pengolahan campuran bagas tebu dan minyak biji …digilib.unila.ac.id/28634/2/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
PENGOLAHAN CAMPURAN BAGAS TEBU DAN MINYAK BIJI KARET
MENJADI LIQUID FUEL DENGAN METODE PIROLISIS
MENGGUNAKAN ZEOLIT-X BERBASIS SILIKA SEKAM PADI
SEBAGAI KATALIS
(Skripsi)
Oleh
VERONIKA NETTY K.M
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2017
ABSTRAK
PENGOLAHAN CAMPURAN BAGAS TEBU DAN MINYAK BIJI KARET
MENJADI LIQUID FUEL DENGAN METODE PIROLISIS
MENGGUNAKAN ZEOLIT-X BERBASIS SILIKA SEKAM PADI
SEBAGAI KATALIS
Oleh
VERONIKA NETTY K.M
Telah dilakukan penelitian tentang pengolahan campuran bagas tebu dan minyak
biji karet menjadi liquid fuel dengan metode pirolisis menggunakan katalis
zeolit-X berbasis silika sekam padi dan logam alumunium. Katalis zeolit-X yang
digunakan dikalsinasi terlebih dahulu dengan variasi suhu 600, 700, 800, dan
900°C, dan kemudian diuji pada percobaan pirolisis. Pirolisis dilakukan dengan
mencampur 50 gram bagas tebu, 100 mL minyak biji karet, dan 10 gram katalis.
Pirolisis dilakukan pada suhu 450°C, dan cairan yang dihasilkan dipisahkan antara
fase air dan fase organik. Fase organik dianalisis dengan GC-MS untuk
mengidentifikasi komponen liquid fuel. Katalis dikarakterisasi dengan beberapa
teknik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa liquid fuel dengan kandungan
hidrokarbon tertinggi diperoleh pada pirolisis menggunakan katalis zeolit-X suhu
kalsinasi 700°C yaitu sebesar 89,3%. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan
bahwa struktur katalis terdiri dari campuran beberapa fase, dan fase kristalin
meningkat seiring dengan peningkatan suhu kalsinasi. Hasil karakterisasi SEM
menunjukkan bahwa morfologi permukaan katalis heterogen, berpori, dengan
sebaran partikel yang tidak merata dan ukuran yang bervariasi. Hasil karakterisasi
PSA menunjukkan adanya dua kelompok partikel pada zeolit suhu kalsinasi 600,
700, dan 800°C, dan tiga kelompok partikel pada zeolit suhu kalsinasi 900°C.
Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan bahwa zeolit-X suhu kalsinasi 600°C
memiliki jenis situs asam Brønsted-Lowry dan zeolit-X suhu kalsinasi 700, 800,
dan 900°C memiliki jenis situs asam Lewis.
Kata Kunci: pirolisis, liquid fuel, zeolit-X, silika sekam padi, bagas tebu, minyak
zbiji karet
ABSTRACT
CO-PYROLYSIS OF SUGARCANE BAGASSE AND RUBBER SEED OIL
FOR LIQUID FUEL PRODUCTION USING RICE HUSK SILICA
BASED ZEOLITE-X AS CATALYST
By
VERONIKA NETTY K.M
This investigation was carried out to study co-pyrolysis of sugarcane bagasse and
rubber seed oil to produce liquid fuel, using zeolite-X prepared from rice husk
silica and aluminum metal as catalyst. Before use, the zeolite was calcined at
different temperatures of 600, 700, 800, and 900°C, and then tested in as series
pyrolysis experiments. Pyrolysis experiment was conducted by mixing 50 gram
bagasse, 100 mL oil, and 10 gram catalyst. Pyrolysis experiment was carried out
at temperature of 450°C, and the liquid produced was collected and separated
between the water phase and organic phase. The organic phase was analyzed
using GC-MS to identify the components of the liquid fuels. The catalysts were
characterized using several techniques. The experimental results demonstrated
that liquid fuel with the highest hydrocarbon content of 89,3% was produced
using the catalyst calcined at 700°C. The results of XRD characterization show
that the catalyst composed of a mixture of several phases, and the crystalline
phase increases as the temperature increased. The results of SEM characterization
display the heterogeneous morphology of the surface, and the existence of the
catalysts as porous materials, marked by different particle sizes spread over the
surface. The result of PSA characterization indicate the presence of two particle
groups in the zeolites calcined at 600, 700, and 800°C, and three groups in the
zeolite calcined at 900°C. The results of FTIR analysis revealed the existence of
Brønsted-Lowry acid site in the zeolite calcined at temperature 600°C, and Lewis
acid site in the other three zeolites.
Keywords: pyrolysis, liquid fuel, zeolite-X, rice husk silica, sugarcane bagasse,
rubber seed oil
PENGOLAHAN CAMPURAN BAGAS TEBU DAN MINYAK BIJI KARET
MENJADI LIQUID FUEL DENGAN METODE PIROLISIS
MENGGUNAKAN ZEOLIT-X BERBASIS SILIKA SEKAM PADI
SEBAGAI KATALIS
Oleh
VERONIKA NETTY K.M
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar
SARJANA SAINS
Pada
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2017
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 24 Maret
1995, anak kedua dari empat bersaudara dari pasangan Bapak
P. Manalu dan Ibu (Almh) S. Siahaan. Penulis menamatkan
pendidikan Sekolah Dasar di SD Fransiskus 1 Tanjung Karang
pada tahun 2007, Sekolah Menengah Pertama di SMP Fransiskus
1 Tanjung Karang pada tahun 2010, dan Sekolah Menengah Atas di SMA Yadika
Natar pada tahun 2013. Pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa
jurusan S1 kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Universitas Lampung melalui jalur undangan/Seleksi Nasional Masuk Perguruan
Tinggi Negeri (SNMPTN) dan merupakan mahasiswa penerima beasiswa Bidik Misi
angkatan keempat.
Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten dosen pada praktikum
Kimia Fisik jurusan kimia FMIPA pada tahun 2016 dan pada praktikum Kimia Dasar
Fakultas Pertanian juga pada tahun yang sama. Aktivitas organisasi penulis dimulai
sejak menjadi Kader Muda HIMAKI (Himpunan Mahasiswa Kimia) tahun 2013-2014.
Penulis juga pernah menjadi anggota Biro Usaha Mandiri HIMAKI FMIPA UNILA
tahun 2014-2015 dan anggota Biro Penerbitan pada tahun 2015-2016. Selain itu,
penulis juga aktif dalam kepelayanan Persekutuan Oikumene Mahasiswa MIPA
(POMMIPA).
MOT
“Sebab itu janganlah kamu kuatir akan hari besok, karena hari besok mempunyai kesusahannya sendiri.
Kesusahan sehari cukuplah untuk sehari." (Matius 6:34)
“Diberkatilah orang yang mengandalkan Tuhan, yang menaruh harapannya pada Tuhan!”
(Yeremia 17:7)
“He has made everything beautiful in its time.” (Ecclesiastes 3:11a)
“Ask, and it will be given to you; seek, and you will find; knock, and it will be opened to you.”
(Matthew 7:7)
Lakukanlah segala sesuatu semaksimal yang kau mampu, selebihnya serahkan kepada Tuhan.
Segala puji dan rasa syukur kupanjatkan kepada Tuhan
Yesus Kristus yang senantiasa memberikan berkat-Nya
kepadaku
Kupersembahkan karya ini sebagai wujud bakti dan tanggung jawab kepada:
Bapak dan (Almh) Mama yang senantiasa memberikan cinta
kasih dan doa untuk keberhasilanku
Abangku dan kakak iparku yang senantiasa memberikan perhatian, dukungan, dan motivasi yang membangun dalam
kehidupanku
Kedua adikku yang telah memberikan bantuan dan semangat untukku
Dosen-dosen yang senantiasa membimbing dan memberikan
banyak ilmu untukku
Sahabat dan teman seperjuangan yang telah memberikan
canda tawa dan semangat untuk meraih impian
Pasangan hidup yang akan dipertemukan Tuhan kelak
Almamater tercinta
SANWACANA
Shalom,
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat,
kasih, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Pengolahan Campuran Bagas Tebu dan Minyak Biji Karet Menjadi Liquid
Fuel dengan Metode Pirolisis Menggunakan Zeolit-X Berbasis Silika Sekam
Padi Sebagai Katalis”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana
Sains pada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Lampung. Tidak sedikit kendala yang dihadapi penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini. Tetapi berkat penyertaan Tuhan melalui orang-orang
terkasih yang dipercaya untuk membantu penulis, maka skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati
dan ketulusan, penulis ingin mengucapkan terimakasih beriring doa kebaikan
kepada:
1. Bapak Prof. Wasinton Simanjuntak, Ph.D., selaku pembimbing pertama atas
segala kesabaran dalam membimbing, nasihat, saran, dan motivasi yang
diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Ibu Dr. Zipora Sembiring, M.S., selaku pembimbing kedua atas segala waktu
yang diluangkan, kesabaran, saran, nasihat, dan motivasi hingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
3. Ibu Prof. Dr. Buhani, M.Si., selaku pembahas atas segala kritik dan saran yang
sangat membangun pada penulisan skripsi ini.
4. Bapak Drs. R. Supriyanto, M.S., selaku pembimbing akademik atas segala
motivasi, arahan, dan nasihat sehingga penulis dapat menempuh pendidikan
dengan baik di Jurusan Kimia FMIPA Unila.
5. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T., selaku Ketua Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
6. Bapak Prof. Warsito, S.Si., D.E.A., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
7. Seluruh dosen FMIPA Unila yang telah mendidik dan memberikan ilmu
pengetahuan yang sangat berguna kepada penulis selama kuliah.
8. Bapak dan (Almh) Mama, terimakasih banyak atas cinta kasih, perjuangan,
pengorbanan, motivasi, dan doa yang diberikan untuk keberhasilan penulis.
9. Abangku Japriyanto Manalu, S.H., dan kakak iparku Ervina Siahaan S.Kep.,
terimakasih banyak untuk segala kebaikan, nasihat, motivasi untuk terus maju,
dukungan materi, dan doa yang diberikan untuk keberhasilanku kelak.
10. Adik-adikku Darwin Yohanes Manalu dan Michael Victor Manalu,
terimakasih atas bantuan dan semangat yang diberikan selama ini.
11. Keponakan tersayang bou, si pembawa sukacita untuk seisi rumah, Joicelyn
Brigitta Katherine Manalu, untuk segala kelucuan dan kepintarannya yang
menjadi penghibur dikala penat dan lelah.
12. Keluarga besar Manalu dan Siahaan yang telah memberikan bantuan,
dukungan, dan doa untuk keberhasilan penulis.
13. Sahabat-sahabat terkasih, Yunitri Sianturi, Hermayana Simamora, Dewi
Rumondang, dan Fera Manalu, terimakasih untuk segala motivasi, dukungan,
bantuan, kehebohan, dan kegilaan selama masa perkuliahan. Terimakasih telah
menjadi partner gosip, partner belanja, partner jalan-jalan, pendengar setia
untuk setiap keluh kesah dan cerita-cerita yang tak penting. Sukses untuk
kalian semua.
14. Sahabatku Angela Chikita Marcus, terimakasih untuk pertemanan yang sudah
terjalin lama, walaupun berbeda fakultas tapi tetap mendukung satu sama lain.
Semangat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik-nya.
15. Teman-teman satu penelitianku, teman se”Bapak”, Yunitri Sianturi,
Hermayana Simamora, Gesa Gustami, Yudha Satria, dan Antonius Wendy
yang selalu menyemangati, membantu, dan mau bekerja sama demi
kelancaran penelitian. Sukses untuk kalian kedepannya.
16. Rekan-rekan Laboratorium Polimer, Kimia Fisik Jurusan Kimia FMIPA Unila
Mba Gege, Kak Hanif, Kak Yusri, Mba Dilla, Kak Agustina, Kak Ruli,
Herma, Yunitri, Gesa, Yudha, dan Anton, untuk keceriaan yang telah
diberikan di Lab, membuat Lab menjadi ramai dengan kehebohan, dan
kegilaan kalian. Terimakasih untuk kebersamaannya selama ini. Sukses untuk
kalian semua.
17. Teman-Teman peer group Kimia Fisik, Esti Sandra P, Renita Susanti, Widya
Aryani M, Dewi Rumondang C.P.S, Linda Wati, Mega Mawarti, Siti Nabila S,
untuk dukungan dan kebersamaannya selama ini.
18. Keluarga Kimia 2013, Dian, Megafhit, Siti, Celli, Indah, Nita, Anggun, Mita,
Yulia, Fatimah, Anggi, Uut, Erva, Fentri, Lulu, Atun, Shelta, Gita, Citra,
Dona, Kartika, Fika, Kiki, Aulia, Anita, Sinta, Ezra, Ana, Monic, Della, Shela,
Nova, Dila, Paul, Awan, Dicky, Eki, Rado, dan teman-teman kimia 2013
lainnya yang telah memberikan cerita tak terlupakan selama empat tahun
perkuliahan.
19. Teman-teman KKN Tanjung Anom, Fika Putri Aulia, Kartika Agus Kusuma,
Rado Al Kausar, Widi Tejakusuma, Gilbran Ibrahim, Lutfi Anas, yang telah
memberikan cerita seru hidup bersama serumah selama 40+2 hari di desa
orang.
20. Kelompok KK “Butterfly”, Kak Tata, Kak Melani, Dewi Rumondang, Fera
Manalu, dan Yunitri Sianturi, terimakasih telah menjadi kelompok rohani
yang saling menolong, menguatkan, mendoakan satu sama lain, dan menjadi
tempat yang tepat dan terpercaya untuk cerita hal-hal pribadi. Kiranya Tuhan
memberkati kita selalu.
21. Kakak, abang, teman, dan adik-adik POMMIPA, Kak Eva, Bang Ramos, Bang
Ivan, Kak Tata, Kak Wida, Bang Ventus, Bang Togu, Bang Yefta, Ko Jeje,
Kak Shella, Kak Oline, Kak Ruli, Kak Debo, Kak Debjov, Dewi Sitorus,
Dewita Simbolon, Fera, Yunitri, Herma, Dewi Rumondang, Yovita, Gebi,
Romario Sihombing, Romario Sitepu, Roy, Michael, Meliana, Matthew,
Hotasi, Novi, Fernando, Maria Silalahi, Sandi, serta seluruh jemaat yang telah
memberikan bantuan, nasihat, serta dukungan rohani kepada penulis.
