Perancangan proses produksi biodiesel dari minyak biji Nyamplung

Gratis

13
64
248
2 years ago
Preview
Full text
PERANCANGAN PROSES PRODUKSI BIODIESEL DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum L.) SAHIRMAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Perancangan Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 disertasi ini. Bogor, Januari 2009 Sahirman NIM F361040141 i ABSTRACT SAHIRMAN. Process Design of Biodiesel Production from Alexandrian Laurel Seed Oil (Calhyllum inophyllum L.). Supervised by ANI SURYANI, DJUMALI MANGUNWIDJAJA, R. SUDRADJAT and SUKARDI. Biodiesel that can be used directly or mixed with diesel oil is a promising alternative diesel fuel obtained from vegetable oils, animal fats, or waste oils by transesterifying the oil or fat with an alcohol such as methanol. The aim of this research was to design a process of biodiesel production by esterification and transesterification of Alexandrian laurel seed oil. Results show that the best esterification process is obtained at the temperature of 58.1oC, stirring speed of 300 rpm, HCl catalyst of 5.9% from FFA content, and the methanol-FFA molar ratio of 22.2:1. Under this esterification condition, the resulted pseudo second-order kinetics are constant of reaction rate (k) = 0.1733 (liter/mol minutes), activation energy (Ea) = 5.202 kcal/mol (21.7 kJ/mol), and rate of esterification reaction (res) = 537.4 exp2618/T [FFA]t2. The best transesterification process is obtained at the temperature of o 60 C, stirring speed of 400 rpm, NaOH catalyst of 1.1% from oil, and the methanol – oil molar ratio of 6.3:1. Under this transesterification condition, the resulted second order kinetics are constant of reaction rate (k) = 0.025 liter / mol minutes, activation energy = 3.7352 kcal/mol (15.6 kJ/mol) and rate of transesterification reaction (rt) = 6.9 exp (-1879.8/T) ([TG]o – x) ([M]o-3x). The results show that Alexandrian laurel seed biodiesel oil properties including flash point, water and sediment content, sulfur content, copper strip corrosion, cetane number, free glycerin content, total glycerin content, phosphorus content, 90% recovery distillation temperature (T90), iodine number, and ester of alkyl content satisfy the SNI 04-7182-2006 standards where are kinematics viscosity, cloud point, acid number, carbon residue, and sulfated ash content deviate slightly. The results of stationer performance test indicated that the consumptions of biodiesel-solar mixture from 0% to 30% biodiesel (liter/hour) are not different but the consumption level increase when biodiesel concentration is more than 30%. The test on the effects of biodiesel on engine performance indicated that the amount of deposit found in cylinder head and piston in 0-30% biodiesel mix is slightly different. Meanwhile, in 50% biodiesel mix, the amount of deposit is significantly high indicating an imperfect combustion. Financial analysis at the optimum production capacity of 93.46 kg biodiesel/hour, 16 percent of interest rate, and 10 years of project lifetime showed that biodiesel production is feasible with PBP of 4 years and 11 months; NPV of Rp366,166,219; IRR of 33.54%; net B/C ratio of 2.1; and ROI of 0.23. Keywords: Biodiesel, Alexandrian laurel seed oil, Esterification,Transesterification ii RINGKASAN SAHIRMAN. Perancangan Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung (Calhyllum inophyllum L.). Dibimbing oleh ANI SURYANI, DJUMALI MANGUNWIDJAJA, R. SUDRADJAT dan SUKARDI. Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) bersama dengan Pokja Bahan Bakar Nabati (BBN) menargetkan produksi biodiesel Indonesia pada tahun 2005-2009 adalah 2 % dari solar (0,72 juta kl) dan pada tahun 2010-2015 sebesar 3 % dari solar (1,5 juta kl). Penggunaan minyak jarak pagar sebagai bahan baku biodiesel masih bermasalah karena rendahnya produktivitas tanaman jarak pagar sedangkan penggunaan minyak sawit sebagai bahan baku biodiesel bermasalah karena berkompetisi penggunaannya sebagai bahan pangan. Kondisi tersebut memacu pencarian bahan baku lain yang juga kompetitif, salah satunya adalah minyak biji nyamplung (Calophyllum inophyllum L.). Target produksi biodiesel 0,72 juta kl diperkirakan dapat dipenuhi oleh produksi sekitar 352 ribu ha nyamplung, yang lebih rendah dari jarak pagar yaitu 480 ribu ha namun masih lebih tinggi dari kebutuhan areal kelapa sawit yaitu 160 ribu ha. Akan tetapi permasalahannya adalah apakah minyak biji nyamplung dapat diproses menjadi biodiesel yang dapat memenuhi standar dan bagaimana rancangan prosesnya yang sesuai? Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan rancangan proses produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung melalui reaksi esterifikasi dan transesterifikasi sehingga dapat menghasilkan produk yang mempunyai kelayakan teknis maupun finansial. Perancangan proses terdiri atas: analisis peluang dan permasalahan; kreasi proses (sintesis proses) dan pengembangan proses. Analisis peluang dan permasalahan dilakukan melalui survei liteteratur. Kreasi proses pada dasarnya adalah sintesis proses yang dilakukan melalui pengumpulan data dasar dan percobaan laboratorium. Pengembangan proses adalah pembuatan rancangan rinci (detail desain) berdasarkan data sintesis proses melalui integrasi proses, simulasi model, optimasi dan analisis kelayakan teknis dan finansial terhadap rancangan yang dikembangkan. Sintesis proses yang dilakukan meliputi pemilihan jalur proses, optimasi kondisi proses, analisis pemodelan kinetika dan analisis produk. Pemilihan jalur proses didasarkan pada karakteristik bahan baku. Optimasi proses dilakukan untuk mendapatkan respon optimum menggunakan metode permukaan respon (Surface Respon Methode). Pengolahan data optimasi proses menggunakan program Minitab 14 dan SAS V6.12. Analisis pemodelan kinetika digunakan untuk menentukan waktu optimum dan nilai konversi produk yang digunakan untuk perancangan proses. Analisis produk biodiesel yang dihasilkan meliputi pengujian fisiko-kimia, kinerja biodiesel dan pengaruh biodiesel terhadap mesin dilakukan untuk menentukan kelayakan teknis dari biodiesel yang dihasilkan. Integrasi proses dilakukan dengan mengkombinasikan seluruh tahapan proses