pengaruh jenis dan konsentrasi asam terhadap …digilib.unila.ac.id/57905/3/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
-
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ASAM TERHADAP PROSES
REAKTIVASI SPENT BLEACHING EARTH (SBE) HASIL SAMPING
PRODUKSI BIOSOLAR
(Skripsi)
Oleh
Cendy Damayanti
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
-
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ASAM TERHADAP PROSES
REAKTIVASI SPENT BLEACHING EARTH (SBE) HASIL SAMPING
PRODUKSI BIOSOLAR
[Effect of Types and Acid Concentrations on theReactivation Process of Spent
Bleaching Earth (SBE) from By-Product of Biodiesel Production]
Ribut Sugiharto, Cendy Damayanti, Siti Nurdjanah, dan Subeki
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
Jl. Prof. Dr. Soemantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung Lampung 35145
ABSTRAK
Spent bleaching earth (SBE), hasil samping produksi biosolar, berpotensi menjadi
agen pemucat untuk proses pemucatan minyak kelapa sawit setelah dilakukan
reaktivasi. Metode reaktivasi yang paling umum digunakan yaitu aktivasi asam
yang dilanjutkan dengan pemanasan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
jenis asam terbaik dan konsentrasi asam optimum untuk menghasilkan tanah
pemucat teraktivasiyang sesuai dengan SNI 13-6336-2000. Penelitian ini disusun
dalam Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL) secara faktorial dengan tiga
ulangan. Perlakuan terdiri dari dua faktor, yaitu jenis asam (asam klorida, asam
nitrat, dan asam sulfat) dan konsentrasi asam (3%, 5%, dan 7%). Data yang
diperoleh dianalisis kesamaan ragamnya dengan uji Bartlett dan kemenambahan
data diuji dengan uji Tuckey, selanjutnya data dianalisis sidik ragam untuk
mengetahui penduga ragam galat dan uji signifikansi untuk mengetahui pengaruh
antar perlakuan. Data juga dianalisis lebih lanjut menggunakan Polinomial
Ortogonal dan Perbandingan Ortogonal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
perlakuan terbaik adalah pada perlakuan asam nitrat dengan konsentrasi 7%
(J2K3) yang menghasilkan jumlah rendemen RBE 69,75% dengan karakteristik
RBE meliputi kadar air RBE 3,08%, pH RBE 5,82, kadar abu RBE 90,32%,
efisiensi pemucatan warna CPO 4,07%, dan rendemen RBPO 86,82%.
Kata Kunci : Aktivasi asam, Spent bleaching earth, Reactivated bleaching earth.
-
2
ABSTRACT
Spent bleaching earth (SBE), byproducts of biodiesel production, has the potential
to become a bleaching agent for the process of bleaching palm oil after
reactivation. The most commonly used reactivation methods is acid activation
followed by heating. This study aimed to determine the best type of acid and
optimum acid concentration to produce activated bleaching earthwhich was in
accordance with SNI 13-6336-2000. This study was arranged in a factorial
Complete Group Randomized Design (CGRD) with three replications. The
treatment consisted of two factors, namely the type of acid (hydrochloric acid,
nitric acid, and sulfuric acid) and acid concentration (3%, 5%, and 7%). The data
obtained were analyzed for the similarity of variance with the Bartlett test and the
addition of the data tested by the Tuckey test, then the data were analyzed by
Analysis of Variance to find out the estimation of various errors and the
significance test to determine the effect between treatments. Data were also
analyzed further using Orthogonal Polynomials and Orthogonal Comparisons.
The results showed that the best treatment was the treatment of nitric acid with a
acid concentration of 7% (J2K3) which resulted in an RBE yield of 69.75%, with
RBE characteristics including RBE water content was 3.08%, pH RBE was 5.82,
RBE ash content was 90.32%, the efficiency of CPO color bleaching was 4.07%,
and RBPO yield was 86.82%.
Keyword : Acid activation, Spent bleaching earth, Reactivated bleaching earth
-
PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI ASAM TERHADAP PROSES
REAKTIVASI SPENT BLEACHING EARTH (SBE) HASIL SAMPING
PRODUKSI BIOSOLAR
Oleh
CENDY DAMAYANTI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
-
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Metro pada 13 Januari 1997, sebagai anak pertama dari tiga
bersaudara, dari pasangan Bapak Suharno dan Ibu Septi Puji Astuti. Penulis
memiliki 2 orang adik bernama Nuke Kristanti dan Adinda Tara Dhifania.
Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri 4 Metro timur pada
tahun 2008, kemudian melanjutkan pendidikan menengah pertama di SMP
Xaverius Metro dan lulus pada tahun 2011. Penulis melanjutkan pendidikan
menengah atas di SMA Negeri 1 Pekalongan, Lampung Timur dan lulus pada
tahun 2014. Penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Hasil
Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung pada tahun 2014 melalui jalur
tes tertulis Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN).
Penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Sulusuban, Kecamatan
Seputih Agung, Kabupaten Lampung Tengah dengan tema “Pemberdayaan
Kampung Berbasis Informasi dan Teknologi” pada bulan Januari sampai Februari
2017. Penulis melaksanakan Praktik Umum (PU) di PT. Nusantara Tropical Farm
(NTF), Labuhan Ratu, Lampung Timur, Lampung, dan menyelesaikan laporan PU
yang berjudul “Pemantauan Memar Buah Jambu Kristal selama Penanganan
Pasca Panen di PT. Nusantara Tropical Farm Lampung Timur”.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Badan Eksekutif Mahasiswa
Universitas Lampung sebagai anggota Kementerian Sekretaris Kabinet pada tahun
-
x
2014-2015, dan sebagai Staf Ahli Kementerian Pergerakan dan Pemberdayaan
Wanita pada tahun 2015-2016. Penulis pernah menjadi Asisten Praktikum mata
kuliah Uji Sensori tahun ajaran 2016/2017, Fisiologi Pasca Panen tahun ajaran
2017/2018, dan Teknologi Hasil Nabati tahun ajaran 2017/2018.
-
SANWACANA
Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan berkah
rahmat dan karunia kepada setiap hamba-Nya. Alhamdulillah Penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “Proses Reaktivasi Spent Bleaching Earth
(SBE) Hasil Samping Produksi Biosolar dengan Variasi Jenis dan Konsentrasi
Asam”. Skripsi ini dapat selesai karena bimbingan, bantuan, dan dorongan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku Dekan Fakultas
Pertanian, Universitas Lampung.
2. Ibu Ir. Susilawati, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil Pertanian,
Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
3. Bapak Ir. Ribut Sugiharto, M.Sc., selaku Dosen Pembimbing Akademik dan
Dosen Pembimbing pertama skripsi atas segala arahan, nasihat, saran, bantuan,
motivasi, dan bimbingan yang telah diberikan selama menjalani perkuliahan
hingga peyelesaian skripsi Penulis.
4. Ibu Dr. Ir. Siti Nurdjanah, M.Sc., selaku Dosen Pembimbing kedua skripsi atas
saran, motivasi, dan bimbingan dalam proses penelitian dan penyelesaian
skripsi Penulis.
5. Bapak Dr. Ir. Subeki, M.Si., M.Sc., selaku Dosen Pembahas atas saran,
bimbingan, dan evaluasinya terhadap skripsi Penulis.
-
xii
6. Orangtuaku tercinta Papa dan Mama, adik-adikku, serta keluargaku, terima
kasih atas kasih sayang tiada henti, do’a, motivasi, dan dukungan kepada
Penulis.
7. Seluruh Bapak dan Ibu dosen pengajar, staff administrasi, dan laboratorium di
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
8. Sahabat terbaik Arnanda, serta teman seperjuangan penelitian (Cindy, Windy,
Ayunendi, Mas Untung, dan Thito) yang telah membantu Penulis
menyelesaikan penelitian serta memberikan saran selama proses penyelesaian
skripsi ini.
9. Teman-teman THP angkatan 2014, adik-adik, dan kakak-kakak yang membantu
Penulis dalam melaksanakan perkuliahan, penelitian hingga penyelesaian
skripsi Penulis.
10. Semua pihak yang telah membantu Penulis menyelesaikan penulisan skripsi
ini.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat
diharapkan dan akan diterima dengan tangan terbuka. Semoga skripsi ini dapat
memberikan manfaat bagi Penulis maupun Pembaca.
