Makin tinggi suhu reaksi dan tekanan operasi, maka kecepatan reaksi semakin meningkat sehingga kesetimbangan akan bergeser kearah kanan. Pengadukan juga sangat berpengaruh terhadap kecepatan reaksi alkoholisis, dengan pengadukan maka akan menaikkan faktor frequensi (menaikkan turbulensi) sehingga kecepatan reaksi bertambah besar. Demikian pula dengan perbandingan pereaksi dan penggunaan katalisator, reaksi alkoholisis minyak jarak membutuhkan pelarut (alkohol) berlebih. Selain untuk menaikkan konsentrasi reaktan agar reaksi bergeser kearah kanan, alkohol juga berfungsi sebagai pelarut minyak jarak. Penggunaan katalisator akan menurunkan energi aktivasi, maka sesuai dengan persamaan Arrchenius, apabila ilE berkurang maka kecepatan reaksinya akan bertambah. Beberapa katalisator asam yang bisa digunakan antara lain HCI, dan H2S04, sedang katalisator basa antara lain NaOH dan KOH. Dengan katalosator basa, reaksi dapat terjadi pad a suhu kamar, dengan katalisator asam suhu reaksi mendekati 100° C, sedang tan~a katalisator suhu reaksi harus tinggi sekitar 250 C atau lebih.[4] Pada pembuatan biodiesel dihindari adanya reaksi' penyabunan. Reaksi penyabunan ini terjadi kalau ion K atau Na bereaksi dengan asam lemak bebas yang ada dalam minyak. Kalau terjadi reaksi penyabunan, maka sabun akan mengikat ester sehingga akan menyulitkan proses pemisahan. Disamping itu terbentuknya sabun pada proses esterifikasi menyebabkan kerugian karena semakin banyak ester yang terikut dalam air pencucian. Untuk menghindari reaksi tersebut, apabila digunakan katalisator basa maka katalisator ini lebih dahulu direaksikan dengan alkohol sebagaimana reaksi sebagai berikut : KOH + CH)OH
~ ~<---
CH)OK + H20
Campuran alkohol dan KOH (katalis) 1111 dimasukkan kedalam reaktor yang telah berisi minyak jarak.
KESIMPULAN I. Minyak biodiesel dapat diperoleh dari biji jarak melalui tahapan proses : pengambilan minyak dari biji jarak, transesterifikasi minyak jarak dengan alkohol menggunakan katalisator asam, basa atau penukar ion, pemisahan ester dari
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
232
ISSN 0216 - 3128
gliserol serta pemurnianlpengkondisian
ester
menjadi biodiesel. 2. Bibit unggul (pemuliaan) tanaman jarak dikembangkan dengan teknik iradiasi dan dapat ditanam pada lahan yang kurang produktif (lahan marginal).
--
3. Bila. proses ~nses~erifikasi ..menggunakan katahsator basa, reaksl-dapat dlJalankan pada suhu kamar, katalisator as am memerlukan pemanasan pada suhu tertentu sedangkan untuk penukar ion memerlukan pemanasan pada suhu tinggi dan tekanan di atas I atm. 4. Untuk mendapatkan hasil yang optimum, digunakan pelarut metanol dan katalisator basa kuat. 5. Biodiesel yang dihasilkan spesifikasinya memenuhi standar untuk bahan bakar motor diesel sebagai pengganti bahan bakar diesel dari minyak bumi.
DAFT AR PUST AKA
Moch. Setyadji, dkk.
9. SRIE LESTARI, "Prospek Bio-diesel Pada Tanaman Tumbuh-turnbuhan", Petroleum, Februari, 1999
Jur-nal
10.CHANDRA SRI SUTAMA, "Pembuatan Biro Diesel dari Minyak Jarak Sebagai Substitusi Minyak Diesel asal Petroleum dengan Katalis Zeolit Aktif', Naskah Seminar Hasil Penelitian di Laboratorium Minyak Bumi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 2000. l1.ELIZABETH, J., TRI HARY ATI, "Bio-diesel Sawit, Bahan Bakar Alternatif Yang Ramah Lingkungan", Kompas, hal.32, Selasa, 2 Oktober , 200 I 12.S0FIAH, "Kinetika Reaksi Etanolisis Minyak Biji Kapuk dengan Katalisator Natrium Hidroksida dan Penambahan Garam Organik", Tesis, Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta, 1995 13.KUSMIY ATI, "Kinetika Pembuatan Metil Ester Pengganti Minyak Diesel dengan Proses Metanolisis Tekanan Lebih dari I Atm", Tesis, Pasca Sarjana UGM, Yogyakarta, 1999.
