## PENINGKATAN PERMURNIAN MUTU MINYAK KEMIRI DENGAN ADSORBSI BENTONIT

## Sariyusda
Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280 Buketrata, 24375
* E-mail: sariyusda@yahoo.com Diterima: 02-05-2017 Direvisi: 18-05-2017 Disetujui: 01-06-2017

## ABSTRAK
Alat  pemurnian  ini  merupakan  teknologi  alternatif  untuk  memurnikan  minyak  kemiri  dengan memanfaatkan  bentonit  alam  sebagai  adsorben.    Jenis  alat  adsorpsi  adalah  type fixed  bed  coloums (silinder tegak), dimana kolom dilengkapi unggun  adsorben bentonit. Alat pemurnian minyak kemiri ini  dirancang  dengan  kapasitas  5  liter.  Bahan  rancangan  menggunakan  pipa  PVC  setinggi  160  cm, sedangkan  untuk  media  kolom  adsorber  terbuat  dari  bahan  acrylic  2  inc  setinggi  30  cm  yang berdiameter  rata-rata  50  mm,  Bentonit  sebagai  adsorben  diisi  kedalam  kolom  setinggi  80  cm. Adsorber  juga  dilengkapi  dengan  media  filter    halus  dibagian  atas  dan  dibagian  bawah.  Untuk mensirkulasi  minyak  kemiri  secara  kontinyu  adsorber  dilengkapi  dengan  pompa  tekanan  rendah. Ukuran  bentonit  10  mesh,  20  mesh  dan  30    mesh  dibakar  dalam  furnace  mencapai  suhu  300 0 C selanjutnya  diaktifasi  dengan  H 2 SO 4 1  M  dengan  cara  perendaman.  Setelah  pembilasan  dengan aquadest  bentonit  dikeringkan  dalam  oven    pada  suhu  110 o C.    Untuk  menganalisa  kinerja  adsorber dilakukan  pengoperasian  peralatan  dengan  menganalisa  sampel  pada  waktu  sirkulasi  15,  30,  45,  dan 60 menit. Dari hasil penelitian semakin lama waktu sirkulasi (60 menit) dan ukuran partikel bentonit sebagai adsorben semakin mengecil (30 mesh), minyak kemiri yang dihasilkan semakin murni. Indek bias  sebesar  1,474,  Bobot  jenis  0,92443  dan  nilai  kalor  33786.    Hasil  permunian  minyak  kemiri menggunakan adsorben bentonit alam sesuai dengan standar mutu SNI 01-4462-1998.
Kata kunci : Adsorpsi, Minyak kemiri, bentonit, indek bias,  nilai kalor

## ABSTRACT
This  purification  tool  is  an  alternative  technology  to  purify  the  hazelnut  oil  by  utilizing  natural bentonite  as  an  adsorbent.  The  type  of  adsorption  tool  is  a  type  of  fixed  bed  coloums  (vertical cylinder), which the column is equipped with bentonite adsorbent bed. This hazelnut oil purification tool  is  designed  with  a  capacity  of  5  liters.  Designed  material  using  PVC  pipe  as  high  as  160  cm, while  for  media  column  adsorber  made  of  acrylic  2  inc  as  30  cm  in  diameter  average  of  50  mm, Bentonit as adsorbent filled into column as high as 80 cm. Adsorber is also equipped with a fine filter media at the top and bottom. To circulate the candlenut oil continuously the adsorber is equipped with a low pressure pump. Bentonite size 10 mesh, 20 mesh and 30 mesh burned in furnace reach  300 0 C temperature then activated with H 2 SO 4 1 M by immersion. After rinsing with aquadest bentonite dried in an oven at 110 o C. To analyze the performance of the adsorber was performed the operation of the equipment by analyzing the samples at circulation time 15, 30, 45, and 60 minutes. From the results of the  study  the  longer  the  circulation  time  (60  minutes)  and  the  size  of  bentonite  particles  as  the adsorbent getting smaller (30 mesh), the resulting candlenut oil more pure. Refractive index of 1.474, Weight  of  type  0,92443  and  calorific  value  33786.  The  yield  of  kemiri  oil  using  natural  bentonite adsorbent in accordance with SNI quality standard 01-4462-1998.
Keywords: adsorption, hazelnut oil, bentonite, bias index, calorific value