sehingga dihasilkan diagram alir (flowsheet) yang utuh dilengkapi dengan neraca massa dan energi. Hasil dari integrasi proses adalah diagram alir kualitatif dan kuantitatif. Selanjutnya dilakukan simulasi model proses dengan menggunakan program Hysis. Hasil simulasi model digunakan untuk menyusun PEFD dan optimasi kapasitas produksi untuk menentukan biaya produksi minimum. Pada kapasitas optimum proses dilakukan analisis kelayakan aspek finansial. iii Penelitian ini menghasilkan rancangan proses produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung yang terdiri atas proses degumming, esterifikasi dan transesterifikasi. Degumming dilakukan pada suhu 80 oC dengan asam fosfat konsentrasi 20% sebanyak 0,3% dari berat minyak dilanjutkan dengan pencucian dengan air hangat suhu 60oC dan pengeringan suhu 105 0C selama 120 menit dan pengeringan vakum suhu 80 oC tekanan 16 cm Hg. Esterifikasi pertama dilakukan pada kecepatan pengadukan 300 rpm, suhu 58,1 oC, nisbah molar metanol terhadap ALB 22,2:1 dan katalis HCl 5,9% dari ALB. Tetapan laju reaksi esterifikasi (k) pseudo orde dua pada suhu 343 K, 333 K, 318 K dan 301 K masing-masing berturutturut adalah 0,221 liter/ mol menit, 0,173 liter/ mol menit, 0,133 liter/ mol menit dan 0,076 liter/ mol menit, energi aktivasi (Ea) sebesar 5,202 kcal/mol (21,7 kJ/mol), dan laju reaksi esterifikasi (rEs)=537,4 exp - 2618/ T [ALB]t2. Esterifikasi kedua dilakukan pada kecepatan pengadukan 300 rpm, suhu 60 oC, nisbah molar metanol terhadap ALB 40:1, katalis HCl 10% dari ALB. Transesterifikasi dilakukan pada suhu 60 oC, nisbah molar metanol terhadap minyak 6,3:1, katalis NaOH 1,1% dari berat minyak, kecepatan pengadukan 400 rpm dan waktu transesterifikasi 22 menit. Tetapan laju reaksi transesterifikasi (k) orde dua pada suhu 301 K, 318 K, 333K dan 341 K masing-masing berturut-turut adalah 0,014 (liter/mol menit), 0,018 (liter /mol menit), 0,025 (liter /mol menit) dan 0,029 (liter /mol menit), energi aktivasi (Ea) 3735,2 cal/ mol K dan laju reaksi transesterifikasi (rt)= 6,9 exp (-1879 ,8 /T) ([TG]o – x) ([M]o-3x). Rancangan proses tersebut menghasilkan biodiesel sebesar 15,62% dari berat biji atau 83,4% dari berat minyak kasar. Rancangan proses menghasilkan biodiesel yang telah memenuhi kelayakan teknis sesuai dengan SNI 04-7182-2006 meliputi massa jenis pada 40 oC, angka setana, titik nyala mangkok tertutup, korosi kepingan tembaga, air dan sedimen, suhu distilasi 90%, kandungan belerang, kandungan fosfor, gliserol total, gliserol bebas, ester alkil, dan angka iodium akan tetapi belum memenuhi terhadap parameter angka asam, viskositas pada 40 oC, abu tersulfatkan, titik kabut dan residu karbon. Pada kondisi demikian penggunaan biodiesel nyamplung hingga campuran 30% disarankan karena dari tes kinerja menunjukkan bahwa konsumsi tidak berbeda dengan solar, kinerja mesin tidak terganggu dan deposit pada kepala silinder dan piston tidak berbeda nyata dengan solar. Penggunaan campuran biodiesel ≥ 50% tidak bisa dilakukan karena konsumsi bahan bakar lebih besar, deposit pada kepala silinder dan piston sangat tebal dan kinerja mesin sudah terganggu. Berdasarkan basis perhitungan produksi biodiesel sebesar 100 kg/jam, biaya produksi minimum diperoleh pada kapasitas produksi 386 ton biodiesel /tahun atau 93,46 kg per jam (1,31 ton/hari). Hasil analisis finansial pada kapasitas produksi optimum menunjukkan bahwa kondisi BEP diperoleh pada produksi biodiesel 70,8 ton/tahun atau setara dengan hasil penjualan produk biodiesel dan produk sampingnya sebesar Rp 541.860.269,6 per tahun. Produksi biodiesel pada kapasitas produksi 1,31 ton/hari adalah layak dengan Net B/C 2,1, PBP 4,9 tahun, ROI 0,226, IRR 33,54% dan NPV Rp 366.166.218,8. Analisis sensitivitas menunjukkan bahwa produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung masih layak dengan kenaikan harga bahan baku 10%, atau kenaikan harga bahan kimia 10%, atau kenaikan bunga bank 10% namun tidak layak jika kenaikan tersebut terjadi bersama atau harga jual turun 5 %. iv © Hak cipta milik IPB, tahun 2009 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa menyebutkan sumber, a. pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. pengutipan tidak merugikan kepentingan dengan wajar IPB. 2. Dilarang menggunakan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB. v PERANCANGAN PROSES PRODUKSI BIODIESEL DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum L.) SAHIRMAN Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Departemen Teknologi Industri Pertanian SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009 vi Judul Disertasi : Nama NIM : : Perancangan Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) Sahirman F361040141 Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Ani Suryani, DEA Ketua Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA Anggota Dr. Ir. Sukardi, MM Anggota Prof. Riset Dr. Ir. R. Sudradjat, M.Sc. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Tekonologi Industri Pertanian Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Irawadi Jamaran Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS. Tanggal Ujian: 26 November 2008 Tanggal Lulus: vii PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan karuniaNya sehingga disertasi dengan judul “Perancangan Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) ini dapat diselesaikan. Sholawat dan Salam, semoga Allah SWT curahkan kepada Nabi besar Muhammad SAW dan seluruh ummatnya. Amiin. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kapada: 1. Ibu Dr. Ir. Ani Suryani, DEA, selaku ketua komisi pembimbing, Bapak Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA, Bapak Prof. Riset. Dr. Ir. H. R. Sudradjat, M.Sc. dan Bapak Dr. Ir. Sukardi, MM masing-masing selaku anggota komisi pembimbing atas bimbingan, arahan, saran, dan dorongan moral yang diberikan selama penelitian dan penulisan disertasi. 2. Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian IPB selaku penguji dari luar komisi pembimbing yang telah banyak memberikan masukan pada saat ujian tertutup, Dr. Ir. Tatang Hernas Soerawidjaja dari Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Institut Teknologi Bandung (ITB) dan Dr. Ir. Dadan Kusdiana, M.Sc. dari Direktorat Energi Terbarukan dan Konversi Energi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) atas masukan yang disampaikan pada saat ujian terbuka. 