Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
KAJIAN PENANGANAN BAHAN DAN METODE
PENGERINGAN TERHADAP MUTU BIJI DAN MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
VERRA MELLYANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kajian Penanganan Bahan dan
Metode Pengeringan terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Verra Mellyana
NIM F153070091
ABSTRACT
VERRA MELLYANA. Handling and Drying Method of Jatropha curcas L. for
Quality Measurement of Dried Seed and Castor Oil. Under direction of USMAN
AHMAD and SRI WIDOWATI.
Energy is consumed in many sectors such as industry, transportation, and
household. Most of the source of energy nowadays are obtained from fosil, which
is predicted available for less than 10-15 upcoming years, and should be
replaced by renewable energy. One of potential renewable energy to considered
is Jatropha, a plant with seeds containing oil that can be processed into
biodiesel. As a part of plant, fruit of Jatropha should be treated properly after
harvest to maintain its oil in the seeds, so that good physical and chemical
properties of the oil extracted from the seed can be obtained. This research is
aim to develop method of handling of the harvested Jatropha fruits, including its
drying, to maintain quality of the seeds and oil resulted from extraction. Different
combinations of preparation (fresh, seed and steamed seed) and drying
(temperature of 50, 60, 70 oC and natural sun drying), have been investigated.
The results showed that the best treatment was seed drying at 70 oC with the
drying time of 4.83 hour, oil rate of 40.06%, and oil yield of 28.59%. Quality of the
seeds which fulfilled Standard National Indonesia (SNI) 01-1677-1989 were
broken seed (0.57%), cracked seed (0.20 %), foreign object (0%), moisture
content (6.08%). However, the highest oil extraction (40.06%) was not satisfy SNI
01-1677-1989. This case, quality of castor oil which qualified SNI 01-1904-1990
were oil moisture content (0.23%) and acid value (0.33 mg KOH/g), but refractive
index (1.6209), iod number (54.31) and saponification number (67.30) were
unqualified.
Key word: Jatropha, drying, seed, castor oil
RINGKASAN
VERRA MELLYANA. Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan
terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Dibimbing oleh
USMAN AHMAD dan SRI WIDOWATI.
Persediaan minyak dunia untuk keperluan industri, transportasi, dan rumah
tangga hanya mencukupi untuk 10-15 tahun mendatang, sehingga diperlukan
suatu sumber energi terbarukan. Salah satu tanaman yang sangat potensial
sebagai sumber energi terbarukan adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.).
Minyak yang dihasilkan dari biji jarak pagar harus memenuhi syarat agar dapat
digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Tujuan penelitian ini adalah
menentukan metode penanganan bahan dan suhu pengeringan yang optimal
untuk mempertahankan mutu dari biji dan minyak jarak pagar.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Hasil Pertanian di
Leuwikopo, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Balai Besar Litbang
Pascapanen Pertanian, Bogor pada bulan Januari sampai Agustus 2009. Bahan
yang digunakan adalah buah jarak dari PT. Panjiwaringin di Kecamatan
Malingping, Kabupaten Lebak, Kota Banten dengan umur petik 90 hari setelah
pembungaan.
Buah masing-masing 10 kg diberi perlakuan yang berbeda. Perlakuan
pertama, buah jarak dikupas sehingga diperoleh biji, kemudian dikeringkan;
perlakuan kedua, buah jarak dikupas kemudian dikukus selama 5 menit dan
dikeringkan; dan perlakuan ketiga, buah jarak langsung dikeringkan kemudian
dikupas untuk mendapatkan biji. Proses pengeringan dilakukan secara manual
(penjemuran) dan mekanis (suhu 50, 60, dan 70 ºC). Penelitian ini menggunakan
rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor (penanganan bahan dan
suhu pengeringan) dan tiga ulangan. Analisis yang dilakukan meliputi mutu biji
jarak kering yaitu mutu (biji jarak rusak, biji jarak pecah, benda-benda asing, dan
kadar air, dan kadar minyak)(SNI No. 01-1677-1989); dan mutu minyak biji jarak
meliputi mutu (indeks bias, kadar air, bilangan iod, bilangan penyabunan, dan
bilangan asam)(SNI No. 01-1904-1990).
Hasil terbaik untuk memperoleh biji jarak adalah pengupasan buah segera
setelah panen, kemudian biji yang diperoleh dikeringkan dengan menggunakan
alat pengering pada suhu 70 oC dengan parameter waktu pengeringan tercepat
(4.83 jam) yang menghasilkan rendemen minyak tertinggi (28.59%) serta
menghasilkan mutu yang baik. Untuk mutu biji jarak yang dihasilkan dan
memenuhi SNI No. 01-1677-1989 diantaranya rata-rata biji jarak rusak terendah
(0.57%); rata-rata biji jarak pecah terendah (0.20%); rata-rata benda asing (0%);
dan rata-rata kadar air biji terendah (6.08%) dengan kadar minyak sebesar
40.06%. Akan tetapi kadar minyak (40.06%) yang merupakan kadar minyak yang
tertinggi dari semua perlakuan ini, masih belum memenuhi SNI No. 01-16771989. Sedangkan mutu minyak yang memenuhi SNI No. 01-1904-1990
diantaranya kadar air minyak terendah (0.23%) dan bilangan asam terendah
(0.33 mg KOH/g); dan yang tidak memenuhi adalah rata-rata indeks bias
(1.6209), bilangan iod (54.31) dan bilangan penyabunan (67.30).
Pengukusan biji sebelum dilakukan pengeringan memberikan hasil yang
kurang baik, karena meningkatkan bilangan asam (0.59 mgKOH/g dari perlakuan
terbaik), yang merupakan faktor penentu kualitas minyak, menurunkan kadar
iv
minyak dalam biji (7.97% dari perlakuan terbaik), dan waktu pengeringan lebih
lama (2 jam dari perlakuan terbaik). Pengeringan dalam bentuk buah
memberikan hasil yang kurang baik, karena menurunkan kadar minyak biji jarak
(6.51% dari perlakuan terbaik) dan waktu pengeringan lebih lama (11.17 jam dari
perlakuan terbaik). Pengeringan dengan penjemuran (biji, biji kukus dan buah),
pengeringan dalam bentuk buah, dan pemberian perlakuan pengukusan biji
sebelum dilakukan pengeringan memberikan hasil yang kurang baik.
Pengeringan dengan penjemuran (biji, biji kukus dan buah) memberikan hasil
yang kurang baik, karena dapat menurunkan kadar minyak (5.26-8.62% dari
perlakuan terbaik) dan waktu pengeringan lebih lama tergantung dari ada
tidaknya sinar matahari (9.17-19.17 jam dari perlakuan terbaik). Untuk penelitian
selanjutnya, perlu adanya kajian mengenai alat pengepres yang memiliki ukuran
penekanan yang dapat diukur sehingga diperoleh daya tekan yang sama untuk
semua perlakuan.
Kata kunci: Jatropha, pengeringan, penjemuran, minyak
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2010
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
KAJIAN PENANGANAN BAHAN DAN METODE
PENGERINGAN TERHADAP MUTU BIJI DAN MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
VERRA MELLYANA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Pascapanen
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Tesis
:
Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan
terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.)
Nama
:
Verra Mellyana
NRP
:
F153070091
Program Studi
:
Teknologi Pascapanen
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Sri Widowati, M. AppSc
Anggota
Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr
Ketua
Diketahui
Ketua Program Studi
Teknologi Pascapanen
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M. Agr
Prof. Dr. Ir. Khairil A Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 26 Januari 2010
Tanggal Lulus :
Penguji Luar Komisi pada ujian Tesis : Dr.Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si
HALAMAN PERSEMBAHAN
Hidup bagaikan roda yang berputar, keajaiban membawa
kau berada di atas, dan kesombongan mengantarkan
kembali kau ke bawah
Ikuti kata hatimu untuk menentukan
suatu pilihan
Dengan segala cinta kupersembahkan karya indah
ini untuk Papa, Mama, Debby, Noni, dan Deff
“I can’t survive without you”
PRAKATA
Bismillahirrohmanirrohim. Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah
SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga dapat menyelesaikan penelitian
dengan judul “Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan terhadap
Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)”.
Ucapan terima kasih tak terhingga penulis sampaikan kepada Ayahanda
yang terkasih Hartono dan ibunda tersayang Evie Anie atas dukungan doa, moril
dan materi, serta kasih sayang yang tak ternilai harganya. Adikku Debby Lellyana,
S.Si dan Ellyana Tria Anggarani, SE tersayang serta Defiana Arnaldy, S.TP,
M.KOM tercinta yang selalu memberikan kasih sayang dan mendoakan penulis
sehingga ter-support untuk menyelesaikan usulan penelitian ini dengan sebaikbaiknya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr dan Dr. Ir. Sri Widowati,
M.App.Sc selaku dosen pembimbing yang telah bersedia memberikan bimbingan
dan arahan yang sangat bermanfaat untuk pengembangan wawasan penulis,
serta Prof. Dr. Ir. Atjeng M.Syarief, M.SAE dan Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si
yang telah berkenan menjadi penguji luar komisi.
Penghargaan juga penulis sampaikan kepada Kepala Badan
Pengembangan Sumber Daya Manusia, Departemen Pertanian atas beasiswa
yang diperoleh penulis selama melaksanakan pendidikan S2 ini, Kepala Balai
Besar Pelatihan Pertanian Binuang, Kalimantan Selatan yang telah memberikan
izin kepada penulis untuk melaksanakan tugas belajar; Program Kerjasama
Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T), Badan Litbang
Pertanian dan MITSUBISHI Corporation yang telah membantu biaya penelitian
dan penyusunan Tesis.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan untuk teman-teman
seperjuangan TPP 2007 (P’Kardi, T’Eti, M’Ida, M’Agus, Ria, Bambang dan Yeni),
P’Sulyaden (teknisi Lab.TPPHP), P’Joko (Administrator TPP), TPP 2008&2009,
Teman-teman kantor Binuang (P’Kusharyono, P’Anwar, P’Yanto, P’Marhaen,
P’Sadikin, B’Nani, B’Herni, B’ Nila, C’Imis, Ipit, Atul, dll), serta semua pihak
yang telah tulus membantu dan tidak dapat penulis ucapkan satu persatu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan,
khususnya bagi upaya pengembangan evaluasi mutu biji dan minyak jarak pagar
di Indonesia. Amin.
Bogor, Februari 2010
Verra Mellyana
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Januari 1981
di Bandung, Jawa Barat. Putri pertama dari tiga
bersaudara dari pasangan Ayahanda Hartono dan
Ibunda Evie Anie.
Pendidikan
Pertanian,
S1
Fakultas
ditempuh
Teknologi
di
Jurusan
Teknik
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor (IPB), lulus tahun 2003 dengan
predikat sangat memuaskan dan pada tahun yang sama
penulis diterima sebagai pegawai negeri sipil di Departemen Pertanian, serta
ditempatkan di Balai Besar Pelatihan Pertanian Binuang-Kalimantan Selatan.