22. Pak Man, Pak Gani, Mas Nomo, Mba Liza, Mba Wiwid, Uni Kidas, serta
seluruh staf dan karyawan Jurusan Kimia yang telah memberikan bantuan
selama penelitian kepada penulis.
23. Kakak dan adik tingkat kimia angkatan 2011, 2012, 2014, dan 2015.
24. Seluruh pihak yang belum tersebut, yang sudah membantu dalam penyelesaian
penulisan skripsi ini.
Terimakasih atas segala kebaikan yang diberikan. Semoga Tuhan membalas lebih
untuk kebaikan yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih
terdapat kekurangan, namun penulis berharap skirpsi ini dapat berguna bagi
khususnya rekan mahasiswa kimia, dan pembaca pada umumnya.
Bandar Lampung, September 2017
Penulis
Veronika Netty K.M
i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ........................................................................................................... i
DAFTAR TABEL ................................................................................................ iv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ................................................................................. 1
B. Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
C. Manfaat Penelitian ........................................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Bahan Bakar Cair (Liquid Fuel) ....................................................... 4
1. Sifat-sifat Umum Bahan Bakar Cair .......................................... 5
a. Viskositas ............................................................................. 5
b. Densitas ................................................................................ 6
c. Titik Nyala (Flash Point) ..................................................... 7
2. Liquid Fuel Hasil Pirolisis ......................................................... 7
3. Karakterisasi Liquid Fuel Hasil Pirolisis ................................... 8
B. Minyak Biji Karet ............................................................................ 9
C. Bagas Tebu ..................................................................................... 12
D. Pirolisis ........................................................................................... 15
E. Silika Sekam Padi .......................................................................... 19
1. Silika ........................................................................................ 19
2. Karakteristik Silika Sekam Padi .............................................. 20
F. Zeolit .............................................................................................. 23
1. Zeolit Alam .............................................................................. 26
2. Zeolit Sintetik ........................................................................... 28
3. Zeolit-X .................................................................................... 31
G. Karakterisasi Katalis Zeolit ............................................................ 32
1. Scanning Electron Microscopy (SEM) .................................... 32
2. X-Ray Diffraction (XRD) ......................................................... 33
3. Particle Size Analyzer (PSA) ................................................... 35
4. Fourier Transform Infra Red (FTIR) ....................................... 35
ii
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................ 37
B. Alat dan Bahan ............................................................................... 37
1. Alat-alat yang digunakan ......................................................... 37
2. Bahan-bahan yang digunakan .................................................. 38
C. Prosedur Penelitian......................................................................... 38
1. Preparasi Bahan ........................................................................ 38
2. Ekstraksi Silika dari Sekam Padi ............................................. 40
3. Pembuatan Katalis Zeolit-X ..................................................... 40
4. Kalsinasi Katalis....................................................................... 41
5. Karakterisasi Katalis ................................................................ 42
a. Karakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD) ................ 42
b. Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy
(SEM) ................................................................................. 43
c. Karakterisasi dengan Particle Size Analyzer (PSA)........... 43
d. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red
(FTIR) ............................................................................... 44
6. Uji Pirolisis .............................................................................. 45
7. Analisis Liquid Fuel ................................................................. 46
a. Analisis Gas Chromathography-Mass Spectrometry
(GC-MS) ............................................................................. 46
b. Analisis Viskositas ............................................................. 47
c. Analisis Densitas ................................................................ 49
d. Analisis Titik Nyala ............................................................ 50
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Preparasi Bahan .............................................................................. 51
B. Ekstraksi Silika Sekam Padi........................................................... 52
C. Pembuatan Zeolit-X ....................................................................... 53
D. Karakterisasi Katalis ...................................................................... 54
1. X-Ray Diffraction (XRD) ......................................................... 54
2. Scanning Electron Microscopy (SEM) .................................... 59
3. Particle Size Analyzer (PSA) ................................................... 60
4. Fourier Transform Infra Red (FTIR) ....................................... 62
E. Uji Pirolisis .................................................................................... 68
F. Karakterisasi Liquid Fuel ............................................................... 70
1. Gas Chromathography-Mass Spectrometry (GC-MS) ............ 71
2. Uji Parameter Fisik Liquid Fuel ............................................... 86
iii
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ........................................................................................ 88
B. Saran ............................................................................................... 89
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Perbandingan sifat fisik dan kimia solar standar Brazil dengan liquid fuel
yang dihasilkan dari pirolisis ........................................................................... 8
2. Komposisi asam lemak dalam minyak biji karet ........................................... 10
3. Karakteristik minyak biji karet ....................................................................... 11
4. Komposisi kimia bagas tebu ........................................................................... 14
5. Kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin pada beberapa limbah
pertanian dan hasil hutan................................................................................. 14
6. Jumlah komposisi produk berbagai suhu pirolisis .......................................... 16
7. Perbedaan indikator dari tiga tipe pirolisis ..................................................... 17
8. Komposisi sekam padi .................................................................................... 20
9. Komposisi kimia dan sifat fisika zeolit alam .................................................. 27
10. Contoh mineral zeolit yang umum ditemukan di alam ................................... 27
11. Contoh zeolit sintetik yang telah diproduksi ................................................... 29
12. Zeolit sintetik dan kegunaannya ..................................................................... 29
13. Hasil perbandingan data difraktogram zeolit-X hasil kalsinasi dengan data
difraktogram standar JCPDS ........................................................................... 59
14. Rangkuman hasil karakterisasi PSA zeolit-X suhu kalsinasi 600, 700, 800,
dan 900°C ........................................................................................................ 61
15. Nilai keasaman katalis zeolit-X ...................................................................... 63
16. Hasil uji pirolisis ............................................................................................. 69
v
17. Komponen liquid fuel hasil pirolisis bagas tebu tanpa katalis ........................ 72
18. Komponen liquid fuel hasil pirolisis minyak biji karet tanpa katalis .............. 74
19. Komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji
karet tanpa katalis ............................................................................................ 76
20. Komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji
karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 600°C ............................. 78
21. Komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji
karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 700°C ............................. 80
22. Komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji
karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 800°C ............................. 82
23. Komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji
karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 900°C ............................. 84
24. Rangkuman profil liquid fuel hasil pirolisis .................................................... 85
25. Hasil uji parameter fisik liquid fuel................................................................. 86
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Biji karet ........................................................................................................ 10
2. Struktur selulosa .............................................................................................. 15
3. Mekanisme pirolisis untuk menghasilkan liquid fuel ..................................... 19
4. Morfologi silika sekam padi dari analisis SEM .............................................. 22
5. Tetrahedral alumina dan silikat pada struktur zeolit ....................................... 24
6. Struktur kimia zeolit ....................................................................................... 24
7. Molekul dari zeolit-X ...................................................................................... 32
8. Berkas elektron SEM ...................................................................................... 33
9. Mikrostruktur silika sekam padi ..................................................................... 33
10. Rangkaian alat pirolisis ................................................................................... 45
11. Viskometer Ostwald ........................................................................................ 48
12. Hasil preparasi bahan ...................................................................................... 51
13. Tahapan ekstraksi silika .................................................................................. 52
14. Hasil ekstraksi silika ....................................................................................... 53
15. Proses pembuatan zeolit-X.............................................................................. 53
16. Difraktogram XRD zeolit-X suhu kalsinasi 600°C ........................................ 54
17. Difraktogram XRD zeolit-X suhu kalsinasi 700°C ........................................ 55
18. Difraktogram XRD zeolit-X suhu kalsinasi 800°C ........................................ 56
vii
19. Difraktogram XRD zeolit-X suhu kalsinasi 900°C ........................................ 57
20. Penggabungan hasil pencocokan pola difraksi dengan difraktogram
penunjang untuk katalis zeolit-X suhu kalsinasi 600, 700, 800, dan 900°C ... 58
21. Mikrograf perbesaran 25.000× katalis zeolit-X suhu kalsinasi 600, 700,
800, dan 900°C ................................................................................................ 60
22. Hasil karakterisasi PSA zeolit-X suhu kalsinasi 600, 700, 800, dan 900°C ... 61
23. Spektra inframerah zeolit tanpa adsorpsi basa piridin .................................... 64
24. Spektra inframerah zeolit-X suhu kalsinasi 600°C dengan adsorpsi basa
piridin .............................................................................................................. 65
25. Spektra inframerah zeolit-X suhu kalsinasi 700°C dengan adsorpsi basa
piridin .............................................................................................................. 65
26. Spektra inframerah zeolit-X suhu kalsinasi 800°C dengan adsorpsi basa
piridin .............................................................................................................. 66
27. Spektra inframerah zeolit-X suhu kalsinasi 900°C dengan adsorpsi basa
piridin .............................................................................................................. 66
28. Proses pemisahan liquid fuel dengan corong pisah ......................................... 69
29. Perbandingan uji nyala minyak biji karet dengan liquid fuel.......................... 70
30. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis bagas tebu tanpa katalis ................... 71
31. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis bagas tebu tanpa katalis .......... 73
32. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis minyak biji karet tanpa katalis ......... 73
33. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis minyak biji karet tanpa
katalis .............................................................................................................. 75
34. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak
biji karet tanpa katalis ..................................................................................... 75
35. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan
minyak biji karet tanpa katalis ........................................................................ 77
36. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak
biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 600°C ...................... 77
viii
37. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan
minyak biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 600°C ......... 79
38. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak
biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 700°C ...................... 79
39. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan
minyak biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 700°C ......... 81
40. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak
biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 800°C ...................... 81
41. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan
minyak biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 800°C ......... 83
42. Kromatogram liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak
biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 900°C ...................... 83
43. Diagram komponen liquid fuel hasil pirolisis campuran bagas tebu dan
minyak biji karet menggunakan katalis zeolit-X suhu kalsinasi 900°C ......... 85
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Saat ini sumber energi bahan bakar yang berasal dari fosil tidak mencukupi lagi
seiring dengan bertambahnya jumlah manusia, industri, dan transportasi
(Ratnasari, 2011). Salah satu alternatif dalam mengatasi permasalahan tersebut
adalah dengan mengembangkan bahan bakar yang berasal dari sumber terbarukan
seperti pertanian. Hal ini didukung dengan keberadaan Indonesia sebagai negara
agraris sehingga dimungkinkan untuk berbagai jenis tumbuh-tumbuhan dapat
digunakan untuk mengatasi kekurangan bahan bakar fosil. Saat ini telah banyak
dilakukan penelitian tentang pembuatan bahan bakar terbarukan dari berbagai
jenis tanaman maupun limbah pertanian yang berpotensi untuk dijadikan bahan
bakar. Beberapa jenis tanaman pertanian yang berpotensi dijadikan bahan bakar
seperti kelapa sawit (Anshary dkk, 2012), kelapa (Putri dkk, 2012), ubi kayu
(Hapsari dan Pramashinta, 2013), dan jagung (Tri, 2011), serta beberapa jenis
limbah pertanian seperti biji jarak (Sugiarti, 2010), bagas tebu (Samsuri et al.,
2007), dan biji karet (Susila, 2009).
Pada penelitian ini, bagas tebu dan biji karet digunakan sebagai sumber bahan
bakar alternatif karena bagas tebu memiliki kandungan hidrokarbon seperti
selulosa, hemiselulosa, dan lignin, serta biji karet yaitu asam lemak seperti asam
2
oleat, asam linoleat, asam palmitat, asam stearat, asam arakidat dan asam lemak
lainnya (Setyawardhani dkk, 2010). Ada beberapa metode yang dapat digunakan
untuk mendapatkan bahan bakar seperti transesterifikasi, gasifikasi, dan pirolisis.
Dalam hal ini metode yang digunakan adalah metode pirolisis karena metode
pirolisis memiliki beberapa kelebihan seperti dapat mengolah beragam bahan
baku, dapat bekerja pada tekanan atmosfir dan pada suhu sekitar 500°C, serta
lebih mudah dalam penanganan produk yang dihasilkan (Rahayu dkk, 2012).
Pirolisis bahan baku berwujud padat akan menghasilkan lebih sedikit liquid fuel
dibandingkan bahan baku berwujud cair (Mediasari, 2015). Untuk meningkatkan
jumlah liquid fuel maka dalam penelitian ini ditambahkan minyak yang berasal
dari limbah biji karet karena minyak biji karet mengandung asam lemak yang
dapat dikonversi menjadi bahan bakar. Akan tetapi, liquid fuel yang dihasilkan
dari hasil pirolisis bagas tebu dan minyak biji karet masih belum maksimal.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Damayanthi dan Martini (2009)
menunjukkan hasil pirolisis yang kurang baik tanpa penambahan katalis. Dalam
hal ini maka dilakukan penambahan katalis yang diharapkan memberikan hasil
yang lebih maksimal dalam proses pirolisis. Katalis yang umum digunakan dalam
pirolisis adalah zeolit (Nurjanah dkk, 2010; Duan and Savage, 2009; Danarto dkk,
2010). Zeolit secara garis besar dibedakan menjadi dua macam yaitu zeolit alam
dan zeolit sintetik. Dalam penelitian ini katalis yang digunakan adalah zeolit
sintetik jenis-X. Penggunaan zeolit sintetik didasarkan atas beberapa kelebihan
dibanding zeolit alam, diantaranya komposisi yang dapat diatur serta tingkat
kemurnian yang lebih tinggi (Auerbach et al., 2003). Zeolit-X tersusun dari silika
3
dan logam alumina dengan nisbah Si/Al 1,0-1,5 (Thammavong, 2003). Dalam
penelitian ini silika zeolit-X didapat dari hasil ekstraksi alkalis sekam padi, serta
pembuatan zeolit-X menggunakan metode sol-gel.
Berdasarkan hal tersebut, menarik untuk dilakukan penelitian mengenai
pembuatan liquid fuel dari campuran bagas tebu dan minyak biji karet dengan
metode pirolisis menggunakan katalis zeolit-X berbasis silika sekam padi.
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini antara lain:
1. Menghasilkan liquid fuel dari campuran bagas tebu dan minyak biji karet
dengan metode pirolisis.
2. Mendapatkan karakteristik liquid fuel dengan menggunakan GC-MS.
3. Mendapatkan karakteristik zeolit-X dengan XRD, SEM, PSA dan FTIR untuk
melihat hubungan dengan reaktivitas sebagai katalis dalam pirolisis bagas
tebu dan minyak biji karet.
