Biodiesel dari Minyak Biji Tembakau Varietas Voor-oogst menggunakan Teknik Interesterifikasi

Abstract

Biodiesel dengan teknik interesterifikasi merupakan hasil sintesis minyak nabati dengan alkil asetat menggunakan katalis basa. Minyak nabati yang digunakan adalah minyak biji tembakau yang berpotensi sebagai biodiesel. Reaksi interesterifikasi secara konvensional berlangsung selama 20 jam, tetapi dengan bantuan mikrogelombang mampu mempercepat waktu reaksi interesterifikasi pada sintesis biodiesel sekitar 10-30 menit. Tujuan penelitian ini adalah mensintesis biodiesel dari minyak tembakau varietas Voor-oogst dengan katalis KOH menggunakan mikrogelombang ultrasonik dan secara konvensional. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Jasa Pengujian, Kalibrasi, dan Sertifikasi (LJPKS), Kampus IPB Baranangsiang, Universitas IPB, Bogor. Sampel biji tembakau diperoleh dari daerah Paiton, Kabupaten Probolinggo. Penelitian dilakukan melalui 7 tahap, yaitu (1) ekstraksi minyak biji tembakau, (2) penentuan kualitas minyak biji tembakau; ISO 287:2017, ISO 660:2020, dan ISO 3657:2020, (3) analisis statistik, (4) interesterifikasi, dan (5) analisis komponen senyawa minyak biji tembakau dan biodiesel. Hasil penelitian pada minyak biji tembakau menunjukkan bahwa (1) rendemen minyak biji tembakau meningkat dengan kenaikan waktu ekstraksi dan kenaikan rasio pelarut. Rendemen minyak biji tembakau meningkat dari 16,23 ± 2,25 pada perlakuan ekstraksi 100 mL pelarut selama 30 menit menjadi 23,38 ± 0,98% pada perlakuan ekstraksi 150 mL pelarut selama 90 menit, (2) perlakuan ekstraksi tidak memberikan pengaruh nyata terhadap karakteristik minyak biji tembakau, yakni kadar air (0,38 ± 0,27%), angka asam (6,56 ± 0,66 mg-KOH/g minyak), dan bilangan penyabunan (183,85 ± 6,87 mg-KOH/g minyak), dan (3) terdapat 4 komponen penyusun utama minyak tembakau yang diperoleh dari penelitian ini adalah asam linoleat (54,10%), asam oleat (8,18%), asam palmitat (7,92%), dan asam stearat (2,10%). Hasil penelitian pada biodiesel dari minyak biji tembakau menunjukkan bahwa komponen penyusun biodiesel menurun seiring dengan kenaikan rasio minyak : alkil asetat. Pada sintesis biodiesel secara konvensional, komponen penyusun biodiesel menurun dari 78,26% pada rasio 1:18 (minyak : metil asetat) menjadi 10,48% pada rasio 1:54, masing-masing selama 20 jam. Pada sintesis biodiesel dengan teknik mikrogelombang didapatkan 2 hasil, yakni metil ester dan etil ester. Pada sintesis metil ester, komponen penyusun metil ester menurun dari 14,15% pada rasio 1:18 menjadi 7,32 pada rasio 1:36, masing-masing selama 10 menit. Pada sintesis etil ester selama 10 menit, komponen penyusun etil ester menurun dari 10,20% pada rasio 1:18 menjadi 3,38 pada rasio 1:54. Pada sintesis etil ester selama 20 menit, komponen penyusun etil ester menurun dari 8,69% pada rasio 1:18 menjadi 5,66 pada rasio 1:54. Pada sintesis etil ester selama 30 menit, komponen penyusun etil ester menurun dari 13,05% pada rasio 1:18 menjadi 5,58 pada rasio 1:54.

Biodiesel with interesterification technique is the result of the synthesis of vegetable oil with alkyl acetate using a base catalyst. The vegetable oil used is tobacco seed oil which has the potential of biodiesel. The conventional interesterification reaction lasts for 20 hours, but with the help of microwaves, it can speed up the interesterification reaction time in biodiesel synthesis by about 10-30 minutes. The purpose of this study was to synthesize biodiesel from Voor-oogst tobacco oil with a KOH catalyst using ultrasonic and conventional microwaves. This research was conducted at the Testing, Calibration and Certification Services Laboratory, Baranangsiang Campus of IPB, IPB University, Bogor. Tobacco seed samples were obtained from the Paiton area, Probolinggo Regency. The research was carried out through 7 stages, namely (1) tobacco seed oil extraction, (2) determination of the quality of tobacco seed oil, (3) interesterification, (4) statistical analysis, and (5) analysis of tobacco seed oil and biodiesel components. The results of research on tobacco seed oil showed that (1) the yield of tobacco seed oil increased with increasing extraction time and increasing solvent ratio. Tobacco seed oil yield increased from 16.23 ± 2.25 in the 100 mL solvent extraction treatment for 30 minutes to 23.38 ± 0.98% in the 150 mL solvent extraction treatment for 90 minutes, (2) the extraction treatment had no significant effect on the characteristics of tobacco seed oil, namely water content (0.38 ± 0.27%), acid value (6.56 ± 0.66 mg-KOH/g oil), and saponification number (183.85 ± 6.87 mg -KOH/g oil), and (3) there are 4 main components of tobacco oil obtained from this study, namely linoleic acid (54.10%), oleic acid (8.18%), palmitic acid (7.92%), and stearic acid (2.10%). The results of the study on biodiesel from tobacco seed oil showed that the constituent components of biodiesel decreased with the increase in the ratio of oil to alkyl acetate. In conventional biodiesel synthesis, the components of biodiesel decreased from 78.26% at a ratio of 1:18 (ratio of oil to methyl acetate) to 10.48% at a ratio of 1:54, each for 20 hours. In the synthesis of biodiesel using the microwave technique, two results were obtained, namely methyl ester and ethyl ester. In the synthesis of methyl esters, the constituent components of methyl esters decreased from 14.15% at a ratio of 1:18 to 7.32 at a ratio of 1:36, each for 10 minutes. In the synthesis of ethyl ester for 10 minutes, the components of the ethyl ester decreased from 10.20% at a ratio of 1:18 to 3.38 at a ratio of 1:54. In the synthesis of ethyl ester for 20 minutes, the components of the ethyl ester decreased from 8.69% at a ratio of 1:18 to 5.66 at a ratio of 1:54. In the synthesis of ethyl ester for 30 minutes, the constituent components of ethyl ester decreased from 13.05% at a ratio of 1:18 to 5.58 at a ratio of 1:54.