PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI

Transkripsi

1 PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI Oleh RINI INDRAYATI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 1

2 PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh RINI INDRAYATI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2

3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS PERTANIAN BOGOR PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian Pada Departemen Teknolgi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh RINI INDRAYATI F Dilahirkan pada Tanggal 30 Januari 1987 Di Tangerang, Banten Tanggal lulus : 11 Desember 2008 Menyetujui, Bogor, 23 Januari 2009 Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si NIP

4 Rini Indrayati. F Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar Pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan berbagai Jenis Minyak Nabati. Di bawah bimbingan Dr.Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si. RINGKASAN Kelemahan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif yaitu mulai terbentuknya kristal atau gel pada suhu rendah sehingga akan menghambat proses pembakaran. Ketahanan biodiesel pada suhu rendah umumnya dipengaruhi oleh komposisi asam lemak minyak nabati penyusunnya. Asam lemak tak jenuh memiliki titik awan dan titik tuang lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak jenuh, namun rentan terhadap oksidasi. Pencampuran biodiesel dengan komposisi asam lemak yang berbeda akan menghasilkan karakteristik baru, yang diharapkan mampu meningkatkan ketahanan biodiesel campuran pada suhu rendah. Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan titik awan dan titik tuang pada biodiesel Jarak pagar. Penelitian pendahuluan mencakup penentuan sumber minyak nabati pencampur biodiesel Jarak pagar yang menghasilkan penurunan titik awan dan titik tuang terendah pada campuran. Pencampuran dilakukan dengan mencampurkan biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati lainnya yang meliputi biodiesel Kedelai, Biji rapa, Kelapa sawit, dan Kelapa pada rentang konsentrasi penambahan Jarak pagar dalam campuran sebesar 10% (v/v). Penelitian utama terbagi menjadi beberapa tiga tahapan yaitu penentuan kisaran konsentrasi campuran Jarak pagar-minyak nabati terpilih menggunakan dua metode pencampuran, karakterisasi sifat fisikokimia dan stabilitas oksidasi, serta penentuan konsentrasi campuran dan metode pencampuran terbaik. Pencampuran metode 1 merupakan campuran biodiesel Jarak pagar dengan biodiesel minyak nabati terpilih, dan pencampuran metode 2 merupakan campuran minyak Jarak pagar dengan minyak nabati terpilih sebelum dikonversi menjadi biodiesel. Pencampuran dilakukan pada penambahan konsentrasi Jarak pagar dalam campuran sebesar 5% (v/v). Parameter kualitas yang diuji meliputi bilangan asam, komposisi asam lemak (Kromatografi gas), titik awan, titik tuang, densitas, viskositas, bilangan iod, dan stabilitas oksidasi (metode Rancimat). Hasil penelitian pendahuluan menunjukkan biodiesel Kelapa merupakan sumber pencampur terbaik karena mampu memberikan penurunan titik awan dan titik tuang pada biodiesel Jarak pagar masing-masing sebesar 3ºC dan 6ºC. Penurunan titik awan dan titik tuang campuran Jarak pagar-kelapa terjadi pada kisaran 50-70% Jarak pagar pada metode 1, dan 35-55% Jarak pagar pada metode 2. Besarnya nilai titik awan dan titik tuang pada kisaran konsentrasi tersebut adalah seragam yaitu masing-masing sebesar 9ºC,-6ºC pada metode 1 dan 12ºC,- 9ºC pada metode 2. Selain itu, dilakukan pula pencampuran jarak pagar-metil laurat untuk mengetahui peranan metil laurat dalam penurunan titik awan dan titik tuang pada biodiesel Jarak pagar. Metil laurat diketahui sebagai asam lemak dominan pada biodiesel kelapa. Pada pencampurannya diperoleh titik awan dan titik tuang terendah pada -3ºC dan -18ºC. Nilai titik awan dan titik tuang pada biodiesel campuran diketahui memiliki nilai lebih rendah dari biodiesel pencampuranya, yaitu biodiesel jarak pagar (12ºC - 0ºC), biodiesel kelapa (15ºC - 6ºC ) dan metil laurat ( 9ºC - 3ºC). 4

