Submitted : 28 Maret 2021 Revised : 21 April 2021 Accepted : 11 Juni 2021

## BIODIESEL DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG SECARA ESTERIFIKASI-TRANSESTERIFIKASI
Rudi Hartono 1* , Heri Heryanto 1 , Wardalia 1 , Rusdi 1 , Niki Dwiyasa 2 , Tomi Yudha Tama 2 1 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Jln.Jendral Sudirman Km.3 Cilegon 42435, Indonesia
2 Alumni jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Jln.Jendral Sudirman Km.3 Cilegon 42435, Indonesia *Email: rudi.hartono@untirta.ac.id

## Abstrak
Persediaan  sumber  energi  minyak  dan  gas  bumi  semakin  menipis  dan  pengembangan  produksinya  terbatas, sehingga  bahan  bakar  alternatif  perlu  dikembangkan  dan  dimanfaatkan.  Sumber  energi  alternatif  yang  mulai dikembangkan  adalah  sumber  energi  biofuel  dari  minyak  nabati  seperti  minyak  biji  nyamplung  ( Calophyllum inophyllum ).  Kendala  penggunaan  minyak  nyamplung  yaitu  bilangan  asam  dan  viskositas  yang  cukup  tinggi. Bilangan asam minyak nyamplung yang tinggi harus diturunkan agar biodiesel yang dihasilkan memenuhi standar mutu SNI Biodiesel. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan perbandingan rasio molar metanol dengan minyak dan waktu reaksi transesterifikasi terbaik untuk memperoleh biodiesel yang berkualitas (bilangan asam, densitas,  viskositas  dan  redemen).  Penelitian  dilakukan  dengan  mengkombinasikan  proses  produksi  biodiesel yaitu metode esterifikasi-transesterifikasi. Kondisi operasi dan variabel yang digunakan adalah pada suhu reaksi 60 ° C serta perbandingan rasio mol minyak terhadap metanol yaitu 1:5, 1:6, dan 1:7 selama 50, 60, dan 70 menit pada tahap transesterifikasi. Hasil penelitian yang terbaik berdasarkan kualitas biodiesel yang memenuhi standar SNI 7182:2015 adalah proses esterifikasi-transesterifikasi pada rasio molar 1:6 selama 60 menit dengan bilangan asam 10,4 mg KOH/g sampel, densitas yaitu 0,821 gr/mL, viskositas 3,22 Cst, dan rendemen 62% (v/v).
Kata Kunci : Biodiesel, Calophyllum Inophyllum , Esterifikasi, Transesterifikasi

## Abstract
The supply of oil and gas energy sources is running low, and the development of production is limited, so alternative fuels need to be developed and utilized. Alternative energy sources being developed are biofuel energy sources from vegetable oils such as mastwood seed oil (Calophyllum inophyllum). Constraints to the use of mastwood seed oil are the high acid number and viscosity. The high acid number of mastwood seed oil must be reduced so that the biodiesel produced meets the Biodiesel quality standard. The purpose of this study was to obtain a comparison of the molar ratio  of  methanol  to  oil  and  the  best  transesterification  reaction  time  to  obtain  certain  quality  in  biodiesel (acid number, density, viscosity, and yield). The research was conducted by combining the biodiesel production process, namely the esterification-transesterification method. The operating conditions and variables used were at a reaction temperature of 60°C, and the ratio of moles of oil to methanol were 1:5, 1:6, and 1:7 for 50, 60, and 70 minutes in the transesterification stage. The best results based on the quality of biodiesel that meets SNI 7182:2015 standards are the esterification-transesterification process at a molar ratio of 1:6 for 60 minutes with an acid number of 10.4 mg KOH/g sample, density is 0.821 gr/mL, viscosity 3, 22 Cst, and 62% (v/v) yield.
Keywords : Biodesel, Calophyllum Inophyllum, Esterification, Transesterification

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia untuk kendaraan  bermesin  diesel  dari  tahun  ke  tahun mengalami  peningkatan,  khususnya  untuk  kendaraan mesin  diesel  yang  berbahan  bakar  solar.  sedangkan produksi minyak  bumi di  dalam  negeri  yang semakin menurun,  sehingga  perlu  diambil  langkah-langkah untuk  mendapatkan  sumber  energi  alternatif. Indonesia mempunyai sumber energi terbarukan yang melimpah,  tetapi  belum  dimanfaatkan  secara  optimal dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar fosil.