Pada tahun 2007 penulis mendapat kesempatan mengikuti pendidikan
program Magister di Jurusan Teknologi Pascapanen, Fakultas Teknologi
Pertanian IPB. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Badan
Pengembangan Sumber Daya Manusia, Departemen Pertanian. Selama
mengikuti program S2, penulis mendapatkan penghargaan prestasi akademik
gemilang (IP = 4.00) selama semester satu sampai semester tiga.
e-mail : verra_mellyana@yahoo.com
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL...............................................................................................xiii
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xiv
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................xvi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
Tujuan Penelitian............................................................................................ 2
Manfaat Penelitian.......................................................................................... 2
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 3
Jarak Pagar .................................................................................................... 3
Biji Jarak Pagar .............................................................................................. 4
Pengeringan ................................................................................................... 6
Parameter Mutu Biji Jarak Kering................................................................... 9
Parameter Mutu Minyak Biji Jarak................................................................ 10
Hasil Penelitian Sebelumnya........................................................................ 12
METODE PENELITIAN .................................................................................... 14
Waktu dan Tempat ....................................................................................... 14
Bahan dan Alat ............................................................................................. 14
Metode Penelitian......................................................................................... 15
Analisis Mutu Biji Jarak Kering ..................................................................... 19
Analisis Mutu Minyak Biji Jarak .................................................................... 22
Pengukuran Parameter Lain......................................................................... 26
Rancangan Percobaan................................................................................. 29
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 31
Laju pengeringan.......................................................................................... 32
Pengaruh Penanganan Bahan dan Suhu Pengeringan terhadap Mutu
Biji Jarak Kering............................................................................................ 36
Pengaruh Penanganan Bahan dan Suhu Pengeringan terhadap Mutu
Minyak Biji Jarak........................................................................................... 42
Pengukuran Parameter Lain......................................................................... 49
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 58
Kesimpulan................................................................................................... 58
Saran ............................................................................................................ 58
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 59
LAMPIRAN ....................................................................................................... 62
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Spesifikasi persyaratan mutu biji jarak dan minyak biji jarak..................... 5
2
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata biji jarak rusak ....................................... 37
3
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata biji jarak pecah ...................................... 38
4
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata benda-benda asing ............................... 39
5
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata kadar air biji jarak.................................. 40
6
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata kadar minyak biji jarak .......................... 41
7
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata indeks bias minyak jarak....................... 42
8
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata kadar air minyak jarak (%) .................... 43
9
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan iod minyak jarak ..................... 45
10
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan penyabunan minyak jarak ...... 46
11
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan asam minyak jarak ................. 48
12
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan asam minyak jarak ................. 51
13
Rata-rata nilai warna L*a*b minyak hasil pengepresan ........................... 52
14
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata berat jenis minyak jarak ........................ 54
15
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata densitas kamba biji jarak....................... 55
16
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata berat biji jarak ....................................... 55
17
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata waktu pengeringan ............................... 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Buah dan biji jarak pagar (Hambali et al. 2007ª) ....................................... 4
2
Diagram alir penanganan jarak pagar. ...................................................... 7
3
Experimental dryer .................................................................................. 14
4
(a) Alat pemecah biji jarak dan (b) alat pengepres biji jarak.................... 15
5
Penanganan bahan awal......................................................................... 15
6
Perlakuan penanganan bahan dalam bentuk biji. (a) buah utuh, (b)
buah terkupas, (c) biji sortasi, dan (d) proses pengeringan biji. .............. 16
7
Perlakuan penanganan bahan dalam bentuk biji. (a) proses
pengukusan, (b) biji hasil pengukusan, dan (d) proses pengeringan
biji kukus.................................................................................................. 16
8
Perlakuan penanganan bahan dalam bentuk buah (a) pengeringan
awal, (b) pengeringan akhir, (c) perubahan warna buah, dan (d)
buah kering. ............................................................................................. 17
9
Proses penjemuran. (a) penjemuran saat cuaca mendung dan
hujan, dan (b) penjemuran saat cuaca cerah .......................................... 17
10
Diagram alir penelitian ............................................................................. 18
11
(a) buah yang telah ditimbang, (b) gelas ukur yang telah diberi air,
dan (c) buah dalam gelas ukur. ............................................................... 28
12
(a) gelas ukur kosong dan (b) gelas ukur berisi minyak. ......................... 29
13
Biji jarak dengan berbagai macam perlakuan. ........................................ 31
14
(a) biji kering hasil pengeringan dengan alat pengering dan (b) biji
kering hasil penjemuran. ......................................................................... 32
15
Laju pengeringan biji jarak pada suhu 50, 60 dan 70 oC. ........................ 33
16
Laju pengeringan biji kukus pada suhu 50, 60 dan 70 oC. ...................... 33
17
Laju pengeringan buah pada suhu 50, 60 dan 70 oC............................... 34
18
Laju pengeringan penjemuran (a) biji, (b) biji kukus, dan (c) buah.......... 35
19
(a) biji berjamur, (b) biji masih muda, dan (c) biji keriput. ........................ 36
20
(a) uji kualitas, (b) saringan dengan diameter 2 mm, dan (c) biji jarak
pecah.
.............................................................................................. 37
21
(a) benda-benda asing dalam cawan, dan (b) perbesaran gambar......... 38
22
(a) penyimpanan cawan berisi biji dalam oven, (b) timbangan dan
desikator, (c) biji dalam cawan. ............................................................... 39
23
(a) pemberian heksan pada tabung, (b) pemanasan, (c) sisa minyak
bercampur air, (d) penguapan air, dan (e) minyak yang tersisa. ............. 40
24
Persentase kulit buah, biji dan sisa. ........................................................ 49
25
(a) biji yang telah dihaluskan, (b) biji halus dalam kain blacu, dan
dan (c) minyak hasil pengepresan........................................................... 50
xv
26
Minyak hasil pengepresan....................................................................... 51
27
Nilai warna L*a*b minyak jarak pagar...................................................... 53
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap biji jarak rusak ..................................................... 63
2
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap biji jarak pecah .................................................... 63
3
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap benda-benda asing.............................................. 63
4
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar air oven awal biji jarak ............................... 63
5
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar air oven akhir biji jarak............................... 64
6
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar minyak jarak .............................................. 64
7
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap indeks bias minyak jarak ..................................... 64
8
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar air minyak jarak ......................................... 64
9
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap bilangan iod minyak jarak .................................... 65
10
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap bilangan penyabunan minyak jarak ..................... 65
11
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap bilangan asam minyak jarak ................................ 65
12
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap rendemen minyak jarak ....................................... 65
13
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap berat jenis minyak jarak....................................... 66
14
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap densitas kamba biji jarak ..................................... 66
15
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap berat biji jarak ...................................................... 66
16
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap waktu pengeringan .............................................. 66
17
Kadar air biji, biji kukus dan buah pada berbagai suhu pengeringan ...... 67
18
Laju pengeringan biji, biji kukus dan buah pada berbagai suhu
pengeringan............................................................................................. 69
19
Kadar air dan laju pengeringan penjemuran biji, biji kukus dan buah ..... 71
20
Data pemutuan biji jarak pagar hasil pengeringan .................................. 77
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manusia
menggunakan
energi
untuk
berbagai
keperluan
industri,
transportasi, dan rumah tangga. Hingga saat ini, hampir semua negara
bergantung sepenuhnya pada bahan bakar fosil sebagai sumber energi. Hal ini
tidak dapat dibiarkan berlangsung lebih lama lagi karena persediaan minyak
dunia hanya mencukupi untuk 10-15 tahun mendatang (Hambali et al. 2007a),
sedangkan di Indonesia untuk 23 tahun mendatang (Hambali et al. 2007b).
Eksploitasi minyak mineral sebagai bahan bakar yang tidak dapat
diperbaharui
secara
terus
menerus
telah
melambungkan
harga
dan
melumpuhkan mobilitas manusia. Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukan suatu
sumber energi terbarukan, salah satunya adalah biomassa. Teknologi konversi
biomassa pada tingkat produksi menghasilkan bahan bakar hayati (biofuel), yaitu
biodiesel, bioetanol, dan biogas. Diantara ketiganya, biodiesel merupakan produk
bahan bakar hayati yang paling potensial untuk dikembangkan. Sebagai negara
agraris, dengan potensi biodiversitas yang tinggi, Indonesia memiliki banyak
tanaman yang dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Salah satu
tanaman yang sangat potensial adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.).
Hal yang perlu dicermati dalam teknologi pembuatan biodiesel adalah
menjaga jangan sampai terbentuk keasaman yang tinggi karena kurangnya
pengetahuan
dalam
prosedur
proses
pengolahannya.
Minyak
dengan
keasamannya lebih tinggi dari standar akan merusak mesin secara fatal
(Sudrajat 2006). Menurut Hambali (2007), minyak dengan tingkat keasaman
yang tinggi seperti minyak jarak pagar tidak dapat diolah menjadi biodiesel
dengan prosedur standar (transesterifikasi) karena proses tersebut mempunyai
syarat kadar keasamanan (bilangan asam) maksimal dua. Keasaman minyak ini
tidak akan menurun dengan proses transesterifikasi karena proses tersebut
hanya mampu mengubah trigliserida menjadi biodiesel, bukan mengubah asam
lemak bebas yang justru merupakan sumber keasaman dari minyak tersebut.
Asam lemak bebas ini akan memblokir reaksi pembentukan metil ester
(biodiesel), dengan terbentuknya reaksi sabun sehingga metanol tidak dapat
bereaksi dengan trigliserida. Adanya asam lemak bebas sebagai sumber
peningkatan keasaman minyak berdampak terhadap peningkatan konsumsi
metanol dari normalnya 20% menjadi 40% bahkan bisa lebih tinggi lagi sehingga
2
dalam proses produksi biodiesel harus menggunakan dua tahap yang dikenal
dengan esterifikasi transesterifikasi (estrans). Selain itu rendemen biodiesel juga
menurun sebesar 20-30% tergantung besarnya reaksi penyabunan (Sudrajat et
al. 2006). Hal ini dapat meningkatkan biaya pengolahan biodiesel sehingga
sangat merugikan dan tidak ekonomis.
Penelitian mengenai biji jarak ini telah banyak dilakukan, tetapi umumnya
hasil pengolahannya memiliki tingkat keasaman tinggi. Penanganan pascapanen
yang baik untuk mengurangi keasamaan yang tinggi yaitu dengan memetik buah
jarak langsung dari pohonnya, tidak menggunakan buah jarak yang telah jatuh di
tanah. Buah jarak yang baru dipanen masih mengandung kadar air yang tinggi
yang dapat mempercepat pertumbuhan mikroorganisme, sehingga menyebabkan
terjadinya kerusakan baik secara fisik maupun kandungan kimianya. Hal inilah
yang membuat umur simpan menjadi sangat pendek dan susut penyimpanan
yang besar apabila tidak dilakukan perlakuan pra-penyimpanan. Salah satu
proses yang dapat mempertahankan mutu biji jarak adalah dengan melakukan
pengeringan disamping penanganan pascapanen yang baik di lapangan.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian meliputi tujuan umum dan khusus untuk mencapai hasil
optimal. Tujuan umum adalah untuk mempertahankan mutu biji jarak selama
penanganan bahan dan proses pengeringan. Tujuan khusus adalah menentukan
metode penanganan bahan dan metode pengeringan yang optimal untuk
mempertahankan mutu biji dan minyak jarak pagar.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi sebagai berikut (1)
memecahkan masalah rendahnya mutu biji jarak pagar untuk pemenuhan
industri (2) Informasi karakteristik mutu biji jarak akibat penanganan pasca panen
(3) Informasi dalam menyusun standar operasional penanganan (SOP)
pascapanen jarak pagar bagi pelaku agribisnis jarak pagar.
TINJAUAN PUSTAKA
Jarak Pagar
Di Indonesia terdapat berbagai jenis tanaman jarak diantaranya jarak
kepyar (Ricinus communis), jarak bali (Jatropha podagrica), jarak ulung (Jatropha
gossypifolia L.) dan jarak pagar (Jatropha curcas L.). Keempat jenis tanaman ini
dapat menghasilkan minyak, yang berpotensi sebagai bahan baku untuk
pembuatan biodiesel. Namun demikian, tanaman jarak pagar (Jatropha curcas
L.) memiliki potensi yang lebih besar sebagai bahan bakar (biodiesel) karena
viskositasnya yang lebih rendah dibandingkan jenis lainnya (Faradisa 2006).
Secara taksonomi, tumbuhan jarak pagar masih berkerabat dengan jarak
kepyar, tetapi berbeda kandungan asam lemaknya. Minyak jarak pagar terdiri
dari trigliserida dengan rantai asam lemak lurus dengan atau tanpa ikatan
rangkap, sedangkan minyak jarak kepyar memiliki cabang hidroksil. Perbedaan
struktur ini menyebabkan manfaat penggunaan dua minyak tersebut juga
berbeda. Minyak jarak kepyar lebih cocok diaplikasikan sebagai bahan pelumas
dibandingkan sebagai bahan bakar. Urutan klasifikasi ilmiah tanaman jarak pagar
dapat dilihat sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi
: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Subdivisi
: Angiospermae (berbiji tertutup)
Kelas
: Dicotyledonae (berkeping dua)
Ordo
: Euphoriales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Jatropha
Spesies
: Jatropha curcas L.
