PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.) Oleh ARUM ANGGRAINI F34103057 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.) Oleh ARUM ANGGRAINI F34103057 SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 2007 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ANTIOKSIDAN TERHADAP KETAHANAN OKSIDASI BIODIESEL DARI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas, L.) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh ARUM ANGGRAINI F34103057 Dilahirkan pada tanggal 2 April 1985 di Wonosobo Tanggal lulus : 21 September 2007 Menyetujui, Bogor, September 2007 Ir. Ade Iskandar, Msi Pembimbing I Prof. Dr. R. Sudradjat, MSc Pembimbing II
Arum Anggraini. F34103057. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L.). Di bawah bimbingan Ade Iskandar dan R. Sudradjat. 2007. RINGKASAN Biodiesel merupakan senyawa alkil ester dari asam lemak yang diolah dari sumber trigliserida alami terbarukan dan digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel, biasanya dibuat melalui proses esterifikasi-transesterifikasi. Dalam aplikasi maupun penyimpanannya, biodiesel berpotensi mengalami kerusakan oksidasi, karena adanya faktor internal (kandungan asam lemak tidak jenuh yang tinggi) dan faktor eksternal (udara, panas, atau logam) yang mengakibatkan terjadinya peningkatan bilangan asam. Kondisi keasaman biodiesel yang tinggi jika digunakan dalam mesin dapat berakibat korosi terhadap mesin. Oleh karena itu untuk menjaga ketahanan oksidatif dan menghambat peningkatan bilangan asam pada biodiesel, perlu ditambahkan antioksidan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh penambahan berbagai jenis antioksidan dalam beberapa konsentrasi dalam rangka menjaga ketahanan oksidasi biodiesel dan menguji potensi Formula X sebagai antioksidan. Parameter ketahanan oksidasi yang diamati adalah perubahan bilangan asam, bilangan peroksida, dan viskositas pada biodiesel dengan penambahan antioksidan maupun tanpa penambahan antioksidan (kontrol) selama penyimpanan. Pada penelitian ini, digunakan Rancangan Percobaan Acak Lengkap dengan tiga faktor yaitu jenis antioksidan (TBHQ atau tert-butilhidrokuinon, BHT atau butylated hydroxytoluene dan Formula X), faktor konsentrasi antioksidan ( 0,03% ; 0,05% ; 0,07% ; 0,1 %), dan faktor lama penyimpanan (minggu ke-1, ke-2, ke-3, ke-4). Hasil karakterisasi biodiesel hasil penelitian, sebagian besar sudah memenuhi standar yang ditetapkan (SNI Biodiesel, 2006) yaitu memiliki bilangan asam (0,2 mg KOH/g sampel), densitas (0.867g/ml), viskositas kinematik 40 o C (2.33 cst), bilangan Iod (84.85 g I 2 /100 gram), bilangan penyabunan (200.61 mg KOH/g) namun untuk kadar air (0.12%) belum memenuhi standar. Secara umum, penambahan antioksidan pada berbagai konsentrasi selama penyimpanan dapat menghambat reaksi oksidasi, namun tergantung dari keefektifitasan masing-masing jenis antioksidan. Dalam penelitian ini, kombinasi perlakuan yang memiliki efektifitas paling baik dalam menghambat reaksi oksidasi selama penyimpanan 4 minggu adalah biodiesel dengan penambahan antioksidan TBHQ pada konsentrasi 0,1% (A2B4), yaitu memiliki bilangan peroksida 17,10 mg O 2 /100 g, bilangan asam 0,26 mg KOH/g sampel, dan viskositas kinematik (25 o C) 4,72 cst. Pada kontrol, bilangan peroksidanya sebesar 68,82 mg O 2 /100 g, bilangan asam 0.36 mg KOH/g sampel, dan viskositas kinematik (25 o C) 5.14 cst. Dari hasil penelitian ini, urutan keefektifitasan antioksidan dalam menghambat oksidasi biodiesel adalah TBHQ> BHT> Formula X. Formula X memiliki potensi sebagai antioksidan, karena mampu menghambat reaksi oksidasi.
RIWAYAT HIDUP Penulis yang memiliki nama lengkap Arum Anggraini, dilahirkan di Wonosobo, Jawa Tengah pada tanggal 2 April 1985. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Istanto dan Sri Wati. Penulis menempuh pendidikan di TK Aisyah Bustanul Athfal, Wonosobo (1990-1991), SDN 6 Wonosobo (1991-1997), SLTPN 1 Wonosobo (1997-2000), dan SMU N 1 Wonosobo (2000-2003). Pada akhir pendidikan SLTA penulis mendapatkan kesempatan untuk mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2003 penulis diterima menjadi mahasiswa di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB). Selama masa kuliah, penulis bergabung dalam organisasi kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (HIMALOGIN), Unit Kegiatan Mahasiswa Agrifarma, dan Ikatan Mahasiswa Wonosobo (Ikamanos). Pada tahun 2006, penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang di PT. Perkebunan Tambi Wonosobo dengan judul Mempelajari Aspek Teknologi Proses dan Pengawasan Mutu Teh Hitam di PT. Perkebunan Tambi Unit Perkebunan Bedakah-Wonosobo. Penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel dari Jarak Pagar (Jatropha curcas L) yang merupakan proyek kerjasama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Bogor.