Penggunaan  bahan  bakar  fosil  secara  terus menerus  akan  memberikan  dampak  negatif  terhadap lingkungan terutama polusi udara akibat emisi CO 2 dari pembakaran bahan bakar fosil. Pengantisipasian krisis bahan bakar diperlukan untuk pengadaan energy yang ramah  lingkungan  dan  mudah  terurai  (Murniati  R, 2011).
Biodiesel  merupakan  senyawa  metil  ester  hasil reaksi  transesterifikasi  trigliserida  yang  berasal  dari minyak nabati atau lemak hewan. Kelebihan biodiesel sebagai  bahan  bakar  alternatif  pengganti  solar diantaranya  adalah  pengurangan  efek  rumah  kaca, pengurangan  emisi  gas  buang,  mudah  terurai (Wahyudin  et  al.,  2018)  juga  memiliki  angka  setana tinggi,  ramah  lingkungan  karena  mengandung  sedikit gas SOx, daya lumas yang baik, emisi gas buang sedikit dan  karakter  pembakaran  yang  relatif  bersih. Penggunaan  biodiesel  memberikan  keuntungan terhadap perawatan mesin kendaraan.
Tanaman  nyamplung  ( Calophyllum  inophyllum ) merupakan salah satu bahan baku alternatif biodiesel yang  mempunyai  potensi  cukup  besar,  produksi  biji nyamplung per tahun mencapai 20 ton/ha. Kandungan minyak  relatif  tinggi  yaitu  antara  40-73  %, dibandingkan sawit 46-54 %, jarak pagar 40-60%, saga hutan  14-28%,  kapuk  24-40%,  kesumba  30-40%  dan kelor  39-  40%.  Satu  liter  minyak  nyamplung  dapat dihasilkan  dari  2,5  kg  biji,  sedangkan  jarak membutuhkan  4  kg  untuk  menghasilkan  satu  liter minyak (Dedeh, 2009).
Beberapa  penelitian  yang  sudah  dilakukan terhadap  pembuatan  biodiesel  dari  minyak  biji nyamplung diantaranya  adalah  Musta  R  et  al.,  (2017) yang  membuatan  biodiesel  dari  minyak  bijih nyamplung dengan metanol berlebih dengan konversi yield biodiesel yang dihasilkan sebesar 85%, viskositas 0,315  mm2/s,  densitas  0,8725  g/cm3  dan  kadar  airn yang  diperoleh  dalam  penelitian  ini  sebesar  0,02%. Kandungan  air  ini  berpengaruh  terhadap  nilai  bakar. Suyono et al., (2017) dalam pembuatan biodiesel dari minyak  bijih  nyamplung  dengan  konversi  yield biodiesel  yang  dihasilkan  sebesar  82,87%,  viskositas biodiesel  15,7  mm2/s,  densitas  893,1  kg/m3  dan gliserol  totalnya  0,26%,  angka  asam  yang  dihasilkan sebesar 1,86 mg KOH/gram biodiesel. Muderawan I W et  al.  (2016)  melakukan  penelitian  terhadap  minyak bijih  nyamplung  menjadi  biodiesel  secara  esterifikasi menggunakan katalis asam sulfat dan natrium metoksi secara  transesterifikasi,  biodiesel  yang  dihasilkan sebesar 83,40% dengan komposisi metil oleat 43,4l%, metil  linoleat  23,68%,  metil  palmitat  17,05%,  metil
stearate  11,71%,  metil  arakidat  2,66%,  metil palmitoleat 1,30%, dan metil gondoat 0,20%.
Muhammad F R et al. (2014) melakukan penelitian pembuatan  biodiesel  dari  minyak  bijih  nyamplung menggunakan  pemanasan  gelombang  mikro  dengan konversi yield biodiesel yang dihasilkan sebesar 94%. Rasio  molar  optimal  yang  dihasilkan  1:9  dengan penggunaan  katalis  4%  dari  bahan  baku  minyak  biji nyamplung.  Penelitian  dilakukan  untuk  tujuan mendapatkan  perbandingan  rasio  molar  metanol terhadap  bilangan  asam,  densitas,  viskositas  dan redemen terhadap biodiesel yang dihasilkan.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1 Bahan
Minyak  biji  nyamplung  ( Calophyllum  inophyllum ), HCl,  KOH,  metanol,  natrium  thiosulfat,  asam  oksalat, NaOH, Indikator PP, dan Aquadest.

