Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
Dilahirkan pada tanggal 2 April 1985 di Wonosobo
Tanggal lulus : 21 September 2007
Menyetujui,
Bogor,
Ir. Ade Iskandar, Msi
Pembimbing I
September 2007
Prof. Dr. R. Sudradjat, MSc
Pembimbing II
Arum Anggraini. F34103057. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L.).
Di bawah bimbingan Ade Iskandar dan R. Sudradjat. 2007.
RINGKASAN
Biodiesel merupakan senyawa alkil ester dari asam lemak yang diolah
dari sumber trigliserida alami terbarukan dan digunakan sebagai bahan bakar
mesin diesel, biasanya dibuat melalui proses esterifikasi-transesterifikasi. Dalam
aplikasi maupun penyimpanannya, biodiesel berpotensi mengalami kerusakan
oksidasi, karena adanya faktor internal (kandungan asam lemak tidak jenuh yang
tinggi) dan faktor eksternal (udara, panas, atau logam) yang mengakibatkan
terjadinya peningkatan bilangan asam. Kondisi keasaman biodiesel yang tinggi
jika digunakan dalam mesin dapat berakibat korosi terhadap mesin. Oleh karena
itu untuk menjaga ketahanan oksidatif dan menghambat peningkatan bilangan
asam pada biodiesel, perlu ditambahkan antioksidan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan berbagai
jenis antioksidan dalam beberapa konsentrasi dalam rangka menjaga ketahanan
oksidasi biodiesel dan menguji potensi Formula X sebagai antioksidan. Parameter
ketahanan oksidasi yang diamati adalah perubahan bilangan asam, bilangan
peroksida, dan viskositas pada biodiesel dengan penambahan antioksidan maupun
tanpa penambahan antioksidan (kontrol) selama penyimpanan. Pada penelitian ini,
digunakan Rancangan Percobaan Acak Lengkap dengan tiga faktor yaitu jenis
antioksidan (TBHQ atau tert-Butilhidrokuinon, BHT atau butylated
hydroxytoluene dan Formula X), faktor konsentrasi antioksidan ( 0,03% ; 0,05% ;
0,07% ; 0,1 %), dan faktor lama penyimpanan (minggu ke-1, ke-2, ke-3, ke-4).
Hasil karakterisasi biodiesel hasil penelitian, sebagian besar sudah
memenuhi standar yang ditetapkan (SNI Biodiesel, 2006) yaitu memiliki bilangan
asam (0,2 mg KOH/g sampel), densitas (0.867g/ml), viskositas kinematik 40oC
(2.33 cSt), bilangan Iod (84.85 g I2/100 gram), bilangan penyabunan (200.61 mg
KOH/g) namun untuk kadar air (0.12%) belum memenuhi standar.
Secara umum, penambahan antioksidan pada berbagai konsentrasi selama
penyimpanan dapat menghambat reaksi oksidasi, namun tergantung dari
keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Dalam penelitian ini, kombinasi
perlakuan yang memiliki efektifitas paling baik dalam menghambat reaksi
oksidasi selama penyimpanan 4 minggu adalah biodiesel dengan penambahan
antioksidan TBHQ pada konsentrasi 0,1% (A2B4), yaitu memiliki bilangan
peroksida 17,10 mg O2/100 g, bilangan asam 0,26 mg KOH/g sampel, dan
viskositas kinematik (25oC) 4,72 cSt. Pada kontrol, bilangan peroksidanya sebesar
68,82 mg O2/100 g, bilangan asam 0.36 mg KOH/g sampel, dan viskositas
kinematik (25oC) 5.14 cSt. Dari hasil penelitian ini, urutan keefektifitasan
antioksidan dalam menghambat oksidasi biodiesel adalah TBHQ> BHT> Formula
X. Formula X memiliki potensi sebagai antioksidan, karena mampu menghambat
reaksi oksidasi.
RIWAYAT HIDUP
Penulis yang memiliki nama lengkap Arum
Anggraini, dilahirkan di Wonosobo, Jawa Tengah
pada tanggal 2 April 1985. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara dari pasangan Istanto
dan Sri Wati. Penulis menempuh pendidikan di TK
Aisyah Bustanul Athfal, Wonosobo (1990-1991),
SDN
6
Wonosobo
(1991-1997),
SLTPN
1
Wonosobo (1997-2000), dan SMU N 1 Wonosobo
(2000-2003).
Pada akhir pendidikan SLTA penulis mendapatkan kesempatan untuk
mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2003 penulis
diterima menjadi mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama masa kuliah, penulis bergabung dalam organisasi kemahasiswaan
Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN), Unit Kegiatan
Mahasiswa Agrifarma, dan Ikatan Mahasiswa Wonosobo (Ikamanos). Pada tahun
2006, penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang di PT. Perkebunan Tambi
Wonosobo dengan judul ” Mempelajari Aspek Teknologi Proses dan
Pengawasan Mutu Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi Unit Perkebunan
Bedakah-Wonosobo”. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul ” Pengaruh
Jenis dan Konsentrasi Antioksidan terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel
dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L) yang merupakan proyek kerjasama
dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan,
Bogor.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat limpahan rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang
berjudul Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan
Oksidasi Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L), yang merupakan proyek
kerja sama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan-Bogor.
Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang penulis laksanakan pada
bulan April sampai Juli 2007, bertempat di Laboratorium Kimia dan Energi Hasil
Hutan, dan Laboratorium Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Rasa
terima kasih dan penghormatan yang tinggi, penulis ingin sampaikan kepada :
1. Ir. Ade Iskandar, MSi selaku dosen pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan, bantuan, dan saran selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini,
2. Prof. Dr. R Sudradjat, MSc. selaku Pembimbing II yang telah banyak
memberikan masukan maupun saran kepada penulis selama penelitian ini,
3. Ir. Muslich, MSi selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan
saran-saran yang berguna bagi penulis,
4. Pimpinan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah
memberikan izin pada penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium
Kimia dan Energi.
5. Bapak Dadang, Bapak Djeni dan Bapak Udin yang telah banyak membantu
kelancaran penelitian yang penulis laksanakan.
6. Teman-teman seperjuangan di Litbang (Nuni, Ari, Erick, Firman), Sutin,
Umam, Galuh, Marxue, Dudi (terima kasih atas bantuan dan kerja samanya)
7. Keluarga tercinta : Bapak, Ibu, juga Dhany yang selalu memberikan perhatian,
keceriaan, dukungan, doa dan semangat yang tak terhingga kepada penulis,
8. Teman-teman tercinta TIN 40,
9. Teman-teman Amanah C (Yuyu, Rian, Nurul, Mb’Uci,dll), Ilumz, Ika, Liez,
Lucia, Ainy, Atih, Dhidi, Achie terima kasih atas persahabatan yang indah ini.
10. Sahabat-sahabatku Desi, Yana, Sulis, Puji, Tuch’ah yang selalu mensuport
dan memberi dukungan yang tulus pada penulis.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna,
karena keterbatasan penulis dalam menyerap semua pengetahuan selama
melaksanakan penelitian. Oleh karena itu penulis sangat menghargai saran dan
kritik yang membengun untuk menyempurnakan skripsi ini. Harapan penulis
semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pihak yang
memerlukannya.
Bogor, September 2007
Penulis
Arum Anggraini
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR ISI ...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
vi
I. PENDAHULUAN ...........................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ...............................................................
1
B. TUJUAN ....................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
3
A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.) ....................
3
B. MINYAK JARAK PAGAR .......................................................
5
C. BIODIESEL ...............................................................................
7
D. MEKANISME OKSIDASI ........................................................
12
E. ANTIOKSIDAN ........................................................................
15
1. Butylated hydroxytoluene ( BHT ) ........................................
15
2. tert-Butilhidrokuinon (TBHQ) ...............................................
16
F. MEKANISME KERJA ANTIOKSIDAN .................................
18
III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................
21
A. ALAT DAN BAHAN ................................................................
21
B. METODE PENELITIAN ...........................................................
21
1. Penelitian Pendahuluan ........................................................
21
2. Penelitian Utama ..................................................................
22
2.1. Pembuatan Biodiesel ...................................................
22
2.2. Penambahan Antioksidan ............................................
23
C. RANCANGAN PERCOBAAN .................................................
26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
28
A. PENELITIAN PENDAHULUAN .............................................
28
B. PENELITIAN UTAMA .............................................................
30
1. Pembuatan dan Karakterisasi Biodiesel ................................
31
2. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan .......................
