1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Saat ini kapasitas produksi biodiesel semakin meningkat, yang mana seiring peningkatan biodiesel akan meningkatkan kuantitas dari crude glycerol. Crude glycerol merupakan hasil produk samping biodiesel yang umumnya memiliki kemurnian yang rendah dan kandungan pengotor yang bervariasi tergantung dengan metode, jenis alkohol, dan katalis yang digunakan (Nurul Fitriah, 2017). Komponen pengotor yang terdapat pada crude glycerol harus dihilangkan agar kualitas gliserol meningkat dan memiliki nilai jual yang tinggi, dimana kadar kemurnian gliserol komersil menurut standar mutu SNI 06-1564-1995 yaitu >80% yang selanjutnya akan digunakan pada industri.. Berikut merupakan hasil peningkatan produksi biodiesel 3 tahun terakhir berdasarkan data (Rekonsilasi EBTKE, 2019) yakni:
Gambar 1. 1 Grafik Produksi Biodiesel
Gliserol merupakan bahan mentah yang biasanya digunakan pada produk farmasi sebagai pelarut bahan obat-obatan, kosmetik sebagai agen anti inflamasi, produk makanan sebagai pelarut untuk pemberian warna, pencegah kristalisasi gula pada permen dan es. Meskipun memiliki aplikasi yang luas, penggunaan crude glycerol dibatasi oleh tingkat kemurniannya, karena pengotor akan mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan biologisnya (Monteiro dkk.,2018). Untuk memenuhi
- 1.000.000 2.000.000 3.000.000 4.000.000 5.000.000 6.000.000 7.000.000 8.000.000 9.000.000
2017 2018 2019
Volume(kL)
Tahun
2 kebutuhan gliserol di berbagai industri tidak didukung dengan banyaknya pasokan yang tersedia, dimana kebutuhan gliserol di Indonesia masih harus didatangkan dari luar negeri karena Indonesia sendiri masih belum terdapat pabrik yang memproduksi gliserol. Selain itu ditinjau dari aspek ekonomi, pemurnian gliserol dapat memberikan nilai tambah pada hasil produksinya, sedangkan jika ditinjau dari aspek lingkungan, pemurnian gliserol dapat mengurangi limbah yang dihasilkan dari produksi biodiesel, karena limbah biodiesel seringkali dibuang tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu, sehingga dapat mencemari lingkungan. Dari dua permasalahan diatas maka perlu dilakukan suatu upaya yakni dengan proses pemurnian crude glycerol lebih lanjut agar didapatkan kemurnian yang tinggi.
Proses pemurnian crude glycerol secara umum dapat dilakukan dengan proses distilasi, filtrasi, adsorpsi, pertukaran ion menggunakan resin dan ekstraksi.
Pemilihan metode yang sesuai didasarkan pada karakteristik crude glycerol yang akan dimurnikan. Ditijau berdasarkan penelitian (suseno,2019) dan (Ningsih,2019) bahwa kemurnian crude glycerol awal yang cukup tinggi >50%
akan lebih baik dilakukan proses pemurnian dengan perlakuan secara fisik tanpa perlu perlakuan secara kimia, sedangkan jika ditinjau berdasarkan penelitian (Mardiah,2013) bahwa kemurnian crude glycerol awal yang rendah akan lebih baik jika dilakukan proses pemurnian dengan perlakuan secara fisik dan kimia.
Selain itu metode kombinasi juga banyak digunakan dalam pemurnian, dengan harapan hasil kemurnian gliserol yang diperoleh lebih optimal. Telah dilakukan beberapa penelitian untuk mengurangi pengotor, khususnya pada crude glycerol yang merupakan produk samping biodiesel dengan proses adsorpsi. Adsorpsi merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk menyerap senyawa pengotor yang terdapat pada crude glycerol dengan beberapa kelebihan yaitu dapat beroperasi pada temperature dan tekanan ambient, konsumsi energi yang rendah dan ketersediaan adsorben yang luas sehingga dapat menghemat biaya (Hunsom, 2015). Pada penelitian ini digunakan fly ash hasil dari limbah industri PLTU sebagai adsorben.
