MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH

Transkripsi

1 MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH Oleh MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 Muhammad Akhlis Mustaghfiri. F Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah. Dibawah bimbingan Mulyorini Rahayuningsih dan Prayoga Suryadarma RINGKASAN Semakin meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan akan energi untuk transportasi, industri, maupun rumah tangga semakin bertambah. Hal tersebut akan menyebabkan peningkatan konsumsi BBM (Bahan Bakar Minyak). Salah satu jenis BBM yang paling banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia adalah minyak tanah. Untuk mengatasi kelangkaan dan mahalnya minyak tanah, minyak jarak pagar dapat digunakan sebagai alternatif dengan cara diolah menjadi biokerosin. Sifat-sifat minyak jarak pagar adalah terlalu kental, sulit terserap oleh sumbu, dan sulit menyala sehingga kurang efisien. Kemungkinan penyebabnya adalah masih adanya kandungan air dalam minyak jarak pagar. Oleh karena itu diperlukan proses pengeringan. Proses pengeringan minyak jarak pagar akan mengakibatkan perubahan pada sifat fisik dan sifat kimia dari minyak jarak pagar tersebut. Sifat fisik dan kimia minyak jarak pagar diantaranya adalah kadar air, viskositas, bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, dan indeks bias. Untuk mengetahui perubahan sifat-sifat tersebut, perlu dilakukan penentuan model hubungan antara parameter kualitas minyak hasil pengeringan dengan waktu pengeringan dan antar parameter. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter, dan menentukan suhu dan waktu pengeringan yang efektif untuk menghasilkan minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah. Ruang lingkup penelitian meliputi karakterisasi sifat fisikokimia minyak jarak pagar setelah ekstraksi, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan, menentukan model matematika hubungan antara parameter kualitas minyak jarak pagar sebagai pengganti minyak tanah dengan sifat fisikokimia minyak jarak pagar dan hubungan antar parameter. Prosedur penelitian dimulai dari ekstraksi minyak dari biji jarak pagar kemudian mengeringkan minyak hasil ekstraksi pada temperatur 70 o C, 80 o C, dan 90 o C dengan waktu masing-masing 65, 60, dan 55 menit. Tahapan penelitian dimulai dari karakterisasi minyak jarak pagar kemudian menentukan hubungan antara parameter-parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan dan hubungan antar parameter. Analisis yang dilakukan meliputi analisis terhadap sifat fisikokimia minyak yang menjadi parameter kualitas minyak jarak pagar, yaitu kadar air, bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, indeks bias, viskositas, indeks viskositas, heating value, dan flash point. Penentuan model hubungan antara parameter-parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan dan antar parameter dilakukan dengan metode penyesuaian kurva kuadrat terkecil (Least Square Curve Fitting Method), dengan

3 mempertimbangkan koefisien determinasi (r 2 ). Model persamaan yang digunakan untuk menentukan hubungan tersebut adalah model persamaan linear, kuadrat, eksponensial, power dan growth. Hasil karakterisasi minyak jarak pagar diperoleh nilai kadar air 0,0975 %, bilangan asam 7,83 mg KOH/g, kadar asam lemak bebas 3,94 %, bilangan iod 90,41 g iod/100 g, berat jenis (25 o C) 0,9180, bilangan penyabunan 213,21 mg KOH/g, indeks bias 1,4675, viskositas kinematik (25 C) 53,81 cst, indeks viskositas 181,25, heating value 4426 kcal/kg, dan flash point 96,8 C. Model hubungan parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar dengan waktu pengeringan diperoleh dua macam persamaan, yaitu tiga persamaan eksponensial dan empat belas persamaan kuadrat. Sedangkan model hubungan antar parameter kualitas pengeringan minyak jarak pagar diperoleh tiga macam persamaan, yaitu 36 persamaan kuadrat, lima persamaan growth, dan satu persamaan eksponensial. Berdasarkan model dan kurva hubungan yang diperoleh, diketahui bahwa pengeringan dengan suhu 90 o C dan waktu menit adalah yang paling efektif untuk menghasilkan minyak tanah dari minyak jarak pagar.

4 Muhammad Akhlis Mustaghfiri. F The Mathematics Model of Relation Inter-Parametrics of Drying Quality of Jatropha Oil as Kerosene Substituted. Guided by Mulyorini Rahayuningsih and Prayoga Suryadarma SUMMARY The increasing of population caused the requirement of energy for tranportation, industry, and also the household were increased. It will cause the improvement of oil fuel consumption. One of type of oil fuel which is most used by society in Indonesia is kerosene. To overcome the rare and the costly of kerosene, Jatropha oil can be used as alternative by processed to become biokerosene. Characteristic of Jatropha oil is too viscous, difficult permeated by tinder, and difficult to burn so that less be efficient. Possibility of its cause is water content in Jatropha oil. Therefore, it needed to dry. Drying process of Jatropha oil will change of physical and chemical properties. These properties are water content, viscosity, acid number, iodin number, saponification number, and refraktive index. To know the change of them, it required to determine the mathematics model of relation between parametrics of drying qualiy of jatropha oil with drying time and inter-parametrics. The aim of this research are to determine the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time, to determine the mathematics model of relation between quality of Jatropha oil as kerosene substituted with physicochemical properties and relation of interparametrics, and to determine the most effective time and temperature of drying to yield Jatropha loil as kerosene substituted. The scope of research include characterization of physicochemical properties of Jatropha oil after extraction, determining the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time, and determining the mathematics model of relation between quality of Jatropha oil as kerosene substituted with physicochemical properties and relation of inter-parametrics. Procedure of this research is started from extraction of oil from jatropha seed, then dry the oil at temperature 70 o C, 80 o C, and 90 o C with each time 65, 60,and 55 minutes. Step of research are characterization the Jatropha oil s properties and then determining the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time and inter-parametrics. The properties of Jatropha oil that analyzed are water content, acid number, iodin number, saponification number, refraktive indeks, viscosity, viscosity index, heating value, and flash point. Determination of the mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time and inter-parametrics is using Least Square Curve Fitting Method, considerelly the coefficient of determination (r 2 ). Equation model that used to determine the relation are linear, quadratic, exponensial, growth, and power equation. The characters of Jatropha oil are water content 0,0975 %, acid number 7,83 mg KOH/g, free fatty acid 3,94 %, iodin number 90,41 g iod/100 g, specific gravity (25 o C) 0,9180, saponification number 213,21 mg KOH/g, refraktive index 1,4675, kinematic viscosity (25 C) 53,81 cst, viscosity indeks 181,25, heating value 4426 kcal/kg, and flash point 96,8 C.

