Tetes Tebu Menjadi Katalis Untuk Proses Pembuatan Biodiesel
Raysha Amelya1*, Indah Purnamasari2, Muhammad Yerizam3
1,2,3Jurusan Teknik Kimia, Program Studi Teknologi Kimia Industri, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang
*Koresponden email: [email protected]
Diterima: 8 September 2023 Disetujui: 19 September 2023
Abstract
Sugar cane is a plant that is processed into crystal sugar because it contains high sugar content. Sugar production produces waste, one of which is molasses waste. This study aims to obtain molasses into a catalyst using the carbonization method and the sulfonation method. The sulfonation method uses variations in the concentration of 2, 4, 6, 8, and 10 N H2SO4 solution and variations in sulfonation time of 2, 4, and 6 hours to get the best molasses catalyst. Catalyst characterization includes surface acidity by acid-base titration, FT-IR, and SEM-EDX. This research also aims to produce biodiesel yield using the best molasses catalyst. The results of surface acidity analysis showed that the best molasses catalyst was obtained at 10 N H2SO4 concentration with 6 hours at 0.907 mmol/gr. FT-IR test results showed the presence of O=S=O functional groups at wave numbers 1149.74 cm-1 and 1038.57 cm-1. SEM and EDX analysis results showed that the molasses catalyst after sulfonation had smaller pores and more sulfur groups on the carbon sheet. The yield of biodiesel produced using a molasses catalyst was 84.51%.
Keywords: sugarcane, molasses waste, catalyst, biodiesel, sulfonation, carbonization
Abstrak
Tebu merupakan tanaman yang diolah menjadi gula kristal karena mengandung kadar gula yang tinggi.
Produksi gula menghasilkan limbah, salah satunya adalah limbah molase. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan tetes tebu menjadi katalis dengan menggunakan metode karbonisasi dan metode sulfonasi.
Pada metode sulfonasi menggunakan variasi konsentrasi larutan H2SO4 2, 4, 6, 8, dan 10 N dan variasi waktu sulfonasi 2, 4, dan 6 jam untuk mendapatkan katalis tetes tebu yang terbaik. Karakterisasi katalis meliputi keasaman permukaan dengan titrasi asam basa, FT-IR, dan SEM-EDX. Penelitian ini juga bertujuan untuk menghasilkan rendemen biodiesel menggunakan katalis molase yang terbaik. Hasil analisis keasaman permukaan menunjukkan bahwa katalis molase yang terbaik didapatkan pada konsentrasi H2SO4 10 N dengan waktu 6 jam sebesar 0,907 mmol/gr. Hasil uji FT-IR menunjukkan adanya gugus fungsi O=S=O pada bilangan gelombang 1149,74 cm-1 dan 1038,57 cm-1. Hasil analisis SEM dan EDX menunjukkan bahwa katalis molase setelah sulfonasi memiliki pori-pori yang lebih kecil dan gugus sulfur yang lebih banyak pada lembaran karbon. Rendemen biodiesel yang dihasilkan menggunakan katalis tetes tebu sebesar 84,51%.
Kata Kunci: tebu, limbah tetes tebu, katalis, biodiesel, sulfonasi, karbonisasi
1. Pendahuluan
Tebu merupakan bahan baku utama dalam produksi gula kristal. Produksi gula kristal menghasilkan beberapa produk samping diantaranya ampas tebu, blotong, dan tetes tebu. Produk samping dari pengolahan tersebut merupakan suatu limbah yang tidak dapat digunakan kembali, bahkan pada beberapa limbah pemanfaatannya belum dilakukan secara optimal. Hasil buangan produksi industri maupun rumah tangga yang sudah tidak memiliki nilai ekonomis sehingga dapat berdampak negatif terhadap pencemaran lingkungan merupakan suatu pengertian dari limbah [1], sehingga diperlukan penelitian guna mencari dan mengoptimalkan sebaik-baiknya limbah menjadi bahan yang dapat bermanfaat untuk proses lainnya. Salah satu limbah dari industri gula yang pemanfaatannya belum dilakukan secara optimal adalah limbah tetes tebu. Tetes tebu merupakan limbah yang tidak dapat dikristalkan kembali, dimana limbah ini masih mengandung kandungan gula yang berupa kandungan total karbon sekitar 37%, kandungan sukrosa sekitar 34%, glukosa, fruktosa, serta nitrogen atau trace element lainnya [2-3]. Menurut penelitian [4] kandungan karbon yang lebih tinggi dapat menjadikannya sebagai sumber karbon yang sangat baik untuk persiapan bahan karbon. Maka dari itu, pada penelitian ini tetes tebu diproduksi menjadi katalis tetes tebu karbon.