Bandar Lampung, 22 Mei 2019
Penulis,
Cendy Damayanti
-
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xviii
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang dan Masalah ................................................................... 1
1.2. Tujuan .................................................................................................... 3
1.3. Kerangka Pemikiran .............................................................................. 4
1.4. Hipotesis ............................................................................................... 7
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Minyak Kelapa Sawit ............................................................................ 8
2.2. Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit ................................................ 9
2.2.1. Degumming .................................................................................10
2.2.2. Bleaching ....................................................................................10
2.2.3. Deodorizing ................................................................................10
2.3. Tanah Pemucat ......................................................................................11
2.4. Tanah Pemucat Bekas ............................................................................13
2.5. Metode Aktivasi ....................................................................................15
2.5.1. Aktivasi Asam ............................................................................16
2.5.2. Perlakuan Pillaring .....................................................................17
2.5.3. Perlakuan Surfaktan Kationik ......................................................17
2.5.4. Aktivasi Termal ..........................................................................18
2.5.5. Tanah Pemucat Termodifikasi Polimer ........................................18
2.6. Standar Mutu Tanah Pemucat ................................................................18
III. BAHAN DAN METODE
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................20
3.2. Bahan dan Alat Penelitian ...................................................................20
-
xiv
3.3. Metode Penelitian ................................................................................21
3.4. Prosedur Percobaan .............................................................................21
3.5. Pengamatan .........................................................................................22
3.5.1. Rendemen Reactivated Bleaching Earth ....................................22
3.5.2. Kadar Air Reactivated Bleaching Earth .....................................23
3.5.3. pH Reactivated Bleaching Earth ................................................23
3.5.4. Kadar Abu Reactivated Bleaching Earth ....................................24
3.5.5. Efisiensi Pemucatan Crude Palm Oil .........................................24
3.5.6. Rendemen Refined Bleached Palm Oil .......................................25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakteristik SBE Hasil Samping Produksi Biosolar ...........................27
4.2. Rendemen Reactivated Bleaching Earth ..............................................28
4.3. Kadar Air Reactivated Bleaching Earth ...............................................30
4.4. pH Reactivated Bleaching Earth ..........................................................32
4.5. Kadar Abu Reactivated Bleaching Earth ............................................34
4.6. Efisiensi Pemucatan Crude Palm Oil ...................................................37
4.7. Rendemen Refined Bleached Palm Oil ................................................38
4.8. Penentuan Perlakuan Terbaik ..............................................................40
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan ....................................................................................................42
5.2. Saran ..........................................................................................................42
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................43
LAMPIRAN ....................................................................................................49
-
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Syarat mutu bentonit untuk pemucat minyak nabati
(SNI 13-6336-2000) .....................................................................................19
2. Kombinasi perlakuan ....................................................................................21
3. Karakteristik SBE hasil samping produksi biosolar .......................................27
4. Pemilihan perlakuan terbaik RBE dari SBE hasil samping produksi
biosolar ........................................................................................................41
5. Rendemen reactivated bleaching earth (RBE) ...............................................50
6. Uji kehomogenan (kesamaan) ragam (Bartlett’s Test) rendemen reactivated
bleaching earth ............................................................................................51
7. Uji aditifitas (Tukey’s Test) rendemen reactivated bleaching earth (RBE) .....52
8. Analisis ragam rendemen reactivated bleaching earth (RBE) ........................52
9. Uji Orthogonal Polynomial – Orthogonal Comparison rendemen reactivated
bleaching earth (RBE) .................................................................................53
10. Kadar air reactivated bleaching earth (RBE) ...............................................54
11. Transformasi data kadar air reactivated bleaching earth (RBE) ...................54
12. Uji kehomogenan (kesamaan) ragam (Bartlett’s Test) kadar air reactivated
bleaching earth (RBE) ...............................................................................55
13. Uji aditifitas (Tukey’s Test) kadar air reactivated bleaching earth (RBE) ....56
14. Analisis ragam kadar air reactivated bleaching earth (RBE) .......................56
15. Uji Orthogonal Polynomial – Orthogonal Comparison kadar air reactivated
bleaching earth (RBE) ...............................................................................57
16. pH reactivated bleaching earth (RBE) .........................................................58
-
xvi
17. Transformasi data pH reactivated bleaching earth (RBE) ...........................58
18. Uji kehomogenan (kesamaan) ragam (Bartlett’s Test) pH reactivated
bleaching earth (RBE) ...............................................................................59
19. Uji aditifitas (Tukey’s Test) pH reactivated bleaching earth (RBE) ..............60
20. Analisis ragam pH reactivated bleaching earth (RBE) ................................60
21. Uji Orthogonal Polynomial – Orthogonal Comparison pH reactivated
bleaching earth (RBE) ...............................................................................61
22. Kadar abu reactivated bleaching earth (RBE) .............................................62
23. Uji kehomogenan (kesamaan) ragam (Bartlett’s Test) kadar abu reactivated
bleaching earth (RBE) ...............................................................................62
24. Uji aditifitas (Tukey’s Test) kadar abu reactivated bleaching earth (RBE) ...63
25. Analisis ragam kadar abu reactivated bleaching earth (RBE) ......................63
26. Uji Orthogonal Polynomial – Orthogonal Comparison kadar abu reactivated
bleaching earth (RBE) ...............................................................................64
27. Efisiensi pemucatan warna crude palm oil (CPO) ........................................65
28. Transformasi data efisiensi pemucatan warna crude palm oil (CPO) ...........65
29. Uji kehomogenan (kesamaan) ragam (Bartlett’s Test) efisiensi pemucatan
warna crude palm oil (CPO) .......................................................................66
30. Uji aditifitas (Tukey’s Test) efisiensi pemucatan warna crude palm oil
(CPO) .........................................................................................................67
31. Analisis ragam efisiensi pemucatan warna crude palm oil (CPO) .................67
32. Uji Orthogonal Polynomial – Orthogonal Comparison efisiensi pemucatan
warna crude palm oil (CPO) .......................................................................68
33. Rendemen refined bleached palm oil (RBPO) ..............................................69
34. Uji kehomogenan (kesamaan) ragam (Bartlett’s Test) rendemen refined
bleached palm oil (RBPO) .........................................................................69
35. Uji aditifitas (Tukey’s Test) rendemen refined bleached palm oil (RBPO) ....70
36. Analisis ragam rendemen refined bleached palm oil (RBPO) ......................70
-
xvii
37. Uji Orthogonal Polynomial – Orthogonal Comparison rendemen refined
bleached palm oil (RBPO) .........................................................................71
-
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Crude palm oil .............................................................................................. 8
2. Acid activated bentonite clay .........................................................................11
3. Spent bleaching earth hasil samping produksi biosolar ..................................13
4. Proses reaktivasi spent bleaching earth .........................................................22
5. Pengaruh jenis asam pada konsentrasi 7% terhadap rendemen RBE
yang dihasilkan ............................................................................................29
6. Pengaruh jenis asam terhadap pH RBE yang dihasilkan ................................33
7. Pengaruh jenis asam pada konsentrasi asam 7% terhadap kadar abu RBE
yang dihasilkan ............................................................................................35
8. Proses reaktivasi SBE ...................................................................................72
9. Proses pemucatan warna CPO .......................................................................73
10. Hasil pemucatan warna crude palm oil (CPO) .............................................74
-
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang dan Masalah
Proses pemucatan Crude Palm Oil (CPO) adalah salah satu proses penting dalam
proses pemurnian CPO. Proses pemucatan CPO biasanya menggunakan tanah
pemucat (bleaching earth) dengan kadar antara 0,5-2,0% dari massa CPO
(Young, 1987). Konsumsi minyak sawit di Indonesia diperkirakan sebesar 6,7
juta ton, maka dalam proses pemurnian CPO diperlukan tanah pemucat sebesar
134.000 ton (GIMNI, 2018). Jika menggunakan asumsi tersebut, proses
pemurnian CPO menghasilkan tanah pemucat bekas atau spent bleaching earth
(SBE) dalam jumlah banyak dan akan dibuang pada suatu lahan (landfill)
(Krisyanti dan Sukandar, 2011).
SBE adalah limbah padat yang dihasilkan dari industri pemurnian minyak sawit
(CPO). SBE sebagai hasil samping masih mengandung minyak yang dapat
menyebabkan kebakaran dan bahaya pencemaran lingkungan, sehingga
dibutuhkan proses yang dapat mengkonversi kandungan minyak pada SBE
(Chang et al., 2006). Dampak negatif lainnya, SBE yang hanya ditumpuk dalam
suatu lahan terbuka dapat menimbulkan bau yang tidak sedap (Wahyudi, 2000).
Oleh karena itu, SBE perlu penanganan khusus agar tidak menimbulkan masalah
bagi industri pemucatan minyak sawit (CPO). Penanganan tersebut bisa dengan
cara mereaktivasi SBE sehingga dapat digunakan kembali sebagai adsorben untuk
-
2
proses pemucatan minyak sawit kasar (CPO) atau memanfaatkan minyak yang
terkandung dalam SBE untuk produk non pangan yaitu biosolar.
