Post on 15-Jun-2015
description
BAB 1
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Industri adalah barometer suatu Negara. Anggapan tentang
keberhasilan suatu Negara, salah satunya diakibatkan oleh faktor industri.
Negara maju mempunyai industri yang maju pula, demikian pula halnya
dengan Negara miskin, maka bisa dipastikan pendapatan dari industri
sangat kecil. Indonesia sebagai Negara berkembang sangat menyadari
pentingnya industrialisasi. Ini sejalan dengan peran penulis sebagai Tenaga
Penyuluh Lapangan (TPL) yang diharapkan dapat membantu
pembangunan industri atau dengan kata lain industrialisasi di berbagai
bidang dan lapisan social. Untuk mewujudkan hal tersebut banyak hal
yang perlu diketahui oleh calon-calon Tenaga Penyuluh Lapangan (TPL).
Salah satunya adalah mengetahui jenis-jenis industry kimia dan salah
satunya adalah industry biodiesel yang bersasal dari biji jarak.
Tanaman jarak pagar menghasilkan biji yang memiliki kandungan
minyak cukup tinggi, yaitu sekitar 30-50 %. Minyak yang di hasilkan dari
jarak pagar sangat potensial untuk di manfaatkan sebagai bahan
alternative. Sebagai perbandingan bahan baku minyak diesel adalah
hidrokarbon yang mengandung 8-10 atom karbon per molekul. Sementara
yang terkandung pada minyak jarak adalah 16-18 atom permolekul
sehingga fiskositas minyak jarak lebih tinggi dan daya pembakarannya
sebagai bahan bakar masih rendah. Oleh sebab itu agar minyak jarak dapat
di gunakan sebagai bahan bakar (biodiesel) maka perlu dilakukan proses
transesterifikasi.
Setelah melihat pernyataan di atas, maka hal di ataslah yang
melatarbelakangi penulisan makalah ini yang kami beri judul “ Proses
Pembuatan Biodiesel dari Biji Jarak Pagar “
1
B. TUJUAN PENULISAN
1. Untuk mengetahui prospek minyak jarak sebagai sumber bahan baku
biodiesel.
2. Untuk mengetahui proses pembuatan biodiesel dari minyak jarak.
3. Untuk mengetahui pentingnya tanaman jarak dalam kehidupan
manusia
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. MENGENAL JARAK PAGAR
1. Klasifikasi dan Morfologi
Tanaman jarak pagar termasuk family Euphorbiaceae, satu family
dengan karet dan ubi kayu.klasifikasi tanaman jarak pagar adalah sebagai
berikut:
Devisi : spermatophita
Subdivisi :Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Euphorbiales
Family : Euphorbiaceae
Genus : Jatropha
Species : Jatropha Curcas Linn
Tanaman jarak pagar berupa perdu dengan tinggi 1-7 m, bercabang
tidak teratur. Batangnya berkayu, silindris, dan bila terluka mengeluarrkan
getah. Bagian-bagiab tanaman jarak sebagai berikut :
a. Daun
Daun tanaman jarak pagar adalah daun tunggal berlekuk dan
bersusut 3 atau 5. Dayun tersebar di sepanjang batang. Permukaaan atas
dan bawah daun berwarna hijau dengan bagian bawah lebih pucat
disbanding permukaan atas. Daunya lebar da berbentuk jantung atau bulat
telur melebar, dengan panjang 5-15cm. helai daunnya bertoreh, berlekuk
dan ujungnya meruncing. Tulang daun menjari dengan jumlah 5-7 tulang
daun utama. Daunnya di hubungkan dengan tangkai daun. Panjang
tangkai daun antara 4-15cm. berikut gambar dari daun jarak.
3
b. Bunga
Bunga tanaman jarak pagar adalah bunga majemuk berbentuk
malai, berwarna kuning kehijauan, berkelamin tunggal, dan berumah satu
(putik dan benang sari dalam satu tanaman). Bunga betina 4-5 kali lebih
banyak dari bunga jantan. Bunga jantan maupun betina, tersusu dalam
rangkaian berbentuk cawan yang tumbuh di ujung batang atau ketiak
daun. Bunganya mempunyai 5 kelopak berbentuk bulat telur dengan
panjang kurang lebih 4mm. benang sari mengumpul pada pangkal dan
berwarna kuning . tangkai putik pendek berwarna hijau dan kepala putik
melengkung keluar berwarna kuning. Bunganya mempunyai 5 mahkota
berwarna keunguan. Setiap tandan terdapat lebih dari 15 bunga.