## 2.2 Analisis  Sifat  Fisik  Dan  Kimia  Minyak Nyamplung Dan Perlakuan Awal
Analisis  yang  dilakukan  meliputi  warna  minyak, densitas,  kadar  FFA  dan  viskositas.  Tujuan  analisis adalah untuk mengetahui sifat awal minyak nyamplung (Calophyllum inophyllum) yang akan diproses menjadi biodiesel  sebelum  dan  setelah  dilakukan  perlakuan awal,  yaitu degumming . Proses degumming dilakukan pada  suhu  80°C  menggunakan  asam  fosfat  sebanyak 1:1 (v/v).
2.3 Esterifikasi
Minyak hasil degumming yang masih tinggi angka asamnya  direaksikan  dengan  metanol  yang  telah ditambahkan  katalis  asam,  rasio  molar  20:1 menggunakan  katalis  HCl  pekat  37%  sebanyak  1% minyak  (b/b)  pada  suhu  60°C,  pengadukan  300  rpm selama  60  menit.  Lapisan  yang  terbentuk  dipisahkan pada  corong  pemisah  selama  2  jam,  lapisan  atas  sisa metanol  yang  tidak  bereaksi  dan  air,  lapisan  bawah metil  ester  yang  kemudian  dicuci  dengan  air  yang mengandung  NaHCO3  0,01%  untuk  mengikat  HCl berlebih  yang  dapat  mengganggu  analisis  bilangan asam.  Hasil  pencucian  akan  membentuk  garam  NaCl dan dicuci kembali dengan air hangat 60°C sampai air cucian netral. Metil ester dihitung bobot dan dianalisis FFA  ( Free  Fatty  Acid ).  Metil  ester  yang  dihasilkan bilangan  asamnya  sudah  rendah  dan  selanjutnya dilakukan dengan proses transesterifikasi.

## 2.4 Transesterifikasi
Minyak  hasil  esterifikasi  direaksikan  dengan metanol  yang  sudah  ditambahkan  katalis  basa,  rasio molar  metanol  dan  minyak  adalah  5:1,  6:1  dan  7:1, katalis KOH 0,5% b/b pada suhu 60°C, pengadukan 400 rpm  selama  50,  60  dan  70  menit.  Hasil  reaksi dipisahkan  pada  corong  pemisah  selama  24  jam. Lapisan  bawah  merupakan  gliserol  dan  lapisan  atas adalah  metil  ester.  Metil  ester  yang  terbentuk  dicuci dengan air yang mengandung asam asetat (CH3COOH) 0,01%  untuk  mengikat  KOH  berlebih,  kemudian larutan  dicuci  dengan  air  hangat  60°C.  Pengeringan metil  ester  dilakukan  dengan  cara  dipanaskan  pada
suhu 110-120 °C selama 5 menit. Setelah itu metil ester dianalisa  bilangan  asam,  densitas,  viskositas  dan rendemen.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Karakteristik Minyak Nyamplung
Tabel  1  menunjukkan  perbedaan  karakteristik minyak  nyamplung  yang  telah  melalui  proses degumming .  Koagulan  gum  lebih  cepat  terjadi  pada suhu 80°C karena penggumpalan protein terjadi pada suhu  tinggi  sehingga  fungsi  emulsifiernya  hilang. Setelah  proses degumming warna  minyak  mengalami perubahan dari warna hijau kehitaman menjadi kuning kemerahan, hal ini disebabkan pigmen warna dominan pada minyak yaitu klorofil mengalami kerusakan saat proses,  digantikan  dengan  pigmen  karotenoid  yang berwarna  kuning  kemerahan.  Rendemen  rata-rata minyak  setelah  degumming  adalah  88,3%  (v/v). Gum (getah dan lendir) yang menyebabkan kekentalan pada minyak  nyamplung  hilang  saat  proses degumming , sehingga kadar FFA dan viskositas minyak menurun.