5 The mathematics model of relation between parametrics of drying quality of Jatropha oil with drying time obtained two kinds of models; that are three equations of exponensial and fourteen equations of quadratic. While the mathematics model of relation inter-parametrics obtained three kinds of models; that are 36 equations of quadratic, five equations of growth, and an exponensial equation. Pursuant to the model and curve that obtained, it known that drying with temperature 90 o C for minutes is most effective to yield kerosene from Jatropha oil.

6 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas Pengeringan Minyak Jarak Pagar sebagai Pengganti Minyak Tanah adalah hasil karya Saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Bogor, Oktober 2007 Yang membuat pernyataan Muhammad Akhlis Mustaghfiri F

7 MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

8 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN MODEL MATEMATIKA HUBUNGAN ANTAR PARAMETER KUALITAS PENGERINGAN MINYAK JARAK PAGAR SEBAGAI PENGGANTI MINYAK TANAH SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh MUHAMMAD AKHLIS MUSTAGHFIRI F Dilahirkan tanggal 28 September 1985 di Demak Tanggal lulus: Oktober 2007 Disetujui, Bogor, Oktober 2007 Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, MSi. Dosen pembimbing I Prayoga Suryadarma, STP.,MT. Dosen pembimbing II

9 BIODATA RINGKAS Penulis adalah anak keempat dari empat bersaudara yang dilahirkan di Demak pada hari sabtu tanggal 28 September 1985 oleh seorang ibu bernama Suyati dan ayah bernama Subadi. Pendidikan formal penulis dimulai pada tahun 1990 di TK Budi Siwi Mlaten, lalu pada tahun 1991 penulis melanjutkan sekolah di Madrasah Ibtidaiyah Negeri Mlaten. Pada tahun 1997 penulis melanjutkan sekolah di SLTP N I Mijen, kemudian melanjutkan ke SMU N I Demak hingga selesai pada tahun Pada tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Alhamdulillah, pada tahun 2007 penulis meraih gelar Sarjana Teknologi Pertanian sekaligus menyelesaikan pendidikan tinggi strata-1-nya. Pada saat menjalani kegiatan akademik, pernah aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri ( ) dan Agrifarma ( ). Pengalaman kerja penulis adalah menjadi asisten praktikum Analisis Bahan dan Produk Agroindustri dan Laboratorium Bioproses pada tahun ajaran Pada masa studi di IPB, Alhamdulillah penulis mendapat bantuan beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik pada tahun ajaran , , dan Pada tahun 2006, penulis melakukan Praktek Lapang di PT Perkebunan Nusantara IX PG. Rendeng Kudus.

10 KATA PENGANTAR Lantunan puji syukur penulis persembahkan kepada Sang Raja Alam yang telah memberikan sejuta rahmat serta karunia-nya pada seluruh penghuni dunia ini, hingga akhirnya penulis dapat melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini dengan tetap sadar pada titik lemah penulis selaku manusia biasa. Salam sejahtera semoga tercurah kepada kekasih-nya, Muhammad SAW yang telah membuat perubahan monumental hingga tercipta sebuah peradaban baru yang penuh cahaya kehidupan yang mampu memberikan petunjuk bagi mereka yang tersesat di jurang kegelapan. Selama pelaksanaan penelitian sampai selesainya skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, dukungan, dan semangat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, Msi., selaku dosen pembimbing pertama yang selalu memberikan bimbingan, arahan, motivasi, serta semangat baik selama penulis menjalani kegiatan akademik sampai terselesaikannya penelitian dan skripsi ini, 2. Prayoga Suryadarma, STP., MT., selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan kesempatan pada penulis untuk bergabung dalam tim biokerosin, serta selalu memberikan bimbingan, masukan, dan motivasi selama penelitian sampai terselesaikannya skripsi ini, 3. Dr. Ir. Illah Sailah, MS., selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini, 4. Keluarga penulis yaitu Abah, Ibu, dan kakak-kakak atas doa, motivasi, dan dukungannya, 5. Pak Kosasih, Pak Dadang, dan Pak Ali, selaku staf Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor yang telah membantu penulis selama melakukan ekstraksi minyak jarak pagar, 6. Idi Suwardi, selaku laboran Labtek IV Program Studi Teknik Perminyakan Fakultas Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung yang