36
2.1. Bilangan Peroksida ......................................................
36
2.2. Bilangan Asam .............................................................
41
2.3. Viskositas .....................................................................
46
V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
50
A. KESIMPULAN ..........................................................................
50
B. SARAN ......................................................................................
51
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
52
LAMPIRAN ....................................................................................................
55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Biji Jarak .........................................................................
4
Tabel 2. Komponen Asam Lemak Dalam Minyak Jarak ................................
5
Tabel 3. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar .........................................................
6
Tabel 4. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dan Solar ...................................
8
Tabel 5. Standar Mutu Biodiesel Indonesia ....................................................
10
Tabel 6. Karakteristik Minyak Jarak Pagar Hasil Penelitian ..........................
28
Tabel 7. Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar dan Perbandingannya dengan
Standar ..............................................................................................
34
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
Dilahirkan pada tanggal 2 April 1985 di Wonosobo
Tanggal lulus : 21 September 2007
Menyetujui,
Bogor,
Ir. Ade Iskandar, Msi
Pembimbing I
September 2007
Prof. Dr. R. Sudradjat, MSc
Pembimbing II
Arum Anggraini. F34103057. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L.).
Di bawah bimbingan Ade Iskandar dan R. Sudradjat. 2007.
RINGKASAN
Biodiesel merupakan senyawa alkil ester dari asam lemak yang diolah
dari sumber trigliserida alami terbarukan dan digunakan sebagai bahan bakar
mesin diesel, biasanya dibuat melalui proses esterifikasi-transesterifikasi. Dalam
aplikasi maupun penyimpanannya, biodiesel berpotensi mengalami kerusakan
oksidasi, karena adanya faktor internal (kandungan asam lemak tidak jenuh yang
tinggi) dan faktor eksternal (udara, panas, atau logam) yang mengakibatkan
terjadinya peningkatan bilangan asam. Kondisi keasaman biodiesel yang tinggi
jika digunakan dalam mesin dapat berakibat korosi terhadap mesin. Oleh karena
itu untuk menjaga ketahanan oksidatif dan menghambat peningkatan bilangan
asam pada biodiesel, perlu ditambahkan antioksidan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan berbagai
jenis antioksidan dalam beberapa konsentrasi dalam rangka menjaga ketahanan
oksidasi biodiesel dan menguji potensi Formula X sebagai antioksidan. Parameter
ketahanan oksidasi yang diamati adalah perubahan bilangan asam, bilangan
peroksida, dan viskositas pada biodiesel dengan penambahan antioksidan maupun
tanpa penambahan antioksidan (kontrol) selama penyimpanan. Pada penelitian ini,
digunakan Rancangan Percobaan Acak Lengkap dengan tiga faktor yaitu jenis
antioksidan (TBHQ atau tert-Butilhidrokuinon, BHT atau butylated
hydroxytoluene dan Formula X), faktor konsentrasi antioksidan ( 0,03% ; 0,05% ;
0,07% ; 0,1 %), dan faktor lama penyimpanan (minggu ke-1, ke-2, ke-3, ke-4).
Hasil karakterisasi biodiesel hasil penelitian, sebagian besar sudah
memenuhi standar yang ditetapkan (SNI Biodiesel, 2006) yaitu memiliki bilangan
asam (0,2 mg KOH/g sampel), densitas (0.867g/ml), viskositas kinematik 40oC
(2.33 cSt), bilangan Iod (84.85 g I2/100 gram), bilangan penyabunan (200.61 mg
KOH/g) namun untuk kadar air (0.12%) belum memenuhi standar.
Secara umum, penambahan antioksidan pada berbagai konsentrasi selama
penyimpanan dapat menghambat reaksi oksidasi, namun tergantung dari
keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Dalam penelitian ini, kombinasi
perlakuan yang memiliki efektifitas paling baik dalam menghambat reaksi
oksidasi selama penyimpanan 4 minggu adalah biodiesel dengan penambahan
antioksidan TBHQ pada konsentrasi 0,1% (A2B4), yaitu memiliki bilangan
peroksida 17,10 mg O2/100 g, bilangan asam 0,26 mg KOH/g sampel, dan
viskositas kinematik (25oC) 4,72 cSt. Pada kontrol, bilangan peroksidanya sebesar
68,82 mg O2/100 g, bilangan asam 0.36 mg KOH/g sampel, dan viskositas
kinematik (25oC) 5.14 cSt. Dari hasil penelitian ini, urutan keefektifitasan
antioksidan dalam menghambat oksidasi biodiesel adalah TBHQ> BHT> Formula
X. Formula X memiliki potensi sebagai antioksidan, karena mampu menghambat
reaksi oksidasi.
RIWAYAT HIDUP
Penulis yang memiliki nama lengkap Arum
Anggraini, dilahirkan di Wonosobo, Jawa Tengah
pada tanggal 2 April 1985. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara dari pasangan Istanto
dan Sri Wati. Penulis menempuh pendidikan di TK
Aisyah Bustanul Athfal, Wonosobo (1990-1991),
SDN
6
Wonosobo
(1991-1997),
SLTPN
1
Wonosobo (1997-2000), dan SMU N 1 Wonosobo
(2000-2003).
Pada akhir pendidikan SLTA penulis mendapatkan kesempatan untuk
mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2003 penulis
diterima menjadi mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama masa kuliah, penulis bergabung dalam organisasi kemahasiswaan
Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN), Unit Kegiatan
Mahasiswa Agrifarma, dan Ikatan Mahasiswa Wonosobo (Ikamanos). Pada tahun
2006, penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang di PT. Perkebunan Tambi
Wonosobo dengan judul ” Mempelajari Aspek Teknologi Proses dan
Pengawasan Mutu Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi Unit Perkebunan
Bedakah-Wonosobo”. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul ” Pengaruh
Jenis dan Konsentrasi Antioksidan terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel
dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L) yang merupakan proyek kerjasama
dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan,
Bogor.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat limpahan rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang
berjudul Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan
Oksidasi Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L), yang merupakan proyek
kerja sama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan-Bogor.
Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang penulis laksanakan pada
bulan April sampai Juli 2007, bertempat di Laboratorium Kimia dan Energi Hasil
Hutan, dan Laboratorium Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Rasa
terima kasih dan penghormatan yang tinggi, penulis ingin sampaikan kepada :
1. Ir. Ade Iskandar, MSi selaku dosen pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan, bantuan, dan saran selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini,
2. Prof. Dr. R Sudradjat, MSc. selaku Pembimbing II yang telah banyak
memberikan masukan maupun saran kepada penulis selama penelitian ini,
3. Ir. Muslich, MSi selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan
saran-saran yang berguna bagi penulis,
4. Pimpinan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah
memberikan izin pada penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium
Kimia dan Energi.
5. Bapak Dadang, Bapak Djeni dan Bapak Udin yang telah banyak membantu
kelancaran penelitian yang penulis laksanakan.
6. Teman-teman seperjuangan di Litbang (Nuni, Ari, Erick, Firman), Sutin,
Umam, Galuh, Marxue, Dudi (terima kasih atas bantuan dan kerja samanya)
7. Keluarga tercinta : Bapak, Ibu, juga Dhany yang selalu memberikan perhatian,
keceriaan, dukungan, doa dan semangat yang tak terhingga kepada penulis,
8. Teman-teman tercinta TIN 40,
9. Teman-teman Amanah C (Yuyu, Rian, Nurul, Mb’Uci,dll), Ilumz, Ika, Liez,
Lucia, Ainy, Atih, Dhidi, Achie terima kasih atas persahabatan yang indah ini.
10. Sahabat-sahabatku Desi, Yana, Sulis, Puji, Tuch’ah yang selalu mensuport
dan memberi dukungan yang tulus pada penulis.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna,
karena keterbatasan penulis dalam menyerap semua pengetahuan selama
melaksanakan penelitian. Oleh karena itu penulis sangat menghargai saran dan
kritik yang membengun untuk menyempurnakan skripsi ini. Harapan penulis
semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pihak yang
memerlukannya.
Bogor, September 2007
Penulis
Arum Anggraini
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR ISI ...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
vi
I. PENDAHULUAN ...........................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ...............................................................