## PENDAHULUAN
Potensi  Ekspor  volume  ekspor  minyak  kemiri dari  tahun  ke  tahun  berfluktuasi,  nilai  dan harga rata-rata ekspor juga menunjukkan harga yang  tidak  stabil,  padahal  kebutuhan  minyak kemiri  terus  meningkat.  Minyak  kemiri mempunyai prospek untuk ditingkatkan volumenya  antara  lain  dengan  memperbaiki sistem  proses.  Minyak  kemiri  mempunyai prospek  yang  cerah  sebagai  bahan  baku biodiesel. Proses ekstraksi tradisional mengalami kesulitan dalam menentukan kondisi  operasi.    Akibatnya,  perolehan rendemen  minyak  dan  mutu  kemiri  juga menjadi rendah.
Proses  pemurnian  minyak  kemiri  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  beberapa metode,  yaitu  secara  fisika  dan  kimia.  Proses pemurnian secara fisika bisa dilakukan dengan mendistilasi  ulang  minyak  kemiri  yang dihasilkan  dan  distilasi  fraksinasi  dengan pengurangan  tekanan.  Untuk  proses  secara kimia dengan adsorpsi menggunakan adsorben tertentu seperti bentonit, arang aktif  dan zeolit.
Minyak  kemiri  yang  bermutu  rendah  seperti bewarna  gelap  dapat  di  murnikan  antara  lain dengan  cara  pengkelatan,  namun  dalam penelitiaan  ini  menggunakan  metode  adsorpsi dengan  bentonit.  Keberadaan  bentonit  sebagai hasil alam daerah Aceh khususnya Aceh Utara cukup besar. Penggunaannya sebagai adsorben akan mengoptimalkan fungsi bentonit.
Kemiri merupakan salah satu tanaman prospektif  sebagai  bahan  baku  sumber  energi terbarukan  yakni  untuk  pembuatan  bahan bakar nabati (BBN) biodesel, sebagai pengganti minyak  yang berasal dari fosil yang dapat diperbaharui (renewable).
Pengembangan Energi Baru Terbarukan (EBT) tetap  menjadi  fokus  pemerintah  sebagai antisipasi  persediaan  energi  di  masa  datang. Pemerintah Indonesia, terutama Dinas Pertanian  melalui  Balai  Penelitian  Tanaman Rempah dan Aneka Tanaman Industri (Balittri) sejak  tahun  2010    mensosilisasikan  dan mendukung  penanaman  pohon  kemiri.  Dirjen Energi  Baru  dan  Terbarukan  Kementrian ESDM,  sudah  menargetkan  bahwa  pada tahun
2017  kemiri  sunan  secara  perlahan  dapat menggeser  kedudukan  kelapa  sawit  sebagai penghasil campuran biodiesel.

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan Peralatan
1)   Minyak Kemiri
Minyak  yang  akan  dimurnikan  adalah  minyak kemiri yang diperoleh dari petani tradisionil di daerah Aceh Tenggara dan Gayo Lues.
2) Bahan Untuk Pengolahan (Adsorben) Adsorben  yang  dipakai  pada  pengoperasian alat  ini  adalah  tanah  bentonit  alam  yang didapatkan di Nisam, Aceh Utara.
3)   Bahan untuk Perancangan Alat Bahan/peralatan  yang  diperlukan  untuk  satu unit  pemurnian  minyak  kemiri    dengan kapasitas 5 liter dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kebutuhan bahan dan alat rancangan untuk 1 unit  alat Pemurnian minyak kemiri.
4)  Bahan lain yang digunakan
 Aquadest
 Kertas pH universal
 Asam Sulfat 96%
 Etanol

