PRODUKSI BIODIESEL DARI BIJI MALAPARI (Pongamia pinnata (L ... · ada 10 macam metil ester asam lemak yang menyusun biodiesel yaitu: palmitat, stearat, oleat, ... BAB 2. TINJAUAN

KARYA TULIS

PRODUKSI BIODIESEL DARI BIJI

MALAPARI (Pongamia pinnata (L.) Pierre)

Oleh

Ni Luh Arpiwi, S.Si, M.Sc., Ph.D.

NIDN: 0013087108

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MIPA

UNIVERSITAS UDAYANA

2015

ii

RINGKASAN

Menurunnya pasokan bahan bakar fosil di Indonesia khususnya dan di dunia umumnya

mendorong pencarian sumber – sumber energi alternatif terbarukan, ramah lingkungan dan

berkelanjutan. Salah satu sumber energi terbarukan yang masuk dalam kategori di atas adalah

biodiesel. Pongamia pinnata atau dikenal dengan nama daerah malapari adalah tanaman non-

pangan penghasil minyak yang berpotensi sebagai bahan baku biodiesel karena kandungan

minyaknya tinggi dan mampu tumbuh di lahan kritis.

Ada beberapa kendala yang memerlukan solusi mendesak untuk merealisasikan

produksi biodiesel dari biji Malapari. Pertama, kandungan minyak sangat beragam mulai dari

27 – 40% berat kering. Dalam usaha budidaya diperlukan tanaman dengan kandungan

minyak tinggi sehingga perlu seleksi induk untuk perbanyakan vegetatif guna penyediaan

bibit unggul. Kedua, rendemen minyak sangat tegantung dari pelarut yang digunakan dan

lamanya ekstraksi. Kombinasi kedua faktor tersebut perlu diteliti sehingga ditemukan jenis

pelarut yang efektif dan efisien. Ketiga, pada proses transesterifikasi diperlukan jenis katalis

yang tepat untuk menghasilkan konversi maksimal sehingga perlu penelitian mengenai jenis

katalis.

Sampel buah Malapari diambil dari dua lokasi di Bali yaitu pantai Lovina, Desa

Kalibukbuk, Kecamatan Banjar, Kabupaten Buleleng dan desa Karangsari, Kecamatan Nusa

Penida, Kabupaten Klungkung. Minyak diekstrak dari biji menggunakan tiga macam pelarut,

yaitu: heksan, petroleum eter dan etanol. Lamanya ekstraksi adalah 30, 60, dan 120 menit.

Dalam transesterifikasi digunakan dua macam katalis, yaitu KOH dan abu sekam padi (ASP)

untuk mendapatkan katalis dengan tingkat konversi yang lebih tinggi. Komposisi metil ester

asam lemak penyususn biodiesel dianalisis dengan Gas Chromatography Mass

Spectrophotometry (GC-MS). Karakterisasi biodiesel dilakukan terhadap beberapa parameter

uji, meliputi: masa jenis, viskositas, angka setana, kadar air, angka asam, angka iodium dan

angka penyabunan.

Kombinasi jenis pelarut dengan waktu ekstraksi memberikan pengaruh berbeda nyata

(P<0.05) terhadap rendemen minyak. Kombinasi pelarut heksan dengan waktu ekstraksi

selama 30 menit menghasilkan rendemen minyak tertinggi yaitu sebanyak 31,6% berat kering.

Pohon Malapari dengan kandungan minyak ≥30% dipilih sebagai tetua untuk perbanyakan

generatif di tahun ke dua. Ditemukan sebanyak delapan pohon dengan kandungan minyak

≥30% dan semuanya tumbuh di pantai Lovina. Tidak ada korelasi yang signifikan antara

iii

kandungan minyak dengan dimensi biji. Pada reaksi transesterifikasi untuk pembuatan

biodiesel, katalis KOH memberikan tingkat konversi lebih tinggi dibandingkan dengan katalis

ASP yaitu masing – masing sebesar 90% dan 37%. Analisis dengan GC-MS mengindikasikan

ada 10 macam metil ester asam lemak yang menyusun biodiesel yaitu: palmitat, stearat, oleat,

elaidat, linoleat, linolenat, arakhidat, 11-eikosanoat, behenat dan lignoserat. Kualitas biodiesel

dari minyak Malapari telah memenuhi standar mutu SNI 2006 untuk beberapa parameter uji,

meliputi: masa jenis, viskositas, angka setana, kadar air, angka asam dan angka iodium.

Malapari merupakan sumber bahan baku potensial untuk biodiesel karena kandungan

minyaknya yang tinggi dan kualitas biodiesel yang dihasilkan telah sesuai dengan spesisiksi

SNI 2006 untuk beberapa parameter uji. Pada penelitian ini telah ditemukan delapan pohon

dengan kandungan minyak ≥ 30% yang merupakan pohon unggul untuk dijadikan tetua dalam

perbanyakan vegetatif di tahun kedua. Hal ini sangat penting untuk budidaya Malapari dalam

rangka menunjang industri bahan bakar nabati nasional sehingga dapat mengurangi

ketergantungan akan bahan bakar fosil.

iv

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan

rahmatNya laporan tahunan penelitian hibah bersaing yang berjudul “Produksi Biodiesel dari

Biji Malapari (Pongamia pinnata (L.) Pierre)” dapat diselesaikan dengan baik dan tepat

waktu. Laporan ini tidaklah sempurna, maka dari itu penulis sangat mengharapkan saran,

masukan dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini.

Penulis menghaturkan ucapan terimakasih yang amat mendalam kepada Direktorat

Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi,

Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan yang membiayai penelitian ini. Terimaksih juga

penulis haturkan kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas

Udayana yang memfasilitasi urusan administrasi penelitian ini.

Banyak pihak yang membantu penelitian ini baik melalui bantuan teknis di

laboratorium, di lapangan, konsultasi analisis statistik, dukungan para dosen senior, rekan

sejawat, maupun mahasiswa yang tak dapat disebutkan satu per satu. Ucapan terimakasih

kepada mereka semua, semoga Yang Maha Kuasa memberi rahmatNya.

Semoga laporan ini bermanfaat bagi para pembaca.

Denpasar 14 Desember 2015

Penulis

v

DAFTAR ISI

halaman

HALAMAN SAMPUL i

RINGKASAN ii

PRAKATA iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB 1. PENDAHULUAN 1

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 3

2.1. Deskripsi Malapari 3

2.2. Ekstraksi minyak, jenis pelarut dan waktu ekstraksi 3

2.3. Biodiesel dari Malapari 4

2.4. Katalis 5

BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN 6

BAB 4. METODE PENELITIAN 7

4.1. Survey lapangan 7

4.2. Pengambilan sampel, pengukuran dimensi buah dan biji Malapari 7

4.3. Ekstraksi minyak dan seleksi pohon terbaik 7

4.4. Korelasi ukuran buah, biji dengan kandungan minyak 8

4.5. Produksi biodiesel 8

4.6. Analisis komposisi metil ester asam lemak biodiesel 9

4.7. Karakterisasi biodiesel 9

4.8. Rancangan Percobaan dan Analisis Data 12

BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN 13

5.1. Hasil survey lapangan 13

5.2. Pengambilan sampel, pengukuran dimensi buah dan biji Malapari 14

5.3. Ekstraksi minyak dan seleksi pohon terbaik 17

5.4. Korelasi ukuran buah dan biji dengan kandungan minyak 19

5.5. Produksi biodiesel 20

5.6. Komposisi metil ester asam lemak 20

5.7. Karakteristik biodiesel dari minyak Malapari 22

vi

BAB7. KESIMPULAN DAN SARAN 25

DAFTAR PUSTAKA 26

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Ukuran buah Malapari (panjang, lebar, tebal dan berat) yang

diambil dari pantai Lovina dan Nusa Penida.

15

Tabel 2 Ukuran biji Malapari (panjang, lebar, tebal dan berat) dan

kandungan minyak yang diambil dari pantai Lovina dan Nusa

Penida

16

Tabel 3 Univariate analysis of variance menggunakan tiga macam

pelarut (heksan, petroleum eter dan etanol) dan 3 waktu

ekstraksi (30, 60 dan 120 menit)

17

Tabel 4 Rendemen minyak (%) yang dihasilkan dari penggunaan tiga

pelarut (heksan, petroleum eter, etanol) yang dikombinasikan

dengan waktu ekstraksi (30, 60 dan 120 menit)

18

Tabel 5 a) One sample test kandungan minyak seluruh sampel, b)

independent sample test kandungan minyak pada dua lokasi

19

Tabel 6 Korelasi ukuran buah dan biji dengan kandungan minyak 20

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Morfologi Malapari. a) tanaman berbentuk pohon dengan

ketinggian 8-10 meter. b) Bunga majemuk berbentuk tandan

semu. c) Petala berbentuk vexillum (atas), sepasang alae

(tengah) dan sepasang carina (bawah). d) Buah dan biji.