1
B. TUJUAN ....................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
3
A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.) ....................
3
B. MINYAK JARAK PAGAR .......................................................
5
C. BIODIESEL ...............................................................................
7
D. MEKANISME OKSIDASI ........................................................
12
E. ANTIOKSIDAN ........................................................................
15
1. Butylated hydroxytoluene ( BHT ) ........................................
15
2. tert-Butilhidrokuinon (TBHQ) ...............................................
16
F. MEKANISME KERJA ANTIOKSIDAN .................................
18
III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................
21
A. ALAT DAN BAHAN ................................................................
21
B. METODE PENELITIAN ...........................................................
21
1. Penelitian Pendahuluan ........................................................
21
2. Penelitian Utama ..................................................................
22
2.1. Pembuatan Biodiesel ...................................................
22
2.2. Penambahan Antioksidan ............................................
23
C. RANCANGAN PERCOBAAN .................................................
26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
28
A. PENELITIAN PENDAHULUAN .............................................
28
B. PENELITIAN UTAMA .............................................................
30
1. Pembuatan dan Karakterisasi Biodiesel ................................
31
2. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan .......................
36
2.1. Bilangan Peroksida ......................................................
36
2.2. Bilangan Asam .............................................................
41
2.3. Viskositas .....................................................................
46
V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
50
A. KESIMPULAN ..........................................................................
50
B. SARAN ......................................................................................
51
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
52
LAMPIRAN ....................................................................................................
55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Biji Jarak .........................................................................
4
Tabel 2. Komponen Asam Lemak Dalam Minyak Jarak ................................
5
Tabel 3. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar .........................................................
6
Tabel 4. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dan Solar ...................................
8
Tabel 5. Standar Mutu Biodiesel Indonesia ....................................................
10
Tabel 6. Karakteristik Minyak Jarak Pagar Hasil Penelitian ..........................
28
Tabel 7. Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar dan Perbandingannya dengan
Standar ..............................................................................................
34
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tanaman Jarak Pagar ...................................................................
3
Gambar 2. Biji Jarak Pagar ...........................................................................
3
Gambar 3. Reaksi Esterifikasi .......................................................................
11
Gambar 4. Reaksi Transesterifikasi ..............................................................
12
Gambar 5. Mekanisme Reaksi Oksidasi .......................................................
13
Gambar 6. Tahapan Proses Oksidasi............................................................
13
Gambar 7. Reaksi Polimerisasi Oksidasi ......................................................
14
Gambar 8. Reaksi Penguraian Hidroperoksida .............................................
14
Gambar 9. Struktur Butylated hydroxytoluene (BHT) ..................................
16
Gambar 10. Mekanisme Kerja Antioksidan BHT ...........................................
16
Gambar 11. Struktur tert-Butilhidrokuinon (TBHQ) .....................................
17
Gambar 12. Mekanisme Kerja Antioksidan TBHQ ........................................
17
Gambar 13. Reaksi Penghambatan Antioksidan Primer Terhadap
Radikal Lipida .............................................................................
19
Gambar 14. Antioksidan bertindak sebagai prooksidan pada konsentrasi
tinggi ...........................................................................................
19
Gambar 15. Diagram Alir Proses Pembuatan Biodiesel .................................
25
Gambar 16. Mekanisme Protonasi Karbonil dalam Pembentukan
Metil Ester ...................................................................................
32
Gambar 17. Penurunan Bilangan Asam Selama Pembuatan Biodiesel ..........
32
Gambar 18. Biodiesel Hasil Penelitian ...........................................................
33
Gambar 19. Grafik Pengaruh Jenis Antioksidan terhadap Peningkatan
Bilangan Peroksida Biodiesel Selama Penyimpanan ..................
36
Gambar 20. Grafik Hubungan Antara Jenis dengan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Bilangan Peroksida Pada Minggu Ke-empat .............
38
Gambar 21. Histogram Perubahan Bilangan Peroksida Biodiesel Pada Tiap
Kombinasi Perlakuan Selama Penyimpanan...............................
39
Gambar 22. Grafik Pengaruh Jenis Antioksidan terhadap Peningkatan
Bilangan Asam Biodiesel Selama Penyimpanan ........................
41
Gambar 23. Grafik Pengaruh Konsentrasi Antioksidan terhadap Kenaikan
Bilangan Asam Biodiesel + TBHQ ............................................
43
Gambar 24. Grafik Pengaruh Konsentrasi Antioksidan terhadap Kenaikan
Bilangan Asam Biodiesel + BHT................................................
43
Gambar 25. Grafik Pengaruh Konsentrasi Antioksidan terhadap Kenaikan
Bilangan Asam Biodiesel + Formula X ......................................
44
Gambar 26. Histogram Perubahan Bilangan Asam Biodiesel Pada Tiap
Kombinasi Perlakuan Selama Penyimpanan...............................
45
Gambar 27. Grafik Pengaruh Waktu terhadap Kenaikan Viskositas
Biodiesel Pada Berbagai Jenis Antioksidan ................................
47
Gambar 28. Histogram Perubahan Viskositas Biodiesel Pada Tiap
Kombinasi Perlakuan Selama Penyimpanan...............................
48
Gambar 29. Grafik Hubungan Antara Jenis dengan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Viskositas Biodiesel Pada Minggu Ke-empat............
49
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Gambar Bahan-Bahan yang Digunakan Dalam Pembuatan
Biodiesel ...................................................................................
55
Lampiran 2. Prosedur Analisis Sifat Fisiko Kimia Minyak Jarak
dan Biodiesel ..............................................................................
56
Lampiran 3. Nomenklatur...............................................................................
63
Lampiran 4. Rekapitulasi Analisis Bilangan Peroksida Biodiesel Dengan
Penggunaan Berbagai Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Selama Penyimpanan .................................................................
64
Lampiran 5. Rekapitulasi Analisis Bilangan Asam Biodiesel Dengan
Penggunaan Berbagai Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Selama Penyimpanan .................................................................
65
Lampiran 6. Rekapitulasi Analisis Viskositas Biodiesel Dengan
Penggunaan Berbagai Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Selama Penyimpanan ................................................................
66
Lampiran 7. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-1..............
67
Lampiran 8. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-2..............
61
Lampiran 9. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-3..............
62
Lampiran 10. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-4..............
62
Lampiran 11. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-1 ....................
70
Lampiran 12. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-2 ....................
70
Lampiran 13. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-3 ....................
70
Lampiran 14. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-4 ....................
71
Lampiran 15. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-1 ............................
72
Lampiran 16. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-2 ............................
72
Lampiran 17. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-3 ............................
73
Lampiran 18. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-4 ............................
74
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Sejak dahulu pemenuhan kebutuhan manusia akan sumber energi
khususnya untuk bahan bakar (transportasi, industri, dan rumah tangga),
hampir seluruhnya berasal dari minyak bumi (bahan bakar fosil). Bahan bakar
fosil berasal dari sisa kehidupan jutaan tahun yang lalu. Oleh karena itu, bahan
bakar ini digolongkan sebagai bahan bakar yang tidak terbarukan
(unrenewable) dan ketersediaannya di bumi semakin berkurang.
Kebutuhan energi yang semakin meningkat dan produksi minyak bumi
yang semakin menurun serta timbulnya pencemaran udara yang semakin
membahayakan, mendorong adanya usaha diversifikasi energi. Beberapa
usaha pengembangan energi alternatif dari sumberdaya yang terbarukan
(bioenergi) antara lain dapat berupa biodiesel, bioetanol, dan biogas.
Indonesia sangat berpotensi mengembangkan energi-bio seperti biodiesel,
mengingat Indonesia dikenal sebagai produsen minyak kelapa sawit mentah
(CPO/crude palm oil) terbesar kedua di dunia. Selain itu Indonesia juga
memiliki banyak sumber nabati lain yang dapat menghasilkan minyak, seperti
tanaman jarak pagar (Jatropha curcas, L). Selain memiliki kandungan minyak
yang tinggi, tanaman jarak pagar juga dapat tumbuh di lahan kritis yang
kekurangan air. Menurut Gubitz (1999), minyak jarak pagar tidak dapat
langsung dikonsumsi sebelum melalui proses detoksifikasi, mengingat
kandungan phorbol ester yang beracun oleh karena itu minyak jarak kurang
cocok dimanfaatkan sebagai minyak makan. Alasan inilah yang menjadikan
minyak jarak pagar berpotensial untuk diolah menjadi bahan bakar.