## 5)  Peralatan lain yang digunakan
 Stopwatch
 Erlenmeyer 250 mL
 Corong Kimia
 Buret 50 ml
 Ball pipet
 Gelas Kimia 1000 ml
 Pipet Ukur 25 ml
 Batang pengaduk
 Timbangan analitik
 Spatula
 Ayakan 10, 20 dan 30 mesh
 Furnace
 Oven
 Bomb kalorimetri
 Density meter

## Indikator Kinerja
1. Variabel Tetap
 Volume sampel  ( minyak kemiri)  5 Liter
 Tinggi unggun (bentonit): 15 cm
 Laju alir minyak 0,25 ltr/ menit
2. Variabel Bebas
 Waktu sirkulasi : 15 menit, 30  menit, 45 menit, 60 menit
 Ukuran  Bentonit  10  mesh,  20  mesh  dan 30 mesh
3.  Variabel Terikat : Bilangan Indek Bias pada 25 0 C, Bobot Jenis, dan Jumlah Panas

## Perancangan
1)  Kolom Adsorber Kolom adsorber dengan spesifikasi:
 Fungsi :  Peralatan penyerap
 Jenis/type: Fixed Bed Column /silinder
tegak
 Bahan konstruksi  :   Acrylic dan PVC
Jumlah :  1 unit Tinggi  :  150 cm Acrylic :  80 cm
Gambar 1. Kolom Adsorber
2)   Tangki Umpan
Tangki umpan yang digunakan dalam perancangan ini adalah tangki yang terbuat dari plastic  dengan  kapasitas  volume  25  Liter. Selain  sebagai  penampung  umpan  tangki umpan  berfungsi  juga  sebagai  tempat  dimana proses  sirkulasi  berlangsung    serta  sebagai tempat penampung pompa aquarium.
 Fungsi      : tempat menampung umpan
 Jenis/type  : tangki terbuka
 Kapasitas   : 10 L
 Ukuran      : 30 x 40 x 50 cm
 Jumlah      : 1 unit
Gambar 2. Tangki Umpan
3)   Gambar Alat Adapun  detail  peralatan  Adsorbsi  minyak kemiri dan keterangan gambar ditunjukan pada Gambar 3.
Gambar 3. Detail Peralatan Pemurnian Minyak Kemiri
Keterangan Detail Gambar

## Prosedur Kerja
Proses  pengolahan  minyak  kemiri  terdiri  dari beberapa tahap yaitu tahap persiapan adsorben, tahap  perancangan  alat,  tahap  pengoperasian alat dan tahap analisa sampel.
1.   Tahap Persiapan Adsorben
Tahap ini berlangsung sebelum proses adsorbsi dilakukan  dengan  cara  mengecilkan  ukuran bentonit menggunakan alat crusher dan diayak
pada  ayakan  10  mesh,  20  mesh  dan  30  mesh kemudian bentonit yang telah diayak dimasukan  kedalam  furnace  pada  suhu  300 o C untuk  menghilangkan  zat  organik.  Setelah  itu, bentonit  direndam  dengan  H 2 SO 4 1N  500  ml selama  2  jam  kemudian  disaring  dan  dicuci dengan  aquadest  sampai  netral.  Selanjutnya dikeringkan kembali dan dimasukkan kedalam oven dengan temperatur 110 o C selama 1 jam.
2. Tahap Perancangan Alat
Adsorber  dirancang  setinggi  150  cm  dengan cara disambungkan pipa Acrylic dan PVC AW dengan bahan-bahan sambungan baik sock drat luar,  water  mur  maupun  elbow  yang  dilem dengan  baik.  Digunting  kain  katun  seukuran dengan luas bulatan kolom adsorber, selanjutnya dipasang di dalam  kolom adsorber baik  dibawah  maupun  diatas  dan  diberi penyangga  kawat  jaring  diatas  dan  dibawah supaya  bentonitnya  tidak  lolos  kebawah. Instalasi peralatan pipa pvc lain disambungkan dengan  tangki  adsorber  dengan  lem  isarplas secukupnya.  Tangki  umpan  diinstalasi  sejajar dengan  aliran  kedua  pipa  sirkulasi.  Pompa diinstalasi  dengan  sambungan  pipa  pvc  yang diberi saltip secukupnya, kemudian
dimasukkan ke tangki umpan. Semua peralatan dirancang  sesuai  dengan  gambar  perancangan. Selanjutnya  diperiksa  seluruh  sambungan  dari kebocoran.
3.  Prosedur Kerja Pengoperasian Alat
Tahap ini berlangsung pada 1 unit alat instalasi pemurnian  minyak    kemiri  yang  sudang dirancang.  Adsorben  yang  sudah  diaktifkan diisi ke kolom adsorpsi setinggi 15 cm, setelah itu dimasukkan minyak kemiri kedalam tangki umpan sebanyak 5 ltr dan pompa untuk proses sirkulasi  dihidupkan.  Selanjutnya  keran  k1 dibuka  untuk  mengalirkan  minyak  kemiri  ke kolom  adsorpsi,  keran  k2  untuk  mengatur  laju alir  ke  kolom  adsorpsi  dan  setelah  laju  alir stabil  0,5  ltr/menit  dan  waktu  sirkulasi  sudah berjalan  selama  15  menit  diambil  sampel pertama dengan membuka keran k3. Kemudian dengan  cara  yang  sama  sampel  diambil  untuk dianalisa sesuai dengan waktu yang ditetapkan.

