TUGAS KULIAH PENTING Kamis, 14 Mei 2009makalah karya ilmiah PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.)

ABSTRAK Naiknya harga minyak di pasar dunia dan nasional secara signifikan serta semakin menipisnya cadangan minyak bumi dari fosil mengharuskan untuk mencari sumber lain termasuk dari bahan hasil pertanian, salah satunya dari minyak jarak pagar atau Jatropha curcas, L. Guna menunjang ide ini, maka penelitian terhadap pembuatan biodiesel dari minyak jarak telah dilaksanakan. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu menginventarisasi tanaman jarak pagar dan menganalisa kandungan minyaknya, membuat biodiesel dengan berbagai teknik kepekatan katalisator dan suhu pemanasan, serta menghimpun pendapat (tanggapan) dari pejabat pemerintah daerah terhadap isu penanaman jarak pagar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman jarak pagar hampir tidak ditemukan di Pulau Sumbawa, hanya sedikit di Kabupaten Sumbawa dan Kabupaten Sumbawa Barat. Sedangkan di Pulau Lombok cukup banyak dan telah dibudidayakan dengan sistem tumpang sari bersama tanaman jagung. Kandungan minyak biji jarak utuh sekitar 38%, sedangkan dalam inti atau endosperm sebanyak 55%, kadar air sekitar 8%. Percobaan pembuatan biodiesel menggunakan metanol dan etanol, dengan katalisator NaOH (0,3%; 0,4% dan 0,5%) dan suhu pemanasan (40; 60; dan 80OC). Hasilnya menunjukkan bahwa katalisator NaOH pada kepekatan 0,3%, dan suhu pemanasan 60OC memberikan biodisesl yang terbaik. Percobaan pada kendaraan roda empat tidak dijumpai hambatan yang berarti. Penggunaan biodiesel 100%, pada tahap permulaan mesin tidak segera kompresi, begitu juga akselerasinya, tetapi setelah beberapa saat tidak dijumpai hambatan. Dianjurkan penggunaan biodiesel dari minyak jarak pagar menggunakan formula B20.

