OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS...

31
OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT KELAPA BIODIESEL PRODUCTION AND QUALITY OPTIMATION FROM COOKING OIL AS REVEALED BY WEIGHT RATIO OF RICE HUSK ASH AND COCONUT HUSK Oleh : Aprilia Pratiwi 652012004 TUGAS AKHIR Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2016

Transcript of OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS...

Page 1: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH

DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN

SABUT KELAPA

BIODIESEL PRODUCTION AND QUALITY OPTIMATION FROM COOKING

OIL AS REVEALED BY WEIGHT RATIO OF RICE HUSK ASH AND

COCONUT HUSK

Oleh :

Aprilia Pratiwi

652012004

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika

guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

2016

Page 2: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT
Page 3: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT
Page 4: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

ii

Page 5: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

iii

Page 6: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

iv

Page 7: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS TUGAS AKHIR ....................... iii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................................ iv

DAFTAR ISI ......................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii

ABSTRACT ............................................................................................................ 1

1. PENDAHULUAN ............................................................................................ 2

2. METODE PENELITIAN ................................................................................. 3

2.1. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................ 3

2.2. Bahan dan Piranti ........................................................................................... 3

2.3. Metode ........................................................................................................... 3

2.3.1. Karakterisasi Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah ........................ 3

2.3.2. Preparasi Abu Sekam Padi ......................................................................... 4

2.3.3. Preparasi Sabut Kelapa ............................................................................... 4

2.3.4. Pemberian Perlakuan .................................................................................. 4

2.3.5. Pengukuran Parameter Fisiko-Kimiawi ..................................................... 4

2.3.5.1. Kadar Air ................................................................................................. 4

2.3.5.2. Free Fatty Acid (FFA) ............................................................................. 4

2.3.5.3. Bilangan Asam ......................................................................................... 4

2.3.5.4. Bilangan Iod ............................................................................................. 5

2.3.6. Pembuatan Biodiesel Minyak Jelantah ........................................................ 5

2.3.7. Isoterm Adsorpsi ........................................................................................ 6

2.4. Analisa Data ................................................................................................... 7

3. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 7

3.2. Karakterisasi Awal Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah .................. 7

3.2. Efektivitas Pemurnian Minyak Jelantah pada Berbagai Penambahan Bobot

Campuran Abu Sekam Padi dan Sabut Kelapa dalam Waktu Kontak 300

Menit .............................................................................................................. 10

3.3. Isoterm Adsorpsi Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah

menggunakan Campuran Abu Sekam Padi dan Sabut Kelapa dalam Waktu

Kontak 300 Menit .......................................................................................... 11

Page 8: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

vi

DAFTAR ISI (Lanjutan)

Halaman

3.4. Karakterisasi Biodeisel Minyak Jelantah setelah Perlakuan menggunakan

Abu Sekam Padi (ASP) dan Sabut Kelapa (SK) dalam Waktu Kontak 300

Menit .............................................................................................................. 15

4. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 17

4.1. Kesimpulan .................................................................................................... 17

4.2. Saran .............................................................................................................. 18

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 18

LAMPIRAN .......................................................................................................... 22

Page 9: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

vii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Karakteristik Awal Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah ............... 7

2. Rataan kandungan Paremter Fisiko-Kimawi ( ± SE) Minyak Jelantah

antar Berbagai Penambahan Bobot Campuran Abu Sekam Padi (ASP)

dan Sabut Kelapa (SK) dalam waktu Kontak 300 Menit ............................ 8

3. Efektifitas (%) Minyak Jelantah pada Berbagai Penambahan Bobot

Campuran Abu Sekam Padi (ASP) dan Sabut Kelapa (SK) dalam

Waktu Kontak 300 Menit ............................................................................ 10

4. Isoterm Adsorpsi Langmuir dan freundlich Parameter Fisiko-Kimiawi

Minyak Jelantah menggunakan Abu Sekam Padi dan Sabut Kelapa

dalam Waktu Kontak 300 Menit ................................................................. 12

5. Data Penentuan Simpangan Baku Persamaan Isoterm Adsorpsi Minyak

Jelantah dalam Waktu Kontak 300 Menit ................................................... 14

6. Karakteristik Biodiesel Minyak Jelantah setelah Perlakuan ....................... 15

7. Kandungan Senyawa Biodiesel Minyak Jelantah ....................................... 17

Page 10: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

1

OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH

DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN

SABUT KELAPA

BIODIESEL PRODUCTION AND QUALITY OPTIMATION FROM COOKING

OIL AS REVEALED BY WEIGHT RATIO OF RICE HUSK ASH AND

COCONUT HUSK

Aprilia Pratiwi*, Margareta N. Cahyanti**, dan A. Ign. Kristijanto**

*Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

**Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga

Jln. Diponegoro No. 52-60 Salatiga 50711 Jawa Tengah – Indonesia

[email protected]

ABSTRACT

The objective of this study are: Firstly, to determine the effectivity of the weight

ratio of Rice Husk Ash (RHA) and Coconut Husk (CH) in the adsorption of physico-

chemical parameters of cooking oil as revealed by the quality standards (SNI

3741:2013). Secondly, to determine the model of adsorption isotherm and the

adsorption capacity of the weight ratio of RHA and CH. Thirdly, to produce biodiesel

from cooking oil as revealed by optimal weight ratio of RHA and CH which fulfilled

biodiesel quality standards (SNI 04-7182-2006).

Data were analyzed by Randomized Completely Block Design (RCBD), 7

treatments and 4 replications, while as the block is the time analysis. As the treatments

are various weight ratio adsorbent (g/g), which are (1:1); (1:2); (2:1); (2:3); (3:2);

(3:4); and (4:3). To test the differences between treatments means, the Honestly

Significant of Differences (HSD) was used at 5% level of significant.

The results of the study showed that the weight ratio of RHA and CH 1:2 (g/g)

can decrease standard quality parameters of FFA to 0.523 ± 0.033% (effectiveness

55.41%), while the addition of RHA and CH 2:3 (g/g) is able to decrease acid number

to 0.780 ± 0.013 mg NaOH/g (effectiveness 54.39%) and iodine number into 92.920 ±

5.973% wt (effectiveness 49.54%) in period of 300 minutes contact time. The model of

adsorption isotherm parameters of FFA and acid number using RHA and CH followed

Freundlich isotherm model with maximum adsorption capacity, which are 0.0185 mg/g

(standard deviation (SD) = 0.8758) and 0.0638 mg/g (SD = 0.5299), respectively.

Furthermore, the adsorption isotherm model of iodine number followed Langmuir

isotherm with maximum adsorption capacity is 2.299 mg/g (SD = 126.339).

The characterization of biodiesel from cooking oil by using the weight ratio of

RHA and CH (g/g) 1:2 and 2:3, have the following characteristic which are: density

(888.54 kg/m3 and 871.95 kg/m3), acid number (0.82 mg NaOH/g and 0.77 mg

NaOH/g), iodine number (55.85 % wt and 41.90% wt), alkyl ester content (97.18% and

96.36%), respectively. Moreover, the content of compounds of both weight ratio are:

methyl ester hexadecanoate (40.06% and 40.42%); methyl ester 9-octadecenoate

(50.53% and 49.3%); and methyl ester octadecanoate (6.59% and 6.64%), respectively.

