Final4.pdf

SERI PAKET IPTEK

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN

TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BAKAR NABATI BERBASIS LEMAK DAN MINYAK DARI TANAMAN KEHUTANAN (BIODIESEL) Djeni Hendra, Santiyo Wibowo, Novitri Hastuti, Heru S. Wibisono

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN BOGOR, JULI 2015

SERI PAKET IPTEK

TEKNOLOGI PENGOLAHAN BAHAN BAKAR NABATI BERBASIS LEMAK DAN MINYAK DARI TANAMAN KEHUTANAN (BIODIESEL)

Djeni Hendra, Santiyo Wibowo, Novitri Hastuti, Heru S. Wibisono

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN BADAN PENELITIAN, PENGEMBANGAN DAN INOVASI KEMENTERIAN LINGKUNGAN HIDUP DAN KEHUTANAN BOGOR, JULI 2015

Judul Buku: Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel) Penulis: Djeni Hendra, Santiyo Wibowo, Novitri Hastuti, Heru S. Wibisono Desain Sampul dan Penata Isi: Army Trihandi Putra Jumlah Halaman: 26 + 4 halaman romawi Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Badan Penelitian, Pengembangan dan Inovasi Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Jl. Gunung Batu No. 5, Bogor Telp/Fax: 0251 - 8633 378/8633413 E-mail: [email protected] Website: www.pustekolah.org ISBN: 978-979-313-273-0 Dicetak oleh IPB Press, Bogor - Indonesia Isi di Luar Tanggung Jawab Percetakan © 2015, HAK CIPTA DILINDUNGI OLEH UNDANG-UNDANG Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku tanpa izin tertulis dari penerbit

Kata Pengantar Untuk mendukung ketahanan energi nasional, eksplorasi mengenai potensi sumber energi baru dan terbarukan menjadi hal yang sangat penting. Salah satu sumber energi terbarukan adalah energi dari bahan bakar nabati (BBN) yang dapat dijadikan sebagai energi alternatif untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil yang ketersediaannya semakin menipis. Peraturan Pemerintah Nomor 79 Tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional menyebutkan bahwa penggunaan BBN diarahkan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil untuk sektor industri dan transportasi. Hutan Indonesia diketahui memiliki potensi sebagai sumber energi yang berasal dari kayu energi ataupun buah/biji yang dapat diolah menjadi biodiesel atau bioetanol. Buku Seri Paket Iptek ini menyajikan potensi tanaman kehutanan dan teknik pengolahannya menjadi bahan bakar nabati. Semoga buku ini bermanfaat dan dapat mendukung pemanfaatan sumber energi terbarukan dari sektor kehutanan. Bogor, Juli 2015 Kepala Pusat, Dr. Ir. Dwi Sudharto, M.Si

iv

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

DAFTAR ISI Kata Pengantar...................................................................................iii Daftar Isi............................................................................................ iv Daftar Gambar................................................................................... iv

I II III IV V

PENDAHULUAN.......................................................................... 1 PEMBUATAN BIODIESEL............................................................ 3 1. Tahapan Proses Pembuatan Biodiesel...................................3 2. Teknologi Pembuatan Biodiesel.............................................7 KINERJA BIODIESEL................................................................ 17 1. Pembuatan Biodiesel Kemiri Sunan..................................... 17 2. Pembuatan Biodiesel Nyamplung, Malapari, dan Bintaro...... 19 APLIKASI BIODIESEL................................................................ 21 REKOMENDASI.........................................................................23

DAFTAR PUSTAKA..........................................................................25

DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

1. Buah dan biji kemiri sunan (Aleurites trisperma B).............7 2. Teknik pembuatan biodiesel bintaro dan kemiri sunan........8 3. Teknik pembuatan biodiesel malapari............................... 10 4. Buah dan biji nyamplung (Calophyllum inophyllum L)........11 5. Bunga, buah, dan biji malapari (Pongamia pinnata)......... 12 6. Buah dan biji bintaro (Carbera manghas L)....................... 13 7. Penyempurnaan proses pembuatan biodiesel................... 14 8. Tahapan proses pembuatan minyak lemak....................... 15 9. Aplikasi biodiesel pada berbagai peralatan.......................22