telah berkembang dari tahun ke tahun. Salah satunya adalah biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar yang bahan bakunya berasal dari minyak nabati, dan minyak hewani [6]. Selama ini, minyak nabati yang digunakan untuk produksi biodiesel menggunakan minyak nabati yang berbahan baku pangan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, diperlukan inovasi terkait penggunaan minyak nabati non pangan untuk memproduksi biodiesel. Salah satu inovasi yang telah dikembangkan yaitu menggunakan minyak jelantah sebagai pengganti dari minyak nabati non pangan [7]. Minyak jelantah memiliki potensi sebagai produksi biodiesel karena memiliki asam lemak yang tinggi serta ketersediaannya mudah diperoleh karena merupakan limbah hasil penggorengan rumah tangga [8].
Proses pembuatan biodiesel memerlukan bantuan katalis pada proses esterifikasi maupun transesterifikasi agar dapat mempercepat reaksi. Katalis dapat berupa homogen atau heterogen, serta katalis asam atau basa. Setiap katalis mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Pada katalis homogen memiliki kekurangan yaitu sulit dipisahkan, sedangkan kelebihannya mempunyai aktivitas yang tinggi. Dari kekurangan katalis homogen, maka katalis heterogen memiliki keunggulan karena mudah dipisahkan. Kekurangan pada katalis heterogen yakni memerlukan waktu reaksi yang cukup lama dibandingkan dengan katalis homogen. Berdasarkan perbandingan, katalis heterogen cukup sering digunakan dalam memproduksi biodiesel [9]. Katalis heterogen memiliki banyak jenis, salah satunya adalah katalis karbon tersulfonasi. Katalis yang dikarbonisasi dengan rentang suhu 300° – 700°C bertujuan untuk melepaskan unsur-unsur non karbon serta membuat struktur pori-pori mulai terbuka [10- 11], tergantung dari bahan baku yang digunakan kemudian disulfonasi dengan menggunakan H2SO4
sebagai aktivator penyisipan gugus sulfur dalam lembaran karbon agar memiliki nilai aktivitas katalitik yang cukup tinggi [12-13].
Berdasarkan penelitian [14] menyatakan bahwa molasses yang dikarbonisasi dan disulfonasi menggunakan H2SO4 memiliki potensi sebagai katalis asam dalam proses pembuatan biodiesel dari asam laurat. Pada penelitian tersebut terfokus pada mendapatkan katalis tetes tebu dengan kondisi optimum dari variasi suhu karbonisasi dan waktu karbonisasi. Oleh karena itu, pada penelitian ini terfokus pada mendapatkan katalis tetes tebu yang terbaik dari variasi konsentrasi H2SO4 dan waktu sulfonasi, mengkarakterisasi katalis tetes tebu yang terbaik, serta mendapatkan rendemen biodiesel dari minyak jelantah menggunakan katalis tetes tebu yang terbaik.
2. Metode Penelitian
Terdapat beberapa tahapan prosedur penelitian yang harus dilakukan diantaranya yaitu mempersiapkan bahan baku untuk proses pembuatan tetes tebu menjadi katalis, melakukan analisa karakteristik katalis tetes tebu yang didapatkan dan mengimplementasikan katalis tetes tebu yang terbaik didapatkan pada proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.