Jarak pagar berasal dari Meksiko dan Amerika Tengah, dan dikenal dengan
nama jarak kosta di daerah melayu, jarak kusta di daerah Sunda, kalele di
Madura, jarak pagar di Bali, bintalo di Gorontalo, dan balacai hisa di Ternate.
Banyak manfaat yang dapat diperoleh dari tanaman jarak pagar ini. Tanaman
dapat digunakan sebagai pencahar maupun sebagai racun. Rebusan akar dan
daunnya dapat digunakan sebagai obat diare. Di Indonesia, daunnya banyak
sekali digunakan sebagai penutup luka/antiseptik (Padua et al. 1999). Getahnya
mengandung alkaloid jatrophine yang berkhasiat sebagai antikanker, penyakit
kulit dan rematik. Kulit batang dapat digunakan sebagai pewarna kain alami,
4
namun harus hati-hati karena cairan kulit batangnya dapat meracuni ikan dan
akarnya sebagai penawar gigitan ular (Nurcholis & Sumarsih 2007). Selain
digunakan sebagai tanaman obat dan biodiesel, tanaman jarak pagar ini juga
berfungsi sebagai tanaman penahan erosi, dan penyerap polusi udara. Hal ini
disebabkan karena jarak pagar mampu menyerap gas karbondioksida dari
atmosfir sebesar 1.8 kg/kg bagian kering tanaman (Prihandana 2007).
Biji Jarak Pagar
Tanaman jarak pagar menghasilkan biji yang memiliki kandungan minyak
cukup tinggi, yaitu sekitar 30-50% (Hambali et al. 2007a). Menurut Faradisa
(2006), buahnya berbentuk bulat telur, diameter 2-4 cm, berwarna hijau ketika
masih muda dan kuning jika masak. Buah jarak terbagi menjadi 3 ruang yang
masing-masing diisi 3 biji (Gambar 1). Biji berbentuk bulat lonjong, warna coklat
kehitaman. Biji inilah yang banyak mengandung minyak dengan rendemen
sekitar 40-60%. Minyak yang dihasilkan dari biji jarak pagar mengandung 21%
asam lemak jenuh dan 79% asam lemak tidak jenuh. Buah yang sudah dipanen
harus segera diolah (jangan terlalu lama disimpan) karena mutu minyak yang
dihasilkan akan menurun (Prihandana, 2007).
Gambar 1 Buah dan biji jarak pagar (Hambali et al. 2007ª)
Biji jarak pagar mengandung berbagai senyawa alkaloida, saponin, lektin,
dan tripsin inhibitor. Biji jarak pagar juga mengandung sejenis protein beracun
yang disebut kursin dan phorbol ester yang tidak akan memberikan polusi jika
dibakar (Jongschaap 2007). Biji mengandung 35-45% minyak, yang terdiri dari
berbagai trigliserida asam oleat, linoleat, dan linolenat (Gurbitz et al. 1999).
Bungkil biji jarak pagar setelah melalui proses detoksifikasi dapat menjadi pakan
5
ternak dan kulit biji melalui proses pirolisis dapat dikonversi menjadi bio-oil dan
bahan bakar cair pengganti minyak tanah (Direktorat Budidaya Tanaman
Tahunan 2008). Menurut SNI No. 01-1677-1989 (Tabel 1), biji jarak pagar adalah
biji dari buah jarak yang telah dikeringkan, dilepaskan dari kulit buahnya dan
dibersihkan. Untuk proses selanjutnya, biji jarak dipres sehingga diperoleh
minyaknya.
Tabel 1 Spesifikasi persyaratan mutu biji jarak dan minyak biji jarak
Jenis uji
Biji rusak, (b/b)
Biji jarak pecah,
(b/b)
Benda-benda
asing, (b/b)
Kadar minyak,
(b/b)
Warna, skala
warna lovibond
Satuan
Standar Nasional Indonesia (SNI)
Minyak biji jarak
Biji jarak
SNI
01-1904-1990
SNI 011677-1989
Mutu I
Mutu II
%
Maks 2.0*
-
-
%
Maks 4.0
-
-
%
Maks 0.5
-
-
%
Min 47
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(%)
Maks 7.0
Warna kombinasi
2.2 kuning dan
0.3 merah
Jernih dan bebas
dari benda
tersuspensikan
Tidak bau
Dalam
perbandingan 1
bagian berat
minyak dengan
3.5 bagian berat
alkohol (95%)
campuran tetap
jernih selama 5
menit pada
kondisi pengujian
0.25
Warna kombinasi
2.2 kuning dan
0.3 merah
Jernih dan bebas
dari benda
tersuspensikan
Dalam
perbandingan 1
bagian berat
minyak dengan
3.5 bagian berat
alkohol (95%)
campuran tetap
jernih selama 5
menit pada
kondisi pengujian
0.37
-
-
0.961-0.963
0.961-1.963
mgKOH/g
Maks 3.0
1.475-1.479
Maks 2.0
1.475-1.479
Maks 2.0
-
-
82-90
82-90
-
-
177-187
177-187
-
0.7
1.0
-
140
140
Kenampakan
Bau
Kelarutan dalam
95% etanol, 25
ºC
Kadar air, (b/b)
Bobot jenis
25ºC/25ºC
Indeks bias nd25
Bilangan asam
Bilangan iodium
(Wijs)
Bilangan
penyabunan
Kadar zat tak
tersabunkan
Bilangan asetil
% maks
(bobot/bo
bot),
maks
%
* Tanda titik menunjukkan tanda desimal
6
Pengeringan
Sebagian besar produk pertanian di panen dalam keadaan kadar air yang
tinggi. Pada kadar air tinggi, pertumbuhan mikroorganisme sangat cepat
sehingga dapat mengakibatkan berbagai kerusakan baik secara fisik maupun
kandungan kimianya. Hal ini yang menyebabkan umur simpan produk-produk
pertanian menjadi sangat pendek dan susut penyimpanan yang besar bila
disimpan tanpa adanya perlakuan pra penyimpanan.
Salah satu tahapan pascapanen yang penting untuk mendapatkan biji jarak
yang dapat disimpan lama dan aman dari kemungkinan serangan jasad renik
adalah dengan dilakukan pengeringan (Gambar 2). Jika proses pengeringan
yang dilakukan kurang baik, maka akan mengakibatkan biji jarak pagar yang
kurang baik pula, sehingga kualitas minyak jarak pun kurang baik. Proses
pengeringan banyak dijumpai dalam industri pengolahan pertanian dengan
tujuan
memudahkan
penanganan
selanjutnya,
mengawetkan
bahan,
meningkatkan nilai tambah, serta aman disimpan sebelum diperdagangkan.
Pengeringan akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan kimia sehingga
dapat menggambarkan reaksi-reaksi yang terjadi karena proses pengeringan.
Pada prinsipnya proses pengeringan dapat dilakukan dengan pengeringan alami
(sun drying) dan pengeringan buatan (artificial drying).
Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air bahan sampai kadar
air kesetimbangan dengan udara normal atau sampai pada tingkat yang dapat
memperlambat laju kerusakan bahan akibat jamur, efektivitas enzim dan
serangga (Henderson et al. 1997). Geankoplis (1993), menambahkan bahwa
selain menguapkan air, pengeringan juga digunakan untuk menguapkan cairan
organik lainnya dari bahan seperti benzena. Menurut Parikesit dan Utomo (1984),
operasi pengeringan dilakukan dengan menghembuskan udara atau gas panas
yang tidak jenuh pada bahan yang akan dikeringkan. Air tersebut dapat menguap
pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena perbedaan kandungan
uap air di bidang antar muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada
fasa gas. Gas panas, disebut media pengering, menyediakan panas yang
diperlukan untuk penguapan air sekaligus membawa uap air keluar.
Selama proses pengeringan, terdapat dua proses perpindahan yang terjadi
secara simultan yaitu perpindahan kalor dan perpindahan massa uap air.
Perpindahan kalor dan perpindahan massa uap air dalam bahan terjadi pada
7
tingkat molekul. Perpindahan kalor ditentukan oleh konduktifitas kalor bahan,
sedangkan perpindahan massa akan proposional dengan difusi molekul uap air
dalam udara. Ditambahkan oleh Geankoplis (1993), bahwa perpindahan kalor
yang terjadi selama pengeringan terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi.
Dalam bahan yang bersifat mikroporous, dimana ruang kosong dalam bahan
terisi cairan atau uap, perpindahan kalor internal terjadi secara konduksi dan
konveksi terutama bila pori-pori diisi oleh air dan uap air. Perpindahan kalor
secara konveksi terjadi antara fluida yang mengalir dengan permukaan bahan
padat dan demikian pula uap air pindah dari permukaan biji jarak ke udara
pengeringan.
Buah jarak pagar
Pengupasan dan pengeringan
Biji kering
SVO
(Straight
vegetable oil)
Bahan bakar
untuk mesin
diesel yang
dimodifikasi
Methanol
Pengepresan minyak
dan pemurnian
Ampas biji
(pupuk,
biogas)
Minyak jarak
Transesterifikasi
proses kimia
(metanol+katalis) dan air
Pemurnian
(distilasi, pencucian)
Gliserin
(Sabun, obat,
pupuk kompos)
Biodiesel
Gambar 2 Diagram alir penanganan jarak pagar (Soeparman et al, 2007)
8
Proses pengeringan diklasifikasikan menjadi dua, yaitu proses curah
(batch) dan proses berkesinambungan (continue). Dalam operasi curah, bahan
disimpan dalam ruang pengering dan proses pengeringan berhenti sampai
tercapai
kadar
air
kesetimbangan.
Bahan
yang
dikeringkan
langsung
berhubungan dengan aliran udara yang dihembuskan. Proses pengeringan curah
biasanya dipraktekkan berupa proses semi curah, yang merupakan operasi yang
relatif mahal sehingga hanya dilakukan dalam skala kecil atau pilot plant. Pada
proses pengeringan berkesinambungan (continue), bahan digerakkan dalam
ruang pengering secara terus menerus dan kontak dengan aliran udara
pengering. Arah aliran udara pengering berlawanan atau searah dengan gerakan
bahan. Pengeringan yang berkesinambungan memiliki keuntungan antara lain
alat yang digunakan relatif lebih kecil untuk mendapatkan jumlah hasil yang
sama, biaya proses relatif murah, dan hasil lebih seragam.
Parikesit dan Utomo (1984) menyatakan bahwa yang berperan dalam
pengeringan adalah hubungan kesetimbangan air dalam bahan dengan uap air
dalam udara pengering. Air yang berada dalam suatu bahan akan memberikan
tekanan uap tertentu tergantung pada jumlah air dan sifat bahannya. Apabila
bahan yang mengandung air dipertemukan dengan suatu aliran udara yang
memiliki kondisi tertentu dan tetap, maka bahan dapat mengalami salah satu hal
berikut:
1. Bahan tidak mengalami perubahan kadar air
Hal ini terjadi apabila tekanan uap yang diberikan bahan sama dengan
tekanan uap di udara, sehingga tidak ada gaya dorong untuk perpindahan air.
Kadar air tersebut dalam bahan disebut kadar air kesetimbangan.
2. Kadar air menurun karena penguapan
Hal ini terjadi apabila tekanan uap air yang diberikan bahan lebih besar dari
tekanan uap di udara dan akan berlangsung sampai tekanan uap yang
diberikan bahan sama dengan tekanan uap di udara.
Brooker et al. (1992), menyatakan bahwa parameter yang berpengaruh di
dalam proses pengeringan adalah suhu, kelembaban relatif udara pengering,
kadar air awal bahan dan akhir bahan. Waktu pengeringan akan lama apabila
suhu rendah, kelembaban tinggi, kecepatan udara pengering rendah, kadar air
awal tinggi dan kadar air akhir rendah. Penggunaan suhu yang tinggi dapat
menyebabkan kerusakan sifat fisik dan kimia dari bahan yang dikeringkan.
Ditambahkan
oleh
Winarno
et
al.
(1980),
bahwa
faktor-faktor
yang
9
mempengaruhi pengeringan adalah luas permukaan bahan, suhu pengeringan,
aliran udara dan tekanan uap di udara.