Key words : rice husk ash, coconut husk, adsorbent, cooking oil, biodiesel

Page 11: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

2

1. PENDAHULUAN

Berdasarkan data Badan Pusat Statistik tercatat konsumsi minyak goreng rata-

rata per kapita di Indonesia pada tahun 2014 mencapai 9,84 liter (Badan Pusat Statistik,

2015). Tingginya konsumsi minyak goreng ini mengakibatkan adanya sisa limbah

akibat pemakaian (penggorengan) berupa minyak jelantah. Minyak jelantah

mengandung senyawa toksik (Bhattacharya et al., 2008) dan logam berat sehingga akan

mengakibatkan efek buruk bagi konsumennya bila digunakan berulang kali (Marlina,

1997 dalam Desminarti dan Joniarta, 2007), serta bila dibuang begitu saja dapat

menyebabkan pencemaran lingkungan (Lala dkk., 2012).

Minyak jelantah dapat diolah menjadi bahan baku biodiesel. Biodiesel

merupakan bahan bakar alternatif yang dapat dihasilkan dari proses pemanfaatan

minyak jelantah, akan tetapi ada hambatan dalam penggunan minyak jelantah sebagai

bahan baku biodiesel. Salah satu hambatannya adalah tingginya kandungan asam lemak

bebas (Free Fatty Acid, FFA) di dalam minyak jelantah yang dapat mengganggu reaksi

transesterifikasi dan menyebabkan pembentukan sabun (padat) (Gui et al., 2008 dalam

Mahreni dan Setyoningrum, 2010).

Alternatif cara peningkatan kualitas minyak jelantah adalah melalui proses

adsorpsi dengan harapan dapat memperbaiki kualitas biodiesel yang dihasilkan (Ratno

dkk., 2013). Menurut Wijayanti dkk. (2012) adsorben dapat menghilangkan sebagian

asam lemak bebas, peroksida dan memperbesar bilangan penyabunan. Bhattacharya et

al. (2008) melaporkan bahwa campuran dua atau lebih jenis adsorben lebih efektif

untuk meregenerasi minyak goreng yang terpolimerisasi secara termal.

Abu sekam padi merupakan adsorben yang mengandung silika 87-97% serta

sedikit alkali dan alkali tanah sebagai unsur minor (Purwaningsih, 2009). Abu sekam

padi berhasil diterapkan sebagai adsorben untuk beberapa komponen lipid seperti

fosfolipid (Brown and Snyder, 1989 dalam Otaru et al., 2013), palmitat dan asam oleat

(Ooi and Leong, 1991 dalam Otaru et al., 2013), karoten (Liew et al., 1993 dalam Otaru

et al., 2013), dan asam lemak jenuh.

Sabut kelapa juga dapat digunakan sebagai adsorben bahan alami. Adsorben ini

dapat digunakan sebagai penjernih pada pemisahan minyak, terutama minyak jelantah,

karena menggandung selulosa yang di dalam struktur molekulnya mengandung gugus

hidroksil atau gugus OH (Pakpahan dkk., 2013).

Page 12: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

3

Berdasarkan latar belakang di atas maka tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menentukan efektivitas nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa

dalam pemurnian minyak jelantah sesuai baku mutu minyak goreng (SNI 3471:

2013).

2. Menentukan model isoterm adsorpsi dan kapasitas adsorpsi dan nisbah bobot

campuran abu sekam padi dan sabut kelapa.

3. Menghasilkan biodiesel dari minyak jelantah hasil adsorpsi menggunakan nisbah

bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa yang paling optimal sesuai baku

mutu biodiesel (SNI 04-7182-2006).

2. METODE PENELITIAN

2.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari-Juni 2016 di Laboratorium Kimia

Lingkungan, Prodi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya

Wacana.

2.2. Bahan dan Piranti

Sekam padi dan sabut kelapa diperoleh dari wilayah sekitar Salatiga, sedangkan

minyak jelantah diperoleh dari pedagang gorengan di sekitar Pasar Raya II Salatiga.

Bahan kimiawi yang digunakan antara lain: HCl, NaOH, etanol 95%, iod, diklormetan,

KI jenuh, akuades, amilum 0,5%, Na2S2O3 0,1 M, indikator fenolftalin, metanol.

Piranti yang digunakan antara lain: moisture balance (OHAUS MB 150),

termometer, pH meter, buret, hot plate, magnetic stirrer, desikator, furnace, neraca

analitik 4 digit (Mettler H 80, Mettler Instrument Corp., USA), neraca analitik 2 digit

(Ohaus TAJ602, Ohaus Corp., USA), drying cabinet dan peralatan gelas, GC-MS (Gas

Chromathography-Mass Spectrometry).

2.3. Metode

2.3.1. Karakterisasi Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah

Minyak jelantah yang belum diolah, dikarakterisasi terlebih dahulu untuk

mengetahui parameter fisiko-kimiawi sebelum dilakukan perlakuan dengan adsorben.

Page 13: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

4

2.3.2. Preparasi Abu Sekam Padi (Otaru et al., 2013 yang dimodifikasi)

Sekam padi dicuci dengan air mengalir kemudian dikeringkan dalam drying

cabinet. Sekam padi diabukan dalam furnace pada suhu 600⁰C selama 3 jam.

2.3.3. Preparasi Sabut Kelapa (Manju et al., 2010; Oteroa et al., 2009; dalam Thakur

and Semil, 2013 yang dimodifikasi)

Sabut kelapa dicuci lalu dikeringkan. Sabut kelapa kering dipotong kecil-kecil,

lalu direndam dalam HCl 0,1 M dengan perbandingan 1:5 (w/v). Campuran tersebut

diaduk pada suhu 120⁰C selama 30 menit. Campuran disaring lalu residu dicuci dengan

air hingga pH netral. Sabut kelapa teraktivasi tersebut dikeringkan dalam drying cabinet

sampai kering.

2.3.4. Pemberian Perlakuan (Aisyah dkk., 2010 yang dimodifikasi)

Beaker glass ukuran 500 ml diisi dengan minyak jelantah sebanyak 350 ml

dipanaskan pada suhu 80˚C. Kemudian, ditambahkan nisbah bobot campuran adsorben

abu sekam padi dan sabut kelapa (g/g), sebanyak (1:1) ; (1:2) ; (2:1) ; (2:3) ; (3:2) ; (3:4)

; (4:3) dan diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer hingga 300 menit. Minyak

jelantah dan adsorben dipisahkan dengan disaring lalu diuji kandungan fisiko-

kimiawinya.

2.3.5. Pengukuran Parameter Fisiko-Kimiawi

2.3.5.1. Kadar Air

Sebanyak 1 g minyak jelantah ditimbang dan diukur kadar air dengan

menggunakan moisture balance dengan tiga kali pengulangan.

2.3.5.2. Free Fatty Acid (FFA) (AOAC, 1990 dalam Aisyah dkk., 2010)

Ditimbang 14 g minyak jelantah lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer,

selanjutnya ditambahkan 25 ml etanol 95% dan dipanaskan pada suhu 40⁰C.

Ditambahkan 2 ml indikator fenolftalin, dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,05 M

sampai muncul warna merah jambu dan tidak hilang selama 30 detik.