Pada penelitian ini, proses diawali dengan memanaskan tetes tebu pada suhu 90°C selama 25 menit untuk menghilangkan kadar air dan mendinginkannya dalam suhu ruangan. Tetes tebu yang telah dipreparasi selanjutnya dikarbonisasi menggunakan muffle furnace sebanyak 500 gr selama 2 jam pada suhu 300°C. Setelah proses karbonisasi selesai, dilanjutkan dengan proses sulfonasi yaitu perendaman karbon menggunakan larutan H2SO4 98% dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, dan 10 N selama waktu sulfonasi 2, 4, dan 6 jam pada suhu 160°C. Pencucian pada katalis yang telah disulfonasi dilakukan sampai pH netral. Setelah pencucian, katalis dioven pada suhu 110°C selama 4 jam. Katalis disimpan dalam desikator selama 24 jam. Kemudian melalui tahapan penghancuran dan pengayakan 100 mesh. Katalis tetes tebu yang telah disulfonasi dilakukan pengujian analisa keasaman permukaan, FT-IR, SEM, dan EDX.
Penelitian dilanjutkan setelah mengetahui katalis tetes tebu yang terbaik dari pengujian analisa keasaman permukaan, FT-IR, SEM, dan EDX dengan mengimplementasikannya pada proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah. Pada penelitian ini dilakukan double processing yaitu esterifikasi dan transesterifikasi yang bertujuan untuk menghasilkan rendemen tinggi serta tidak menimbulkan reaksi samping berlebihan. Kondisi operasi pada proses esterifikasi menggunakan rasio minyak dan metanol, 1 : 9, katalis 3% b/b minyak, suhu reaksi 60°C selama 2 jam. Sedangkan untuk kondisi operasi pada proses transesterifikasi adalah menggunakan katalis tetes tebu yang telah disulfonasi H2SO4 kembali diaktivasi dengan menggunakan NaOH 2 M. Rasio minyak dan metanol, 1 : 9. Katalis 3% b/b minyak, suhu reaksi 60°C selama 2 jam. Biodiesel yang dihasilkan pada penelitian ini dilakukan analisa dengan beberapa parameter sesuai standar SNI 7182:2015 diantaranya angka asam, viskositas, massa jenis, dan titik nyala.
3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Tetes Tebu Menjadi Katalis
Pada penelitian ini dilakukan tetes tebu menjadi katalis dengan menggunakan metode karbonisasi dan metode sulfonasi. Pada metode sulfonasi memvariasikan konsentrasi H2SO4 dan waktu sulfonasi.
Sedangkan pada metode karbonisasi menggunakan variabel tetap yaitu suhu karbonisasi 300°C dan waktu karbonisasi 2 jam. Hasil dari tetes tebu menjadi katalis dapat dilihat pada Gambar 1 sebagai berikut:
(a) (b)
Gambar 1. Hasil Tetes Tebu menjadi Katalis (a) Tetes Tebu Asli;
(b) Katalis Tetes Tebu dengan Variasi Konsentrasi H2SO4 dan Variasi Waktu Sulfonasi.
Sumber: Dokumen Pribadi, 2023 3.2 Pengaruh Konsentrasi H2SO4 Terhadap Keasaman Permukaan
Pada metode sulfonasi, katalis dari tetes tebu yang telah diberi perlakuan variasi konsentrasi H2SO4
dilakukan analisis setiap katalis untuk mendapatkan katalis tetes tebu yang terbaik. Analisis yang dilakukan yaitu titrasi asam – basa. Analisis dilakukan dengan tujuan mengetahui nilai keasaman permukaan yang terikat pada katalis tiap gramnya serta melihat pengaruh konsentrasi H2SO4 terhadap keasaman permukaan dalam katalis. Hasil analisis titrasi asam basa yang menunjukkan pengaruh konsentrasi H2SO4 dan waktu sulfonasi terhadap nilai keasaman permukaan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi H2SO4 dan Waktu Sulfonasi terhadap Keasaman Permukaan pada Katalis Tetes Tebu
Sumber: Data Penelitian, 2023
Pada Gambar 2 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan keasaman permukaan yang terikat pada katalis tetes tebu seiring dengan besarnya konsentrasi larutan H2SO4. Nilai keasaman permukaan tertinggi diperoleh pada katalis tetes tebu dengan konsentrasi H2SO4 10 N sebesar 0,907 mmol/gr. Sedangkan, pada katalis tetes tebu dengan konsentrasi 2 N memiliki nilai keasaman yang rendah yakni 0,767 mmol/gr.
