BAB III PENGOLAHAN DAN PENGUJIAN MINYAK BIJI JARAK 3.1. Flowchart Pengolahan dan Pengujian Minyak Biji Jarak
3.2. Proses Pengolahan Minyak Biji Jarak Proses pengolahan minyak biji jarak dari biji buah jarak meliputi : pengeringan buah jarak untuk mengeluarkan biji dari buah jarak, pengepressan minyak dengan menggunakan mesin pengepress, dan penyaringan minyak. Minyak jarak dapat diperoleh dari biji jarak yang sudah tua dan diproses dengan cara pengepressan. Pada penelitian ini biji jarak yang digunakan adalah biji jarak pagar dari buah yang sudah cukup tua, yang ditandai dengan kulit buah yang sudah menguning. Buah yang masih berkulit ini kemudian dijemur selama 3 hari hingga kering dan kulitnya menjadi pecah dengan sendirinya. Buah jarak yang telah matang dipanen dan dijemur untuk memudahkan pengambilan bijinya. Biji jarak tersebut dikeringkan untuk mempermudah dalam pemisahan daging biji yang berwarna putih dan kulitnya, selain itu biji mudah rusak ketika dilakukan pengepressan.. Untuk memisahkan bagian biji dengan kulit buah dilakukan dengan proses manual dengan menggunakan tenaga manusia. Pengepressan biji jarak dalam penelitian ini dengan menggunakan alat pengepresan hidraulik. Tujuan pengepressan adalah untuk mengeluarkan minyak yang ada di dalam daging biji. Pada pengepressan hidraulik ini dilakukan dengan menggunakan tenaga manusia, biji jarak yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam wadah yang terbuat dari plat besi, kemudian biji jarak dimasukkan ke pengempa bertekanan tinggi selama beberapa menit sehingga menghasilkan minyak jarak murni dan ampas.
Untuk tuas bagian atas atau batang tuas pengepress dibuat menyerupai baut berulir dan bagian bawah tuas tersebut dipasang plat besi yang berbentuk lingkaran sehingga biji jarak yang ada di wadah penampung bisa ditekan secara maksimal dan menyeluruh. Untuk itu plat besi yang ada di bawah tuas tersebut harus sesuai ukuran nya dengan wadah penampung biji jarak. Pada proses pengepressan ini dapat dilakukan melalui dua cara yaitu cara pertama dengan mengatur jarak antara dongkrak dan tuas atas yang berbentuk ulir. Lalu dongkrak hidraulik dinaikkan secara perlahan-lahan keatas, setelah itu tuas yang ada diatas diturunkan kebawah sampai menghasilkan minyak jarak yang maksimum. Kerugian menggunakan cara ini adalah tenaga yang dikeluarkan oleh manusia lebih banyak. Cara kedua turunkan tuas bagian atas sampai batas maksimum kemudian naikkan dongkrak sampai menekan secara maksimum biji jarak yang ada di wadah penampung dengan cara memompa dongkrak hidraulik secara perlahanlahan. Dari hasil pengepressan ini dihasilkan minyak jarak sekitar 25-30% dari keseluruhan biji jarak yang di press.
1 5 6 1 2 3 4 Gambar 3.1 Alat pengepressan hidraulik Bagian bagian alat press : 1. Tuas besi yang berbentuk huruf T dan berbentuk ulir 2. Wadah penampung biji jarak yang terbuat dari plat besi 3. Saringan biji jarak yang terbuat dari plat besi 4. Dongkrak hidraulik 5. Plat besi berbentuk lingkaran 6. Rangka utama yang berfungsi sebagai penopang bagian alat yang lainnya agar dapat berdiri dengan kuat.
