CHEMICAL ENGINEERING

BIODIESEL DARI JARAK PAGAR

OLEH :

Dila Cahyandari Tukuboya 092.2010.0013

Fevi Elviani Reski 092.2010.0024

NUrhilaliah 092.2010.0025

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA
MAKASSAR

2013

I. PENDAHULUAN

Biodisel adalah bahan bakar minyak (BBM) yang dibuat dari bahan nabati berupa lemak atau minyak untuk digunakan pada mesin genset disel, mobil atau otomotif lainnya. Biodisel termasuk bahan energi yang dapat dipulihkan, karena dapat ditanam pada areal kehutanan, pertanian, lahan rakyat dan lain-lain (Pakpahan, 2001). Beberapa jenis bahan baku yang telah di kenal secara luas di dunia dan telah diaplikasikan dalam skala pilot atau komersial adalah : minyak kacang kedele dengan nama pasar SME (Soybean-oil methyl ester) yang dikembangkan di Amerika, minyak biji lobak dengan nama pasar RME (Rapseed-oil methyl ester) dikembangkan di Eropa dan Nikaragua, CME (Coconut-oil methyl ester) dikembangkan oleh Filipina dan POME (Palm-oil methyl ester) yang dikembangkan Malaysia (Soerawidjaja, 2002). Indonesia sudah melakukan aplikasi pilot plant POME di Riau berkapasitas 20 ton/hari.

Kebijakan nasional di bidang energi nasional adalah : intensifikasi, konservasi, diversifikasi dan indeksasi (Samiarso, 2001). Penggunaan biodisel sebagai sumber energy alternatif telah memenuhi setiap butir kebijakan tersebut yaitu : mengintensifkan penggunaan lahan kritis dan tidak produktif untuk bahan baku biodisel (intensifikasi), menghemat penggunaan bahan bakar minyak bumi (konservasi), pengembangan bahan bakar nabati non minyak bumi (diversifikasi) dan penyesuaian jenis bahan bakar sesuai kondisi wilayah setempat (indeksasi).

Penggunaan biodisel sebagai sumber energi alternatif memiliki banyak keunggulan komparatif, antara lain : ketersediaan sumber daya, ketersediaan teknologi, keunggulan kualitas produk, memberikan dampak positif terhadap ekonomi makro (devisa negara) dan ekonomi mikro seperti penciptaan lapangan kerja baru dan peningkatan pendapatan masyarakat sekitar lokasi bahan baku. Beberapa keunggulan kualitas biodisel disbanding petrodisel (solar) adalah : resiko terbakar lebih rendah, kualitas pembakaran seimbang, emisi gas toksik lebih rendah sampai nol, lebih mudah terurai secara biologis, pengadaannya banyak melibatkan masyarakat dari kelompok kurang mampu serta memberikan dampak positif pada konservasi tanah dan air (Sudradjat dkk., 2003).

II. JARAK PAGAR

Tanaman Jarak penghasil biodiesel berasal dari jenis tanaman Jarak Pagar yang dalam bahasa Inggris bernama Physic Nut dengan nama Jatropha curcas. Tanaman ini merupakan tanaman semak yang termasuk keluarga Euphorbiaceae.

Tanaman Jarak Pagar memiliki cabang-cabang yang tidak teratur dengan tinggi batang 1-7 meter. Batangnya berkayu, berbentuk silindris, dan memiliki tonjolan-tonjolan bekas tangkai daun yang gugur. Bila dipatahkan atau terluka batangnya akan mengeluarkan getah berwarna putih, kental dan agak keruh.

Daun tanaman ini tersebar di sepanjang batang. Permukaan atas dan bawah daun berwarna hijau, tetapi permukaan bawah lebih pucat dari permukaan atas. Daun berbentuk jantung atau bulat telur. Tulang daun menjari dengan 5-7 tulang utama. Tangkai daun panjang, sekitar 4-15 cm.