5 Berdasarkan pada lamanya waktu yang dibutuhkan oleh masing-masing biodiesel campuran untuk bertahan pada suhu 0ºC, konsentrasi 55% jarak pagar menunjukkan waktu yang lebih lama dibandingkan konsentrasi lainnya. Pengujian titik awan menunjukkan metode 1 merupakan teknik pencampuran terbaik. Hal ini ditunjukkan oleh penurunan titik awan pada metode 1 lebih baik dari metode 2 yaitu sebesar 3ºC. Analisa fisikokimia pada masing-masing biodiesel campuran menghasilkan kualitas yang sesuai dengan ASTM D 6751 dan SNI biodiesel No Beberapa kualitas tersebut adalah densitas pada kisaran 0,8565 0,8793 g/cm 3, viskositas kinematik 40ºC pada kisaran 3,85 5,7 mm 2 /detik dan bilangan iod pada kisaran 44,74 70,98 gi 2 /100g. Berdasarkan analisis keragaman pada tingkat kepercayaan 95% (α = 0,05) menunjukkan bahwa konsentrasi penambahan Jarak pagar dalam campuran berpengaruh nyata terhadap viskositas, densitas, dan bilangan iod. Waktu induksi pada biodiesel campuran menunjukkan nilai yang lebih baik dibandingkan dengan biodiesel jarak pagar (2,62 jam). Campuran 55% Jarak pagar dalam campuran metode 1, campuran metode 2, dan Jarak pagar-metil laurat menghasilkan waktu induksi masing-masing sebesar 3,05, 2,74 dan 6,10 jam. 5

6 Rini Indrayati. F Improving Properties of Jatropha Biodiesel at Low Temperature through Combination of Blending with Other Vegetable Oil. Supervised by Dr.Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si. SUMMARY The limitation of biodiesels as fuel is that it will form crystal or gel at low temperature, which it can cause restriction in combustion process. Cold flow properties of biodiesel are affected by fatty acid composition in vegetable oil. Unsaturated fatty acid has lower cloud point and pour point than saturated one, but it more suceptible to oxidation. Blending of biodiesels with different fatty acid compositions was expected to improve low temperature properties of biodiesel. The objective of this research is to decrease the value of cloud point and pour point of Jatropha biodiesel. The preliminary research was to determine the best compotition which has lowest cloud point and pour point. Blending Jatropha biodiesel was done with Soybean biodiesel, Rapeseed biodiesel, Palm biodiesel, and Coconut biodiesel. Concentration of Jatropha biodiesel start from 10% (v/v) to 100% (v/v) with increment 10% (v/v). The Main research divided into three step that is determination of the best range composition form the most suitable vegetable oil blends using two blending methods, physicochemical and stability oxidation analysis, and determination of the best composition and blending method. Methode one is blending Jatropha biodiesel with selected vegetable oil biodiesel, and methode two blending between Jatropha oil and selected vegetable oil before biodiesel processing. Blending was done with addition of 5% Jatropha in blends. The quality parameter that were tested includes acid value, fatty acid compotition (GC), cloud point, pour point, density, viscosity, iodine number, and oxidation stability ( Rancimat method). The preliminary research shows that the Coconut biodiesel is the best blending subtances, because it can give lowering of cloud point and pour point of Jatropha biodiesel at 3ºC and 6ºC, respectively. It happens in the range 50-70% Jatropha at method 1, and 35-55% Jatropha at method 2. The value of cloud point and pour point in that range was equal at 9ºC, -6ºC, respectively (method 1), and at 12ºC, -9ºC, respectively (method 2). In addition was done blends of Jatropha biodiesel with metil laurat to investigated the role of metil laurat to lowering cloud point and pour point of jatropha biodiesel. Metil laurat known as dominant fatty acid at Coconut biodiesel. Its blends has lowest cloud point and pour poit at -3ºC and -18ºC. Blends biodiesels shown decrease cloud point and pour point below the value of pure biodiesel that is Jatropha biodiesel (12 o C - 0 o C), coconut biodiesel (15 o C - 6 o C), and metil laurat ( 9ºC - 3ºC). Based on time to resistance at temperature 0ºC, 55% Jatropha in each blend methods had the longest time compare with others concentration. The result of cloud point show that blending method 1 is the best blending techniques compare with blending method 2. It shown by cloud point at methode 1 is lower than methode 2. Physicochemical analysis on each blends biodiesel showed the quality is in conformity with ASTM D 6751 and SNI , that are density in a range of g/cm 3, viscosity in a range of mm 2 /second and iodine number in a range of 44,74-70, 98 g I 2 /100g. Analysis of variance with 6