C. Manfaat penelitian
Adapun manfaat yang didapat dari penelitian ini antara lain:
1. Meningkatkan pemanfaatan limbah bagas tebu dan biji karet sebagai sumber
energi terbarukan.
2. Memberikan nilai tambah pada limbah sekam padi, sehingga dapat
meningkatkan nilai guna dan manfaat di bidang teknologi.
3. Sebagai referensi pada penelitian selanjutnya tentang pembuatan katalis
zeolit-X berbasis silika sekam padi.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Bahan Bakar Cair (Liquid Fuel)
Liquid fuel merupakan istilah untuk bahan bakar berwujud cair. Bahan bakar cair
dalam konteks energi terbarukan diketahui terdapat tiga jenis, yaitu biodiesel,
bioetanol, dan bahan bakar cair hasil perengkahan senyawa organik biomassa.
Hingga kini produksi bioetanol dan biodiesel sudah sampai ke tingkat industri.
Akan tetapi, banyak kelemahan yang dihadapi saat memproduksi bahan bakar
jenis ini.
Biodiesel dalam proses produksinya diketahui banyak menggunakan minyak
pangan sebagai bahan bakunya. Seperti pada penelitian Anshary dkk, (2012)
yang menggunakan minyak kelapa sawit dan Putri dkk, (2012) yang
menggunakan minyak kelapa. Bioetanol dalam produksinya diperlukan bahan
baku khusus yang mengandung gula reduksi sehingga dapat dihidrolisis menjadi
etanol. Beberapa bahan baku yang sering digunakan dewasa ini dalam pembuatan
bioetanol adalah ubi kayu (Hapsari dan Pramashinta, 2013) dan jagung (Tri,
2011). Berkaitan dengan bahan baku pembuatan biodiesel dan bioetanol tersebut,
tentunya akan mengurangi sumber pangan sehingga akan berdampak pada
terjadinya persaingan pangan.
5
Pada produksi bioetanol dan biodiesel juga ditemukan kendala lain. Tahap
hidrolisis bioetanol memerlukan bahan baku tambahan seperti asam dan ragi
untuk menumbuhkan mikroorganisme. Pada produksi biodiesel diperlukan tahap
tambahan seperti esterifikasi dan transesterifikasi. Tahap ini dilakukan untuk
menurunkan kadar asam lemak bebas agar tidak terbentuk sabun sebagai produk
samping, dimana memerlukan bahan tambahan seperti metanol serta zat asam atau
basa. Hal ini juga membuat produksi biodiesel memerlukan waktu yang lebih
lama, dan tidak ekonomis dari segi biaya (Mediasari, 2015).
Liquid fuel yang dihasilkan dari proses pirolisis memiliki keuntungan yang lebih
besar dibandingkan biodiesel dan bioetanol. Pada produksi liquid fuel dapat
menggunakan biomassa yang tidak termanfaatkan, seperti biji karet, daun kering,
sekam padi, bagas tebu, dan lain-lain. Selain itu, tidak seperti pembuatan
biodiesel, biomassa pada pembuatan liquid fuel dapat digunakan secara langsung
tanpa perlakuan awal.
Pengaplikasian liquid fuel sebagai bahan bakar mesin diesel perlu memperhatikan
beberapa parameter, seperti:
1. Sifat-sifat Umum Bahan Bakar Cair
a. Viskositas
Viskositas adalah suatu angka yang meyatakan besarnya hambatan dari suatu
bahan cair untuk mengalir atau ukuran dari besarnya tahanan geser dari cairan.
Makin tinggi viskositasnya, makin kental dan semakin sukar mengalir. Sebagai
6
contoh minyak kelapa mempunyai kecepatan aliran lebih lambat dari pada air. Ini
berarti minyak mempunyai viskositas yang lebih besar dari pada air. Pada
umumnya, bahan bakar harus mempunyai viskositas yang relatif rendah agar
dapat mudah mengalir dan teratomisasi. Hal ini dikarenakan putaran mesin yang
cepat membutuhkan injeksi bahan bakar yang cepat pula. Namun tetap ada batas
minimal karena diperlukan sifat pelumasan yang cukup baik untuk mencegah
terjadinya keausan akibat gerakan piston yang cepat.
Salah satu nilai viskositas liquid fuel yang dihasilkan dari metode pirolisis yaitu
pada penelitian Erawati dkk, (2013) yang mempirolisis bagas tebu. Pada
penelitian tersebut dihasilkan nilai viskositas sebesar 1,3306-1,5101 cp.
Penelitian Lima et al., (2004) melaporkan pirolisis minyak kacang kedelai, kelapa
sawit dan jarak kaliki menghasilkan liquid fuel dengan viskositas berturut-turut
3,5, 2,7, dan 3,7 cSt.
b. Densitas
Densitas (massa jenis) menunjukkan perbandingan massa per satuan volume.
Karakteristik ini berkaitan dengan nilai kalor dan daya yang dihasilkan oleh mesin
diesel persatuan volume bahan bakar. Kerapatan suatu fluida (ρ) dapat
didefenisikan sebagai massa per satuan volume.
ρ=m
v
dimana : ρ adalah densitas (kg/m3)
m adalah massa (kg)
v adalah volume (m3)
7
Penelitian Sunarno dan Akbar (2013) yaitu pirolisis tandan kosong sawit dengan
zeolit HZSM-5, menunjukkan bahwa densitas liquid fuel yang dihasilkan sebesar
1.008 gram/mL.
c. Tititk Nyala (Flash Point)
Titik nyala adalah titik temperatur terendah dimana bahan bakar dapat menyala
ketika bereaksi dengan udara. Titik nyala yang terlampau tinggi dapat
menyebabkan keterlambatan penyalaan sedangkan jika titik nyala terlampau
rendah akan menyebabkan timbulnya detonasi yaitu ledakan kecil yang terjadi
sebelum bahan bakar masuk ruang bakar. Hal ini juga dapat meningkatkan resiko
bahaya saat penyimpanan. Semakin tinggi titik nyala dari suatu bahan bakar
semakin aman penanganan dan penyimpanannya. Salah satu nilai titik nyala
liquid fuel yaitu pada penelitian Heny dan Ariani (2011) tentang pirolisis bagas
tebu dalam reaktor unggun tetap, dimana pada penelitian tersebut menunjukkan
nilai titik nyala berada pada suhu 68°C.
2. Liquid Fuel Hasil Pirolisis
Meskipun belum mencapai tahap industri, metode pirolisis untuk menghasilkan
bahan bakar terus diteliti secara intensif. Seperti Lufina dkk, (2013) meneliti
pirolisis minyak karet yang berasal dari getah karet kering menjadi bahan bakar
pada kompor rumah tangga. Dalam penelitian tersebut minyak karet dipirolisis
menggunakan katalis zeolit dengan variasi 20, 40, dan 60% dari berat getah karet.
Produk dihasilkan dalam waktu tersingkat pada penambahan katalis 60% dan suhu
8
300°C. Pirolisis terhadap minyak nabati juga pernah dilakukan oleh Lima et al.,
(2004) yang menggunakan minyak kacang kedelai, kelapa sawit dan jarak kaliki
dalam pembuatan bahan bakar setara solar dengan suhu reaksi 350 hingga 400°C.
Pada penelitian tersebut dilaporkan bahwa pirolisis tiga minyak nabati yang
berbeda menghasilkan liquid fuel dengan karakteristik yang setara dengan solar.
Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1 yang merupakan perbandingan antara liquid fuel
dan solar standar Brazil.
Tabel 1. Perbandingan sifat fisik dan kimia solar standar Brazil dengan liquid fuel
yang dihasilkan dari pirolisis (Lima et al., 2004).
Parameter
Minyak Nabati Solar
Standar
Brazil
Kacang
Kedelai
Kelapa
Sawit
Jarak
Kaliki
Densitas (20°C) (kg/m3) 844,0 814,4 882,3 820-880
Viskositas (40°C) (cSt) 3,5 2,7 3,7 2,5-5,5
Angka Setana 50,1 52,7 30,9 45
Sulfur (wt.%) 0,008 0,010 0,013 0,20
3. Karakterisasi Liquid Fuel Hasil Pirolisis
Untuk mengetahui komposisinya, liquid fuel umumnya dianalisis menggunakan
Gas Chromathography-Mass Spectrometry (GC-MS) dengan memanfaatkan
volatilitas ester yang tinggi sehingga dapat diubah menjadi gas dengan mudah
dalam perangkat GC-MS. GC-MS merupakan metode pemisahan senyawa
organik yang menggunakan dua metode analisis senyawa yaitu kromatografi gas
(GC) untuk menganalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan spektrometri
massa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit.
Kromatografi gas merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan
prinsip pemisahan campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi
9
komponen-komponen penyusunnya. Kromatografi gas biasa digunakan untuk
mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas dan juga
menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas. Spektroskopi massa
adalah suatu metode untuk mendapatkan berat molekul dengan cara mencari
perbandingan massa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan
mengukur jari-jari orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam.
Pada metode analisis GC-MS dilakukan dengan membaca spektra yang terdapat
pada kedua metode yang digabung tersebut. Pada spektra GC jika terdapat bahwa
sampel mengandung banyak senyawa, maka terlihat dari banyaknya puncak
(peak) dalam spektra GC tersebut. Berdasarkan data waktu retensi yang sudah
diketahui dari literatur, dapat diketahui senyawa apa saja yang ada dalam sampel.
B. Minyak Biji Karet
Indonesia merupakan negara penghasil karet kedua terbesar di dunia, dengan areal
perkebunan karet yaitu sekitar 3,62 juta hektar pada tahun 2015 dengan produksi
mencapai 3,1 juta ton (Ditjen Perkebunan, 2015). Hasil utama yang diperhatikan
dalam industri karet yaitu lateks, sedangkan biji karet yang melimpah jumlahnya
belum dimanfaatkan secara optimal. Sebagai gambaran, untuk lahan seluas satu
hektar diperkirakan dapat menghasilkan sampai 5.050 kg biji karet per tahunnya
(Siahaan dkk, 2011).
10
Gambar 1. Biji karet
Biji karet memiliki kandungan minyak nabati yang tinggi, yaitu sekitar 45,63%
(Ikwuagwu et al., 2000). Minyak biji karet mengandung lebih dari 3 macam asam
lemak. Kandungan asam-asam lemak dalam minyak biji karet tersebut berpotensi
untuk dijadikan liquid fuel berkualitas baik. Dengan melihat komposisi asam
lemak, tingginya kandungan minyak, dan penggunaannya yang tidak mengganggu
ketersediaan pangan maka biji karet sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai
bahan bakar terbarukan. Komposisi asam lemak dalam minyak biji karet dapat
dilihat di Tabel 2. Selain asam lemak, biji karet juga mengandung 27% protein,
40-45% lemak, 2,4% abu, dan 3,6% air (Giok et al., 1967).
Tabel 2. Komposisi asam lemak dalam minyak biji karet (Setyawardhani dkk,
2010).
Komposisi Persentase (%-b)
Asam Palmitat
Asam Stearat
Asam Arakidat
Asam Oleat
Asam Linoleat
Asam Lemak Lain
13,11
12,66
0,54
39,45
33,12
1,12
11
Penggunaan minyak biji karet dalam berbagai industri tak lepas dari karakteristik
sifat fisika dan kimianya. Berikut ditampilkan hasil analisis karakteristik minyak
biji karet mentah pada Tabel 3.
Tabel 3. Karakteristik minyak biji karet (Setyawardhani dkk, 2010).
Karakteristik Nilai
Nilai Saponifikasi
Bilangan Iod
Indeks Reflaksi
Spesifik Gravity
Persen Bilangan tak tersabunkan
187,6 – 191,4
133,8 – 146,6
1,4743 – 1,4749
0,925 – 0,929
0,6 – 1,0
Penelitian pembuatan bahan bakar dari minyak biji karet telah dilakukan oleh
beberapa peneliti. Susila (2009) melakukan penelitian produksi biodiesel dari
minyak biji karet metode non-katalis superheated methanol. Minyak biji karet
yang telah diperoleh melalui metode pengepresan ditransesterifikasi di dalam
sebuah Bubble Column Reactor (BCR) dengan rasio molar penggunaan metanol
dan minyak biji karet 140, 150, dan 160, pada temperatur reaksi 270, 275, 280,
285, dan 290°C, serta pada tekanan atmosfir.
Santoso dkk, (2013) juga membuat biodiesel minyak biji karet menggunakan
katalis berbahan dasar gula. Pembuatan biodiesel dilakukan dengan
mencampurkan metanol 99% dan katalis berbahan dasar gula dengan rasio
tertentu dalam sebuah labu erlenmeyer. Campuran tersebut kemudian
ditambahkan ke dalam minyak biji karet dengan rasio minyak metanol tertentu.
Pembuatan biodiesel kemudian dilakukan pada berbagai variasi temperatur pada
kecepatan pengadukan 600 rpm selama waktu tertentu. Campuran hasil reaksi ini
kemudian dipisahkan dari katalis menggunakan kertas saring dan corong buchner.
12
Campuran yang telah bebas dari katalis kemudian didekantasi selama 2 hari untuk
memisahkan produk biodiesel yang dihasilkan.
Ginting dan Nugraha (2013) membuat biodiesel minyak biji karet menggunakan
metode reaktif destilasi. Pada penelitian tersebut, minyak biji karet diesterifikasi
menggunakan metanol dan katalis asam sulfat 1M. Esterifikasi dilangsungkan
dengan mengamati setiap 5 menit kandungan asam lemak bebas pada minyak biji
karet.
Didasarkan beberapa penelitian tersebut, proses pembuatan biodiesel dari minyak
nabati biji karet biasanya melalui berbagai tahapan proses yaitu proses
degumming untuk melepaskan getah atau lendir yang dikandungnya, esterifikasi
untuk menurunkan kadar FFA sampai di bawah 2,5% untuk mencegah
penyabunan, dan transesterifikasi untuk memperoleh metil ester atau biodiesel.
Karena beberapa proses tersebut, pembuatan biodiesel minyak biji karet memiliki
beberapa kerugian seperti dibutuhkannya proses bertahap yang tentunya
membutuhkan bahan baku tambahan sehingga menyebabkan pembuatan biodiesel
minyak biji karet menjadi lebih rumit, memerlukan waktu proses yang lebih lama,
peralatan yang lebih kompleks, serta tidak ekonomis dari segi biaya. Berdasarkan
pertimbangan tersebut, minyak biji karet akan lebih efektif diolah menjadi liquid
fuel menggunakan proses pirolisis (Mediasari, 2015).