Berdasarkan hasil analisis, konsentrasi larutan H2SO4 berbanding lurus dengan nilai keasaman permukaan. Semakin besar konsentrasi larutan H2SO4 yang digunakan dalam proses sulfonasi maka akan meningkatkan nilai keasaman permukaan. Hal ini terbukti dengan melakukan pengujian data secara anova
0,750 0,780 0,810 0,840 0,870 0,900
2 4 6 8 10
Keasaman Permukaan (mmol/gr)
Konsentrasi H2SO4(N) 2 Jam
4 Jam 6 Jam
Tabel 1. Anova Pengaruh Konsentrasi Larutan H2SO4 dan Waktu Sulfonasi Terhadap Keasaman Permukaan Sumber
Keragaman (SK)
Derajat Bebas (DB)
Jumlah Kuadrat (JK)
Kuadrat Tengah (KT)
F Hitung F Tabel 5%
Konsentrasi H2SO4 (B)
4 0,0129 0,0032 10,9196 3,8379
Waktu Sulfonasi (K)
2 0,0038 0,0019 6,4020 4,4590
Galat (G) 8 0,0024 0,0003
Total 14 0,0190 0,0014
Sumber: Data Penelitian, 2023
Untuk faktor konsentrasi larutan H2SO4, Fhitung 10,9196 > Ftabel (5%) 3,8379 dapat dilihat pada Tabel 1 uji ANOVA ini hasilnya berbeda nyata. Sedangkan analisa uji BNT anova pengaruh konsentrasi larutan H2SO4 terhadap keasaman permukaan menyatakan bahwa yang berbeda nyata antara lain konsentrasi H2SO4 2 N dan konsentrasi H2SO4 6 N, konsentrasi H2SO4 2 N dan konsentrasi H2SO4 8 N, konsentrasi H2SO4 2 N dan konsentrasi H2SO4 10 N, konsentrasi H2SO4 4 N dan konsentrasi H2SO4 8 N, konsentrasi H2SO4 4 N dan konsentrasi H2SO4 10 N, konsentrasi H2SO4 6 N dan konsentrasi H2SO4 10 N, serta konsentrasi H2SO4 8 N dan konsentrasi H2SO4 10 N. Sehingga dapat disimpulkan bahwa variasi konsentrasi larutan H2SO4 mempengaruhi hasil keasaman permukaan pada katalis tetes tebu.
Katalis yang memiliki nilai keasaman permukaan tinggi menunjukkan bahwa pada permukaannya telah memiliki sisi aktif yang bersifat asam sehingga dapat mengkatalisis suatu reaksi. Salah satunya pada proses pembuatan biodiesel dengan cara esterifikasi – transesterifikasi.
3.3 Pengaruh Waktu Sulfonasi Terhadap Keasaman Permukaan
Berdasarkan pada Gambar 2 menunjukkan bahwa dengan besarnya konsentrasi dalam kondisi yang sama, signifikan terjadi peningkatan antara banyaknya jumlah situs asam yang terikat pada katalis terhadap lamanya waktu sulfonasi. Hal ini terbukti dengan melakukan pengujian data secara anova yakni pengaruh waktu sulfonasi terhadap keasaman permukaan. Untuk waktu sulfonasi, Fhitung 6,4020 >
Ftabel (5%) 4,4590 dapat dilihat pada Tabel 1. uji ANOVA ini hasilnya berbeda nyata. Sedangkan analisa uji BNT anova pengaruh waktu sulfonasi terhadap keasaman permukaan menyatakan bahwa yang berbeda nyata antara lain waktu sulfonasi 2 jam dan waktu sulfonasi 6 jam. Sehingga dapat disimpulkan bahwa variasi waktu sulfonasi mempengaruhi hasil keasaman permukaan pada katalis tetes tebu.