3. Dr. Ir. Sam Herodian dan Dr. Ir. Sugiyono, M.App.Sc. selaku Dekan dan Wakil Dekan Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Dr. Ir. Irawadi Jamaran selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Teknologi Industri Pertanian dan Dr. Ir. Muhammad Romli selaku Kepala Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah memberikan fasilitas selama penulis mengikuti pendidikan S3. 4. Drs. Dedy H. Karwan, MM selaku Kepala Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK) Pertanian Cianjur yang telah memberikan kesempatan kepada penulis mengikuti pendidikan S3 di IPB Bogor. 5. Dr. Ir. Maman Mansyur Idris, MS selaku Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Badan Penelitian dan Pengemngan Kehutanan, Kepala Laboratorium Kimia dan Energi Pusat Penelitian dan Pengembangan viii Hasil Hutan Bogor, Kepala Laboratorium Pengujian Mutu VEDCA PPPPTK Pertanian Cianjur, dan Kepala Laboratorium Proses Lemigas Jakarta atas bantuannya dalam pelaksanaan penelitian ini. Rasa hormat dan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak dan almarhumah Ibu Padmosihono, Bapak dan Ibu Ishaq Hasbulloh atas doa, nasehat dan bimbingan yang diberikan kepada penulis. Penghargaan dan terima kasih yang mendalam penulis sampaikan kepada istri tercinta Dra. Sri Harini, MSi dan anakanak tercinta Daffa Amarul Mufflih dan Almira Zada Nurulita atas segala pengertian, kesabaran dan dorongan yang diberikan selama penulis mengikuti pendidikan S3. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan di Departemen Ilmu Dasar dan Laboratorium Pengujian atas semangat yang diberikan. Akhirnya kepada semua pihak yang telah membantu tetapi tidak dapat disebutkan satu persatu penulis mengucapkan terima kasih semoga Allah SWT memberikan balasan yang setimpal. Penulis menyadari disertasi ini masih belum sempurna, namun demikian penulis mengharapkan semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Januari 2009 Sahirman ix RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sleman pada tanggal 17 April 1964 sebagai anak bungsu dari pasangan Padmosihono dan Almarhumah Ngatiyem. Pendidikan sarjana ditempuh di jurusan Pengolahan Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian UGM lulus pada tahun 1989. Pada tahun 1992 penulis diterima pada Program Studi Pascasarjana Teknologi Pasca Panen Universitas Brawijaya Malang dan menamatkannya pada tahun 1994. Penulis mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan program doktor pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Sekolah Pascasarjana IPB pada tahun 2004. Beasiswa pendidikan diperoleh dari Pusat Pengembangan Penataran Guru Pertanian Cianjur Departemen Pendidikan Nasional. Penulis bekerja sebagai Widyaiswara Madya di Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK) Pertanian Cianjur. Karya ilmiah berjudul Perbaikan kualitas minyak nabati sebagai bahan biodiesel melalui proses esterifikasi (studi kasus minyak nyamplung) dan Kinetika reaksi esterifikasi minyak biji nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) untuk meningkatan kualitas bahan baku biodiesel telah diterbitkan dalam jurnal, Pengujian sifat fisikokimia, kinerja dan pengaruh biodiesel terhadap mesin telah dipresentasikan pada seminar nasional dan diterbitkan dalam bentuk prosiding sedangkan dan Kinetika reaksi transesterifikasi minyak biji bintangur (Calophyllum inophyllum L.) pada proses produksi biodiesel sudah dinyatakan diterima menunggu diterbitkan dalam jurnal nasional terakriditasi. Karya-karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari disertasi S3 penulis. x DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ...…………………………………………………...........…... xiii DAFTAR GAMBAR …………………………………………………….............. xv DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………………........... xvii I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ……………………………………...…………................ 1 1.2 Tujuan Penelitian …………….…..……………………….….……........ 4 1.3 Ruang Lingkup ………….…………………………………….……......... 5 II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) …………...……...... 6 2.2 Biodiesel ................................................................................................... 11 2.3 Kualitas Biodiesel ………………………………………………….......... 21 2.4 Pengujian Karakteristik Biodiesel .............................................................. 30 2.5 Pengujian Kinerja Biodiesel .……...………………….……………........ 30 2.6 Perancangan Proses Produksi Biodiesel ....…….....………..................... 32 III METODOLOGI 3.1 Kerangka Pemikiran …..............………………………………………..... 53 3.2 Waktu dan Tempat …..………..……...………….……………................. 55 3.3 Bahan dan Peralatan ………………...……………..………...................... 55 3.4 Metode Penelitian ……………………...………….………...............….. 55 IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Peluang dan Permasalahan ........................................................... 78 4.1.1 Analisis Peluang ..................................………………….…...…..... 78 4.1.2 Analisis Permasalahan ..................................................................... 78 4.2 Kreasi Proses .............................................................................................. 79 4.2.1 Pengepresan dan Degumming ………………….……................... 79 4.2.2 Karakterisasi Minyak Nyamplung ................................................... 82 4.2.3 Pemilihan Proses .............................................................................. 84 4.2.4 Optimasi Proses Esterifikasi ............................................................ 85 4.2.5 Analisis Model Kinetika Reaksi Esterifikasi ………....................... 97 4.2.6 Optimasi Proses Transesterifikasi .................................................... 104 4.2.7 Analisis Model Kinetika Reaksi Transesterifikasi …………..…..... 118 4.2.8 Analisis Kualitas Produk ……..………………………………........ 124 4.2.9 Analisis Keuntungan Kasar ……..……………………………….... 143 4.3 Pengembangan Proses ................................................................................ 