3

Gambar 2 a) Ekstraksi minyak dengan alat soklet, b) destilasi untuk

memisahkan heksan dari minyak.

8

Gambar 3 Pembuatan biodiesel pada suhu 60oC selama 90 menit 9

Gambar 4 Pohon – pohon Malapari yang tumbuh di pantai Lovina,

Kabupaten Buleleng, Bali

13

viii

Gambar 5 Pohon Malapari yang tumbuh di Nusa Penida, Kabupaten

Klungkung, Bali. a) pohon yang tumbuh di pantai, b) pohon

yang tumbuh di pinggir jalan

13

Gambar 6 a) Buah Malapari masih sangat muda, b) buah sudah mulai

membesar, c) buah sudah dewasa tetapi belum masak

fisiologis

14

Gambar 7 Kromatogram biodiesel hasil analisis dengn GC-MS 21

1

BAB 1. PENDAHULUAN

Produksi minyak dunia mencapai puncaknya pada tahun 2006 yang kemudian terus

mengalami penurunan. Penyusutan persediaan bahan bakar fosil yang diiringi dengan

peningkatan permintaan menyebabkan meningkatnya harga bahan bakar minyak.

Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan emisi gas rumah kaca yang berdampak pada

pemanasan global. Hal ini menyebabkan terdorongnya pencarian sumber – sumber energi

alternatif terbarukan yang ramah lingkungan di seluruh dunia. Biodiesel adalah salah satu

bentuk energi terbarukan yang bisa menggantikan solar baik dalam bentuk murni ataupun

campuran dengan solar. Selain itu biodiesel dapat diuraikan oleh lingkungan dan

menghasilkan lebih sedikit emisi sehingga mengurangi dampak pemanasan global

(International Energy Agency, 2011).

Pongamia pinnata (L.) Pierre sinonim dengan beberapa nama ilmiah, yaitu

Millettia pinnata (L.) Panigrahi, P. pinnata Merr, P. glabra Vent, Millettia novo

guineensis Kane & Hat dan Derris indica (Lam) Bennet (Scott et al., 2008). Spesies

tersebut juga memiliki berbagai nama daerah misalnya : Malapari (Simeuleu), Mabai

(Bangka), Ki Pahang Laut (Jawa Barat), Bangkongan, Kepik (Jawa), Kranji (Madura),

Marauwen (Minahasa), Hate hira (Ternate), Butis, Sikam (Timor) dan Kuanji (Bali)

(Soerawidjaja, 2005) . Malapari adalah tanaman menahun berbentuk pohon dari familia

Leguminosae yang memiliki kemampuan menambat nitrogen dari udara bebas (Arpiwi, et

al., 2013b). Penambatan nitrogen gratis ini mengurangi kebutuhan penambahan pupuk N

dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman tersebut sehingga menghemat biaya.

Secara ekologis M. pinnata mampu hidup pada hampir semua jenis tanah meliputi

tanah berpasir, tanah berbatu dan tanah liat sehingga lebih memudahkan pemanfaatan

lahan kritis tersebut. Malapari juga bisa hidup di lahan bergaram dan tergenang seperti

daerah pantai, tepi sungai dan estuari. Distribusinya mulai dari pantai sampai pada

ketinggian 1200 meter di atas permukaan laut, curah hujan tahunan 500 – 2500 mm,

temperature diatas 0oC sampai 38

oC (Sangwan et al., 2010). Usaha budidaya tanaman ini

tidak akan berkompetisi dengan lahan pertanian yang subur sehingga tidak akan

menganggu produktivitas tanaman pertanian.

Beberapa hasil penelitian di India menunjukkan bahwa kandungan minyak

Malapari sangat beragam antara pohon satu dengan yang lainnya baik dalam lokasi yang

sama maupun dalam lokasi yang berbeda dengan kisaran 10 – 47% berat kering (Divakara

et al., 2010; Kaushik et al.,2007; Mukta et al., 2009). Tingginya keragaman kandungan

minyak tersebut sangat erat kaitannya dengan faktor genetik, lingkungan dan interaksi

2

keduanya. Seleksi tanaman dengan kandungan minyak tinggi merupakan langkah

pemuliaan untuk perbanyakan secara vegetatif dalam upaya penyediaan bibit unggul untuk

usaha budidaya.

Dalam proses ekstraksi minyak dari biji, banyaknya rendemen ditentukan pula oleh

pelarut yang digunakan dan lamanya waktu ekstraksi. Setelah minyak berhasil diekstrak

dilakukan proses transesterifikasi untuk menghasilkan biodiesel. Jenis katalis menentukan

persentase konversi sehingga penelitian mengenai jenis katalis merupakan salah satu

prioritas penting. Komposisi metil ester asam lemak penyusun biodiesel perlu dianalisis

karena hal tersebut mempengaruhi kualitas biodiesel. Selanjutnya karakterisasi biodiesel

perlu dilakukan untuk menguji kualitas biodiesel yang dihasilkan.

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Deskripsi Malapari

Malapari adalah tanaman perdu atau pohon dari familia Leguminosae yang

memiliki percabangan tersebar, tumbuh dengan cepat dengan tinggi tanaman antara 15

sampai 25 meter (Gambar 1a). Batang berwarna abu-abu, melekah tegak lurus samar-

samar, dengan diameter batang bisa mencapai 80 cm (Mardjono, 2008).

Bunganya majemuk berbentuk tandan semu di ketiak daun berwarna putih, merah

muda dan ungu, biseksual, zigomorf (Gambar 1b). Petala berbentuk tidak sama yang

terdiri dari sebuah bendera (vexillum), sepasang sayap (alae) dan sepasang lunas (carina)

yang melindungi putik dan benang sari (Gambar 1c). Buah berbentuk lonjong, menyerong

hingga menjorong, berdinding tebal, di dalamnya terdapat 1-2 biji berwarna coklat

berbentuk elip (Gambar 1d) (Raju and Rao, 2006).

Gambar 1) Morfologi Malapari. a) tanaman berbentuk pohon b) Bunga majemuk

berbentuk tandan semu. c) Petala berbentuk vexillum (atas), sepasang alae (tengah) dan

sepasang carina (bawah). d) Buah dan biji.

2.2. Ekstraksi minyak, jenis pelarut dan waktu ekstraksi

Ektraksi minyak dapat dilakukan dengan beberapa metode, misalnya sokletasi,

perkolasi dingin dan pengepresan mekanik. Diantara ketiga metode ini, sokletasi

merupakan metode yang paling umum dipakai untuk skala laboratorium dengan hasil

terbaik. Sokletasi dilakukan untuk mengestrak komponen tertentu dari material padat

(misalnya biji tumbuhan) dengan menggunakan pelarut. Caranya adalah material yang

akan diekstrak ditampung ke dalam timbel yang terbuat dari kertas saring tebal kemudian

dimasukkan ke dalam ruang soklet. Pada ujung bawah soklet dipasang labu didih yang

4

berisi pelarut dan ujung atasnya disambungkan dengan pipa pendingin (kondenser) yang

berisi air masuk dan keluar. Soklet kemudian dipanaskan dengan mantel pemanas yang

menguapkan pelarut. Uap bergerak ke lengan destilasi yang kemudian tertampung di ruang

soklet yang merendam timbel. Kondenser berfungsi untuk mengembunkan uap pelarut

supaya menetes ke ruang soklet sehingga minyak terekstrak oleh pelarut hangat. Ketika

ruang soklet telah penuh maka pelarut dialirkan ke labu didih melalui lengan sifon

sehingga ruang soklet menjadi kosong (Bobade and Khyade, 2012). Proses ini disebut

sirkulasi dan diperlukan beberapa kali sirkulasi untuk mengekstrak semua minyak dari

bahan.

Ada beberapa jenis pelarut yang digunakan untuk ekstraksi minyak dari biji,

misalnya heksan, petroleum eter, etanol, etil asetat dan isopropanol (Kesari et al., 2010;

Wildan dkk., 2014). Waktu yang digunakan untuk ekstraksi juga beragam, misalnya 8 jam

(Kaushik et al., 2007) dan 1 jam (Sunil et al., 2009). Perbedaan waktu ekstraksi pada

kedua penelitian tersebut disebabkan oleh kondisi yang berbeda misalnya bobot sampel

yang digunakan, volume pelarut dan suhu ekstraksi. Selama ini belum ada penelitian

tentang kombinasi jenis pelarut dengan waktu ekstraksi untuk menghasilkan rendemen

minyak tertinggi.