7 confidence interval 95% (α = 0,05) shown the concentration of Jatropha addition in blending has significant relation to viscosity, density, and iodine number. Induction period at blend biodiesels showed the best value compare with jatropha biodiesel ( 2,62 h). Induction period at 55% Jatropaha in blend methode 1, methode 2, and Jatropha-metil laurat are 3,05, 2,74 dan 6,10 hour, respectively. 7

8 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul PERBAIKAN KARAKTERISTIK BIODIESEL JARAK PAGAR PADA SUHU RENDAH MELALUI KOMBINASI CAMPURAN DENGAN BERBAGAI JENIS MINYAK NABATI adalah hasil karya saya sendiri, dengan arahan dosen pembimbing. 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 skripsi ini. Bogor, Januari 2009 Rini Indrayati F

9 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Tangerang pada Tanggal 30 Januari 1987 sebagai anak pertama dari pasangan bapak Suharno dan ibu Sriyatun. Tahun 2004 lulus dari Sekolah Menengah Umum Negeri 1 Curug, Tangerang dan melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor melalui Undangan Seleksi Mahasiswa Baru (USMI). Penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Kegiatan praktek lapangan penulis dilaksanakan di PT. Triteguh Manunggal Sejati yang merupakan anak perusahaan Garudafood, Tangerang untuk mempelajari Aspek Tata Letak dan Penanganan Barang-barang Produksi. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan Berbagai Jenis Minyak Nabati untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian di bawah bimbingan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si. 9

10 KATA PENGANTAR Terucap rasa syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir (skripsi) dengan judul Perbaikan Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar pada Suhu Rendah Melalui Kombinasi Campuran dengan Berbagai Jenis Minyak Nabati. Selama pelaksanaan penelitian hingga terbentuknya skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan, arahan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada : 1. Dr. Ir. Dwi setyaningsih, MSi., selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan, arahan dan do a yang telah diberikan kepada penulis selama menjalankan kegiatan akademik hingga terselesaikannya penelitian dan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc. dan Dr. Ir. Endang warsiki, MT., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak arahan dan saran untuk perbaikan skripsi ke arah yang lebih baik. 3. Chichi, Haha, dan kedua otooto ku yang selalu memberikan kasih sayang, do a dan semangat. 4. Ira ayuthia, Miranti Setiarsih, Dea Ayesha, Aang Zen, dan Hidea Adi N. selaku rekan-rekan beda nasib beda perjuangan selama melakukan penelitian di SBRC. 5. Sahabat-sahabat ter-aneh penulis yaitu Maritza Hanif, Galih Krisnawati, Restu Yulia, Siti Mulia, Shinta KW, Mega Ayu, Bimo BA, Fajri G, Noor Ariefandie, dan Aang Zen yang selalu memberikan semangat, canda dan tawa kepada penulis selama menjalankan perkuliahan di TIN. 6. Teman-teman TIN 41 yang selalu membuat ramai setiap perkuliahan. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan pihak lain yang membutuhkan. Bogor, Januari 2009 Penulis 10