Kata-kata kunci : Biodiesel, Minyak Jarak Pagar

PENDAHULUAN

Gubernur Nusa Tenggara Barat Drs. H. L. Serinata menyatakan agar provinsi ini dapat ditetapkan sebagai Pusat Jarak Nasional. Ide tersebut tidak berlebihan mengingat daya dukung alam seperti lahan dan iklim yang tersedia di daerah ini serta sumber daya manusianya. Oleh karena itu, ide tersebut sangat pantas didukung oleh seluruh lapisan masyarakat baik dari tingkat bawah maupun tingkat provinsi. Perguruan Tinggi, antara lain seperti Universitas Mataram haruslah bersiap diri untuk membantu terlaksananya ide tersebut. Pernyataan Gubernur H. L. Serinata juga relevan dengan tiga agenda Pembangunan yang dicanangkan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang tertuang dalam Peraturan Presiden No. 7 tanggal 19 Januari 2004. Hal in juga memenuhi pertimbangan Pembangunan Nasional dan prinsip landasannya (Samodra, 2005). Sampai saat ini, umumnya yang dikenal sebagai sumber tenaga adalah bahan bakar minyak seperti solar, bensin (premium), minyak tanah, dan avtur untuk pesawat terbang. Energi sebenarnya tidak saja dari bahan bakar tersebut, tetapi dapat juga dari bahan lain seperti kayu atau bahan sisa seperti ampas dan sekam. Akhir-akhir ini dunia internasional dikagetkan dengan naiknya harga bahan bakar minyak secara signifikan. Apabila saat ini Indonesia mengikuti harga minyak dunia, mungkin sekali harga premium perliternya sekitar Rp. 6.000,- sampai Rp. 7.000,-. Persoalan bahan bakar minyak ternyata tidak saja pada harga yang tinggi tetapi juga ketersediaannya yang makin terbatas. Diperkirakan sekitar 30 tahun lagi bahan bakar dari fosil tersebut akan habis sedangkan gas diperkirakan 50 tahun kedepan. Kekurangan penggunaan bahan bakar minyak seperti bensin sekarang ini adalah hadirnya unsur-unsur logam dan senyawa lainnya yang dapat mengganggu kesehatan. Senyawa timbel dapat menyebabkan anemia, serta menyebabkan berkurangnya kecerdasan pada anak-akan. Mangan yang juga sebagai additif dapat menimbulkan penyakit parkinson karena tertimbun dalam jaringan otak. Unsur besi akan memacu hipertensi dan panyakit jantung. Additif lainnya yang banyak dipergunakan adalah metal tertiary butyl ether (MTBE). Bahan kimia ini dapat mencemari air tanah. Kejadian ini akan berbahaya kalau terjadi kebocoran pada tangki atau pipa. Bahan kimia ini dapat menyebabkan kanker. Betitik tolak dari keterbatasan tersebut maka perlu sekali dicari jalan keluar untuk menemukan bahan bakar alternatif. Bahan bakar yang mungkin dapat dipergunakan sebagai pengganti antara lain ialah etanol, minyak kelapa sawit dan minyak jarak. Bila diasumsikan penggunaan BBM tiap tahun sebanyak 15 juta kiloliter maka penggunaan etanol akan mengeluarkan dana sekitar 62,25 triliun, sedangkan bensin sekitar 83,4 triliun, dengan demikian akan ada penghematan sekitar 20,9 triliun. Tetapi penggunaan minyak sawit tentu akan menjadi masalah dengan kebutuhan minyak goreng. Jenis bahan bakar lainnya ialah minyak jarak yang diperoleh dari tanaman jarak. Keuntungan dari penggunaan minyak jarak antara lain dapat mendorong pemanfaatan lahan marginal. Luas lahan kering yang dapat ditanami tanaman jarak di Kawasan Timur Indonesia sekitar 20 juta Ha (Anonim, 2005b), sedangkan untuk Provinsi NTB sekitar 400.000 Ha dari lahan kering sekitar 1,06 juta Ha. Produksi untuk tahap awal diproyeksikan sekitar 30.000 ton pertahun, tahap selanjutnya diharapkan meningkat sampai 100.000 ton pertahun (Fairuz, 2005). Dengan demikian dari 625.000 Ha akan dapat diharapkan produksi sebanyak 2.000.000 ton pertahun. Dari segi biologi, tanaman jarak termasuk famili Euphorbiaceae. Di Indonesia dikenal empat jenis tanaman jarak yaitu jarak kaliki (Ricinus communis), jarak pagar (Jatropha curcas), jarak gurita (Jatropha multifida) dan jarak landi (Jatropha gossypifolia). Keempat jenis jarak tersebut menghasilkan minyak, tetapi jenis kaliki kurang tepat untuk bahan bakar, karena terlalu kental. Tanaman jarak yang banyak dikenal masyarakat sehari-hari adalah jarak pagar dan jarak risinus. Arti eknomis terpentig dari tanaman jarak adalah buahnya. Di dalam buah dijumpai biji yang banyak mengandung minyak sekitar 50 55%. METODE PENELITIAN Agar penelitian ini berjalan dan berhasil guna dengan baik maka direncana sebagai berikut :

1. Observasi lapangan Dititik beratkan pada inventarisasi tanaman jarak pagar. Tahap ini akan melaporkan tentang daerah atau lokasi yang dapat ditemukan jarak pagar, serta melihat potensi nyata tiap daerah akan kemungkinan pengembangan tanaman jarak pagar pada masa yang akan datang. Pada tahap ini diusahakan untuk menjumpai para pejabat yang dapat mengambil kebijaksaan dalam penentuan perkembangan jarak pada masa yang akan datang. Diharapkan para respondent adalah Bupati atau Ketua Bappeda, serta instansi yang terkait dengan masalah tanaman dan minyak jarak, antara lain seperti Dinas Pertanian dan Perkebunan, serta Industri dan Perdagangan.