2.3. Biodiesel dari Malapari

Biodiesel adalah fatty acid methyl ester (FAME) yang diperoleh melalui proses

transesterifikasi trigliserida bersama alkohol dengan bantuan katalis menghasilkan produk

sampingan berupa gliserol (Sharma and Singh, 2008). Biodiesel tidak mengandung

senyawa sulfur sehingga penggunaannya sebagai bahan bakar tidak menimbulkan hujan

asam. Bentuk energi terbarukan yang ramah lingkungan ini juga mudah diuraikan di alam

sehingga tidak mencemari lingkungan. Mesin dengan bahan bakar biodiesel menghasilkan

lebih sedikit emisi hidrokarbon, karbon monoksida dan NOx dibandingkan dengan solar

sehingga mengurangi efek rumah kaca (Agarwal and Rajamanoharan, 2009).

Malapari merupakan sumber bahan baku biodiesel potensial untuk dikembangkan

karena beberapa karakteristik pertumbuhan dan kandungan minyak dalam bijinya. Spesies

tersebut bisa tumbuh hampir di semua jenis habitat termasuk lahan kritis yang tergenang,

bergaram dan kurang subur. Tanaman tersebut juga mampu menambatkan nitrogen dari

udara bebas melaui simbiosis dengan rhizbobia terutama dari genus Bradyrhizobium

(Arpiwi et al. 2013b). Ini sangat menguntungkan secara ekonomis karena menghemat

biaya pupuk. Keuntungan secara ekologis adalah berkurangnya polusi tanah dan polusi air

akibat penggunaan pupuk kimia nitrogen (Andrews et al., Sprent and Sprent 1990).

5

Kemampuannya tumbuh di lahan dengan kandungan garam 200 mM dan di lahan

yang tergenang menyebabkan Malapari cocok digunakan untuk rehabilitasi lahan. Jadi

pengembangannya sebagai bahan baku biodiesel tidak akan berkompetisi dengan tanaman

– tanaman pertanian di lahan subur (Arpiwi et al. 2013a). Hal ini bisa menghindarkan

masalah ketahanan pangan karena pengambilalihan lahan pertanian untuk penanaman

tanaman biodiesel. Lahan kritis bisa dimanfaatkan dan ditingkatkan kesuburannya secara

alami sehingga berubah menjadi lahan produktif. Selain itu Malapari tahan terhadap

kekeringan sehingga tidak banyak memerlukan air untuk irigasi (Gui et al., 2008).

2.4. Katalis

Katalis sangat diperlukan dalam reaksi transesterifikasi karena katalis berfungsi

untuk mempercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi tanpa menggeser letak

keseimbangan reaksi. Katalis tidak terlibat langsung dalam suatu reaksi, sehingga jumlah

katalis yang diperlukan dalam tahap awal reaksi akan sama dengan jumlah katalis pada

akhir reaksi. Tanpa katalis reaksi berjalan sangat lambat karena proses reaksi baru akan

dimulai setelah tercapai pada suhu proses relatif tinggi yaitu 250oC (Kirk and Othmer,

1980).

Ada dua macam katalis, yaitu katalis homogen dan heterogen. Katalis homogen

adalah adalah katalis yang mempunyai fasa sama antara reaktan dan produk. Dalam

transesterifikasi, katalis homogen yang sering digunakan adalah katalis basa (alkali)

seperti kalium hidroksida (KOH) dan natrium hidroksida (NaOH). Keuntungan dari katalis

homogen adalah tidak dibutuhkannya suhu dan tekanan yang tinggi dalam reaksi. Namun,

kelemahan katalis homogen adalah bersifat korosif, berbahaya bagi kesehatan bila terpapar

langsung, sulit dipisahkan dari produk dan tidak dapat diregenerasi (Srivastava and Prasad,

2000).

Katalis heterogen merupakan katalis yang mempunyai fasa yang tidak sama antara

reaktan dan produk. Jenis katalis heterogen yang dapat digunakan pada reaksi

transesterifikasi adalah CaO, MgO, K2O atau K2CO3. Keuntungan menggunakan katalis

ini adalah mempunyai aktivitas yang tinggi, kondisi reaksi yang ringan, masa hidup katalis

yang panjang, biaya katalis ekonomis, tidak korosif, ramah lingkungan, menghasilkan

sedikit masalah pembuangan, tidak mengotori produk, sangat mudah dipisahakan dari

larutan produksi sehingga dapat digunakan kembali (Srivastava and Prasad, 2000).

Abu sekam padi merupakan katalis basa heterogen alami yang berasal dari limbah

penggilingan padi. Jumlah sekam pada sekitar 20-22% dari bobot padi dan sekitar 15%

dari bobot sekam tersebut adalah abu yang dihasilkan setiap sekam padi dibakar (Harsono,

6

2002). Saat ini abu sekam padi belum dimanfaatkan secara optimal padahal

ketersediaannya sangat melimpah. Kandungan bahan – bahan kimia pada abu sekam padi

antara lain SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O dan Na2O (Folleto et al., 2006).

Kandungan situs – situs aktif basa pada abu sekam padi berpotensi digunakan sebagai

katalis.

BAB 3. TUJUAN DAN MANFAAT

3.1. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai pada tahun pertama adalah

1. Menemukan kombinasi jenis pelarut (heksan, petroleum eter, etanol) dan lamanya

ekstraksi (30, 60,120 menit) yang paling efektif dan efisien untuk ekstraksi minyak dari

biji Malapari

2. Seleksi pohon Malapari dari tegakan alami yang menghasilkan minyak terbanyak yang

nantinya dipakai sebagai tetua dalam perbanyakan vegetatif.

3. Menguji dua macam katalis yaitu KOH dan abu sekam padi untuk transesterifikasi

minyak menjadi biodiesel untuk mendapatkan persentase koversi lebih tinggi.

4. Menganalisis komposisi metil ester biodiesel.

5. Karakterisasi biodiesel.

3.2. Manfaat

Manfaat penelitian ini adalah mendukung pengembangan sumber energi terbarukan

khususnya biodiesel dari tanaman non-pangan. Seleksi jenis unggul yang memiliki

kandungan minyak tinggi dari tegakan alami akan mendorong pemuliaan M. pinnata.

Selanjutnya pemuliaan jenis unggul dan budidaya Malapari di sepanjang pantai akan

membantu rehabilitasi pantai dan akan menambah penghasilan masyarakat sekitar pantai

dari produksi biji dan minyak.

7

BAB 4. METODE PENELITIAN

4.1. Survey lapangan

Survey lapangan ke pantai Lovina, Kecamatan Banjar, Kabupaten Buleleng, Bali

dilakukan pada bulan Februari, Maret dan April 2015. Survey lapangan ke Nusa Penida

Kabupaten Klungkung dilakukan pada bulan Maret 2015. Tujuan survey adalah untuk

mengetahui tahap perkembangan buah dan kondisi pohon Malapari

4.2. Pengambilan sampel, pengukuran dimensi buah dan biji Malapari

Buah Malapari yang telah masak panen dipetik dari pohonnya di dua lokasi di Bali

meliputi: pantai Lovina, Desa Kalibukbuk, Kecamatan Banjar, Kabupaten Buleleng dan

Desa Karangsari, Kecamatan Nusa Penida Kabupaten Klungkung, Bali. Tiap - tiap lokasi

diambil dua puluh sampel @ 2 kg kemudian buah dimasukkan dalam kantong plastik dan

diberi label. Pohon yang disampel juga diberi label sehingga dapat diketahui asal pohon

tiap -tiap sampel. Buah dikeringkan di bawah sinar matahari selama satu minggu.

Dimensi buah yang meliputi panjang, lebar, tebal dan berat diukur dengan caliper

dan berat diukur dengan neraca analitik. Buah dikupas untuk mendapatkan biji. Biji

dikeringkan lebih lanjut di dalam dalam oven dengan suhu 60oC selama 4 hari kemudian

ditimbang beberapa kali agar mencapai berat konstan. Dimensi biji juga diukur dengan

cara yang sama seperti pengukuran buah. Jumlah sampel yang diukur adalah 10 untuk tiap

– tiap pohon.