C. Bagas Tebu
Tebu (Saccharum oficinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk diolah menjadi
gula. Lahan tebu tersebar hampir di seluruh wilayah di Indonesia. Berdasarkan
13
data dari Direktorat Jenderal Perkebunan menunjukkan bahwa luas lahan tebu di
Indonesia sampai tahun 2016 mencapai 451.128 hektar. Ampas tebu atau
lazimnya disebut bagas tebu adalah hasil samping dari proses ekstraksi
(pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan bagas tebu kira-kira 35-40%
dari berat tebu yang digiling (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Direktorat Jenderal
Perkebunan (2015) juga melaporkan bahwa produksi tebu nasional dari 62 pabrik
gula sebesar 30 juta ton sehingga bagas tebu yang dihasilkan diperkirakan
mencapai 9-10,2 juta ton/tahun.
Bagas tebu termasuk ke dalam jenis biomassa. Biomassa adalah material organik
non-fosil dan biodegradable yang berasal dari tumbuhan, hewan, dan
mikroorganisme. Biomassa juga termasuk produk, produk samping, residu
limbah pertanian, hasil hutan dan industri yang berhubungan dengan fraksi dari
non-fosil dan biodegradable serta berkaitan dengan limbahnya (UNFCCC, 2005).
Berdasarkan bahan kering, bagas tebu terdiri dari unsur C (karbon) 47%, H
(Hidrogen) 6,5%, dan O (Oksigen) 44%. Bagas tebu sebagian besar tersusun dari
polisakarida dan senyawa berbasis fenol, terutama 3 komponen lignoselulosa
yaitu selulosa 37,65%, hemiselulosa 20%, lignin 22,09%, dan sedikit senyawa
yang mudah larut atau sering dikenal sebagai senyawa abu (Husin, 2007).
Lignoselulosa yang terdapat dalam bagas tebu termasuk ke dalam bahan non
pangan. Tidak sepeti karbohidrat yang mudah dicerna oleh manusia, komponen
ini memiliki tingkat kecernaan yang rendah sehingga tidak mengganggu
kebutuhan pangan jika dikonversi menjadi bentuk lain. Selain gula, serat kasar,
14
dan abu, bagas tebu juga mengandung protein kasar 3,1%, lemak kasar 1,5%, dan
air 48-52%. Komposisi kimia bagas tebu dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Komposisi kimia bagas tebu (Husin, 2007).
Kandungan Kadar (%)
Abu
Lignin
Selulosa
Hemiselulosa
Sari
Pentosan
SiO2
3,82
22,09
37,65
20,0
1,81
27,97
3,01
Tabel 5. Kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin pada beberapa limbah
pertanian dan hasil hutan (Sun and Cheng, 2002).
Jenis limbah Selulosa (%) Hemiselulosa (%) Lignin (%)
Batang kayu daun lebar
Batang kayu daun jarum
Daun
Tongkol jagung
Kulit kacang
Jerami gandum
Bagas tebu
40−55
45−50
15−20
45
25−30
30
50
24−40
25−35
80−85
35
25−30
50
25
18−25
25−35
0
15
30−40
15
25
Tandan kosong kelapa
sawit 41,30–46,50 25,30–33,80 27,60–32,50
Bagas tebu sering dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk boiler, bahan baku
industri kertas, pupuk organik, pakan ternak, bahan baku industri, kanvas rem,
industri jamur, dan lain-lain. Bagas tebu juga diketahui digunakan dalam sintesis
bioaspal (Kusumawati, 2012). Pada penelitian tersebut, bagas tebu dipirolisis
sampai menghasilkan liquid fuel. Liquid fuel kemudian dievaporasi dan dihasilkan
produk padat yang disebut bioaspal.
Salah satu faktor pemilihan bagas tebu sebagai bahan baku pirolisis adalah
tingginya kandungan selulosa (C6H10O5)n. Dilihat dari rumus kimianya, selulosa
15
kaya akan karbon dan hidrogen. Semakin tinggi kandungan karbon dan hidrogen,
maka semakin tinggi pula kemungkinan pirolisis menghasilkan liquid fuel dengan
kandungan hidrokarbon yang tinggi. Berdasarkan alasan tersebut, bagas tebu
cocok untuk dijadikan bahan baku pirolisis.
Gambar 2. Struktur selulosa (Sixta, 2006)
D. Pirolisis
Pirolisis berasal dari dua kata asing yaitu pyro yang berarti panas dan lysis berarti
penguraian atau degradasi, sehingga pirolisis berarti penguraian biomassa karena
panas dengan suhu lebih dari 150°C (Kamaruddin dkk, 1999). Pirolisis adalah
dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit
oksigen atau reagen lainnya, dimana material mentah akan mengalami pemecahan
struktur kimia menjadi fase gas.
Pada pirolisis terjadi perengkahan molekul hidrokarbon rantai panjang menjadi
molekul hidrokarbon dengan rantai karbon yang lebih pendek. Istilah lain dari
pirolisis adalah “destructive destillation” atau destilasi kering, dimana merupakan
proses penguraian yang tidak teratur dari bahan-bahan organik yang disebabkan
adanya pemanasan tanpa berhubungan dengan udara luar.
16
Proses pirolisis menghasilkan 3 macam bentuk zat, yaitu padatan berupa residu
karbon, cair yang disebut liquid fuel yaitu berupa distilat asap cair dan tar, dan gas
yang biasanya terdiri dari CO2, CO, dan gas-gas lain. Komposisi produk pirolisis
pada umumnya dipengaruhi sejumlah faktor, antara lain jenis bahan baku, suhu
pirolisis, waktu pirolisis, dan kondisi proses pirolisis.
Pemilihan suhu yang rendah dan waktu yang lama selama proses pirolisis akan
menghasilkan banyak arang, pemilihan suhu tinggi dan waktu pirolisis yang lama
akan meningkatkan konversi biomassa menjadi gas, sedangkan pemilihan
temperatur yang sedang dan waktu pirolisis yang singkat akan mengoptimumkan
cairan yang dihasilkan (Bridgwater, 2004). Tabel 6 menunjukkan jumlah
komposisi setiap produk pada beberapa suhu pirolisis.
Tabel 6. Jumlah komposisi produk berbagai suhu pirolisis (Zhang et al., 2009).
Suhu (oC) Cairan (%) Arang (%) Gas tidak terkondensasi (%)
400
500
550
600
700
48,3
54,4
56,8
56,3
54,2
34,2
27,0
23,2
22,0
20,2
12,1
13,4
14,0
15,6
21,3
Faktor-faktor atau kondisi yang mempengaruhi proses pirolisis adalah sebagai
berikut (Mulyadi, 2009):
1. Waktu
Waktu berpengaruh pada produk yang akan dihasilkan karena semakin lama
waktu proses pirolisis berlangsung produk yang dihasilkan (residu padat, tar,
dan gas) semakin naik.
17
2. Suhu
Suhu sangat mempengaruhi produk yang dihasilkan karena sesuai dengan
persamaan Arhenius yang menyatakan semakin tinggi suhu nilai konstanta
dekomposisi termal semakin besar. Akibatnya laju pirolisis bertambah dan
konversi naik.
3. Ukuran Partikel
Ukuran partikel berpengaruh terhadap hasil. Semakin besar ukuran partikel
luas permukaan per satuan berat semakin kecil sehingga proses akan menjadi
lambat.
4. Berat Partikel
Semakin banyak bahan yang dimasukkan menyebabkan hasil bahan bakar
cair, tar, dan arang meningkat.
Pirolisis berdasarkan kecepatan reaksinya dibedakan menjadi tiga macam, yaitu
pirolisis konvensional atau pirolisis lambat (slow pyrolysis), pirolisis cepat (fast
pyrolysis), serta pirolisis kilat (flash pyrolysis) yang sangat tergantung pada waktu
dan temperatur yang bersentuhan langsung dengan ukuran biomassa pada proses
konversi. Pada Tabel 7 berikut ini disajikan perbedaan indikator untuk tiga
kelompok pirolisis pada biomassa.
Tabel 7. Perbedaan indikator dari tiga tipe pirolisis (Demirbas, 2004).
Indikator Pirolisis
Konvensional
Pirolisis
Cepat
Pirolisis
Kilat
Temperatur Pirolisis (K) 550-950 850-1250 1050-1300
Laju Pemanasan (K/s) 0,1-1 10-200 >1000
Ukuran Partikel (mm) 5-50 <1 <0,2
Waktu tinggal (s) 450-550 0,5-10 <0,5
18
Damayanthi dan Martini (2009) menyatakan untuk pembuatan bahan bakar cair
diperlukan katalis agar pirolisis lebih efektif. Katalis tersebut mampu
meningkatkan proses pirolisis dengan cara menurunkan suhu dan waktu
dekomposisi. Seperti halnya proses pirolisis, semakin besar suhu dan semakin
banyak penambahan katalis maka waktu yang digunakan untuk proses juga akan
semakin cepat.
Beberapa penelitian sebelumnya terkait dengan faktor yang mempengaruhi proses
pirolisis yaitu berbagai macam biomassa yang digunakan sebagai bahan baku
seperti minyak jarak (Sugiarti, 2010), minyak sawit (Twaiq et al., 2003), sekam
padi (Hartanto dan Alim, 2011), bagas tebu (Erawati dkk, 2013), dan tandan sawit
(Ratnasari, 2011), jenis katalis yang digunakan seperti zeolit HZSM-5 (Lima et al.,
2004), zeolit NiMo/tipe klipnotilolit (Nasikin et al., 2009), zeolit (Danarto dkk,
2010), dan katalis γ-alumina (Wijanarko dkk, 2006), serta jenis reaktor seperti
reaktor fluida (Fluidized bed reactor), dan reaktor berpengaduk (Stirrer bed
reactor) (Manasomboonphan and Junyapoon, 2012).
Reaktor pirolisis memiliki prinsip kerja dalam menghasilkan produknya. Pada
proses pemanasan yang terjadi pada reaktor pirolisis, asap yang dihasilkan akan
mengalir menuju kondensor melalui pipa yang mengubungkan reaktor pirolisis
dengan kondensor. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan tekanan yang
disebabkan perbedaan temperatur antara reaktor pirolisis dan kondensor. Pada
reaktor pirolisis terjadi proses pemanasan sehingga temperatur naik, sedangkan
pada kondensor temperaturnya akan lebih rendah karena dialiri oleh air, maka
19
akan terjadi perpindahan fluida berupa asap karena sifat fluida mengalir dari
tekanan tinggi menuju tekanan yang lebih rendah (Harahap, 2011).
Heat Gasses Liquids
Heat Heat
Gambar 3. Mekanisme pirolisis untuk menghasilkan liquid fuel
E. Silika Sekam Padi
1. Silika
Silika adalah senyawa hasil polimerisasi asam silikat yang tersusun dari rantai
SiO4 tetrahedral dengan rumus umum SiO2. Dikenal dua macam silika yaitu:
a. Silika amorf
Silika amorf terbentuk ketika silikon teroksidasi secara termal. Silika amorf
terdapat dalam beberapa bentuk yang tersusun dari partikel-partikel kecil
yang kemungkinan ikut tergabung. Biasanya silika amorf mempunyai
kerapatan 2,21 gram/cm3.
b. Silika kristal
Silika kristal terdiri dari bermacam-macam jenis, seperti kwarsa, tridimit, dan
kristobalit yang merupakan akibat dari modifikasi temperatur dari rendah ke
tinggi yang mengubah simetri kristal dan kerapatannya.
Pyrolysis Condensation
Combustion
Biomass Catalytic conversion to
Hydrogen (optional)
Vapors
Power generations Char
20
Menurut Della dkk, (2002) reaktivitas silika berhubungan dengan struktur silika,
dimana struktur amorf lebih reaktif dibandingkan dengan struktur kristalin.
2. Karakteristik Silika Sekam Padi
Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi yang merupakan hasil samping
proses penggilingan padi. Kandungannya mencapai 20% dari bobot padi yang
ada setiap penggilingan. Menurut Sharma et al., (1984) kandungan silika dalam
sekam padi berkisar 22% di samping komponen lain seperti ditunjukkan Tabel 8.
Tabel 8. Komposisi sekam padi (Sharma et al., 1984).
Komposisi Kandungan (% Berat)
Senyawa-senyawa Organik 73,87
SiO2 22,12
Al2O3 1,23
Fe2O3 1,28
CaO 1,24
MgO 0,21
MnO2 0,074
Silika yang terdapat di dalam sekam padi memiliki sifat amorf, memiliki ukuran
ultra fine, dan sangat reaktif. Dengan adanya kandungan silika yang tinggi
sekam padi menjadi salah satu bahan baku yang cukup potensial sebagai sumber
bio-silika dalam pembuatan zeolit sintetik dari sumber terbarukan dan sekaligus
mampu meningkatkan nilai tambah sekam padi. Silika sekam padi memiliki
berbagai keunggulan jika digunakan sebagai penyangga katalis, antara lain
harganya yang murah dan ketersediannya yang sangat melimpah di alam. Potensi
ini juga terlihat pada penggunaannya yang luas pada industri dewasa ini. Sebagai
gambaran, silika telah dimanfaatkan secara komersil untuk pembuatan keramik
21
(Sembiring et al., 2014), katalis (Adam, 2006), dan berbagai jenis komposit
organik-anorganik (Sun and Gong, 2001). Selain dalam bentuk produk olahan,
silika juga telah dimanfaatkan secara langsung untuk pemurnian minyak sayur,
sebagai aditif dalam produk farmasi dan deterjen, sebagai fase diam dalam kolom
kromatografi, bahan pengisi (filler) polimer, sebagai adsorben, dan untuk
menurunkan BOD dan COD limbah cair (Fatha, 2007).
Dalam praktiknya pemanfaatan silika secara komersil juga didukung dengan
kemudahan dalam memperoleh silika dari sekam padi. Silika dapat diperoleh
dengan menggunakan ekstraksi alkalis atau dengan cara pengabuan. Chandra
dkk, (2012) berhasil mengekstraksi silika dari sekam padi yang terlebih dahulu
dibuat menjadi abu dengan cara dibakar pada variasi temperatur 350, 550, dan
750°C, laju pemanasan 10°C serta variasi waktu pembakaran 1, 5, dan 10 jam.
Sebelum dibakar sekam padi dipreparasi menggunakan larutan HCl 10% pada
temperatur 100°C selama 2 jam atau dengan larutan asam sitrat 5% pada
temperatur 80°C selama 15-20 menit.