Bunga tanaman ini berupa bunga majemuk berbentuk malai, berwarna kuning kehijauan, berkelamin tunggal dan berumah satu. Baik bunga jantan maupun betina tersusun dalam rangkaian berbentuk cawan. Bunga ini muncul di ujung batang atau di ketiak daun. Kelopak bunga berjumlah lima yang berbentuk bulat telur.

Buah tanaman Jarak Pagar berupa buah kotak berbentuk bulat telur dengan diameter 2-4 cm. Buah ini berwarna hijau ketika masih muda dan kuning jika sudah masak. Buah terbagi menjadi tiga ruang masing-masing ruang berisi satu biji yang berbentuk bulat lonjong, berwarna coklat kehitaman dan mengandung banyak minyak.

Tanaman Jarak Pagar (Jathropa Curcas) berasal dari Afrika Selatan Tanaman ini sudah dikenal oleh masyarakat Indonesia sejak dekade 40-an, saat penjajah Jepang menggunakan minyak jarak untuk penerangan di rumah-rumah dan sumber energi untuk menggerakkan alat-alat perang.

Tanaman ini tumbuh liar atau ditanam penduduk sebagai pagar. Dapat tumbuh dengan baik di tanah yang tidak begitu subur dan beriklim panas, dari dataran rendah sampai ketinggian 300 meter di atas permukaan laut.

Tanaman ini tahan kekeringan dan mulai berbuah dalam waktu lima bulan. Tumbuhan ini produktif penuh saat berumur lima tahun, dan usia produktifnya mencapai 50 tahun. Semua bagian tanaman ini berguna, daunnya dapat digunakan sebagai makanan ulat sutra, antiseptik, dan antiradang. Getahnya untuk penyembuh luka dan pengobatan lain. Yang paling tinggi manfaatnya adalah buahnya, daging buahnya digunakan untuk pupuk hijau dan produksi gas, sementara bijinya untuk pakan ternak dan untuk bahan bakar pengganti minyak diesel (solar) dan minyak tanah.

Table 1. Komposisi Biji Jarak Pagar

Kandungan	Komponen (%)
Kadar air	6.20
Protein	18.00
Lemak	38.00
karbohidrat	17.00
Serat	15.50
abu	3.50

Tanaman jarak pagar digolongkan ke dalam tanaman kehidupan, karena hampir seluruh bagian tanmannya bermanfaat untuk digunakan secara langsung atau diolah lebih lanjut menjadi produk yang bernilai tinggi. Produk samping baik yang berasal dari hutan atau kebun atau limbah dari proses pembuatan biodiesel, harus di[erhitungkan sebagai komponen pendapatan. Apabila tidak dimanfaatkan akan menjadi sumber polusi yang akan menjadi beban biaya produksi. Secara umum potensin dan pemanfaatan tanaman jarak pagar dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

III. MINYAK JARAK PAGAR

Minyak dari tanaman jarak pagar termasuk minyak lemak. Minyak lemak yang menjadi bahan baku biodiesel adalah bahan bakar terbarukan, karena berasal dari tumbuh-tumbuhan. Di negara kita bnyak sekali terdapat tumbuh-tumbuhan penghasil minyak lemak. Tak kurang dari 50 jenis tumbuhan bisa diolah menjadi sumber bahan bakar alami, contoh paling populer adalah sawit, kelapa, jarak pagar, dan kapok atau randu (Soerawidjaya, dkk.:2005) .

Potensi terbesar tanaman Jarak Pagar terdapat pada buah yang terdiri dari biji dan cangkang (kulit). Pada biji terdapat inti biji dan kulit biji. Inti biji ini yang menjadi bahan dasar pembuatan biodiesel, sumber energi pengganti solar. Setelah melalui proses pemerahan, dari inti biji akan dihasilkan bungkil perahan, yang kemudian diekstraksi. Hasilnya berupa minyak Jarak Pagar dan bungkil ekstraksi. Minyak jarak pagar digunakan untuk penyabunan dengan hasil akhir berupa sabun dan metanolisis/etanolisis yang kemudian diproses menjadi biodiesel dan gliserin. Sedangkan bungkil ekstraksi bisa menghasilkan pupuk, menjadi bahan dasar pembuatan biogas pengganti minyak tanah, dan melalui proses ekstoksifikasi dapat menghasilkan pakan ternak.