## 4. Tahap Analisa
Tahap  analisa  ditentukan  dengan  Penentuan Indek  Bias,  Bobot  Jenis  dan  Nilai  kalor  dari minyak kemiri sesuai dengan  metode SNI-01- 4462-1998.
5.   Blok Diagram Blok  diagram  persiapan  bentonit ditunjukan  pada  Gambar  4  dan  Diagram tahapan  adsorbsi  dapat  ditunjukan  pada Gambar 5.
Gambar 4. Blog Diagram Persiapan Bentonit
Gambar 5. Diagram Tahapan Proses Adsorpsi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data hasil pengamatan untuk indek bias, bobot jenis  dan  nilai  kalor  dari  varibel  yang  ukuran bentonit  versus  waktu  sirkulasi  dapat  di  lihat pada tabel berikut.

## Hasil Pengamatan
1.    Indek bias Minyak Kemiri
Hasil  pengamatan  untuk  Indek  Bias  minyak kemiri ditunjukan pada Tabel 2.
Tabel  2. Hasil  Pengamatan  Indek  Bias Minyak Kemiri (n  awal = 1,532 ) Ukuran Bentonit (mesh) Waktu Sirkulasi (menit) 15 30 45 60 10 1,526 1,527 1,472 1,470 20 1,507 1,487 1,478 1,475 30 1,496 1,475 1,475 1,474 2.    Bobot Jenis Minyak Kemiri Hasil  pengamatan  untuk  bobot  jenis  minyak kemiri ditunjukan pada Tabel 3.
Tabel  3. Hasil  Pengamatan  Bobot  Jenis Minyak  Kemiri,  gr/cm 3 (ρ  awal  =  0,93342 gr/cm 3 ) Ukuran Bentonit (mesh) Waktu Sirkulasi (menit) 15 30 45 60 10 0,93251  0,93081  0,93122  0,92621 20 0,93113  0,93025  0,92408  0,92411 30 0,93005  0,92895  0,92487  0,92443
3.    Nilai Kalor Minyak Kemiri Hasil  pengamatan  nilai  kalor  minyak  kemiri ditunjukan pada Tabel 1.4
Tabel 4. Hasil Pengamatan Nilai Kalor Minyak Kemirin (nilai kalor awal = 32165 joule/gr) Ukuran Bentonit (mesh) Waktu Sirkulasi (menit) 15 30 45 60 10 32554 32457 32979 33529 20 33159 33588 33692 33671 30 33288 33486 33658 33786