SBE dari pemurnian CPO masih mengandung minyak nabati sebanyak 20-30%
(Kheang et al., 2006). Tingginya kandungan minyak dalam SBE sangat potensial
untuk dimanfaatkan menjadi biosolar (Lee et al., 2000). Biosolar dapat digunakan
sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesin diesel dan terbuat dari sumber
terbaharui seperti minyak nabati atau lemak hewan. Untuk menghasilkan biosolar
dari minyak yang terkandung dalam SBE dapat dilakukan melalui dua tahap yaitu
tahap ekstraksi minyak dari SBE dan tahap transesterifikasi minyak menjadi
biosolar dan kedua tahapan tersebut dapat dilakukan dengan secara terpisah dan
kontinyu (Kartika et al., 2015).
Pada proses transesterifikasi minyak menjadi biosolar dari SBE hasil samping
proses pemurnian CPO akan menghasilkan lagi SBE sebagai hasil sampingnya.
SBE hasil samping produksi biosolar memiliki kandungan minyak yang lebih
sedikit dibandingkan dengan SBE hasil samping proses pemurnian minyak sawit.
Hal tersebut terjadi karena dalam proses produksi biosolar menghasilkan
rendemen biosolar sebesar 82-90% (Lim et al., 2009). SBE hasil samping
produksi biosolar juga dapat direaktivasi untuk memulihkan daya serapnya. SBE
hasil samping produksi biosolar langsung dapat direndam dalam asam dan
pemanasan karena sudah tidak lagi memerlukan proses esktraksi minyak dalam
SBE, sehingga proses reaktivasinya akan lebih sederhana.
-
3
Saat ini telah dilakukan upaya-upaya dalam pemanfaatan SBE yang berkurang
kemampuan penyerapannya karena permukaannya telah tertutupi oleh bahan
pengotor. Salah satunya yaitu dengan mereaktivasi SBE untuk memulihkan
kemampuan penyerapannya. Proses reaktivasi dilakukan dengan cara merendam
SBE dalam larutan asam yang disertai dengan pemanasan. Proses reaktivasi ini
diharapkan bisa mengurangi penggunaan tanah pemucat baru sebagai adsorben
pada proses pemucatan di industri minyak pangan (Suryani et al., 2015).
Hasil-hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa SBE dari proses produksi
biosolar dapat direaktivasi. Namun hingga saat ini belum diketahui konsentrasi
dan jenis asam yang baik dalam proses reaktivasi SBE dari proses produksi
biosolar yang menghasilkan kualitas tanah pemucat yang baik. Oleh karena itu,
penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan hasil uji adsorben dengan pengaruh
jenis dan konsentrasi asam yang baik untuk memperoleh kualitas tanah pemucat
yang sesuai dengan standar mutu.
1.2. Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah
1. Mengetahui jenis asam terbaik pada proses reaktivasi SBE untuk menghasilkan
tanah pemucat yang sesuai dengan SNI 13-6336-2000.
2. Mengetahui konsentrasi asam optimum pada proses reaktivasi SBE untuk
menghasilkan tanah pemucat yang sesuai dengan SNI 13-6336-2000.
3. Mengetahui interaksi antara jenis dan konsentrasi asam pada proses reaktivasi
SBE.
-
4
1.3. Kerangka Pemikiran
Spent bleaching earth (SBE) hasil samping produksi biosolar berpotensi menjadi
agen pemucatan minyak kelapa sawit dengan reaktivasi SBE menggunakan asam.
Pada proses pemucatan minyak kelapa sawit, agen pemucat digunakan untuk
menyerap zat warna dan pengotor-pengotor dalam minyak. Kemampuan
pemucatan dari agen pemucat dapat dilakukan dengan aktivasi asam untuk
meningkatkan luas permukaan dan memodifikasi struktur agen pemucat (Tanjaya
et al., 2006). Proses ini juga dapat mengurangi jumlah SBE yang dibuang dan
dampak negatif bagi lingkungan.
Aktivasi asam adalah salah satu modifikasi kimia bleaching earth (BE) yang
paling umum digunakan (Komadel et al., 2006). Aktivasi asam digunakan untuk
meningkatkan luas permukaan spesifik, memodifikasi gugus fungsi permukaan,
untuk mendapatkan padatan dengan porositas tinggi dan untuk meningkatkan
pori-pori BE. Peran paling penting dari aktivasi asam adalah untuk meningkatkan
kapasitas adsorpsi dengan menghilangkan kotoran dan pigmen warna dari minyak
dalam SBE (Hussin, 2013).
Selain modifikasi kimia, modifikasi fisika menggunakan perlakuan panas juga
memiliki peran penting untuk BE. Struktur dan komposisi mineral lempung dapat
dimodifikasi dengan pemanasan pada suhu tinggi (Heller, 2006). Perlakuan
pemanasan berfungsi untuk mengembangkan struktur rongga yang ada pada BE
sehingga memperluas permukaannya, menghilangkan konstituen yang mudah
menguap, dan menghilangkan pengotor-pengotor pada BE (Swiatkowski, 1998).
-
5
Suryani et al. (2015), telah melakukan penelitian reaktivasi SBE dengan
menggunakan SBE hasil samping produksi biosolar. Reactivated Bleaching Earth
(RBE) yang dihasilkan digunakan untuk pemucatan CPO. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa penambahan HNO3 dengan konsentrasi asam 5% dengan
rasio SBE : asam yaitu 1:2 merupakan kondisi terbaik untuk reaktivasi dan
menghasilkan bahan yang paling efektif untuk menghilangkan warna pigmen
CPO. Reactivated Bleaching Earth (RBE) menghasilkan pemurnian minyak sawit
dengan bilangan asam yaitu 0,47-1,96 mg KOH/g dan bilangan iodium sebesar
53,82 g Iod/100 g.
Penelitian serupa juga dilakukan oleh Qowim (2012) mengenai reaktivasi SBE.
SBE yang direaktivasi menggunakan SBE hasil samping produksi biosolar. Hasil
penelitian tersebut menunjukkan bahwa SBE yang direndam dengan HCl 16% dan
pemanasan dengan suhu 80℃ selama 3 jam, menghasilkan warna SBE teraktivasi
lebih terang dibandingkan dengan SBE hasil samping produksi biosolar.
Penggunaan SBE yang direaktivasi ulang sebagai adsorben dalam pemurnian
biosolar dapat menghasilkan biosolar dengan kualitas yang sama sesuai dengan
SNI 04-7182-2006 (Qowim, 2012).
SBE hasil pemurnian minyak sawit juga dapat direaktivasi kembali. Fatmayati et
al. (2011) melaporkan bahwa kondisi reaktivasi SBE terbaik dengan rasio SBE :
asam yaitu 1:2 (b/v) dan konsentrasi larutan HNO3 5% pada suhu 300℃.
Kemudian RBE dilakukan pengujian terhadap CPO. Hasilnya teruji bahwa RBE
dapat digunakan berulang dan dapat menghasilkan tingkat kejernihan sebesar
-
6
97,4%. Kondisi terbaik pemucatan CPO diperoleh pada jumlah RBE 5% dari
berat CPO menghasilkan efisiensi pemucatan hingga 95,8%.
Penelitian mengenai reaktivasi SBE juga telah dilakukan oleh Yusnimar et al.
(2012). Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa pada pengasaman
menggunakan HCl dengan konsentrasi 3% dan pada suhu 470℃ dengan alat
furnace, SBE yang dihasilkan berwarna coklat dan lebih terang dibandingkan
dengan SBE yang dihasilkan dengan pemanasan pada suhu yang lainnya. SBE
yang dihasilkan kemudian diuji daya serapnya dengan merendam dalam larutan
Cu(II) dengan konsentrasi 20 ppm. Hasilnya persentase penyerapan SBE yang
telah direaktivasi sebesar 99,84%.
Regenerasi SBE terbaik pada penelitian Julaika et al. (2017) didapatkan pada
konsentrasi HCl 6% dan pada temperatur 130℃ dengan nilai bleaching power
sebesar 67,5%. Penelitian yang hampir sama juga telah dilakukan oleh Fajrudin et
al. (2016). Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil penyerapan terbaik
terhadap zat warna pakaian yaitu perendaman pada konsentrasi asam nitrat 0,7 M
dan pada temperatur 300℃. SBE yang digunakan pada kedua penelitian tersebut
yaitu SBE hasil samping proses pemurnian minyak sawit.