2.3.5.3. Bilangan Asam (SNI 3471:2013)

Ditimbang 10-50 g minyak jelantah dituang ke dalam erlenmeyer, lalu

ditambahkan 50 ml etanol hangat. Ditambahkan 5 tetes indikator fenolftalin, dilakukan

Page 14: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

5

titrasi dengan NaOH 0,1 M sampai terbentuk warna merah muda yang bertahan selama

30 detik.

2.3.5.3. Bilangan Iod

Ditimbang 1 g minyak jelantah dituang ke dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian

ditambahkan diklormetan 15 ml, larutan iod 5 ml, dan akuades 20 ml. Campuran

dititrasi dengan Na2S2O3 0,1 M hingga warna coklat kekuningan, lalu ditambahkan 5

tetes indikator amilum 0,5% dan titrasi dilanjutkan hingga terbentuk larutan tidak

berwarna.

2.3.6. Pembuatan Biodiesel Minyak Jelantah (Ratno dkk., 2013 yang dimodifikasi)

Larutan lye dibuat dengan mencampurkan 3 gram NaOH ke dalam beaker yang

berisi 125 ml metanol. Minyak jelantah hasil adsorpsi sebanyak 500 ml dimasukkan ke

dalam beaker 1 liter dan dipanaskan pada suhu 100⁰C menggunakan hot plate sambil

diaduk hingga suhu pada termometer yang telah diletakkan dalam minyak 55⁰C.

Larutan lye sebanyak 20% dari volume minyak dituang ke dalam beaker yang berisi

minyak jelantah sedikit demi sedikit, kemudian ditutup rapat menggunakan plastik

perekat. Putaran pengadukan dengan magnetic stirrer dipertahankan konstan selama 1

jam. Kemudian, larutan tersebut didiamkan selama 8 jam, sehingga tampak 2 jenis

cairan dengan warna yang berbeda pada bagian atas dan bawah beaker. Kedua larutan

tersebut dipisahkan, bagian bawah adalah gliserol yang merupakan hasil samping dari

proses transesterifikasi, sedangkan bagian atas merupakan biodiesel.

Tahap berikutnya adalah purifikasi. Purifikasi dilakukan dengan mencampurkan

akuades sebanyak 30% dari volume biodiesel yang dihasilkan ke dalam beaker. Diaduk

selama 5 menit pada suhu 30⁰C lalu dimasukkan ke dalam corong pisah dan didiamkan

selama 4 jam. Akuades dan bahan-bahan lain akan terpisah yang ditandai dengan warna

putih dengan endapan pada bagian dasar beaker, sedangkan pada bagian atas endapan

tersebut merupakan metil ester (biodiesel yang diinginkan). Biodiesel dipisahkan dari

endapan putih tersebut dengan cara disaring menggunakan kertas saring. Untuk

mengurangi sisa kadar air, biodiesel dipanaskan kembali pada suhu 120⁰C selama 5

menit. Selanjutnya hasil biodiesel dikarakterisasi dengan GC-MS.

Page 15: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

6

2.3.7. Isoterm Adsorpsi

Untuk menjelaskan isoterm adsorpsi, digunakan 2 model isoterm yaitu Langmuir

dan Freundlich. Langmuir mendefinisikan bahwa kapasitas adsorpsi maksimum terjadi

dengan pembentukan lapisan tunggal (monolayer). Persamaan isoterm adsorpsi

Langmuir dapat ditulis sebagai berikut (Suseno, 2012):

Keterangan :

Ceq (mg/L) : Konsentrasi akhir parameter fisiko-kimiawi saat kesetimbangan

qeq (mg/g) : Massa parameter yang diserap tiap gram adsorben

Q (mg/g) : Massa parameter pada saat 1 g adsorben yang dapat menjerap secara

sempurna

b : Konstanta isoterm untuk penjerapan partikel adsorben

Nilai b dan Q diperoleh dengan membuat grafik hubungan antara Ceq/qeq vs Ceq.

Dari persamaan Langmuir berdasarkan nilai faktor pemisahan (RL) dapat

diindikasikan tipe dari isoterm Langmuir yaitu RL = 0 menunjukkan bahwa irreversible

; 0 < RL < 1 menunjukkan bahwa favourable ; RL = 1 menunjukkan bahwa linier ; dan

RL > 1 menunjukkan bahwa unfavourable. Menurut Senthilkumar (2011 dalam Putra,

2014) nilai RL dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut :

Keterangan :

RL : Nilai Faktor Pemisahan

KL : Konstanta Langmuir

Co : Konsentrasi Awal Logam

Freundlich mengasumsikan bahwa terdapat lebih dari satu lapisan permukaan

(multilayer). Persamaan isoterm adsorpsi Freundlich dapat ditulis sebagai berikut

(Suseno, 2012):

Keterangan :

qeq (mg/g) : Jumlah adsorbat terjerap per satuan bobot adsorben

Ceq (mg/L) : Konsentrasi akhir parameter fisiko-kimiawi saat kesetimbangan

n : Konstanta empiris Freundlich

Kf (mg/g) : Kapasitas adsorpsi

Nilai Kf dan n diperoleh dengan membuat grafik hubungan antara log qeq vs log Ceq.

Page 16: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

7

Menurut Mulyatna dkk. (2003) penentuan model persamaan isoterm adsorpsi

yang tepat dapat ditentukan dengan melihat besarnya simpangan baku (SD) dari rataan

nilai kapasitas adsorpsi. Nilai simpangan baku yang lebih kecil menunjukkan persamaan

isoterm adsorpsi yang lebih sesuai.

2.4. Analisis Data

Data dianalisis dengan Rancangan Acak Kelompok (RAK), 7 perlakuan dan 4

ulangan, sebagai kelompok adalah waktu analisis. Sebagai perlakuan adalah berbagai

variasi nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa (g/g), yaitu : (1:1) ;

(1:2) ; (2:1) ; (2:3) ; (3:2) ; (3:4) ; dan (4:3). Pengujian beda antar perlakuan dengan uji

Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% (Steel and Torrie, 1981).

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Karakterisasi Awal Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah

Hasil karakterisasi awal minyak jelantah sebelum diberi perlakuan disajikan pada

Tabel 1.

Tabel 1. Karakteristik Awal Parameter Fisiko-Kimiawi Minyak Jelantah

Parameter Awal BM Keterangan

Kadar Air 0,07 0,15% M

FFA 1,173 2% M

Bilangan Asam 1,71 0,6 mg NaOH/g TM

Bilangan Iod 184,138 ( - ) ( - ) Keterangan : M = Memenuhi ; TM = Tidak Memenuhi ; ( - ) = Tidak ada BM ; BM= Baku Mutu sesuai

Standar Nasional Indonesia 3471 Tahun 2013 tentang Baku Mutu Minyak Goreng.

Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel 3.

Dari Tabel 1 terlihat bahwa kadar air dan FFA masih sesuai baku mutu minyak

goreng sebelum diberi perlakuan, sedangkan bilangan asam sudah melebihi baku mutu

minyak goreng yang mengindikasikan bahwa minyak goreng telah rusak. Minyak

jelantah akan dimanfaatkan kembali sebagai bahan baku biodiesel, sehingga kandungan

FFA perlu diturunkan serendah mungkin agar tidak mengganggu proses

transesterifikasi. Dalam penelitian ini digunakan berbagai variasi bobot campuran

nisbah adsorben abu sekam padi dan sabut kelapa (g/g) (Tabel 2 dan Lampiran 1).