Hasil XRD menunjukkan bahwa pengotor anorganik dalam abu sekam padi
mengkatalisis terjadinya transformasi silika menjadi kristalin. Hal ini
menunjukkan bahwa perlakuan awal dengan asam klorida dan asam sitrat dapat
mempertahankan struktur amorf pada silika walau dibakar hingga temperatur
tertinggi.
Ekstraksi silika sekam padi juga berhasil dilakukan oleh Suka dkk, (2008). Dalam
penelitian ini sekam padi dipreparasi untuk menghilangkan pengotor organiknya
dengan cara direndam dalam air panas selama 2 jam kemudian dikeringkan.
22
Selanjutnya sekam padi diekstraksi selama 1 jam menggunakan larutan basa KOH
5%. Filtrat yang didapat kemudian diasamkan hingga pH 7,0 dengan larutan HCl
10% untuk mengendapkan silika secara optimal. Hasil yang didapat yaitu
rendemen sebesar 40,8%. Karakterisasi dengan FTIR menunjukkan silika
mengandung ikatan Si-OH, Si-O, dan Si-O-Si yang merupakan gugus fungsi
siloksan. Karakterisasi dengan XRD menunjukkan bahwa struktur silika yang
terbentuk adalah amorf dengan fase kristobalit. Karakterisasi dengan SEM
menunjukkan struktur permukaan seperti terlihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Morfologi silika sekam padi dari analisis SEM (Suka dkk, 2008)
Dari Gambar 4 terlihat bahwa permukaan sampel tidak merata dan terdiri dari
gumpalan (cluster) yang mengindikasikan adanya ukuran butir yang cukup
beragam dengan distribusi yang tidak merata pada permukaan. Selanjutnya
karakterisasi dengan EDS menunjukkan sampel mengandung berbagai unsur
kimia meliputi O, Na, Mg, Al, Si, K, dan Ca. Atas dasar keberadaan unsur
tersebut, dapat diketahui bahwa dalam sampel terdapat berbagai fase meliputi
SiO2, Na2O, MgO, Al2O3, K2O, dan CaO. Hasil analisis juga menunjukkan bahwa
kemurnian silika (SiO2) dalam sampel cukup tinggi yaitu sebesar 95,35%.
23
Menurut Mittal (1997) reaksi yang terjadi antara SiO2 yang terkandung dalam abu
sekam padi dengan larutan alkali KOH adalah sebagai berikut:
SiO2 + 2KOH → K2SiO3 + H2O
Kemudian, dalam larutan tersebut ditambahkan asam, larutan HCl yang
digunakan untuk mengikat kalium sehingga dihasilkan SiO2. Reaksi yang terjadi
sebagai berikut:
K2SiO3 + 2HCl → SiO2 + 2KCl + H2O
F. Zeolit
Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal aluminosilikat terhidrasi yang
mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Zeolit
tersusun atas silika dan alumina dengan perbandingan tertentu. Zeolit dihasilkan
dari proses hidrotermal pada batuan beku basa, dan merupakan endapan dari
aktivitas vulkanik yang banyak mengandung unsur silika (Saputra, 2006). Secara
empiris, rumus molekul zeolit adalah:
M m+
n/m·[Si1-nAlnO2]·nH2O
Kerangka dasar struktur zeolit terdiri dari unit-unit tetrahedral [AlO4] dan [SiO4]
yang saling berhubungan melalui atom O membentuk rongga-rongga intrakristalin
dan saluran-saluran yang teratur. Dalam struktur tersebut Si4+ dapat digantikan
dengan Al3+ sehingga terbentuk muatan negatif berlebih pada ion Al. Muatan
negatif ini akan dinetralkan oleh kation-kation (Barrer, 1982).
24
Gambar 5. Tetrahedral alumina dan silikat pada struktur zeolit
Secara sederhana, struktur zeolit digambarkan berbentuk tetrahedral unit TO4,
dimana T adalah ion Si4+ atau Al3+ dengan atom O berada diantara dua atom T,
seperti ditunjukkan dalam Gambar 6 (Georgiev et al., 2009).
Gambar 6. Struktur kimia zeolit
Zeolit memiliki kegunaan yang cukup luas dibandingkan mineral lain, seperti
pada industri kimia digunakan sebagai adsorben (Amrulloh, 2014), penukar ion
(Erdem et al., 2004) dan katalis reaksi (Auerbach et al., 2003). Hal ini
disebabkan zeolit memiliki beberapa keunggulan yaitu bentuk yang unik, struktur
berpori, dan kekuatan asam yang dapat dikontrol. Selain itu zeolit mempunyai
sejumlah sifat fisik dan kimia menarik diantaranya memiliki sifat inert, stabilitas
termal tinggi, memiliki rongga yang memungkinkan terjadinya adsorpsi,
mempunyai kemampuan untuk mengikat logam sebagai katalis, memiliki luas
permukaan yang besar sehingga memungkinkan terjadinya proses katalitik,
penukar kation, penyangga, separator, dan sebagai media tanam. Beberapa logam
Oksigen
Silika atau Alumina
25
yang mampu diserap zeolit antara lain Ni, Pb, U, Zn, Ba, Ca, Mg, Sr, Cd, Cu dan
Hg (Komulski, 2001).
Kemampuan zeolit sebagai penyerap, katalis, dan penukar ion sangat bergantung
kepada perbandingan Si dan Al. Hal ini disebabkan rasio Si/Al berpengaruh
terhadap kristalinitas, ukuran kristal, luas permukaan, diameter pori, dan
keasamaan. Berdasarkan perbandingan rasio Si/Al, zeolit dapat dikelompokkan
menjadi tiga (Sutarti, 1994):
1. Zeolit sintetik dengan kadar Si rendah
Zeolit jenis ini banyak mengandung Al dengan perbandingan Si/Al 1-1,5,
berpori, memiliki konsentrasi kation paling tinggi, mempunyai sifat adsorpsi
yang optimum, dan mempunyai nilai ekonomi tinggi karena efektif untuk
pemisahan dengan kapasitas besar. Volume porinya dapat mencapai 0,5 cm3
tiap cm3 volume zeolit. Contoh zeolit jenis ini yaitu zeolit-A dan zeolit-X.
2. Zeolit sintetik dengan kadar Si sedang
Jenis zeolit ini mempunyai perbandingan Si/Al 2 hingga 5. Contoh zeolit
sintetik jenis ini adalah zeolit omega dan zeolit-Y.
3. Zeolit sintetik dengan kadar Si tinggi
Zeolit jenis ini memiliki perbandingan Si/Al antara 10-100 bahkan bisa lebih,
sangat higroskopis dan menyerap molekul non polar sehingga baik untuk
digunakan sebagai katalisator asam untuk hidrokarbon. Contoh zeolit jenis
ini yaitu zeolit ZSM-5, ZSM-11, ZSM-21, ZSM-24.
4. Zeolit Si
Kalau zeolit Si tinggi masih mengandung Al meskipun hanya sedikit, tetapi
zeolit Si ini tidak mengandung Al sama sekali atau tidak mempunyai sisi
26
kation sama sekali. Sifat zeolit jenis ini adalah sangat hidrofilik-hidrofobik
sehingga dapat mengeluarkan atau memisahkan suatu molekul organik dari
suatu campuran air. Contoh zeolit jenis ini adalah silikalit.
Berdasarkan proses pembentukannya, zeolit dapat dikelompokkan menjadi dua
kelompok besar yaitu zeolit alam dan zeolit sintetik (Mortimer and Taylor, 2002).
1. Zeolit Alam
Zeolit alam banyak ditemukan dalam batuan sedimen sebagai hasil alterasi
debu-debu vulkanis. Zeolit alam terbentuk karena adanya proses kimia dan fisika
yang kompleks dari batuan-batuan yang mengalami berbagai macam perubahan di
alam. Secara umum zeolit alam ditemukan dalam komposisi berbeda, dan secara
umum dinyatakan dengan rumus:
Mn[(AlO2)x(SiO2)y].wH2O
dengan M adalah kation alkali atau kation alkali tanah seperti natrium (Na+),
kalium (K+), kalsium (Ca2+), atau magnesium (Mg2+), n adalah valensi kation,
w adalah jumlah molekul air per satuan unit sel, x dan y adalah jumlah tetrahedra
per unit sel, dan nisbah y/x biasanya memiliki nilai 1 hingga 5, dan 10 hingga 100
(Georgiev et al., 2009). Sebagian besar zeolit alam mempunyai perbandingan
Si/Al yang rendah karena ketiadaan bahan organik yang berfungsi penting untuk
pembentukan silika. Komposisi kimia dan sifat fisika dalam zeolit alam secara
umum dapat dilihat pada Tabel 9.
27
Tabel 9. Komposisi kimia dan sifat fisika zeolit alam (% berat) (Erdem et al.,2004).
Komposisi Kimia (%) Sifat Fisika
SiO2
Al2O3
K2O
H2O
Si/Al
69,31
13,11
2,83
6,88
4,66
Porositas 41,5%
Densitas 2,27 gram/cm3
Keputihan 68%
Bleaching aktif 1,92 gram sampel/gram tonsil
pH 7,5
Sumber zeolit alam di Indonesia pada umumnya mengandung topologi zeolit
mordenit, klinoptilolit, dan smektit. Saat ini ada sekitar 40 zeolit alam yang sudah
ditemukan. Beberapa contoh zeolit alam yang umum ditemukan disajikan pada
Tabel 10 di bawah ini.
Tabel 10. Contoh mineral zeolit yang umum ditemukan di alam (Subagjo, 1993).
Zeolit Alam Komposisi
Analsim
Kabasit
Klinoptiloit
Erionit
Ferrierit
Heulandit
Laumonit
Mordenit
Filipsit
Natrolit
Wairakit
Na16(Al16Si32O96).16H2O
(Na2,Ca)6(Al12Si24O72).40H2O
(Na4K4)(Al8Si40O96).24H2O
(Na,Ca5K)(Al9Si27O72).27H2O
(Na2Mg2)(Al6Si30O72).18H2O
Ca4(Al8Si28O72).24H2O
Ca(Al8Si16O48).16H2O
Na8(Al8Si40O96).24H2O
(Na,K)10(Al10Si22O64).20H2O
Na4(Al4Si6O20).4H2O
Ca(Al2Si4O12).12H2O
Zeolit alam memiliki beberapa kelemahan, diantaranya banyak mengandung
pengotor, ketidakmurniannya yang tinggi, ukuran pori-pori yang tidak seragam,
dan kristalinitasnya yang rendah sehingga mengurangi kemampuannya sebagai
adsorben dan katalis. Selain itu, kekuatan asam pada zeolit alam juga sulit untuk
dikontrol dan perlu dilakukan proses aktivasi sebelum digunakan untuk
meningkatkan sifat khusus zeolit sebagai adsorben dan menghilangkan unsur
28
pengotor (Rosita dkk, 2004). Untuk mengatasi beberapa kelemahan zeolit alam
maka dikembangkan zeolit sintetik.
2. Zeolit Sintetik
Zeolit sintetik adalah zeolit yang dibuat dari bahan lain dengan proses sintesis.
Zeolit sintetik dapat dihasilkan dari kristalisasi hidrotermal alkali reaktif berbasis
aluminosilikat pada suhu rendah (<100°C) dan akan menghasilkan zeolit dengan
rasio Si/Al rendah. Jika ingin mendapatkan zeolit dengan kadar silika tinggi,
maka ditambahkan suatu zat organik pada suhu diatas 100°C.
Zeolit jenis ini mempunyai sifat fisik dan kimia yang sama dengan zeolit alam
namun lebih murni jika dibandingkan dengan zeolit alam. Karakteristik zeolit ini
juga berbeda dengan zeolit alam. Jika karakteristik zeolit alam tergantung dengan
kondisi geologis dan geografis alam, maka karakteristik zeolit sintetik hanya
dipengaruhi oleh teknik sintesis, kondisi proses pembuatan, serta komposisi bahan
baku (Auerbach et al., 2003). Selain itu kelebihan yang dimiliki oleh zeolit
sintetik adalah kekuatan asamnya yang dapat dikontrol. Lebih dari 150 tipe zeolit
sintetik dan 40 mineral zeolit telah diketahui. Beberapa zeolit sintetik disajikan
dalam Tabel 11 dan kegunaannya pada Tabel 12.
29
Tabel 11. Contoh zeolit sintetik yang telah diproduksi (Georgiev et al., 2009).
Nama Zeolit Komposisi
Zeolit A
Zeolit N-A
Zeolit H
Zeolit L
Zeolit X
Zeolit Y
Zeolit P
Zeolit O
Zeolit Ω
Zeolit ZK-4
Zeolit ZK-5
Na2O.Al2O3.2SiO2.4,5H2O
(Na,TMA)2O.Al2O3.4,8SiO2.7H2O TMA-(CH3)4N+
K2O.Al2O3.2SiO2.4H2O
(K2Na2)O.Al2O3.6SiO2.5H2O
Na2O.Al2O3.2,5SiO2.6H2O
Na2O.Al2O3.4,8SiO2.8,9H2O
Na2O.Al2O3.2-5SiO2.5H2O
(Na,TMA)2O.Al2O3.7SiO2.3,5H2O TMA-(CH3)4N+
(Na,TMA)2O.AL2O3.7SiO2.5H2O TMA-(CH3)4N+
0,85Na2O.0,15(TMA)2O.Al2O3.3,3SiO2.6H2O
(R,Na2)O.Al2O3.4-6SiO2.6H2O
Tabel 12. Zeolit sintetik dan kegunaannya (Saputra, 2006).