Limbah fly ash memiliki banyak kegunaan, tetapi penggunaan fly ash masih terbatas sebagai bahan campuran pembuat beton. Namun pemanfaatan fly ash sebagai adsorben telah banyak dikembangkan melalui penelitian seperti yang
3 dilakukan oleh (Chien Jung Lin,2005). Pada penelitian Chien Jung Lin, fly ash digunakan sebagai adsorben, hanya saja difokuskan untuk penyisihan logam berat.
Fly ash dapat dimanfaatkan sebagai adsorben karna pemanfaatannya cukup efektif dan biayanya murah. Selain itu fly ash memiliki keistimewahan dalam hal komposisinya, dengan kandungan utama fly ash berupa senyawa silika, alumina, serta beberapa oksida lainnya. Adapun senyawa tersebut memiliki kemampuan yang digunakan sebagai adsorben (Wardhana,2006). Namun permukaan partikel fly ash memiliki bentuk rantai glassy, sangat rapat dan stabil sehingga fly ash perlu diaktivasi terlebih dahulu untuk menghasilkan suatu ikatan polimer yang kuat (Suci,2019).
Berdasarkan penjelasan diatas maka dipilih proses pemurnian crude glycerol hasil dari produk samping biodiesel melalui proses adsorpsi fisik menggunakan fly ash sebagai adsorben. Variasi yang digunakan adalah massa adsorben dan waktu adsorpsi. Karakterisasi terhadap produk gliserol hasil pemurnian dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif meliputi kadar gliserol, densitas, viskositas, kadar air, kadar abu, kadar MONG dan warna.
1.2. Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variabel percobaan yakni massa adsorben dan waktu adsorpsi terhadap gliserol hasil pemurnian?
2. Bagaimana hasil karakterisasi gliserol hasil pemurnian?
1.3. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah disebutkan sebelumnya, tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mempelajari pengaruh variabel percobaan yakni massa adsorben dan waktu adsorpsi terhadap gliserol hasil pemurnian.
2. Menguji dan menganalisa hasil karakterisasi gliserol hasil pemurnian.
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
4 1. Memberikan informasi mengenai metode pemurnian gliserol dengan
memanfaatkan limbah fly ash sebagai adsorben.
2. Menyajikan informasi dari karakterisasi hasil pemurnian gliserol menggunakan fly ash sebagai adsorben dengan menggunakan metode adsorpsi.
3. Memberikan solusi masalah penanganan limbah fly ash dengan memanfaatkannya sebagai adsorben dalam pemurnian gliserol.
5 1.5. Kerangka Pemikiran Penelitian
Gambar 1. 2 Kerangka Penelitian
Proses Pemisahan Secara Fisik dalam
Pemurnian Crude Glycerol Hasil Produk
Samping Biodiesel dengan Fly Ash sebagai Adsorben Teknologi
Pemurnian
Ion Exchange (Nasir, 2019)
Filtrasi Membran (Dhabhai, 2016)
Distilasi Vakum (Suseno, 2019) Adsorpsi
Murah
Hemat Energi Kemurnian >95%
Harga resin mahal
Hemat Energi
Harga membran mahal
Produk kualitas baik
Konsumsi energi tinggi
Aktivator Adsorben
NaOH (Puspitarini dkk, 2019)
H2SO4 (Faradilla dkk, 2016)
HCl (Ningsih, 2019) KOH
Dapat menghasilkan ikatan yang kuat dengan
Si dan Al
Memerlukan suhu 450ºC selama 2 jam
Memerlukan suhu 105ºC selama 12 jam
Terbentuk ikatan yang lebih padat
Bersifat higroskopis yang dapat menyerap
kandugan air
Pengeringan pada 110ºC selama 34 jam
Mengurangi kandungan oksida alkali
Adsorben Karbon Aktif (Ardi, 2014)
Bentonit (Anzar, 2018)
Semen Putih (Lestari, 2015)
Menghilangkan zat warna
Menghilangkan kandungan logam
Hasil limbah, murah
Harus dilakukan pemanasan agar adsorpsi efektif
Ion alumunium dan silikanya dapat digantikan oleh magnesium dan besi Sebagai pemucat warna agar
lebih jernih
Fly Ash
Harga relatif mahal
Kemurnian yang didapat tidak terlalu tinggi
Digunakan untuk adsorbat bersifat anion