SBE yang digunakan dalam penelitian Yusaldi (2011) adalah SBE hasil samping
proses pemurnian minyak sawit. Hasil terbaik pada penelitian ini dengan
menggunakan H2SO4 30% (v/v) dengan perlakuan kalsinasi selama 2 jam. Hasil
penelitian tersebut menunjukkan bahwa efisiensi adsorpsi warna CPO terbaik
yaitu 98,44%. Hasil ini mendekati persen efisiensi bleaching earth (BE) komersial
yaitu sebesar 98,46%.
-
7
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan para peneliti terdahulu, maka
konsentrasi asam yang diteliti yaitu 3%, 5%, dan 7%. Jenis asam yang digunakan
dalam penelitian ini yaitu asam klorida (HCl), asam nitrat (HNO3), dan asam
sulfat (H2SO4). Suhu yang digunakan dalam penelitian yaitu 180℃ pada tahap 1
dan 400℃ pada tahap 2. Oleh karena itu, melalui penelitian ini diharapkan dapat
diketahui jenis dan konsentrasi asam untuk menghasilkan kualitas tanah pemucat
yang sesuai dengan SNI 13-6336-2000.
1.4. Hipotesis
Adapun hipotesis yang diajukan pada penelitian ini adalah
1. Terdapat jenis asam terbaik pada proses reaktivasi SBE untuk menghasilkan
tanah pemucat yang sesuai dengan SNI 13-6336-2000.
2. Terdapat konsentrasi asam optimum pada proses reaktivasi SBE untuk
menghasilkan tanah pemucat yang sesuai dengan SNI 13-6336-2000.
3. Terdapat interaksi antara jenis dan konsentrasi asam pada proses reaktivasi
SBE.
-
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Minyak Kelapa Sawit
Buah kelapa sawit menghasilkan dua jenis minyak. Pertama, minyak yang berasal
dari buah berwarna merah yang biasa disebut dengan minyak sawit kasar atau
Crude Palm Oil (CPO). Kedua, minyak yang berasal dari inti kelapa sawit dan
tidak berwarna biasa disebut dengan minyak inti kelapa sawit atau Palm Kernel
Oil (PKO). CPO mengandung beta karoten sekitar 500-700 ppm dan merupakan
bahan pangan sumber karoten alami terbesar. Oleh karena itu CPO berwarna
merah jingga. CPO diperoleh dari daging buah kelapa sawit melalui ekstraksi dan
mengandung sedikit air serta serat halus yang berwarna kuning sampai merah dan
berbentuk semi solid pada suhu ruang. Adanya serat halus dan air pada CPO
menyebabkan CPO tidak dapat dikonsumsi langsung sebagi bahan pangan
maupun non pangan (Ketaren, 1986).
Gambar 1. Crude palm oil (Tirtaadmaja, 2019)
-
9
Warna minyak ditentukan oleh adanya pigmen yang masih tersisa setelah proses
pemucatan, karena asam-asam lemak dan gliserida tidak berwarna. Warna orange
atau kuning disebabkan adanya pigmen karoten yang larut dalam minyak. Bau
dan flavor dalam minyak terdapat secara alami, juga terjadi akibat adanya asam-
asam lemak berantai pendek akibat kerusakan minyak. Bau khas minyak kelapa
sawit ditimbulkan oleh persenyawaan beta ionone. Titik cair minyak sawit berada
dalam nilai kisaran suhu, karena minyak kelapa sawit mengandung beberapa
macam asam lemak yang mempunyai titik cair yang berbeda-beda (Ketaren,
1986).
2.2. Proses Pemurnian Minyak Kelapa Sawit
Prinsip proses pemurnian minyak adalah menghilangkan komponen pengotor
yang terdapat dalam CPO melalui serangkaian tahapan proses, yaitu degumming,
bleaching, dan deodorizing sehingga menghasilkan produk Refined Bleached
Deodorized Palm Oil (RBDPO) yang sesuai dengan standar mutu. Pemurnian
CPO dapat dilakukan dengan dua metode yaitu pemurnian fisik dan pemurnian
kimia. Metode pemurnian fisik merupakan metode pemurnian yang lebih popular
karena lebih efektif dan efisien. Metode pemurnian CPO secara fisik dapat
menghasilkan yield yang lebih banyak, mengurangi penggunaan bahan kimia,
mengurangi penggunaan air serta dapat mengurangi dampak kerusakan terhadap
lingkungan (Basiron, 2005). Tahap proses pemurnian CPO secara fisik yaitu
sebagai berikut :
-
10
2.2.1. Degumming
Tahap ini merupakan tahap awal pada proses pemurnian dengan tujuan untuk
memisahkan seluruh fosfolipid (gum) yang terdapat dalam minyak. Fosfolipid
yang dibiarkan mengendap selma masa penyimpanan dapat menyebabkan off-
flavor dan dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna pada minyak (Lin and
Koseoglu, 2005). Degumming dilakukan dengan melakukan penambahan asam
fosfat kepada minyak, lalu akan diberi perlakuan panas dengan suhu 90-100℃
dalam waktu 15-30 menit (Basiron, 2005).
2.2.2. Bleaching
Proses bleaching merupakan proses mereduksi pigmen warna dengan melakukan
penambahan tanah pemucat atau bleaching earth (BE) (Taylor, 2005). Proses
bleaching dilakukan dengan menggunakan suhu 100-130℃ dalam waktu 30
menit. Tujuan dari penambahan BE adalah untuk menyerap pengotor yang masih
terdapat di dalam minyak, seperti karotenoid, logam, air, asam lemak bebas, dan
sebagian pengotor lainnya (Ketaren, 2008). Selain penghilangan zat warna,
proses bleaching juga dapat mengurangi komponen-komponen lain yang tidak
diinginkan seperti logam-logam transisi. Proses bleaching juga akan menyerap
sebagian suspensi koloid (gum dan resin) serta hasil degradasi minyak seperti
peroksida (Ketaren, 1986).
2.2.3. Deodorizing
Proses deodorizing merupakan tahap proses pemurnian minyak yang bertujuan
untuk menghilangkan bau dan rasa yang tidak enak dalam minyak. Pada dasarnya
-
11
deodorisasi merupakan suatu proses destilasi dengan suhu tinggi dalam keadaan
vakum. Pada suhu tinggi, komponen-komponen yang meninggalkan bau dari
minyak mudah diuapkan, kemudian melalui aliran uap komponen-komponen
tersebut dipisahkan dari minyak. Komponen-komponen yang dapat menimbulkan
rasa dan bau dari minyak antara lain aldehida, keton, hidrokarbon yang jumlahnya
sekitar 0,1% dari berat minyak (Djatmiko dan Widjaja, 1985).
2.3. Tanah Pemucat
Tanah pemucat atau bleaching earth (BE) banyak digunakan pada proses
bleaching atau pemucatan warna minyak sawit mentah (CPO) pada industri
pemurnian CPO sebagai bleaching agent. Proses bleaching bertujuan merubah
warna CPO dari berwarna gelap coklat kemerahan menjadi kuning muda jernih.
Selain itu, adsorben ini juga berfungsi dapat mencegah kerusakan minyak karena
dapat mengadsorpsi pengotor-pengotor lain yang terdapat dalam CPO seperti sisa
tandan, sejumlah kecil logam, dan pengotor yang berasal dari hasil oksidasi
minyak yang biasanya berwarna gelap (Yusnimar et al., 2012).
Gambar 2. Acid activated bentonite clay (Sumber : Rohani et al., 2006)
-
12
BE yang digunakan di industri ada beberapa jenis antara lain bentonit, activated
clay, dan arang aktif. Industri pemurnian minyak nabati di Indonesia umumnya
menggunakan Ca-bentonit sebagai bleaching agent. Bentonit adalah istilah yang
digunakan dalam dunia perdagangan untuk jenis mineral lempung yang
mengandung kurang lebih 80% mineral monmorillonit (Al2O3 x H2O) (Riyanto,
1992). Jenis bahan galian yang mengandung mineral monmorillonit mempunyai
ciri-ciri berwarna putih keabu-abuan, kadang-kadang berwarna krem, kilap lilin,
lunak, plastis, sarang, dan apabila diraba terasa licin seperti sabun, sedangkan bila
dimasukkan ke dalam air akan mengisap air tersebut sedikit atau banyak. Bila
terkena hujan singkapan bentonit berubah seperti bubur, sedangkan jika
kekeringan akan menimbulkan rekahan-rekahan yang nyata (Dinas Pertambangan
dan Energi, 2004).