143 4.3.1 Integrasi Proses ………………………………………………........ 143 4.3.2 Simulasi Model Proses …………………………………………..... 151 4.3.3 Optimasi Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung ........... 155 4.3.4. Analisis Kelayakan Teknis dan Finansial Produksi Biodiesel dari Minyak Biji Nyamplung........................................................... 160 V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ………………..…………...............………………..….….... 167 5.2 Saran ……………..………………………………………................….... 169 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….…... 170 LAMPIRAN ………………………………………………………………….…... 177 xi DAFTAR TABEL Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. Kondisi lingkungan untuk pertumbuhan nyamplung ……………………. Karakteristik fisiko-kimia minyak Calophyllum inophyllum L. ................. Perbandingan sifat biodiesel dan petrodiesel .............................................. Perbedaan karakteristik emisi bahan bakar diesel dan biodiesel e-Oil ...... Pabrik Biodiesel di beberapa negara ........................................................... Komposisi asam lemak beberapa jenis sumber minyak nabati .................. Sifat-sifat fisiko-kimia beberapa minyak yang digunakan sebagai bahan dasar biodiesel............................................................................................. Ringkasan beberapa proses esterifikasi dengan katalis asam .................... Ringkasan beberapa proses transesterifikasi dengan katalis basa. ............. Standar kualitas bahan bakar biodiesel SNI 04-7182:2006…..................... Standar Biodiesel menurut ASTM 6751-3 ………………......................... Sifat bahan bakar dilihat dari komposisi asam lemak ................................ Sifat-sifat fisik biodiesel yang dapat digunakan untuk memprediksi angka setana................................................................................................. Sifat fisik beberapa metil ester .................................................................. Karakteristik metil ester minyak sawit dan campurannya........................... Tetapan laju reaksi (k) hidrolisis trigliserida, digliserida monogliserida dan pada berbagai perbedaan suhu ............................................................ Nilai tetapan laju transesterifikasi pada beberapa kondisi proses.............. Faktor, kode dan taraf kode pada percobaan proses esterifikasi................. Nilai taraf kode dan nilai taraf aktual optimasi proses esterifikasi ............. Faktor, kode dan taraf kode pada percobaan proses transesterifikasi.......... Nilai taraf kode dan nilai taraf aktual optimasi proses transesterifikasi ..... Komposisi inti nyamplung ……………...………………………………... Sifat fisiko kimia minyak biji nyamplung dari Kebumen……...............… Karakteristik minyak nyamplung hasil degumming ................................... Komposisi asam lemak minyak nyamplung dibandingkan minyak lain.... Kadar ALB akhir esterifikasi rata-rata pada berbagai nisbah molar metanol terhadap ALB ………………………………………………...... Hasil optimasi respon permukaan kadar ALB akhir esterifikasi ............... Data konversi (bagian) asam lemak bebas menjadi metil ester................... Kadar ALB minyak biji nyamplung akhir esterifikasi hasil percobaan selama 30 menit dibandingkan prediksi................................................... Rata-rata kadar ALB, viskositas, berat jenis dan rendemen biodiesel dari proses transesterifikasi pada berbagai suhu transesterifikasi ...................... Rata-rata kadar ALB, viskositas, rendemen, dan kadar metil ester hasil percobaan dan perhitungan model pada optimasi proses transesterifikasi Rendemen dan kadar ALB biodiesel rata-rata dari proses esterifikasi dan transesterifikasi yang dihitung berdasarkan minyak nyamplung kasar....... Konversi trigliserida menjadi metil ester selama proses transesterifikasi .. Prediksi kadar metil ester minyak biji nyamplung setelah transesterifikasi dibandingkan dengan kadar metil ester hasil percobaan .. Komposisi metil ester biodiesel dari minyak nyamplung hasil analisis GCMS.......................................................................................................... xii 7 10 13 14 14 15 16 20 22 23 24 27 27 28 31 44 45 63 64 70 71 79 82 83 84 89 95 98 103 109 111 117 119 123 125 36. Karakteristik biodiesel dari minyak nyamplung dibandingkan dengan standar ASTM D6751-3 ………………………………............................. 126 37. Karakteristik biodiesel dari minyak nyamplung dibandingkan dengan standar SNI 04-7182-2006 ......................................................................... 127 38. Analisis sensitivitas produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung ....... 168 xiii DAFTAR GAMBAR Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. Tanaman dan buah nyamplung…………………………………….……. Diagram alir proses produksi biodiesel (Soedradjat et al. 2005) .............. Reaksi transesterifikasi (Ma et al. 1999 ;Van Gerpen et al. 2004)............ Model proses perancangan (Roy dan Cross 1983 diacu dalam Johnston et al. 2000)…………………...………………………………………….. Model proses perancangan interaktif (Sinnot 1999) ………………….... Perancangan proses melalui tahapan analisis sistem proses (Hartmann dan Kaplick 1990) ………………………………………………………. Tahap dalam perancangan proses kimia (Seider et al. 1999)................... Plot hubungan seper konsentrasi asam (1/C) dengan waktu selama proses esterifikasi (Guner et al. 1996) ..................................................... Kerangka pemikiran perancangan proses esterifikasi dan transesterifikasi produksi biodiesel dari minyak nyamplung..................... Skema tahapan penelitian ……………………………………………….. Foto minyak biji nyamplung …………………………………………..... Kromatogram dari analisis GC minyak biji nyamplung (a standar dan b minyak biji nyamplung) .................................................................. Hasil proses esterifikasi minyak nyamplung dengan metanol dan katalis asam klorida ……………………………………………….... Kadar ALB akhir esterifikasi pada berbagai suhu esterifikasi ................ Kadar ALB akhir esterifikasi rata-rata pada berbagai kecepatan pengadukan ………………………………………………....................... Kadar ALB akhir esterifikasi rata-rata pada berbagai konsentrasi katalis HCl ………………………………………………..... Hubungan antara kadar ALB bahan baku dengan kadar ALB produk esterifikasi pada suhu 60 oC, nisbah molar metanol terhadap ALB 20:1 dan katalis HCl 6 % dari ALB .................................................................. Plot permukaan optimasi respon kadar ALB akhir esterifikasi antara nisbah molar metanol, katalis dan suhu esterifikasi ………….. Plot kontur optimasi respon kadar ALB akhir esterifikasi antara nisbah molar metanol, katalis dan suhu esterifikasi ………………………......... Hubungan antara kadar ALB dengan waktu reaksi pada berbagai suhu esterifikasi.........................................................................................…..... Hubungan antara waktu esterifikasi dengan 1/([ALB]t -1/([ALB]o ........ Grafik hubungan antara 1/([ALB]t -1/([ALB]o dengan waktu reaksi untuk penentuan nilai k reaksi esterifikasi ................................................ Plot -ln k dengan 1/T pada proses esterifikasi minyak biji nyamplung pada suhu 301 K, 318 K, 333 K dan 343 K............................................... Hasil proses transesterifikasi minyak nyamplung hasil esterifikasi (a: sebelum pemisahan gliserol dan b: setelah pemisahan gliserol, pencucian dan pengeringan) ..................................................................... Rata-rata viskositas biodeiesl hasil proses transesterifikasi pada berbagai nisbah molar metanol ................................................................ Rata-rata viskositas biodiesel setelah proses transesterifikasi pada berbagai kecepatan pengadukan …………………………….................. xiv 8 17 20 34 35 35 37 40 54 56 81 84 86 86 87 90 92 95 96 98 99 99 100 104 106 107 27. Rata-rata viskositas biodiesel setelah proses transesterifikasi pada berbagai konsentrasi katalis…………………………………………....... 28. Optimasi proses transesterifikasi berdasarkan respon kadar ALB, viskositas, rendemen dan metil ester ………………….................…… 29. Pengaruh kadar ALB awal terhadap rendemen biodiesel pada proses transesterifikasi ……………………………………………………….... 30. Kadar metil ester dari proses transesterifikasi pada berbagai suhu dan waktu .……………………………………………………………............ 31. Grafik hubungan 1/((3[T]o-[Mo]) ln([M]o[T]/[[M][To] dengan waktu.. 32. Hubungan antara –ln k dengan 1/T pada proses transesterifikasi minyak biji nyamplung ……………………………………………….................. 33. Kromatogram analisis GCMS biodiesel dari minyak nyamplung …….... 34. Hasil pengukuran konsumsi biodiesel dari biji nyamplung dengan menggunakan generator 7,5 pK dan kecepatan putaran 700 rpm pada kondisi stasioner ………………………………………........………..... 35. Pengaruh penggunaan beberapa campuran biodiesel nyamplung terhadap piston dan kepala silinder (a: awal, b: solar, c: 10% biodiesel, d: 30% biodiesel dan e: 50% biodiesel) .................................................... 36. Diagram alir kualitatif produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung.... 37. Diagram alir kualitatif yang dilengkapi pengaturan suhu dan tekanan ..... 38. Diagram alir kuantitatif (neraca massa) produksi minyak biji nyamplung dengan basis perhitungan 1000 g biji nyamplung ................................... 39. Diagram alir kuantitatif (neraca massa) produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung dengan basis perhitungan 1000 g minyak nyamplung..... 40. Simulasi proses produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung melalui esterifikasi dan transesterifikasi ................................................................ 41. Process Engineering Flow Diagram (PEFD) produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung ............................................................................. 42. Biaya variabel fungsi kapasitas produksi .................................................. 43. Biaya tetap fungsi kapasitas produksi ....................................................... 44. Biaya total fungsi kapasitas produksi ........................................................ xv 108 112 115 119 120 121 125 137 140 145 147 148 149 155 156 158 158 158 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. Prosedur analisis biji nyamplung, minyak biji nyamplung dan biodiesel dari minyak biji nyamplung ................................................. Hasil Analisis ragam (ANOVA) dilanjutkan Uji Duncan terhadap kadar ALB akhir esterifikasi pada berbagai suhu esterifikasi ............... Hasil Analisis ragam dilanjutkan Uji Duncan terhadap kadar ALB akhir esterifikasi pada berbagai kecepatan pengadukan ...................... Hasil Analisis ragam dilanjutkan Uji Duncan terhadap kadar ALB akhir esterifikasi pada berbagai nisbah molar metanol ........................ Hasil Analisis ragam dilanjutkan Uji Duncan terhadap kadar ALB akhir esterifikasi pada berbagai konsentrasi katalis HCl ...................... Hasil analisis respon regresi permukaan, plot residiual, dan optimasi input variabel pada proses esterifikasi .................................. Penentuan tetapan laju reaksi esterifikasi ................................... Perhitungan waktu tinggal esterifikasi .................................................. Hasil Analisis ragam dilanjutkan Uji Duncan terhadap kadar ALB dan viskositas biodiesel hasil transesterifikasi minyak nyamplung pada berbagai nisbah molar metanol .................................................. Hasil Analisis ragam dilanjutkan uji Duncan terhadap viskositas biodiesel hasil transesterifikasi minyak nyamplung pada berbagai kecepatan pengadukan .......................................................................... Hasil Analisis ragam dilanjutkan Uji Duncan terhadap viskositas biodiesel hasil proses transesterifikasi minyak nyamplung pada berbagai konsentrasi katalis ................................................................. Hasil Analisis ragam dilanjutkan Uji Duncan terhadap viskositas biodiesel hasil proses transesterifikasi pada berbagai suhu................ Hasil analisis respon regresi permukaan, plot residiual dan optimasi input variabel proses transesterifikasi ………………………………... Penentuan laju reaksi transesterifikasi .................................................. Perhitungan waktu tinggal proses transesterifikasi ............................... Hasil pengujian karakteristik biodiesel dari minyak biji nyamplung di Lemigas Jakarta dan Laboratorium Pengujian VEDCA ....................... Data dasar untuk perancangan proses ................................................... Neraca masssa proses produksi biodiesel …………………...……….. Perhitungan energi proses produksi biodiesel .................………........ Perincian modal tetap produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung dengan asumsi kapasitas peralatan 1,31 ton/hari ............. Ringkasan biaya operasional ……………………………..………...... Kebutuhan modal kerja awal ................................................................ Jadwal pembayaran kredit modal ……………………………………. Proyeksi rugi laba ……………………………………………………. Aliran kas …………………………………………………………….. Analisis kelayakan finansial …………………………………………. xvi 180 191 191 192 192 192 194 198 199 199 200 200 201 205 210 211 213 215 218 226 227 228 228 229 230 231 1 I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Peraturan Presiden No 5 tahun 2006 menyatakan bahwa pada tahun 2025 ditargetkan tercapai komposisi sumber energi yang optimal dengan bahan bakar nabati lebih dari 5 %. Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) bersama dengan Pokja Bahan Bakar Nabati menargetkan produksi biodiesel Indonesia pada tahun 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2015 dan 2025 masingmasing adalah 0,110, 0,263 0,415, 0,568, 0,720, 1,500 dan 4,700 milyar liter. Biodiesel diharapkan dapat berperan sebagai sumber energi alternatif bagi pemenuhan kebutuhan bahan bakar diesel nasional. Menurut Soerawidjaja et al. (2005) jika Indonesia berhasil mensubstitusi 2 % biodiesel berarti diperlukan 720 ribu ton CPO yang dapat membuka lapangan pekerjaan di sektor perkebunan sebesar 100 ribu orang dan di pabrik 5 ribu orang serta mengurangi devisa negara 216 juta US $ (asumsi harga solar 30 sen dolar AS/liter). Potensi pengembangan biodiesel Indonesia cukup besar karena disamping sebagai penghasil CPO terbesar pertama di dunia, Indonesia juga memiliki banyak spesies tanaman yang minyaknya dapat digunakan sebagai bahan baku biodiesel (Soerawidjaja et al. 2005). Produksi biodiesel skala besar masih bermasalah khususnya berkaitan dengan belum tersedianya bahan baku dalam jumlah yang besar dengan harga yang murah. Penggunaan minyak jarak pagar sebagai bahan baku biodiesel bermasalah berkaitan dengan produksi biji jarak yang rendah, hal ini berdampak pada pendapatan petani. Produksi biji jarak rata-rata pada tahun kelima menurut Francis dan Becker (2001) adalah 5 ton/hektar per tahun. Produksi minyak jarak per hektar per tahun termasuk rendah hanya 1.590 kg atau 1.892 liter sementara untuk minyak sawit mencapai 5.000 kg atau 5.950 liter (http:// www. journeytoforever.org /biodiesel). Jika harga biji jarak per kg Rp1000 dengan ratarata produksi per tahun 5 ton /ha maka pendapatan kotor petani per ha hanya 2 Rp5.000.000 / tahun atau Rp416.000 / bulan. Penggunaan minyak sawit sebagai bahan baku biodiesel bermasalah karena berkompetisi penggunaanya sebagai bahan pangan dan oleokimia lain. Adanya permasalahan tersebut memacu pencarian bahan baku lain yang kompetitif salah satunya adalah minyak biji nyamplung / minyak biji bintangur (Calophyllum inophyllum L.). Inti (kernel) nyamplung mempunyai kandungan minyak yang sangat tinggi yaitu sebesar 75% (Dweek dan Meadows 2002), 71,4% pada inti yang kering dengan kadar air 3,3% (Heyne 1987), 40-73 % (Soerawidjaja et al. 2005), 55,5% pada inti yang segar dan 70,5% pada inti yang benar-benar kering (Greshoff dalam Heyne 1987). Tanaman nyamplung setiap tahun dapat menghasilkan 100 kg biji per pohon (Dweek dan Meadows 2002; Friday dan Okano 2005) dan 40-150 kg biji perpohon (Balitbang Kehutanan 2008). Apabila tanaman nyamplung mempunyai jarak tanam 5 x 5 m2 dan apabila dari areal tanam terdapat 80% tanaman nyamplung maka dalam satu hektar ada sekitar 320 tanaman dan apabila satu tanaman menghasilkan 50 kg biji /pohon (Balitbang Kehutanan 2008) dengan rendemen minyak 17,5% maka diperoleh 14.000 kg biji/tahun setara dengan 2450 kg minyak /tahun. Target produksi 0,72 milyar liter biodiesel pada tahun 2010 diperkirakan dapat dipenuhi oleh 352 ribu ha lahan nyamplung. Kebutuhan areal tersebut lebih rendah dari jarak pagar yaitu sebesar 480 ribu ha (asumsi produksi 6 ton biji jarak per hektar/tahun setara dengan 1892 kg minyak /ha-tahun) namun lebih tinggi dari kelapa sawit 160 ribu ha (asumsi produksi 5000 kg minyak /ha-tahun). Permasalahannya adalah apakah minyak biji nyamplung dapat diproses menjadi biodiesel yang dapat memenuhi standar dan bagaimana rancangan prosesnya yang sesuai? Tanaman nyamplung tersebar di seluruh Indonesia dari Sumatera sampai dengan Papua dengan luas areal tegakan nyamplung mencapai 255,3 ribu ha 3 (Balitbang Kehutanan 2008). Tanaman nyamplung mempunyai sifat-sifat: pembudidayaanya mudah; tumbuh baik pada ketinggian 0-800 meter; curah hujan 1000-5000 mm; pada pH 4,0 - 7,4; tahan pada tanah tandus bahkan tumbuh baik di daerah pantai berpasir kering atau digenangi air laut akan tetapi kelemahannya baru dapat menghasilkan setelah berumur 7 tahun (Friday dan Okano 2005). Tanaman nyamplung berproduksi setahun dua kali (Joker 2004; Friday dan Okano 2005). Tanaman nyamplung berproduksi pada bulan Februari-Maret dan Agustus– September (Sutarno 2008, komunikasi pribadi), di Hawai pada bulan April–Juni dan Okotober-Desember (Friday dan Okano 2005) dan di Orissa pada bulan MeiJuni dan Oktober –November (Joker 2004). Karena tanaman nyamplung tidak dapat berbuah sepanjang tahun, maka untuk memenuhi kebutuhan industri harus dilakukan penyimpanan dan penggudangan. Akibat dari proses penyimpanan maka terjadi peningkatan kadar asam lemak bebas (ALB) yang cukup besar. Kondisi ALB yang tinggi pada minyak nyamplung disebabkan pula oleh karakteristik biji nyamplung itu sendiri. Buah nyamplung yang telah tua dengan kulit berubah dari hijau menjadi coklat dan mengeriput, untuk dapat diambil minyaknya harus dilakukan pengupasan dan pengeringan inti terlebih dahulu. Menurut Dweek dan Meadows (2002) dan Friday dan