Parameter Mutu Biji Jarak Kering
Mutu biji jarak kering ditentukan melalui beberapa parameter diantaranya:
-
Biji jarak rusak, biji jarak pecah, benda-benda asing
Menurut SNI No. 01-1677-1989, biji jarak rusak adalah biji yang tidak
pecah, berjamur, dimakan serangga, muda, berkeriput, dan hangus. Biji jarak
pecah adalah biji yang terbelah menjadi dua bagian atau lebih dengan
pecahan yang tertahan diatas saringan berukuran 2 mm, sedangkan bendabenda asing adalah segala benda yang tidak termasuk biji jarak, kulit biji dan
biji pecah yang lolos saringan 2 mm.
-
Kadar air
Kadar air tinggi dalam bahan bakar menyebabkan penurunan mutu
bahan bakar, karena dapat menurunkan nilai kalor untuk penguapan,
menurunkan titik nyala, memperlambat proses pembakaran, dan menambah
volume gas buang. Air yang terkandung dalam minyak dibedakan menjadi
dua, yaitu air internal dan air eksternal. Air internal adalah air yang terikat di
dalam minyak secara fisik dan kimia, sedangkan air eksternal adalah air yang
menempel pada permukaan minyak. Air dapat menyebabkan percikan nyala
api pada ujung burner, dapat mematikan nyala api, menurunkan suhu api,
dan memperlama penyalaan. Pada minyak nabati, seperti minyak jarak
pagar, keberadaan air akan menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme
dalam minyak (Purnomo 2007).
-
Kadar minyak
Kadar minyak merupakan seluruh minyak yang terekstraksi dari suatu
bahan. Metode ini digunakan untuk menentukan kadar minyak dari ampasampas (tidak termasuk hasil campuran) yang diperoleh dari ekstraksi minyak
dari biji dengan cara pengempaan atau ekstraksi pelarut. Prinsip kerjanya
adalah ekstraksi minyak dari bahan, dalam peralatan yang sesuai dengan
pelarut n-Heksana. Menurut Hambali et al. (2007b), jika kandungan minyak
10
biji jarak sebesar 30%, dan yang terekstrak sebesar 25%, maka setiap hektar
lahan yang dapat diperoleh 1.9-2.5 ton minyak/ha/tahun.
Parameter Mutu Minyak Biji Jarak
Mutu minyak biji jarak ditentukan melalui beberapa parameter diantaranya:
-
Indeks bias
Indeks bias merupakan perbandingan dari sinus sudut sinar jatuh dan
sinus sudut sinar pantul dari cahaya ruang melalui suatu zat. Refraksi atau
pembiasan disebabkan adanya interaksi antara gaya elektrostatika dan gaya
elektromagnetik dari atom-atom di dalam molekul cairan. Indeks bias ini
dapat menyatakan panjangnya rantai karbon, peningkatan bobot molekul,
dan adanya sejumlah ikatan rangkap. Semakin panjang rantai karbon dan
jumlah ikatan rangkap pada minyak, maka nilai indeks bias semakin banyak.
Parameter tersebut digunakan untuk menguji kemurnian minyak (Sudarmadji,
1989). Semakin tinggi nilai indeks bias suatu minyak, maka akan semakin
sulit minyak itu terbakar. Menurut SNI No. 01-1904-1990, prinsip penentuan
indeks bias didasarkan pada pengukuran langsung sudut bias minyak yang
dipertahankan pada kondisi suhu yang tetap.
-
Kadar air
Prinsip kerja penentuan kadar air merupakan selisih berat awal dari
contoh uji dan berat setelah penguapan (SNI No. 01-1904-1990).
-
Bilangan iod
Bilangan iod adalah jumlah (mg) iod yang dapat diikat oleh satu gram
minyak. Ikatan rangkap yang terdapat dalam asam lemak tidak jenuh akan
bereaksi dengan iod atau senyawa-senyawa iod. Gliserida dengan tingkat
ketidakjenuhan yang tinggi akan mengikat iod dalam jumlah yang lebih besar
(Ketaren 1986). Menurut Sudarmadji et al. (1989) menambahkan bahwa
penentuan bilangan iod menggunakan senyawa dari gabungan dua unsur
halogen. Peningkatan bilangan iod menunjukkan banyaknya ikatan rangkap
yang terdapat dalam minyak. Dalam bahan pangan berlemak, senyawa yang
mudah mengalami oksidasi adalah asam lemak tidak jenuh dan sejumlah
kecil persenyawaan yang merupakan konstituen yang cukup penting. Reaksi
11
oksidasi adalah hidrokarbon yang yang paling penting dalam fungsinya
sebagai bahan bakar. Menurut SNI cara uji minyak dan lemak No. 01-35551998, prinsip penentuan bilangan iod merupakan penambahan larutan iodium
monokhlorida dalam campuran asam asetat dan karbon tetrakhlorida ke
dalam contoh. Setelah melewati waktu tertentu dilakukan penetapan halogen
yang dibebaskan dengan penambahan kalium iodida (KI). Banyaknya iod
yang dibebaskan dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat dan
indikator kanji.
-
Bilangan penyabunan
Bilangan
penyabunan
didefinisikan
sebagai
jumlah
mg
kalium
hidroksida yang diperlukan untuk bereaksi secara penuh dengan semua
gugus aktif dalam satu gram minyak. Bilangan penyabunan menunjukkan
ukuran rata-rata bobot molekul minyak. Minyak yang memiliki bobot molekul
rendah akan memiliki nilai bilangan penyabunan yang tinggi, sedangkan
minyak yang memiliki bobot molekul tinggi akan memiliki nilai bilangan
penyabunan yang rendah. Minyak yang terdiri dari asam lemak berantai
panjang akan memiliki bobot molekul yang lebih tinggi daripada asam lemak
berantai pendek. Kenaikan bobot molekul ditandai dengan kenaikan titik
didih. Semakin pendek rantai karbon, maka semakin rendah titik didihnya.
Menurut SNI No. 01-1904-1990, prinsip penentuan bilangan penyabunan dari
minyak atau lemak berarti berat kalium hidroksida (dinyatakan dalam mg),
yang diperlukan untuk penyabunan 1 gram dari minyak atau lemak tersebut.
Bilangan penyabunan bertalian dengan berat lemak dan daripadanya dapat
diperhitungkan ekivalen penyabunan yaitu 1 gram ekivalen KOH adalah
sama dengan 56100 dibagi dengan bilangan penyabunan.
-
Bilangan asam
Bilangan asam adalah jumlah mg KOH yang dibutuhkan untuk
menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau
lemak. Angka asam yang besar menunjukkan asam lemak bebas yang besar
yang berasal dari hidrolisa minyak ataupun karena proses pengolahan yang
kurang baik. Makin tinggi angka asam, makin rendah kualitasnya (Sudarmadji
1989). Menurut SNI No. 01-1904-1990, prinsip penentuan bilangan asam
adalah perhitungan berdasarkan persentase berat dari asam lemak bebas
12
yang ada, dimana berat molekul asam lemak bebas tersebut dianggap
sebesar 286, 256, atau 200 (sebanding dengan asam palmitat) sesuai
dengan jenis minyak atau lemak.
Hasil Penelitian Sebelumnya
Mulyati (2000), melakukan penelitian pengeringan biji jarak (Ricinus
communis) dengan oven dan pengering sistem rak (compartment dryer). Dari
hasil pengeringan pendahuluan dengan menggunakan oven pada suhu 50, 60
dan 70 ºC, diperoleh kadar minyak yang memenuhi SNI No. 01-1677-1989,
dengan rata-rata masing-masing sebesar 49.7, 49.6, dan 48.1%, sedangkan
pada suhu 80 dan 90 ºC sebesar 44.1 dan 43.1%. Pengeringan utama dilakukan
dengan menggunakan alat pengering sistem rak yang dibagi menjadi dua
perlakuan yaitu perlakuan pada satu rak dan tiga rak pada suhu 50, 60 dan 70
ºC. Baik pengeringan satu rak maupun tiga rak, diberi perlakuan tambahan yaitu
kecepatan udara pengering 2.4 m/detik; 3.4 m/detik; dan 4.4 m/detik.
Berdasarkan hasil penelitian, proses pengeringan jarak satu rak maupun tiga rak,
menunjukkan bahwa faktor kecepatan udara pengering, suhu, dan interaksi
antara keduanya tidak memberikan perbedaan yang nyata terhadap kadar
minyak dalam biji. Nilai kadar minyak jarak kasar untuk pengering satu rak
berkisar antara 48.0-51.0%, dan untuk pengering tiga rak berkisar antara 47.550.5%. Suhu yang lebih tinggi mengakibatkan kadar minyak dalam biji jarak yang
dihasilkan lebih rendah dan meningkatkan bilangan asam minyak jarak. Baik
pengeringan satu rak maupun tiga rak memberikan nilai bilangan asam berkisar
antara 0.56-1.79. Bilangan asam ini memenuhi SNI No. 01-1677-1989 yaitu
maksimal 3.0.
Liestiyani (2000), melakukan penelitian pengukusan untuk biji jarak (Ricinus
communis L). Biji jarak dikeringkan dengan menggunakan autoklaf pada suhu
125, 135, dan 145 ºC selama 30 menit, kemudian dilakukan ekstraksi pada
tekanan pengempaan 200, 300, dan 400 kg/cm2 selama 5, 10, dan 15 menit.
Perlakuan terbaik untuk minyak jarak hasil pengempaan diperoleh melalui
kombinasi perlakuan suhu pemanasan 145 ºC, pada tekanan pengempaan 300
kg/cm2 selama 15 menit dengan kadar minyak 20 ± 8 %, bilangan asam 2.9±0.3
mg KOH/ mg minyak, 110±30 g Iod/100 g minyak, bilangan penyabunan 170 ±
80 (mg KOH/mg minyak), bobot jenis 0.96 ± 0.01 (g minyak/g air), dan viskositas
(poise) 5.1±0.1.
13
Sudrajat et al. (2006), melakukan penelitian pada biji jarak pagar yang
direbus dan dikukus untuk menggumpalkan protein di dalam dinding sel yang
mengandung minyak, sehingga dinding sel dapat mengalirkan minyak; dan untuk
mengurangi kandungan zat padat dalam minyak (Mustaghfiri 2007), sehingga
dapat meningkatkan rendemen minyak. Pengukusan dan perebusan berguna
untuk menon-aktifkan enzim pemecah lemak, membunuh bakteri dan jamur yang
dapat menyebabkan minyak menjadi asam. Berdasarkan hasil penelitian,
diperoleh nilai bilangan asam untuk biji jarak pagar awal sebesar 4.29. Biji jarak
yang telah kering diberi perlakuan pengukusan, nilai bilangan asam menurun
menjadi 3.01, sedangkan biji yang diberi perlakuan perebusan, nilai bilangan
asam meningkat menjadi 7.29 dengan lama perlakuan masing-masing 1 jam.
14
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Hasil Pertanian
di Leuwikopo, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Balai Besar Litbang
Pascapanen Pertanian, Bogor yang berlangsung pada bulan Januari sampai
Agustus 2009.
Bahan dan Alat
Penelitian ini menggunakan buah jarak dari PT. Panjiwaringin di
Kecamatan Malingping, Kabupaten Lebak, Kota Banten. Buah yang berwarna
kuning dengan umur petik 90 hari setelah pembungaan (Hambali 2007), dipetik
menggunakan tangan, kemudian dimasukkan ke dalam karung dan diusahakan
agar tidak menyentuh tanah.
Bahan kimia yang digunakan adalah heksana, alkohol 95 persen, KOH dan
sejumlah bahan kimia keperluan analisis. Alat-alat yang digunakan meliputi alat
pengering tipe experimental dryer (Gambar 3), alat pemecah biji jarak, alat
pengepres biji jarak (Gambar 4), oven, pengukur suhu digital (hybrid recorder),
alat pengukur kadar air KETT Moisture Tester (KMS), termometer bola basah
dan bola kering, timbangan digital, serta peralatan gelas dan perlengkapan
analisis kimia lainnya.
Gambar 3 Experimental dryer
15
PENGERINGAN TERHADAP MUTU BIJI DAN MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
VERRA MELLYANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kajian Penanganan Bahan dan
Metode Pengeringan terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Verra Mellyana
NIM F153070091
ABSTRACT
VERRA MELLYANA. Handling and Drying Method of Jatropha curcas L. for
Quality Measurement of Dried Seed and Castor Oil. Under direction of USMAN
AHMAD and SRI WIDOWATI.