## Pembahasan
1.    Indek Bias Minyak Kemiri
Hasil  pengamatan  indek  bias  ditunjukan  pada Gambar 1.6 Indek Bias versus Waktu Sirkulasi
1.44 1.46 1.48 1.5 1.52 1.54 0 15 30 45 60 Waktu Sirkulasi (menit) inde k bi as 30 mesh 20 mesh 10 mesh
Gambar 6. Indek Bias Vs Waktu Sirkulasi
Indek  bias  merupakan  derajat  penyimpangan dari  cahaya  yang  dilewatkan  pada  medium yang  cerah.  Indek  bias  digunakan  untuk pengujian  kemurnian  minyak.    Pengukuran indek bias menggunakan refraktometer, dimana indek bias untuk minyak kemiri sesuai standar  SNI  01-4462-1998  adalah  1,473- 1,479.   Dari hasil pengamatan yang ditunjukan pada Gambar 5.1 semakin lama waktu sirkulasi dan  semakin  kecil  ukuran  partikel  bentonit,
maka  indek  bias  semakin  menurun.  Pada waktu  sirkulasi 60 menit dan ukuran bentonit 10, mesh, 20 mesh dan 30 mesh diperoleh nilai indek  bias  semakin  menurun  sesuai  dengan standar  indek  bias  minyak  kemiri.  Nilai  indek bias  awal  minyak  kemiri  adalah  1,532,      pada waktu  sirkulasi  60  menit  dan  ukuran  30  mesh menurun  menjadi  1.474  atau  96,21%.      Nilai indek bias minyak kemiri menurun diakibatkan kemampuan bentonit untuk menyerap impurities  yang  ada  dalam  minyak  kemiri. Bentonit mempunyai sifat menyerap yang baik sebab  ukuran  partikel  koloidnya   sangat  kecil dan  memiliki  kapasitas  permukaan  ion  yang luas dan mengembang. Pengembangan bentonit  disebabkan  oleh  adanya  penggantian isomorphous pada lapisan oktohedral (Mg oleh Al) dalam menahan kelebihan muatan di ujung kisi-kisinya.  Adanya  gaya  elektrostatis  yang mengikat kristal pada  jarak 4,5 o dari permukaan  cukup  kuat  untuk  mempertahanan ion  di  permukaan  unit-unitnya,  dan  tetap menjaga unit itu tidak saling merapat.
Pada  proses  adsorpsi  kimia  interaksi  adsorbat dengan  adsorben  melalui  pembentukan  ikatan kimia.  Kemisorpsi  diawali  dengan  adsorpsi fisik,  komponen-komponen  impuritis  pada minyak kemiri mendekat kepermukaan adsorben  bentonit  melalui  gaya  van  der  waals atau  melalui  ikatan  hydrogen.      Sehingga bentonit  mampu  menyerap    impuritis  seperti emulsi  asam  lemak,  logam-logam,  air    dan warna pekat pada minyak
2.   Bobot Jenis Minyak Kemiri Hasil pengamatan bobot jenis minyak kemiri ditujukan pada Gambar 7 bobot jenis vs waktu sir
Gambar 7. Bobot Jenis vs Waktu Sirkulasi
0.915 0.92 0.925 0.93 0.935 0 15 30 45 60 Waktu Sirkulasi (menit) B o b o t Je n is ( gr /c c)
30 mesh
20 mesh 10 mesh
Ukuran  bentonit  sangat  bengaruh  terhadap bobot  jenis  minyak  kemiri,  hal  ini  karena semakin  kecil  ukuran  mesh  (partikel  bentonit) maka  semakin  besar  luas  kontak  penyerapan minyak  pala  dalam  bentonit.  Dibandingkan dengan  ukuran  mesh  yang  lebih  besar  maka luas  kontak  adsobsi  semakin  kecil  akibatnya kandungan  impuritis  dalam  minyak  kemiri akan  lolos  dan  cenderung  angka  densitas semakin  naik  dan  di  atas  standar  bobot  jenis minyak  kemiri.  Bobot  jenis  untuk  minyak kemiri  sesuai  standar  SNI  01-4462-1998 adalah  0,924  –  0,929.  Dengan  demikian  dapat diambil  kesimpulan  hasil  yang  mendekati dengan standar densitas cenderung sangat baik. Dari Gambar 5.2 di atas untuk waktu sirkulasi 60  menit  dengan  masing-masing  variable ukuran bentonit yang di uji, bobot jenis minyak kemiri  cenderung  menurun.  Penentuan  bobot jenis  menggunakan  alat  densitas  meter.  Bobot jenis awal minyak kemiri adalah 0,93342 Pada waktu  sirkulasi  60  menit  dan  ukuran  partikel bentonit 30 mesh mempunyai nilai bobot jenis 0,92443 atau 99,03%.
3.    Nilai Kalor Minyak Kemiri
Hasil  pengamatan  nilai  kalor  minyak  kemiri ditunjukan pada Gambar
8. 31000 31500 32000 32500 33000 33500 34000 0 15 30 45 60 Waktu Sirkulasi (menit) ni lai k al or (Joul e /g r) 30 mesh 20 mesh 10 mesh
Gambar 8. Nilai Kalor VS Waktu Sirkulasi
Dari  Gambar  1.8  di  atas  menunjukan  nilai kalor  minyak  kemiri  dengan  berbagai  variasi waktu sirkulasi dan ukuran bentonit cenderung naik. Nilai bakar minyak kemiri di bawah nilai bakar solar 18.300 – 19800 BTU/lb atau 42562 Joule/gr. Nilai bakar minyak kemiri dengan uji bom kalorimeter pada waktu sirkulasi 60 menit dan  ukuran  bentonit  30  mesh  diperoleh  33982 Joule/gr.  Kenaikan  nilai  kalor  diakibatkan bentonit  mampu  menyerap  impuritis  emulsi
asam lemak, air dan warna, dimana konsentrasi dari minyak kemiri meningkat. D engan system penyalaan  elektris  minyak  kemiri  dengan konsentrasi    tersebut  akan  mudah  terbakar habis dan menghasilkan panas.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian dapat  disimpulkan beberapa hal dan saran – saran untuk penelitian selanjutnya yaitu:
1) Bentonit  dapat  di  gunakan  sebagai adsorben  untuk  memurnikan  minyak kemiri  sesuai    standar  mutu  minyak pala SNI 01-4462-1998
2) Semakin  lama  waktu  sirkulasi  dan semakin  kecil  ukuran  bentonit  maka hasil uji yang diperoleh semakin baik
3) Untuk  waktu  sirkulasi  60  menit  dan ukuran  bentonit  30  mesh  diperoleh Indek bias
1,474,  bobot  jenis    0,92443  gr/cm 3 , dan nilai kalor 33982 Joule/gr