Jarak pagar termasuk tanaman monoecious dan bunganya
uniseksual. Kadang kala muncul bunga hermaprodit yang berbentuk
cawan berwarrna hijau kekuningan.
c. Buah
Buah tanaman jarak pagar berupa buah kotak berbentuk bulat telur
dengan diameter 2-4 cm. panjang buah 2 cm dengan ketebalan sekitar
1cm. buah berwarna hijau ketika muda serta abu-abu kecoklatan atau
kehitaman ketika masak. Buah jarak terbagi menjadi 3 ruang, masing-
masing ruang berisi satu biji sehingga dalam setiap buah terdapat 3 biji.
Biji berbentuk bulat lonjong dan berwarna coklat kehitaman. Biji
inilah yang banyak mengandung minyak dengan rendemen sekitar 30-50
% dan mengandung toksin sehingga tidak dapat di makan.
4
2. Syarat tumbuh
Jarak pagar tumbuh di dataran rendah sampai ketinggian sekitar
500 m dpl. Curah hujan yang sesuai untuk tanaman jarak pagar adalah
625 mm/tahun. Namun, tanaman ini dapat tumbuh pada daerah dengan
curah hujan antara 300-2380 mm/tahun.
Kisaran suhu yang sesuai untuk bertanam jarak adalah 20-26C.
pada daerah dengan suhu terlalu tinggi (di atas 35 C) atau terlalu rendah
(di bawah 15 C) akan menghambat pertumbuhan serta menggurangi kadar
minyak dalam biji dan mengubah komposisinya.
Tanaman jarak pagar mempunyai system perakaran yang mampu
menahan air dan tanah sehingga tahan terhadap kekeringan serta
berfungsi sebagai tanaman penahan erosi. Jarak pagar ddapat tumbuh
pada berbagai ragam tekstur dan jnis tanah., baik tanah berbatu, tanah
berpasirr, maupun tanah berlempeng atau tanah liat. Di samping itu,
jarak pagar juga dapat beradaptasi pada tanah yang kurang subur atau
tanah beragam, meiliki drainage baik, tidak tergenang dan pH tanah 5,0 –
6,5.
B. EKSTRAKSI MINYAK BIJI JARAK PAGAR
Minyak jarak tidak lebih kental dibandingkan minyak nabati
lainnya. Komponen terbesar minyak jarak adalah trrigliserida yang
mengandung asam lemak oleat dan linoleat. Sdangkan sifat fisik minyak
jarak dapat di lihat pada table berikut ini:
Sifat Fisik Satuan Nilai
Titik nyala (flash point) ° C 236
Densitas pada 15°C (density at 15°C) g/cm3 0,9177
Viskositas pada 30°C Mm2/s 49,15
Residu karbon %(m/m) 0,34
Kadar abu sulfat %(m/m) 0.007
5
Titik tuang °C -2,5
Kadar air Ppm 935
Kadar sulfur Ppm <1
Bilangan asam mg KOH/g 4,75
Bilangan iod G iod/100g
minyak
966,5
1. Pengepresan Biji Jarak Pagar
Beberapa metode yang dapat di gunakan untk mendapatkan
minyak atu lemak dari bahan yang di duga mengandung minyak atau
lemak adalah rendering, teknik pengepresan mekanis (mechanical
expression ) dan menggunakan pelarut (solvent extraction). Pengepresan
mekanis merupakan cara pemisahan minyak dari bahan yang berupa biji-
bijian. Cara ini paling sesuai untuk memisahkan minyak dari bahan yang
kadar minyaknnya tinggi, yaitu sekitar 30-70%. Minyak jarak pagar
terkandung dalam bahan yang berbentuk biji dengan kandungan minyak
sekitar 30-70 %. Dengan demikian metode extraksi yang paling sesuai
untuk biji jarak yaitu teknik pengepresan mekanis.
a. Pengepresan Hidrolik
Pengepresan hidrolik adalah pengepresan dengan menggunakan
tekanan. Tekanan yang dapat di gunakan sekitar 140,6 kg/cm.
besaranya tekanan akan mempengaruhi minyak jarak yang di hasilakn.
Pada teknik pengepresan hidrolik sebelum di lakukan pengepresan, biji
jarak di beri perlakuan pendahuluan berupa pemberian suhu panas atau
pemasakan. Pemasakn dapat dilakukan dengan cara pemanasan di oven
atupun pengukusan dengan menggunakan uap air (steam). Pemasakan
biji jarak bertujuan untuk mengumpalkan protein dalam biji jarak.
Penggumpalan protein di perlukan untuk efisiensi ekstraksi.
Umunya pada pengepresan hidrolik jumlah minyak yang dapat di
peroleh mencapai 80 % darri kadar minyak yang terdapat pada daging
biji.
6
Pemanenan tandan buah jarak pagar, minimal 50 % buah sudah mateng dan dikeringkan
Pemasakan atau pemanasan biji untuk memtikan enzim lipase
Daging biji di hancurkan dengan alat mincer hingga lumat.biji yang telah hancur siap diperas
Kulit biji
Minyak jarak pagar sudah selesai di pres
Daging biji di kempa dengan alat kempa hidrolik
Bungkil (sisa) kandungan minyak pada bungkil sekitar 5 % berat bungkil.