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena berkat limpahan rahmatnya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan Terhadap Ketahanan Oksidasi Biodiesel Jarak Pagar (Jatropha curcas L), yang merupakan proyek kerja sama dengan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan-Bogor. Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang penulis laksanakan pada bulan April sampai Juli 2007, bertempat di Laboratorium Kimia dan Energi Hasil Hutan, dan Laboratorium Teknologi Industri Pertanian, FATETA, IPB. Rasa terima kasih dan penghormatan yang tinggi, penulis ingin sampaikan kepada : 1. Ir. Ade Iskandar, MSi selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan, bantuan, dan saran selama penelitian dan penyelesaian skripsi ini, 2. Prof. Dr. R Sudradjat, MSc. selaku Pembimbing II yang telah banyak memberikan masukan maupun saran kepada penulis selama penelitian ini, 3. Ir. Muslich, MSi selaku dosen penguji yang telah memberi masukan dan saran-saran yang berguna bagi penulis, 4. Pimpinan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah memberikan izin pada penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium Kimia dan Energi. 5. Bapak Dadang, Bapak Djeni dan Bapak Udin yang telah banyak membantu kelancaran penelitian yang penulis laksanakan. 6. Teman-teman seperjuangan di Litbang (Nuni, Ari, Erick, Firman), Sutin, Umam, Galuh, Marxue, Dudi (terima kasih atas bantuan dan kerja samanya) 7. Keluarga tercinta : Bapak, Ibu, juga Dhany yang selalu memberikan perhatian, keceriaan, dukungan, doa dan semangat yang tak terhingga kepada penulis, 8. Teman-teman tercinta TIN 40, 9. Teman-teman Amanah C (Yuyu, Rian, Nurul, Mb Uci,dll), Ilumz, Ika, Liez, Lucia, Ainy, Atih, Dhidi, Achie terima kasih atas persahabatan yang indah ini. 10. Sahabat-sahabatku Desi, Yana, Sulis, Puji, Tuch ah yang selalu mensuport dan memberi dukungan yang tulus pada penulis.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, karena keterbatasan penulis dalam menyerap semua pengetahuan selama melaksanakan penelitian. Oleh karena itu penulis sangat menghargai saran dan kritik yang membengun untuk menyempurnakan skripsi ini. Harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pihak yang memerlukannya. Bogor, September 2007 Penulis Arum Anggraini
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN... 2 II. TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. BOTANI JARAK PAGAR (Jatropha Curcas L.)... 3 B. MINYAK JARAK PAGAR... 5 C. BIODIESEL... 7 D. MEKANISME OKSIDASI... 12 E. ANTIOKSIDAN... 15 1. Butylated hydroxytoluene ( BHT )... 15 2. tert-butilhidrokuinon (TBHQ)... 16 F. MEKANISME KERJA ANTIOKSIDAN... 18 III. METODOLOGI PENELITIAN... 21 A. ALAT DAN BAHAN... 21 B. METODE PENELITIAN... 21 1. Penelitian Pendahuluan... 21 2. Penelitian Utama... 22 2.1. Pembuatan Biodiesel... 22 2.2. Penambahan Antioksidan... 23 C. RANCANGAN PERCOBAAN... 26 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 28 A. PENELITIAN PENDAHULUAN... 28 B. PENELITIAN UTAMA... 30 1. Pembuatan dan Karakterisasi Biodiesel... 31
2. Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Antioksidan... 36 2.1. Bilangan Peroksida... 36 2.2. Bilangan Asam... 41 2.3. Viskositas... 46 V. KESIMPULAN DAN SARAN... 50 A. KESIMPULAN... 50 B. SARAN... 51 DAFTAR PUSTAKA... 52 LAMPIRAN... 55
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi Biji Jarak... 4 Tabel 2. Komponen Asam Lemak Dalam Minyak Jarak... 5 Tabel 3. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar... 6 Tabel 4. Perbandingan Sifat Fisik Biodiesel dan Solar... 8 Tabel 5. Standar Mutu Biodiesel Indonesia... 10 Tabel 6. Karakteristik Minyak Jarak Pagar Hasil Penelitian... 28 Tabel 7. Karakteristik Biodiesel Jarak Pagar dan Perbandingannya dengan Standar... 34