## DAFTAR PUSTAKA
[1]    Ernest  Guenther, Minyak  Atsiri ,  1987, terjemahan Ketaren, S., Jilid I, UI Press
[2]  Esterifikasi  Minyak  Kemiri  Sunan, Jurnal.unpdd.ac.id/bionatura/article
[3]   Geankoplis, Transport Processes and Unit Operations, Third Edition, Prentice-Hall International, Inc, 1997
[4]      Ketaren,  S.,  1985, Pengantar  Teknologi Minyak Atsiri , PN. Balai Pustaka [5]        Mengenal  Kemiri  Biasa  Komoditas Ekspor dan Kemiri Sunan,
https://ngsuyasa.word press.com
[6]      Pabrik  Biodiesel  &  Minyak  Biji  Kemiri, 2013, Digilib ITS, digilib.its.ac.id//
[7]    Paper K-013 pdf, Publikasi Ilmiah UMS, 2014, https://publikasi ilmiah.ums.ac.id
[8] Pembuatan Minyak Kemiri dan Pemurniannya, 2012, www.pustekolah.org [9] Pengaruh variasi Temperatur dan Konsentrasi  Minyak,  2013  jurnal.fmipa, unila.ac.id/index.php/semirata/article
[10]    Prima  Astutu  Handayani  dan  Nuni Widiarti, 2011, Penerapan Teknik
Pemurnian  Minyak  Cengkeh  sebagai Upaya Peningkatan Kesejahteraan
Pengrajin di Kecamatan Urangan
Barat ,  Fakultas  Teknik,  Universitas Semarang