Energy is consumed in many sectors such as industry, transportation, and
household. Most of the source of energy nowadays are obtained from fosil, which
is predicted available for less than 10-15 upcoming years, and should be
replaced by renewable energy. One of potential renewable energy to considered
is Jatropha, a plant with seeds containing oil that can be processed into
biodiesel. As a part of plant, fruit of Jatropha should be treated properly after
harvest to maintain its oil in the seeds, so that good physical and chemical
properties of the oil extracted from the seed can be obtained. This research is
aim to develop method of handling of the harvested Jatropha fruits, including its
drying, to maintain quality of the seeds and oil resulted from extraction. Different
combinations of preparation (fresh, seed and steamed seed) and drying
(temperature of 50, 60, 70 oC and natural sun drying), have been investigated.
The results showed that the best treatment was seed drying at 70 oC with the
drying time of 4.83 hour, oil rate of 40.06%, and oil yield of 28.59%. Quality of the
seeds which fulfilled Standard National Indonesia (SNI) 01-1677-1989 were
broken seed (0.57%), cracked seed (0.20 %), foreign object (0%), moisture
content (6.08%). However, the highest oil extraction (40.06%) was not satisfy SNI
01-1677-1989. This case, quality of castor oil which qualified SNI 01-1904-1990
were oil moisture content (0.23%) and acid value (0.33 mg KOH/g), but refractive
index (1.6209), iod number (54.31) and saponification number (67.30) were
unqualified.
Key word: Jatropha, drying, seed, castor oil
RINGKASAN
VERRA MELLYANA. Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan
terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Dibimbing oleh
USMAN AHMAD dan SRI WIDOWATI.
Persediaan minyak dunia untuk keperluan industri, transportasi, dan rumah
tangga hanya mencukupi untuk 10-15 tahun mendatang, sehingga diperlukan
suatu sumber energi terbarukan. Salah satu tanaman yang sangat potensial
sebagai sumber energi terbarukan adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.).
Minyak yang dihasilkan dari biji jarak pagar harus memenuhi syarat agar dapat
digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Tujuan penelitian ini adalah
menentukan metode penanganan bahan dan suhu pengeringan yang optimal
untuk mempertahankan mutu dari biji dan minyak jarak pagar.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Hasil Pertanian di
Leuwikopo, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Balai Besar Litbang
Pascapanen Pertanian, Bogor pada bulan Januari sampai Agustus 2009. Bahan
yang digunakan adalah buah jarak dari PT. Panjiwaringin di Kecamatan
Malingping, Kabupaten Lebak, Kota Banten dengan umur petik 90 hari setelah
pembungaan.
Buah masing-masing 10 kg diberi perlakuan yang berbeda. Perlakuan
pertama, buah jarak dikupas sehingga diperoleh biji, kemudian dikeringkan;
perlakuan kedua, buah jarak dikupas kemudian dikukus selama 5 menit dan
dikeringkan; dan perlakuan ketiga, buah jarak langsung dikeringkan kemudian
dikupas untuk mendapatkan biji. Proses pengeringan dilakukan secara manual
(penjemuran) dan mekanis (suhu 50, 60, dan 70 ºC). Penelitian ini menggunakan
rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor (penanganan bahan dan
suhu pengeringan) dan tiga ulangan. Analisis yang dilakukan meliputi mutu biji
jarak kering yaitu mutu (biji jarak rusak, biji jarak pecah, benda-benda asing, dan
kadar air, dan kadar minyak)(SNI No. 01-1677-1989); dan mutu minyak biji jarak
meliputi mutu (indeks bias, kadar air, bilangan iod, bilangan penyabunan, dan
bilangan asam)(SNI No. 01-1904-1990).
Hasil terbaik untuk memperoleh biji jarak adalah pengupasan buah segera
setelah panen, kemudian biji yang diperoleh dikeringkan dengan menggunakan
alat pengering pada suhu 70 oC dengan parameter waktu pengeringan tercepat
(4.83 jam) yang menghasilkan rendemen minyak tertinggi (28.59%) serta
menghasilkan mutu yang baik. Untuk mutu biji jarak yang dihasilkan dan
memenuhi SNI No. 01-1677-1989 diantaranya rata-rata biji jarak rusak terendah
(0.57%); rata-rata biji jarak pecah terendah (0.20%); rata-rata benda asing (0%);
dan rata-rata kadar air biji terendah (6.08%) dengan kadar minyak sebesar
40.06%. Akan tetapi kadar minyak (40.06%) yang merupakan kadar minyak yang
tertinggi dari semua perlakuan ini, masih belum memenuhi SNI No. 01-16771989. Sedangkan mutu minyak yang memenuhi SNI No. 01-1904-1990
diantaranya kadar air minyak terendah (0.23%) dan bilangan asam terendah
(0.33 mg KOH/g); dan yang tidak memenuhi adalah rata-rata indeks bias
(1.6209), bilangan iod (54.31) dan bilangan penyabunan (67.30).
Pengukusan biji sebelum dilakukan pengeringan memberikan hasil yang
kurang baik, karena meningkatkan bilangan asam (0.59 mgKOH/g dari perlakuan
terbaik), yang merupakan faktor penentu kualitas minyak, menurunkan kadar
iv
minyak dalam biji (7.97% dari perlakuan terbaik), dan waktu pengeringan lebih
lama (2 jam dari perlakuan terbaik). Pengeringan dalam bentuk buah
memberikan hasil yang kurang baik, karena menurunkan kadar minyak biji jarak
(6.51% dari perlakuan terbaik) dan waktu pengeringan lebih lama (11.17 jam dari
perlakuan terbaik). Pengeringan dengan penjemuran (biji, biji kukus dan buah),
pengeringan dalam bentuk buah, dan pemberian perlakuan pengukusan biji
sebelum dilakukan pengeringan memberikan hasil yang kurang baik.
Pengeringan dengan penjemuran (biji, biji kukus dan buah) memberikan hasil
yang kurang baik, karena dapat menurunkan kadar minyak (5.26-8.62% dari
perlakuan terbaik) dan waktu pengeringan lebih lama tergantung dari ada
tidaknya sinar matahari (9.17-19.17 jam dari perlakuan terbaik). Untuk penelitian
selanjutnya, perlu adanya kajian mengenai alat pengepres yang memiliki ukuran
penekanan yang dapat diukur sehingga diperoleh daya tekan yang sama untuk
semua perlakuan.
Kata kunci: Jatropha, pengeringan, penjemuran, minyak
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2010
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau
seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
KAJIAN PENANGANAN BAHAN DAN METODE
PENGERINGAN TERHADAP MUTU BIJI DAN MINYAK
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
VERRA MELLYANA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Pascapanen
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Tesis
:
Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan
terhadap Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.)
Nama
:
Verra Mellyana
NRP
:
F153070091
Program Studi
:
Teknologi Pascapanen
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Sri Widowati, M. AppSc
Anggota
Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr
Ketua
Diketahui
Ketua Program Studi
Teknologi Pascapanen
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M. Agr
Prof. Dr. Ir. Khairil A Notodiputro, MS
Tanggal Ujian : 26 Januari 2010
Tanggal Lulus :
Penguji Luar Komisi pada ujian Tesis : Dr.Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si
HALAMAN PERSEMBAHAN
Hidup bagaikan roda yang berputar, keajaiban membawa
kau berada di atas, dan kesombongan mengantarkan
kembali kau ke bawah
Ikuti kata hatimu untuk menentukan
suatu pilihan
Dengan segala cinta kupersembahkan karya indah
ini untuk Papa, Mama, Debby, Noni, dan Deff
“I can’t survive without you”
PRAKATA
Bismillahirrohmanirrohim. Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah
SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga dapat menyelesaikan penelitian
dengan judul “Kajian Penanganan Bahan dan Metode Pengeringan terhadap
Mutu Biji dan Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)”.
Ucapan terima kasih tak terhingga penulis sampaikan kepada Ayahanda
yang terkasih Hartono dan ibunda tersayang Evie Anie atas dukungan doa, moril
dan materi, serta kasih sayang yang tak ternilai harganya. Adikku Debby Lellyana,
S.Si dan Ellyana Tria Anggarani, SE tersayang serta Defiana Arnaldy, S.TP,
M.KOM tercinta yang selalu memberikan kasih sayang dan mendoakan penulis
sehingga ter-support untuk menyelesaikan usulan penelitian ini dengan sebaikbaiknya.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr dan Dr. Ir. Sri Widowati,
M.App.Sc selaku dosen pembimbing yang telah bersedia memberikan bimbingan
dan arahan yang sangat bermanfaat untuk pengembangan wawasan penulis,
serta Prof. Dr. Ir. Atjeng M.Syarief, M.SAE dan Dr. Ir. Rokhani Hasbullah, M.Si
yang telah berkenan menjadi penguji luar komisi.
Penghargaan juga penulis sampaikan kepada Kepala Badan
Pengembangan Sumber Daya Manusia, Departemen Pertanian atas beasiswa
yang diperoleh penulis selama melaksanakan pendidikan S2 ini, Kepala Balai
Besar Pelatihan Pertanian Binuang, Kalimantan Selatan yang telah memberikan
izin kepada penulis untuk melaksanakan tugas belajar; Program Kerjasama
Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T), Badan Litbang
Pertanian dan MITSUBISHI Corporation yang telah membantu biaya penelitian
dan penyusunan Tesis.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan untuk teman-teman
seperjuangan TPP 2007 (P’Kardi, T’Eti, M’Ida, M’Agus, Ria, Bambang dan Yeni),
P’Sulyaden (teknisi Lab.TPPHP), P’Joko (Administrator TPP), TPP 2008&2009,
Teman-teman kantor Binuang (P’Kusharyono, P’Anwar, P’Yanto, P’Marhaen,
P’Sadikin, B’Nani, B’Herni, B’ Nila, C’Imis, Ipit, Atul, dll), serta semua pihak
yang telah tulus membantu dan tidak dapat penulis ucapkan satu persatu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan,
khususnya bagi upaya pengembangan evaluasi mutu biji dan minyak jarak pagar
di Indonesia. Amin.
Bogor, Februari 2010
Verra Mellyana
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 22 Januari 1981
di Bandung, Jawa Barat. Putri pertama dari tiga
bersaudara dari pasangan Ayahanda Hartono dan
Ibunda Evie Anie.
Pendidikan
Pertanian,
S1
Fakultas
ditempuh
Teknologi
di
Jurusan
Teknik
Pertanian,
Institut
Pertanian Bogor (IPB), lulus tahun 2003 dengan
predikat sangat memuaskan dan pada tahun yang sama
penulis diterima sebagai pegawai negeri sipil di Departemen Pertanian, serta
ditempatkan di Balai Besar Pelatihan Pertanian Binuang-Kalimantan Selatan.