4.3. Ekstraksi minyak dan seleksi pohon terbaik

Biji kering dihaluskan dengan menggunakan blender kemudian diayak supaya

homogen. Sebanyak 10 gram bubuk halus dikemas dalam thimble kemudian diletakkan

dalam alat soxhlet. Ujung alat soklet dihubungkan dengan labu didih yang diisi 170 ml

salah satu pelarut (heksan, petroleum eter atau etanol). Alat soxhlet dihubungkan dengan

pipa kondenser yang dialiri air masuk dan keluar, kemudian dipanaskan dengan mantel

pemanas pada suhu 60oC (Gambar 2a). Lamanya ekstraksi adalah 30, 60 dan 120 menit

masing masing diulang 3 kali. Setelah waktu ekstraksi tercapai diperoleh minyak

bercampur pelarut. Campuran tersebut dipisahkan dengan cara destilasi (Gambar 2b)

sehingga pelarut diperoleh kembali dan bisa digunakan untuk ekstraksi berikutnya.

Banyaknya minyak yang dihasilkan (rendemen) dihitung dalam satuan persen (%) berat

kering.

8

Gambar 2a) Ekstraksi minyak dengan alat soklet, b) destilasi untuk memisahkan heksan

dari minyak.

Seleksi pohon Malapari terbaik dilakukan berdasarkan kandungan minyak serta

ukuran buah dan biji. Tanaman terpilih akan dijadikan tetua untuk perbanyakan vegetatif

di tahun ke dua dalam rangka budidaya Malapari.

4.4. Korelasi ukuran buah, biji dengan kandungan minyak

Ukuran buah dan biji yang meliputi: panjang, lebar, tebal dan berat dikorelasikan

dengan kandungan minyak dengan menggunakan korelasi bivariate.

4.5. Produksi biodiesel

Produksi biodiesel diawali dengan penyiapan katalis abu sekam padi (ASP). Sekam

padi yang diambil dari limbah penggilingan padi di Desa Batubulan, Gianyar dibersihkan

dari tanah, kerikil dan kotoran lainnya, kemudian dicuci dengan air dan dibilas dengan

akuades lalu dikeringkan pada suhu 110 - 120oC dalam oven. Sekam padi bersih dan

kering tersebut dibakar dalam nyala api hingga diperoleh arang sekam yang berwarna

hitam. Arang tersebut diabukan (dikalsinasi) dalam tanur pada suhu 700oC selama 4 jam.

Abu sekam berwarna putih yang diperoleh, selanjutnya digerus dan diayak sehingga

diperoleh abu yang lolos pada ayakan 250 μm.

Biodiesel dibuat dengan reaksi transesterifikasi menggunakan ASP dan KOH

sebagai katalis dengan rasio molar metanol : minyak adalah 6:1 dengan konsentrasi katalis

1% dari berat minyak. Metoksida dibuat dengan mencampurkan KOH dengan metanol,

yang ditampung dalam labu leher dua. Metoksida dalam labu leher dua dipanaskan dengan

hot plate stirrer pada suhu 60oC selama 15 menit. Minyak M. pinnata ditambahkan ke

9

dalam labu sambil terus dipanaskan, diaduk dan di reflux selama 90 menit (gambar 3).

Campuran tersebut dimasukan dalam corong pisah pada suhu kamar dan setelah 8 jam

terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan atas berupa metil ester (biodiesel) dan lapisan bawah

adalah gliserol. Kedua lapisan dipisahkan dan biodiesel yang terbentuk didestilasi pada

suhu 65oC untuk menghilangkan sisa metanol.

Gambar 3. Pembuatan biodiesel pada suhu 60oC selama 90 menit

4.6. Analisis komposisi metil ester asam lemak biodiesel

Komposisi metil ester asam lemak penyusun biodiesel dianalisis dengan

menggunakan Gas Chromatography Mass Spectrophotometry (GC-MS) menurut metode

oleh Mukta et al. (2009). Kolom yang digunakan adalah BPX 70 dengan ukuran panjang

50 m, diameter 0.22 mm dan ketebalan film 0.25 µm. Helium digunakan sebagai gas

pembawa.Temperatur awal oven adalah 200oC selama 15 menit kemudian ditingkatkan

5oC secara bertahap sampai mencapai 220

oC

4.7. Karakterisasi biodiesel

Karakterisasi biodiesel meliputi kadar air, densitas, viskositas, bilangan

penyabunan, bilangan setana dan bilangan iodium. Metode yang digunakan untuk

karakterisasi mengacu pada Aziz dkk., (2012).

Kadar air diuukur dengn cara mengeringkan cawan porselen dalam oven selama 15

menit kemudian dimasukkan ke dalam desikator. Sampel minyak sebanyak 5 gram (W1)

dimasukkan ke dalam cawan porselin tersebut dan ditimbang (W2), kemudian dipanaskan

10

pada suhu 110oC selama 4 jam. Cawan didinginkan dalam desikator dan ditimbang (W3).

Kadar air dihitung dengan rumus:

𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑖𝑟 =𝑊2 − 𝑊3

𝑊1𝑥 100%

Keterangan:

W1 = Berat sampel (g)

𝑊2 = Berat cawan + sampel minyak sebelum dipanaskan (g)

𝑊3 = Berat cawan + sampel minyak setelah dipanaskan (g)

Densitas diukur dengan piknometer dengan prosedur sebagai berikut. Piknometer

dibersihkan dengan HCl kemudian dibilas dengan akuades sebanyak 3 kali. Piknometer

dikeringkan di dalam oven selama 5 menit, dimasukkan ke dalam desikator selama 10

menit, kemudian ditimbang untuk mendapatkan massa konstan (W1). Sampel biodiesel

dimasukkan ke dalam piknometer, bagian luarnya dikeringkan dengan tisu kemudian

ditimbang hingga diperoleh massa konstan (W2). Densitas dihitung dengan rumus:

𝜌 =𝑊2 − 𝑊1

v

𝜌 = Densitas (gram/ml)

W1 = Massa piknometer kosong (g)

W2 = Massa piknometer + sampel (g)

V = Volume piknometer (ml)

Viskositas diukur dengan menggunakan viskometer Ostwald. Sebanyak 5 ml

sampel diambil dengan pipet volume dan dimasukkan ke dalam viskometer Ostwald

kemudian salah satu ujungnya ditiup sampai sampel mencapai tanda batas atas. Waktu

yang diperlukan untuk mencapai batas atas diukur dengan stopwatch. Proses yang sama

dilakukan dengan menggunakan aquades. Viskositas dihitung dengan rumus:

𝜂𝑠 =𝜌𝑠 ∗ 𝑡𝑠

𝑝𝑎 ∗ 𝑡𝑎∗ 𝜂𝑎

𝜂𝑠 = viskositas biodiesel (cSt)

𝜂𝑎 = viskositas aquades (cSt)

𝜌𝑎 = Kerapatan aquades (gram/mL)

𝜌𝑠 = Kerapatan biodiesel (gram/mL

𝑡𝑎 = Waktu aquades untuk melewati tanda batas (detik)

𝑡𝑠 = Waktu biodiesel untuk melewati tanda batas (detik)

11

Prosedur pengukuran bilangan penyabunan (Saponification Value) adalah sebagai

berikut. Minyak sebanyak 2 gram ditimbang dan dimasukkan ke dalam labu didih

kemudian ditambahkan 25 ml potassium hiroksida 0.5 M. Campuran tersebut dipanaskan

dengan waterbath pada titik didih air selama satu jam sambil dikocok secara berkala. Pada

saat campuran masih panas ditambahkan 3 tetes indikator PP, kemudian dititrasi dengan

HCl 0,1 N. Volume HCl yang digunakan untuk titrasi (S) dicatat. Titrasi juga dilakukan

dengan prosedur yang sama tanpa sampel (B). Bilangan penyabunan dihitung dengan

rumus

𝑆𝑉 =56,1 (𝐵 − 𝑆) ∗ 𝑁 𝐻𝐶𝑙

𝐵𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔)

SV = Saponification Value / Angka penyabunan

B = Volume HCl sampel (ml)

S = Volume HCl blangko (ml)