Page 17: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

8

Tabel 2. Rataan Kandungan Parameter Fisiko-Kimiawi ( ± SE) Minyak Jelantah antar Berbagai Penambahan Bobot Campuran

Abu Sekam Padi (ASP) dan Sabut Kelapa (SK) dalam Waktu Kontak 300 Menit

No Parameter Konsentrasi Bobot Campuran Abu Sekam Padi : Sabut Kelapa (g/g)

BM Awal 1:1 1:2 2:1 2:3 3:2 3:4 4:3

1.

Kadar air

(%)

0,074 ±

0,008

± SE 0,030 ± 0

0,055 ±

0,009

0,050 ± 0 0,030 ± 0 0,030 ± 0

0,040 ±

0,023

0,043 ±

0,015

0,15

2.

FFA

(%)

1,173 ±

0,008

± SE 0,683 ± 0,057

0,523 ±

0,033

0,768 ±

0,015

0,518 ±

0,057

0,483 ±

0,020

0,763 ±

0,008

0,505 ±

0,016

2

W = 0,049 (b) (a) (c) (a) (a) (c) (a)

3.

Bilangan Asam

(mg NaOH/g)

1,710 ±

0,013

± SE 0,978 ± 0,040

0,840 ±

0,087

1,193 ±

0,015

0,780 ±

0,013

0,760 ±

0,032

1,173 ±

0,015

0,790 ±

0,023

0,6

W = 0,057 (c) (b) (d) (a) (a) (d) (ab)

4.

Bilangan Iod

(% bobot)

184,138 ±

0,447

± SE

196,743 ±

13,346

137,653 ±

6,918

120,708 ±

1,031

92,920 ±

5,973

154,433 ±

0,487

86,110 ±

7,264

96,105 ±

4,033

-

W = 10,427 (e) (c) (b) (a) (d) (a) (a)

Keterangan :

*W = BNJ 5% ;

*Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda nyata, sebaliknya angka-angka yang diikuti huruf yang

berbeda menunjukkan antar perlakuan berbeda nyata.

Page 18: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

9

Dari Tabel 2 tampak bahwa berbagai variasi nisbah bobot campuran abu sekam

padi dan sabut kelapa selama 300 menit mampu menurunkan rataan kadar air, FFA,

bilangan asam, dan bilangan iod. Adsorben sabut kelapa dapat menurunkan kadar FFA

dalam minyak jelantah karena mengandung selulosa yang kaya akan gugus –OH yang

bersifat elektronegatif (basa) dan polar, sehingga dapat berinteraksi dengan gugus –

COOH dari FFA yang bersifat elektropositif (asam) dan polar (Rahayu dkk., 2014).

Sabut kelapa yang diaktivasi dengan asam lebih efektif dimanfaatkan sebagai adsorben

karena menghasilkan permukaan sabut kelapa lebih baik dengan pori-pori yang lebih

kecil (Halim and Yatim, 2011). Menurut Bhagiyalakshmi dkk. (2009 dalam Ngatijo

dkk., 2011) adsorben sekam padi apabila dibakar pada suhu tertentu akan menghasilkan

abu sekam padi dengan silika amorf. Silika berstruktur amorf dengan kemurnian yang

tinggi, ukuran partikel yang kecil serta permukaan yang luas akan cocok digunakan

sebagai adsorben (Chandrasekar dkk., 2003 dalam Ngatijo dkk., 2011). Sifat amorf dari

silika dapat diperoleh dengan pembakaran sekam padi pada suhu 600˚C (Otaru et al.,

2013). Lebih lanjut, Topallar and Bayrak (1999) melaporkan bahwa abu sekam padi

mengandung hidrogen silanol yang bereaksi dengan ikatan oksigen karbonil dari FFA.

Sehingga, molekul asam lemak bebas dapat teradsorpsi membentuk ikatan hidrogen

dengan hidrogen silanol (Gambar 1).

Gambar 1. Reaksi Adsorpsi Oksigen Karbonil dari FFA dengan Silanol

Hidrogen

Rataan hasil akhir kandungan kadar air berkisar antara 0,030 ± 0% sampai 0,055 ±

0,009%. Kandungan FFA berkisar antara 0,483 ± 0,020% sampai 0,768 ± 0,015%.

Kandungan bilangan asam berkisar antara 0,760 ± 0,032 mg NaOH/g sampai 1,193 ±

0,015 mg NaOH/g dan bilangan iod = 86,110 ± 7,264% sampai 196,743 ± 13,346%

bobot. Dari hasil ini, dapat diperoleh nisbah bobot campuran yang paling optimal untuk

penurunan kandungan FFA adalah nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut

Page 19: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

10

kelapa 1:2 (g/g), nisbah bobot ini mampu menurunkan FFA dari 1,173 ± 0,008 menjadi

0,523 ± 0,033%. Nisbah campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 2:3 (g/g) mampu

menurunkan bilangan asam dari 1,710 ± 0,013 menjadi 0,780 ± 0,013 mg NaOH/g dan

bilangan iod dari 184,138 ± 0,447 menjadi 92,920 ± 5,973% bobot.

Hasil ini sejalan dengan penelitian terdahulu yang juga menggunakan adsorben

untuk meningkatkan kualitas minyak jelantah. Dalam penelitian Pakpahan dkk. (2013)

bobot sabut kelapa 5 g dalam 100 g minyak jelantah, dapat menurunkan kandungan

FFA dari 3,144% menjadi 0,629% dalam waktu 90 menit. Dewi dan Hidajati (2012)

melaporkan bobot bentonit teraktivasi sebesar 9 g mampu menurunkan rataan FFA

minyak goreng curah menjadi 0,0630% dan bilangan iod menjadi sebesar 38,1880%

dalam waktu 20 menit dengan kecepatan pengadukan 500 rpm. Penelitian lain

menyebutkan arang aktif kulit salak dengan bobot 5 g, efektif meningkatkan kualitas

minyak dengan kadar air dari 0,415 menjadi 0,1528% dan bilangan asam dari 2,34

menjadi 0,64% pada suhu 100˚C dengan waktu kontak 80 menit (Mangallo dkk., 2014).

3.2. Efektivitas Pemurnian Minyak Jelantah pada Berbagai Penambahan Bobot

Campuran Abu Sekam Padi dan Sabut Kelapa dalam Waktu Kontak 300

Menit

Berikut akan disajikan efektivitas pemurnian minyak jelantah dengan berbagai

bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa (g/g) dalam waktu kontak 300 menit,

berkisar antara 49,54% - 55,41% (Tabel 3).

