## Pengujian Viskositas Minyak Limbah Biji Jambu Mente Hasil Pirolisis
Inong Oskar a, *, Andi Erwin Eka Putra b a Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Makassar Jl.Tanjung Alang no 23, Kota Makassar
b Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Jl. Malino, Borongloe, Bontomarannu, Kabupaten Gowa.
*E-mail: inongoskar18@gmail.com

## Abstract
Renewable energy resources in Indonesia are very potential, where one of them is biomass potential. Based  on  the  2017 Indonesian  Energy  BPPT-Outlook data,  the  biomass  energy  resource  potential  is 32,654 Mwe. On the other hand, Indonesia is very rich in natural resources, one of which is cashew (Anacardium  Occidentale),  which  cashew  nut  shells  produce  waste  and  have  not  been  utilized optimally  as  a  product  that  has  economic  value.  Pyrolysis  is  a  thermochemical  decomposition  of organic matter through a process of heating without or little oxygen or other chemical reagents, while viscosity is a measure to express the thickness of a solution or fluid. The purpose of this study was to determine the temperature and amount of production of oil, tar and viscosity values  (from oil and tar) found in cashew nut shell waste using pyrolysis technology, the increase in temperature was measured by  thermocouples,  and  the  number  of  products  produced  was  measured  by  scales  digital  while  the value  of  the  viscosity  is  measured  by  an  Otswald  viscometer.  The  method  used  is  the  experimental method.  Cashew  nut  shell  waste  is  heated  to  a  temperature  where  oil  and  tar  begin  to  come  out  or produce.  The  results  showed  that  the  oil  production  temperature  from  cashew  nut  shell  waste  starts from 218-245.5 oC while the level starts from 245.5-347 0 C, with 85 % oil production and 15 % tar, the viscosity value for oil is 0.9528 cP while the tar viscosity value is not detected because the sample was sticky on the viscometer wall.
Keywords: Waste; cashew; pyrolysis; viscosity

## Abstrak
Sumber  daya  energi  terbarukan  di  Indonesia  sangat  berpotensi,  dimana  salah  satunya  adalah  potensi biomassa. Berdasarkan data BPPT-Outlook Energi Indonesia tahun 2017,  potensi  sumber daya energi biomassa  sebesar  32.654  Mwe.  Di  sisi  lain, Negara  Indonesia  sangat  kaya  sumber  daya  alam,  salah satunya  adalah  jambu  mete  (Anacardium  Occidentale),  yang  kulit  biji  (cangkang)  jambu  mente  ini menghasilkan limbah dan belum dimanfaatkan secara maksima sebagai produk yang mempunyai nilai ekonomis.  Pirolisis  merupakan  dekomposisi  termokimia  bahan  organic  melalui  proses  pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau pereaksi kimia lainnya, sedangkan viskositas  merupakan ukuran untuk menyatakan  kekentalan  suatu  larutan  atau  fluida.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui temperatur  dan  jumlah  produksi  dari  minyak,  tar  dan  nilai  viskositas  (dari  minyak  dan  tar)    yang terdapat  pada  limbah  kulit  biji  jambu  mente  dengan  menggunakan  teknologi  pirolisis,  kenaikan temperature diukur dengan termokopel, dan jumlah produk yang dihasilkan diukur dengan timbangan digital  sedangkan  nilai  viskositasnya  diukur  dengan  viskometer  Otswald.  Metode  yang  digunakan adalah metode eksperimen. Limbah kulit biji jambu mente dipanaskan sampai pada temperatur dimana minyak  dan  tar  mulai  keluar  atau  berproduksi.  Hasil  penelitian  diperoleh  bahwa  temperatur  produksi minyak dari limbah kulit biji jambu mente mulai dari 218-245.5 0 C sedangkan tarnya mulai dari 245.5- 347 0 C, dengan jumlah produksi minyak 85 % dan tar 15 %, nilai viskositas untuk minyak 0.9528 cP sedangkan nilai viskositas tar tidak terdeteksi karena sampel melengket di dinding viscometer.