Tabel 1. Karakteristik minyak nyamplung (Calophyllum inophyllum) Karakteristik Komposisi Awal Degumming Warna Hijau kehitaman Kemerahan Densitas pada suhu 27°C (g/mL) 0,9316 0,888 Kadar FFA (%) 40,961 28,075 Viskositas kinematik 40°C (cSt) 28,65 25,39
(a)                                                 (b) Gambar 1. Minyak nyamplung (Calophyllum inophyllum) (a) Minyak awal, (b) Minyak setelah degumming
3.2 Pengaruh  Waktu  Reaksi  Dan  Rasio  Molar Terhadap Bilangan Asam
Gambar  1  menunjukkan  bahwa  penurunan bilangan  asam  terendah  dicapai  pada  variasi  rasio molar  1:6  dengan  waktu  reaksi  60  menit  dimana bilangan  asam  mencapai  10,4  mg  KOH/g,  hal  ini mengalami penurunan sebesar 40 % dari kadar awal. Bilangan  asam  yang  dihasilkan  masih  terlalu  tinggi diakibatkan oleh pengendapan yang terlalu lama pada proses  transesterifikasi  (Suyono  et  al.,  2017). Penyimpanan  produk  biodiesel  tanpa  ditutup  dapat
mengakibatkan  angka  asam  tinggi  akibat  aktivasi oksidasi (Suyono et al., 2017).
Gambar 1. Pengaruh waktu dan rasio molar terhadap bilangan asam

## 3.3 Pengaruh  Waktu  Reaksi  Dan  Rasio  Molar Terhadap Densitas
Dari  Gambar  2.  diperoleh  kondisi  optimum  pada waktu reaksi 60 menit pada rasio molar 1:6 memiliki densitas  0,821  gr/ml.  Nilai  ini  mendekati  nilai  range produk biodiesel yang berkisar antara (0,8150 – 0,8700 gr/ml). Nilai densitas yang dihasilkan menunjukan nilai kalor yang dihasilkan, semakin kecil nilai densitasnya, maka  maka  makin  besar  nilai  kalorinya.  Nilai  kalori merupakan  jumlah  energy  yang  dilepaskan  bahan bakar pada waktu terjadi oksidasi unsur – unsur kimia yang ada pada bahan bakar (Natipulu, 2006).
Gambar 2. Pengaruh waktu reaksi dan rasio molar terhadap densitas
3.4 Pengaruh  Waktu  Reaksi  Dan  Rasio  Molar Terhadap Viskositas
Dari  Gambar  3  diperoleh  kondisi  optimum  pada waktu  reaksi  60  menit  pada  rasio  molar  reaktan  1:6 memiliki  viskositas  3,22  Cst  (viskositas  di  ukur  pada 40oC). Nilai ini masuk dalam SNI 7182:2015 biodiesel (2,3 – 6,0  mm 2 /s  (cSt).  Viskositas  berkaitan  dengan
16.117 12.283 16.015
10.708 10.405 17.441
13.866 12.292 19.703 0 5 10 15 20 25 50 menit 60 menit 70 menit B ila ng an as am (m g K O H /g ) (Waktu, menit) (1:5) (1:6) (1:7) 0,830 0,827 0,829 0,825 0,821 0,823 0,827 0,824
0,825
0,816 0,818 0,820 0,822 0,824 0,826 0,828 0,830 0,832 50 menit 60 menit 70 menit D en si ta s ( gr/ m l) Waktu (menit) (1: 5) (1:
6)
suplai  bahan  bakar  ke  dalam  ruang  bakar  yang berpengaruh  terhadap  proses  pengakabutan  bahan bakar melalui injector (Musta R et al,. 2017). Pada  waktu  operasi  melewati  waktu  operasi  60 menit  terjadi  peningkatan  viskositas,  hal  ini disebabkan  oleh  banyaknya  metanol  yang  bereaksi dengan  minyak  nyamplung  berkurang  akibat  adanya penguapan sehingga mempengaruhi proses perengkahan  menjadi  tidak  optimal  (Musta  R  et  al,. 2017).  Penurunan  viskositas  ini  berpengaruh  pada kemudahan pengaliran di dalam mesin diesel, Dengan nilai  viskositas  yang  semakin  rendah  akan meningkatkan kinerja pada sistem pembakaran mesin.