Tabel 3. Efektivitas (%) Minyak Jelantah pada Berbagai Penambahan Bobot

Campuran Abu Sekam Padi (ASP) dan Sabut Kelapa (SK) dalam Waktu

Kontak 300 Menit

Parameter NA (g/g)

[awal] [akhir] Efektivitas

(%) BM Keterangan

(ASP : SK)

FFA

(%) 1:2 1,173 0,523 55,41 2 M

Bilangan asam

(mg NaOH/g) 2:3 1,71 0,78 54,39 0,6 TM

Bilangan iod

(% bobot) 2:3 184,138 92,92 49,54 - -

Keterangan: NA : Nisbah Adsorben

Page 20: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

11

Dari Tabel 3 terlihat bahwa nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut

kelapa 1:2 (g/g) efektif menurunkan FFA dengan efektivitas 55,41%, sedangkan nisbah

bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 2:3 (g/g) efektif menurunkan bilangan

asam dan bilangan iod dengan efektivitas berturut-turut sebesar 54,39% dan 49,54%.

Hasil ini sejalan dengan hasil penelitian Rahayu dkk. (2014) yang menunjukkan bahwa

adsorben sabut kelapa tanpa diarangkan, tetapi didelignisasi, efektif dalam menurunkan

kadar asam lemak bebas (FFA) sebesar 75,73% dalam waktu 30 menit pada suhu 75˚C

dan diaduk. Mardina dkk. (2012) juga melaporkan bahwa dengan 10 g adsorben arang

aktif tempurung kelapa, efektif menurunkan FFA dengan efektivitas 33,33% dalam

waktu 90 menit. Lebih lanjut Mangallo dkk. (2014) mengatakan bahwa 5 g arang aktif

kulit salak memiliki efektivitas sebesar 72,65% untuk penurunan kandungan bilangan

asam minyak goreng bekas pada suhu 100˚C dengan waktu kontak 80 menit.

3.3. Isoterm Adsorpsi Parameter Fisioko-Kimiawi Minyak Jelantah Menggunakan

Campuran Abu Sekam Padi dan Sabut Kelapa dalam Waktu Kontak 300

menit.

Hasil perhitungan Isoterm adsorpsi Langmuir dan Freundlich parameter fisiko-

kimiawi minyak jelantah di sajikan dalam Tabel 4 (dan Lampiran 2).

Page 21: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

12

Tabel 4. Isoterm Adsorpsi Langmuir dan Freundlich Parameter Fisiko–Kimiawi Minyak Jelantah menggunakan Abu Sekam Padi

dan Sabut Kelapa dalam Waktu Kontak 300 menit

Parameter NA [akhir] Langmuir b Q RL Freundlich n Kf

FFA ASP : SK

(1 : 2)

y = 170,8x - 100,7 -5,814E-

05

5,855E-

03

y = -2,606x - 1,734

-0,3837 0,0185 0,523 % R2 = 0,774 1,000 R2 = 0,8847

r = 0,880 r = 0,942

Bilangan

Asam

ASP : SK

(2 : 3)

y = 16,57x - 2,375

R2 = 0,9999

r = 0,9999 -0,0254 0,0604

y = -0,407x - 1,195

R2 = 0,9996

r = 0,9998 -2,4570 0,0638

0,780

mg NaOH/g 1,045

Bilangan

Iod

ASP : SK

(2 : 3)

y = 0,435x - 26,05

-0,088 2,299

y = -1,341x + 3,447

-0,746 2798,981 92,920 % bobot R2 = 0,994 -0,066 R2 = 0,996

r = 0,997 r = 0,999

Keterangan : NA = Nisbah adsorben (g/g)

ASP = Abu sekam padi

SK = Sabut kelapa

[akhir] = Konsentrasi akhir setelah perlakuan

b = Konstanta Langmuir

Q = Kapasitas adsorpsi maksimum (mg/g)

RL = Faktor pemisahan

R2 = Koefisien determinasi

r = Koefisien korelasi

n = Konstanta Freundlich

Kf = Kapasitas adsorpsi (mg/g)

Page 22: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

13

Dari Tabel 4 terlihat bahwa model isoterm adsorpsi FFA mengikuti model

Freundlich pada nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 1:2 (g/g)

dengan nilai R2 = 0,8847 (r = 0,942) dan kapasitas adsorpsi 0,0185 mg/g. Sedangkan,

model isoterm adsorpsi bilangan asam dan bilangan iod dapat mengikuti model isoterm

Langmuir dan Freundlich pada nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa

2:3 (g/g). Kapasitas adsorpsi bilangan asam dengan persamaan isoterm Langmuir

sebesar 0,0604 mg/g (R2 = 0,9999 ; r = 0,9999) dan Freundlich sebesar 0,0638 mg/g (R2

= 0,9996 ; r = 0,9998). Kapasitas adsorpsi bilangan iod dengan persamaan isoterm

Langmuir sebesar 2,299 mg/g (R2 = 0,994 ; r = 0,997) dan Freundlich adalah 2798,981

mg/g (R2 = 0,996 ; r = 0,999).

Hasil penelitian Mardina dkk. (2012) melaporkan penurunan angka asam minyak

jelantah mengikuti persamaan isoterm Freundlich dengan kapasitas adsorpsi arang aktif

tempurung kelapa sebesar 0,1635 (R2 = 0,987). Persamaan isoterm Freundlich juga

berperan sebagai isoterm adsorpsi yang lebih sesuai untuk bleaching minyak kelapa

dengan adsorben clay (Kf = 1,4792 mg/g ; R2 = 0,946) (Nwabanne and Ekwu , 2013)

dan dengan adsorben Nteje clay teraktivasi (Kf = 26,002 x 10-3 mg/g ; R2 = 0,999)

(Ajemba and Onukwuli, 2013). Lebih lanjut, Nurhasni dkk. (2014) menggunakan

sekam padi sebagai adsorben logam Cu dan Pb juga mengikuti persamaan isoterm

Freundlich dengan kapasitas adsorpsi berturut-turut sebesar 1,8030 mg/g (R2 = 0,989)

dan 1,8072 mg/g (R2 = 0,99).

Dari Tabel 4 terlihat pula nilai faktor pemisahan (RL), mengindikasikan tipe dari

isoterm Langmuir. Tipe untuk FFA adalah linier dengan RL = 1. Sedangkan, tipe untuk

bilangan asam adalah unfavourable (proses adsorpsi kurang mudah terjadi) dengan RL =

1,045 ; hal ini menunjukkan bahwa adsorben abu sekam padi dan sabut kelapa kurang

menguntungkan apabila digunakan untuk adsorpsi bilangan asam minyak jelantah.

Selanjutnya, tipe untuk bilangan iod tidak dapat diindikasikan karena RL bernilai

negatif (RL = -0,066). Oleh karena itu, berdasarkan nilai faktor pemisahannya,

persamaan isoterm Langmuir lebih baik diterapkan dalam adsorpsi FFA minyak

jelantah saja.

Apabila ditinjau dari nilai R2 masing-masing persamaan isoterm adsorpsi, terlihat

bahwa penurunan bilangan asam dan bilangan iod dapat mengikuti persamaan isoterm

Langmuir maupun isoterm Freundlich, karena nilai R2 keduanya yang hampir sama dan

Page 23: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

14

mendekati 1. Untuk menentukan persamaan isoterm mana yang lebih sesuai, dapat

ditentukan dengan membandingkan besarnya simpangan baku (Tabel 5 dan Lampiran

3).