Minyak yang dihasilkan dari biji Jarak Pagar termasuk dalam minyak lemak (fatty oil). Minyak ini berwujud cairan bening berwarna kuning dan tidak menjadi keruh meski disimpan dalam waktu yang lama.

Minyak Jarak Pagar bisa digunakan untuk berbagai keperluan. Pertama, melalui thermal atau catalytic cracking akan dihasilkan gas, gasoline, kerosin dan diesel, yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Kedua, melalui esterifikasi transesterifikasi akan dihasilkan produk berupa biodiesel yang digunakan untuk pembangkit genset, kendaraan diesel dan kompor jarak pagar.

Menurut Rieska Wulandari (2005:1), minyak Jarak Pagar yang dihasilkan dari cangkang biji jarak memiliki komposisi kimia berupa lemak kasar 47,25 persen, protein kasar 24,60 persen, serat kasar 10,12 persen, kelembaban 5,5 persen, abu 4,50 persen dan karbohidrat 7,99 persen. Minyak ini juga memiliki kandungan iodin yang tinggi, yaitu 105,2 mg iodin/g. Biji jarak yang mengandung minyak kadar tinggi mudah untuk diekstraksi. Sementara itu kandungan asam lemak tak jenuh yang mencapai 90 persen sangat potensial untuk dijadikan pengganti minyak sawit dalam aplikasi nonpangan.

IV. METODE PEMBUATAN BIODIESEL DARI JARAK PAGAR

Tanaman jarak menghasilkan biji jarak pagar yang terdiri dari 60 persen berat kernel (daging bush) dan 40 persen berat kulit. Inti biji (kernel) jarak pagar mengandung sekitar 40-45 persen minyak sehingga dapat diekstrak menjadi minyak jarak dengan cara mekanis ataupun ekstraksi menggunakan perarut seperti heksana. Minyak jarak pagar merupakan jenis minyak yang memiliki komposisi trigliserida yang mirip dengan minyak kacang tanah. Tidak seperti jarak (ricinus communis) kandungan asam lemak esensial dalam rninyak jarak pagar cukup tinggi sehingga minyak jarak pagar merupakan sebetulnya dapat dikonsumsi sebagai minyak makan asal saja racun yang berupa phorbol ester dan curcin dapat dihilangkan.

Dalam proses pengolahan biji jarak menjadi biodiesel, dilakukan dengan beberapa tahap yaitu :

1. Proses Pembuatan Crude Jatropha Oil (CJO)

a. Biji jarak dibersihkan dari kotoran dengan cara dicuci secara manual atau dengan mesin.

b. Biji direndam sekitar 5 menit di dalam air mendidih, kemudian ditiriskan sampai air tidak menetes lagi.

c. Biji dikeringkan dengan menggunakan alat pengering atau dijemur di bawah matahari sampai cukup kering, kemudian biji tersebut dimasukkan ke dalam mesin pemisah untuk memisahkan daging biji dari kulit bijinya.

d. Daging biji yang telah terpisah dari kulitnya, digiling dan siap untuk dipres. Lama tenggang waktu dari penggilingan ke pengepresan diupayakan sesingkat mungkin untuk menghindari oksidasi.

e. Proses pengepresan biasanya meninggalkan ampas yang masih mengandung 7 – 10 % minyak. Oleh sebab itu, ampas dari proses pengepresan dilakukan proses ekstraksi pelarut, sehingga ampasnya hanya mengandung minyak kurang dari 0,1% dari berat keringnya. Pelarut yang biasa digunakan adalah pelarut n – heksan dengan rentang didih 60 – 70 ⁰C.

f. Tahap ini menghasilkan Crude Jatropha Oil (CJO), yang selanjutnya akan diproses menjadi Jatropha Oil (JO).