Waktu sulfonasi yang lebih lama memberikan kesempatan bagi lembaran karbon untuk mengikat gugus fungsi sulfonat atau situs asam. Sebaliknya, dengan waktu sulfonasi yang lebih cepat hanya memberikan sedikit kesempatan bagi situs asam untuk mengikat pada lembaran karbon. Hasil yang optimum diperoleh pada waktu sulfonasi 6 jam sebesar 0,907 mmol/gr.
3.4 Analisis Karakteristik Katalis Tetes Tebu
Katalis tetes tebu yang telah dilakukan sulfonasi kemudian dilakukan pengujian analisa keasaman permukaan didapatkanlah katalis tetes tebu sulfonasi yang terbaik yaitu katalis tetes tebu dengan konsentrasi H2SO4 10 N dan waktu sulfonasi 6 jam. Katalis tetes tebu sulfonasi yang terbaik dan katalis tetes tebu tanpa sulfonasi tersebut dilakukan pengujian karakteristiknya meliputi analisa FT-IR, SEM, dan EDX.
3.4.1 Analisis FT-IR
Pada penelitian ini dilakukan analisis FT – IR dengan tujuan untuk melihat gugus baru yang terbentuk pada katalis tetes tebu setelah sulfonasi H2SO4 10 N 6 jam. Adanya gugus baru menunjukkan ikatan sulfur dengan unsur lain pada katalis. Hasil analisa FT – IR untuk katalis tetes tebu sebelum sulfonasi dan katalis tetes tebu sesudah sulfonasi H2SO4 10 N 6 jam dapat dilihat pada Gambar 3.
Berdasarkan hasil analisa yang dilakukan, bahwa hasil analisa FT – IR katalis tetes tebu sebelum sulfonasi yang ditunjukkan pada Gambar 3 (a) dibandingkan dengan FT – IR katalis tetes tebu sesudah sulfonasi yang ditunjukkan pada Gambar 3 (b) diperoleh pita serapan vibrasi panjang gelombang yang kuat pada 1149,74 cm-1 dan 1038,57 cm-1 diidentifikasikan sebagai peregangan simetris O=S=O, mode peregangan pada SO3H. Dengan demikian, hasil analisis FT – IR menunjukkan bukti bahwa katalis tetes tebu sesudah sulfonasi H2SO4 10 N 6 jam mengandung gugus fungsi sulfonat sebagai sisi aktif dari katalis tersebut.
(a) (b)
Gambar 3. Hasil Analisis FT – IR pada Katalis Tetes Tebu (a) Sebelum Sulfonasi (b) Sesudah Sulfonasi H2SO4 10 N 6 Jam
Sumber: Data Penelitian, 2023 3.4.2 Analisis SEM
Dalam penelitian ini, untuk melihat morfologi dan struktur permukaan pada suatu katalis dilakukan dengan pengujian instrumen SEM. Hasil analisis SEM pada katalis tetes tebu sebelum sulfonasi dan katalis tetes tebu sesudah sulfonasi H2SO4 10 N 6 jam ditunjukkan pada Gambar 4.