BAB I PENDAHULUAN

Kemajuan teknologi telah banyak mengubah pola hidup manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya, baik secara individu ataupun dalam kelompok masyarakat. Namun, dengan kemajuan teknologi ini banyak menguras unsur-unsur lain demi kelancaran jalannya hasil teknologi tersebut. Misalnya, penggunaan sebuah mesin motor yang menggunakan bahan bakar. Pola hidup manusia saat ini hampir di semua lapisan tingkatan menggunakan kendaraan bermesin motor dalam memenuhi kebutuhannya untuk menjalankan mesin motor tersebut sehingga diperlukan bahan bakar. Penggunaan bahan bakar minyak selama ini mengandalkan bahan bakar minyak dari fosil yang bersifat unrenewable.

2

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Bahan bakar minyak yang berasal dari fosil semakin lama persediaannya akan habis sehingga perlu adanya bahan bakar pengganti yang bersifat terbarukan (renewable). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan Pusat Litbang Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan (Pustekolah) Bogor terdapat beberapa jenis tanaman kehutanan yang dapat dijadikan sebagai sumber untuk menghasilkan minyak nabati (biodiesel) apabila dilakukan dengan proses pengolahan tertentu. Jenis-jenis pohon kehutanan yang potensial untuk dijadikan sumber minyak nabati tersebut di antaranya buah nyamplung, kepuh, kesambi, malapari, kemiri sunan, dan bintaro. Jenisjenis pohon tersebut banyak dijumpai hampir di seluruh kepulauan di Indonesia dan tumbuh secara endemik dengan jumlah yang sangat melimpah. Hasil penelitian telah menginspirasi bahwa suatu saat jika bahan bakar minyak dari fosil ini habis maka dari jenis tanaman hutan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan untuk pembuatan minyak nabati. Dengan proses esterifikasi dan transesterifikasi (Estrans) dapat membuat minyak kasar menjadi minyak yang diperlukan, mengingat bahan bakar minyak yang dihasilkan dari biji tanaman kehutanan tersebut masih kasar/masih kental sehingga diperlukan proses pemisahan dari getah (gum) dan unsur yang bersifat asam dan basa. Minyak nabati telah diujicobakan pada mesin diesel di lapangan telah menunjukkan hasil yang baik dan tidak memberikan perbedaan jika dibandingkan dengan mesin yang menggunakan bahan bakar dari fosil (solar).

2

BAB II PEMBUATAN BIODIESEL

1. Tahapan Proses Pembuatan Biodiesel a. Pengupasan dan pengeringan Biji (bintaro, kemiri sunan, malapari, dan nyamplung) yang digunakan untuk bahan pembuatan minyak lemak nabati harus dalam keadaan baik (tidak dimakan ulat), tua, dan masih ada tempurungnya. Untuk menghasilkan biji (kernel) yang baik dikupas terlebih dahulu dengan cara melepaskan tempurung atau kulitnya, kemudian biji (kernel) tanpa tempurung dikeringkan di bawah sinar matahari sampai mencapai

4

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

kadar air 12%. Pengeringan biji tanpa tempurung bisa juga dilakukan dengan cara digoreng tanpa minyak (sangray) atau dengan mesin pengering biji. Pengeringan dilakukan sampai biji berwarna cokelat kemerahan. Khusus untuk bahan baku yang diperkirakan banyak getahnya (gum), seperti pada biji nyamplung dan malapari dengan cara dikukus, kemudian dicuci baru dikeringkan. Tahapan pengeringan ini sangat penting dilakukan karena dapat menentukan besar kecilnya rendemen yang dihasilkan.

b. Pengepresan/ekstraksi biji Pembuatan minyak kasar (crude oil) dari biji yang telah melalui proses pengupasan, pengukusan, dan pengeringan (kadar air <12%), selanjutnya diekstrak dengan mengunakan alat pengepres. Secara umum alat yang digunakan untuk memisahkan minyak kasar menggunakan 2 tipe mesin pres sebagai berikut. 1) Mesin pres hidraulik manual. 2) Mesin pres ekstruder atau ulir. Tipe mesin pres hidraulik manual biasa digunakan untuk proses skala rumah tangga atau yang bisa dilakukan oleh masyarakat pedesaan. Sementara untuk tipe mesin pres ekstruder digunakan untuk skala menengah ke atas. Hasil utama dari proses pengepresan, berupa minyak kasar (crude oil) dan limbah berupa bungkil yang terdiri atas daging biji dan sisa minyaknya.