Biodiesel sangat berpotensi mengalami kerusakan oksidasi karena
terbuat dari minyak nabati yang memiliki asam lemak tidak jenuh yang tinggi.
Salah satu indikasi kerusakan oksidasi pada biodiesel adalah terjadinya
peningkatan bilangan asam, yang disebabkan karena adanya dekomposisi
senyawa peroksida dari hasil reaksi oksidasi. Kondisi keasaman yang tinggi
pada biodiesel, dikhawatirkan dapat menyebabkan kerusakan pada mesin
kendaraan. Oleh karena itu biodiesel memerlukan aditif berupa antioksidan
untuk menghambat terjadinya peristiwa oksidasi selama proses penyimpanan
ataupun dalam penggunaannya.
Kajian pengaruh antioksidan terhadap biodiesel dilakukan dengan
menggunakan tiga jenis antioksidan yaitu TBHQ, BHT, dan Formula X pada
berbagai tingkat konsentrasi. Parameter yang diamati adalah bilangan asam,
bilangan peroksida, dan viskositas biodiesel. Pengamatan akan dilakukan
setiap minggu selama 30 hari penyimpanan pada kondisi ruang. Antioksidan
yang dianggap paling efektif adalah yang dapat menahan kenaikan bilangan
asam, bilangan peroksida dan viskositas dengan nilai yang paling kecil.
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh jenis dan
konsentrasi beberapa jenis antioksidan (BHT, TBHQ, dan Formula X) dalam
menghambat reaksi oksidasi biodiesel selama penyimpanan. Selain itu untuk
mengetahui tingkat keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Tujuan
lain adalah untuk mengetahui potensi Formula X sebagai antioksidan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Tanaman jarak pagar berasal dari Mexico dan Amerika Tengah,
namun kini tanaman ini sudah banyak ditemui di Amerika Tengah dan
Selatan, Asia Tenggara, India, dan Afrika. Menurut Heyne (1987), klasifikasi
tanaman jarak pagar adalah sebagai berikut:
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Euphorbiales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Jatropha
Spesies
: Jatropha curcas Linn.
Gambar 1. Tanaman jarak pagar (www.indobiofuel.com)
Gambar 2. Biji jarak pagar (www.indobiofuel.com)
Menurut Padua et al. (1999), tanaman jarak pagar merupakan tanaman
perdu dengan tinggi sekitar 2 m, memiliki tekstur daun yang kasar dan
bertajuk majemuk, bijinya yang masih muda berwarna hijau muda, namun
setelah tua akan berubah menjadi kuning dan akan mencapai kadar minyak
optimum ketika bijinya berubah warna menjadi kehitaman. Menurut Syah
(2006), tanaman ini tahan kekeringan dan dapat tumbuh di daerah dengan
curah hujan 200-1500 mm/tahun. Buahnya berbentuk elips dengan pajang satu
inchi, memiliki dua hingga tiga biji dengan kadar minyak dalam inti biji
54,2% atau sekitar 31,5% dari berat total biji. Umur lima bulan sudah mulai
berbuah dan produktivitas tertinggi dicapai ketika tanaman berumur lima
tahun. Umur produktif jarak pagar mencapai 50 tahun. Produktivitas per
pohon jarak mencapai 2 - 2,5 kg biji kering. Dalam 1 ha lahan dengan 2.000
batang pohon, akan menghasilkan 4-5 ton biji kering dalam setahun. Satu ton
biji kering akan menghasilkan 200-300 liter minyak jarak. Sehingga, 1 ha
lahan akan menghasilkan 1.000 liter - 1.500 liter minyak jarak. Rendemen
minyak yang dapat diperoleh dari biji kering bervariasi dari 30 – 50 %
tergantung dari cara mengekstrak atau jenis alat pengepresnya.
Biji jarak merupakan bagian dari tanaman jarak yang memiliki arti
penting karena mengandung minyak jarak yang cukup tinggi. Jarak pagar
terdiri dari 75 % kernel dan 25% kulit. Kira-kira dua per tiga dari berat kernel
terdiri dari minyak. Komposisi biji jarak menurut Gubitz (1999), dapat dilihat
pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi bagian buah jarak pagar
Unsur
Biji
Kulit
Daging
Basis kering
(%)
94.2 – 96.9
89.8 – 90.4
Protein kasar
(%)
22.2 – 27.2
4.3 - 4.5
56.4 -63.8
Lemak
(%)
56.8 – 58.4
0.5 – 1.4
1 – 1.5
Abu
(%)
3.6 – 4.3
2.8 – 6.1
9.6 – 10.4
Neutral detergent fiber (%)
3.5 – 3.8
83.9 - 89.4
8.1 – 9.1
Acid detergent fiber
2.4 – 3
74.6 – 78.3
5.7 – 7.0
0.0 - 0.2
45.1- 47.5
0.1 – 0.4
30.5 – 31.1
19.3 – 19.5
18 – 18.3
(%)
Acid detergent lignin (%)
Gross energi (MJ/kg)
100
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kandungan terbesar dalam biji
jarak adalah minyak, oleh karena itu biji jarak berpotensi dimanfaatkan
sebagai sumber bahan baku untuk pembuatan biodiesel. Selain diambil
minyaknya, bungkil biji jarak juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku
biogas, pupuk kompos, dan herbisida.
B. MINYAK JARAK PAGAR
Menurut Gubitz (1999), minyak jarak dapat dimanfaatkan untuk
berbagai keperluan. seperti untuk pembuatan sabun, untuk insektisida, sebagai
bahan bakar penerangan dan kompor jarak pagar atau dapat dimanfaatkan
sebagai obat-obatan tradisional. Selain itu, jika diolah melalui proses
eseterifikasi transesterisikasi akan menghasilkan produk berupa biodiesel yang
dapat digunakan untuk pembangkit genset, kendaraan diesel, dan burner.
Minyak jarak pagar juga digunakan untuk pemakaian langsung, namun hal ini
tidak direkomendasikan untuk bahan bakar mesin diesel konvensional.
Minyak jarak pagar memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh yang tinggi,
khususnya asam oleat yang memiliki bobot molekul tinggi (282). Menurut
Gubitz (1999), komponen asam lemak dalam minyak jarak pagar dapat dilihat
pada Tabel 2.
Tabel 2. Komponen asam lemak dalam minyak jarak pagar
Asam lemak
∑ atom C &
(%)
ikatan rangkap
Asam miristat
14:0
0-0.1
Asam palmitat
16:0
14.1-15.3
Asam stearat
18:0
3.7-9.8
Asam arakidat
20:0
0-0.3
Asam behenat
22:0
0-0.2
Asam palmitoleat
16:1
0-1.3
Asam oleat
18:1
34.3-45.8
Asam linoleat
18:2
29.0-44.2
Asam linolenat
18:3
0-0.3
Minyak jarak pagar mengandung racun berupa phorbol ester dengan
jumlah sekitar 0.03-3.4 %, sehingga kurang cocok digunakan sebagai minyak
makan. Oleh karena itu, jika akan digunakan sebagai minyak makan, maka
phorbol esternya harus dihilangkan terlebih dahulu. Minyak jarak pagar
memiliki sifat sangat mudah larut dalam etil alkohol dan asam asetat glasial,
namun kurang larut dalam petroleum karena adanya gugus hidroksil dalam
asam oleat. Menurut Hambali et al. (2006), sifat fisik minyak jarak pagar
dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Sifat fisik minyak jarak pagar
Sifat - sifat
Viskositas pada 30oC
o
Satuan
mm2/s (cSt)
3
Nilai
49.15
Bobot Jenis pada 15 C
g/cm
0.917 – 0.963
Bilangan Asam
mg KOH/g sampel
4.75
Bilangan Iod
g iod/100 g minyak
96.5
Warna
Bening
Bilangan Sulfur
ppm
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
Dilahirkan pada tanggal 2 April 1985 di Wonosobo
Tanggal lulus : 21 September 2007
Menyetujui,
Bogor,
Ir. Ade Iskandar, Msi
Pembimbing I
September 2007
Prof. Dr. R. Sudradjat, MSc
Pembimbing II
Arum Anggraini. F34103057. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L.).