Kata kunci: Limbah; jambu mente; pirolisis; viskositas

## 1. Pendahuluan
Sumber  daya  energi  terbarukan  di  Indonesia  sangat  berpotensi,  dimana  salah  satunya  adalah  potensi  biomassa. Berdasarkan  data  BPPT-Outlook  Energi  Indonesia  tahun  2017  [1],  potensi    sumber  daya  energi  biomassa  sebesar 32.654  Mwe.  Biomassa  adalah  salah  satu  sumber  energi  terbarukan  yang  potensial  dan  konversi  bahan  tanaman menjadi bentuk energi  yang cocok, biasanya listrik atau sebagai bahan bakar untuk  mesin pembakaran dalam [2]. Di sisi  lain, Negara  Indonesia  sangat  kaya  sumber  daya  alam,  salah  satunya  adalah  jambu  mente  (Anacardium
Occidentale).  Dikenal  juga  dengan  berbagai  nama  seperti jambu  mèdè (Sunda); jambu  mété atau jambu  ménté (Jawa) atau  jambu  monyet.  Kulit  mete  mengandung  minyak  laka  atau  Cashew  Nut  Shell  Liquid  (CNSL),  yang  tidak  dapat digunakan sebagai bahan pangan tetapi digunakan untuk berbagai macam keperluan industri [3]. Ekstraksi CNSL dari kulit  biji  jambu  mete  dilakukan  dengan  beberapa  metode  yakni  :  penyangraian,  penggorengan,  pengempaan  dan ekstraksi dengan pelarut kimia [4] . Beberapa daerah di Indonesia masyarakatnya menggunakan  arang kulit biji jambu mete  untuk  memanaskan  kacang  mete  pada  saat  pengupasan  kulit  ari.  Pemanfaatan  limbah  kulit  biji  mete  sebagai energi alternatif belum maksimal. Produksi mete gelondongan dalam skala nasional berada di kisaran 156.000 ton per tahun, jumlah ini tidak mengalami peningkatan berarti selama 10 tahun terakhir. Penghasil mete utama adalah Sulawesi Tenggara (24,85 % produksi nasional), Sulawesi Selatan, Sulawesi Tengah (17,89 %), NTT, NTB, Bali (37,95 %) serta Jawa- Madura (23,80 %). Biji kacang mete umumnya memiliki berat rata-rata 5-6 gr, panjang 2,5-3,5 cm, lebar 2 cm, dan tebal 1,0-1,5 cm. Berat kulit biji jambu mete rata-rata 70%  dan isi dagingnya (kernel) sebesar 30 % [5] . Karena biji jambu mete terdiri atas kulit biji jambu mete 70 % dari berat total biji jambu mete dan kernel 30 % dari berat total biji jambu mete, kulit biji mete mengandung 32 %- 37 % cashew nut shell liquid (CNSL) atau minyak laka, maka dari produksi biji jambu mete ini diperoleh limbah kulit biji jambu mete sekitar 109.000 ton per tahun sehingga potensi ini cukup besar untuk dijadikan bahan bakar biomassa sebagai bahan bakar alternatif. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa nilai viskositas limbah kulit biji jambu mente sebesar 543.33 cP [6] . Adapun manfaat minyak laka (CNSL) di bidang  industri  antara  lain  sebagai  bahan  baku  oli  rem  mobil  dan  pesawat  terbang,  Perekat  kayu  pada  industri  kayu lapis nasional. Pemanfaatan minyak kulit mete atau CNSL sebagai perekat kayu lebih memberikan jaminan keamanan karena tidak menimbulkan penyakit kulit dan infeksi saluran nafas sebagaimana dampak negatif yang bisa ditimbulkan oleh fenol formaldehide, bahan pestisida nabati [3].