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

c. Pemisahan kotoran/getah (Degumming) Minyak yang keluar dari mesin ekstraksi umumnya berwarna gelap karena banyak mengandung kotoran yang berasal dari senyawa kimia, seperti alkaloid, fosfatida, karo-tenoid, khlorofil, dan lainlain sehingga menimbulkan warna gelap. Proses degumming untuk memisahkan kotoran dari minyak, yaitu dengan melakukan pemanasan pada suhu 60oC selama 30 menit. Apabila crude oil mempunyai bilangan asam tinggi (>25 g basa/g) dapat dilakukan dengan pemanasan pada suhu 125oC, kemudian ditahan +120 menit pada suhu konstan, setelah itu suhu o diturunkan sampai 60 C. Proses degumming dilakukan dengan menambahkan asam fosfat teknis dan bentonit (untuk minyak yang mempunyai bilangan asam tinggi) sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, selama 30 menit dan selanjutnya senyawa fosfatida yang terbentuk mudah terpisah dari minyak. Senyawa tersebut dipisahkan dengan cara diendapkan atau dengan cara sentrifugal sehingga terbentuk dua lapisan yang mudah dipisahkan yaitu senyawa fosfatida berada di bagian bawah dari minyak bersih (refined oil).

Esterifikasi

Proses esterifikasi dilakukan dengan menambahkan metanol teknis dalam perbandingan molar metanol terhadap berat free fatty acid (FFA) 20:1, menggunakan katalis HCl/H2SO4 teknis 1% (v/v), dan zeolit (untuk minyak yang mempunyai bilangan asam tinggi), kemudian dipanaskan pada suhu 60oC selama 1 jam disertai pengadukan dimulai dengan kecepatan rendah sampai tinggi di dalam reaktor Estrans yang terbuat dari baja tahan karat (stainless steel) yang dilengkapi dengan sistem pendingin metanol. Selanjutnya setelah selesai, terhadap refined oil dilanjutkan dengan proses transesterifikasi seperti yang diterangkan dalam paragraf sebelumnya. Proses ini digunakan apabila kadar FFA dari refined oil cukup tinggi karena apabila proses yang digunakan langsung transesterifikasi maka asam lemak bebas bukan diubah menjadi biodisel, tetapi menjadi emulsi sabun. Prinsip proses ini adalah melakukan terlebih dahulu proses esterifikasi sebelum proses transesterifikasi.

5

6

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Transesterifikasi Proses transesterifkasi dilakukan pada bahan baku yang mempunyai bilangan asam rendah (≤1 mg basa/g). Prinsip transesterifikasi adalah mereaksikan refined oil dengan metanol teknis dalam perbandingan molar metanol terhadap berat refined oil 10:1 dengan menggunakan katalis NaOH/KOH 0,5% (b/v) dan dipanaskan pada suhu 60oC selama 30 menit disertai pengadukan di dalam reaktor Estrans yang terbuat stainless steel (baja tahan karat) yang tertutup rapat yang dilengkapi dengan sistem pendingin metanol. Setelah proses selesai, biodiesel yang dihasilkan diendapkan selama 3–4 jam untuk memisahkan gliserol yang terbentuk dari pembuatan biodiesel tersebut.

Pencucian dan pemurnian Biodiesel hasil proses transesterifikasi dilakukan pencucian dengan menggunakan air yang mengandung asam asetat 0,01% untuk mengikat NaOH atau KOH berlebih, kemudian dicuci kembali dengan air hangat sampai air cucian netral (pH=7). Selanjutnya, dilakukan pemurnian dengan cara dipanaskan pada suhu 80oC sambil divakum atau dengan penggunaan natrium sulfat anhidrat. Pemurnian biodiesel bertujuan untuk menghilangkan sisa air dalam minyak biodiesel.