Angka iodium ditentukan dengan cara menimbang 0,25 gram minyak ke dalam

labu didih 250ml, kemudian ditambahkan kloroform 10 ml dan larutan Hanus 30 ml. Labu

ditutup dengan parafilm kemudian dibiarkan pada suhu ruang sambil digoyang selama 30

menit. Ditambahkan 10 ml potassium iodin 15% dan dikocok kemudian ditambahkan 100

ml air destilasi. Campuran dititrasi dengan sodium tiosulfat 0,1 N sampai terbentuk warna

kuning kemudian ditambahkan 2-3 tetes larutan pati sehingga terbentuk warna biru. Titrasi

dilanjutkan sehingga warna biru menghilang. Presedur yang sama dilakukan untuk

blangko. Angka iodium dihitung dengan rumus

𝐼𝑉 =(𝐵 − 𝑆) ∗ 𝑁𝑎2𝑆2𝑂3 ∗ 0,127 𝑔/𝑚𝑒𝑞

𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔)∗ 100

IV = Iodine Value / Angka iodiun

B = Volume Na2S2O3 blangko

S = Volume Na2S2O3 sampel

Angka setana dihitung dengan rumus

CN = 46,3 + (5458/SV – 0,225 * IV)

CN = Cetane Number / Angka setana

SV = Saponification Value / Angka penyabunan

IV = Iodine Value / Angka iodium

12

4.8. Rancangan Percobaan dan Analisis Data

Rancangan percobaan untuk ekstraksi minyak menggunakan Rancangan Acak

Lengkap (RAL) Faktorial, dimana jenis pelarut (heksan, petroleum eter, etanol)

dikombinasikan dengan lamanya ekstraksi (30, 60, 120 menit) dengan 3 kali ulangan. Data

kombinasi pelarut dengan waktu ekstraksi dianalisis dengan general linear model untuk

mengetahui ada tidaknya interaksi. Dimensi buah dan biji dianalisis dengan T-test pada

taraf 5%. Kandungan minyak untuk tiap – tiap pohon sampel dianalisis dengan one

sample T-test sedangkan kandungan minyak di dua populasi yang berbeda dianalisis

dengan independent sample T-test. Analisis data menggunakan software SPSS versi 22.

13

BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Hasil survey lapangan

Pohon – pohon Malapari di pantai Lovina tumbuh di sepanjang pantai berdekatan

dengan art shop (Gambar 4), sedangkan di Nusa Penida tumbuh di sepanjang pantai dan di

pinggir jalan dekat pantai dengan jarak berjauhan satu sama lain (Gambar 5). Pada bulan

Februari 2015 buah mulai terbentuk dengan ukuran kecil dan masih sangat muda (Gambar

6a), pada bulan Maret buah mulai membesar (Gambar 6b) dan pada awal bulan April

sebagian besar buah sudah mencapai ukuran maksimal tetapi masih berwarna hijau

(Gambar 6c) yang menandakan buah belum masak panen.

Gambar 4) Pohon – pohon Malapari yang tumbuh di pantai Lovina, Kabupaten Buleleng,

Bali

Gambar 5) Pohon Malapari yang tumbuh di Nusa Penida, Kabupaten Klungkung, Bali. a)

pohon yang tumbuh di pantai, b) pohon yang tumbuh di pinggir jalan

14

Gambar 6 a) Buah Malapari masih sangat muda, b) buah sudah mulai membesar, c) buah

sudah dewasa tetapi belum masak panen

5.2. Pengambilan sampel, pengukuran dimensi buah dan biji Malapari

Pada awal bulan Mei 2015 buah Malapari mulai masak panen yang ditandai

dengan ukuran buah besar maksimal dan berwarna coklat. Sebanyak 30 sampel (@ 2 kg

terkumpul, yaitu 20 sampel dari pantai Lovina dan 10 sampel dari pantai Nusa Penida.

Jumlah pohon Malapari di Nusa Penida sangat sedikit, letaknya tersebar dan hanya 10

pohon yang berbuah dan jumlah buah dalam satu pohon sangat sedikit.

Berdasarkan hasil uji statistik dengan menggunakan T-test bahwa ukuran buah

yang meliputi panjang, lebar, tebal dan berat berbeda sangat nyata (P<0,01) dari ke 30

sampel. Demikian pula dengan ukuran biji berbeda sangat nyata (P<0,01) pada seluruh

sampel. Ukuran buah disajikan pada tabel 1.

Seperti yang terlihat pada tabel 1, rata – rata panjang buah adalah 48,28 mm, nilai

tertinggi adalah 67.1 mm dan terendah 29,3 mm dan kedua sampel berasal dari pantai

Lovina. Rata – rata lebar buah adalah 14,30 mm, dengan nilai tertinggi 17,2 mm (sampel

dari pantai Lovina) dan terendah 12,2 mm (sampel dari Nusa Penida). Rerata tebal buah

adalah 8.67 mm dengan nilai tertinggi 11,8 mm, terendah 6,0 mm dan keduanya adalah

sampel dari pantai Lovina. Rerata berat buah adalah 2,37 gram, nilai tertinggi 3,68 gram,

terendah 1,83 gram dan kedua sampel berasal dari pantai Lovina.

15

Tabel 1. Ukuran buah Malapari (panjang, lebar, tebal dan berat) yang diambil dari pantai

Lovina dan Nusa Penida

Lokasi Ukuran buah (mm) Berat

Pohon panjang Lebar Tebal buah (g)

Pantai Lovina 1 50.5 13.4 8.4 2.162

Pantai Lovina 2 63.1 16.2 10.2 3.316

Pantai Lovina 3 39.4 15.5 9.6 2.153

Pantai Lovina 4 36.4 14.9 6 2.186

Pantai Lovina 5 37.5 13.9 7.2 1.833

Pantai Lovina 6 42.3 16.9 6.7 2.893

Pantai Lovina 7 29.3 13.2 6.7 1.897

Pantai Lovina 8 63.6 16.3 10.2 3.316

Pantai Lovina 9 41.7 15.2 10 2.153

Pantai Lovina 10 39.3 13.3 7.5 1.833

Pantai Lovina 11 50.9 14 8.9 2.162

Pantai Lovina 12 67.1 15.9 11.1 3.679

Pantai Lovina 13 51.5 13.9 9.1 2.205

Pantai Lovina 14 52.1 14 9.1 2.218

Pantai Lovina 15 63.2 16.3 11.7 3.467

Pantai Lovina 16 42.6 15 8 1.833

Pantai Lovina 17 53.1 13.1 8.4 2.201

Pantai Lovina 18 42.4 12.8 7.4 1.834

Pantai Lovina 19 50.5 13.4 8.4 2.162

Pantai Lovina 20 65.6 17.2 11.8 3.534

Nusa Penida 21 62.1 15.8 11.2 3.462

Nusa Penida 22 50.4 12.3 7.8 2.114

Nusa Penida 23 38.7 14 7.9 2.056

Nusa Penida 24 39 12.7 8.4 1.943

Nusa Penida 25 51.2 12.8 7.8 2.091

Nusa Penida 26 49.6 12.2 8.1 2.06

Nusa Penida 27 38.5 14.3 8.1 1.94

Nusa Penida 28 38.5 14.4 8.7 2.027

Nusa Penida 29 49 12.7 7.2 2.139

Nusa Penida 30 49.2 13.4 8.4 2.162

Rata - rata 48.28 14.30 8.67 2.37 Standar deviasi 9.99 1.43 1.49 0.59

Ukuran biji dan kandungan minyak disajikan pada tabel 2. Ukuran biji sangat

bervariasi diantara ke 30 sampel. Rata – rata panjang biji adalah 17,25 mm, nilai tertinggi

19,6 mm (sampel dari pantai Lovina) dan terendah 12,8 mm (sampel dari Nusa Penida).

Rerata lebar biji adalah 9,30 mm, tertinggi 11,9 mm, terendah 7,4 mm dan kedua sampel

berasal dari pantai Lovina. Rata- rata tebal biji adalah 5,74 mm, tertinggi 6,80 mm,

16

terendah 4,70 mm dan kedua sampel berasal dari pantai Lovina. Rerata berat biji adalah

1,20 gram, tertinggi 1,62 gram, terendah 1,02 gram dan kedua sampel berasal dari pantai

Lovina.

