28 Gambar 7. Hasil plot model GAB lanjutan
Parameter penting lain yang didapat melalui data pada Lampiran 3 adalah kadar air monolayer. Data tersebut memperlihatkan model BET dan
GAB yang menghasilkan kadar air monolayer yaitu 3,00 – 4,36 bk. Kadar air monolayer merupakan parameter dimana air terikat kuat di dalam
biji jarak pagar sehingga biji jarak pagar tidak mengalami kerusakan karena air pada saat penyimpanan. Hal ini terbukti pada kadar air kesetimbangan di
bawah 4,36 bk menunjukkan bahwa asam lemak bebas yang terbentuk paling tinggi adalah 3,9. Nilai tersebut masih berada diselang asam lemak
bebas awal sebelum penyimpanan yaitu 2,61 - 4,64. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa pada kadar air monolayer tidak terjadi kerusakan minyak
setelah masa kesetimbangan berdasarkan pengukuran asam lemak bebas.
D. HUBUNGAN ANTARA KADAR ASAM LEMAK BEBAS DENGAN
KADAR AIR KESETIMBANGAN BIJI JARAK PAGAR
Tingkat kerusakan biji jarak pagar dapat diukur dengan mengukur asam lemak bebas. Keberadaan asam lemak bebas akan mengganggu proses
produksi biodiesel. Keadaan ini terjadi karena katalis alkalin tidak mempercepat reaksi transesterifikasi melainkan bereaksi dengan asam lemak
bebas membentuk sabun. Akibatnya, jumlah katalis dan asam lemak yang digunakan dalam proses esterifikasi akan berkurang selanjutnya rendemen
biodiesel yang dihasilkan juga berkurang. Selain itu sabun juga mengemulsi
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7 0,8
0,9 1
E M
C
a
w
Desorpsi 40°C
prediksi GAB percobaan
29 metil ester dengan gliserol sehingga metil ester dan gliserol semakin sulit
dipisahkan. Pembentukan asam lemak bebas terjadi melalui oksidasi dan hidrolisis.
Reaksi tersebut sangat bergantung pada kandungan asam lemak penyusunnya. Minyak yang mengandung asam lemak tidak jenuh cenderung mudah
teroksidasi, sedangkan minyak dengan asam lemak jenuh lebih mudah terhidrolisis Kardiyono, 2010. Dengan demikian reaksi yang lebih mudah
terjadi pada biji jarak pagar adalah oksidasi dibanding hidrolisis karena tingginya kandungan asam lemak tidak jenuh yaitu asam oleat 40 dan
asam linoleat 37. Terlepasnya asam lemak menjadi asam lemak bebas bisa terjadi pada
penyimpanan biji jarak pagar maupun minyak jarak pagar. Pembentukan asam lemak bebas akan menjadi lebih cepat jika penanganan biji jarak pagar
tidak tepat. Data yang dihasilkan penelitian ini menunjukkan adanya hubungan antara kadar asam lemak bebas ALB dengan kadar air
kesetimbangan EMC biji jarak pagar yang dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 memperlihatkan jumlah asam lemak bebas fluktuatif terhadap
a
w
terutama pada suhu 30°C. Kadar asam lemak bebas pada dua a
w
tertinggi yaitu a
w
0,78 dan 0,82 pada kedua grafik cenderung tinggi. Hal ini terjadi akibat kadar air kesetimbangan yang tinggi. Air yang terdapat di dalam biji
menyebabkan terjadinya hidrolisis dan isomerisasi dengan peroksida dan hidroperoksida hasil oksidasi yang menguraikan minyak menjadi asam lemak
bebas dan gliserol. Selain air tumbuhnya kapang juga memicu terbentuknya asam lemak bebas . Kapang yang tumbuh terutama diduga adalah Aspergillus
flavus, A. restrictus, A. tamari, Cladosporium sp., C. cladosporioides, Colletorichum sp, Eurotium chevalieri, E rubrum, Fusarium semitectum, F.
verticillioides, Lasiodiplodia sp, Libertella sp, Penicillium citrium dan P. oxalicum Kardiyono, 2010. Aspergillus, Cladosporium dan Penicillium
sering diisolasi dari biji-bijian yang mengandung minyak tinggi Ketaren, 2005. Kapang tersebut mampu menghidrolisis lemak menjadi gliserol dan
asam lemak bebas. Oleh karena lemak merupakan substrat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan kapang.