Pada tahun 2007 penulis mendapat kesempatan mengikuti pendidikan
program Magister di Jurusan Teknologi Pascapanen, Fakultas Teknologi
Pertanian IPB. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Badan
Pengembangan Sumber Daya Manusia, Departemen Pertanian. Selama
mengikuti program S2, penulis mendapatkan penghargaan prestasi akademik
gemilang (IP = 4.00) selama semester satu sampai semester tiga.
e-mail : verra_mellyana@yahoo.com
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL...............................................................................................xiii
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xiv
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................xvi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
Tujuan Penelitian............................................................................................ 2
Manfaat Penelitian.......................................................................................... 2
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................ 3
Jarak Pagar .................................................................................................... 3
Biji Jarak Pagar .............................................................................................. 4
Pengeringan ................................................................................................... 6
Parameter Mutu Biji Jarak Kering................................................................... 9
Parameter Mutu Minyak Biji Jarak................................................................ 10
Hasil Penelitian Sebelumnya........................................................................ 12
METODE PENELITIAN .................................................................................... 14
Waktu dan Tempat ....................................................................................... 14
Bahan dan Alat ............................................................................................. 14
Metode Penelitian......................................................................................... 15
Analisis Mutu Biji Jarak Kering ..................................................................... 19
Analisis Mutu Minyak Biji Jarak .................................................................... 22
Pengukuran Parameter Lain......................................................................... 26
Rancangan Percobaan................................................................................. 29
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 31
Laju pengeringan.......................................................................................... 32
Pengaruh Penanganan Bahan dan Suhu Pengeringan terhadap Mutu
Biji Jarak Kering............................................................................................ 36
Pengaruh Penanganan Bahan dan Suhu Pengeringan terhadap Mutu
Minyak Biji Jarak........................................................................................... 42
Pengukuran Parameter Lain......................................................................... 49
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 58
Kesimpulan................................................................................................... 58
Saran ............................................................................................................ 58
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 59
LAMPIRAN ....................................................................................................... 62
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Spesifikasi persyaratan mutu biji jarak dan minyak biji jarak..................... 5
2
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata biji jarak rusak ....................................... 37
3
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata biji jarak pecah ...................................... 38
4
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata benda-benda asing ............................... 39
5
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata kadar air biji jarak.................................. 40
6
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata kadar minyak biji jarak .......................... 41
7
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata indeks bias minyak jarak....................... 42
8
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata kadar air minyak jarak (%) .................... 43
9
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan iod minyak jarak ..................... 45
10
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan penyabunan minyak jarak ...... 46
11
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan asam minyak jarak ................. 48
12
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata bilangan asam minyak jarak ................. 51
13
Rata-rata nilai warna L*a*b minyak hasil pengepresan ........................... 52
14
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata berat jenis minyak jarak ........................ 54
15
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata densitas kamba biji jarak....................... 55
16
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata berat biji jarak ....................................... 55
17
Pengaruh interaksi antara penanganan bahan dengan suhu
pengeringan terhadap rata-rata waktu pengeringan ............................... 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Buah dan biji jarak pagar (Hambali et al. 2007ª) ....................................... 4
2
Diagram alir penanganan jarak pagar. ...................................................... 7
3
Experimental dryer .................................................................................. 14
4
(a) Alat pemecah biji jarak dan (b) alat pengepres biji jarak.................... 15
5
Penanganan bahan awal......................................................................... 15
6
Perlakuan penanganan bahan dalam bentuk biji. (a) buah utuh, (b)
buah terkupas, (c) biji sortasi, dan (d) proses pengeringan biji. .............. 16
7
Perlakuan penanganan bahan dalam bentuk biji. (a) proses
pengukusan, (b) biji hasil pengukusan, dan (d) proses pengeringan
biji kukus.................................................................................................. 16
8
Perlakuan penanganan bahan dalam bentuk buah (a) pengeringan
awal, (b) pengeringan akhir, (c) perubahan warna buah, dan (d)
buah kering. ............................................................................................. 17
9
Proses penjemuran. (a) penjemuran saat cuaca mendung dan
hujan, dan (b) penjemuran saat cuaca cerah .......................................... 17
10
Diagram alir penelitian ............................................................................. 18
11
(a) buah yang telah ditimbang, (b) gelas ukur yang telah diberi air,
dan (c) buah dalam gelas ukur. ............................................................... 28
12
(a) gelas ukur kosong dan (b) gelas ukur berisi minyak. ......................... 29
13
Biji jarak dengan berbagai macam perlakuan. ........................................ 31
14
(a) biji kering hasil pengeringan dengan alat pengering dan (b) biji
kering hasil penjemuran. ......................................................................... 32
15
Laju pengeringan biji jarak pada suhu 50, 60 dan 70 oC. ........................ 33
16
Laju pengeringan biji kukus pada suhu 50, 60 dan 70 oC. ...................... 33
17
Laju pengeringan buah pada suhu 50, 60 dan 70 oC............................... 34
18
Laju pengeringan penjemuran (a) biji, (b) biji kukus, dan (c) buah.......... 35
19
(a) biji berjamur, (b) biji masih muda, dan (c) biji keriput. ........................ 36
20
(a) uji kualitas, (b) saringan dengan diameter 2 mm, dan (c) biji jarak
pecah.
.............................................................................................. 37
21
(a) benda-benda asing dalam cawan, dan (b) perbesaran gambar......... 38
22
(a) penyimpanan cawan berisi biji dalam oven, (b) timbangan dan
desikator, (c) biji dalam cawan. ............................................................... 39
23
(a) pemberian heksan pada tabung, (b) pemanasan, (c) sisa minyak
bercampur air, (d) penguapan air, dan (e) minyak yang tersisa. ............. 40
24
Persentase kulit buah, biji dan sisa. ........................................................ 49
25
(a) biji yang telah dihaluskan, (b) biji halus dalam kain blacu, dan
dan (c) minyak hasil pengepresan........................................................... 50
xv
26
Minyak hasil pengepresan....................................................................... 51
27
Nilai warna L*a*b minyak jarak pagar...................................................... 53
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap biji jarak rusak ..................................................... 63
2
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap biji jarak pecah .................................................... 63
3
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap benda-benda asing.............................................. 63
4
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar air oven awal biji jarak ............................... 63
5
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar air oven akhir biji jarak............................... 64
6
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar minyak jarak .............................................. 64
7
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap indeks bias minyak jarak ..................................... 64
8
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap kadar air minyak jarak ......................................... 64
9
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap bilangan iod minyak jarak .................................... 65
10
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap bilangan penyabunan minyak jarak ..................... 65
11
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap bilangan asam minyak jarak ................................ 65
12
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap rendemen minyak jarak ....................................... 65
13
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap berat jenis minyak jarak....................................... 66
14
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap densitas kamba biji jarak ..................................... 66
15
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap berat biji jarak ...................................................... 66
16
Analisis sidik ragam pengaruh penanganan bahan dan suhu
pengeringan terhadap waktu pengeringan .............................................. 66
17
Kadar air biji, biji kukus dan buah pada berbagai suhu pengeringan ...... 67
18
Laju pengeringan biji, biji kukus dan buah pada berbagai suhu
pengeringan............................................................................................. 69
19
Kadar air dan laju pengeringan penjemuran biji, biji kukus dan buah ..... 71
20
Data pemutuan biji jarak pagar hasil pengeringan .................................. 77
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Manusia
menggunakan
energi
untuk
berbagai
keperluan
industri,
transportasi, dan rumah tangga. Hingga saat ini, hampir semua negara
bergantung sepenuhnya pada bahan bakar fosil sebagai sumber energi. Hal ini
tidak dapat dibiarkan berlangsung lebih lama lagi karena persediaan minyak
dunia hanya mencukupi untuk 10-15 tahun mendatang (Hambali et al. 2007a),
sedangkan di Indonesia untuk 23 tahun mendatang (Hambali et al. 2007b).
Eksploitasi minyak mineral sebagai bahan bakar yang tidak dapat
diperbaharui
secara
terus
menerus
telah
melambungkan
harga
dan
melumpuhkan mobilitas manusia. Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukan suatu
sumber energi terbarukan, salah satunya adalah biomassa. Teknologi konversi
biomassa pada tingkat produksi menghasilkan bahan bakar hayati (biofuel), yaitu
biodiesel, bioetanol, dan biogas. Diantara ketiganya, biodiesel merupakan produk
bahan bakar hayati yang paling potensial untuk dikembangkan. Sebagai negara
agraris, dengan potensi biodiversitas yang tinggi, Indonesia memiliki banyak
tanaman yang dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Salah satu
tanaman yang sangat potensial adalah jarak pagar (Jatropha curcas L.).
Hal yang perlu dicermati dalam teknologi pembuatan biodiesel adalah
menjaga jangan sampai terbentuk keasaman yang tinggi karena kurangnya
pengetahuan
dalam
prosedur
proses
pengolahannya.
Minyak
dengan
keasamannya lebih tinggi dari standar akan merusak mesin secara fatal
(Sudrajat 2006). Menurut Hambali (2007), minyak dengan tingkat keasaman
yang tinggi seperti minyak jarak pagar tidak dapat diolah menjadi biodiesel
dengan prosedur standar (transesterifikasi) karena proses tersebut mempunyai
syarat kadar keasamanan (bilangan asam) maksimal dua. Keasaman minyak ini
tidak akan menurun dengan proses transesterifikasi karena proses tersebut
hanya mampu mengubah trigliserida menjadi biodiesel, bukan mengubah asam
lemak bebas yang justru merupakan sumber keasaman dari minyak tersebut.
Asam lemak bebas ini akan memblokir reaksi pembentukan metil ester
(biodiesel), dengan terbentuknya reaksi sabun sehingga metanol tidak dapat
bereaksi dengan trigliserida. Adanya asam lemak bebas sebagai sumber
peningkatan keasaman minyak berdampak terhadap peningkatan konsumsi
metanol dari normalnya 20% menjadi 40% bahkan bisa lebih tinggi lagi sehingga
2
dalam proses produksi biodiesel harus menggunakan dua tahap yang dikenal
dengan esterifikasi transesterifikasi (estrans). Selain itu rendemen biodiesel juga
menurun sebesar 20-30% tergantung besarnya reaksi penyabunan (Sudrajat et
al. 2006). Hal ini dapat meningkatkan biaya pengolahan biodiesel sehingga
sangat merugikan dan tidak ekonomis.
Penelitian mengenai biji jarak ini telah banyak dilakukan, tetapi umumnya
hasil pengolahannya memiliki tingkat keasaman tinggi. Penanganan pascapanen
yang baik untuk mengurangi keasamaan yang tinggi yaitu dengan memetik buah
jarak langsung dari pohonnya, tidak menggunakan buah jarak yang telah jatuh di
tanah. Buah jarak yang baru dipanen masih mengandung kadar air yang tinggi
yang dapat mempercepat pertumbuhan mikroorganisme, sehingga menyebabkan
terjadinya kerusakan baik secara fisik maupun kandungan kimianya. Hal inilah
yang membuat umur simpan menjadi sangat pendek dan susut penyimpanan
yang besar apabila tidak dilakukan perlakuan pra-penyimpanan. Salah satu
proses yang dapat mempertahankan mutu biji jarak adalah dengan melakukan
pengeringan disamping penanganan pascapanen yang baik di lapangan.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian meliputi tujuan umum dan khusus untuk mencapai hasil
optimal. Tujuan umum adalah untuk mempertahankan mutu biji jarak selama
penanganan bahan dan proses pengeringan. Tujuan khusus adalah menentukan
metode penanganan bahan dan metode pengeringan yang optimal untuk
mempertahankan mutu biji dan minyak jarak pagar.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi sebagai berikut (1)
memecahkan masalah rendahnya mutu biji jarak pagar untuk pemenuhan
industri (2) Informasi karakteristik mutu biji jarak akibat penanganan pasca panen
(3) Informasi dalam menyusun standar operasional penanganan (SOP)
pascapanen jarak pagar bagi pelaku agribisnis jarak pagar.
TINJAUAN PUSTAKA
Jarak Pagar
Di Indonesia terdapat berbagai jenis tanaman jarak diantaranya jarak
kepyar (Ricinus communis), jarak bali (Jatropha podagrica), jarak ulung (Jatropha
gossypifolia L.) dan jarak pagar (Jatropha curcas L.). Keempat jenis tanaman ini
dapat menghasilkan minyak, yang berpotensi sebagai bahan baku untuk
pembuatan biodiesel. Namun demikian, tanaman jarak pagar (Jatropha curcas
L.) memiliki potensi yang lebih besar sebagai bahan bakar (biodiesel) karena
viskositasnya yang lebih rendah dibandingkan jenis lainnya (Faradisa 2006).
Secara taksonomi, tumbuhan jarak pagar masih berkerabat dengan jarak
kepyar, tetapi berbeda kandungan asam lemaknya. Minyak jarak pagar terdiri
dari trigliserida dengan rantai asam lemak lurus dengan atau tanpa ikatan
rangkap, sedangkan minyak jarak kepyar memiliki cabang hidroksil. Perbedaan
struktur ini menyebabkan manfaat penggunaan dua minyak tersebut juga
berbeda. Minyak jarak kepyar lebih cocok diaplikasikan sebagai bahan pelumas
dibandingkan sebagai bahan bakar. Urutan klasifikasi ilmiah tanaman jarak pagar
dapat dilihat sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi
: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Subdivisi
: Angiospermae (berbiji tertutup)
Kelas
: Dicotyledonae (berkeping dua)
Ordo
: Euphoriales
Famili
: Euphorbiaceae
Genus
: Jatropha
Spesies
: Jatropha curcas L.