Tabel 2. Ukuran biji Malapari (panjang, lebar, tebal berat) dan kandungan minyak yang

diambil dari pantai Lovina dan Nusa Penida

Lokasi Ukuran biji (mm) Berat Kandungan minyak

Pohon panjang Lebar Tebal buah (g) (%)

Pantai Lovina 1 19.30 9.10 5.70 1.26 31

Pantai Lovina 2 16.30 9.10 5.40 1.13 32

Pantai Lovina 3 15.00 9.70 5.90 1.17 28

Pantai Lovina 4 18.90 10.60 4.70 1.31 29.5

Pantai Lovina 5 16.60 8.20 5.60 1.02 27.5

Pantai Lovina 6 18.90 11.90 5.40 1.62 29

Pantai Lovina 7 18.60 9.30 6.00 1.17 28

Pantai Lovina 8 16.30 9.10 5.40 1.20 30

Pantai Lovina 9 15.00 9.70 5.30 1.23 30

Pantai Lovina 10 16.70 8.80 6.00 1.10 32

Pantai Lovina 11 19.20 9.70 5.70 1.26 28

Pantai Lovina 12 16.70 9.60 5.90 1.27 29

Pantai Lovina 13 18.30 9.50 5.70 1.26 31

Pantai Lovina 14 18.30 9.50 5.70 1.26 30

Pantai Lovina 15 16.30 9.80 6.30 1.38 27

Pantai Lovina 16 16.50 8.60 6.00 1.11 28

Pantai Lovina 17 19.60 9.80 5.70 1.30 29

Pantai Lovina 18 16.60 7.40 5.80 1.08 26

Pantai Lovina 19 19.30 9.10 5.70 1.26 30

Pantai Lovina 20 17.80 10.00 6.80 1.33 29

Nusa Penida 21 15.44 10.20 6.30 1.22 28

Nusa Penida 22 18.10 8.80 4.90 1.13 28

Nusa Penida 23 13.90 9.40 6.00 1.10 27

Nusa Penida 24 18.10 8.60 6.10 1.05 28

Nusa Penida 25 17.90 8.40 5.40 1.14 29

Nusa Penida 26 16.60 9.00 5.40 1.16 27.5

Nusa Penida 27 16.90 9.00 6.70 1.16 28.5

Nusa Penida 28 12.80 9.10 5.60 1.10 29

Nusa Penida 29 18.20 8.90 5.40 1.18 27.8

Nusa Penida 30 19.30 9.10 5.70 1.16 28

Rata - rata 17.25 9.30 5.74 1.20 28.83

Standar deviasi 1.70 0.80 0.45 0.12 1.44

.

Keragaman ukuran buah, biji dan kandungan minyak pada seluruh sampel juga

dilaporkan oleh penelitian di India (Divakara et al., 2010). Di Indonesia data dimensi

17

buah, biji, dan kandungan minyak Malapari tidak ditemukan sehingga tidak bisa dibuat

perbandingan dengan hasil penelitian ini. Keragaman morfologi buah, biji dan kandungan

minyak mengindikasikan keragaman genetik (Divakara et al., 2010). Keragaman genetik

yang tinggi merupakan salah satu persyaratan suatu populasi tanaman yang akan

digunakan dalam program pemuliaan untuk perbaikan jenis (Kesari et al., 2008). Untuk

memastikan keragaman genetik Malapari yang tumbuh di Pantai Lovina dan Nusa Penida

perlu dilakukan penelitian menggunakan marka molekuler.

5.3. Ekstraksi minyak dan seleksi pohon terbaik

Ada 3 jenis pelarut yang diuji untuk ekstraksi minyak, yaitu heksan, petroleum eter

dan etanol yang dikombinasikan dengan waktu ekstraksi (30, 60 dan 120 menit). Hasil uji

statistik dengan menggunakan general linear model menunjukkan adanya interaksi antara

jenis pelarut dengan waktu ekstraksi (P<0,05) seperti yang terlihat pada tabel 3. Rendemen

minyak yang dihasilkan dari penggunaan 3 jenis pelarut yang dikombinasikan dengan 3

waktu ektraksi disajikan pada tabel 4.

Tabel 3. Univariate analysis of variance menggunakan tiga macam pelarut (heksan,

petroleum eter dan etanol) dan 3 waktu ekstraksi (30, 60 dan 120 menit)

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: Y

Source

Type III Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 594.741a 8 74.343 20.482 .000

Intercept 11697.926 1 11697.926 3222.898 .000

Pelarut 299.185 2 149.593 41.214 .000

Waktu 243.852 2 121.926 33.592 .000

Pelarut * Waktu 51.704 4 12.926 3.561 .026

Error 65.333 18 3.630

Total 12358.000 27

Corrected Total 660.074 26

a. R Squared = .901 (Adjusted R Squared = .857)

18

Tabel 4. Rendemen minyak (%) yang dihasilkan dari penggunaan tiga pelarut (heksan,

petroleum eter, etanol) yang dikombinasikan dengan waktu ekstraksi (30, 60 dan 120

menit)

Pelarut Waktu Rendemen

(%) Standar deviasi

(SD) N

Heksan 30 31,6 1,52 3

60 23,0 1,73 3

120 20,7 1,15 3

Petroleum eter 30 23,0 2,64 3

60 21,0 1,73 3

120 17,0 2,00 3

Etanol 30 19,3 1,15 3

60 17,3 3,21 3

120 14.00 0,57 3

Total 30 24,66 5,72 3

60 20,44 3,20 3

120 17,33 3,0 3

Jenis pelarut heksan menghasilkan rendemen tertinggi jika dibandingkan dengan

jenis pelarut yang lain. Rendemen tertinggi sebanyak 31,6 % dihasilkan dari kombinasi

jenis pelarut heksan dengan waktu eskstraksi 30 menit. Peningkatan waktu ekstraki

menjadi 60 menit dengan pelarut yang sama menurunkan rendemen menjadi 23,0%.

Demikian pula dengan peningkatan waktu menjadi 120 menit menurunkan rendemen

menjadi 20,7%.

Penggunaan petroleum eter sebagai pelarut dalam ekstraksi minyak yang

dikombinasi dengan waktu ekstraksi selama 30 menit menghasilkan rendemen sebanyak

23,0%. Rendemen semakin menurun dengan peningkatan waktu eksraksi, dimana 60 menit

menghasilkan rendemen 21% dan 120 menit menghasilkan rendemen 17%.

Etanol adalah jenis pelarut yang menghasilkan rendemen terendah. Kombinasi

pelarut ini dengan waktu ekstraksi 30 menit menghasilkan rendemen 19,3%, 60 menit

menghasilkan 17,3% dan 120 menit menghasilkan 17,33%.

Kandungan minyak (tabel 5a) berbeda sangat nyata (P<0.01) antar pohon satu

dengan pohon lainnya. Kandungan minyak pada dua lokasi yang berbeda (Tabel 5b) juga

berbeda nyata (P<0,05). Rata – rata kandungan minyak seluruh sampel (tabel 2) adalah

28.83% dengan kandungan kandungan tertinggi sebesar 32% dan terendah 26% yang

keduanya berasal dari pantai Lovina. Terdapat delapan pohon dengan kandungan minyak

≥ 30% di pantai Lovina yang dipilih sebagai tetua untuk perbanyakan vegetatif di tahun

kedua. Pohon – pohon tersebut yaitu pohon nomor 1, 2, 8, 9, 10, 13, 14 dan 19. Jika

19

dibandingkan kedua lokasi, maka kandungan minyak sampel dari pantai Lovina lebih

tinggi dari pada Nusa Penida.

Penggunaan heksan, petroleum eter dan etanol didasarkan pada perbedaan polaritas

ketiga pelarut tersebut. Kesesuain polaritas antara pelarut dan bahan yang dilarutkan

mempengaruhi kemampuan pelarut dalam menarik bahan yang dilarutkan. Heksan adalah

pelarut non-polar dan minyak adalah bahan non-polar juga sehingga penggunaan heksan

menghasilkan rendemen tertinggi dibandingkan dengan kedua pelarut lain. Hal yang sama

juga dilaporkan oleh Wildan dkk (2014) yang mengesktrak minyak dari limbah padat biji

karet menggunakan tiga macam pelarut, yaitu heksan, etil asetat dan etanol, dimana heksan

menghasilkan rendemen terbanyak.

Tabel 5a) One sample T-test kandungan minyak seluruh sampel, b) independent sample T-

test kandungan minyak pada dua lokasi

5.4. Korelasi ukuran buah dan biji dengan kandungan minyak

Ukuran buah dan biji yang meliputi panjang, lebar, tebal dan berat tidak memiliki

korelasi yang signifikan dengan kandungan minyak (Tabel 6). Ada beberapa parameter

buah yang berkorelasi positif satu sama lain, yaitu panjang buah dengan lebar buah,

panjang buah dengan berat buah, lebar buah dengan tebal buah, panjang buah dengan berat

buah, tebal buah dengan berat buah. Parameter biji yang berkorelasi positif satu sama lain

adalah lebar biji dengan berat biji. Beberapa parameter buah juga ada yang berkorelasi

positif dengan biji, diantaranya: lebar buah dengan lebar biji, lebar buah dengan berat biji,

tebal buah dengan tebal biji, berat buah dengan lebar biji.