3.3. Minyak jarak Minyak jarak yang telah dihasilkan dari pengepressan kemudian disaring menggunakan saringan yang terbuat dari besi. Untuk proses penyaringan ini lebih baik menggunakan saringan yang memiliki lubang saringan yang lebih rapat sehinnga kotoran yang terbawa akan semakin sedikit. Proses penyaringan ini bertujuan agar kotoran yang ada tidak terbawa ke dalam minyak. Kemudian minyak diendapkan untuk memisahkan kotoran yang terbawa pada saat penyaringan. Kemudian minyak yang telah terpisah dengan kotoran disimpan dalam tangki. Minyak jarak yang telah disimpan dapat diproses kembali agar mendapat minyak mentah dengan cara proses pemurnian (degumming). 3.3.1. Minyak jarak tanpa proses degumming (non degumming) Pada minyak jarak murni tidak dilakukan proses atau penambahan zat kimia lain. Jadi untuk minyak jarak murni ini hanya dilakukan penyaringan dari kotoran pada saat pengepressan biji jarak yang kemudian diendapkan untuk beberapa waktu hingga kotoran yang terbawa pada saat penyaringan mengendap dibawah sedangkan minyak jarak murninya diatas. 3.3.2. Minyak jarak dengan proses degumming Pada proses degumming bertujuan untuk memisahkan minyak dari getah yang terdiri dari fostatida, protein, karbohidrat, residu, air dan resin. Proses degumming dilakukan dengan penambahan asam fosfat 3% dari 100% minyak jarak tersebut, sehingga akan terbentuk senyawa fosfasida yang mudah terpisah dari minyak. Untuk menetralkan minyak jarak maka ditambahkan larutan NaOH sebagai penetral. Hasil
dari proses degumming akan memperlihatkan perbedaan warna yang jelas dari minyak asalnya, yaitu berwarna jernih kekuning-kuningan. Reaksi proses degumming yaitu : H3PO4 + 3 NaOH Na3SO4 + 3H2O Pada pembuatan minyak jarak dengan proses degumming bahan dan alat yang dibutuhkan adalah: a. H3PO4 (asam posfat) b. NaOH c. Minyak jarak murni Gambar 3.2 Minyak jarak murni
d. Gelas ukur Gambar 3.3 Gelas ukur a. ph meter Gambar 3.4 Kertas ph meter Gambar 3.5 Universal indikator
Tahap-tahap proses degumming : 1. Masukan minyak jarak ke gelas ukur sesuai takaran yang diinginkan. 2. Setelah itu masukkan asam posfat ke gelas ukur yang telah diisi dengan minyak jarak murni. Asam posfat yang dimasukkan perbandingan nya 3% dari minyak jarak.misalnya minyak jarak murni yang dimasukkan 1 liter maka asam posfat yang dimasukkan adalah 30 ml. Lalu aduk sampai merata minyak jarak yang telah dicampur dengan asam posfat. 3. Kemudian masukkan NaOH kedalam gelas ukur yang berisi minyak jarak yang telah dicampur dengan asam posfat. Untuk larutan NaOH yang dimasukkan berdasarkan reaksi kimia maka larutan NaOH yang dimasukkan sebanyak 90 ml. Lalu aduk secara merata antara minyak jarak yang telah bercampur dengan asam posfat dan larutan NaOH. 4. Setelah semuanya bercampur, tunggu beberapa menit sampai getah dan kotoran yang ada di dalam minyak jarak turun kebawah. Kemudian cek ph minyak jarak yang telah diproses degumming sampai ph nya netral dengan menggunakan ph meter. 5. Setelah itu saring minyak jarak yang telah di proses degumming menggunakan filter/kain bekas ke wadah/botol bersih. Penyaringan ini berguna agar karet yang telah terpisah tidak terbawa kembali ke minyak. 6. Untuk proses akhir minyak jarak yang telah disaring kemudian dipanaskan sampai temperature antara 115-150 0C. hal ini bertujuan agar air yang ada dalam minyak menjadi uap dan tidak tercampur dengan minyak jarak yang sudah diproses degumming.