Tabel 5. Penentuan Simpangan Baku Persamaan Isoterm Adsorpsi Minyak

Jelantah dalam Waktu Kontak 300 Menit

Parameter Ulangan Persamaan Isoterm Y1 Yn Y1-Yn (Y1-Yn)2 SD

FFA

Freundlich

0,8758

1 y = -2,127x - 1,645 0,0226 0,762 -0,7394 0,54671236

2 y = -2,885x - 1,763 0,0173 0,814 -0,7967 0,63473089

3 y = -1,917x - 1,613 0,0244 0,752 -0,7276 0,52940176

4 y = -1,398x - 1,499 0,0317 0,8 -0,7683 0,59028489

Jumlah 2,3011299

Langmuir

0,5354

1 y = 17,09x - 2,647 0,0585 0,516 -0,4575 0,20930625

2 y = 17,07x - 2,631 0,0586 0,52 -0,4614 0,21288996

3 y = 17,25x - 2,727 0,058 0,52 -0,462 0,213444

4 y = 17,70x - 2,959 0,0565 0,53 -0,4735 0,22420225

Bilangan Jumlah 0,85984246

Asam

Freundlich

0,5299

1 y = -0,430x - 1,201 0,063 0,516 -0,453 0,205209

2 y = -0,428x - 1,201 0,063 0,52 -0,457 0,208849

3 y = -0,436x - 1,203 0,0627 0,52 -0,4573 0,20912329

4 y = -0,454x - 1,208 0,0619 0,53 -0,4681 0,21911761

Jumlah 0,8422989

Langmuir

126,339

1 y = 0,429x - 25,26 2,331 111,33 -108,999 11880,782

2 y = 0,452x - 28,12 2,2124 112,21 -109,998 12099,47201

3 y = 0,435x - 25,99 2,2989 111,73 -109,431 11975,16565

4 y = 0,429x - 25,3 2,331 111,552 -109,221 11929,22684

Bilangan Jumlah 47884,64649

Iod

Freundlich

3.223,866

1 y = -1,317x + 3,396 2488,857 111,33 2377,527 5652636,062

2 y = -1,4x + 3,568 3698,282 112,21 3586,072 12859910,95

3 y = -1,336x + 3,436 2728,978 111,73 2617,248 6849986,047

4 y = -1,320x + 3,402 2523,481 111,552 2411,929 5817400,536

Jumlah 31179933,6

Keterangan : Y1 = Nilai kapasitas adsorpsi

Yn = Rata-rata setiap ulangan

SD = Standar deviasi/simpangan baku. Angka yang dicetak tebal menunjukkan nilai

simpangan baku kecil yang berarti persamaan isoterm adsorpsi yang sesuai.

Dari Tabel 5 terlihat bahwa persamaan isoterm Freundlich untuk bilangan asam

memiliki simpangan baku lebih kecil daripada isoterm Langmuir, yaitu 0,5299 <

Page 24: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

15

0,5354. Sedangkan, untuk bilangan iod persamaan isoterm Langmuir memiliki

simpangan baku lebih kecil dibandingkan isoterm Freundlich, yaitu 126,339 <

3.223,866. Menurut Mulyatna dkk. (2003) persamaan isoterm adsorpsi dengan

simpangan baku yang lebih kecil menunjukkan bahwa persamaan tersebut lebih sesuai

untuk digunakan. Oleh karena itu, berdasarkan nilai simpangan baku maka persamaan

isoterm Freundlich lebih sesuai untuk bilangan asam, sedangkan persamaan isoterm

Langmuir lebih sesuai terhadap bilangan iod minyak jelantah.

3.4. Karakterisasi Biodiesel Minyak Jelantah setelah Perlakuan menggunakan

Abu Sekam Padi (ASP) dan Sabut Kelapa (SK) dalam Waktu Kontak 300

Menit

Hasil karakterisasi biodiesel minyak jelantah setelah diberi perlakuan disajikan

pada Tabel 6.

Tabel 6. Karakteristik Biodiesel Minyak Jelantah setelah Perlakuan

Parameter Kadar

BM A B

Massa jenis

(kg/m3) 888,54 871,95 850-890

Bilangan asam

(mg NaOH/g) 0,82 0,77 Max. 0,8

Bilangan iod

(% bobot) 55,85 41,90 Max. 115

Kadar ester alkil

(%) 97,18 96,36 Max 96,5

Keterangan : A = Sampel Biodiesel dari minyak jelantah hasil adsorpsi menggunakan nisbah bobot

campuran ASP : SK 1:2 (g/g).

B = Sampel biodiesel dari minyak jelantah hasil adsorpsi menggunakan nisbah bobot

campuran ASP : SK 2:3 (g/g).

BM = Baku Mutu sesuai Standar Nasional Indonesia 04-7182 Tahun 2006 tentang Baku

Mutu Biodiesel.

Dari Tabel 6 ada 2 parameter sampel biodiesel (A) dari minyak jelantah hasil

adsorpsi dengan campuran nisbah bobot ASP dan SK 1:2 (g/g) yang belum memenuhi

baku mutu, yaitu bilangan asam dan kadar ester alkil. Kandungan minyak jelantah yang

digunakan sebagai bahan dasar pembuatan biodiesel dapat mempengaruhi hasil

biodiesel. Minyak jelantah hasil adsorpsi dengan nisbah campuran bobot ASP dan SK

1:2 (g/g) mengandung FFA = 0,523% dan bilangan asam = 0,840 mg NaOH/g. Menurut

Wang et al. (2006 dalam Buchori dkk., 2015) penggunaan katalis basa (NaOH atau

Page 25: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

16

KOH) dalam pembuatan biodiesel hanya terbatas untuk bahan dasar minyak dengan

kandungan FFA < 0,5% dan kandungan bilangan asam < 1 mg KOH/g (Felizardo et al.

2006 dalam Buchori dkk., 2015). Sehingga, hasil biodiesel minyak jelantah belum

maksimal.

Sebaliknya, seluruh parameter uji sampel biodiesel (B) dari minyak jelantah hasil

adsorpsi dengan campuran nisbah bobot ASP dan SK 2:3 (g/g) sudah memenuhi baku

mutu. Bahan dasar biodiesel (B) adalah minyak jelantah hasil adsorpsi dengan nisbah

campuran bobot ASP dan SK 2:3 (g/g) yang mengandung FFA = 0,518% dan bilangan

asam = 0,780 mg NaOH/g. Walaupun, kandungan FFA masih lebih besar dari 0,5%

tetapi hasil biodiesel (B) sudah dapat memenuhi baku mutu, dengan kandungan

bilangan asam yang jauh lebih kecil daripada kandungan bahan dasar biodiesel minyak

jelantah (A) (0,780 mg NaOH/g < 0,840 mg NaOH/g).