Di bawah bimbingan Ade Iskandar dan R. Sudradjat. 2007.
RINGKASAN
Biodiesel merupakan senyawa alkil ester dari asam lemak yang diolah
dari sumber trigliserida alami terbarukan dan digunakan sebagai bahan bakar
mesin diesel, biasanya dibuat melalui proses esterifikasi-transesterifikasi. Dalam
aplikasi maupun penyimpanannya, biodiesel berpotensi mengalami kerusakan
oksidasi, karena adanya faktor internal (kandungan asam lemak tidak jenuh yang
tinggi) dan faktor eksternal (udara, panas, atau logam) yang mengakibatkan
terjadinya peningkatan bilangan asam. Kondisi keasaman biodiesel yang tinggi
jika digunakan dalam mesin dapat berakibat korosi terhadap mesin. Oleh karena
itu untuk menjaga ketahanan oksidatif dan menghambat peningkatan bilangan
asam pada biodiesel, perlu ditambahkan antioksidan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan berbagai
jenis antioksidan dalam beberapa konsentrasi dalam rangka menjaga ketahanan
oksidasi biodiesel dan menguji potensi Formula X sebagai antioksidan. Parameter
ketahanan oksidasi yang diamati adalah perubahan bilangan asam, bilangan
peroksida, dan viskositas pada biodiesel dengan penambahan antioksidan maupun
tanpa penambahan antioksidan (kontrol) selama penyimpanan. Pada penelitian ini,
digunakan Rancangan Percobaan Acak Lengkap dengan tiga faktor yaitu jenis
antioksidan (TBHQ atau tert-Butilhidrokuinon, BHT atau butylated
hydroxytoluene dan Formula X), faktor konsentrasi antioksidan ( 0,03% ; 0,05% ;
0,07% ; 0,1 %), dan faktor lama penyimpanan (minggu ke-1, ke-2, ke-3, ke-4).
Hasil karakterisasi biodiesel hasil penelitian, sebagian besar sudah
memenuhi standar yang ditetapkan (SNI Biodiesel, 2006) yaitu memiliki bilangan
asam (0,2 mg KOH/g sampel), densitas (0.867g/ml), viskositas kinematik 40oC
(2.33 cSt), bilangan Iod (84.85 g I2/100 gram), bilangan penyabunan (200.61 mg
KOH/g) namun untuk kadar air (0.12%) belum memenuhi standar.
Secara umum, penambahan antioksidan pada berbagai konsentrasi selama
penyimpanan dapat menghambat reaksi oksidasi, namun tergantung dari
keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Dalam penelitian ini, kombinasi
perlakuan yang memiliki efektifitas paling baik dalam menghambat reaksi
oksidasi selama penyimpanan 4 minggu adalah biodiesel dengan penambahan
antioksidan TBHQ pada konsentrasi 0,1% (A2B4), yaitu memiliki bilangan
peroksida 17,10 mg O2/100 g, bilangan asam 0,26 mg KOH/g sampel, dan
viskositas kinematik (25oC) 4,72 cSt. Pada kontrol, bilangan peroksidanya sebesar
68,82 mg O2/100 g, bilangan asam 0.36 mg KOH/g sampel, dan viskositas
kinematik (25oC) 5.14 cSt. Dari hasil penelitian ini, urutan keefektifitasan
antioksidan dalam menghambat oksidasi biodiesel adalah TBHQ> BHT> Formula
X. Formula X memiliki potensi sebagai antioksidan, karena mampu menghambat
reaksi oksidasi.
RIWAYAT HIDUP
Penulis yang memiliki nama lengkap Arum
Anggraini, dilahirkan di Wonosobo, Jawa Tengah
pada tanggal 2 April 1985. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara dari pasangan Istanto
dan Sri Wati. Penulis menempuh pendidikan di TK
Aisyah Bustanul Athfal, Wonosobo (1990-1991),
SDN
6
Wonosobo
(1991-1997),
SLTPN
1
Wonosobo (1997-2000), dan SMU N 1 Wonosobo
(2000-2003).
Pada akhir pendidikan SLTA penulis mendapatkan kesempatan untuk
mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2003 penulis
diterima menjadi mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama masa kuliah, penulis bergabung dalam organisasi kemahasiswaan
Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN), Unit Kegiatan
Mahasiswa Agrifarma, dan Ikatan Mahasiswa Wonosobo (Ikamanos). Pada tahun
2006, penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang di PT. Perkebunan Tambi
Wonosobo dengan judul ” Mempelajari Aspek Teknologi Proses dan
Pengawasan Mutu Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi Unit Perkebunan
Bedakah-Wonosobo”. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul ” Pengaruh
Jenis dan Konsentrasi Antioksidan terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel
dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L) yang merupakan proyek kerjasama
dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan,
Bogor.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat limpahan rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang
berjudul Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan
Oksidasi Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L), yang merupakan proyek
kerja sama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan-Bogor.
Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang penulis laksanakan pada
bulan April sampai Juli 2007, bertempat di Laboratorium Kimia dan Energi Hasil
Hutan, dan Laboratorium Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Rasa
terima kasih dan penghormatan yang tinggi, penulis ingin sampaikan kepada :
1. Ir. Ade Iskandar, MSi selaku dosen pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan, bantuan, dan saran selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini,
2. Prof. Dr. R Sudradjat, MSc. selaku Pembimbing II yang telah banyak
memberikan masukan maupun saran kepada penulis selama penelitian ini,
3. Ir. Muslich, MSi selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan
saran-saran yang berguna bagi penulis,
4. Pimpinan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah
memberikan izin pada penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium
Kimia dan Energi.
5. Bapak Dadang, Bapak Djeni dan Bapak Udin yang telah banyak membantu
kelancaran penelitian yang penulis laksanakan.
6. Teman-teman seperjuangan di Litbang (Nuni, Ari, Erick, Firman), Sutin,
Umam, Galuh, Marxue, Dudi (terima kasih atas bantuan dan kerja samanya)
7. Keluarga tercinta : Bapak, Ibu, juga Dhany yang selalu memberikan perhatian,
keceriaan, dukungan, doa dan semangat yang tak terhingga kepada penulis,
8. Teman-teman tercinta TIN 40,
9. Teman-teman Amanah C (Yuyu, Rian, Nurul, Mb’Uci,dll), Ilumz, Ika, Liez,
Lucia, Ainy, Atih, Dhidi, Achie terima kasih atas persahabatan yang indah ini.
10. Sahabat-sahabatku Desi, Yana, Sulis, Puji, Tuch’ah yang selalu mensuport
dan memberi dukungan yang tulus pada penulis.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna,
karena keterbatasan penulis dalam menyerap semua pengetahuan selama
melaksanakan penelitian. Oleh karena itu penulis sangat menghargai saran dan
kritik yang membengun untuk menyempurnakan skripsi ini. Harapan penulis
semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pihak yang
memerlukannya.
Bogor, September 2007
Penulis
Arum Anggraini
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR ISI ...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
vi
I. PENDAHULUAN ...........................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ...............................................................
1
B. TUJUAN ....................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
3
A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.) ....................
3
B. MINYAK JARAK PAGAR .......................................................
5
C. BIODIESEL ...............................................................................
7
D. MEKANISME OKSIDASI ........................................................
12
E. ANTIOKSIDAN ........................................................................
15
1. Butylated hydroxytoluene ( BHT ) ........................................
15
2. tert-Butilhidrokuinon (TBHQ) ...............................................
16
F. MEKANISME KERJA ANTIOKSIDAN .................................
18
III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................
21
A. ALAT DAN BAHAN ................................................................
21
B. METODE PENELITIAN ...........................................................
21
1. Penelitian Pendahuluan ........................................................
21
2. Penelitian Utama ..................................................................
22
2.1. Pembuatan Biodiesel ...................................................
22
2.2. Penambahan Antioksidan ............................................
23
C. RANCANGAN PERCOBAAN .................................................
26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
28
A. PENELITIAN PENDAHULUAN .............................................
28
B. PENELITIAN UTAMA .............................................................
30
1. Pembuatan dan Karakterisasi Biodiesel ................................
31
2. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan .......................