Filterisasi

Filterisasi dimaksudkan yaitu penyaringan dilakukan pada minyak hasil pencucian yang apabila hasil dari minyak biodiesel tersebut masih terdapat kotoran-kotoran yang terdapat di dalamnya yang tidak dikehendaki dan dapat menurunkan kualitas minyak itu sendiri.

Pengemasan Biodiesel hasil pemurnian dikemas menggunakan kemasan dari bahan plastik dan ditutup rapat (agar tidak terjadi reaksi oksidasi). Untuk menghindarkan terjadinya oksidasi, dapat pula diberikan bahan antioksidan sebanyak 0,3% (b/v), berupa BHT, BHA, TBHQ, dan NDGA.

6

Gambar 1. Buah dan biji kemiri sunan (Aleurites trisperma B)

2. Teknologi Pembuatan Biodiesel a. Teknik pembuatan biodiesel menggunakan bahan baku bintaro sebagai berikut. 1) Pengupasan biji dari tempurungnya, pencucian, pengeringan, dan pengempaan kernel menggunakan sistem hidraulik manual kapasitas 10 kg/batch. 2) Proses degumming menggunakan larutan H3PO4 teknis dengan konsentrasi 0,5% (v/v) selama 1 jam. 3) Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dengan HCl 1% (v/v). 4) Proses transesterifikasi dengan campuran katalis metanol 10% (v/v) dengan KOH 0,5% (b/v), selama 0,5 jam. 5) Proses pencucian dan pemurnian minyak biodiesel. b. Teknik pembuatan biodiesel menggunakan bahan baku kemiri sunan sebagai berikut. 1) Pengupasan kernel (biji) dari tempurungnya, pengeringan, dan pengepresan kernel menggunakan teknik pencampuran dengan sekam padi sebanyak 5% (b/b) yang bersih dari sisa patahan beras. Pengepresan menggunakan mesin sistem skrew kapasitas 50 kg/jam. 2) Proses degumming dengan penambahan larutan H3PO4 dengan konsentrasi 1% (v/v). 3) Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 10% (v/v) dengan H2SO4 0,5% (v/v) selama 1 jam. 4) Proses transesterifikasi dengan campuran katalis metanol 20% (v/v) dengan NaOH 0,6% (b/v) selama 0,5 jam. 5) Pencucian dan pemurnian minyak biodiesel.

8

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Secara skematis, teknik pembuatan biodiesel bintaro dan kemiri sunan ditunjukkan pada Gambar 2. BINTARO/KEMIRI SUNAN

PENGUPASAN DAN PENGUKUSAN

PENGERINGAN

ANALISIS BILANGAN ASAM

SINAR MATAHARI

PENGEMPAAN

DEGUMMING I (H3PO4) ANALISIS BILANGAN ASAM ESTERIFIKASI ANALISIS BILANGAN ASAM TRANSESTERIFIKASI - BILANGAN ASAM - DENSITAS - KADAR AIR - BILANGAN IOD - BILANGAN PENYABUNAN - BILANGAN ESTER - VISKOSITAS - BILANGAN SETANE - RENDEMEN BIODIESEL - UJI COBA BAHAN BAKAR BIODIESEL

PENCUCIAN

ANALISIS BILANGAN ASAM

PENGHILANGAN AIR

BIODIESEL

Gambar 2. Teknik pembuatan biodiesel bintaro/kemiri sunan

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

c. Teknik pembuatan biodiesel menggunakan bahan baku malapari sebagai berikut. 1) Pengupasan biji dari cangkang, pengeringan, dan pengepresan kernel menggunakan mesin skrew kapasitas 50 kg/jam. 2) Proses degumming I menggunakan penambahan larutan H3PO4 dengan konsentrasi 0,25% yang dilanjutkan dengan proses degumming II menggunakan campuran bentonit dan zeolit (0,5%:0,5%) b/v. 3) Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v). 4) Transesterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4% (b/v). 5) Pencucian dan pemurnian minyak biodiesel.