Bentonit mempunyai sifat mengadsorpsi, karena ukuran partikel koloidnya sangat
kecil dan memiliki kapasitas permukaan yang tinggi. Bentonit bersifat mudah
mengembang di dalam air, karena adanya penggantian isomernya pada lapisan
oktohedral (ion Mg oleh ion Al) dalam mengimbangi adanya kelebihan muatan
diujung kisi-kisinya. Adanya gaya elektrolisis yang mengikat krital pada jarak 4,5
Å dari permukaan unit-unitnya, dan akan tetap menjaga unit itu tidak saling
merapat. Pada pencampuran bentonit dengan air, adanya proses pengembangan
membuat jarak antara setiap unit makin melebar dan lapisannya menjadi bentuk
serpihan, serta mempunyai permukaan luas jika dalam zat pengsuspensi. Oleh
karena sifatnya ini, bentonit dapat dijadikan bleaching agent atau adsorben
(Yusnimar et al., 2012).
-
13
2.4. Tanah Pemucat Bekas
Tanah pemucat bekas atau spent bleaching earth (SBE) adalah limbah padat yang
dihasilkan dalam tahapan proses pemurnian minyak dalam industri minyak
goreng. SBE yang berasal dari pemurnian crude palm oil (CPO) merupakan
campuran antara bleaching earth dan senyawa organik yang berasal dari CPO.
Senyawa organik yang berasal dari CPO sebagian besar merupakan senyawa
trigliserida dan komponen organik dalam jumlah relatif kecil adalah digliserida,
asam lemak bebas, protein, zat warna alami, dan wax. Selain itu dalam spent
bleaching earth juga masih terkandung komponen asam fosfat (H3PO4). Asam
fosfat ini berasal dari proses degumming yang terbawa oleh CPO ke unit
bleaching (Wahyudi, 2000).
Gambar 3. Spent bleaching earth hasil samping produksi biosolar
Bleaching earth merupakan sejenis tanah liat dengan komposisi utama terdiri dari
SiO2, Al2O3, air terikat serta ion Ca2+, MgO dan Fe2O3. Daya pemucat bleaching
earth disebabkan oleh ion Al3+ pada permukaan partikel penjerap sehingga dapat
mengadsorbsi zat warna dan tergantung perbandingan Al2O3 dan SiO2 dalam
bleaching earth (Ketaren, 1986). Tanah pemucat merupakan salah satu jenis
tanah lempung yang mengandung mineral montmorillonit sekitar 85% dan
-
14
fragmen sisanya terdiri dari campuran mineral kuarsa, gipsum, kolinit, dan lain-
lain (Supeno, 2008). Montmorillonit yang terdapat dalam bentonit merupakan
mineral liat yang dapat mengembang dan mengerut yang tergolong dalam
kelompok smektit serta mempunyai komposisi kimia yang beragam. Potensi
mengembang-mengerut dan adanya muatan negatif yang tinggi merupakan penyebab
mineral tersebut dapat menerima dan menjerap ion-ion logam dan kation-kation
organik. Montmorillonit mempunyai gugus Mg2+dan ion Fe2+dalam posisi oktahedral
(Tan, 1993).
Industri minyak akan membuang spent bleaching earth pada suatu lahan
(landfill). SBE yang telah digunakan dalam proses pemurnian lama kelamaan
akan terdeaktivasi karena permukaannya telah tertutupi oleh bahan-bahan
pengotor yang terbawa pada proses pemurnian CPO antara lain fosfatida, gum,
logam, asam lemak serta zat warna pada CPO sehingga tidak dapat digunakan
kembali dan dapat berpotensi untuk pencemaran lingkungan. Menurut PP No. 85
tahun 1999, SBE merupakan limbah bahan berbahaya dan beracun (limbah B3).
Karena SBE dapat menimbulkan polusi dan reaksi pembakaran (Krisyanti dan
Sukandar, 2011).
Terdapat dua jenis spent bleaching earth (SBE), yaitu SBE hasil samping proses
pemurnian minyak sawit dan SBE hasil samping produksi biosolar. SBE hasil
samping proses pemurnian minyak sawit digunakan dalam tahap pemucatan
warna dan kotoran dalam minyak sawit. SBE jenis ini masih mengandung
minyak nabati sebesar 20-30% (Kheang et al., 2006). Sedangkan SBE hasil
samping produksi biosolar, yaitu SBE hasil samping proses transesterifikasi
-
15
minyak dalam SBE menjadi biosolar. Rendemen biosolar yang dihasilkan dari
SBE pemurnian CPO melalui proses tranesterifikasi adalah sebesar 82-90% (Lim
et al., 2009), sehingga kandungan minyak nabati dalam SBE hasil samping
produksi biosolar hanya sedikit.
Reaktivasi SBE adalah proses mengaktifkan kembali pori-pori dalam SBE yaitu
dengan cara pemanasan dan perendaman dalam larutan asam. Reaktivasi ini dapat
menghasilkan bleaching earth tereaktivasi yang dapat digunakan kembali untuk
proses pemucatan CPO. Pada proses pemanasan pada suhu 1800C diharapkan
terjadi reaksi polimerisasi pada minyak yang menempel di tanah pemucat bekas
dan membentuk senyawa hidrokarbon. Pemanasan lanjutan (300-7000C)
diharapkan dapat merubah senyawa hidrokarbon tersebut menjadi cake (arang).
Cake tersebut dengan bantuan asam dan suhu tinggi diharapkan menjadi bahan
yang mempunyai permukaan aktif. Metode reaktivasi dengan perendaman SBE
dalam larutan asam disertai pemanasan dapat menghasilkan reactivated bleaching
earth (RBE) yang dapat digunakan kembali sebagai adsorben untuk pemurnian
CPO dan biosolar (Suryani et al., 2015).
2.5. Metode Aktivasi
Umumnya, aktivasi adalah perlakuan kimia atau fisika yang diterapkan pada jenis
tanah liat tertentu untuk meningkatkan kapasitas penyerapan zat warna dan
kotoran lainnya dalam minyak dan larutan (Farihahusnah et al., 2011).
-
16
2.5.1. Aktivasi Asam
Bentonit banyak ditemukan di alam, namun sebagian besar dari dapat
dimodifikasi dalam berbagai cara seperti aktivasi asam, pertukaran ion dan
pemanasan untuk meningkatkan sifat permukaan (Korichi et al., 2009). Aktivasi
asam bentonit adalah proses penting untuk memodifikasi sifat fisik dan kimia dari
bentonit (Diaz and Santos, 2001). Bentonit yang diaktifkan asam adalah bentonit
yang strukturnya telah larut dengan perlakuan sebagian besar dengan asam
anorganik. Tergantung pada tingkat aktivasi, Ca2+, Mg2+ dan Na+ sebagian besar
digantikan oleh H+, sementara Al, Fe, Mg dan Si dilarutkan dari lattice (Kutlic et
al., 2012).
Aktivasi asam adalah kompleks dan melibatkan serangkaian reaksi kimia,
menghasilkan permukaan mineral lempung terprotonasi yang kuat dan
peningkatan luas permukaan spesifik. Aktivasi dimulai dengan pembubaran
sebagian bentonit dan termasuk penggantian awal kation yang dapat ditukar oleh
proton (H+); termasuk kation Al3+, Mg2+ dan Fe2+ diekstrak dari oktahedral dan
lembaran tetrahedral dan juga diganti dengan H+, dengan pelepasan struktural
selanjutnya kation sebagai garam dari asam mineral. Serangan ini mengubah
struktur sifat kimia dan fisik bentonit dengan meningkatkan kapasitas adsorpsi
(Korichi et al., 2009). Didi et al. (2009) meneliti kapasitas pemucatan dan
optimasi aktivasi asam bentonit dari Aljazair dan menemukan bahwa konsentrasi
asam dan waktu aktivasi sangat mempengaruhi kapasitas pemucatan bentonit.
Meskipun banyak penelitian yang menunjukkan hubungan yang tidak pasti antara
kinerja lempung teraktivasi asam dan komposisi atau sifat dari bentonit asli. Oleh
-
17
karena itu, setiap bentonit harus diaktifkan dan diuji secara spesifik (Foletto, et
al., 2011).
Serangan asam memainkan peran penting untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi
bentonit. Umumnya, sampel bentonit mentah dicuci dan dihancurkan sebelum
diolah dengan asam mineral pada suhu tetap dan waktu kontak dengan
pengadukan konstan. Ketika aktivasi selesai, campuran disaring, dicuci beberapa
kali dengan air suling dan kemudian dikeringkan. Bentonit kering disamakan
ukurannya dan disimpan untuk aplikasi (Ajemba and Onukwuli, 2013 dan Usman
et al., 2013). Faktor-faktor yang mempengaruhi proses aktivasi asam yaitu sifat
bentonit alami, waktu kontak, suhu, konsentrasi asam, dan jenis asam yang
digunakan untuk aktivasi (Farihahusnah et al., 2011).