(a) (b)
Gambar 4. Hasil Analisis SEM pada Katalis Tetes Tebu (a) Sebelum Sulfonasi (b) Sesudah Sulfonasi H2SO4 10 N 6 Jam
Sumber: Data Penelitian, 2023
Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan, bahwa morfologi permukaan katalis tetes tebu sebelum sulfonasi yang ditunjukkan pada Gambar 4 (a) memiliki ukuran rata-rata pori sekitar 20,43 µm, hal ini dikarenakan pada permukaan karbon memiliki sifat porositas yang tinggi. Sedangkan pada Gambar 4 (b) menunjukkan bahwa terjadinya pengecilan pori-pori yang disebabkan oleh zat sulfonasi kuat berkontak dengan karbon. Ukuran pori-pori pada katalis tetes tebu setelah sulfonasi menjadi sekitar 5,10 µm. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa sulfonasi sangat mempengaruhi porositas katalis dari visual uji SEM dan adanya penyisipan gugus –SO3H dalam lembaran karbon sehingga dapat mengurangi pori-pori permukaan katalis [15].
3.4.3 Analisis EDX
Dalam penelitian ini, untuk melihat karakteristik katalis yaitu salah satunya dengan mengetahui unsur-unsur kimia yang terkandung pada suatu katalis dengan pengujian SEM – EDX (Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive X-Ray). Hasil uji SEM – EDX pada katalis tetes tebu sebelum sulfonasi H2SO4 dan sesudah sulfonasi H2SO4 ditunjukkan pada Gambar 5.
Berdasarkan hasil analisa bahwa terdapat unsur-unsur kimia yang terkandung pada katalis tetes tebu sebelum disulfonasi ditunjukkan pada Gambar 5 (a) yakni C, N, O, S, K, dan Au. Setelah dilakukan sulfonasi yang ditunjukkan pada Gambar 5 (b), unsur-unsur kimia yang terkandung pada katalis tetes tebu diantaranya C, O, S, Ca, dan Au. Komposisi yang ditentukan oleh analisa SEM – EDX disajikan pada Tabel 2 dan Tabel 3.
(a) (b)
Gambar 5. Hasil Analisa SEM – EDX pada Katalis Tetes Tebu (a) Sebelum Sulfonasi (b) Sesudah Sulfonasi H2SO4 10N 6 Jam
Sumber:Data Penelitian, 2023
Tabel 2. Data Analisa EDX Katalis Tetes Tebu Sebelum Sulfonasi Simbol Unsur Nama Unsur Konsentrasi Berat (%)
C Carbon 38.500
N Nitrogen 16.400
O Oxygen 36.000
S Sulfur 1.300
K Potassium 4.100
Au Gold 3.700
Sumber: Data Penelitian, 2023
Tabel 3. Data Analisa EDX Katalis Tetes Tebu Setelah Sulfonasi H2SO4 10N 6 Jam Simbol Unsur Nama Unsur Konsentrasi Berat (%)
C Carbon 58.500
O Oxygen 30.400
S Sulfur 2.700
Ca Calcium 3.800
Au Gold 4.600
Sumber: Data Penelitian, 2023
Pada Tabel 2 dan Tabel 3 menunjukkan kandungan utama karbon pada kedua bahan mengalami peningkatan konsentrasi berat yang disebabkan oleh proses karbonisasi berlangsung. Serta, sampel memiliki kandungan 2,7% sulfur setelah proses sulfonasi yang menunjukkan efisiensi peningkatan gugus sulfonat dari 1,3% [16].
3.5 Analisis Aktivitas Katalitik Katalis Tetes Tebu pada Proses Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jelantah
Pada penelitian ini untuk mengetahui aktivitas katalitik katalis tetes tebu diimplementasikan pada biodiesel dari bahan baku minyak jelantah. Proses pembuatan biodiesel dilakukan secara dua tahapan yaitu proses esterifikasi dan proses transesterifikasi. Pada proses esterifikasi, minyak jelantah mengandung FFA sebesar 2,6835%. Konversi asam lemak bebas yang dihasilkan pada proses esterifikasi menggunakan katalis tetes tebu adalah 56,32%.
Perlakuan dari proses esterifikasi selesai maka dapat dilanjutkan dengan proses transesterifikasi untuk memproduksi biodiesel. Rendemen yang dihasilkan pada biodiesel proses esterifikasi – transesterifikasi dengan katalis tetes tebu adalah 84,51%. Karakteristik biodiesel pada penelitian ini meliputi bilangan asam, massa jenis, titik nyala, dan viskositas.