Gambar 3. Pengaruh waktu reaksi dan rasio molar terhadap viskositas

## 3.5 Pengaruh  Waktu  Reaksi  dan  Rasio  Molar Terhadap Rendemen
Gambar 4 menunjukan kondisi optimum diperoleh pada  waktu  reaksi  60  menit  dengan  rasio  molar  1:6. Pada  kondisi  ini  didapat  rendemen  biodiesel  sebesar 62  %.  Hasil  rendemen  biodiesel  yang  dihasilkan semakin  kecil  pada  waktu  di  atas  60  menit,  hal  ini disebabkan  oleh  tumbukan  yang  terlalu  cepat  yang mengakibatkan terjadinya reaksi penyabunan.
Gambar 4. Pengaruh waktu reaksi dan rasio molar terhadap rendemen biodiesel
4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan terhadap pengujian bilangan asam, densitas, viskositas dan  rendemen  maka  diperoleh  hasil  penelitian  yang terbaik  berdasarkan  standar  SNI  7182:2015  adalah bilangan  asam  10,4  mgKOH/gram  sampel,  densitas 0,821 g/mL, viskositas 3,22 Cst dan rendemen sebesar 62%.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Dedeh  (2009)  Kajian  Proses  Produksi  Biodiesel  Dari Minyak Biji Nyamplung
(Calophyllum inophyllum L.). Tesis, Fakultas Teknologi Pertanian. Bogor.
Muderawan, I Wayan, & Daiwataningsih, Ni Ketut Prati. (2016).  Pembuatan  Biodiesel  Dari  Minyak Nyamplung  (Calophyllum  Inophylum  L.)  dan Analisis  Metil  Esternya  dengan  GC-MS.  Paper presented at the Prosiding Seminar Nasional MIPA. Muhammad,  Fatih  Ridho,  Jatranti,  Safetyllah, Qadariyah,  Lailatul,  &  Mahfud,  Mahfud.  (2014). Pembuatan  Biodiesel  dari  Minyak  Nyamplung Menggunakan Pemanasan Gelombang Mikro. Jurnal Teknik ITS, 3(2), F154-F159.
Murniati,  Rini.  (2011).  Karakteristik  Biodiesel  dari Minyak  Jelantah  Hasil  Fisisorpsi  Zeolit  Alam Teraktivasi.  Skripsi.  Jurusan  Fisika.  Fakultas Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam. Universitas Andalas. Padang. hal, 2-4.
Musta,  Rustam,  Haetami,  Aceng,  &  Salmawati,  Mimi.
(2017). Biodiesel Hasil Transesterifikasi Minyak Biji Nyamplung  (Calophyllum  inophyllum)  Dengan Metanol. Indonesian Journal of Chemical Research, 4(2), 394-401.
Napitupulu,  Farel  H.  (2006).  Pengaruh  nilai  kalor (heating  value)  suatu  bahan  bakar  terhadap perencanaan  volume  ruang  bakar  ketel  uap berdasarkan  metode  penentuan  nilai  kalor  bahan bakar yang dipergunakan.
Suyono, Suyono, Hartanti, Ninik Umi, Wibowo, Agus, & Narto, Narto. (2017). Biodisel dari Mangrove Jenis Nyamplung  (Callophylum  inophyllum)  sebagai Alternatif  Pengganti  Bahan  Bakar  Minyak  Fosil. Majalah  Ilmiah  Biologi  BIOSFERA:  A  Scientific Journal, 34(3), 123-130. Wahyudin, Wahyudin, Tambunan, Armansyah Halomoan, Purwanti, Nanik, Joelianingsih,
Joelianingsih, & Nabetani, Hiroshi. (2018). Tinjauan Perkembangan Proses Katalitik Heterogen dan Non- Katalitik  untuk  Produksi  Biodiesel.  Jurnal Keteknikan Pertanian, 6(2), 123-130.
3,42
3,36
3,4 3,28 3,22 3,24 3,32 3,26 3,3 3,1 3,15 3,2 3,25 3,3 3,35 3,4 3,45 50 menit 60 menit 70 menit V is ko sit as (c St) Waktu (menit) (1:5) (1:6) (1:7) 45 59 52 57 62 58 50 55 47 30 40 50 60 70 50 menit 60 menit 70 menit Re n d em en (% ) Waktu (menit) (1:5) (1:6) (1:7)