2.5.2. Perlakuan Pillaring
Pillaring adalah metode yang mengubah sifat tanah pemucat dengan
menggunakan kombinasi perlakuan fisik. Pilar tanah pemucat dihasilkan oleh
kalsinasi pertukaran oxacations (misalnya Al, Cr, Ga, Si, Ce,) untuk digunakan
sebagai adsorben atau katalis, terutama dalam produksi bahan bakar dengan
memecahkan minyak nabati (Kloprogge et al., 2005).
2.5.3. Perlakuan Surfaktan Kationik
Surfaktan organik diadsorpsi oleh montmorillonite untuk membentuk "organo-
montmorillonite kompleks". Kompleks hidrofobik ini digunakan sebagai
adsorben polutan organik dan sebagai komponen dalam sintesis nanocomposites
-
18
tanah pemucat-polimer sebagai organoclays berbiaya rendah (Hongping et al.,
2010).
2.5.4. Aktivasi termal
Aktivasi termal tanah pemucat adalah proses perlakuan fisik yang melibatkan
kalsinasi tanah pemucat pada suhu tinggi. Ini dapat menghilangkan kotoran dan
kadar air dalam partikel tanah pemucat (Ajemba, 2012).
2.5.5. Tanah Pemucat Termodifikasi Polimer
Tanah pemucat termodifikasi polimer umumnya dibentuk oleh adsorpsi fisik,
okulasi kimia atau pertukaran ion dengan surfaktan. Ini meningkatkan sifat fisik
dan kimia, tetapi tidak mempengaruhi struktur (Peng, 2007).
2.6. Standar Mutu Tanah Pemucat
Menurut SNI 13-6336-2000, tanah pemucat (bleaching earth) adalah tanah
lempung yang komposisi utamanya aluminium silikat hidrat yang dapat
memucatkan warna minyak secara kontak. Terdapat dua jenis tanah pemucat
yaitu tanah pemucat alamiah dan tanah pemucat yang diaktifkan. Tanah pemucat
alamiah adalah tanah pemucat yang dapat memucatkan warna tanpa pengaktifan
terlebih dahulu. Tanah pemucat yang diaktifkan adalah tanah pemucat yang dapat
memucatkan waarna dengan pengaktifan lebih dahulu. Standar mutu tanah
pemucat disajikan dalam Tabel 1.
-
19
Tabel 1. Syarat mutu bentonit untuk pemucat minyak nabati (SNI 13-6336-2000)
No. Uraian Satuan Persyaratan
1. Berat jenis nyata g/ml 2,0 – 2,7
2. pH suspensi (10% padatan) - 6,5 – 8,5
3. Ukuran butir
- lolos 200 mesh
- tertahan 200 mesh
%
%
min. 98
maks. 2,5
4. Kadar air % maks. 15
5. Efisiensi memucatkan warna % min. 40
Sumber : BSN, 2000.
-
III. BAHAN DAN METODE
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Analisis Hasil Pertanian,
Laboratorium Pengelolaan Limbah Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas
Pertanian dan Laboratorium Kimia Dasar Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung pada bulan September sampai
dengan November 2018.
3.2. Bahan dan Alat Penelitian
Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah Spent Bleaching
Earth (SBE) dari hasil samping produksi biosolar. Bahan lainnya adalah asam
klorida (HCl) 32%, asam nitrat (HNO3) 65%, asam sulfat (H2SO4) 96%, akuades,
minyak sawit kasar (CPO), asam phospat (H3PO4) 85%, dan minyak goreng.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah gelas ukur, termometer, pipet
volumetrik, gelas beaker, corong, pengaduk, stopwatch, tanur, pH meter,
timbangan, oven, cawan porselen, kompor listrik, panci, spektrofotometer,
sentrifuge, kertas saring, magnetic strirrer, dan desikator.
-
21
3.3. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok
Lengkap (RAKL) dan disusun secara faktorial yaitu 2 faktor dengan 3 taraf
dengan 3 kali ulangan. Faktor perlakuan berupa jenis asam yaitu asam klorida
(HCl) = J1, asam nitrat (HNO3) = J2, dan asam sulfat (H2SO4) = J3 dan
konsentrasi asam yaitu 3% = K1, 5% = K2, dan 7% = K3. Keseragaman ragam
diuji dengan uji Barlett dan kemenambahan data diuji dengan uji Tukey. Data
dianalisis dengan sidik ragam untuk mendapatkan penduga ragam galat dan uji
signifikasi untuk mengetahui antar perlakuan. Selanjutnya data diuji lanjut
menggunakan polinomial ortogonal dan perbandingan ortogonal.
Tabel 2. Kombinasi perlakuan.
Sampel Keterangan
J1K1 J1 = Asam klorida ; K1 = 3%
J1K2 J1 = Asam klorida ; K2 = 5%
J1K3 J1 = Asam klorida ; K3 = 7%
J2K1 J2 = Asam nitrat ; K1 = 3%
J2K2 J2 = Asam nitrat ; K2 = 5%
J2K3 J2 = Asam nitrat ; K3 = 7%
J3K1 J3 = Asam sulfat ; K1 = 3%
J3K2 J3 = Asam sulfat ; K2 = 5%
J3K3 J3 = Asam sulfat ; K3 = 7%
3.4. Prosedur Percobaan
Proses reaktivasi SBE dilakukan mengikuti prosedur penelitian Suryani et al.
(2015), yaitu dengan melakukan perendaman SBE sisa produksi biosolar dalam
larutan asam, yaitu HCl, HNO3, dan H2SO4 dengan konsentrasi asam 3%, 5%,
dan 7%. Jumlah rasio antara SBE dan larutan asam yaitu 1 : 2 (b/v). Kemudian
-
22
campuran tersebut dilakukan pemanasan bertahap yaitu tahap 1 dengan suhu
180℃ selama 30 menit dan tahap 2 dengan suhu 400℃ selama 60 menit.
Gambar 4. Proses reaktivasi spent bleaching earth (Suryani et al., 2015 yang
telah dimodifikasi)
3.5. Pengamatan
3.5.1. Rendemen Reactivated Bleaching Earth
Rendemen merupakan perbandingan berat RBE dengan berat SBE awal. Untuk
menghitung rendemen RBE digunakan persamaan sebagai berikut :
Rendemen = W RBE
W SBE x 100%
Bleaching Earth teraktivasi
Pemanasan tahap 2
(T = 400℃, t = 60 menit)
Pemanasan tahap 1
(T = 180℃, t = 30 menit)
J3 (H2SO4), K1 (3%)
J3 (H2SO4), K2 (5%)
J3 (H2SO4), K3 (7%)
J2 (HNO3), K1 (3%)
J2 (HNO3), K2 (5%)
J2 (HNO3), K3 (7%)
J1 (HCl), K1 (3%)
J1 (HCl), K2 (5%)
J1 (HCl), K3 (7%)
Perendaman dalam larutan asam
dengan rasio SBE : asam = 1 : 2 (b/v)
Spent Bleaching Earth sisa
produksi biosolar in situ 50 gr
-
23
Keterangan :
W RBE = bobot RBE (gram)
W SBE = bobot SBE (gram)
3.5.2. Kadar Air Reactivated Bleaching Earth
Pengujian kadar air bleaching earth teraktivasi mengikuti prosedur pengujian SNI
13-6336-2000. Dikeringkan botol timbang selama 5 jam pada suhu 100℃ ± 5℃
lalu didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang. Ditimbang 5 gram sampel
dengan ketelitian 4 desimal dalam botol timbang yang sudah dikeringkan.
Dikeringkan pada suhu 100℃ ± 5℃ dalam pengering selama 5 jam.
Didinginkan dalam desikator dan ditimbang sampai berat tetap. Ditentukan juga
kadar air SBE dengan cara yang sama. Kadar air tanah pemucat dihitung
menggunakan rumus berikut :
Kadar air = B−C
B− A x 100%
Keterangan :
A = berat botol timbang kosong yang sudah dikeringkan (gram)
B = berat sampel (gram)
C = berat botol timbang dan sampel yang sudah dikeringkan (gram)
3.5.3. pH Reactivated Bleaching Earth
Pengujian reaksi suspensi dalam air RBE akan mengikuti prosedur pengujian SNI
13-6336-2000. Ditimbang 10,0 g sampel. Dimasukkan ke dalam gelas kimia 200
ml, ditambahkan 100 ml akuades. Dikocok ± 1 menit dan didiamkan selama 10
-
24
menit. Diukur pH menggunakan pH meter dengan ketelitian satu desimal.
Ditentukan juga pH SBE dengan cara yang sama.
3.5.4. Kadar Abu Reactivated Bleaching Earth
Pengujian kadar abu RBE akan mengikuti prosedur pengujian SNI 01-2891-1992.
Ditimbang 5 gram sampel dalam cawan porselen yang telah diketahui bobotnya.