Jarak pagar berasal dari Meksiko dan Amerika Tengah, dan dikenal dengan
nama jarak kosta di daerah melayu, jarak kusta di daerah Sunda, kalele di
Madura, jarak pagar di Bali, bintalo di Gorontalo, dan balacai hisa di Ternate.
Banyak manfaat yang dapat diperoleh dari tanaman jarak pagar ini. Tanaman
dapat digunakan sebagai pencahar maupun sebagai racun. Rebusan akar dan
daunnya dapat digunakan sebagai obat diare. Di Indonesia, daunnya banyak
sekali digunakan sebagai penutup luka/antiseptik (Padua et al. 1999). Getahnya
mengandung alkaloid jatrophine yang berkhasiat sebagai antikanker, penyakit
kulit dan rematik. Kulit batang dapat digunakan sebagai pewarna kain alami,
4
namun harus hati-hati karena cairan kulit batangnya dapat meracuni ikan dan
akarnya sebagai penawar gigitan ular (Nurcholis & Sumarsih 2007). Selain
digunakan sebagai tanaman obat dan biodiesel, tanaman jarak pagar ini juga
berfungsi sebagai tanaman penahan erosi, dan penyerap polusi udara. Hal ini
disebabkan karena jarak pagar mampu menyerap gas karbondioksida dari
atmosfir sebesar 1.8 kg/kg bagian kering tanaman (Prihandana 2007).
Biji Jarak Pagar
Tanaman jarak pagar menghasilkan biji yang memiliki kandungan minyak
cukup tinggi, yaitu sekitar 30-50% (Hambali et al. 2007a). Menurut Faradisa
(2006), buahnya berbentuk bulat telur, diameter 2-4 cm, berwarna hijau ketika
masih muda dan kuning jika masak. Buah jarak terbagi menjadi 3 ruang yang
masing-masing diisi 3 biji (Gambar 1). Biji berbentuk bulat lonjong, warna coklat
kehitaman. Biji inilah yang banyak mengandung minyak dengan rendemen
sekitar 40-60%. Minyak yang dihasilkan dari biji jarak pagar mengandung 21%
asam lemak jenuh dan 79% asam lemak tidak jenuh. Buah yang sudah dipanen
harus segera diolah (jangan terlalu lama disimpan) karena mutu minyak yang
dihasilkan akan menurun (Prihandana, 2007).
Gambar 1 Buah dan biji jarak pagar (Hambali et al. 2007ª)
Biji jarak pagar mengandung berbagai senyawa alkaloida, saponin, lektin,
dan tripsin inhibitor. Biji jarak pagar juga mengandung sejenis protein beracun
yang disebut kursin dan phorbol ester yang tidak akan memberikan polusi jika
dibakar (Jongschaap 2007). Biji mengandung 35-45% minyak, yang terdiri dari
berbagai trigliserida asam oleat, linoleat, dan linolenat (Gurbitz et al. 1999).
Bungkil biji jarak pagar setelah melalui proses detoksifikasi dapat menjadi pakan
5
ternak dan kulit biji melalui proses pirolisis dapat dikonversi menjadi bio-oil dan
bahan bakar cair pengganti minyak tanah (Direktorat Budidaya Tanaman
Tahunan 2008). Menurut SNI No. 01-1677-1989 (Tabel 1), biji jarak pagar adalah
biji dari buah jarak yang telah dikeringkan, dilepaskan dari kulit buahnya dan
dibersihkan. Untuk proses selanjutnya, biji jarak dipres sehingga diperoleh
minyaknya.
Tabel 1 Spesifikasi persyaratan mutu biji jarak dan minyak biji jarak
Jenis uji
Biji rusak, (b/b)
Biji jarak pecah,
(b/b)
Benda-benda
asing, (b/b)
Kadar minyak,
(b/b)
Warna, skala
warna lovibond
Satuan
Standar Nasional Indonesia (SNI)
Minyak biji jarak
Biji jarak
SNI
01-1904-1990
SNI 011677-1989
Mutu I
Mutu II
%
Maks 2.0*
-
-
%
Maks 4.0
-
-
%
Maks 0.5
-
-
%
Min 47
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(%)
Maks 7.0
Warna kombinasi
2.2 kuning dan
0.3 merah
Jernih dan bebas
dari benda
tersuspensikan
Tidak bau
Dalam
perbandingan 1
bagian berat
minyak dengan
3.5 bagian berat
alkohol (95%)
campuran tetap
jernih selama 5
menit pada
kondisi pengujian
0.25
Warna kombinasi
2.2 kuning dan
0.3 merah
Jernih dan bebas
dari benda
tersuspensikan
Dalam
perbandingan 1
bagian berat
minyak dengan
3.5 bagian berat
alkohol (95%)
campuran tetap
jernih selama 5
menit pada
kondisi pengujian
0.37
-
-
0.961-0.963
0.961-1.963
mgKOH/g
Maks 3.0
1.475-1.479
Maks 2.0
1.475-1.479
Maks 2.0
-
-
82-90
82-90
-
-
177-187
177-187
-
0.7
1.0
-
140
140
Kenampakan
Bau
Kelarutan dalam
95% etanol, 25
ºC
Kadar air, (b/b)
Bobot jenis
25ºC/25ºC
Indeks bias nd25
Bilangan asam
Bilangan iodium
(Wijs)
Bilangan
penyabunan
Kadar zat tak
tersabunkan
Bilangan asetil
% maks
(bobot/bo
bot),
maks
%
* Tanda titik menunjukkan tanda desimal
6
Pengeringan
Sebagian besar produk pertanian di panen dalam keadaan kadar air yang
tinggi. Pada kadar air tinggi, pertumbuhan mikroorganisme sangat cepat
sehingga dapat mengakibatkan berbagai kerusakan baik secara fisik maupun
kandungan kimianya. Hal ini yang menyebabkan umur simpan produk-produk
pertanian menjadi sangat pendek dan susut penyimpanan yang besar bila
disimpan tanpa adanya perlakuan pra penyimpanan.
Salah satu tahapan pascapanen yang penting untuk mendapatkan biji jarak
yang dapat disimpan lama dan aman dari kemungkinan serangan jasad renik
adalah dengan dilakukan pengeringan (Gambar 2). Jika proses pengeringan
yang dilakukan kurang baik, maka akan mengakibatkan biji jarak pagar yang
kurang baik pula, sehingga kualitas minyak jarak pun kurang baik. Proses
pengeringan banyak dijumpai dalam industri pengolahan pertanian dengan
tujuan
memudahkan
penanganan
selanjutnya,
mengawetkan
bahan,
meningkatkan nilai tambah, serta aman disimpan sebelum diperdagangkan.
Pengeringan akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan kimia sehingga
dapat menggambarkan reaksi-reaksi yang terjadi karena proses pengeringan.
Pada prinsipnya proses pengeringan dapat dilakukan dengan pengeringan alami
(sun drying) dan pengeringan buatan (artificial drying).
Pengeringan merupakan proses penurunan kadar air bahan sampai kadar
air kesetimbangan dengan udara normal atau sampai pada tingkat yang dapat
memperlambat laju kerusakan bahan akibat jamur, efektivitas enzim dan
serangga (Henderson et al. 1997). Geankoplis (1993), menambahkan bahwa
selain menguapkan air, pengeringan juga digunakan untuk menguapkan cairan
organik lainnya dari bahan seperti benzena. Menurut Parikesit dan Utomo (1984),
operasi pengeringan dilakukan dengan menghembuskan udara atau gas panas
yang tidak jenuh pada bahan yang akan dikeringkan. Air tersebut dapat menguap
pada suhu yang lebih rendah dari titik didihnya karena perbedaan kandungan
uap air di bidang antar muka bahan padat-gas dengan kandungan uap air pada
fasa gas. Gas panas, disebut media pengering, menyediakan panas yang
diperlukan untuk penguapan air sekaligus membawa uap air keluar.
Selama proses pengeringan, terdapat dua proses perpindahan yang terjadi
secara simultan yaitu perpindahan kalor dan perpindahan massa uap air.
Perpindahan kalor dan perpindahan massa uap air dalam bahan terjadi pada
7
tingkat molekul. Perpindahan kalor ditentukan oleh konduktifitas kalor bahan,
sedangkan perpindahan massa akan proposional dengan difusi molekul uap air
dalam udara. Ditambahkan oleh Geankoplis (1993), bahwa perpindahan kalor
yang terjadi selama pengeringan terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi.
Dalam bahan yang bersifat mikroporous, dimana ruang kosong dalam bahan
terisi cairan atau uap, perpindahan kalor internal terjadi secara konduksi dan
konveksi terutama bila pori-pori diisi oleh air dan uap air. Perpindahan kalor
secara konveksi terjadi antara fluida yang mengalir dengan permukaan bahan
padat dan demikian pula uap air pindah dari permukaan biji jarak ke udara
pengeringan.
Buah jarak pagar
Pengupasan dan pengeringan
Biji kering
SVO
(Straight
vegetable oil)
Bahan bakar
untuk mesin
diesel yang
dimodifikasi
Methanol
Pengepresan minyak
dan pemurnian
Ampas biji
(pupuk,
biogas)
Minyak jarak
Transesterifikasi
proses kimia
(metanol+katalis) dan air
Pemurnian
(distilasi, pencucian)
Gliserin
(Sabun, obat,
pupuk kompos)
Biodiesel
Gambar 2 Diagram alir penanganan jarak pagar (Soeparman et al, 2007)
8
Proses pengeringan diklasifikasikan menjadi dua, yaitu proses curah
(batch) dan proses berkesinambungan (continue). Dalam operasi curah, bahan
disimpan dalam ruang pengering dan proses pengeringan berhenti sampai
tercapai
kadar
air
kesetimbangan.
Bahan
yang
dikeringkan
langsung
berhubungan dengan aliran udara yang dihembuskan. Proses pengeringan curah
biasanya dipraktekkan berupa proses semi curah, yang merupakan operasi yang
relatif mahal sehingga hanya dilakukan dalam skala kecil atau pilot plant. Pada
proses pengeringan berkesinambungan (continue), bahan digerakkan dalam
ruang pengering secara terus menerus dan kontak dengan aliran udara
pengering. Arah aliran udara pengering berlawanan atau searah dengan gerakan
bahan. Pengeringan yang berkesinambungan memiliki keuntungan antara lain
alat yang digunakan relatif lebih kecil untuk mendapatkan jumlah hasil yang
sama, biaya proses relatif murah, dan hasil lebih seragam.
Parikesit dan Utomo (1984) menyatakan bahwa yang berperan dalam
pengeringan adalah hubungan kesetimbangan air dalam bahan dengan uap air
dalam udara pengering. Air yang berada dalam suatu bahan akan memberikan
tekanan uap tertentu tergantung pada jumlah air dan sifat bahannya. Apabila
bahan yang mengandung air dipertemukan dengan suatu aliran udara yang
memiliki kondisi tertentu dan tetap, maka bahan dapat mengalami salah satu hal
berikut:
1. Bahan tidak mengalami perubahan kadar air
Hal ini terjadi apabila tekanan uap yang diberikan bahan sama dengan
tekanan uap di udara, sehingga tidak ada gaya dorong untuk perpindahan air.
Kadar air tersebut dalam bahan disebut kadar air kesetimbangan.
2. Kadar air menurun karena penguapan
Hal ini terjadi apabila tekanan uap air yang diberikan bahan lebih besar dari
tekanan uap di udara dan akan berlangsung sampai tekanan uap yang
diberikan bahan sama dengan tekanan uap di udara.
Brooker et al. (1992), menyatakan bahwa parameter yang berpengaruh di
dalam proses pengeringan adalah suhu, kelembaban relatif udara pengering,
kadar air awal bahan dan akhir bahan. Waktu pengeringan akan lama apabila
suhu rendah, kelembaban tinggi, kecepatan udara pengering rendah, kadar air
awal tinggi dan kadar air akhir rendah. Penggunaan suhu yang tinggi dapat
menyebabkan kerusakan sifat fisik dan kimia dari bahan yang dikeringkan.
Ditambahkan
oleh
Winarno
et
al.