Jenis zeolit Kegunaan
Zeolit X Catalytic cracking (FCC) dan hidrocracking, mereduksi
NO, NO2, dan CO2
Zeolit Y Removal, pemisah fruktosa-glukosa, pemisah N2 di udara,
bahan pendingin kering
Zeolit US-Y Memisahkan monosakarida
Zeolit A Pengkonsentrasi alkohol, pengering olin, bahan gas alam
padat, pembersih CO2 dari udara
Zeolit ZSM-5 Dewaxing, produksi synfuel, mensintesis etilbenzena
Linde Zeolite-A Bubuk pembersih untuk memindahkan ion Ca dan Mg
Dewasa ini, penelitian telah banyak dilakukan untuk memanfaatkan silika yang
terkandung dalam sekam padi sebagai bahan untuk mensintesis zeolit. Fuadi dkk,
(2012) melaporkan telah mensintesis zeolit dari sekam padi yang telah diabukan
dengan aplikasi microwave. Mula-mula abu sekam padi dicampur dengan air dan
NaOH menjadi larutan sodium silikat, kemudian ditambahkan larutan sodium
aluminat dan dimasukkan ke microwave pada variasi suhu low, med-low,
medium,dan variasi waktu 30, 60, 90 dan 100 menit. Selanjutnya, sampel dicuci
dan disaring hingga pH larutan mendekati 7,0. Zeolit yang terbentuk kemudian
diuji struktur kristalnya dengan XRD. Hasilnya sintesis zeolit yang dilakukan
30
pada kondisi low selama 30 menit dan med low selama 10 menit menunjukkan
bahwa zeolit sintetik belum terbentuk atau struktur kristal masih bersifat amorf.
Sedangkan sintesis pada suhu low selama 60 menit keatas, 20 menit med low, dan
5 menit medium sudah menghasilkan zeolit dengan kristalinitas yang tinggi. Hal
ini menunjukkan bahwa kecepatan reaksi sangat tergantung pada suhu. Dengan
menaikkan suhu maka waktu yang diperlukan untuk menghasilkan zeolit bisa
dilakukan dalam waktu yang lebih singkat. Jika waktu ini terus ditambah ternyata
bisa mengubah struktur kristalin.
Dengan bahan baku yang sama Kamarudin et al., (2004) berhasil mensintesis
zeolit dari silika sekam padi. Mula-mula sekam padi dibakar dalam furnace pada
suhu 450, 600, dan 800°C dengan rata-rata pemanasan 5°C/menit. Abu yang
terbentuk dicuci dengan NaOH pada suhu 800°C selama 2 jam, kemudian
dicampurkan dengan gel (natrium aluminat dan natrium hidoksida) dan
dipanaskan pada suhu 100°C selama 14 jam. Zeolit yang terbentuk dikarakterisasi
dengan XRD dan diketahui zeolit yang terbentuk bertipe zeolit Y dan P. Analisis
adsorbsi nitrogen diketahui luas permukaannya 39-211 m2/gram, volume pori
0,014-0,075 cm3/gram dan rata-rata diameter pori 2,95-6 nm.
Metode hidrotermal telah dilakukan oleh Septiani dkk, (2015) untuk mensintesis
zeolit faujasit (tipe NaX, NaY dan Linde X) dari abu terbang batubara (fly ash)
menggunakan metode hidrotermal alkali air laut. Fly ash terlebih dahulu
dileburkan dengan NaOH dan dikeringkan. Bubuk hasil peleburan fly ash
ditambah dengan 43 mL air laut yang telah bebas dari pengotor, kemudian
dimasukan dalam autoclave untuk proses hidrotermal dengan variasi temperatur
31
35, 45 dan 60°C dengan lama inkubasi 4 hari. Hasil proses hidrotermal tersebut
dipisahkan bagian padatnya dengan sentrifugasi, dicuci dengan air destilasi,
kemudian dikeringkan selama 12 jam pada temperatur 80°C. Karakterisasi
menunjukkan zeolit yang terbentuk cukup baik karena tidak terdapat lagi SiO2
(quartz). Suhu terbentuknya zeolit dengan struktur kristal yang lebih baik terjadi
pada suhu 60°C. Sintesis zeolit pada suhu rendah dengan menggunakan air laut
menghasilkan tipe zeolit berupa sodalit yang merupakan kerangka dari zeolit
tipe-X.
3. Zeolit-X
Zeolit-X merupakan salah satu tipe zeolit sintetik, yaitu zeolit yang memiliki
diameter super cage 13Å dan diameter β-cage (kerangka sodalit) 6,6Å dengan
diameter pori 7,4Å membentuk struktur tiga dimensi dengan nisbah Si/Al 1,0-1,5
(Thammavong, 2003). Rumus molekul dari zeolit-X sintetik adalah
Na86[(AlO2)86(SiO2)106].264H2O. Zeolit-X mempunyai struktur bangun yang
oktahedral pada titik I, II dan III, dimana menunjukkan posisi dari kation natrium
yang berfungsi sebagai bagian yang bertukar ion atau situs yang dapat berpindah
dengan adanya ion lain, seperti terlihat pada Gambar 7. Zeolit-X banyak
digunakan untuk komersial, seperti katalis untuk pemecahan rantai hidrokarbon,
pembuatan deterjen, pernukar ion logam berat, dan absorben untuk separasi dan
proses pemurnian (Thammavong 2003).
32
Gambar 7. Molekul dari zeolit-X
Zeolit-X dapat disintesis dari bahan alam sebagai bahan baku pembuatannya
seperti abu bagas tebu (Asfadiyah, 2014) dan abu layang (Franus, 2012).
Beberapa penelitian menunjukkan proses sintesis zeolit-X dapat menggunakan
beberapa metode, seperti Widayat dkk, (2012) yang mensintesis zeolit-X dengan
metode hidrogel menggunakan serbuk tawas, air, dan NaOH, serta penelitian
Bahri (2015) dimana zeolit-X disintesis menggunakan metode sol-gel dari bahan
alam abu vulkanik Gunung Kelud.
G. Karakterisasi Katalis Zeolit
1. Scanning Electron Microscopy (SEM)
Untuk melakukan karakterisasi material yang heterogen pada permukaan bahan
pada skala mikrometer atau bahkan submikrometer dapat dilakukan dengan
menggunakan satu perangkat alat Scanning Electron Microscopy (SEM). Pada
SEM dapat diamati karakteristik bentuk, struktur, serta distribusi pori pada
permukaan bahan.
Prinsip kerja SEM adalah menembakkan permukaan benda dengan berkas
elektron berenergi tinggi kemudian dipantulkan seperti pada Gambar 8. Detektor
Oktahedral
Kation Natrium
33
di dalam SEM mendekati elektron yang dipantulkan dan menentukan lokasi
berkas yang dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Arah tersebut memberi
informasi profil permukaan benda seberapa landai dan ke mana arah kemiringan.
Gambar 8. Berkas elektron SEM
Berikut ini disajikan gambar yang diperoleh dari hasil uji karakteristik silika
sekam padi menggunakan SEM pada Gambar 9.
Gambar 9. Mikrostruktur silika sekam padi (Yuliyati et al., 2011)
2. X-Ray Diffraction (XRD)
Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) dimaksudkan untuk mengidentifikasi fase
bulk suatu katalis dan untuk menentukan sifat kristal atau kristalinitas dari suatu
katalis. Metode XRD banyak digunakan untuk mengidentifikasi dan
mengkarakterisasi material yang digunakan sebagai katalis, karena kebanyakan
34
dari katalis berbentuk padatan kristal seperti oksida logam, zeolit, dan logam yang
berpenyangga. XRD menjadi teknik yang cukup handal dan mendasar untuk
mengevaluasi sifat-sifat fase kristal dan ukuran kristal. Di dalam analisis XRD,
kristal katalis memantulkan sinar-X yang dikirimkan dari sumber dan diterima
oleh detektor. Dengan memantulkan sudut kedatangan sinar-X maka spektrum
pantulan adalah spesifik yang berhubungan langsung dengan lattice spacing dari
kristal yang dianalisis. Pola difraksi diplotkan berdasarkan intensitas peak yang
menyatakan peta parameter kisi kristal atau indeks Miller (hkl) sebagai fungsi 2θ,
dimana θ menyatakan sudut difraksi berdasarkan persamaan Bragg Richardson.
Pada persamaan interpretasi Hukum Bragg dilakukan berdasarkan asumsi bahwa
permukaan dari mana sinar X dipantulkan adalah datar.
nλ= 2d sin θ
Dimana d menyatakan jarak antar lapisan atom atau ion yang berdekatan, λ
menyatakan panjang gelombang radiasi sinar-X, dan n adalah urutan pantulan.
Kristalinitas dapat juga ditentukan dengan XRD melalui perbandingan intensitas
atau luasan peak sampel dengan intensitas atau luasan peak standar yang
ditunjukkan pada persamaan:
Kristalinitas=Intensitas peak hkl sampel
Intensitas peak hkl standar × 100%
Lebar peak XRD merupakan fungsi dari ukuran partikel, maka ukuran kristal
dinyatakan dalam persamaan Scherrer berikut:
Ukuran Kristal=Kλ
(B2-b2)
1/2 cos (
2θ2
)
35
Dimana K=1.000, B adalah lebar peak untuk jalur difraksi pada sudut 2θ, b adalah
instrument peak broadening (0.1o), dan λ adalah panjang gelombang pada 0,154
nm. Suku (B2-b2)½ adalah lebar peak untuk corrected instrumental broadening.
Karakteristik yang paling penting dari katalis logam berpenyangga, antara lain
ukuran dan dispersi kristal yang merupakan fraksi atau jumlah bagian atom logam
yang berhubungan dengan jumlah situs aktif, distribusi di dalam granul
penyangga, yang menentukan akses ke situs aktif, dan rasio antar permukaan
kristal, yang mempunyai peran penting dalam reaksi sebagai struktur yang
sensitif.
3. Particle Size Analyzer (PSA)
Ada beberapa cara yang bisa digunakan untuk mengetahui ukuran partikel yaitu :
metode ayakan (Sieve analyses), Laser Diffraction (LAS), metode sedimentasi,
Electronical Zone Sensing (EZS), analisis gambar (mikrografi), metode
kromatografi, dan ukuran aerosol submikron dan perhitungan. Dengan seiring
berkembangnya ilmu pengetahuan yang lebih mengarah ke era nanoteknologi, para
peneliti mulai menggunakan Laser Ablation Spectroscopy (LAS). Metode ini
dinilai lebih akurat bila dibandingkan dengan metode analisis gambar maupun
metode ayakan, terutama untuk sampel-sampel dalam orde nanometer (Lusi, 2011).
4. Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Spektroskopi inframerah adalah metode analisis yang didasarkan pada absorpsi
radiasi inframerah oleh sampel yang akan menghasilkan perubahan keadaan
36
vibrasi dan rotasi dari molekul sampel. Frekuensi yang diserap tergantung pada
frekuensi vibrasi dari molekul (karakteristik). Intensitas serapan bergantung pada
seberapa efektif energi foton inframerah dipindahkan ke molekul, yang
dipengaruhi oleh perubahan momen dipol yang terjadi akibat vibrasi molekul.
Analisis dengan FTIR untuk sampel komposit anorganik pada umumnya
dimaksudkan untuk melihat gugus fungsi yang terkait dengan penyusun sampel.
Untuk zeolit, gugus fungsi yang dapat dideteksi dengan FTIR adalah pita serapan
melebar dengan intensitas kuat pada daerah 1095-1092 cm-1 yang menunjukkan
karakteristik vibrasi gugus siloksan (Si-O-Si), pita serapan sekitar 420-494 cm-1
yang menunjukkan adanya gugus Si-O-Al.
Pita serapan lainnya yang menunjukkan adanya vibrasi Al-O- yaitu pada daerah
470-480 cm-1. Pada bilangan gelombang 3300 cm-1 terdapat pita serapan gugus
fungsi -OH dari molekul air. Pada pita serapan sekitar 3400 cm-1 tersebut terjadi
tumpang tindih pada pita serapan dari stretching asimetris dan simetris dari
molekul air. Pita serapan yang lebar pada panjang gelombang tersebut disebabkan
oleh adanya hidrat dan molekul air yang berikatan langsung dengan kation
penyeimbang.
Secara khusus, FTIR dapat menunjukkan adanya situs asam Brønsted-Lowry atau
Lewis yang terdapat dalam sampel. Adanya situs asam Brønsted-Lowry
ditunjukkan oleh pita serapan pada bilangan gelombang sekitar 1540-1545 cm-1,
sedangkan situs asam Lewis ditunjukkan oleh pita serapan pada bilangan
gelombang sekitar 1440-1452 cm-1 (Platon and Thomson, 2003).
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilakukan selama 6 bulan yaitu dari bulan Februari s.d. Mei
2017, bertempat di Laboratorium Kimia Polimer Jurusan Kimia Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung. Karakterisasi
katalis dengan XRD dilakukan di Laboratorium Pusat Teknologi Bagan Industri
Nuklir (PTBIN), SEM dilakukan di Pusat Pengembangan Geologi Kelautan
(PPGL) Bandung, PSA dilakukan di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan
Pascapanen Pertanian Bogor, FTIR dilakukan di Laboratorim Terpadu Universitas
Islam Indonesia Yogyakarta, dan analisis liquid fuel dengan GC-MS dilakukan di
Universitas Gajah Mada Yogyakarta.
B. Alat dan Bahan
1. Alat-alat yang digunakan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain oven, peralatan gelas,
mortar dan pastel, saringan mesh, perangkat pirolisis, furnace, blender,
viskometer, piknometer, Scanning Electron Microscope (SEM), Particle Size
38
Analyzer (PSA), Gas Chromathography-Mass Spectrometry (GC-MS), Fourier
Transform Infra Red (FTIR), dan X-Ray Diffraction (XRD).
2. Bahan-bahan yang digunakan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain bagas tebu, minyak
biji karet, sekam padi, NaOH padat, HNO3 16M, indikator universal, batang
aluminium, kertas saring dan akuades.
C. Prosedur Penelitian
1. Preparasi Bahan
Langkah awal dalam penelitian ini yaitu preparasi bahan yang terdiri dari beberapa
jenis larutan serta beberapa bahan baku seperti sekam padi, bagas tebu, dan
minyak biji karet. Larutan-larutan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain
NaOH 20 dan 1,5%, serta HNO3 10% dan 1M.
Untuk pembuatan larutan NaOH 20%, ditimbang NaOH padat sebanyak 25 gram
dan dilarutkan dalam 100 mL akuades. Selanjutnya dari larutan tersebut diambil
sebanyak 80 mL dan diencerkan hingga 100 mL. Larutan yang telah diencerkan
tersebut merupakan NaOH dengan konsentrasi 20%. Untuk membuat larutan
NaOH 1,5%, diambil sebanyak 7,5 mL dari larutan konsentrasi 20% kemudian
diencerkan hingga 100 mL.
Untuk preparasi larutan HNO3 10%, diambil sebanyak 14,7 mL HNO3 pekat
konsentrasi 16M (setara dengan 68%) kemudian diencerkan hingga 100 mL.