Biodiesel yang dihasilkan memiliki densitas yang diperoleh sebesar 860 kg/cm3 dengan rentang densitas menurut SNI 7182 – 2015 yaitu 850 – 890 kg/m3. Salah satu faktor yang membuat angka densitas tinggi adalah bahan baku, dikarenakan penggunaan minyak jelantah yang telah beberapa kali dipanaskan. Hasil viskositas biodiesel adalah 3,076 mm2/s. Hal ini menyatakan bahwa viskositas yang didapat memenuhi dengan standar SNI 7182 – 2015.
Bilangan asam untuk biodiesel sesuai standar SNI 7182 – 2015 berada di angka maksimal 0,5 mg- KOH/g. Setelah melakukan pengujian bilangan asam, didapatkan bilangan asam pada penelitian ini sebesar 0,4684 mg-KOH/gr. Uji titik nyala merupakan pengujian untuk mengetahui biodiesel dapat
terbakar jika didekatkan dengan nyala api. Hasil titik nyala yang telah dilakukan dalam penelitian ini sebesar 187,4°C, yang berarti biodiesel dari minyak jelantah telah memenuhi standar SNI 7182 – 2015.
4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan bahwa kondisi optimum katalis tetes tebu didapatkan pada konsentrasi H2SO4 10 N dan lamanya waktu sulfonasi 6 jam dengan nilai keasaman permukaan sebesar 0,907 mmol/gr. Konsentrasi H2SO4 dan lamanya waktu sulfonasi berbanding lurus terhadap jumlah situs asam yang terikat pada katalis, yang berarti semakin tinggi konsentrasi H2SO4 dan semakin lamanya waktu sulfonasi yang dilakukan maka jumlah situs asam yang terikat pada katalis semakin meningkat. Hasil karakterisasi katalis tetes tebu yang terbaik meliputi FT-IR, SEM – EDX antara lain menunjukkan adanya gugus fungsi O=S=O pada bilangan gelombang 1149,74 cm-1 dan 1038,57 cm-1 serta menunjukkan bahwa katalis molase setelah sulfonasi memiliki pori- pori yang lebih kecil dan gugus sulfur yang lebih banyak pada lembaran karbon. Rendemen biodiesel yang dihasilkan menggunakan katalis tetes tebu sebesar 84,51 % dengan kondisi operasi mol minyak dan metanol pada rasio 1 : 9, katalis 3 % b/b, suhu reaksi 60°C, dan waktu reaksi 2 jam. Biodiesel yang dihasilkan memiliki kualitas yang telah memenuhi standar SNI 7182 – 2015 yakni diantaranya angka asam 0,4684 mg-KOH/g. Viskositas kinematik sebesar 3,076 mm2/s, densitas sebesar 860 kg/m3, dan titik nyala didapatkan pada 187,4°C.
5. Daftar Pustaka
[1] E. Sunarsih, “Konsep Pengolahan Limbah Rumah Tangga Dalam Upaya Pencegahan Pencemaran Lingkungan,” Jurnal Ilmu Kesehatan Masyarakat, vol. 5, no. 03, November, pp. 162–167, 2014.
[2] B. Santosa, W. Wirawan, dan R. E. Muljawan, “Pemanfaatan molase sebagai sumber karbon alternatif dalam pembuatan nata de coco,” Teknologi PANGAN Media Informasi dan Komunikasi Ilmiah Teknologi Pertanian, vol. 10, no. 2, pp. 61–69, 2019, doi: 10.35891/tp.v10i2.1641.
[3] M. Fifendy, Irdawati, dan Eldini, “Pengaruh Pemanfaatan Molase terhadap Jumlah Mikroba dan Ketebalan Nata Pada Teh Kombucha,” Prosiding Semirata FMIPA Univ. Lampung, pp. 67–72, 2013.