Okano (2005) pengeringan inti nyamplung dilakukan dengan sinar matahari sampai kering dan berminyak kemudian dilakukan pengepresan. Pada saat pengeringan biji tersebut terjadi peningkatan kadar asam lemak bebas yang cukup besar. Minyak biji nyamplung secara sederhana diproduksi oleh petani dari daerah Kecamatan Ambal Kabupaten Kebumen Jawa Tengah yang biasa digunakan untuk pelapisan genting dan sebagai bahan bantu pada pembuatan batik. Minyak tersebut mempunyai kenampakan hijau gelap dan kotor serta berkualitas jelek dengan kadar asam lemak bebas (ALB) sangat tinggi mencapai 30 %. Minyak 4 nyamplung selain mengandung lemak netral juga mengandung fosfolipid, glikolipid dan fraksi lemak tidak tersabunkan seperti sterol, xanton, turunan koumarin, kalofilat, isoptalat dan lain-lain (Kilham 2004). Kadar asam lemak bebas yang sangat tinggi disebabkan karena karakteristik dari biji nyamplung dan penanganan pasca panen yang dilakukan oleh petani tersebut. Karena tanaman nyamplung hanya berbuah setahun dua kali maka untuk memenuhi permintaan minyak nyamplung diluar masa panen, petani menyimpan biji nyamplung yang telah kering diantara masa panen tersebut. Adanya permasalahan tersebut maka perlu dirancang teknologi produksi biodiesel yang tepat sesuai dengan karakteristik minyak biji nyamplung tersebut. Minyak nabati dengan kadar ALB yang tinggi tidak dapat diproses menjadi biodiesel dengan proses transesterifikasi karena akan terbentuk emulsi sabun sehingga menyulitkan proses pemisahan metil ester (Canakci dan Van Gerpen, 2001; Tyson 2004; Lele 2005). Persyaratan minyak nabati pada transesterifikasi dengan katalis basa adalah ≤ 5% (Canakci dan Van Gerpen 1999). Apabila dilakukan netralisasi terlebih dahulu akan berakibat pada kenaikan biaya produksi dan rendahnya rendemen. Salah satu cara untuk mengatasi hal tersebut adalah melakukan proses produksi biodiesel melalui proses dua tahap yaitu esterifikasi yang bertujuan untuk menurunkan ALB sekaligus mengkonversi ALB tersebut menjadi metil ester dan transesterifikasi untuk mengubah trigliserida, monogliserida dan digliserida menjadi metil ester. 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan rancangan proses produksi biodiesel dari minyak biji nyamplung melalui reaksi esterifikasi dan transesterifikasi sehingga dapat menghasilkan produk yang mempunyai kelayakan teknis maupun finansial. 5 1.3 Ruang Lingkup Penelitian 1. Analisis peluang produksi biodiesel dengan bahan baku minyak biji nyamplung dan analisis permasalahannya. 2. Kreasi proses, meliputi: karakterisasi bahan baku, penentuan jalur proses, penentuan kondisi proses degumming, optimasi proses esterifikasi, kinetika proses esterifikasi, optimasi proses transesterifikasi dan pengujian produk terdiri atas pengujian sifat fisiko-kimia, kinerja biodiesel dan pengaruh biodiesel terhadap mesin serta analisis keuntungan kasar. 3. Pengembangan proses meliputi integrasi proses (penyusunan diagram alir kualitatif, penyusunan neraca massa dan energi serta penyusunan diagram alir kuantitatif), simulasi model (penyusunan Process Enginerering Flow Diagram (PEFD)), optimasi kapasitas produksi dan penilaian kelayakan teknis dan finansial terhadap rancangan yang dihasilkan. 6 II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) 2.1.1 Sifat-Sifat Tanaman Nyamplung Nyamplung mempunyai nama daerah bintangor, bintol, mentangur, penanga di Sumatera, bunut, nyamplung, bintangur, sulatri, punaga di Jawa, bataoh, bentangur, butoo, jampelung, jinjit, mahadingan, maharunuk di Kalimantan, betau, bintula, dinggale, pude, wetai di Sulawesi, balitoko, bintao, bitaur, petaule di Maluku, dan bentango, gentangir, mantau, samplong di NTT (Martawijaya et al. 1981). Negara Malaysia mengenal nyamplung sebagai bintangor, bakokol, entangor, mentangor dan penanga laut (Martawijaya et al. 1981). Calophyllum inophyllum L. atau Calophyllum bintangor Roxb.) di Inggris diketahui sebagai Alexandrian Laurel, Tamanu, Pannay Tree, Sweet Scented Calophyllum (Dweek dan Meadows 2002). Daerah penyebaran di Indonesia meliputi Sumatera Barat, Riau, Jambi, Sumatera Selatan, Lampung, Jawa, Kalimantan Barat, Kalimantan Tengah, Sulawesi, Maluku, Nusa Tenggara Timur (Martawijaya et al. 1981). Taksonomi nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) adalah sebagai berikut: • • • • • • • • • dunia : Plantae (tumbuhan) super divisi : Spermatophyta (menghasilkan biji) divisi: Magnoliophyta (berbunga) kelas:Magnoliopsida (berkeping dua) subkelas: Dilleniidae ordo: Theales famili: Clusiaceae genus: Calophyllum spesies: Calophyllum inophyllum L. Kayu nyamplung dapat digunakan untuk berbagai keperluan yaitu: tiang layar, dayung, balok, tiang rumah, papan lantai perumahan, peti, tiang listrik, roda, sumbu gerobak, kano, tong dan kepala pemukul golf (Martawijaya et al. 1981). Tanaman nyamplung tumbuh di hutan tropis dengan curah hujan A dan B, pada 7 tanah berawa dekat pantai sampai pada tanah kering berbukit-bukit sampai ketinggian 800 m dari permukaan laut (Martawijaya et al. 1981). lingkungan pertumbuhan tanaman nyamplung Kondisi dapat dilihat pada Tabel 1 sedangkan tanaman dan buah nyamplung dapat dilihat pada Gambar 1. Tabel 1 Kondisi lingkungan untuk pertumbuhan nyamplung No Parameter 1 Iklim 2 3 Kondisi lingkungan yang sesuai Suhu sedang (moderat) sampai basah dan tidak cocok pada kondisi sangat dingin 0-800 m dari permukaan laut • Ketinggian 1000-5000 mm (40-200 inci) • Curah hujan • Lama musim kering dengan 5 bulan curah hujan < 40 m 33 0C (91 0F) • Suhu rata-rata tahunan 0 0 • Suhu maksimum rata-rata 37 C (99 F) pada bulan paling panas 120C (540F) • Suhu minimum rata-rata pada bulan paling dingin Tanah Tumbuh baik pada tanah berpasir dengan hujan yang cukup di pantai tetapi toleran pada tanah lempung (clay) dan tanah berbatu (rocky soils), tanah yang dangkal (shallow) dan tanah asin (saline soils) Toleran pada tanah sands, sandy loams, • Tekstur tanah loams dan sandy clay loams Toleran pada drainase jelek • Drainase tanah pH 7,4 - 4,0 • Keasaman Toleransi kondisi ekstrim Merupakan pohon keras yang tumbuh pada daerah pantai, toleran terhadap angin, air laut, dan kekeringan Toleran pada kemarau selama 5 bulan • Kekeringan Lebih cocok pada sinar