1. RIDW AN, M, "Tantangan IPTEK Menyongsong Abad Ke-21", Pidato Ilmiah Pada Dies Natalis Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta; 17 Februari, 1997
14.BUDHIJANTO, "Pengaruh Suhu pada Kinetika Reaksi Etanolisis Minyak Jarak dengan Katalisator Kalium Hidroksida", Laporan Penelitian, Fakultas Teknik UGM, 2000.
2. ANGGRAINl, A.A.,"Prospect of Vegetable Oil for Technical Utilization in Indonesia", International Biodiesel Workshop, Medan 2001.
15.Peraturan DIRJEN 002/P/DM/MIGAS/1979.
3. MURYONO, H., WIJIONO, DJOKO SARDJONO, RAHA YU WIDOW ATI, "Indikasi Mutasi Pada Tanaman Jarak (Jatropha curcas L) Dengan Perlakuan Iradiasi Sinar Gamma Co-60 Pada Generasi Ml", Belum Terbit. 4. KIRK R.E., OTHMER, D.F., "Encyclopedia of Chemical Technology", Vol.5, 3 ed., pp. 12,6,10, John Wiley and Sons, New York, 1979. 5. KET AREN, S., "Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan", Edisi Pertama, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta, 1986. 6. JAY ANT OIL MILLS GROUP, "An Insight Into The Wonderful World of Castor Oil", http//www.clubindia/jayant/uses.htm. 7. HUl, Y.H., "Bailey's Industrial Oil and Fat Product", Volume I & 5, 5 Edition, John Wiley and Sons, New York, 1996. 8. SWERN, D.,"Bailey's Industrial Oil and Fat Product", Volume 2, 4 Edition, John Wiley and Sons, New York, 1964.
MIGAS
No.
16.ANON1M, "Jarak Kepyar", Majalah Trubus, No. 113, Hal. 136-137, April, 1979. 17.Peluang Biodiesel di Minggu, 7 April 2002.
Indonesia,
Kompas,
18.Jarak Kepyar Lebih Menjanjikan, Merdeka, Selasa, 19 Februari 2002. 19.hltp://ioumeVloforever.orglbiodiesel L "Make Your Own Biodiesel"
Suara
make.hlm
20. hI Ip:1 / iollrnevto hUll1.
forever. ondbiod icseI aIeksnew. "The Foolproof Way to Make Biodiesel"
21.http://iollrneytoforever.orglbiodiesel aleks.hlrn L "The Two-stage Adaptation of Mike Pelly's Biodiesel Recipe" 22. http://www .b iod iese I.0rg/repo rts/G EN005.hlml. "Production and Testing of Ethy; and Methyl Esters" 23.ARKLEY, K.S., "Fatty Acids, Their Chemicals and Physical Properties", pp. 268-270, Interscience Publishers, Inc., New York, 1947.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
M. Setyadji, dkk
ISSN 0216 - 3128
TANYAJAWAB
233
daya tanaman jarak pada lahan marginal berhasil tentu saja sangat kompetitif. Dwi Wahdini
DwiBiyantoro Mengapa minyak bio-diesel dipilih dari bijih jarak?
Spesifikasi minyak jarak yang seperti apa yang dapat digunakan sebagai bio-diesel ?
Murah mana atau kompetitif CPO?
Prospek bio-diesel yang ada buat bagaimana ?
mama dengan
Unsur apa yang terkandung dalam minyak jarak yang dapat dipakai sebagai bio-diesel ?
M.Setyadji Karena Indonesia (khususnya DIY) memiliki banyak /ahan marginal yang tidak memel/uhi syarat ullwk ditanamai bijih-bijihall seperti padi. jaguIIg dal/ kacallg-kacallgall. Tanamal/ jarak dapat hidup dengan baik pada /ahan marginal. apa/agi ka/au bibitnya digunakan bibit ul/ggul hasil pene/itiall pemuliaan. Dellg{lI/ demikian banyak keulltlmgan yallg akall dipero/eh dari budi daya lanamall jarak. III/tuk saat ini /ebih murah CPO, karena harga I liter mil/yak jarak di pasarall Rp 25.000,00. Namlm demikiall bila budi
M.Setyadji Semua jenis miyak jarak (minyak nabati) dapat diproses menjadi bio-diesel. Karena bio-diesel yang akan dibuat diawali dari penelitian pemuliaan tanaman (bijl), kemudian penanaman bibit Imggul tanaman jarak pada lahan margil/al di D/Y, maka pembuatan biodiesel dari bijih jarak sangat prospektif ljika berhasil) . VI/sur utama ada/ah asam risino/eat.
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