36
2.1. Bilangan Peroksida ......................................................
36
2.2. Bilangan Asam .............................................................
41
2.3. Viskositas .....................................................................
46
V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
50
A. KESIMPULAN ..........................................................................
50
B. SARAN ......................................................................................
51
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
52
LAMPIRAN ....................................................................................................
55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Biji Jarak .........................................................................
4
Tabel 2. Komponen Asam Lemak Dalam Minyak Jarak ................................
5
Tabel 3. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar .........................................................
6
Tabel 4. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dan Solar ...................................
8
Tabel 5. Standar Mutu Biodiesel Indonesia ....................................................
10
Tabel 6. Karakteristik Minyak Jarak Pagar Hasil Penelitian ..........................
28
Tabel 7. Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar dan Perbandingannya dengan
Standar ..............................................................................................
34
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2007
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN
TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI
BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.)
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ARUM ANGGRAINI
F34103057
Dilahirkan pada tanggal 2 April 1985 di Wonosobo
Tanggal lulus : 21 September 2007
Menyetujui,
Bogor,
Ir. Ade Iskandar, Msi
Pembimbing I
September 2007
Prof. Dr. R. Sudradjat, MSc
Pembimbing II
Arum Anggraini. F34103057. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L.).
Di bawah bimbingan Ade Iskandar dan R. Sudradjat. 2007.
RINGKASAN
Biodiesel merupakan senyawa alkil ester dari asam lemak yang diolah
dari sumber trigliserida alami terbarukan dan digunakan sebagai bahan bakar
mesin diesel, biasanya dibuat melalui proses esterifikasi-transesterifikasi. Dalam
aplikasi maupun penyimpanannya, biodiesel berpotensi mengalami kerusakan
oksidasi, karena adanya faktor internal (kandungan asam lemak tidak jenuh yang
tinggi) dan faktor eksternal (udara, panas, atau logam) yang mengakibatkan
terjadinya peningkatan bilangan asam. Kondisi keasaman biodiesel yang tinggi
jika digunakan dalam mesin dapat berakibat korosi terhadap mesin. Oleh karena
itu untuk menjaga ketahanan oksidatif dan menghambat peningkatan bilangan
asam pada biodiesel, perlu ditambahkan antioksidan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan berbagai
jenis antioksidan dalam beberapa konsentrasi dalam rangka menjaga ketahanan
oksidasi biodiesel dan menguji potensi Formula X sebagai antioksidan. Parameter
ketahanan oksidasi yang diamati adalah perubahan bilangan asam, bilangan
peroksida, dan viskositas pada biodiesel dengan penambahan antioksidan maupun
tanpa penambahan antioksidan (kontrol) selama penyimpanan. Pada penelitian ini,
digunakan Rancangan Percobaan Acak Lengkap dengan tiga faktor yaitu jenis
antioksidan (TBHQ atau tert-Butilhidrokuinon, BHT atau butylated
hydroxytoluene dan Formula X), faktor konsentrasi antioksidan ( 0,03% ; 0,05% ;
0,07% ; 0,1 %), dan faktor lama penyimpanan (minggu ke-1, ke-2, ke-3, ke-4).
Hasil karakterisasi biodiesel hasil penelitian, sebagian besar sudah
memenuhi standar yang ditetapkan (SNI Biodiesel, 2006) yaitu memiliki bilangan
asam (0,2 mg KOH/g sampel), densitas (0.867g/ml), viskositas kinematik 40oC
(2.33 cSt), bilangan Iod (84.85 g I2/100 gram), bilangan penyabunan (200.61 mg
KOH/g) namun untuk kadar air (0.12%) belum memenuhi standar.
Secara umum, penambahan antioksidan pada berbagai konsentrasi selama
penyimpanan dapat menghambat reaksi oksidasi, namun tergantung dari
keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Dalam penelitian ini, kombinasi
perlakuan yang memiliki efektifitas paling baik dalam menghambat reaksi
oksidasi selama penyimpanan 4 minggu adalah biodiesel dengan penambahan
antioksidan TBHQ pada konsentrasi 0,1% (A2B4), yaitu memiliki bilangan
peroksida 17,10 mg O2/100 g, bilangan asam 0,26 mg KOH/g sampel, dan
viskositas kinematik (25oC) 4,72 cSt. Pada kontrol, bilangan peroksidanya sebesar
68,82 mg O2/100 g, bilangan asam 0.36 mg KOH/g sampel, dan viskositas
kinematik (25oC) 5.14 cSt. Dari hasil penelitian ini, urutan keefektifitasan
antioksidan dalam menghambat oksidasi biodiesel adalah TBHQ> BHT> Formula
X. Formula X memiliki potensi sebagai antioksidan, karena mampu menghambat
reaksi oksidasi.
RIWAYAT HIDUP
Penulis yang memiliki nama lengkap Arum
Anggraini, dilahirkan di Wonosobo, Jawa Tengah
pada tanggal 2 April 1985. Penulis merupakan anak
pertama dari dua bersaudara dari pasangan Istanto
dan Sri Wati. Penulis menempuh pendidikan di TK
Aisyah Bustanul Athfal, Wonosobo (1990-1991),
SDN
6
Wonosobo
(1991-1997),
SLTPN
1
Wonosobo (1997-2000), dan SMU N 1 Wonosobo
(2000-2003).
Pada akhir pendidikan SLTA penulis mendapatkan kesempatan untuk
mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2003 penulis
diterima menjadi mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB).
Selama masa kuliah, penulis bergabung dalam organisasi kemahasiswaan
Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN), Unit Kegiatan
Mahasiswa Agrifarma, dan Ikatan Mahasiswa Wonosobo (Ikamanos). Pada tahun
2006, penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang di PT. Perkebunan Tambi
Wonosobo dengan judul ” Mempelajari Aspek Teknologi Proses dan
Pengawasan Mutu Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi Unit Perkebunan
Bedakah-Wonosobo”. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul ” Pengaruh
Jenis dan Konsentrasi Antioksidan terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel
dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L) yang merupakan proyek kerjasama
dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan,
Bogor.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat limpahan rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang
berjudul Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan
Oksidasi Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L), yang merupakan proyek
kerja sama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan-Bogor.
Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang penulis laksanakan pada
bulan April sampai Juli 2007, bertempat di Laboratorium Kimia dan Energi Hasil
Hutan, dan Laboratorium Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Rasa
terima kasih dan penghormatan yang tinggi, penulis ingin sampaikan kepada :
1. Ir. Ade Iskandar, MSi selaku dosen pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan, bantuan, dan saran selama penelitian dan
penyelesaian skripsi ini,
2. Prof. Dr. R Sudradjat, MSc. selaku Pembimbing II yang telah banyak
memberikan masukan maupun saran kepada penulis selama penelitian ini,
3. Ir. Muslich, MSi selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan
saran-saran yang berguna bagi penulis,
4. Pimpinan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah
memberikan izin pada penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium
Kimia dan Energi.
5. Bapak Dadang, Bapak Djeni dan Bapak Udin yang telah banyak membantu
kelancaran penelitian yang penulis laksanakan.
6. Teman-teman seperjuangan di Litbang (Nuni, Ari, Erick, Firman), Sutin,
Umam, Galuh, Marxue, Dudi (terima kasih atas bantuan dan kerja samanya)
7. Keluarga tercinta : Bapak, Ibu, juga Dhany yang selalu memberikan perhatian,
keceriaan, dukungan, doa dan semangat yang tak terhingga kepada penulis,
8. Teman-teman tercinta TIN 40,
9. Teman-teman Amanah C (Yuyu, Rian, Nurul, Mb’Uci,dll), Ilumz, Ika, Liez,
Lucia, Ainy, Atih, Dhidi, Achie terima kasih atas persahabatan yang indah ini.
10. Sahabat-sahabatku Desi, Yana, Sulis, Puji, Tuch’ah yang selalu mensuport
dan memberi dukungan yang tulus pada penulis.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna,
karena keterbatasan penulis dalam menyerap semua pengetahuan selama
melaksanakan penelitian. Oleh karena itu penulis sangat menghargai saran dan
kritik yang membengun untuk menyempurnakan skripsi ini. Harapan penulis
semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pihak yang
memerlukannya.
Bogor, September 2007
Penulis
Arum Anggraini
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR ISI ...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
vi
I. PENDAHULUAN ...........................................................................
1
A. LATAR BELAKANG ...............................................................
1
B. TUJUAN ....................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
3
A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.) ....................