Cashew Nut  Shell  Liquid (CNSL),  yang  sangat penting bagi industri diperoleh dari biji pericarp (cangkang) [7]. Kulit dari pengolahan  kacang  mete mengandung  energi yang  tinggi  dan  berpotensi menggantikan kayu bakar untuk aplikasi  termal  di  pabrik.  Namun,  pembakaran    langsung  cangkang    kacang    mete  itu  merepotkan  karena  efisiensi rendah  dan  emisi  asap  yang  tinggi  [8].  Sehingga  untuk  mendapatkan  produk  baru  misalnya  gas,  minyak,  tar  ataupun arang dari limbah kulit biji jambu mente ini memerlukan teknologi gasifikasi atau pirolisis [9]. Beberapa keunggulan dari  teknologi  gasifikasi  yaitu:  Mampu  menghasilkan  produk  gas  yang  konsisten  yang  dapat  digunakan sebagai pembangkit  listrik;  mampu  memproses  beragam  input  bahan  bakar  termasuk batu  bara, minyak  mentah berat ( heavy  crude  oil ), biomassa,  berbagai  macam sampah  kota ( municipal  waste ),  dan  lain  sebagainya;  mampu mengubah sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi; mampu mengurangi jumlah sampah padat dan; gas yang dihasilkan tidak mengandung furan dan dioksin yang berbahaya. Sampai saat ini di Indonesia kulit biji  jambu  mete  belum  dimanfaatkan  secara  maksimal,  sebagian  besar  masih  merupakan  limbah,  sehingga  produksi CNSL di Indonesia  masih sangat rendah. Padahal potensi produksi CNSL di Indonesia sebenarnya cukup besar, oleh karena  itu  mengingat  berbagai  manfaat  CNSL  dan  turunannya  pada  berbagai  industri,  serta  keunggulannya  dalam susunan struktur molekul maupun keunggulan sebagai bahan terbarukan yang ramah lingkungan, maka sudah saatnya potensi CNSL yang terkandung dalam kulit biji jambu mete tersebut di daya gunakan dan dikembangkan dengan baik [4].  Meskipun  produksi  gas  sintetik  pada  awalnya  memanfaatkan  teknologi  pirolisis  [10],  tapi  saat  ini  pirolisis  lebih banyak  diaplikasikan  untuk  memproduksi  bio-oil  dari  bahan  baku  biomassa.  Metode  yang  dipakai  adalah  flash pyrolisis, dimana biomassa dipanaskan secara cepat tanpa oksigen pada temperatur tinggi antara 450 0 C-600 0 C, dengan waktu  tinggal  gas  (residence  time)  yang  pendek  yaitu  kurang  dari  1  detik. Pirolisis [11]  merupakan dekomposisi termokimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau pereaksi kimia lainnya, Pirolisis biasanya merupakan reaksi kimia pertama yang terjadi dalam terbakarnya banyak bahan bakar organik padat, seperti kayu, kain, dan kertas, dan juga beberapa jenis plastik. Dalam api pembakaran kayu, api terlihat bukan karena pembakaran kayu itu sendiri, melainkan dari gas yang dilepaskan dari proses pirolisis tersebut.
Viskositas  merupakan  ukuran  untuk  menyatakan  kekentalan  suatu  larutan  atau  fluida.  Viskositas  juga  dapat diartikan sebagai ketahanan aliran fluida yang disebabkan adanya gaya gesek antara molekul-molekul cairan satu sama lain. Viskositas dapat diukur  dengan cara  mengukur laju aliran suatu  fluida  yang  melewati tabung berbentuk  silinder. Alat untuk mengukur viskositas adalah viskometer. Ada beberapa macam viskometer, antara lain viskometer Ostwald, viskometer  Hoppler  viskometer  Cup  and  Bob,  dan  viskometer  Cone  and  Plate.  Pada  percobaan  ini  untuk  mengukur waktu alir larutan digunakan viskometer Ostwald yang dilakukan dengan mengukur  lamanya laju aliran minyak/tar dari limbah kulit biji jambu mente hasil pirolisis.
Berdasarkan  uraian  di  atas  maka  tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  besarnya  temperatur  dan  jumlah produksi dari minyak, tar dan nilai viskositas (dari minyak dan tar) yang terdapat pada limbah kulit biji jambu mente. Teknologi yang digunakan adalah teknologi pirolisis dan nilai viskositasnya diukur dengan viscometer Otswald.