2. Proses Pembuatan Biodiesel

a. Reaksi Esterifikasi : CJO mempunyai komponen utama berupa trigliserida dan asam lemak bebas. Asam lemak bebas harus dihilangkan terlebih dahulu agar tidak mengganggu reaksi pembuatan biodiesel (reaksi transesterifikasi). Penghilangan asam lemak bebas ini dapat dilakukan melalui reaksi esterifikasi. Secara umum reaksi esterifikasi adalah sebagai berikut :

Pada reaksi ini asam lemak bebas direaksikan dengan metanol menjadi biodiesel sehingga tidak mengurangi perolehan biodiesel. Tahap ini menghasilkan Jatropa Oil (JO) yang sudah tidak mengandung asam lemak bebas, sehingga dapat dikonversi menjadi biodiesel melalui reaksi transesterifikasi.

b. Reaksi Transesterifikasi : Reaksi transesterifikasi merupakan reaksi utama dalam pembuatan biodiesel. Secara umum reaksi transesterifikasi adalah sebagai berikut :

Pada reaksi ini, trigliserida (minyak) bereaksi dengan metanol dalam katalis basa untuk menghasilkan biodiesel dan gliserol (gliserin). Sampai pada tahap ini, pembuatan biodiesel menggunakan bahan baku alternatif tanaman jarak pagar telah selesai dan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti minyak solar.

V. MANFAAT PENGGUNAAAN BIODIESEL DARI TANAMAN JARAK TERHADAP LINGKUNGAN

Penggunaan bahan bakar fosil telah meninbulkan berbagai dampak buruk bagi lingkungan. Seperti meningkatnya kadar gas rumah kaca di atmosfer bumi. Jika hal ini dibiarkan secara terus menerus, maka pemanasn global adalah konsekuensi yang harus dihadapi oleh seluruh penduduk bumi.

Sebagai salah satu sumber energi alternatif, Biodiesel dari tanaman jarak dapat dikategorikan sebagai sumber energi ramah lingkungan. Karena menurut Humas (2005:2), pembakaran mesin yang berbahan bakar biodiesel menghasilkan emisi gas buang, asap dan partikel, yang lebih rendah. Angka setane yang lebih tinggi dibandingkan solar membuat kadar emisi gas karbon, nitrogen, dan sulfur lebih rendah.

Selain itu, penggunaan biodiesel dari tanaman Jarak Pagar membuka kemungkinan penanaman kembali lahan-lahan kritis yang ada di Indonesia. Menurut Humas (2005:2), saat ini terdapat 13 juta hektar lahan kering di seluruh Indonesia. Mengingat tanaman Jrak Pagar merupakan tanaman yang dapat tumbuh di lahan keirng dan kurang subur,maka dengan menggunakan biodiesel di Indonesia, lahan-lahan kering tersebut akan dapat ditanami kembali.

Penanaman kembali lahan-lahan kritis di Indonesia akan memberikan dampak yang positif bagi lingkungan, karena akan membentuk suatu sumber penghasil gas oksigen yang sangat penting bagi kehidupan, mengurangi pencemaran oleh gas-gas rumah kaca, dan membentuk suatu benteng penahan banjir dan longsor.

VI. MANFAAT PENGGUNAAN BIODIESEL DARI TANAMAN JARAK BAGI MASYARAKAT INDONESIA DI BIDANG EKONOMI

Dengan dihijaukannya kembali lahan-lahan kritis, berarti akan membuka lapangan pekerjaan baru yang layak bagi masyarkat. Mereka dapat bekerja sebagai petani yang menanam dan merawat tanaman-tanaman jarak yang akan digunakan sebagai bahan baku biodiesel. Buah jarak yang dihasilkan dijual kepada perusahaan yang mengolahnya menjadi biodiesel dengan harga tertentu. Dalam hal ini peran pemerintah sangat dibutuhkan dalam hal penyediaan bibit dan penentuan harga minimum dari buah Jarak Pagar, agar petani tidak dirugikan.