3.4. Kompor Sumbu Kompor Sumbu adalah salah satu jenis kompor minyak yang banyak dijumpai disetiap toko peralatan rumah tangga dan banyak digunakan oleh masyarakat Indonesia. Kompor minyak jarak merupakan kompor minyak bersumbu 20 yang menggunakan bahan bakar minyak jarak dalam bejana yang tidak bertekanan. Harga kompor ini relatif murah dibandingkan dengan jenis kompor yang lain,prinsip kerja dari kompor minyak jarak yaitu bahan bakar diserap oleh sumbu lalu pada saat sumbu itu dibakar maka bahan bakar yang ada didalam tangki akan mengalir melalui poripori pada sumbu yang kemudian api akan menyala secara terus-menerus selama bahan bakar masih ada. Gambar 3.6 Kompor minyak jarak Cara menggunakan kompor sumbu Periksa kompor tersebut apakah sudah ada sumbunya atau belum. Jika belum terpasang maka pasang sumbu kompor pada lubang yang sudah tersedia. Jika sudah terpasang, buka katup pengisian bahan bakar untuk pengisian bahan bakar, lalu isi
dengan minyak jarak secukupnya biarkan beberapa menit agar minyak jarak menyerap ke dalam sumbu. Setelah itu coba putarkan katup untuk menaikan sumbu kompor lalu lihat apakah sumbu kompor naik atau tidak.setelah sumbu kompor naik, coba bakar sumbu tersebut dengan api. Lihat api yang dihasilkan dari kompor sumbu minyak jarak, apakah api menyala dengan baik. Jika tidak periksa apakah cerobong dan lubang udara pada kompor sumbu minyak jarak telah diposisikan dengan baik atau tidak. Setelah itu coba setting ulang kompor sumbu minyak jarak dengan baik lalu coba hidupkan kembali. Apabila api dan asap yang keluar dari kompor tersebut sudah normal maka kompor minyak sumbu minyak jarak sudah siap digunakan. 3.5. Metode Pengujian Metode pengujian yang pertama adalah mengimplementasikan minyak jarak ini terhadap kompor sumbu sehingga menghasilkan api yang sempurna. Pengujian implementasi dengan beberapa cara misalnya dengan memilih sumbu yang memiliki daya kapilaritas yang baik. Selanjutnya mencoba dengan menggunakan kepadatan sumbu seperti biasa nya dan apabila tidak menghasilkan api yang sempurna atau nyala api yang singkat, maka harus mengurangi kepadatan sumbu karena pada minyak jarak ini viskositas nya cukup tinggi atau lebih kental di bandingkan minyak tanah sehingga mempegaruhi terhadap daya serap sumbu tersebut. Hal ini dikarenakan sumbu tersebut terlalu padat. Selain itu kompor sumbu yang ada dipasaran memiliki jarak yang cukup jauh antara sumbu dengan tangki minyak. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi terhadap kompor sumbu tersebut yaitu dengan membuat jarak yang pendek antara tangki minyak dan sumbu untuk api. Hal ini dikarenakan viskositas minyak jarak yang tinggi maka memilki daya kapilaritas yang
rendah dibandingkan minyak tanah. Apabila api yang dihasilkan telah sempurna maka dapat dilakukan pengujian pada kompor tersebut. Metode pengujian yang dilakukan pada minyak jarak murni dan minyak jarak dengan proses degumming adalah sebagai berikut: 1. Metode Air Mendidih Metode air mendidih merupakan metode yang biasa digunakan dalam pengujian untuk membandingkan jenis kompor tertentu dengan menggunakan bahan bakar yang berbeda. Pada metode ini, bahan bakar 1 liter dihabiskan sampai nyala api pada kompor itu mati. Parameter yang dianalisis dalam metode ini, yaitu : Tair awal ( 0C ), Tair didih( 0C ), lamanya pengujian ( detik ), dan volume akhir dari air tersebut ( liter ). Dengan melakukan pengujian ini, maka dapat diketahui banyaknya liter air yang dapat di didihkan oleh 1 liter minyak jarak. 2. Water Boiling Test Water boiling test adalah suatu metode pengujian yang relatif singkat dan sederhana dari suatu prosedur standar memasak. Tujuan dalam metode pengujian ini yaitu untuk mengukur konsumsi bahan bakar dari waktu yang diperlukan dalam simulasi percobaan memasak. Metode ini dipakai untuk dapat membandingkan suatu performansi dari sebuah tungku atau kompor menurut perbedaan kondisi operasi. 3.5.1. Alat dan bahan pengujian 1. Kompor minyak jarak 2. Minyak jarak murni dan minyak jarak yang telah diproses degumming.