20

Tabel 6. Korelasi ukuran buah dan biji dengan kandungan minyak

Pbu Lbu Tbu Bbu Pbi Lbi Tbi Bbi Kand. minyak

Pbu 1

Lbu 0,35 1

Tbu 0,83** 0,46* 1

Bbu 0,78** 0,58** 0,73** 1

Pbi -0,01 -0,33 -0,33 -0,11 1

Lbi 0,18 0,40* 0,15 0,43* 0,30 1

Tbi 0,32 -0,08 0,46** 0,34 -0,11 -0,09 1

Bbi 0,10 0,62** 0,11 0,30 0,11 0,40* -0,12 1

Kand. minyak 0,45 0,13 -0,01 0,02 0,08 0,06 -0,26 0,09 1

Keterangan

Pbu = panjang buah Tbu = tebal buah Pbi = panjang biji Tbi = tebal biji Lbu = lebar buah Bbu = berat buah Lbi = lebar biji Bbi = berat biji *Korelasi signifikan pada taraf 5% **Korelasi signifikan pada taraf 1%

5.5. Produksi biodiesel

Produksi biodiesel menggunakan reaksi transesterifikasi untuk mengkonversi

minyak menjadi fatty acid metil ester (FAME) menggunakan dua macam katalis, yaitu

ASP dan KOH. Hasil uji statistik menunjukkan bahwa penggunaan kedua katalis tersebut

menghasilkan persentase konversi yang berbeda nyata (P<0,05). Katalis ASP

menghasilkan konversi 37% sedangkan katalis KOH 90%. Rendahnya konversi minyak

menjadi biodiesel oleh katalis ASP mungkin karena sifat fisikokimia situs aktif basa pada

katalis tersebut tidak cukup kuat untuk memacu transeterifikasi. Hal ini masih memerlukan

pembuktian melalui penelitian lebih lanjut tentang sifat – sifat fisikokimia ASP, misalnya:

porositas, konsentrasi situs aktif, luas permukaan dan kebasaan permukaan.

5.6. Komposisi metil ester asam lemak

Hasil analisis GC-MS menunjukkan bahwa biodiesel dari minyak Malapari terdiri

dari 10 jenis senyawa berupa metil ester asam lemak yang ditunjukkan oleh puncak –

puncak spektra pada kromatogram dengan waktu retensi yang berbeda – beda (Gambar 7).

21

Gambar 7. Kromatogram biodiesel hasil analisis GC-MS

Komposisi metil ester asam lemak penyusun biodiesel yang dihitung berdasarkan

persen area disajikan pada tabel 7. Komponen utama biodiesel dari minyak Malapari

adalah metil ester oleat (55,10%), diikuti oleh metil ester linoleat (14.48%) metil ester

palmitat (9,44%), metil ester strearat (6,86%) dan metil ester lainnya masing masing

dibawah 5%. Menurut Pinzi et al. (2009) kandungan metil ester oleat yang tingi pada

biodiesel mengindikasikan kualitas yang baik. Penelitian di India oleh Bala et al. (2011)

juga melaporkan 10 macam asam lemak pada minyak Malapari dimana asam oleat

merupakan asam lemak terbanyak (52%) penyusun minyak tersebut. Keunggulan metil

ester oleat sebagai komponen utama biodiesel adalah tahan terhadap oksidasi dan

wujudnya cair pada suhu rendah sehingga bisa digunakan di negara – negara yang

mengalami musim dingin (Knothe, 2005; Moser, 2009).

Tabel 7. Komposisi metil ester asam lemak biodiesel dari minyak Malapari

Puncak Senyawa Waktu retensi Luas area % area

1 Metil ester palmitat 7.387 10717.7 9.44

2 Metil ester strearat 9.807 7784.4 6.86

3 Metil ester oleat 10.596 62553.4 55.10

4 Metil ester elaidat 10.681 963.1 0.85

5 Metil ester linoleat 11.817 16443 14.48

6 Metil ester linolenat 13.613 3645.6 3.21

7 Metil ester arakhidat 13.941 1930.9 1.70

8 Metil ester 11-eicosanoat 15.106 1592.5 1.40

9 Metil ester behenat 19.446 5525.3 4.87

10 Metil ester lignoserat 25.45 2363.6 2.08

22

5.7. Karakteristik biodiesel dari minyak Malapari

Biodiesel yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki karakteristik yang disajikan

pada tabel 8. Semua parameter uji yang meliputi : masa jenis, viskositas, angka setana,

kadar air, angka asam dan angka iodium memenuhi standar mutu biodiesel SNI 2006. Di

negara – negara lain juga dilaporkan bahwa kualitas biodiesel dari minyak M. pinnata

memenuhi standar mutu biodiesel ASTM (American Standard Testing Materials),

misalnya di India (Mukta et al., 2009; Karmee and Chadha 2005) dan di Pakistan (Ahmad

et al., 2009). Hasil – hasil penelitian tersebut membuktikan bahwa kualitas biodiesel dari

minyak Malapari telah memenuhi standar mutu.

Tabel 8. Karakteristik biodiesel dari minyak Malapari dan biodiesel menurut SNI 2006

No Parameter uji Satuan Metil ester M. pinnata

SNI-2006

1 Massa jenis kg/m3 879 850 - 890

2 Viskositas mm2/s (cSt) 3,9 2,3 - 6,0

3 Angka setana

64,4 minimal 51

4 Kadar air %-volume 0,01 maksimal 0,05

5 Angka asam mg-KOH/g 0,05 maksimal 0,6

6 Angka iodium %-massa (g-I2/100g) 38,1 maksimal 115

Masa jenis menggambarkan adanya zat – zat pengotor pada biodiesel, misalnya

sisa katalis dan metnol, gliserol, sabun, air dan asam – asam lemak yang tidak terkonversi

menjadi metil ester (Setiawati dkk., 2012). Pada penelitian ini didapatkan nilai masa jenis

sebesar 879 kg/m3 sedangkan nilai yang disyaratkan pada SNI 2006 adalah 550-890 kg/m

3

mengindikasikan bahwa masa jenis biodiesel dari minyak Malapari telah memenuhi

standar.

Viskositas mengindikasikan kecepatan alir bahan bakar melalui injektor yang

mempengaruhi derajat atomisasi bahan bakar dalam ruang bakar. Semakin tinggi

viskositas atau semakin kental bahan bakar maka akan menyulitkan aliran, pemompaan

dan penyalaan. Sebaliknya semakin rendah viskositas menimbulkan kebocoran (Canaki

2007). Pada penelitian ini diperoleh viskositas sebesar 3,9 mm2/s dan nilai ini sudah

berada pada kirasaran SNI yaitu 2,3 - 6,0 mm2/s.

Angka setana/Cetane Number (CN) mengindikasikan kualitas penyalaan bahan

bakar untuk menyala secara spontan di ruang bakar. Semakin tinggi CN semakin pendek

waktu penundaan antra injeksi bahan bakar dengan penyalaan dan kualitas penyalaan

semakin baik (Moser 2009). Pada penelitian ini didapatkan CN sebesar 64,4 dan batas

23

minimal CN menurut SNI 2006 adalah 51, jadi biodiesel dari minyak M. pinnata memiliki

kualitas penyalaan yang baik.

Kadar air maksimal dalam biodiesel menurut SNI 2006 adalah 0,05% dan biodiesel

dari minyak Malapari dalam penelitian mengandung air sebesar 0,01% yang artinya telah

memenuhi standar. Menurut Setiawati dkk (2012) kadar air yang tinggi pada biodiesel

dapat menyebabkan korosi jika bereaksi dengan sulfur, dapat menurunkan panas

pembakaran dan menimbulkan busa.

Angka asam mengindikasikan banyaknya asam lemak bebas yang ada pada

biodiesel. Biodiesel dengan angka asam tinggi bersifat korosif dan dpat menimbulkan

jelaga atau kerak pada injektor mesin diesel. Pada penelitian ini didapatkan angka asam

sebesar 0,05 mg KOH/g sedangkan batas maksimum menurut SNI 2006 0,6 mg KOH/g

yang artinya telah sesuai persyaratan mutu.

Angka iodium menunjukkan banyaknya ikatan rangkap dua pada asam lemak

penyusun biodiesel. Adanya asam lemak tidak jenuh pada biodiesel meningkatkan

performan mesin pada suhu rendah (Pinzi el al., 2009). Pada penelitian ini diperoleh angka

iodium sebesar 38,1% yang telah memenuhi persyaratan SNI 2006 yaitu maksimum 115%.