9

10

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Secara skematis, teknik pembuatan biodiesel malapari ditunjukkan pada Gambar 3. MALAPARI

PENGUPASAN DAN PENGUKUSAN SINAR MATAHARI

PENGERINGAN

ANALISIS BILANGAN ASAM

PENGEMPAAN

DEGUMMING I (H3PO4) DAN II (bentonit+zeolit) ANALISIS BILANGAN ASAM ESTERIFIKASI ANALISIS BILANGAN ASAM TRANSESTERIFIKASI - BILANGAN ASAM - DENSITAS - KADAR AIR - BILANGAN IOD - BILANGAN PENYABUNAN - BILANGAN ESTER - VISKOSITAS - BILANGAN SETANE - RENDEMEN - UJI COBA BAHAN BAKAR

PENCUCIAN

ANALISIS BILANGAN ASAM

PENGHILANGAN AIR

BIODIESEL

Gambar 3. Teknik pembuatan biodiesel malapari

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Gambar 4. Buah dan biji nyamplung (Calophyllum inophyllum L)

d. Teknik pembuatan biodiesel menggunakan bahan baku nyamplung, malapari, dan bintaro sebagai berikut. 1) Teknik pembuatan biodiesel nyamplung a) Proses pemisahan kernel dari tempurung, pengukusan, pencucian, pengeringan, dan ekstraksi minyak (crude oil) dengan cara penambahan sekam padi sebanyak 5% (b/b). Pengepresan kernel menggunakan mesin skrew kapasitas 50 kg/jam. b) Proses degumming, yakni minyak mentah dipanaskan pada suhu 125oC selama 2 jam pada suhu konstan, kemudian suhu minyak diturunkan sampai suhu 60oC, setelah itu ditambahkan H3PO4 dengan konsentrasi 1,5% (v/v) sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, lalu selama ½ jam dienapkan, dan dipisahkan antara minyak dan getah (gum). c) Minyak bersih dipanaskan pada suhu 60oC, kemudian ditambahkan bentonit 1,5% sambil diaduk selama ½ jam, lalu diendapkan dan dipisahkan antara minyak dan bentonitnya. d) Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan HCl 1% (v/v) pada suhu 60oC sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, setelah ½ jam, kemudian ditambahkan zeolit 1,5% (b/v), sambil diaduk dengan kecepatan sama selama ½ jam. e) Proses transesterifikasi mengunakan campuran katalis metanol 15% (v/v) dan KOH 0,4% (b/v). f)

Pencucian dan pemurnian minyak biodiesel.

11

12

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

2) Teknik pembuatan biodiesel malapari a) Proses pemisahan kernel dari tempurung, pengukusan, pencucian, pengeringan, dan ekstraksi minyak (crude oil) dengan cara penambahan sekam padi sebanyak 5% (b/b). Pengepresan kernel menggunakan mesin skrew kapasitas 50 kg/jam. b) Proses degumming, yaitu minyak mentah dipanaskan pada suhu 125oC selama 2 jam pada suhu konstan, suhu minyak diturunkan sampai suhu 60oC, kemudian ditambahkan H3PO4 dengan konsentrasi 1,5% (v/v) sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, lalu selama ½ jam diendapkan, kemudian dipisahkan antara minyak dan getah (gum). c) Minyak bersih dipanaskan pada suhu 60oC, kemudian ditambahkan bentonit 2% sambil diaduk selama ½ jam lalu diendapkan dan dipisahkan antara minyak dan bentonitnya. d) Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v) pada suhu 60oC sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, setelah ½ jam ditambahkan zeolit 1,5% (b/v) sambil diaduk dengan kecepatan selama ½ jam. e) Proses transesterifikasi mengunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan KOH 0,6% (b/v). f)

Pencucian dan pemurnian minyak biodiesel.