39
Untuk membuat larutan HNO3 1M dari larutan 10% tersebut diambil sebanyak
42 mL dan diencerkan hingga 100 mL (Lampiran 1).
Untuk preparasi sekam padi diawali dengan merendam sekam padi dalam air panas
selama 2 jam untuk memisahkan sekam padi dengan kadar silika tinggi
(tenggelam) dan sekam padi dengan kadar silika rendah (terapung), serta untuk
menghilangkan pengotor seperti tanah, debu, dan batang padi. Sekam padi dengan
kadar silika tinggi kemudian disaring untuk diproses ke tahap selanjutnya. Sekam
padi selanjutnya dicuci kembali dengan air panas untuk memaksimalkan proses
pembersihan, disaring, dan dikeringkan. Sekam padi yang telah kering kemudian
direndam dengan larutan HNO3 1M selama 24 jam dengan tujuan menghilangkan
zat-zat pengotor anorganik selain silika (Chandra dkk, 2012). Sekam padi yang
telah direndam selanjutnya dicuci dengan air untuk menghilangkan kandungan
HNO3 sampai air hasil cucian bersifat netral ditandai dengan warna air yang sudah
jernih dan tidak lagi tercium bau asam. Sekam padi kemudian dikeringkan dan
siap digunakan dalam proses ekstraksi (Suka dkk, 2008).
Pada preparasi bagas tebu, langkah awal yang dilakukan adalah mengeringkan
terlebih dahulu bagas tebu yang masih basah untuk menghilangkan kadar airnya.
Bagas tebu yang telah kering selanjutnya dipotong hingga ukuran ± 2 cm untuk
memudahkan proses penggilingan. Bagas tebu kemudian digiling halus hingga
dihasilkan tepung bagas tebu yang siap digunakan pada uji pirolisis.
Untuk mendapatkan minyak biji karet, dilakukan ekstraksi minyak dari biji karet
yang masih segar. Biji karet yang masih segar dikupas cangkangnya kemudian
40
dipotong hingga ukurannya kecil. Selanjutnya biji karet dikeringkan dan
diekstrak menggunakan alat press untuk mendapatkan kandungan minyaknya.
2. Ekstraksi Silika dari Sekam Padi
Untuk mendapatkan filtrat dari sekam padi yang mengandung silika, maka perlu
dilakukan ekstraksi. Proses ekstraksi dilakukan dengan ekstraksi alkalis.
Sebanyak 50 gram sekam padi yang telah dipreparasi direndam dengan 500 mL
larutan NaOH 1,5%, kemudian dididihkan selama 30 menit. Selanjutnya sampel
didiamkan selama 24 jam untuk memaksimalkan proses ekstraksi dan disaring
untuk mendapatkan filtrat yang mengandung silika (sol silika). Untuk
mengendapkan silika, filtrat kemudian ditambahkan larutan HNO3 10% secara
bertahap sambil diaduk hingga pH 7,0 hingga sol silika berubah menjadi gel. Gel
yang telah terbentuk kemudian didiamkan selama 24 jam untuk proses penuaan
(aging). Setelah itu gel dicuci dengan air panas hingga bersih, dikeringkan dalam
oven dengan suhu 110°C selama 12 jam, dihaluskan, dan diayak dengan ukuran
125 µm hingga menjadi bubuk halus (Kalaphaty et al., 2000; Pandiangan dkk,
2009).
3. Pembuatan Katalis Zeolit-X
Pada pembuatan katalis zeolit-X, prosedur pertama yang dilakukan yaitu membuat
larutan alumunium yang berasal dari 13,5 gram logam aluminium dilarutkan ke
dalam 50 mL larutan NaOH 20% dan membuat sol silika yang berasal dari
37,5 gram silika hasil ekstraksi dilarutkan ke dalam 50 mL larutan NaOH 20%.
41
Setelah masing-masing bagian larut, kedua bagian ini kemudian dicampur
menggunakan blender untuk mendapatkan campuran yang homogen. Hasil
pencampuran yang disebut sebagai zeolit-X selanjutnya dikeringkan dalam oven
dengan suhu 100°C selama 24 jam, digerus, dan diayak dengan ukuran 125 µm
hingga menjadi bubuk halus (Pandiangan et al., 2017).
4. Kalsinasi Katalis
Proses kalsinasi katalis dilakukan dengan menggunakan furnace Lento 3508.
Kalsinasi katalis berbentuk serbuk halus dilakukan pada suhu 600, 700, 800,
900°C dan ditahan selama 6 jam. Langkah-langkah penggunaan furnace yaitu
sebagai berikut:
1. Sampel disiapkan.
2. Sampel dimasukkan ke dalam tungku pemanas.
3. Alat tungku dihubungkan dengan sumber tegangan, kemudian atur alat
dalam keadaan hidup.
4. Tungku diatur sesuai dengan perlakuan pada sampel.
5. Tungku pemanas dimatikan ketika proses telah selesai.
6. Sampel dikeluarkan dari tungku pemanas.
Sampel dipanaskan dari suhu ruang (25°C) sampai mencapai suhu 600°C dengan
kenaikan suhu sebesar 5°C/menit. Setelah mencapai suhu 600°C pemanasan
ditahan selama 6 jam. Selanjutnya alat furnace akan menghentikan pemicu
kenaikan dan penahanan suhu, kemudian secara otomatis suhu akan turun kembali
sampai mencapai suhu ruang (25°C). Perlakuan yang sama juga berlaku untuk
suhu kalsinasi 700, 800,dan 900°C (Mediasari, 2015).
42
5. Karakterisasi Katalis
a. Karakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD)
Karakterisasi dengan XRD dilakukan untuk mengidentifikasi struktur dan fase
katalis berdasarkan letak sudut dalam 2θ (dalam derajat). Sumber radiasi
menggunakan Kα dari Cu. Langkah-langkah yang dilakukan dalam analisis
menggunakan XRD adalah sebagai berikut:
1. Sampel yang dianalisis disiapkan dan direkatkan pada kaca, kemudian
dipasang pada tempatnya yang berupa lempeng tipis berbentuk persegi
panjang dengan bantuan lilin perekat.
2. Sampel yang disimpan dipasang pada tempat sampel kemudian dilekatkan
pada sampel stand dibagian geniometer.
3. Parameter pengukuran dimasukkan pada perangkat lunak melalui
komputer pengontrol, yaitu meliputi penentuan mode pemindaian,
penentuan rentang sudut, kecepatan pemindaian cuplikan, member nama
cuplikan dan member nomor urut file data.
4. Alat difraktometer dioperasikan dengan perintah mulai pada menu
komputer, dimana sinar-X akan meradiasi sampel yang terpancar dari
target Cu dengan panjang gelombang 1,5406Å.
5. Hasil difraksi dapat dilihat pada komputer dan intensitas difraksi pada
sudut 2θ tertentu dapat dicetak oleh mesin printer.
6. Sampel diambil dari tempat sampel setelah pengukuran cuplikan selesai.
43
b. Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)
Karakterisasi menggunakan SEM dilakukan untuk mengetahui morfologi
permukaan dan bentuk partikel. Analisis menggunakan SEM ini dilakukan pada
semua sampel katalis yang dihasilkan. Adapun langkah-langkah dalam uji SEM
ini adalah sebagai berikut:
1. Sampel yang akan dianalisis disiapkan dan direkatkan pada penyangga
spesimen.
2. Sampel yang telah dipasang pada penyangga kemudian dibersihkan
dengan Hand Blower.
3. Sampel dimasukkan dalam mesin pelapis untuk diberi lapisan tipis yang
berupa gold-palladium selama 4 menit sehingga menghasilkan lapisan
dengan ketebalan 200-400 Å.
4. Sampel dimasukkan ke dalam ruang spesimen.
5. Pengamatan dan pengambilan gambar pada lapisan SEM dengan mengatur
pembesaran yang diinginkan.
6. Penentuan spot untuk analisis pada lapisan SEM.
7. Pemotretan gambar SEM.
c. Karakterisasi dengan Particle Size Analyzer (PSA)
Karakterisasi menggunakan PSA dilakukan untuk mengamati distribusi ukuran
partikel pada katalis. Langkah-langkah kerja alat adalah sebagai berikut :
1. Pilih ikon pengukuran dari akuisisi data pada panel fungsi
2. Klik “Start”
44
3. Untuk menampilkan grafik, klik nama grafik yang diinginkan
4. Setelah pengukuran selesai data grafik di transfer ke data dengan klik SOP
d. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Karakterisasi dengan FTIR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi senyawa
menggunakan sinar radiasi infra merah. Langkah-langkah yang dilakukan dengan
menggunakan FTIR adalah sebagai berikut:
1. Sedikit sampel padat (kira-kira 1-2 mg) ditambahkan bubuk KBr murni
(kira-kira 200 mg) dan diaduk hingga rata. Campuran ini kemudian
ditempatkan dalam cetakan dan ditekan dengan menggunakan alat tekanan
mekanik. Tekanan ini dipertahankan beberapa menit kemudian sampel
(pelet KBr yang terbentuk) diambil dan ditempatkan dalam tempat sampel
pada alat spektroskopi inframerah untuk dianalisis.
2. Alat FTIR serta alat komputer dinyalakan.
3. Di klik ganda shortcut pada komputer, ditunggu beberapa saat sampai
keluar kotak dialog, klik oke. Menu pada layar di klik FTIR 2000 pada
menu instrumen, klik BK6 Start untuk memulai pengukuran.
4. Spektra pada layar ditunggu sampai menghilang, tempatkan sampel siap
ukur pada tempat sampel dari alat inferometer, diisi kotak dialog dengan
identitas sampel, klik sample start, dan ditunggu spektra yang diperoleh.
Spektra yang diperoleh muncul di layar, di klik puncak tabel pada menu
calc untuk memunculkan harga bilangan gelombang, treshold dan norse
level ditentukan untuk mengatur pemunculan harga bilangan gelombang.
45
6. Uji Pirolisis
Uji pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji karet menggunakan reaktor
seperti pada gambar berikut:
Gambar 10. Rangkaian alat pirolisis
Untuk mendapatkan liquid fuel hasil pirolisis, langkah pertama yang dilakukan
yaitu mencampur 50 gram bagas tebu dengan 10 gram katalis zeolit-X
masing-masing suhu kalsinasi, kemudian ditambahkan100 mL minyak biji karet
hingga merata. Selanjutnya campuran tersebut dimasukkan ke dalam reaktor
pirolisis yang telah dirangkai dengan furnace elektrik, kemudian dipanaskan
hingga suhu 450°C. Uap yang terbentuk dialirkan dari reaktor kemudian
didinginkan di dalam kondensor hingga menghasilkan distilat yang mengandung
liquid fuel. Pirolisis dianggap selesai jika tidak ada lagi distilat yang menetes.
Pirolisis juga dilakukan dalam beberapa variasi yaitu tanpa menggunakan katalis
untuk 148,6 gram bagas tebu, 148,6 gram minyak biji karet, campuran 60 gram
bagas tebu dan 100 mL minyak biji karet, serta pirolisis 138,6 gram bagas tebu
tanpa minyak biji karet untuk katalis variasi suhu kalsinasi 600 dan 800°C.
Reaktor pirolisis
Kondensor
Termokopel
Penampung
distilat
Sensor suhu
46
7. Analisis Liquid Fuel
Analisis liquid fuel hasil pirolisis dilakukan untuk menguji kelayakan
pengaplikasiannya sebagai bahan bakar. Analisis ini meliputi beberapa parameter
seperti viksositas, densitas, dan titik nyala yang didasarkan pada SNI 7431-2008.
Sampel juga dianalisis dengan menggunakan instrumen Gas Chromathography-
Mass Spectrometry (GC-MS) model GCMS-QP2010S SHIMADZU, yang
dilengkapi dengan kolom AGILENTJ%W HP-5 dengan panjang 30 meter dan
diameter internal (ID) 0,25 mm. Fragmentasi berlangsung dengan bantuan sumber
elektron berupa electron impact (EI) dengan energi ionisasi sebesar 70 eV.
a. Analisis Gas Chromathography-Mass Spectrometry (GC-MS)
Analisis GC-MS digunakan untuk mengidentifikasi komponen yang terkandung
dalam sampel dan secara khusus untuk melihat apakah komponen asam lemak
telah berubah strukturnya menjadi fragmen-fragmen hidrokarbon. Adapun
langkah-langkah dalam analisis GC-MS ini adalah sebagai berikut:
1. Transformator/power supply dinyalakan, kemudian tombol “on” ditekan
pada alat GC-MS, berturut-turut untuk daya pada pengukur ion (I.G.), MS,
dan GC. Gas He dialirkan, dan dihidupkan pula komputer, monitor, dan
printer.
2. Dipilih menu Class-5000, klik kontrol vakum, dan auto start up
dijalankan.
3. GC-MS monitor diaktifkan, atur temperatur injektor, kolom, dan detektor.
Kemudian ditunggu hingga tekanan vakum di bawah 5 kPa.
47
4. Penyetelan diaktifkan, diklik penyesuaian otomatis, load method yang
akan digunakan, kemudian klik mulai dan ditunggu beberapa saat sampai
hasilnya di cetak, setelah selesai diklik close tuning.
5. Pengembangan metode diaktifkan, set GC parameter, set MS parameter,
simpan metode yang telah dideskripsikan, kemudian klik keluar.
6. Real Time Analysis diaktifkan, dipilih parameter sampel tunggal,
kemudian diisi dengan deskripsi yang diinginkan.
7. Dilakukan Send Parameter, ditunggu sampai GC dan MS siap, kemudian
dilakukan injeksi sampel.
8. Ditunggu sampai analisis selesai.
9. Post Run Analysis diaktifkan, kemudian dipilih Browser untuk analisis
sampel secara kualitatif.
10. Dilakukan pengaturan top comment puncak (peak label), dan reintegrasi
data yang dianalisis. Kemudian dipilih pencarian spektrum tampilan pada
puncak tertentu dan dilakukan laporan pada bagian yang diinginkan.
Untuk mengakhiri, injektor temperatur, kolom, dan detektor pada GC-MS monitor
didinginkan sampai temperatur ruangan (30°C). Bila sudah tercapai, kontrol
vakum diklik dan dilakukan auto shut down. Perangkat alat dimatikan dengan
urutan : komputer, GC, MS, IG, dan gas He.
b. Analisis Viskositas
Viskositas diukur dengan menggunakan viskometer Ostwald. Langkah-langkah
untuk analisis viskositas biodiesel adalah sebagai berikut :
48
1. Viskositas dibersihkan sebelum digunakan.
2. Viskometer diisi dengan contoh lalu diletakkan di dalam bak (suhu bak
viskometer dinaikkan pada 15-100°C hingga diperoleh kisaran waktu
30 menit).