matahari penuh • Sinar Matahari dan dapat tumbuh baik pada tempat teduh Tidak toleran pada kondisi beku • Pembekuan Toleran pada kondisi dikelilingi air • Waterlogging (waterlogging) pada area pantai. Sumber: Friday dan Okano 2005. Buah nyamplung berbentuk bulat seperti peluru dengan ujung berbentuk lancip berwarna hijau terusi selama masih bergantung pada pohon tetapi menjadi kekuning-kuningan atau berwarna seperti kayu yang sudah luruh setelah 8 masak, daging buahnya tipis yang lambat laun menjadi keriput, rapuh dan mengelupas, di dalamnya terdapat sebuah inti yang berwarna kuning terutama jika dijemur (Heyne 1987). Biji digunakan untuk mengobati kudis, bila dimakan akan mengakibatkan mabuk bahkan kematian akan tetapi minyaknya dapat digunakan untuk menyembuhkan borok dan penumbuh rambut dan untuk penerangan (Heyne 1987). Inti nyamplung mengandung abu 1,7%, protein kasar 6,2%, minyak 55,5 %, pati 0,34%, air 10,8%, hemiselulosa 19,4 %, dan selulosa 6,1% (Wilde et al. 2004). Sumber: http://www.aromatrading.co.uk/calophyl [26 Juni 2005]. Gambar 1 Tanaman dan buah nyamplung. 2.1.2 Minyak Biji Nyamplung Inti (kernel) nyamplung mempunyai kandungan minyak yang sangat tinggi yaitu sebesar 75% (Dweek dan Meadows 2002), 71,4% pada inti yang kering dengan kadar air 3,3% (Heyne 1987), 40-73 % (Soerawidjaja 2005), 55,5% pada 9 inti yang segar dan 70,5% pada inti yang benar-benar kering (Greshoff dalam Heyne 1987). Pada inti yang kering proses pengepresan dapat menghasilkan minyak 60% (Dweek dan Meadows 2002). Produksi biji nyamplung mencapai 100 kg per pohon (Dweek dan Meadows 2002; Friday dan Okano 2005). Minyak dapat diperoleh dengan pengepresan dingin (dari 100 kg buah akan dihasilkan 18 kg minyak) kemudian dijernihkan sehingga dihasilkan minyak yang berwarna kuning kehijauan serupa dengan minyak olive dengan aroma dan rasa yang hambar (Dweek dan Meadows 2002). Buah yang matang tapi belum bertunas dipecah tanpa merusak inti kemudian secara cepat dipindahkan dan disusun dalam lapisan yang tipis dan dibeberkan pada matahari (jika tidak segera dibeberkan maka akan ditumbuhi jamur) selanjutnya dilakukan proses pengeringan inti sampai kehilangan bobot 2,5 gram dari setiap 7 gram inti segar sehingga bobot kering menjadi kirakira 4,5 gram dan setelah kering inti menjadi kecoklatan dan kandungan minyaknya akan naik (Dweek dan Meadows 2002). Selama pengeringan akan terjadi kehilangan kemampuan bertunas, dan pengeringan secara sempurna dengan kondisi cuaca cukup kering inti dapat disimpan pada waktu lama (Dweek dan Meadows 2002). Menurut Heyne (1987) minyak nyamplung digunakan sebagai obat oles terhadap encok dan telah dipasarkan ke Eropa dengan nama ndilo-olie. Minyak nyamplung di beberapa daerah digunakan untuk penerangan (Dweek dan Meadows 2002 ; Lele 2005). Bau minyak nyamplung yang tidak sedap dapat dihilangkan dan kegunaanya dapat ditingkatkan setelah dinetralkan pada suhu 60oC dengan alkali (Heyne 1987). Tidak seperti kebanyakan minyak sayur, minyak nyamplung (tamanu oil) tidak terkandung dalam buah yang segar akan tetapi terbentuk selama proses pengeringan biji (Dweek dan Meadows 2002). Minyak 10 nyamplung (Tamanu oil) adalah minyak yang berharga dan merupakan minyak kental berwarna coklat kehijauan beraroma seperti karamel didapat dari buah yang telah matang dari pohon Callophyllum inophyllum L. mempunyai fungsi penyembuhan yang signifikan khususnya untuk jaringan terbakar (Kilham 2003). Minyak nyamplung mempunyai karakteristik spesifik yaitu berwarna hijau tua kental, dan mempunyai aroma yang menyengat. Karakteristik minyak nyamplung dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Karakteristik fisiko-kimia minyak Calophyllum inophyllum L. Karakteristik Warna Kondisi cairan Bilangan Iod Densitas pada suhu 20 oC Indek Refrasi Bilangan Peroksida Fraksi lipid Komposisi asam lemak • Asam palmitoleat (C16:1) • Asam palmitat (C16) • Asam oleat (C 18:1) • Asam linoleat (C 18:2) • Asam stearat (C18:0) • Asam arakidat (C20) • Asam Gadoleat (C19:1) • Komponen tidak tersabunkan (unsaponifiable): Fatty alkohol, sterol, xanton, turunan koumarin, calophilic, isocalophilic, isoptalat, kapelierat, asam pseudobrasilic,dan penyusun triterpenoat Komposisi Hijau kental 100-115 0,920-0,940 1,4750-1,4820

Dokumen baru

Dokumen yang terkait

Kajian proses produksi biodiesel dari minyak biji bintaro (Cerbera odollam Gaertn) dengan metode transesterifikasi
0
6
83
Kinetika Reaksi Transesterifikasi Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum) pada Proses Produksi Biodiesel
1
15
17
Analisa teknoekonomi pendirian industry biodiesel dari biji nyamplung (Calophyllum inophyllum L.)
7
32
281
Kajian proses produksi biodiesel dari minyak biji bintaro (Cerbera odollam Gaertn) dengan metode transesterifikasi
1
12
155
PRARANCANGAN PABRIK BIODIESEL DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG DENGAN PROSES ESTERIFIKASI- Prarancangan Pabrik Biodiesel Dari Minyak Biji Nyamplung Dengan Proses Esterifikasi-Transesterifikasi Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.
0
2
11
LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK Prarancangan Pabrik Biodiesel Dari Minyak Biji Nyamplung Dengan Proses Esterifikasi-Transesterifikasi Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.
3
10
13
PENDAHULUAN Prarancangan Pabrik Biodiesel Dari Minyak Biji Nyamplung Dengan Proses Esterifikasi-Transesterifikasi Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.
1
8
17
PEMBENTUKAN BIODIESEL DARI MINYAK BIJI KARET DENGAN PROSES ESTERIFIKASI DAN TRANSESTERIFIKASI.
2
2
74
PROSES PRODUKSI BIODIESEL DARI MINYAK BIJI KARET DENGAN PROSES REAKTIF DISTILASI - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)
0
0
7
PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK BIJI RAN
0
0
6
Pembuatan Biodiesel dari Minyak Biji Kar
0
1
6
Sintesis Biodiesel dari Minyak Biji Keta
0
0
9
Pembuatan Biodiesel dari Minyak Nyamplung Menggunakan Pemanasan Gelombang Mikro
0
0
6
Produksi Biodiesel dari Minyak Nyamplung (Callophylum inophylum) Menggunakan Katalis Dengan Berbagai Variasi pH - ITS Repository
0
0
162
Pembuatan Biodiesel Dari Biji Nyamplung Menggunakan Microwave Dengan Proses Ex Situ Dan In Situ - ITS Repository
0
0
164
Show more