Gambar 5. Bunga, buah, dan biji malapari (Pongamia pinnata)

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Gambar 6. Bunga, buah, dan biji bintaro (Carbera manghas L)

3) Teknik pembuatan biodiesel bintaro a) Proses pemisahan kernel dari tempurung, pengukusan, pencucian, pengeringan, dan ekstraksi minyak (crude oil) dengan cara penambahan sekam padi sebanyak 5% (b/b). Pengepresan kernel menggunakan mesin skrew kapasitas 50 kg/jam. b) Proses degumming, yaitu ditambahkan H3PO4 dengan konsentrasi 0,75% (v/v) sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, selama ½ jam diendapkan, kemudian dipisahkan antara minyak dan getah (gum). c) Minyak bersih dipanaskan pada suhu 60oC, kemudian ditambahkan bentonit 1,5% sambil diaduk selama ½ jam, kemudian diendapkan serta dipisahkan antara minyak dan bentonitnya. d) Proses esterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan HCl 1% (v/v) pada suhu 60oC sambil diaduk dengan kecepatan 400 rpm, setelah ½ jam ditambahkan zeolit 1,5% (b/v) sambil diaduk dengan kecepatan selama ½ jam. e) Proses transesterifikasi menggunakan campuran katalis metanol 20% (v/v) dan KOH 0,6% (b/v). f)

Pencucian dan pemurnian minyak biodiesel.

13

14

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Secara skematis, teknik pembuatan biodiesel nyamplung, malapari, dan bintaro ditunjukkan pada Gambar 7. BIJI NYAMPLUNG, MALAPARI, DAN BUINTARO

PENGUPASAN DAN PENGUKUSAN

PENGERINGAN

ANALISIS BILANGAN ASAM

SINAR MATAHARI

PENGEMPAAN

DEGUMMING I (H3PO4) DAN II (bentonit) ANALISIS BILANGAN ASAM ESTERIFIKASI + zeolit ANALISIS BILANGAN ASAM TRANSESTERIFIKASI - BILANGAN ASAM - DENSITAS - KADAR AIR - BILANGAN IOD - BILANGAN PENYABUNAN - BILANGAN ESTER - VISKOSITAS - BILANGAN SETANE - RENDEMEN - UJI COBA BAHAN BAKAR

PENCUCIAN

ANALISIS BILANGAN ASAM

PENGHILANGAN AIR

BIODIESEL

Gambar 7. Penyempurnaan proses pembuatan biodiesel

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

15

Gambar 8. Tahapan proses pembuatan minyak lemak

1

2

4

3

5

Keterangan Gambar: 1. Penggilingan/pengempaan dengan mesin kempa hidraulik manual, 2. Penggilingan/pengempaan dengan mesin ekstruder, 3. Minyak kasar (crude oil), 4. Degumming, proses estran, pencucian, dan pemurnian (multifungsi), 5. Penyaringan minyak biodiesel, 6. Pengemasan minyak biodiesel hasil produksi.

6

BAB III KINERJA BIODIESEL

1. Pembuatan Biodiesel Kemiri Sunan

a. Rendemen minyak kemiri sunan sebesar 43,33%. Pengepresan menggunakan mesin pres sistem screw. Teknik pengepresan dilakukan dengan mencampurkan kernel kemiri sunan dengan sekam padi sebanyak 5% (b/b). b.

Produksi biodiesel berbahan baku minyak biji kemiri sunan telah memiliki mutu yang sesuai dengan persyaratan standar biodiesel (SNI 04-7182-2006), yaitu kadar air sebesar 0,05%, bilangan asam 0,66 mg basa/g, kadar asam lemak bebas 0,33%, densitas 874 kg/m3, viskositas kinematik pada suhu 40oC 4,24 mm2/s (cSt), bilangan iodium 91,20 g I2/100 g, bilangan setane 64, serta rendemen minyak biodiesel yang dihasilkan sebesar 79,68%.

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

2. Pembuatan Biodiesel Nyamplung, Malapari, dan Bintaro a. Biodiesel nyamplung

1) Rendemen minyak nyamplung dengan menggunakan mesin pres sistem skrew sebesar 42,35%. Teknik pengepresan dilakukan dengan mencampurkan biji nyamplung dengan sekam padi sebanyak 5% (b/b). 2) Produksi biodiesel nyamplung menghasilkan sifat fisiko kimia yang memenuhi persyaratan SNI 04-7182-2006, yaitu densitas sebesar 887,5 kg/m2, viksositas kinematik pada suhu 40oC 5,64 mm2/s (cSt), kadar air dan sedimen 0,08%, abu tersulfatkan 0,05%, bilangan asam 0,76 mg basa/g, bilangan penyabunan 145,29%, bilangan iod 56,25 g I2/100 g, bilangan setane 67,93, serta rendemen berkisar antara 78,02–79,40%.

b. Biodiesel malapari 1) Rendemen minyak malapari dengan menggunakan mesin pres sistem skrew sebesar 27,64%. Teknik pengepresan dilakukan dengan mencampurkan biji nyamplung dengan sekam padi sebanyak 5% (b/b).