Jika petani diberi hak mengelola tiga hektar lahan kering, dengan kerapatan tanaman 2500 pohon per hektar dan produktivitas 10.000 kilogram biji per hektar serta harga biji lima ratus rupiah per kilogram, setiap keluarga petani akan memperoleh panghasilan satu juta dua ratus lima puluh ribu per bulan hanya berasal dari penjualan biji jarak (Anonim, 2005:2). Pendapatan ini dapat bertambah jika bagian lain dari tanaman juga dimanfaatkan

Menurut Humas (2005:2), dari tiga juta hektar lahan kering akan dihasilkan 92.000 barel minyak per hari. Untuk memnuhi lahan tersebut diperlukan 7,5 miliar bibit. Bila dari seluruh tanah tandus seluas 13 juta hektar ditanami jarak, maka akan dihasilkan lebih dari 400.000 barel minyak per hari. Dengan demikian kita akan mengehmat penggunaan devisa negara yang biasa digunakan untuk mengimpor solar.

Dalam Kompas (2005: 14), biaya produksi biodiesel tergolong murah, rata-rata biaya produksinya antara 600 hingga 100 per liter. Harga jual netto minyak jarak tersebut diperkirakan Rp. 1.400-Rp. 2.100 per liter, harga ini jauh lebih murah jika dibandingkan dengan harga minyak saat ini. Sehingga , pengolahan jarak menjadi biodiesel yang relatif mudah dapat dilakukan dalam usaha skala kecil yang tidak membutuhkan modal yang besar. Sehingga hal ini pun akan membuka lapangan kerja bagi masyarakat Indonesia.

Potensi lain adalah ekspor biodiesel ke berbagai negara maju yang saat ini sedang gencar-gencarnya menekan emisi gas rumah kaca. Negara-negara maju seperti Jerman, Amerika Serikat, dan Brasil saat ini juga sedang mengembangkan penggunaan biodiesel. Jika Indonesia mampu mengembangkan biodiesel dari minyak jarak dengan kualitas yang bagus, pasar internasional terbuka untuk Indonesia.

VII. PROSPEK PENGGNAAAN BIODIESEL DARI TANAMAN JARAK DI INDONESIA

Indonesia merupakan negara yang kaya kan berbagai sumber energi fosil, akan tetapi hal yang tetap harus diingat adalah bahwa penggunaan bahan bakar fosil secara terus menerus dapat mengakibatkan pencemaran dan krisis energi fosil.

Di Indonesia terdapat banyak lahan kritis yang tidak dapat ditanami karena humusnya hilang. Jarak adalah tanaman yang dapat hidup dalam segala kondisi, sehingga tanaman jarak dapat ditanam di lahan-lahan kritis tersebut. Hal ini akan membawa keuntungan baik secara langsung maupun tidak langsung bagi masyarakat Indonesia. Keuntungan yang langsung dapat diperoleh berupa lapangan pekerjaan yang akan memberi keuntungan secara finansial, sedangkan keuntungan tidak langsung yang diperoleh berupa pengurangan polusi udara dan penghijauan kembali lahan-lahan kritis yang dapat mengurangi banjir dan bencana alam lain.

Tanaman jarak jenis penghasil biodiesel ini sebenarnya sudah sangat populer di kalangan masyarakat Indonesia. Di Indonesia tanaman ini dikenal dengan sebutan tanaman jarak pagar. Sehingga pembudidayaan tanaman ini tidak akan menjadi hal yang asing bagi masyarakat Indonesia. Hanya saja untuk hasil yang maksimal, pemerintah perlu mengadakan suatu program penelitian untuk menghasilkan bibit jarak pagar yang berkualitas unggul, sehingga dapat dihasilkan biodiesel yang berkualitas unggul pula.