Gambar 3.7 Minyak jarak dengan proses degumming 3. Termometer digital Gambar 3.8 Termometer digital
4. Termometer infra merah digital 5. Gelas ukur yang terbuat dari plastic Gambar 3.9 Termometer infra merah digital Gambar 3.10 Gelas ukur plastik 6. Panci kembar (dengan ukuran dan bahan yang sama).
Gambar 3.11 Panci kembar 7. Stopwatch 8. Ember berisi air 9. Air 3.5.2. Langkah-langkah Pengujian A. Pengujian metode air mendidih a. Nyalakan kompor sampai api menyala dengan rata. b. Letakkan alat masak yang telah diisi air (3 liter) diatas kompor. c. Stopwatch dinyalakan. d. Masak air sampai air mendidih. e. Setelah mendidih catat parameter yang diukur pada tabel pengukuran. f. Air yang mendidih diukur volumenya. g. Lakukan percobaan ±3 kali sampai bahan bakar habis. h. Lakukan langkah b s/d g, untuk volume air yang berbeda Tabel 3.1 contoh tabel pengukuran metode air mendidih
No Jenis Minyak panci ke- Percobaan 1 Rangka Api Kompor Rangka Panci ( C ) ( C ) ( C ) 1 Minyak jarak murni Minyak jarak dengan 2 proses degumming B. Pengujian water boiling test a. Nyalakan kompor sampai api menyala dengan rata. b. Letakkan alat masak yang telah diisi air (3 liter) diatas kompor. c. Lakukan pengukuran pada kondisi awal sebelum melakukan pengapian pada kompor. d. Stopwatch dinyalakan. e. Ukur disetiap titik pengukuran. Pengukuran dilakukan selang waktu 5 menit sampai air mendidih lalu catat parameter yang diukur pada tabel pengukuran. f. Matikan api, ukur massa air dan massa minyak pada kondisi akhir. Volume minyak awal : Volume minyak akhir : Ambient : Tabel 3.2 contoh tabel pengukuran metode water boiling test
No Menit ke- Ruangan Dinding kompor Temperatur ( C ) Dinding panci Api Minyak Air 1 0 2 5 3 10 4 15 5 20 6 25 7 30 8 35 3.6. Titik Pengukuran 3.6.1. Pada metode air mendidih parameter yang diukur adalah: a. Tair awal diukur pada saat air sebelum dimasukkan kedalam panci dengan cara memasukkan kawat dari termometer digital. b. Tair didih dilakukan saat air yang diperkirakan sudah mendidih dengan melihat banyaknya gelembung yang terdapat pada dasar panci yang sedang didihkan (hasil pengamatan penguji) dengan cara memasukkan kawat pada termometer digital. c. Waktu pengujian adalah waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan air. Waktu pengujian diukur pada saat air yang sudah ada di dalam panci lalu dipindahkan keatas kompor yang sudah menyala. Alat yang digunakan untuk melihat waktu pengujian dengan menggunakan stopwatch.
d. Volume air akhir diukur pada saat air yang sudah dipindahkan kedalam ember lalu diamkan beberapa menit setelah itu ukur volume air tersebut dengan menggunakan gelas ukur. 3.6.2. Pada metode water boiling test parameter yang diukur adalah: a. Pengukuran temperatur air/minyak dilakukan pengukuran dengan cara mencelupkan kawat termometer digital kedalam air/minyak yang ada di dalam wajan. b. Pengukuran perubahan temperatur dinding kompor dan dinding panci dilakukan pengukuran dengan cara menempelkan kawat termometer digital ke bagian dinding kompor dan panci tesebut. c. Pengukuran waktu pengujian dilakukan pengukuran dengan menggunakan stopwatch. d. Pengukuran volume air/minyak sebelum dan sesudah pengujian dilakukan dengan menggunakan gelas ukur.