2) Produksi biodiesel malapari menghasilkan sifat fisiko kimia yang memenuhi persyaratan SNI 04-7182-2006, yaitu densitas sebesar 894 kg/m2, viksositas kinematik pada suhu 400C 4,81 mm2/s (cSt), kadar air dan sedimen 0,24%, abu tersulfatkan 0,08%, bilangan asam 0,73 mg basa/g, bilangan penyabunan 219,35%, bilangan iod 53,30 g I2/100 g, bilangan setane 58,25, serta rendemen berkisar antara 78,35–79,95%.

17

18

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

c. Biodiesel bintaro 1) Rendemen minyak bintaro dengan menggunakan mesin pres sistem kempa hidraulik manual sebesar 42,35%. 2) Produksi biodiesel bintaro menghasilkan sifat fisiko kimia yang memenuhi persyaratan SNI 04-7182-2006, yaitu massa jenis sebesar 870 kg/m2, viksositas kinematik pada suhu 400C 3,60 mm2/s (cSt), kadar air dan sedimen sebesar 0,22%, abu tersulfatkan 0,22%, bilangan asam 0,47 mg basa/g, bilangan penyabunan 178,95%, bilangan iod 78,45 g I2/100 g, bilangan setanae 56,30, serta rendemen berkisar antara 79,80–82,50%.

BAB IV APLIKASI BIODIESEL

Biodiesel yang diproduksi dari bahan baku biji tanaman hutan terbukti dapat dimanfaatkan sebagai pengganti sumber bahan bakar untuk menggerakan mesin diesel yang biasa memakai bahan bakar minyak fosil (minyak solar). Minyak biodiesel telah diaplikasikan pada beberapa jenis mesin diesel antara lain kendaraan roda empat, mesin alat pertanian, mesin diesel penggerak perahu, mesin diesel penggiling padi, dan mesin diesel pemutar kincir air pada tambak udang (Gambar 9). Berdasarkan hasil aplikasi, mesin-mesin tersebut tidak mengalami kendala pada saat uji coba.

20

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

1

2

3

4

5

Keterangan Gambar: 1. Mobil bak terbuka merk Mitsubishi Strada, 2. Bus angkutan karyawan kehutanan,

3. Mesin diesel untuk menggerakan kincir air pada tambak udang, 4. Mesin penggilingan padi berjalan, 5. Mesin diesel penggerak perahu, 6. Mesin traktor pertanian.

6

Gambar 9. Aplikasi biodiesel pada berbagai peralatan

BAB V REKOMENDASI

Biodiesel dari biji bintaro, kemiri sunan, malapari, dan nyamplung dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak fosil (solar) serta direkomendasikan untuk mesin diesel otomotif dengan menggunakan campuran B50 dan B100 untuk mesin pertanian dan nelayan. Teknik pembuatan biodiesel yang dihasilkan dapat diimplementasikan karena hasil olahannya telah menghasilkan biodiesel yang memenuhi kualitas standar biodiesel SNI 04-7182-2006.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (2006). Standar Nasional Indonesia SNI 04-7182-2006. BSN. Jakarta. _______ . (2009). Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Tanaman Perkebunan Penghasil Bahan Bakar Nabati (BBN). Bogor (ID): IPB Press.

Bajpai D, Tyagi VK. (2006). Biodiesel Source, Production, Composition, Pro-perties and its Benefits. Journal of Oleochemical Science. 10: 487–502.