30 Tabel 4. Kadar asam lemak bebas biji jarak pagar
pertumbuhan kapang sedikit ,pertumbuhan kapang banyak
Tingginya kadar asam lemak bebas pada a
w
lainnya diduga karena lamanya
masa kesetimbangan.
Masa kesetimbangan
yang lama
mengakibatkan biji jarak pagar lebih lama terpapar udara yang mengandung air. Air merupakan pereaksi hidrolisis atau dapat berisomerisasi dengan
peroksida dan hidroperoksida ketika oksidasi. Reaksi hidrolisis dan oksidasi yang lama mengakibatkan asam lemak bebas yang terbentuk semakin tinggi.
Berdasarkan data yang ditampilkan di atas terlihat bahwa kadar air kesetimbangan memiliki hubungan yang positif dengan terbentuknya asam
lemak bebas. Hubungan antara kadar air kesetimbangan dan kadar asam lemak bebas pada biji jarak pagar mampu digambarkan oleh persamaan
polinom. Hal ini dapat diketahui karena nilai modulus deviasi P persamaan polinom paling kecil dibanding persamaan asam lemak bebas konstan dan
linier. Nilai modulus deviasi ketiga persamaan tersebut ada pada Tabel 5. Oleh karena asam lemak bebas memiliki hubungan yang positif terhadap
kadar air kesetimbangan maka pengendalian asam lemak bebas dapat dilakukan dengan mengendalikan kadar air kesetimbangan.
Garam a
w
Biji kering adsorpsi Biji basah desorpsi
30°C 40°C
30°C 40°C
ZnCl
2
0,137 3,84
2,03 3,14
2,74 NaOH
0,146 3,90
1,34 3,21
2,69 CH
3
COOK 0,268
5,39 1,69
4,78 2,56
MgCl
2
0,366 4,92
1,88 3,05
2,86 K
2
CO
3
0,429 6,39
2,07 3,59
3,75 NaBr
0,537 5,61
2,40 4,61
3,04 NaCl
0,684 3,09
3,75 3,92
4,01 NH
4 2
SO
4
0,705 4,46
3,61 4,30
4,59 KNO
3
0,789 4,71
4,66 7,42
3,94 K
2
SO
4
0,825 6,15
9,13 8,66
5,00
31 Tabel 5. Modulus deviasi P hubungan antara EMC dan ALB
Model Modulus Deviasi P
30°C 40°C
Biji basah Biji kering
Biji basah Biji kering
ALB = konstan 29,14
18,96 21,80
58,03 Linear
27,62 17,69
13,15 15,80
Polinom 11,92
14,84 8,08
11,97
y = c; y = a.x + b; y = a.x
3
+ b.x
2
+ c.x + d, dimana y dan x adalah ALB dan EMC, dengan a, b, c dan d adalah konstanta untuk masing-masing persamaan
Penyimpanan biji jarak pagar sebaiknya dilakukan pada suhu antara 30 dan 40°C dan kelembaban relatif paling tinggi 70. Pada kelembaban di
atas itu akan terjadi pertumbuhan kapang yang dapat merusak minyak. Namun demikian jika penyimpanan pada kelembaban relatif tinggi tidak
dapat terhindarkan maka sebaiknya digunakan desinfektan seperti asap cair dan natrium hipoklorida Kardiyono 2010. Selain itu bisa juga dilakukan
pengemasan dengan menggunakan plastik PP polipropilen untuk mencegah penurunan mutu minyak Nugroho, 2010.
32
V. KESIMPULAN DAN SARAN