## 2. Material dan Metode Penelitian
Material  (sampel)  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  limbah  kulit  biji  (cangkang)  jambu  mente  yang diambil dari desa Labasa Kabupaten Muna  Sulawesi Tenggara. Adapun  metode  yang digunakan   dalam penelitian ini adalah  metode eksperimen. Proses pemanasan untuk menghasilkan produk minyak dan tar dilakukan di Laboratorium terpadu  Universitas  ATma  Jaya  Makassar,  sedangkan  proses  pengujian  produk  minyak  dan  tar  dilakukan  di Laboratorium Kimia-Fisiska  Universitas Hasanuddin. Peralatan yang digunakan antara lain: timbangan digital, reaktor
Oskar, dkk./ ROTASI, Vol. 21 No. 3  (Juli  2019) Hal. 167-172
pirolisis, termokopel, tungku pembakaran, pompa air aquarium, gelas ukur dan satu set viskometer Ostwald. Gambaran proses penelitian seperti pada diagram alir berikut ini:
Gambar 1. Diagram alir penelitian.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada  proses  pemanasan  ini  menghasilkan  tiga  produk  utama  yaitu  arang,  minyak/tar  dan  gas.  Massa (weight) limbah kulit biji jambu mente gelondongan sebelum pemanasan sebesar 0.5 kg.
Gambar 2. (a) Gambar proses penimbangan limbah kulit biji jambu mente; (b) Thermokopel
Massa (weight) produk minyak dan tar hasil pirolisis atau setelah pemanasa rata-rata, sebagai berikut:
a. Minyak adalah 0.2975 kg atau 59.5 %
b. Tar adalah 0.0525 kg tar atau 10.5 %. Sedangkan produk sampingan lain sebesar 30 % berupa arang dan gas.
Waktu terjadinya produksi minyak dan tar, kondisi temperatur dan tekanan saat terjadinya produksi minyak keluar dari reaktor pirolisis ditunjukkan pada tabel 1 berikut ini:
Tabel 1. Waktu, Kondisi temperature dan tekanan saat produksi minyak
No. Waktu (min) Temperatur (° C) Temperatur Produksi Minyak (° C) T∞ T 1 T 2 T 3 1 0 27 27 35 27 2 2 27 27 38 32 3 4 27 27 42 38 4 6 27 27 50 42 5 8 27 27 56 51 6 12 27 27 76 56 7 14 27 27 90 64 8 16 27 27 98 70 9 18 27 27 113 78 10 20 27 27 127 91 11 22 27 27 148 104 12 24 27 27 164 122 13 26 27 27 185 132 14 28 27 27 202 156 15 30 27 28 222 176 16 32 27 28 240 195 17 34 27 28 262 212 218 18 36 27 28 284 220 19 38 27 28 306 238 246 20 40 27 28 325 256 21 42 27 28 349 280 22 44 27 28 368 304 23 46 27 28 388 326 24 48 27 28 407 348 348 25 50 27 28 428 368 26 52 27 28 446 387
Ket. : T∞ = Temperatur udara sekeliling; T 1 = Temperatur pada pipa pendingin; T 2 = Temperatur pada dinding reaktor; T 3 = Temperatur dalam reaktor
Oskar, dkk./ ROTASI, Vol. 21 No. 3  (Juli  2019) Hal. 167-172
Tabel 2 . Pemanasan limbah kulit biji jambu mente pada reaktor pirolisis (Percobaan II)
No. Waktu (min) Temperatur (°C) Temperatur Produksi Minyak (° C) T∞ T 1 T 2 T 3 1 0 27 27 35 27 2 2 27 27 40 33 3 4 27 27 46 38 4 6 27 27 51 44 5 8 27 27 57 51 6 12 27 27 76 58 7 14 27 27 91 65 8 16 27 27 98 71 9 18 27 27 114 80 10 20 27 27 128 93 11 22 27 27 148 107 12 24 27 27 164 123 13 26 27 27 185 134 14 28 27 27 203 157 15 30 27 28 223 177 16 32 27 28 242 197 17 34 27 28 264 213 218 18 36 27 28 284 222 19 38 27 28 307 240 245 20 40 27 28 326 258 21 42 27 28 348 282 22 44 27 28 367 305 23 46 27 28 388 327 346 24 48 27 28 408 348 25 50 27 28 430 367 26 52 27 28 448 387