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Canaki M, Gerpen JV. (2001). Biodiesel from oils and fats with hight free fatty acids. Trans Am Soc Automotive Engine. 44: 1429–1436. Demiebas A. (2008). Biodiesel A Realistic Fuel Alternative for Diesel Fuel. London: Springer-Verlag. Fessenden RJ, Fessenden JS. (1986). Kimia Organik Jilid II Edisi ke-3. Pudjaatmaka AH, penerjemah. Pakpahan M, Harianja B (ed). Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Organic Chemistry. Trird Edition. Fukuda H, Kondo A, Noda H. (2001). Biodiesel Fuel Production by Transesterification of Oil. Jou of Bios and Bioeng. 92: 405–416. Gubitz GM, M Mittelbach, M Trabi. (1998). Exploitation of the Tropical Oil Seed Plant Jatropha curcas, L. Bioresource Technology. 67: 73–78. Ketaren S. (1986). Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta (ID): UI Press. Ketaren S. (2005). Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta (ID): UI Press. Ketaren S. (2008). Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta (ID): UI Press. Krause R. (2001). Bio and alternative fuels for mobility. In enhancing biodieseldevelopment and use.Proceedings of the International Biodiesel Workshop, Tiara Convention Center, Medan.24 Oktober 2001. Ditjen Perkebunan, Departemen Pertanian. Jakarta. Pasae Y, Jalaluddin N, Harlim T, Pirman. (2010). Pembuatan Ester Metil dan Ester Isopropil dari Minyak Kepoh Sebagai Produk Antara Aditif Biodiesel. Jurnal Industri Hasil Pertanian. 5(2): 98–103. Reksowardoyo RP. (2005). Melaju kendaraan berkat biji-bijian. Trubus, XXXVI/ November 2005. Jakarta. Samiarso L. (2001). Indonesian policy on renewable energy development dalam enhancing biodiesel development and use.Proceedings of the International Biodiesel Workshop, Tiara Convention Center, Medan. 24 Oktober 2001. Ditjen Perkebunan, Departemen Pertanian. Jakarta. Soerawidjaja TH. (2002). Menjadikan biodisel sebagai bagian dari liquor fuel mix di Indonesia. Materi presentasi pada Rapat Teknis Penelitian Energi ke-311. Pusat Penelitian Material dan Energi. ITB. Bandung.21 Juli 2002.

23

24

Seri Paket Iptek Teknologi Pengolahan Bahan Bakar Nabati Berbasis Lemak dan Minyak dari Tanaman Kehutanan (Biodiesel)

Soerawidjaja TH. (2005). Potensi Sumber Daya Hayati Indonesia Dalam Menghasilkan Bahan Bakar Hayati BBM. Makalah Lokakarya “Pengembangan dan Pemanfaatan Sumber Energi Alternatif Untuk Keberlanjutan Industri Perkebunan dan Kesejahteraan Masyarakat”. Hotel Horrison. Bandung. Sontag Nov. (1982). Fat Splitting, Esterifiation and Interesterification. New York: Jhon Wiley & Sons. Sudradjat R, D Setiawan. (2003). Teknologi pengolahan biodiesel dari minyak biji jarak pagar. Laporan Hasil Penelitian. Sumber Dana DIK-S DR Tahun 2003. Pusat Litbang Teknologi Hasil Hutan. Bogor. (Tidak diterbitkan). Sudradjat R, D Setiawan. (2004). Teknologi pengolahan biodiesel dari minyak biji jarak pagar. Laporan Hasil Penelitian. Sumber Dana DIK-S DR Tahun 2005. Pusat Litbang Hasil Hutan. Bogor. (Tidak diterbitkan). Sudradjat R, Widyawati Y, Setiawan D. (2007). Optimasi Proses Esterifikasi pada Pembuatan Biodiesel dari Biji Jarak Pagar.Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 25(3): 203–224. Sudradjat R, Sahirman, Suryani A, Setiawan D. (2010). Proses Transesterifikasi pada Pembuatan Biodiesel Menggunakan Minyak Nyamplung (Calophyllum innophyllum L.) Yang Telah Dilakukan Esterifikasi. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 28(2): 184–198. Srivastava, Prasad P. (2000). Triglycerides base diesel fuels. Journal of Renewable Sustainability Energy. 4: 111–133. Tyson KS. (2004). Energy efficiency and renewable energy. U.S. Department of Energy. http://www.osti.gov/bridge. (24 Mei 2006).