Diarangkan di atas nyala pembakar. Diabukan dalam tanur pada suhu 600℃
selama kurang lebih 6 jam. Didinginkan dalam desikator dan ditimbang untuk
mengetahui bobot abu. Ditentukan pula kadar air SBE dengan cara yang sama.
Penentuan kadar abu dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
Kadar abu = W1−W2
W x 100%
Keterangan :
W = bobot sampel sebelum diabukan (gram)
W1 = bobot sampel dan cawan setelah diabukan (gram)
W2 = bobot cawan kosong (gram)
3.5.5. Efisiensi Pemucatan Warna Crude Palm Oil
Efisiensi pemucatan warna CPO akan dilakukan menggunakan RBE yang telah
dihasilkan. Pemucatan CPO didahului dengan proses degumming kemudian
dilanjutkan dengan proses bleaching dengan RBE. Proses degumming akan
mengikuti prosedur dari penelitian Ristianingsih et al. (2011) yang telah
dimodifikasi. Pada proses ini sebanyak 50 ml CPO ditambahkan H3PO4 (85%)
sebanyak 1,5% (v/v) di dalam beaker 100 ml pada suhu 80℃ dengan kecepatan
pengadukan 500 rpm selama 15 menit. Selanjutnya dilakukan sentrifugasi selama
-
25
15 menit dengan kecepatan 4000 rpm untuk memisahkan fosfolipid (gum) yang
terdapat dalam minyak.
Proses pemucatan CPO akan mengikuti prosedur penelitian Fatmayati et al.
(2011) yang telah dimodifikasi. RBE dari hasil penelitian kemudian digunakan
sebagai adsorben pada proses pemucatan CPO. Konsentrasi bleaching earth yang
digunakan sebesar 5% (% berat) dari berat CPO yang telah dihilangkan gumnya
dengan suhu 120℃ selama 30 menit dan kecepatan pengadukan 500 rpm.
Kemudian CPO hasil pemucatan selanjutnya dipisahkan dari SRBE dengan
menggunakan kertas saring. Minyak hasil pemucatan, kemudian diukur nilai
absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 470 nm.
Ditentukan juga nilai absorbansi dari CPO awal dengan cara yang sama.
Penentuan efisiensi pemucatan warna CPO dihitung dengan persamaan sebagai
berikut :
Efisiensi memucatkan warna = A−B
A x 100%
Keterangann :
A = nilai absorbansi warna minyak sebelum pemucatan
B = nilai absorbansi warna minyak setelah pemucatan
3.5.6. Rendemen Refined Bleached Palm Oil
Rendemen merupakan perbandingan berat RBPO dengan berat degummed palm
oil (DPO) awal. Untuk menghitung rendemen RBPO digunakan persamaan
sebagai berikut :
Rendemen = W RBPO
W DPO x 100%
-
26
Keterangan :
W RBPO = bobot RBPO (gram)
W DPO = bobot DPO (gram)
-
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa perlakuan terbaik
untuk menghasilkan reactivated bleaching earth (RBE) dari SBE hasil samping
produksi biosolar diperoleh pada perlakuan J2K3 yaitu asam nitrat dengan
konsentrasi 7%. Perlakuan ini menghasilkan rendemen RBE sebesar 69,75%
dengan karakteristik RBE meliputi kadar air 3,08%, pH RBE 5,82, kadar abu
90,32%, efisiensi pemucatan warna CPO 4,07%, dan rendemen refined bleached
palm oil (RBPO) sebesar 86,82%.
5.2. Saran
Perlu dilakukan lebih lanjut mengenai proses reaktivasi SBE dengan melakukan
pencucian untuk menurunkan pH RBE dan analisis lebih lanjut terhadap minyak
hasil pemucatan menggunakan RBE.
-
DAFTAR PUSTAKA
Ajemba, R. O., and Onukwuli, O. D. 2013. Nitric Acid-Activated Nteje Clay :
Structural and Bleaching Properties. International Journal of Engineering.
26 (5) : 495-500.
Ajemba, R.O. 2012. Modification of The Physico-Chemical Properties of Udi
Clay Mineral to Enchance Its Adsorptive Capacity. Advance Applied
Science Research. 3 (4) : 2042-2049.
Apriyantono, A., Fardiaz, D., Puspitasari, N.L., Sedarnawati, Y., dan Budianto, S.
1989. Petunjuk Laboratorium Analisis Pangan. Pusat Antar Universitas.
Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Badan Standarisasi Nasional. 1992. Cara Uji Makanan dan Minuman SNI 01-
2891-1992. BSN. Jakarta.
Badan Standarisasi Nasional. 2000. Bentonit untuk Pemucat Minyak Nabati SNI
13-6336-2000. BSN. Jakarta.
Basiron, Y. 2005. Palm Oil. In : Bailey’s Industrial Oil and Fat Products 6th ed. A
John Wiley & Sons, Inc. New Jersey. 208 pp.
Baranowsky, K., Beyer, W., and Billek, G. 2001. Technologies for Industrial
Processing of Fats and Oils. European Journal of Lipid Science and
Technology. 103 : 505-551.
Benefield, L. D., Judkins, J. F., and Weand, B. L. 1982. Process Chemistry for
Water and Wastewater Treatment. Prentice Hall Inc. New Jersey.
Chang, J. I., Tai, H. S., and Huang, T. H. 2006. Regeneration of Spent Bleaching
Earth by Lye-Extraction. Journal of Wiley interscience. 25(4): 374-375.
Diaz, F. V., and Santos, S. P. 2011. Studies On The Acid Activation of Brazilian
Smectite Clays. Quim Nova. 24 (3) : 345-353.
Didi, M. A., Makhoukhi, B., Azzouz, A., and Villemin, D. 2009. Colza Oil
Bleaching Through Optimized Acid Activation of Bentonite. A Comparative
Study Applied Clay Science. 42 : 336-344.
-
44
Dinas Pertambangan dan Energi. 2004. Laporan Akhir Penyeledikan Bahan
Galian Bentonit, Batu Gamping, dan Tanah di Kabupaten Singingi dan
Kampar Propinsi Riau. PT. Riodila Bumi Persada Konsultan Teknik.
Pekanbaru.
Djatmiko, B. Dan Widjaja, A. P. 1985. Teknologi Lemak dan Minyak I. Agro
Industri Press, Fateta IPB. Bogor. Hlm. 92.
Elsabee, M. Z., Morsi, R. E., and Al-Sabagh, A. M. 2009. Surface Active
Properties of Chitosan and Its Derivatives. Colloids Surf. B Biointerfaces.
74 : 1-16.
Fajrudin, A., Supartono, dan Woro, S. 2016. Pengaruh Konsentrasi Asam Nitrat
dan Temperatur Kalsinasi Reaktivasi Spent Bleaching Earth. Indoesian
Journal Chemical Science. 5(3) : 202-205.
Farihahusnah, H., Mohamed, K. A., and Wan, M. A. W. D. 2011. Textural
Characteristics, Surface Chemistry and Activation of Bleaching Earth. A
Review, Chemical Engineering Journal. 170 : 90-106.
Fatmayati, Nur, A. D., Ani, S., dan Muhammad, R. 2011. Pemucatan Minyak
Sawit Kasar Menggunakan Tanah Pemucat Hasil Reaktivasi. Jurnal Sawit
Indonesia. 1(1) : 9-14.
Foletto, E. L., Collazo, G. C., Volzone, C., and Porto, L. M. 2011. Sunflower Oil
Bleaching by Adsorption Onto Acid-Activated Bentonite. Brazilian Journal
of Chemical Engineering. 28 (1) : 169-174.
FPTK UPI. 2004. Asam Basa. Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.
GIMNI. 2018. Konsumsi CPO Domestik Tembus 7 Juta Ton.
gimni.org/konsumsi-cpo-domestik-tembus-7-juta-ton/. Diakses pada hari
Rabu tanggal 13 Maret 2019.
Hagen, M. V. D. and Fill, F. 2009. 140 Sulphuric, Hydrocholoric, Nitric, and
Phosporic Acids. University of Gothenburg. Swedia.
Heller, L. K. 2006. Thermally Modified Clay Minerals. In F. Bergaya, B. K. G.
Theng, and G. Lagaly. Developments in Clay Science. Handbook of Clay
Science. Oxford. Netherlands : Elsevier. 289-308.
Hilyati dan Widihastono, B. 1991. Adsorbsi Zat Warna Tekstil pada Zeolit Alam
dari Bayah. Jurnal Kimia Terapan Indonesia. 1 (2) : 47-53.
Hongping, H., Yuehong, M., Jianxi, Z., Peng, Y., and Yanhong, Q. 2010.