Penghancuran dengan alat giling. Kemudian kulit biji di pisahkan dengan alat pemisah.
Diagram alir proses elkstraksi minyak jarak menggunakan metode
pengepresan hidrolik adalah sebagai berikut :
7
b. Pengepresan Berulir
Teknik pengepresan biji jarak dengan menggunakan ulir
(screw) merupakan teknologi yang lebih maju dan banyak di gunakan di
industry pengolahan minyak jarak saat ini. Dengan cara ini biji jarak di
press dengan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinu.
Pada teknik ini, biji jarak yang akan di ekstaksi tidak perlu di beri
perlakukaan pendahuluan. Biji jarak kering yang akan di ekstraksi
dapat langsung di masukkan ke dalam screw press. Tipe alat
pengepresan berulir yang di gunakan dapat berupa pengepresan berulir
tunggal (single screw press). Atau pengepresan bergulir ganda (tuin
screw press).
Rendemen minyak jarak yang dihasilakn dengan tteknik
pengepresan berulir tunggal sekitar 21- 24 % sementara rendemen
minyak jarak yang dihasilkan dnegan teknik pengepresan berulir ganda
sekitar 24-27 %.
Salah satu kelebihan pengepresan dnegan menggunakan ulir
adalah proses dapat dilakukan secara kontinu, sehingga terekstrak
keluar dari biji akaibat pengepresan oleh ulir. Kemudian , minyak dapt
keluar dan langsung terpisah dari ampas bungkil yang keluar pada
ujung ulir.
c. Kombinasi Pengepresan Mekanis Dengan Extraksi Pelarut
Teknik pengepresan mekanik juga dapat di kombinasikan
dnegan teknik ekstraksi menggunakan pelarut. Walaupun mutu yang di
hasilakn bila menggunakan metode ekstraksi dengan pelarut cukup
bagus. Tetapi dari segi biaya produksi sangat mahal. Dengan demikian
kombinasi metode pengepresan dengan metode ekstraksi pelarut tidak
sasuai untuk industry kecil menengah. Kombinasi teknik ini lebih sesuai
bila di terapakan untuk industry besar.
8
Metode kombinasi ini dapat di lihat pada bagan di bawah ini :
9
Biji jarak kering
Ampas/ bungkil
Minyak jarak (6- 9%)
solvent
Ampas / bungkil
Minyak jarak (21-24 %)
Destilasi
Pengepresan berulir
Solvent extraction (pelarut heksan)
2. Pemurnian minyak
Tujuan utama pross permurnian minyak adalah untuk
menghilangkan rasa dan bau yang tidak enak, mencegah timbuknya warna
yang tidak menarik, serta memperpanjang masa simpan minyak sebelum
digunakan. Pada poses pembuatan biodiesel dari minyak jarak, minyak
dapat di murnikan terlebih dahulu untuk menghilangkan senyawa pengotor
yang terkandung di dalam minyak jarak dapat rendahnya kualitas biodiesel
yang dihasilkan sehingga mesin disel tidak dapat berjalan dengan baik atau
bahkan merusak bagian alat pada mesin disel.
Senyawa pengotoran yang biasa terkandung di dalam minyak
jarak diantaranya adalah gum (getah atau lender yang terdiri dari fospatida,
protein, residu, karbohidrat, air dan resin), asam lemakbebas dan senyawa
pengotor lainnya.
a.Proses Pemisahan Gum(Degumming)
Pemisahan gum merupakan suatu proses pemisahan getah atau
lender yang terdiri dari fospatida, protein, residu, karbohidrat, air dan
resin, tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak.
Biasanya proses ini di lakukan dengan cara penambahan asam posfat ke
dalam minyak, lalu di panaskan sehingga akan membentuk senyawa
fosfolipid yang lebih mudah terpisah darri minyak. Kemudian di susul
dengan proses pemusingan (sentrifusi)
b.Proses Pemisahan Asam Lemak Bebas (Netralisasi)
Netralisai adalah suatu proses pemisahan asam lemak bebas
dari minyak atau lemak dengan cara mereaksikan asam lemak bebas
dengan basa atau pereaksi lainnya sehingga membentuk sabun.
Pemisahan asam lemak bebas dapat juga dilakukan dengan cara
penyulingan yang di kenal dengan istilah deasidifikasi.
c.Proses Pemucatan (Bleaching)
10
Pemucatan adalah suatu tahap proses pemurnian minyak untuk
mengahsilakn zat-zat warna yang tidak di sukai dalam minyak. Pemucatan
dapat dilakukan dengan mencampur minyak dengan sejumaah kecil
adsorben, seperti tanah serap (fuller earth) lempung aktif (activated clay)
dan arang aktif, atau dapat juga menggunakan bahan kimia. Absorben akan
menyerap zat-zat warna pengotor sehingga minyak menjadi lebih jernih.