3
B. MINYAK JARAK PAGAR .......................................................
5
C. BIODIESEL ...............................................................................
7
D. MEKANISME OKSIDASI ........................................................
12
E. ANTIOKSIDAN ........................................................................
15
1. Butylated hydroxytoluene ( BHT ) ........................................
15
2. tert-Butilhidrokuinon (TBHQ) ...............................................
16
F. MEKANISME KERJA ANTIOKSIDAN .................................
18
III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................
21
A. ALAT DAN BAHAN ................................................................
21
B. METODE PENELITIAN ...........................................................
21
1. Penelitian Pendahuluan ........................................................
21
2. Penelitian Utama ..................................................................
22
2.1. Pembuatan Biodiesel ...................................................
22
2.2. Penambahan Antioksidan ............................................
23
C. RANCANGAN PERCOBAAN .................................................
26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................
28
A. PENELITIAN PENDAHULUAN .............................................
28
B. PENELITIAN UTAMA .............................................................
30
1. Pembuatan dan Karakterisasi Biodiesel ................................
31
2. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan .......................
36
2.1. Bilangan Peroksida ......................................................
36
2.2. Bilangan Asam .............................................................
41
2.3. Viskositas .....................................................................
46
V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
50
A. KESIMPULAN ..........................................................................
50
B. SARAN ......................................................................................
51
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
52
LAMPIRAN ....................................................................................................
55
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi Biji Jarak .........................................................................
4
Tabel 2. Komponen Asam Lemak Dalam Minyak Jarak ................................
5
Tabel 3. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar .........................................................
6
Tabel 4. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dan Solar ...................................
8
Tabel 5. Standar Mutu Biodiesel Indonesia ....................................................
10
Tabel 6. Karakteristik Minyak Jarak Pagar Hasil Penelitian ..........................
28
Tabel 7. Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar dan Perbandingannya dengan
Standar ..............................................................................................
34
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tanaman Jarak Pagar ...................................................................
3
Gambar 2. Biji Jarak Pagar ...........................................................................
3
Gambar 3. Reaksi Esterifikasi .......................................................................
11
Gambar 4. Reaksi Transesterifikasi ..............................................................
12
Gambar 5. Mekanisme Reaksi Oksidasi .......................................................
13
Gambar 6. Tahapan Proses Oksidasi............................................................
13
Gambar 7. Reaksi Polimerisasi Oksidasi ......................................................
14
Gambar 8. Reaksi Penguraian Hidroperoksida .............................................
14
Gambar 9. Struktur Butylated hydroxytoluene (BHT) ..................................
16
Gambar 10. Mekanisme Kerja Antioksidan BHT ...........................................
16
Gambar 11. Struktur tert-Butilhidrokuinon (TBHQ) .....................................
17
Gambar 12. Mekanisme Kerja Antioksidan TBHQ ........................................
17
Gambar 13. Reaksi Penghambatan Antioksidan Primer Terhadap
Radikal Lipida .............................................................................
19
Gambar 14. Antioksidan bertindak sebagai prooksidan pada konsentrasi
tinggi ...........................................................................................
19
Gambar 15. Diagram Alir Proses Pembuatan Biodiesel .................................
25
Gambar 16. Mekanisme Protonasi Karbonil dalam Pembentukan
Metil Ester ...................................................................................
32
Gambar 17. Penurunan Bilangan Asam Selama Pembuatan Biodiesel ..........
32
Gambar 18. Biodiesel Hasil Penelitian ...........................................................
33
Gambar 19. Grafik Pengaruh Jenis Antioksidan terhadap Peningkatan
Bilangan Peroksida Biodiesel Selama Penyimpanan ..................
36
Gambar 20. Grafik Hubungan Antara Jenis dengan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Bilangan Peroksida Pada Minggu Ke-empat .............
38
Gambar 21. Histogram Perubahan Bilangan Peroksida Biodiesel Pada Tiap
Kombinasi Perlakuan Selama Penyimpanan...............................
39
Gambar 22. Grafik Pengaruh Jenis Antioksidan terhadap Peningkatan
Bilangan Asam Biodiesel Selama Penyimpanan ........................
41
Gambar 23. Grafik Pengaruh Konsentrasi Antioksidan terhadap Kenaikan
Bilangan Asam Biodiesel + TBHQ ............................................
43
Gambar 24. Grafik Pengaruh Konsentrasi Antioksidan terhadap Kenaikan
Bilangan Asam Biodiesel + BHT................................................
43
Gambar 25. Grafik Pengaruh Konsentrasi Antioksidan terhadap Kenaikan
Bilangan Asam Biodiesel + Formula X ......................................
44
Gambar 26. Histogram Perubahan Bilangan Asam Biodiesel Pada Tiap
Kombinasi Perlakuan Selama Penyimpanan...............................
45
Gambar 27. Grafik Pengaruh Waktu terhadap Kenaikan Viskositas
Biodiesel Pada Berbagai Jenis Antioksidan ................................
47
Gambar 28. Histogram Perubahan Viskositas Biodiesel Pada Tiap
Kombinasi Perlakuan Selama Penyimpanan...............................
48
Gambar 29. Grafik Hubungan Antara Jenis dengan Konsentrasi Antioksidan
Terhadap Viskositas Biodiesel Pada Minggu Ke-empat............
49
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Gambar Bahan-Bahan yang Digunakan Dalam Pembuatan
Biodiesel ...................................................................................
55
Lampiran 2. Prosedur Analisis Sifat Fisiko Kimia Minyak Jarak
dan Biodiesel ..............................................................................
56
Lampiran 3. Nomenklatur...............................................................................
63
Lampiran 4. Rekapitulasi Analisis Bilangan Peroksida Biodiesel Dengan
Penggunaan Berbagai Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Selama Penyimpanan .................................................................
64
Lampiran 5. Rekapitulasi Analisis Bilangan Asam Biodiesel Dengan
Penggunaan Berbagai Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Selama Penyimpanan .................................................................
65
Lampiran 6. Rekapitulasi Analisis Viskositas Biodiesel Dengan
Penggunaan Berbagai Jenis dan Konsentrasi Antioksidan
Selama Penyimpanan ................................................................
66
Lampiran 7. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-1..............
67
Lampiran 8. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-2..............
61
Lampiran 9. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-3..............
62
Lampiran 10. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Peroksida Biodiesel Minggu ke-4..............
62
Lampiran 11. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-1 ....................
70
Lampiran 12. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-2 ....................
70
Lampiran 13. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-3 ....................
70
Lampiran 14. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Bilangan Asam Biodiesel Minggu ke-4 ....................
71
Lampiran 15. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-1 ............................
72
Lampiran 16. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-2 ............................
72
Lampiran 17. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-3 ............................
73
Lampiran 18. Rekapitulasi Data Uji Sidik Ragam dan Uji Lanjut Duncan
Terhadap Viskositas Biodiesel Minggu ke-4 ............................
74
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Sejak dahulu pemenuhan kebutuhan manusia akan sumber energi
khususnya untuk bahan bakar (transportasi, industri, dan rumah tangga),
hampir seluruhnya berasal dari minyak bumi (bahan bakar fosil). Bahan bakar
fosil berasal dari sisa kehidupan jutaan tahun yang lalu. Oleh karena itu, bahan
bakar ini digolongkan sebagai bahan bakar yang tidak terbarukan
(unrenewable) dan ketersediaannya di bumi semakin berkurang.
Kebutuhan energi yang semakin meningkat dan produksi minyak bumi
yang semakin menurun serta timbulnya pencemaran udara yang semakin
membahayakan, mendorong adanya usaha diversifikasi energi. Beberapa
usaha pengembangan energi alternatif dari sumberdaya yang terbarukan
(bioenergi) antara lain dapat berupa biodiesel, bioetanol, dan biogas.
Indonesia sangat berpotensi mengembangkan energi-bio seperti biodiesel,
mengingat Indonesia dikenal sebagai produsen minyak kelapa sawit mentah
(CPO/crude palm oil) terbesar kedua di dunia. Selain itu Indonesia juga
memiliki banyak sumber nabati lain yang dapat menghasilkan minyak, seperti
tanaman jarak pagar (Jatropha curcas, L). Selain memiliki kandungan minyak
yang tinggi, tanaman jarak pagar juga dapat tumbuh di lahan kritis yang
kekurangan air. Menurut Gubitz (1999), minyak jarak pagar tidak dapat
langsung dikonsumsi sebelum melalui proses detoksifikasi, mengingat
kandungan phorbol ester yang beracun oleh karena itu minyak jarak kurang
cocok dimanfaatkan sebagai minyak makan. Alasan inilah yang menjadikan
minyak jarak pagar berpotensial untuk diolah menjadi bahan bakar.