[4] M. Cao, L. Peng, Q. Xie, K. Xing, M. Lu, dan J. Ji, “Sulfonated Sargassum horneri carbon as solid acid catalyst to produce biodiesel via esterification,” Bioresource Technology, vol. 324, pp. 1–8, 2020, doi: 10.1016/j.biortech.2020.124614.
[5] M. H. Ikhsan dan U. K. Nizar, “Katalis Asam Padat Berbasis Karbon Tersulfonasi Pada Proses Pembuatan Biodiesel,” Chemistry Journal of State Univ. Padang, vol. 9, no. 1, pp. 51–54, 2020.
[6] P. Kuncahyo, A. Z. M. Fathallah, dan Semin, “Analisa Prediksi Potensi Bahan Baku Biodiesel sebagai Suplemen Bahan Bakar Motor Diesel di Indonesia,” J. Tek. POMITS, vol. 02, pp. 62–66, 2013.
[7] Y. Pasae, L. Bulo, dan B. Ivonne, “Perbandingan Karakteristik Biodiesel Berbahan Baku Minyak Jelantah Hasil Proses Transesterifikasi Berkatalis NaOH, CaO Superbasa, dan Zeolit,” J. Chem.
Process Eng., vol. 4, no. 1, pp. 1–6, 2019, doi: 10.33536/jcpe.v4i1.331.
[8] N. Erna S dan W. S. Wiwit P, “Pengolahan Minyak Goreng Bekas (Jelantah) Sebagai Pengganti Bahan Bakar Minyak Tanah (Biofuel) Bagi Pedagang Gorengan Di Sekitar Fmipaunnes,”
Rekayasa, vol. 15, pp. 89–95, 2017.
[9] Y. Wulandari Mirzayanti dkk., “Pemanfaatan Tempurung Kelapa sebagai Katalis pada Proses Konversi Minyak Curah Menjadi Biodiesel,” J. Res. Technol., vol. VI, no. 2460, pp. 173–183, 2020.
[10] A. I. Purwazi, R. B. Kuncoro, R. D. Atmaja, dan A. S. Sanjaya, “Analisa Perbandingan Persentase Perekat Terhadap Nilai Uji Kalor Dan Proksimat Biobriket Eceng Gondok ( Eichhornia Crassipes ) Menggunakan Metode Karbonisasi,” J. Integr. Proses, vol. 7, no. 1, pp. 20–25, 2018.
[11] R. W. Putri, S. Haryati, dan R. Rahmatullah, “Pengaruh suhu karbonisasi terhadap kualitas karbon aktif dari limbah ampas tebu,” J. Tek. Kim., vol. 25, no. 1, pp. 1–4, 2019.
[12] J. Clohessy dan W. Kwapinski, “Carbon-Based Catalysts for Biodiesel Production — A Review,”
Appl. Sci., vol. 10, no. 918, pp. 1–17, 2020.
[13] K. Nakajima dan M. Hara, Amorphous Carbon with SO3H Groups as a Solid Bronsted Acid Catalyst, vol. 2, no. 7. 2012.
[14] C. Samorí dkk., “Unusual catalysts from molasses: Synthesis, properties and application in
[15] K. A. Shah, J. K. Parikh, dan K. C. Maheria, “Use of sulfonic acid-functionalized silica as catalyst for esterification of free fatty acids (FFA) in acid oil for biodiesel production: An optimization study,” Res. Chem. Intermed., vol. 41, no. 2, pp. 1035–1051, 2015, doi: 10.1007/s11164-013- 1253-6.
[16] A. P. da Luz Corrêa, R. R. C. Bastos, G. N. da Rocha Filho, J. R. Zamian, dan L. R. V. da Conceição, “Preparation of sulfonated carbon-based catalysts from murumuru kernel shell and their performance in the esterification reaction,” RSC Adv., vol. 10, no. 34, pp. 20245–20256, 2020, doi: 10.1039/d0ra03217d.