Namun untuk tujuan pembuatan biodiesel, proses ini tidak di perlukan.
d.Proses Penghilangan Bau (Deodorisasi)
Deodorisasi adalah suatu proses pemurnian minyak yang
bertujuan untuk menghilangkan bau yang tidak enak dalam minyak.
Prinsip proses deodorisasi, yaitu penyulingan minyak dengan uap panas
dalam tekanan attmosfer atau keadaan pakum. Hanya saja untuk
biodiesel, proses ini tidak di perlukan.
C. PROSES PRODUKSI BIODIESEL
1. Skala Laboratorium
Pada proses produksi biodiesel skala laboratorium , reaktan yang di
perlukan dapat berupa methanol atau etanol. Jenis katalis yang di gunakan
adalah katalis KOH dan NaOH. Apabila reaktannya methanol maka
perbandingan antara trigdiiserida dan methanol yang di pakai adalah 10 :
1. Katalis yang di gunakan adalah KOH dengan konsentrasi 1 %
berdasarkan bobot minyak yang akan diproses. Sementara itu, apabila di
gunakan pelarut etanol dengan menerapkan 70% akses (kemurnian 100%)
maka perbandingan antara trigliserida dan etanol adalah 5,1 : 1.
Berdasarkan bobot trigleserida yang dip roses maka di gunakan 1,3 %
KOH.
Pada proses produksi skala kecil (laboratorium) reaksi
transesterifikasi dapat di lakukan dalam labu leher 3 (three-neckedflask)
atau bejana lain yang terbuat dari kaca atau plastic berkapasitas 1-2 leter
yang dilengkapi dengan kondensor refluks, thermometer dan saluran
pengambilan sampel. Bejana tersebut di tempatkan pada water bath (bak
11
air) dengan suhu konstan (55-60 °C) pengaduan dilakukan dengan
menggunakan magnetic stirrer atau motor pengaduk yang telah di atur
pada laju pengadukan 150-200rpm.
2. Penggandaan Skala (Scale Up)
Penggandaan skala di perlukan untuk meningkatkan skala produksi
biodiesel dari minyak jarak pagar pada kapasitas laboratorium menjadi
skala yang lebih besar (pilot plant atau industry). Melalui penggandaan
skala akan di peroleh rancangan proses produksi biodiesel kapasitas yang
lebih besar untuk mutu atau kwalitas produk biodiesel yang sama dengan
produksi skala laboratorium.
3. Skala Pilot Plant
Roduksi biodiesel skala pilot palant merupakan pengembangan
dari proses produksi skala laoratorium yang telah oftimal. Proses produksi
biodiesel meliputi tiga tahap, yaitu tanssesterifikasi, terigteserida dengan
alcohol, seperasi hasil ester dan gliserin, serta pencucian dan pengeringan.
Berikut ini di sajikan diagram alir produksi biodiesel skala pilot palant.
4. Skala Industri
Prose biodiesel skala industry dapat di gambarkan pada diagram
proses di bawah ini. Walaupun pelarut yang di gunakan adalah etanol,
tetapi secara keseluruhan alur prosesnya sama bila menggunakan jenis
pelarut alcohol lainnya.
12
Minyak jarak
Pemanasan
Separasi
Transesterifikasi
percampuan
MethanolKatalis
Gliserol Biodiesel kasar
Purifikasi
Biodiesel
Recovery metanol
Untuk proses pembuatan biodiesel secara umum dapat di lihat pada bagan di
bawah ini :
Sedangkan untuk reaksi transsesterifikasinya adalah sebagai berikut :
13
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Dari pembahasan di atas penulis dapat meraik beberapa kesimpulan
sebagai berikut :
1. Tanaman jarak pagar merupakan tanaman yang penuh dengan manfaat
seperti minyaknya sebagai bahan biodiesel, dan bahan baku sabun
jarak, namun kurangnya pengetahuan masyarakat membuat
terhambatnya potensi ini.
2. Biodiesel merupakan salah satu bahan alternative untuk menggatikan
bensin ketika BBM mulai berkurang nantinya.
B. SARAN
Di sarankan kepada semua teman-teman agar mencoba untuk mencari
inovasi baru untuk mencari solusi kekurangan bahan bakar nantinya, agar
tidak hanya biodiesel dari biji jarak saja, melainkan dari bahan yang juga.
14
DAFTAR PUSTAKA
Tim penyusun. 2006. Jarak pagar tanaman penghasil biodiesel. Penebar
Swadaya.Jakarta
http://www.catatan1989.blogspot.com 2009-10-04 14:10:54
15