Biodiesel sangat berpotensi mengalami kerusakan oksidasi karena
terbuat dari minyak nabati yang memiliki asam lemak tidak jenuh yang tinggi.
Salah satu indikasi kerusakan oksidasi pada biodiesel adalah terjadinya
peningkatan bilangan asam, yang disebabkan karena adanya dekomposisi
senyawa peroksida dari hasil reaksi oksidasi. Kondisi keasaman yang tinggi
pada biodiesel, dikhawatirkan dapat menyebabkan kerusakan pada mesin
kendaraan. Oleh karena itu biodiesel memerlukan aditif berupa antioksidan
untuk menghambat terjadinya peristiwa oksidasi selama proses penyimpanan
ataupun dalam penggunaannya.
Kajian pengaruh antioksidan terhadap biodiesel dilakukan dengan
menggunakan tiga jenis antioksidan yaitu TBHQ, BHT, dan Formula X pada
berbagai tingkat konsentrasi. Parameter yang diamati adalah bilangan asam,
bilangan peroksida, dan viskositas biodiesel. Pengamatan akan dilakukan
setiap minggu selama 30 hari penyimpanan pada kondisi ruang. Antioksidan
yang dianggap paling efektif adalah yang dapat menahan kenaikan bilangan
asam, bilangan peroksida dan viskositas dengan nilai yang paling kecil.
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh jenis dan
konsentrasi beberapa jenis antioksidan (BHT, TBHQ, dan Formula X) dalam
menghambat reaksi oksidasi biodiesel selama penyimpanan. Selain itu untuk
mengetahui tingkat keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Tujuan
lain adalah untuk mengetahui potensi Formula X sebagai antioksidan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Tanaman jarak pagar berasal dari Mexico dan Amerika Tengah,
namun kini tanaman ini sudah banyak ditemui di Amerika Tengah dan
Selatan, Asia Tenggara, India, dan Afrika. Menurut Heyne (1987), klasifikasi
tanaman jarak pagar adalah sebagai berikut:
Divisi
: Spermatophyta
Subdivisi
: Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Euphorbiales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Jatropha
Spesies
: Jatropha curcas Linn.
Gambar 1. Tanaman jarak pagar (www.indobiofuel.com)
Gambar 2. Biji jarak pagar (www.indobiofuel.com)
Menurut Padua et al. (1999), tanaman jarak pagar merupakan tanaman
perdu dengan tinggi sekitar 2 m, memiliki tekstur daun yang kasar dan
bertajuk majemuk, bijinya yang masih muda berwarna hijau muda, namun
setelah tua akan berubah menjadi kuning dan akan mencapai kadar minyak
optimum ketika bijinya berubah warna menjadi kehitaman. Menurut Syah
(2006), tanaman ini tahan kekeringan dan dapat tumbuh di daerah dengan
curah hujan 200-1500 mm/tahun. Buahnya berbentuk elips dengan pajang satu
inchi, memiliki dua hingga tiga biji dengan kadar minyak dalam inti biji
54,2% atau sekitar 31,5% dari berat total biji. Umur lima bulan sudah mulai
berbuah dan produktivitas tertinggi dicapai ketika tanaman berumur lima
tahun. Umur produktif jarak pagar mencapai 50 tahun. Produktivitas per
pohon jarak mencapai 2 - 2,5 kg biji kering. Dalam 1 ha lahan dengan 2.000
batang pohon, akan menghasilkan 4-5 ton biji kering dalam setahun. Satu ton
biji kering akan menghasilkan 200-300 liter minyak jarak. Sehingga, 1 ha
lahan akan menghasilkan 1.000 liter - 1.500 liter minyak jarak. Rendemen
minyak yang dapat diperoleh dari biji kering bervariasi dari 30 – 50 %
tergantung dari cara mengekstrak atau jenis alat pengepresnya.
Biji jarak merupakan bagian dari tanaman jarak yang memiliki arti
penting karena mengandung minyak jarak yang cukup tinggi. Jarak pagar
terdiri dari 75 % kernel dan 25% kulit. Kira-kira dua per tiga dari berat kernel
terdiri dari minyak. Komposisi biji jarak menurut Gubitz (1999), dapat dilihat
pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi bagian buah jarak pagar
Unsur
Biji
Kulit
Daging
Basis kering
(%)
94.2 – 96.9
89.8 – 90.4
Protein kasar
(%)
22.2 – 27.2
4.3 - 4.5
56.4 -63.8
Lemak
(%)
56.8 – 58.4
0.5 – 1.4
1 – 1.5
Abu
(%)
3.6 – 4.3
2.8 – 6.1
9.6 – 10.4
Neutral detergent fiber (%)
3.5 – 3.8
83.9 - 89.4
8.1 – 9.1
Acid detergent fiber
2.4 – 3
74.6 – 78.3
5.7 – 7.0
0.0 - 0.2
45.1- 47.5
0.1 – 0.4
30.5 – 31.1
19.3 – 19.5
18 – 18.3
(%)
Acid detergent lignin (%)
Gross energi (MJ/kg)
100
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kandungan terbesar dalam biji
jarak adalah minyak, oleh karena itu biji jarak berpotensi dimanfaatkan
sebagai sumber bahan baku untuk pembuatan biodiesel. Selain diambil
minyaknya, bungkil biji jarak juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku
biogas, pupuk kompos, dan herbisida.
B. MINYAK JARAK PAGAR
Menurut Gubitz (1999), minyak jarak dapat dimanfaatkan untuk
berbagai keperluan. seperti untuk pembuatan sabun, untuk insektisida, sebagai
bahan bakar penerangan dan kompor jarak pagar atau dapat dimanfaatkan
sebagai obat-obatan tradisional. Selain itu, jika diolah melalui proses
eseterifikasi transesterisikasi akan menghasilkan produk berupa biodiesel yang
dapat digunakan untuk pembangkit genset, kendaraan diesel, dan burner.
Minyak jarak pagar juga digunakan untuk pemakaian langsung, namun hal ini
tidak direkomendasikan untuk bahan bakar mesin diesel konvensional.
Minyak jarak pagar memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh yang tinggi,
khususnya asam oleat yang memiliki bobot molekul tinggi (282). Menurut
Gubitz (1999), komponen asam lemak dalam minyak jarak pagar dapat dilihat
pada Tabel 2.
Tabel 2. Komponen asam lemak dalam minyak jarak pagar
Asam lemak
∑ atom C &
(%)
ikatan rangkap
Asam miristat
14:0
0-0.1
Asam palmitat
16:0
14.1-15.3
Asam stearat
18:0
3.7-9.8
Asam arakidat
20:0
0-0.3
Asam behenat
22:0
0-0.2
Asam palmitoleat
16:1
0-1.3
Asam oleat
18:1
34.3-45.8
Asam linoleat
18:2
29.0-44.2
Asam linolenat
18:3
0-0.3
Minyak jarak pagar mengandung racun berupa phorbol ester dengan
jumlah sekitar 0.03-3.4 %, sehingga kurang cocok digunakan sebagai minyak
makan. Oleh karena itu, jika akan digunakan sebagai minyak makan, maka
phorbol esternya harus dihilangkan terlebih dahulu. Minyak jarak pagar
memiliki sifat sangat mudah larut dalam etil alkohol dan asam asetat glasial,
namun kurang larut dalam petroleum karena adanya gugus hidroksil dalam
asam oleat. Menurut Hambali et al. (2006), sifat fisik minyak jarak pagar
dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Sifat fisik minyak jarak pagar
Sifat - sifat
Viskositas pada 30oC
o
Satuan
mm2/s (cSt)
3
Nilai
49.15
Bobot Jenis pada 15 C
g/cm
0.917 – 0.963
Bilangan Asam
mg KOH/g sampel
4.75
Bilangan Iod
g iod/100 g minyak
96.5
Warna
Bening
Bilangan Sulfur
ppm