BAB 7. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Jenis pelarut heksan yang dikombinasikan dengan waktu ekstraksi 30 menit adalah

kombinasi yang paling efektif dan efisien untuk ekstraksi minyak dari biji

Malapari.

2. Terdapat 8 pohon Malapari di Pantai Lovina dengan kandungan minyak ≥ 30%

dipilih sebagai tetua untuk perbanyak vegetatif.

3. Katalis KOH menghasilkan konversi minyak menjadi biodiesel sebanyak 90% dan

nilai ini lebih tinggi dari pada katalis abu sekam padi sebanyak 37%.

4. Komposisi asam lemak biodiesel dari minyak Malapari terdiri dari metil palmitat,

stearat, oleat, linoleat, linolenat, arakhidat, 11-eikosanoat, behenat dan lignoserat

5. Karakteristik biodiesel dari minyak Malapari telah memenuhi SNI 2006 untuk

parameter uji berikut : masa jenis, viskositas, angka setana, kadar air, angka asam

dan angka iodium.

24

Saran

Malapari memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai bahan baku biodiesel

karena kandungan minyaknya yang mencapai 32% dari tegakan alami di Pantai Lovina.

Karakteristik biodiesel yang dihasilkan sesuai dengan SNI 2006 yang mengindikasikan

mutu biodiesel yang baik. Perlu dilakukan perbanyakan Malapari dari tetua yang

menghasilkan minyak tertinggi dalam rangka menunjang program budidaya spesies

tersebut. Penelitian tentang karakterisasi sifat fisikokimia katalis abu sekam padi juga

perlu dilakukan untuk mengoptimalkan persentase konversi dan meningkatkan nilai

ekonomi limbah sekam padi.

DAFTAR PUSTAKA

Agarwal, A.K., K. Rajamanoharan. 2009. Experimental Investigations of Performance and

Emissions of Karanja Oil and Its Blends in a Single Cylinder Agricultural Diesel

Engine. Applied Energy 86: 106-112

Andrews M., P.J. Lea, J.A., Raven, R.A. Azevedo. 2009. Nitrogen Use Efficiency. 3.

Nitrogen fixation: genes and cost. Annal Applied Biology 155: 1-13

Arpiwi, N.L., G. Yan, E.L. Barbour, J.A. Plummer. 2013a. Genetic Diversity, Seed Traits

and Salinity Tolerance of Millettia pinnata (L.) Panigrahi, a Biodiesel Tree.

Genetic Resources & Crop Evolution 60:677–692

Arpiwi, N.L., G. Yan, E.L. Barbour, J.A. Plummer, E. Watkin. 2013b. Phenotypic and

Genotypic Characterisation of Root Nodule Bacteria Nodulating Millettia pinnata

(L.) Panigrahi, a Biodiesel Tree. Plant & Soil 367: 363-377

Aziz, I., S. Nurbayti, A.R. Hakim. 2012. Uji Karakteristik Biodiesel yang dihasilkan dari

Minyak Goreng Bekas Menggunakan Katalis Zeolit Alam (H-Zeolit) dan KOH.

Valensi 2: 541-547

Bobade, S.N., V.B. Khyade. 2012. Detail Study on the Properties of Pongamia pinnata

(Karanja) for the Production of Biodiesel. Research Journal of Chemical Sciences

2: 16-20

Divakara, B.N., A.S. Alur, S. Tripati. 2010 Genetic Variability and Relationship of Pod

and Seed Traits in Pongamia pinnata (L.) Pierre., a Potential Agroforestry Tree.

International Journal of Plant Production 4: 129-141

Folleto, E.L., G. Ederson, H.O. Leonardo, J. Sergio. 2006 Conversion of Rice Hull Ash

Into Sodium Silicate. Material Research 9: 335-338

Gui, M.M., K.Y. Lee, S. Bhatia. 2008. Feasibility of Edible Oil vs. Non-Edible Oil vs.

Waste Edible Oil as Biodiesel Feedstock. Energy 33: 1646-1653

25

Harsono, H. 2002. Pembuatan Silika Amorf Dari Limbah Sekam Padi. Jurnal Ilmu Dasar

3: 98-103

International Energy Agency. 2011. Renewable energy policy considerations for deploying

renewables. OECD/IEA, Paris

Kaushik, N., S. Kumar, K. Kumar, R.S. Beniwal, N. Kaushik, S. Roy. 2007 Genetic

Variability and Association Studies in Pod and Seed Traits of Pongamia pinnata

(L.) Pierre in Harayana, India. Genetenic Resources & Crop Evolution 54: 1827-

1832

Kesari, V., A. Krishnamachari, L. Rangan. 2008. Systematic Characterization and Seed

Oil Analysis in Candidate Plus Tree of Biodiesel Plant, Pongamia pinnata. Annal

Applied Biology 152: 397-404

Kesari, V., A. Das, L. Rangan. 2010. Physico-Chemical Characterization and

Antimicrobial Activity from Seed Oil of Pongamia pinnata, a Potential Biofuel

Crop. Biomass And Bioenergy 34: 108-115

Kirk, R.E., D.F. Othmer. 1980. Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd ed., vol. 9,

John Wiley and Sons, New York.

Knothe, G. 2005. Dependence of Biodiesel Fuel Properties on the Structure of Fatty Acid

Alkyl Esters. Fuel Process Technology 86:1059-1070

Mardjono, R. 2008. Mengenal Ki Pahang (Pongamia pinnata) Sebagai Bahan Bakar

Alternatif Masa Depan. Warta Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri

14: 1-3

Moser, B.R. 2009. Biodiesel Production, Properties, and Feedstocks. In Vitro Cell Dev

Biol Plant 45: 229-266

Mukta N., I.Y.L.N., Murthy, P. Sripal. 2009. Variability Assessment in Pongamia pinnata

(L.) Pierre germplasm for Biodiesel Traits. Industrial Crops & Products 29: 536-

540

Pinzi, S., I.L. Garcia, F.J. Lopez-Gimenez, M.D.L. de Castro, G. Dorado, M.P. Dorado.

2009. The Ideal Vegetable Oil-Based Biodiesel Composition: a Review of Social,

Economical and Technical Implications. Energ Fuel 23: 2325-2341

Raju, A.J.S., S.P. Rao. 2006. Explosive Pollen Release and Pollination as a Function of

Nectar Feeding Activity of Certain Bees in a Biodiesel Plant, Pongamia pinnata

(L.) Pierre (Fabaceae). Current Science 90: 960-967

Sangwan, S., Rao. DV, Sharma, R.A. 2010. A Review on Pongamia pinnata (L.) Pierre a

great versatile leguminous plant. Nature and Science 8: 130-139

Scott, P.T., L. Pregelj, N. Chen, J.S. Hadler, M.A. Djordjevic, P.M. Gresshoff. 2008.

Pongamia pinnata: an Untapped Resource for the Biofuels Industry of the Future.

Bioenergy Research 1:2-11

26

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

Bekas dengan Teknik Mikrofiltrasi dan Transeterifikasi sebagai Alternatif Bahan

Bakar Mesin Diesel. Jurnal Riset Industri 6: 177-127

Sharma,Y.C., B. Singh. 2008. Development of Biodiesel from Karanja, a Tree Found in

Rural India. Fuel 87: 1740-1742

Soerawidjaja. 2005. “Membangun Industri Biodiesel Di Indonesia”. Forum Biodiesel

Indonesia Sharma, Y.C., B. Singh. 2008. Development of Biodiesel from Karanja,

a Tree Found in Rural India. Fuel 87: 1740-1742

Sprent, J.L., P. Sprent. 1990. Nitrogen Fixing Organism. Pure and Applied Aspects.

Chapman & Hall, London, United Kingdom

Srivastava, A., R. Prasad. 2000. Triglycerides-Based Diesel Fuels. Renewable &

Sustainable Energy Revew 4: 111-133

Sunil, N., V. Kumar, N. Sivaraj, C. Lavanya, R.B.N. Prasad, B.V.S.K. Rao, K.S.

Varaprasad. 2009. Variability and Divergence in Pongamia pinnata (L.) Pierre

Germplasm – a Candidate Tree for Biodiesel. GCB Bioenergy 1: 382-391

Wildan, A., I. Hartati, Widayat. 2014. Proses Ekstraksi Minyak dari Limbah Padat Biji

Karet Berbantu Gelombang Mikro. Momentum 10: 1-5