2. Penelitian pendahuluan Meliputi berat 1000 biji jarak, kandungan minyak dan kadar airnya. Penentuan kandungan minyak menggunakan alat soxhlet dan kadar air menggunakan termogravimetri.

3. Pengolahan biji jarak menjadi minyak kasar Sebelum dikempa dicoba juga dengan pemanasan awal, sehinggga pengempaan dilakukan dengan pemanasan dan tanpa pemanasan. Pemanasan dilaksanakan pada suhu 70 - 80OC. Setelah bahan dikempa, minyak yang tersisa dalam ampas diambil menggunakan pelarut organik. Pada cara ini bahan dimasukkan dalam tabung kemudian dituangkan pelarut. Setelah ampas dibuang, pelarut didistilasi untuk memperoleh minyak kasar.

4. Pemurnian minyak jarak Pada tahap ini minyak kasar setelah ditentukan kandungan asam lemak bebasnya, lantas dihidratasi untuk membuang getah atau gum serta fosfolipida dalam minyak. Proses ini biasanya disebut degumming.

5. Percobaan pembuatan biodiesel dari minyak jarak Pada proses ini minyak murni atau trigliserida minyak jarak pagar direaksikan denagn methanol atau ethanol yang telah diberikan senyawa alkali (NaOH) sebagai katalisator. Minyak dipanasi pada suhu 40; 60 dan 80OC, kemudian dicampur dengan metanol/etanol sebanyak 30 dan 40% dari banyaknya minyak. Metanol dan etanol telah pula diberikan NaOH sebanyak 0,3; 0,4 dan 0,5% dari metanol/etanol yang disiapkan. Setelah dicampur bahan terus diaduk selama 60 menit, kemudian dibiarkan beberapa saat agar terjadi pemisahan. Gliserol akan turun kedasar tempat pencampuran. Metil/etil ester yang diperoleh didistilasi untuk membuang kelebiham metanol/etanol, dan selanjutnya dicuci dengan air tiga kali. Setelah itu diberikan CaCl2 untuk mengeringkan bahan. CaCl2 dipisahkan dengan penyaringan. 6. Percoban penggunaan biodiesel pada kendaraan roda empat, Biodiesel yang dihasilkan diuji pada kendaraan roda empat dengan perbandingan 20; 40; 60; 80 dan 100%.

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Observasi Lapangan Semua pejabat yang dihubungi mulai dari Kabupaten dan Kota Bima sampai Kabupaten Lombok Barat sangat tertarik akan tanaman jarak pagar. Mereka bersedia menerima investor yang berkeinginan untuk bergerak dalam penanaman jarak pagar. Prinsipnya ialah sebagai mitra petani. Tanaman jarak pagar ditemui hanya dibeberapa tempat.. 2. Penelitian Pendahuluan Biji jarak yang diperoleh dari hasil penanaman jarak di pagar-pagar dianalisa kadar airnya rata-rata 8%, Berat 100 biji sekitar 72 g (jadi perbiji 0,72 g) dan kandungan minyak sekitar 38%. 3. Pengolahan Biji Jarak Menjadi Minyak Persediaan biji jarak yang sangat tebatas serta mutunya tidak begitu baik diperoleh dari petani. Secara keseluruhan alat pengepresan minyak yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas tiga alat utama, yaitu penggorengan, pengepresan dan penyaringan. Hasil alat perasan kurang menggembirakan, hal ini terlihat pada hasil analisa kandungan minyak pada ampas yang masih relatif tinggi, seperti disajikan pada Tabel 2 berikut.

Tabel 2. Kandungan Minyak Pada Ampas Perasan

No. Nama Bahan Kandungan Minyak (%) Rerata (%) . 1.Ampas perasan seluruh biji 2.Ampas perasan biji terkupas