VIII. KUALITAS BIODIESEL

Standar biodiesel di beberapa negara tidak membedakan bahan dasar yang digunakan namun lebih ditekankan pada kinerja biodisel itu sendiri. Kulaitas biodiesel sebagai produk bahan bakar mesin diesel ditentukan oleh beberapa parameter, antara lain bilangan setana, kekentalan kinematik, massa jenis, dan lain-lain

Tabel Rumusan standar biodiesel Eropa, Amerika, dan Indonesia

IX. PERBANDINGAN KARASTERISTIK BIODIESEL DENGAN PETRODIESEL

Karakteristik boidiesel dibanding solar hampir sama, bahkan beberapa sifat seperti emisi, toksisitas, biodegradibilitasi, lubrikasi pada ,mesin dan dampak terhadap sosial ekonomi lebih baik. Adapun perbandingan biodiesel dan petrodiesel dapat dilihat pada tabel di bawah.

Tabel Perbandingan sifat biodiesel dan petrodiesel

Parameter	Biodiesel	Solar (Petrodiesel)
Komposisi kimia	Metil ester	Hidrokarbon
	Lebih rendah dibanding solar: Particulate-40%;HK-68%;CO-44%;Sox-100%;Nox-90%,PAH-80%	Emisi tinggi untuk CO, total HK, Sox, Nox
Penanganan	Tidak mudah tebakar	Mudah terbakar
Toksisitas	Rendah	Tinggi
Biodegrabilitasio	Mudah terurai	10 kali lebih sulit terirai dibandingkan dengan biodiesel
Lubrikasi pada mesin	Lebih tinggi	Lebih rendah
Torsi mesin	Hampir sama	Hampir sama
Konsumsi bahan bakar	Hampir sama	Hampir sama
Ketersediaan	Terbarukan	Tak terbarukan
Dampak terhadap masyarakat ekonomi lemah	Sangat baik	Kurang baik

X. KESIMPULAN

Biodiesel merupakan sumber energi alternatif pengganti solar. Biodiesel termasuk sumber daya alam terbarui karena berasal dari tumbuh-tumbuhan. Biodiesel memiliki angka setana yang lebih tinggi daripada solar, sehingga penggunaannya lebih efisien.

Biodiesel merupakan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan, karena sisa pembakaran mesin yang menggunakan biodiesel menghasilkan emisi gas buang, asap dan partikel yang lebih rendah daripada solar. Selain itu dengan memproduksi dan menggunakan biodiesel dalam skala besar berarti membuka kemungkinan penanaman kembali lahan-lahan kritis sehingga menambah jumlah sumber pengahasil oksigen dan mengurangi karbondioksida.

Penggunaan biodiesel dari biji tanaman jarak secara tidak langsung akan memberikan dampak ekonomi bagi masyarakat Indonesia. Berupa lapangan kerja baru yang cukup menjanjikan.

Biodiesel dari tanaman jarak sangat cocok untuk diterapkan di Indonesia, karena bahan baku yang dapat disediakan dengan melimpah, dan juga tersedianya lahan-lahan kritis yang dapat menunjang produksinya.

Pemerintah hendaknya mulai merancang UU mengenai penggunaan biodiesel di indonesia, sehingga biodiesel benar-benar dapat diterapkan di Indonesia secara optimal.

Pemerintah hendaknya memberikan penyuluhan dan penerangan pada masyarakat luas mengenai manfaat dan keuntungan yang diperoleh dari biodiesel.

Pemerintah harus menyediakan tempat-tempat penjualan biodiesel, sehingga biodiesel dapat diperoleh dengan mudah oleh konsumen. Selain itu pemerintah juga harus mengatur sistem perdagangan biodiesel di Indonesia.

Pemerintah harus menekan penggunaan bahan bakar minyak oleh masyarakat dengan cara memberlakukan pajak tidak langsung bagi pengguna bahan bakar minyak dan memberi subsidi bagi pengguna bahan bakar alternatif.

DAFTAR PUSTAKA

Suwarno, hendri,dkk.2012.Pemanfaatan Tanaman Jarak Pagar Sebagai Alternatif Bahan Baku Pembuatan Biodiesel dan Pertanaman Campuran (Polyculture) Mengggunakan Metode Tumpangsari (Intercropping). Universitas Pancasila:Jakarta.

http://gbioscience05.wordpress.com/

http://hendrysuwarno.wordpress.com/