(1980),
bahwa
faktor-faktor
yang
9
mempengaruhi pengeringan adalah luas permukaan bahan, suhu pengeringan,
aliran udara dan tekanan uap di udara.
Parameter Mutu Biji Jarak Kering
Mutu biji jarak kering ditentukan melalui beberapa parameter diantaranya:
-
Biji jarak rusak, biji jarak pecah, benda-benda asing
Menurut SNI No. 01-1677-1989, biji jarak rusak adalah biji yang tidak
pecah, berjamur, dimakan serangga, muda, berkeriput, dan hangus. Biji jarak
pecah adalah biji yang terbelah menjadi dua bagian atau lebih dengan
pecahan yang tertahan diatas saringan berukuran 2 mm, sedangkan bendabenda asing adalah segala benda yang tidak termasuk biji jarak, kulit biji dan
biji pecah yang lolos saringan 2 mm.
-
Kadar air
Kadar air tinggi dalam bahan bakar menyebabkan penurunan mutu
bahan bakar, karena dapat menurunkan nilai kalor untuk penguapan,
menurunkan titik nyala, memperlambat proses pembakaran, dan menambah
volume gas buang. Air yang terkandung dalam minyak dibedakan menjadi
dua, yaitu air internal dan air eksternal. Air internal adalah air yang terikat di
dalam minyak secara fisik dan kimia, sedangkan air eksternal adalah air yang
menempel pada permukaan minyak. Air dapat menyebabkan percikan nyala
api pada ujung burner, dapat mematikan nyala api, menurunkan suhu api,
dan memperlama penyalaan. Pada minyak nabati, seperti minyak jarak
pagar, keberadaan air akan menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme
dalam minyak (Purnomo 2007).
-
Kadar minyak
Kadar minyak merupakan seluruh minyak yang terekstraksi dari suatu
bahan. Metode ini digunakan untuk menentukan kadar minyak dari ampasampas (tidak termasuk hasil campuran) yang diperoleh dari ekstraksi minyak
dari biji dengan cara pengempaan atau ekstraksi pelarut. Prinsip kerjanya
adalah ekstraksi minyak dari bahan, dalam peralatan yang sesuai dengan
pelarut n-Heksana. Menurut Hambali et al. (2007b), jika kandungan minyak
10
biji jarak sebesar 30%, dan yang terekstrak sebesar 25%, maka setiap hektar
lahan yang dapat diperoleh 1.9-2.5 ton minyak/ha/tahun.
Parameter Mutu Minyak Biji Jarak
Mutu minyak biji jarak ditentukan melalui beberapa parameter diantaranya:
-
Indeks bias
Indeks bias merupakan perbandingan dari sinus sudut sinar jatuh dan
sinus sudut sinar pantul dari cahaya ruang melalui suatu zat. Refraksi atau
pembiasan disebabkan adanya interaksi antara gaya elektrostatika dan gaya
elektromagnetik dari atom-atom di dalam molekul cairan. Indeks bias ini
dapat menyatakan panjangnya rantai karbon, peningkatan bobot molekul,
dan adanya sejumlah ikatan rangkap. Semakin panjang rantai karbon dan
jumlah ikatan rangkap pada minyak, maka nilai indeks bias semakin banyak.
Parameter tersebut digunakan untuk menguji kemurnian minyak (Sudarmadji,
1989). Semakin tinggi nilai indeks bias suatu minyak, maka akan semakin
sulit minyak itu terbakar. Menurut SNI No. 01-1904-1990, prinsip penentuan
indeks bias didasarkan pada pengukuran langsung sudut bias minyak yang
dipertahankan pada kondisi suhu yang tetap.
-
Kadar air
Prinsip kerja penentuan kadar air merupakan selisih berat awal dari
contoh uji dan berat setelah penguapan (SNI No. 01-1904-1990).
-
Bilangan iod
Bilangan iod adalah jumlah (mg) iod yang dapat diikat oleh satu gram
minyak. Ikatan rangkap yang terdapat dalam asam lemak tidak jenuh akan
bereaksi dengan iod atau senyawa-senyawa iod. Gliserida dengan tingkat
ketidakjenuhan yang tinggi akan mengikat iod dalam jumlah yang lebih besar
(Ketaren 1986). Menurut Sudarmadji et al. (1989) menambahkan bahwa
penentuan bilangan iod menggunakan senyawa dari gabungan dua unsur
halogen. Peningkatan bilangan iod menunjukkan banyaknya ikatan rangkap
yang terdapat dalam minyak. Dalam bahan pangan berlemak, senyawa yang
mudah mengalami oksidasi adalah asam lemak tidak jenuh dan sejumlah
kecil persenyawaan yang merupakan konstituen yang cukup penting. Reaksi
11
oksidasi adalah hidrokarbon yang yang paling penting dalam fungsinya
sebagai bahan bakar. Menurut SNI cara uji minyak dan lemak No. 01-35551998, prinsip penentuan bilangan iod merupakan penambahan larutan iodium
monokhlorida dalam campuran asam asetat dan karbon tetrakhlorida ke
dalam contoh. Setelah melewati waktu tertentu dilakukan penetapan halogen
yang dibebaskan dengan penambahan kalium iodida (KI). Banyaknya iod
yang dibebaskan dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat dan
indikator kanji.
-
Bilangan penyabunan
Bilangan
penyabunan
didefinisikan
sebagai
jumlah
mg
kalium
hidroksida yang diperlukan untuk bereaksi secara penuh dengan semua
gugus aktif dalam satu gram minyak. Bilangan penyabunan menunjukkan
ukuran rata-rata bobot molekul minyak. Minyak yang memiliki bobot molekul
rendah akan memiliki nilai bilangan penyabunan yang tinggi, sedangkan
minyak yang memiliki bobot molekul tinggi akan memiliki nilai bilangan
penyabunan yang rendah. Minyak yang terdiri dari asam lemak berantai
panjang akan memiliki bobot molekul yang lebih tinggi daripada asam lemak
berantai pendek. Kenaikan bobot molekul ditandai dengan kenaikan titik
didih. Semakin pendek rantai karbon, maka semakin rendah titik didihnya.
Menurut SNI No. 01-1904-1990, prinsip penentuan bilangan penyabunan dari
minyak atau lemak berarti berat kalium hidroksida (dinyatakan dalam mg),
yang diperlukan untuk penyabunan 1 gram dari minyak atau lemak tersebut.
Bilangan penyabunan bertalian dengan berat lemak dan daripadanya dapat
diperhitungkan ekivalen penyabunan yaitu 1 gram ekivalen KOH adalah
sama dengan 56100 dibagi dengan bilangan penyabunan.
-
Bilangan asam
Bilangan asam adalah jumlah mg KOH yang dibutuhkan untuk
menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau
lemak. Angka asam yang besar menunjukkan asam lemak bebas yang besar
yang berasal dari hidrolisa minyak ataupun karena proses pengolahan yang
kurang baik. Makin tinggi angka asam, makin rendah kualitasnya (Sudarmadji
1989). Menurut SNI No. 01-1904-1990, prinsip penentuan bilangan asam
adalah perhitungan berdasarkan persentase berat dari asam lemak bebas
12
yang ada, dimana berat molekul asam lemak bebas tersebut dianggap
sebesar 286, 256, atau 200 (sebanding dengan asam palmitat) sesuai
dengan jenis minyak atau lemak.
Hasil Penelitian Sebelumnya
Mulyati (2000), melakukan penelitian pengeringan biji jarak (Ricinus
communis) dengan oven dan pengering sistem rak (compartment dryer). Dari
hasil pengeringan pendahuluan dengan menggunakan oven pada suhu 50, 60
dan 70 ºC, diperoleh kadar minyak yang memenuhi SNI No. 01-1677-1989,
dengan rata-rata masing-masing sebesar 49.7, 49.6, dan 48.1%, sedangkan
pada suhu 80 dan 90 ºC sebesar 44.1 dan 43.1%. Pengeringan utama dilakukan
dengan menggunakan alat pengering sistem rak yang dibagi menjadi dua
perlakuan yaitu perlakuan pada satu rak dan tiga rak pada suhu 50, 60 dan 70
ºC. Baik pengeringan satu rak maupun tiga rak, diberi perlakuan tambahan yaitu
kecepatan udara pengering 2.4 m/detik; 3.4 m/detik; dan 4.4 m/detik.
Berdasarkan hasil penelitian, proses pengeringan jarak satu rak maupun tiga rak,
menunjukkan bahwa faktor kecepatan udara pengering, suhu, dan interaksi
antara keduanya tidak memberikan perbedaan yang nyata terhadap kadar
minyak dalam biji. Nilai kadar minyak jarak kasar untuk pengering satu rak
berkisar antara 48.0-51.0%, dan untuk pengering tiga rak berkisar antara 47.550.5%. Suhu yang lebih tinggi mengakibatkan kadar minyak dalam biji jarak yang
dihasilkan lebih rendah dan meningkatkan bilangan asam minyak jarak. Baik
pengeringan satu rak maupun tiga rak memberikan nilai bilangan asam berkisar
antara 0.56-1.79. Bilangan asam ini memenuhi SNI No. 01-1677-1989 yaitu
maksimal 3.0.
Liestiyani (2000), melakukan penelitian pengukusan untuk biji jarak (Ricinus
communis L). Biji jarak dikeringkan dengan menggunakan autoklaf pada suhu
125, 135, dan 145 ºC selama 30 menit, kemudian dilakukan ekstraksi pada
tekanan pengempaan 200, 300, dan 400 kg/cm2 selama 5, 10, dan 15 menit.
Perlakuan terbaik untuk minyak jarak hasil pengempaan diperoleh melalui
kombinasi perlakuan suhu pemanasan 145 ºC, pada tekanan pengempaan 300
kg/cm2 selama 15 menit dengan kadar minyak 20 ± 8 %, bilangan asam 2.9±0.3
mg KOH/ mg minyak, 110±30 g Iod/100 g minyak, bilangan penyabunan 170 ±
80 (mg KOH/mg minyak), bobot jenis 0.96 ± 0.01 (g minyak/g air), dan viskositas
(poise) 5.1±0.1.
13
Sudrajat et al. (2006), melakukan penelitian pada biji jarak pagar yang
direbus dan dikukus untuk menggumpalkan protein di dalam dinding sel yang
mengandung minyak, sehingga dinding sel dapat mengalirkan minyak; dan untuk
mengurangi kandungan zat padat dalam minyak (Mustaghfiri 2007), sehingga
dapat meningkatkan rendemen minyak. Pengukusan dan perebusan berguna
untuk menon-aktifkan enzim pemecah lemak, membunuh bakteri dan jamur yang
dapat menyebabkan minyak menjadi asam. Berdasarkan hasil penelitian,
diperoleh nilai bilangan asam untuk biji jarak pagar awal sebesar 4.29. Biji jarak
yang telah kering diberi perlakuan pengukusan, nilai bilangan asam menurun
menjadi 3.01, sedangkan biji yang diberi perlakuan perebusan, nilai bilangan
asam meningkat menjadi 7.29 dengan lama perlakuan masing-masing 1 jam.
14
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Hasil Pertanian
di Leuwikopo, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Balai Besar Litbang
Pascapanen Pertanian, Bogor yang berlangsung pada bulan Januari sampai
Agustus 2009.
Bahan dan Alat
Penelitian ini menggunakan buah jarak dari PT. Panjiwaringin di
Kecamatan Malingping, Kabupaten Lebak, Kota Banten. Buah yang berwarna
kuning dengan umur petik 90 hari setelah pembungaan (Hambali 2007), dipetik
menggunakan tangan, kemudian dimasukkan ke dalam karung dan diusahakan
agar tidak menyentuh tanah.
Bahan kimia yang digunakan adalah heksana, alkohol 95 persen, KOH dan
sejumlah bahan kimia keperluan analisis. Alat-alat yang digunakan meliputi alat
pengering tipe experimental dryer (Gambar 3), alat pemecah biji jarak, alat
pengepres biji jarak (Gambar 4), oven, pengukur suhu digital (hybrid recorder),
alat pengukur kadar air KETT Moisture Tester (KMS), termometer bola basah
dan bola kering, timbangan digital, serta peralatan gelas dan perlengkapan
analisis kimia lainnya.
Gambar 3 Experimental dryer
15