Reaksi proses pembuatan biodiesel minyak jelantah dalam penelitian ini adalah

transesterifikasi dengan katalis basa (Gambar 2). Reaksi transesterifikasi yaitu reaksi

pertukaran bagian alkohol dari suatu ester yang bersifat reversible (Alloysius, 1999

dalam Kusumaningsih dkk., 2006). Reaksi transesterifikasi melibatkan peruraian atau

pemaksapisahan (cleavage) oleh alkohol sehingga dibutuhkan alkohol dengan

kereaktifan besar. Dalam penelitian ini alkohol yang digunakan adalah metanol karena

metanol merupakan alkohol dengan jumlah atom karbon sedikit dan mempunyai

kereaktifan lebih besar daripada alkohol dengan atom karbon lebih banyak (Bannon,

1988 dalam Kusumaningsih dkk., 2006). Pemilihan NaOH (basa) sebagai katalis karena

dapat digunakan pada temperatur reaksi yang rendah, dapat mencapai konversi yang

tinggi dalam waktu yang singkat, selalu tersedia dan harganya murah, kecepatan reaksi

katalis basa 4.000 kali lebih cepat daripada dengan katalis asam (Fukuda dkk., 2001;

Lotero dkk., 2005; Kulkarni dan Dalai, 2006; Lam dkk., 2010 dalam Buchori dkk.,

2015).

Gambar 2. Reaksi Transesterifikasi Biodiesel Minyak Jelatah

Page 26: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

17

Lebih lanjut, kandungan senyawa dalam biodiesel minyak jelantah disajikan pada

Tabel 7.

Tebel 7. Kandungan Senyawa Biodiesel Minyak Jelantah

A B

Jenis senyawa Waktu

retensi

%

senyawa

Waktu

retensi

%

senyawa

16,296 40,06 16,303 40,42 Metil ester heksadekanoat

(metil ester palmitat)

18,139 50,53 18,147 49,3 Metil ester 9-oktadekanoat

(metil ester oleat)

18,282 6,59 18,285 6,64 Metil ester oktadekanoat

(metil ester stearat) Keterangan : A = Sampel biodiesel dari minyak jelantah hasil adsorpsi menggunakan nisbah bobot

campuran ASP dan SK 1:2 (g/g).

B = Sampel biodiesel dari minyak jelantah hasil adsorpsi menggunakan nisbah bobot

campuran ASP : SK 2:3 (g/g).

Dari Tabel 7 terlihat bahwa kedua sampel biodiesel mengandung jenis senyawa

yang sama namun ada sedikit selisih pada kadar senyawanya. Kandungan senyawa

sampel biodiesel A dan B berturut-turut yaitu metil ester heksadekanoat (40,06% dan

40,42%), metil ester 9-oktadekenoat (50,53% dan 49,3%), metil ester oktadekanoat

(6,59% dan 6,64%). Hasil penelitian sejalan dengan penelitian Goering et al. (1982

dalam Angin, 2010 dalam Setiawati dan Edwar, 2012) yang melaporkan bahwa

senyawa metil ester yang diperoleh sesuai dengan kandungan asam lemak pada bahan

dasar minyak goreng kelapa dan kelapa sawit yang digunakan untuk sintesis biodiesel,

seperti asam oleat, asam palmitat, asam stearat.

Kandungan ester alkil seperti metil ester palmitat, metil ester oleat, dan metil ester

stearat yang terindentifikasi ada dalam sampel biodiesel minyak jelantah ini dapat

diperoleh karena dalam minyak jelantah terdapat asam lemak jenuh (palmitat dan sterat)

dan asam lemak tak jenuh (oleat). Asam palmitat dan stearat berpotensi untuk dijadikan

bahan bakar biodiesel berkualitas baik (Setyawardhani dkk., 2010).

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penenlitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 1:2 (g/g) dalam waktu 300

menit efektif menurunkan FFA menjadi 0,523 ± 0,033% (efektivitas 55,41%).

Sedangkan, nisbah campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 2:3 (g/g) dalam

Page 27: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

18

waktu 300 menit efektif menurunkan bilangan asam menjadi 0,780 ± 0,013 mg

NaOH/g (efektivitas 54,39%) dan bilangan iod menjadi 92,920 ± 5,973% bobot

(efektivitas 49,54%).

2. Nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 1:2 (g/g) mampu

menurunkan FFA minyak jelantah mengikuti model isoterm Freundlich dengan

kapasitas adsorpsi sebesar 0,0185 mg/g ; simpangan baku (SD) = 0,8758.

Sedangkan, nisbah bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa 2:3 (g/g) untuk

bilangan asam mengikuti model isoterm Freundlich dan bilangan iod mengikuti

model isoterm Langmuir, dengan kapasitas adsorpsi maksimum beturut-turut

sebesar 0,0638 mg/g (SD = 0,5299) dan 2,299 mg/g (SD = 126,339) dalam waktu

300 menit.

3. Hasil karakterisasi biodiesel minyak jelantah setelah perlakuan menggunakan nisbah

bobot campuran abu sekam padi dan sabut kelapa (g/g) 1:2 dan 2:3 berturut-turut

yaitu massa jenis (888,54 kg/m3 dan 871,95 kg/m3), bilangan asam (0,82 mg

NaOH/g dan 0,77 mg NaOH/g), bilangan iod (55,85 % bobot dan 41,90% bobot),

kadar ester alkil (97,18% dan 96,36%). Sedangkan, kandungan senyawanya

berturut-turut adalah metil ester heksadekanoat (40,06% dan 40,42%), metil ester 9-

oktadekenoat (50,53% dan 49,3%), metil ester oktadekanoat (6,59% dan 6,64%).

4.2. Saran

Untuk penelitian selanjutnya digunakan katalis asam dalam pembuatan biodiesel

dan dilakukan optimasi dalam proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah, S., E. Yulianti, dan A. G. Fasya, 2010. Penurunan Angka Peroksida dan Asam

Lemak Bebas (FFA) pada Proses Bleaching Minyak Goreng Bekas oleh Karbon

Aktif Polong Buah Kelor (Moringa oliefera Lamk) dengan Aktivasi NaCl.

Alchemy, Volume 1, pp. 53-103.

Ajemba, R. O. and O. D. Onukwuli. 2013. Adsorptive Removal of Colour Pigment from

Palm Oil Using Acid Activated Nteje Clay. Kinetics, Equilibrium and

Thermodynamics. Physicochemical Problems of Mineral Processing Vol. 49 :

369-381.

Badan Pusat Statistik, 2015. Konsumsi dan Pengeluaran – Konsumsi Rata-Rata per

Kapita Seminggu Beberapa Macam Bahan Makanan Penting, 2007-2014.

http://www.bps.go.id/linkTabelStatis/view/id/950. (Diakses pada 10 Januari

2015).

Page 28: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

19

Bhattacharya, A. B., M. G. Sajilata, S. R. Tiwari, and R. S. Singhal, 2008. Regeneration

of Thermally Polymerized Frying Oils with Adsorbents. Elsevier. Sciense Direct:

Food Chemistry, Volume 110, pp. 562-570.

Buchori, L., I. Istadi, P. Purwanto. 2015. Perkembangan Proses Produksi Biodiesel

sebagai Bahan Bakar Alternatif. Yogyakarta, Prosiding Seminar Nasional Teknik

Kimia “Kejuangan”, Program Studi Teknik Kimia, FTI, UPN “Veteran”

Yogyakarta, 18 Maret 2015. Yogyakarta: UPN “Veteran”.

Desminarti, S. dan E. Joniarta. 2007. Upaya Peremajan dan Penyerapan Logam Minyak

Goreng Bekas Industri Makanan Tradisioal dengan Memanfaatkan Bioadsorben

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia,

Volume 9, pp. 85-93.