Pengujian  viskositas  minyak  dan  tar  menggunakan  sampel  sesudah  melalui  proses  pemanasan.  Hasil  Pengujian viskositas minyak dan tar pada kulit biji jambu mente diperoleh data yang ditunjukkan pada tabel 3 berikut ini:
Tabel 3. Hasil Pengujian Minyak dan Tar
No. Jenis Sampel Berat Jenis (g/cm 3 ) Viscositas (cP) 1. Minyak  Kulit  Biji  Jambu Mente 1.0130 0.9528 2. Tar Kulit Biji Jambu Mente 1.0074 Sampel lengket di dinding viscometer

## 4. Kesimpulan
Produksi  biji  jambu  mete  dengan  limbah  kulit  biji  jambu  mete  sekitar  109.000  ton  per  tahun  sangan  berpotensi untuk  menjadi  bahan  baku  siap  pakai  seperti  minyak  dan  tar  dengan  teknologi  pirolisis.  Hasil  penelitian  diperoleh bahwa temperatur produksi minyak dari limbah kulit biji jambu mente mulai dari 218-245.5 o C sedangkan tarnya mulai dari  245.5-347 o C,  dengan  jumlah  produksi  minyak  85  %  dan  tar  15  %,  nilai  viskositas  untuk  minyak  0.9528  cP sedangkan nilai viskositas tar tidak terdeteksi karena sampel melengket di dinding viscometer.

## Ucapan Terima Kasih
Peneliti  mengucapkan  limpahan  terima  kasih  kepada  Kepala  Laboratorium  Terpadu  Universitas  Atma  Jaya maupun Kepada Kepala Laboratorium Kimia-Fisika Universitas Hasanuddin yang telah memfasilitasi dan memberikan segala dukungan dalam proses pengambilan data.

## Daftar Pustaka
[ 1]   Energi O. BPPT- Outlook Energi Indonesia 2017. 2017. 93 p.
[2]  McKendry  P.  Energy  production  from  biomass  (part  2):  Conversion  technologies.  Bioresour  Technol. 2002;83(1):47–54.
[3]   Cahyaningrum A, Setyowati T, Nur A. Ekstraksi Cashew Nut Shell Liquid ( Cnsl ) Dari Kulit Biji Mete S  . 2006;5(1):40–5.
[4]   Towaha  J,  Ahmadi  NR.  Pemanfaatan  Cashew  Nut  Shell  Liquid  Sebagai  Sumber  Fenol  Alami  Pada  Industri. 2011;2(2):187–98.
[5]   Arif,  Effendy.  Oskar,  Inong.  P  Y.  Pengolahan  Limbah  Kulit  Jambu  Mente  Sebagai  Sumber  Bahan  Bakar Alternatif. 2008;(November):1–7.
[6]   Budi Warsono, Lukas. Atmaka, Windi. Sigit Amanto B. Ekstraksi cashew nut shell liquid (cnsl) dari kulit biji mete dengan  menggunakan  metode pengepresan extraction cashew  nut shell liquid (cnsl) from chasew  nut  shell using pressing method. Teknosains Pangan. 2013;2(2):84.
[7]   A IP, I SM,  A MM. Extraction and  Characterization of Cashew  Nut (Anacardium Occidentale) Oil and  Cashew Shell Liquid Oil. Acad Res Int [Internet]. 2014;5(3):50–4. Available from:
www.savap.org.pk%5Cnwww.journals.savap.org.pk
[8]   Tippayawong N, Chaichana C, Promwungkwa A, Rerkkriangkrai P. Application of Biomass Gasification System as  a  Sustainable  Energy  Technology  to  Improve  Efficiency  and  Reduce  Smoke  Emission  from  Sterilization  of Mushroom Growing Substrates. :5.
[9]   Roddy  DJ,  Manson-Whitton  C.  Biomass  gasification  and  pyrolysis.  Vol.  5,  Comprehensive  Renewable  Energy. 2012. 133-153 p.
[10]  Zeolit A. Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Pirolisis Kulit Biji Jambu Mete ( Cashew Nut Shell ) dengan Katalis. 2012;15(3):100–4.
[11]  Higman C, van der Burgt M. Gasification. El Sevier. 2003. 403 p.