4. Pemurnian minyak Minyak yang diperoleh dari biji jarak yang digiling tidak cukup untuk percobaan dalam penelitian ini. Untuk mengatasi kekurangan ini terpaksa minyak jarak yang dimiliki oleh unit pemeras jarak pagar dibeli. Tetapi rupa-rupanya telah lama dan dibiarkan terbuka begitu saja. Kadar asam lemak bebasnya sekitar 17,5%. Asam lemak ini harus dibuang agar tidak mengganggu pada proses pembuatan biodiesel. Pembuangan dilakukan dengan pencucian. Hidratasi dilaksanakan dengan pemberi air panas, kemudian dikocok kuat-kuat selama 30 detik. Proses ini diulangi tiga kali. Bersamaan dengan itu akan ikut terbawa pula asam lemak bebas dalam minyak. Hidratasi pertama mengurangi asam lemak bebas sekitar 10%, sehingga kadarnya dalam minyak sekitar 7,60%. Ke dua kadar asam lemak bebas menjadi 5,60%, ke tiga menjadi 2,12%, dan ke empat menjadi 0,07%.

Tabel 3. Kandungan Asam Lemak Bebas Pada Minyak

No. Jenis Minyak Kandungan asam lemak bebas (%) Rerata (%) Ketera- ngan 1.Minyak segar 2.Minyak lama 3.Pencucian sekali 4.Pencucian dua kali 5.Pencucian tiga kali 6.Pencucian empat kali 5. Percobaan pembuatan biodiesel dari minyak jarak

Langkah yang ditempuh sampai diperoleh biodiesel dalam penelitian ini adalah : a. Dilakukan percobaan membuat biodiesel sesuai dengan rancanagan percobaan. Banyaknya minyak yang dipergunakan ialah 100 ml, dengan metoksida atau etaksida sebanyak 20 ml. Ternyata yang terbaik ialah pada kadar 0,3% NaOH, dan pemanasan pada suhu 60OC. Campuran diaduk selama 60 menit. b. Selanjutnya pembuatan biodiesel dalam jumlah yang agak banyak sesuai dengan kebutuhan pada percobaan selanjutnya. Pada percobaan tingkat ini dipergunakan blender berkapasitas 5 liter. Campuran yang masih dalam kedaan panas segera dipindah ketangki pemisah. Setelah delapan jam bagian bawah sekitar 20% diambil, sisanya dituang kedalam panci, kemudian dipanasi sampai suhu sekitar 110 - 120OC selama 5 menit. c. Dengan demikian diperoleh biodiesel dari minyak jarak pagar. 6. Penggunaan biodiesel pada kendaraan roda empat Biodiesel yang diperoleh di atas diuji coba pada kendaraan roda empat yang digerakkan mesin diesel. Adapun merek kendaraan yang dipergunakan adalah Isuzu Panther buatan tahun 1997. Uji coba dilasanakan bersama montir berpengalaman selama 16 tahun bernama I Wayan Suje. Hasil uji coba menunjukkan bahwa biodisel yang dihasilkan dapat dipergunakan sebagai bahan bakar pengganti solar. Tetapi sebagai langkah awal pencampuran 20% yang biasa disebut B20 dipergunakan. Hal ini mengingat bahwa penggunaan minyak jarak masih merupakan sesuatu yang baru.

KESIMPULAN DAN SARAN Terbatas pada hasil dan pembahasan dalam penelitian ini, maka dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut: 1. Semua aparat Pemerintahan pada tingkat Kabupaten dan Kota sangat tertarik untuk mengembangkan tanaman jarak di daerahnya. 2. Sifat tanaman jarak yang tumbuh di NTB antara lain mengandung minyak sekitar 38%, kadar air rata-rata 8%, Berat 100 biji sekitar 72 g. 3. Campuran 20% biodiesel dan 80% solar sangat baik untuk kendaraan bermesin diesel. Berdasarkan observasi lapang dan pelaksanaan penelitian di Laboratorium disaran beberapa hal sebagai berikut : 1. Agar tanaman jarak cepat berkembang perlu tim pada tiap jenjang disetiap provinsi dan kabupaten. 2.Hendaknya penyuluhan tanaman jarak disertai dengan bahaya keracunan, serta cara mengatasinya.3.Alat pengepres perlu diperbaiki dan alatnya seperti pemecah kulit dan penggilingan perlu ditambah agar efiseinsi baik.