Dewi, M. T. dan N. Hidajati. 2012. Peningkatan Mutu Minyak Goreng Curah

menggunakan Adsorben Bentonit Teraktivasi. UNESA Journal of Chemistry,

Volume 1, pp. 47-53.

Halim, H. N. A. and N. S. M. Yatim. 2011. Removal of Acid Green 25 from Aqueous

Solution Using Coconut Husk as Adsorbent. International Conference on

Environment and Industrial Innovation IPCBEE, Volume 12, pp. 268-272.

Kusumaningsih, T., Pranoto, R. Saryoso. 2006. Pembuatan Bahan Bakar Biodiesel dari

Minyak Jarak; Pengaruh suhu dan Konsentrasi KOH pada Reaksi

Transesterifikasi Berbasis Katalis Basa. Bioteknologi, Volume 3, pp. 20-26.

Lala, O., I. A. Badilo, A. R. Gintu, dan D. K. A. K. Hastuti. 2012. Surfaktan yang

Biodegradable dari Minyak Goreng Bekas. Prosiding Seminar Nasional Sains

dan Pendidikan Sains, Volume VII.

Mahreni dan T. M. Setyoningrum. 2010. Produksi Biodiesel dari Minyak Jelantah

Menggunakan Katalis Asam Padat (Nafion/SiO2). Eksergi, Volume X.

Mangallo, B., Susilowati, dan S. I. Wati. 2014. Efektivitas Arang aktif Kulit Salak pada

Pemurnian Minyak Goreng Bekas. Chem. Prog., Volume 7, pp. 58-65.

Mardina, P., E. Faradina, dan N. Setiawati. 2012. Penurunan Angka Asam pada Minyak

Jelantah. Jurnal Kimia, Volume 6, pp. 196-200.

Mulyatna, L., H. Pradiko, dan U. K. Nasution. 2003. Pemilihan Persamaan Adsorpsi

Isoterm pada Penentuan Kapasitas Adsorpsi Kulit Kacang Tanah terhadap Zat

Warna Remazol Golden Yellow 6. INFOTEK, Volume 5, pp. 131-140.

Ngatijo, F. Faried, dan I. Lestari. 2011. Pemanfaatan Abu Sekam Padi (ASP) Payo dari

Kerinci sebagai Sumber Silika dan Aplikasinya dalam Ekstraksi Fasa Padat Ion

Tembaga (II). Jurnal Penelitian Jambi Seri Sains, Volume 13, pp. 47-52.

Nurhasni, Hendrawati, dan N. Saniyyah. 2014. Sekam Padi untuk Menyerap Ion Logam

Tembaga dan Timbal dalam Air Limbah. Valensi, Volume 4, pp. 36-44.

Page 29: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

20

Nwabanne, J. T. and F. C. Ekwu. 2013. Decolourization of Palm Oil by Nigerian Local

Clay: A study of Adsorption Isotherms and Bleaching Kinetics. International

Journal of Multidisciplinary Sciences and Engineering, Volume 4, pp. 20-25.

Otaru, A. J., C. U. Ameh, A. S. Abdulkareem, J. O. Odigure, and J. O. Okafor. 2013.

Development and Characterization of Adsorbent from Rice Husk Ash to Bleach

Vegetable Oils. IOSR Jurnal of Applied Chemistry, Volume 4, pp. 42-49.

Pakpahan, J. F., T. Tambunan, A. Harimby, dan M. Y. Ritonga. 2013. Pengurangan

FFA dan Warna dari Minyak Jelantah dengan Adsorben Serabut Kelapa dan

Jerami. Jurnal Teknik Kimia USU, Volume 2, pp. 31-36.

Purwaningsih, D. 2009. Adsorpsi Multi Logam Ag (I), Pb (II), Cr (III), Cu (II) dan Ni

(II) pada Hibrida Etilendiamino-Silika dari Abu Sekam Padi. Yogyakarta,

Prosiding Seminar Nasional, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA,

Universitas Negeri Yogyakarta, 16 mei 2009. Yogyakarta: Universitas Negeri

Yogyakarta.

Putra, A. D. K. 2014. Nisbah Bobot Campuran Kulit Jeruk dan Arang Tongkol Jagung

Sebagai Adsorben Dalam Pengolahan Air Limbah Tekstil. Skripsi, Universitas

Kristen Satya Wacana, Salatiga.

Rahayu, L. H., S. Purnavita, dan H. Y. Sriyana. 2014. Potensi Sabut dan Tempurung

Kelapa sebagai Adsorben untuk Meregenerasi Minyak Jelantah. Mometum,

Volume 10, pp. 47-53.

Ratno, L. J. Mawarani, Zulkifli. 2013. Pengaruh Ampas Tebu sebagai Adsorbent pada

Proses Pretreatment Minyak Jelantah terhadap Karakteristik Biodiesel. Jurnal

Teknik POMITS, Volume 2, pp. 257-261.

Setiawati, E. dan F. Edwar. 2012. Teknologi Pengolahan Biodiesel dari Minyak Goreng

Bekas dengan Teknik Mikrofiltrasi dan Transesterifikasi sebagai Alternatif Bahan

Bakar Mesin Diesel. Jurnal Riset Industri, Volume VI, pp. 117-127.

Setyawardhani, D. A., S. Distantina, H. Henfiana, A. S. Dewi. 2010. Pembuatan

Biodiesel dari Asam Lemak Jenuh Minyak Biji Karet. Semarang, Prosiding

Seminar Rekayasa Kimia dan Proses, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Diponegoro Semarang, 4-5 Agustus 2010. Semarang: Universitas

Diponegoro Semarang.

SNI 04-7182-2006. Biodiesel, Badan Standarisasi Nasional.

SNI 3471:2013. Minyak Goreng, Badan Standarisasi Nasional.

Steel, R. G. O. and J. H. Torrie, 1981. Principles and Procedures of Statistics. New

York: Mc Graw – Hill Book Co.

Suseno, H. P. 2012. Pengurangan Chemical Oxygen Demand (COD) dan Krom Dalam

Air Limbah Industri Penyamakan Kulit Menggunakan Abu Terbang Bagas.

Yogyakarta, Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains & Teknologi (SNAST)

Periode III, 3 November 2012.

Page 30: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

21

Thakur, L. S. and P. Semil. 2013. Removal of Arsenic in Aqueous Solution by Low

Cost Adsorbent: A Short Review. International Journal of ChemTech Research,

Volume 5, pp. 1299-1308.

Topallar, H. and Y. Bayrak. 1999. Investigation of Adsorption Isotherms of Myristic,

Palmitic and Stearic Acids on Rice Hull Ash. Turk J Chem, Volume 23, pp. 193-

198.

Wijayanti, H., H. Nora, dan R. Amelia. 2012. Pemanfaatan Arang Aktif dari Serbuk

Gergaji Kayu Ulin untuk Meningkatkan Kualitas Minyak Goreng Bekas.

Konversi, Volume 1, pp. 27-33.

Page 31: OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH ...€¦ · OPTIMASI HASIL DAN KUALITAS BIODIESEL MINYAK JELANTAH DITINJAU DARI NISBAH CAMPURAN BOBOT ABU SEKAM PADI DAN SABUT

22

LAMPIRAN

MAKALAH SEMINAR