Organoclays Prepared from Montmorillonites with Different Cation
Exchange Capacity and Surfactant Configuration. Applied Clay Science. 48
: 67-72.
-
45
Hussin, F. B. T. 2013. Acid Activation of Bleaching Earth for Crude Palm Oil
Treatment. University of Malaya. Kuala Lumpur.
Hymore, F. K. 1996. Effects of Some Additives On The Performance of Acid-
Activated Clays in Bleaching of Palm Oil. Applied Clay Science. 10 : 379-
385.
Julaika, S., Andre, W. F., dan Subiyono. 2017. Pengaruh Asam Klorida dan Suhu
Aktivasi pada Regenerasi Spent Bleaching Earth. Institut Teknologi Adhi
Tama Surabaya. Surabaya.
Kartika , I. A., Yani, M., dan Herawan, D. 2012. Transesterifikasi in situ Biji
Jarak Pagar : Pengaruh Jenis Peraksi, Kecepatan Pengadukan, dan
Temperatur Reaksi terhadap Rendemen dan Kualitas Biodiesel. Jurnal
Teknologi Industri Pertanian. 21 : 24-33.
Ketaren, S. 2008. Minyak dan Lemak Pangan. UI-Press. Jakarta. 185 hlm.
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI-Press.
Jakarta.
Kheang, L. S., Cheng, S. F., Choo, Y. M., and Ma, A. N. 2006. Malaysian Palm
Oil Board. A Study of Residual Oils Recovery from Spent Bleaching Earth :
Their Characteristics and Applications. American Journal of Applied
Science. 3(10): 2063-2067.
Kloprogge, J. T., Duong, L. V., and Frost, L. R. 2005. A Review of The Synthesis
and Characterisation of Pillared Clays and Related Porous Materials for
Cracking of Vegetable Oils to Produce Biofuel. Environmental Geology.
Komadel, P., Madejova, J., and Stucki, J. W. 2006. Structural Fe (III) Reduction
in Smectites. Applied Clay Science. 34 : 88-94.
Korichi, S., Elias, A., and Mefti, A. 2009. Characterization of Smectite After Acid
Activation with Microwave Irradiation. Applied Clay Science. 42 : 432-438.
Krisyanti, S. dan Sukandar. 2011. Recovery Minyak dari Limbah Bahan
Berbahaya dan Beracun (B3) Spent Bleaching Earth dengan Metode
Ekstraksi Pelarut. Jurnal Teknik Lingkungan. 17(1) : 35-46.
Kutlic, A., Bedekovic, G., and Sobota, I. 2012. Bentonite Processing. Professional
Paper. 24 : 61-65.
Langmaack, T. and Eggers, R. 2002. On The Bleaching Kinetics of Vegetable
Oils Experimental Study and Mass Transfer-Based Interpretation. European
Journal of Lipid and Science Technology. 104 : 98-109.
-
46
Lee, C. G., Seng, C. E. and Liew, K. Y. 2000. Solvent Efficiency for Oil
Extraction from Spent Bleaching Clay. J Am Oil Chem Soc. 77(11) : 1219-
1222.
Lim, B. P., Gaanty, P. M. and Shafida, A. H. 2009. Biodiesel from Adsorbed Oil
on Spent Bleaching Clay Using CaO As A Heterogenous Catalyst. Europ J
Sci Res. 33(2) : 1389-1391.
Lin, L. and Koseoglu, S. S. 2005. Membrane Processing of Fats and Oils. In :
Bailey’s Industrial Oil and Fat Products 6th ed. A John Wiley & Sons, Inc.
New Jersey.
Loh, S. K., James, S., Ngatiman, M., Cheong, K. Y., Choo, Y. M., and Lim, W. S.
2013. Enchancement of Palm Oil Refinery Waste – Spent Bleaching Earth
(SBE) Into Bio Organic Fertilizer and Their Effects on Crop Biomass
Growth. Ind. Crop. Prod. 49 : 775-781.
Manik, F. S. 2010. Pemanfaatan Spent Bleaching Earth dari Proses Pemucatan
CPO sebagai Bahan Baku Briket. IPB. Bogor.
Peng, L. 2007. Polymer Modified Clay Minerals. A Review, Applied Clay
Science. 28 : 64-76.
Qowim, A S. F. R. M. 2012. Rekayasa Proses Produksi Biodiesel Minyak Residu
dalam Tanah Pemucat Bekas Melalui Proses Esterifikasi-Transesterifikasi In
Situ. (Tesis). Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Repo, E., Warchol, J. K., Bhatnagar, A., and Sillanpaa, M. 2011. Heavy Metals
Adsorption byNovel EDTA-Modified Chitosan-Silica Hybrid Materials.
Journal of Colloid and Interface Science. 358 : 261.
Ristianingsih, Y., Sutijan, dan Arief, B. 2011. Studi Kinetika Proses Kimia dan
Fisika Penghilangan Getah Crude Palm Oil (CPO) dengan Asam Fosfat.
Reaktor. 13(4).
Riyanto, A. 1992. Bahan Galian Industri Bentonit. PPTM. Bandung.
Rohani, B. M. Z., Madia, N. A. M., and Madya, M. K. A. 2006. Process Design in
Degumming and Bleaching of Palm Oil. University Teknologi Malaya.
Kuala Lumpur.
Sembiring, M. T. Dan Sinaga, T. S. 2003. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses
Pembuatan). USU Digital Library. Sumatera Utara.
Supeno, M. 2008. Bentonit Alam Terpilar sebagai Material Katalis / Co-Katalis
Pembuatan Gas Hidrogen dan Oksigen dari Air. (Skripsi). Universitas
Sumatera Utara. Medan.
-
47
Suryani, A., Gustan, P., dan Amelia, A. 2015. Proses Reaktivasi Tanah Pemucat
Bekas sebagai Adsorben untuk Pemurnian Minyak Sawit Kasar dan
Biodiesel. Jurnal Teknologi Industri Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Bogor.
Swiatkowski, A. 1998. Adsorption and its Application and Enviromental
Protection Studies in Surface Science and Catalysis. Elsivier. Belanda.
Tan, K. H. 1993. Principles of Soil Chemistry 2nd edition. Marcel Dekker, Inc.
New York.
Tanjaya, A., Sudono dan Ismadji. 2006. Aktivasi Bentonit Alam Pacitan sebagai
Bahan Penyerap pada Proses Pemurnian Minyak Sawit. Jurnal Teknik
Kimia. 5(2) : 429-434.
Taylor, D. R. 2005. Bleaching. In : Bailey’s Industrial Oil and Fat Products 6th
ed. A John Wiley & Sons, Inc. New Jersey.
Tirtaadmaja, C. D. 2019. Proses Pemucatan Crude Palm Oil (CPO) dengan
Reactivated Bleaching Earth (RBE). (Skripsi). Universitas Lampung.
Bandar Lampung.
Ujeneza, E. 2014. Optimization of Acid Activation and Bleaching Performance of
Local Bentonite Clay. (Tesis). University of Nairobi. Kenya.
Usman, M. A., Ekwueme, V. I., Alaje, T. O., and Mohammed, A. O. 2012.
Characterization, Acid Activation, and Bleaching Performance of Ibeshe
Clay, Lagos, Nigeria. International Scholarly Research Networks Ceramics.
1-5.
Valenzuela, F. R. D. and Souza, P. S.. 2001. Studies on The Acid Activation of
Brazilian Smectite Clays. Quim Nova. 24 : 345-353.
Wahyudi, M. Y. 2000. Studi Penggunaan Kembali Bleaching Earth Bekas sebagai
Adsorben dalam Proses Refining CPO. (Tesis). Institut Teknologi Bandung.
Bandung.
Wijaya, V. W. 2017. Efek Suhu dan Konsentrasi Katalis dalam Proses
Transesterifikasi In Situ terhadap Produksi Biodiesel dari Spent Bleaching
Earth (SBE). Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Young, F. V. K. 1987. Refining and Fractination of Palm Oil. In F.D. Gustone.
(Ed). Palm Oil: Critical Reports On Applied Chemistry. New York. 15 : 39-
69.
Yusaldi, R. 2001. Regenerasi Spent Bleaching Earth dan Penggunaan Kembali
dalam Pemurnian Minyak Nabati. (Skripsi). Institut Pertanian Bogor. Bogor.
-
48
Yusnimar, Ida, Z., dan Desi, H. 2012. Sumber Bahan Bakar Alternatif dari Spent
Bleaching Earth Asal Industri Refinery Minyak Sawit. Universitas Riau.
Riau.
COVER CENDY DAMAYANTI.pdfABSTRAK CENDY DAMAYANTI.pdfPENGESAHAN CENDY DAMAYANTI.pdfSKRIPSI FULL CENDY DAMAYANTI.pdf