DAFTAR PUSTAKA 1.Anonim, 2005b. Pengembangan tanaman penghasil sumber energi alternatif. Direktorat Jenderal Perkebunan Departemen Pertanian. Jakarta. 2.Begg Juliet, dan Tyania Gaskin 1994. Jatropha curcas LDunedin, New Zealand 3.Brennen, J.G. 1976. Food engeneering operations. Applied Science Publishers Limited, London 4.Brodjonegoro, T.P., 2005. Minyak jarak sebagai bahan dasar alternative complimentary minyak solar. Seminar Ketenagaan Listrik Nusa Tenggara Barat, Mataram. PT PLN Wilayah Nusa Tenggara Barat - Universitas Mataram. 5.Christopherson, S. W., and R. L. Glass, 1969. Preparation of milk fat methyl esters by alcholysis in an essentially non alcoholic solution. J. Dairy Sci., 52: 1289. 6.Erbe, Lawrence., 1978. Castor bean. Dalam The Encyclopedia Americana. Volume 5. 7.Fairuz. 2005. Jarak penyelamat krisis minyak. Swara Bumi Gora. Edisi 74, Sept. 2005 8.Folch, J; Lees dan G.H.S. Stanleyb 1974. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol.Chem. 226 : 497. 9.Heller, Joahim. 1996. Physic nut. Jatropha curcas L. IPGRI. Rome. Italy. 10.Kadiman Kusmayanto. 2006. RNI bisa menjadi provider energi hijau. Dalam Prihandana, Rama., 2006. Menghasilkan biodiesel murah Agro Media Pustaka Jakarta. 11.Marter, A. D., 1981. Castor: Markets, utilization and prospects. TPI, London 12.Parlan, 1997. Isolasi asam lemak risinoleat dari minyak jarak (Castor Oil) melalui reaksi transeterifikasi. Dalam MIPA JOURNAL Matemetika, Ilmu Pengetahuan Alam, dan Pengajarannya. Tahun 26, Nomor 1. 47 59. 13.Pearson, D. 1975. The chemical analysis of foods. Churchill. Livingstone, London. 14.Pratikna, 2006. Jarak pagar (jatropha curcas Linn) di sektor kehutanan peluang investasi dan kajian perdagangan internasional. Promosi Investasi Tanaman Jarak. Surabaya, 15.Prihandana, Rama., 2006. Menghasilkan biodiesel murah Agro Media Pustaka Jakarta. 16.Qazuini, M. dan Satrijo Saloko, 2006. Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar(Jatropa curcas L.). Lembaga Penelitian Universitas Mataram. 17.Qazuini, M., Satrijo Saloko, dan Nur Indah Julisaniah 2007. Keanekaragaman Jenis Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn) Nusa Tenggara Barat Penghasil Minyak Nabati dan Prospek Pengembangannya Sebagai Bahan Bakar Alternatif, Tahap I. Lembaga Penelitian Universitas Mataram 18.Samodra, Nanang., 2005. Kebijakan Pemda NTB mendorong pemanafaatam listrik yang lebih produktif. Dalam Seminar Ketenagaan listrik Nusa Tenggara Barat menuju Nusa Terang Benderang. PT PLN (PERSERO) WILAYAH NTB bekerjasama dengan UNIVERSITAS MATARAM. Mataram, NTB. 19.Sontag, N.O.V., 1979. Composition and characteristics of individual fats and oils. Dalam Daniel A Swern: Baileys Industrial Oil and Fat Products. John Wiley and Sons, New York. 20.Sudarmadji, S., Bambang Haryono, dan Suhardi. 1984. Prosedur analisa untuk bahan makanan dan pertanian, Edisi ketiga.. Liberty, Yogyakarta. 21.Sudradjkat H. R. 2006. Memproduksi biodiesel jarak pagar. Penebar Surabaya 22.Suprihastuti, Sri Rahayu., 1999. dalam Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses 1999, Semarang, 27 29 Juli 1999. 23.Theime, Y.G., 1968. Coconut oil processing. FAO. Agricultural development paper, nomor. 89, Rome. Diposkan oleh adhitboys di 06:53