3. Pada kondisi viskometer telah mencapai kondisi yang diinginkan maka
ketinggian sampel dengan kapiler disesuaikan dengan menggunakan
pompa hisap hingga melebihi sedikit garis batas (m).
4. Sampel dibiarkan turun serta dihitung waktu sampai tanda batas (n) (waktu
yang diukur adalah waktu miniskus untuk melewati waktu dari sasaran
pertama (m) menuju waktu sasaran kedua (n).
Gambar 11. Viskometer Ostwald
Nilai viskositas kemudian dihitung dengan rumus :
μ = C × t
Keterangan :
μ : viskositas kinematik (mm2/s)
C : konstanta kalibrasi viskometer (mm2/s2)
t : waktu alir sampel dari batas atas ke batas bawah (s)
49
c. Analisis Densitas
Prinsip kerja dari penentuan densitas adalah perbandingan massa sampel tanpa
udara pada suhu dan volume tertentu dengan massa air pada suhu dan volume
yang sama. Langkah-langkah untuk analisis densitas liquid fuel adalah sebagai
berikut :
1. Piknometer kosong dikeringkan di dalam oven kemudian ditimbang.
2. Piknometer diisi dengan akuades suhu 20°C kemudian disimpan dalam
water bath pada suhu 25°C selama 30 menit.
3. Piknometer kemudian diangkat, dikeringkan, dan ditimbang (berat
akuades diperoleh dari selisih berat piknometer berisi akuades dan berat
piknometer kosong).
4. Pada tahap selanjutnya sampel minyak didinginkan sampai suhu 20°C.
5. Kemudian minyak dimasukkan ke dalam piknometer yang sebelumnya
telah dibersihkan dan dikeringkan hingga meluap dan tidak terbentuk
gelembung udara.
6. Bagian luar piknometer dikeringkan dan piknometer ditempatkan di dalam
water bath pada suhu konstan 25°C selama 30 menit.
7. Piknometer diangkat dari water bath lalu dikeringkan dan ditimbang (berat
sampel diperoleh dengan menghitung selisih berat piknometer berisi
sampel dan berat piknometer kosong).
Densitas dihitung dengan rumus :
Densitas = W1
W2 × ρ air
50
Keterangan :
W1 : berat sampel (gram)
W2 : berat akuades (gram)
ρ air : densitas air (gram/mL)
d. Analisis Titik Nyala
Langkah-langkah untuk analisis titik nyala liquid fuel adalah sebagai berikut :
1. Sampel dimasukkan ke dalam mangkok uji hingga garis batas pengujian.
2. Suhu sampel dan mangkok uji diatur sekitar 18°C di bawah kisaran
perkiraan suhu titik nyala sampel.
3. Mangkok uji ditutup.
4. Cahaya nyala dihidupkan dan diatur intensitasnya (kenaikan suhu diatur
sebesar 5-6°C/menit dan sampel diaduk dengan menggunakan alat
pengaduk pada kecepatan 90–120 rpm).
5. Pengadukan dihentikan dan gas pembakar ditambahkan dengan
mengoperasikan penutup mangkok uji.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan
sebagai berikut:
1. Hasil rendemen produk cair terbesar yang diperoleh dari hasil pirolisis tanpa
katalis yaitu pada pirolisis bagas tebu sebesar 54,68%, dan dari liquid fuel
hasil pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji karet menggunakan
katalis yaitu pada katalis zeolit-X suhu kalsinasi 900°C sebesar 43,00%.
2. Berdasarkan hasil analisis GC-MS liquid fuel dari keempat variasi suhu
kalsinasi katalis zeolit-X pada pirolisis campuran bagas tebu dan minyak biji
karet menunjukkan bahwa terdapat 4 kategori senyawa yang terkandung
dengan urutan kandungan senyawa terbesar hingga terkecil secara umum
yaitu hidrokarbon, ester, keton, dan alkohol.
3. Berdasarkan jumlah kandungan hidrokarbon liquid fuel hasil pirolisis
menggunakan keempat variasi suhu kalsinasi katalis zeolit-X, kandungan
hidrokarbon tertinggi diperoleh dari pirolisis menggunakan katalis zeolit-X
suhu kalsinasi 700°C sebesar 89,27%.
4. Hasil karakterisasi zeolit-X suhu kalsinasi 600, 700. 800, dan 900°C dengan
menggunakan XRD menunjukkan bahwa intensitas fase kristalin terbesar
89
pada suhu kalsinasi 900°C dan intensitas fase amorf terbesar pada suhu
kalsinasi 600°C.
5. Hasil karakterisasi SEM menunjukkan morfologi permukaan berpori dengan
bentuk yang tidak beraturan dan ukuran partikelnya bervariasi.
6. Hasil karakterisasi menggunakan PSA menunjukkan bahwa ukuran partikel
bervariasi dengan dua kelompok partikel pada katalis zeolit-X suhu kalsinasi
600, 700, dan 800°C dan tiga kelompok partikel pada katalis zeolit-X suhu
kalsinasi 900°C dengan selisih ukuran berturut-turut yaitu 660,8, 273, 450,9,
dan 417,1 nm.
7. Hasil karakterisasi menggunakan FTIR menunjukkan adanya jenis gugus
asam Brønsted-Lowry pada katalis zeolit-X suhu kalsinasi 600°C, jenis gugus
asam Lewis pada katalis zeolit-X suhu kalsinasi 700, 800, dan 900°C, dan
berdasarkan nilai keasaman aktivitas tertinggi katalis terdapat pada katalis
zeolit-X suhu kalsinasi 700°C.
B. Saran
Berdasarkan unjuk kerja katalis zeolit-X yang digunakan, maka pada penelitian
selanjutnya disarankan untuk meneliti lebih lanjut tentang uji efektifitas dan
reaktifitas katalis. Berdasarkan parameter fisik liquid fuel yang belum memenuhi
standar, maka pada penelitian selanjutnya disarankan untuk meneliti lebih lanjut
tentang peningkatan kualitas fisik liquid fuel sebagai bahan bakar terbarukan agar
memenuhi standar yang berlaku.
DAFTAR PUSTAKA
Adam, F., S. Balakrishnan, and P. Wong. 2006. Rice Husk Ash Silica as a Support
Material for Ruthenium Based Heterogenous Catalyst. Journal. of
Physical Science, Vol.17(2), pp. 1-13.
Amrulloh, H. 2014. Sintesis Zeolit Berbasis Silika Sekam Padi Menggunakan
Metode Sol-Gel dan Karakterisasinya. (Skripsi). Departemen Kimia
FMIPA Universitas Lampung. Bandar Lampung. hal. 41-66.
Anshary, M.I., Damayanti, O., dan Roesyadi, A. 2012. Pembuatan Biodiesel dari
Minyak Kelapa Sawit dengan Katalis Padat Berpromotor Ganda Dalam
Reaktor Fixed Bed. Jurnal Teknik Pomits. Vol.1(1), hal. 1-4.
Asfadiyah, N.R. 2014. Sintesis dan Karakterisasi Zeolit X dari Abu Ampas Tebu
dengan Variasi Rasio Molar Si/Al Menggunakan Metode Sol-Gel.
(Skripsi). Jurusan Kimia UIN Maulana Malik Ibrahim. Malang.
Auerbach, S., Carrado, K., and Dutta, P. 2003. Hand Book of Zeolite Science and
Technology. Marcel Dekker Inc. New York.
Bahri, S. 2015. Sintesis dan Karakterisaasi Zeolit X dari Abu Vulkanik Gunung
Kelud dengan Variasi Rasio Molar Si/Al menggunakan Metode Sol-Gel.
(Skripsi). Jurusan Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam
Negeri Maulana Malik Ibrahim. Malang.
Barrer, R.M. 1982. Hydrothermal Chemistry of Zeolites. Academic Press.
Bridgwater, A.V. 2004. Biomass Fast Pyrolysis. Thermal Science. Vol.8(2), pp.
21-49.
Chandra, A., Miryanti, Y.I.P. Arry., Widjaja, L. B., Pramudita, A. 2012. Isolasi
dan Karakterisasi Silika dari Sekam Padi. Lembaga Penelitian dan
Pengabdian kepada Masyarakat. Universitas Katolik Prahayangan. hal. 1-
37.
91
Damayanthi, R dan Martini, R. 2009. Proses Pembuatan Bahan Bakar Cair
dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeolit Y
dan ZSM-5. (Tugas Akhir). Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro. Semarang. hal. 1-8.
Danarto, Y.C., Utomo, P. B., Sasmita, F. 2010. Pirolisis Limbah Serbuk Kayu
dengan Katalisator Zeolit. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia
Kejuangan, Yogyakarta 26 Januari 2010, B09 hal. 1-6.
Della, V.P., Kuhn, I., and Hotza, D. 2002. Rice Husk Ash an Alternate Source for
Active Silica Production. Materials Leters. Vol.57, pp. 818-821.
Demirbas, A. 2004. Current Technologies for the Thermo-Conversion of Biomass
into Fuels and Chemicals. Energy Sources. Vol.26(8), pp. 715-730.
Direktorat Jenderal Perkebunan. 2015. Statistik Perkebunan Indonesia Komoditas
Karet Tahun 2014-2016. Direktorat Jenderal Perkebunan, Kementerian
Pertanian. Jakarta. hal. 3-4.
Erawati, E., Sediawan, W. B., Mulyono, P. 2013. Karakteristik Bio-Oil Hasil
Pirolisis Ampas Tebu (Bagasse). Jurnal Kimia Terapan Indonesia.
Vol.15(2), pp. 47-55.
Erdem, E, N. Karapinar, R. Donat, 2004, The Removal of Heavy Metal Cations
by Natural Zeolites. Journal of Colloid and Interface Science 280 (2004).
Elsevier. pp. 309-314.
Fatha, A. 2007. Pemanfaatan Zeolit Aktif untuk Menurunkan BOD dan COD
Limbah Tahu. (Skripsi). FMIPA Universitas Negeri Semarang. Semarang.
hal. 1-48.
Franus, W. 2012. Characterization of X-Type Zeolite Prepared From Coal Fly
Ash. Journal Original Research. Vol.21(2), pp. 337-343.
Fuadi, A. M., Musthofa, M., Harismah, K., Haryanto, dan Hidayati, N. 2012.
Pembuatan Zeolit Sintetis dari Sekam Padi. Simposium Nasional RAPI XI
FT UMS-2K012. hal. 1-8.
Georgiev, D., Bogdanov, B., Angelova, K., Markovska, I., and Hristov, Y. 2009.
Synthetic Zeolites Structure, Classification, Current Trends In Zeolite
Synthesis Review. International Science Conference. pp. 3-4.
Ginting, J., dan Nugraha, P. 2013. Proses Produksi Biodiesel dari Minyak Biji
Karet dengan Proses Reaktif Distilasi. Jurnal Teknologi Kimia dan
Industri Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
Vol.2(2), hal. 1-7.
92
Giok, L.T., Samsudin, Husaini, and Tarwotjo, I. 1967. Nutritional Value of
Rubber Seed Protein. The American Journal of Clinical Nutrition.
Vol.20(12), pp. 1300-1303.
Hannus, I., I. Kirisci, A. Beres, J.B. Nagy., and H. Forster. 1995. Characterization
of Alkali Metal Cluster Containing Faujasites by Thermal, IR, ESR, Multi-
NMR and Test Reaction Studies. Study Surface Sciences Catalysis.
Vol.315, pp. 568-570.
Hapsari, M.A. dan Pramashinta, A. 2013. Pembuatan Bioetanol dari Singkong
Karet (Manihot glaziovii) untuk Bahan Bakar Kompor Rumah Tangga
Sebagai Upaya Mempercepat Konversi Minyak Tanah ke Bahan Bakar
Nabati. Jurnal Teknologi Kimia dan Industri. Vol.2(2), hal. 240-245.
Harahap, H.S. 2011. Rancang Bangun Alat Pirolisis untuk Pembuatan Asap Cair
dengan Memanfaatkan Limbah Tempurung Kelapa. (Skripsi). Program
Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera
Utara. Sumatera Utara. hal. 17-18.
Hartanto, F. P dan Alim, F. 2011. Optimasi Kondisi Operasi Pirolisis Sekam Padi
untuk Menghasilkan Bahan Bakar Briket Bioarang Sebagai Bahan Bakar
Alternatif. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik Universitas
Diponegoro. Semarang.
Heny, D dan Ariani. 2011. Pembuatan Bio-Oil Dari Pirolisa Ampas Tebu Dalam
Reaktor Unggun Tetap. Prosiding SENTIA 2011-Politeknik Negeri
Malang. Vol.3, hal. 4-5.
Husin, A. A. 2007. Pemanfaatan Limbah Untuk Bahan Bangunan.
http://www.kimpraswil.go.id/. Diakses tanggal 10 Desember 2016.
Ikwuagwu, O. E., Ononogbu, I. C., and Njoku, O. U. 2000. Production of
Biodiesel Using Rubber (Hevea brasiliensis) Seed Oil. Industrial Crops
and Products. Vol.12, pp. 57-62.
Indriani, Y.H. dan Sumiarsih, E. 1992. Pembudidayaan Tebu di Lahan Sawah dan
Tegalan. Penebar Swadaya. Jakarta.
Kalapathy, U., Proctor, A and Schultz, J. 2000. A Simple Method for Production
of Pure Silika from Rice Hull Ash. Bioresource Technology. Vol.73, pp.
257.
Kamaruddin, A., Abdul, K.I., Nirwan, S., Endah, A., Armansyah, H.T., Yamin,
M., Edy, H., Purwanto, Y.A., Dyah, W., dan Leopold, O.N. 1999. Energi
dan Listrik Pertanian. Fakultas Teknik Pertanian IPB. Bogor.
93
Kamarudin,K. S. N., Wah, L, M., Yuan, C. Y., Hamdan. H, and Mat, H. 2004.
Rice Husk based Zeolite as Methane Adsorbent. Paper presented at 18th
Symposium of Malaysian Chemical Engineers. Universiti Teknologi
Petronas. Tronoh. Perak. 13 -14 Desember 2004.
Komulski, M. 2001. Chemical Properties of Material Surface, Surfactan Science
Series, 102. Marcel Dekker New York.
Kusumawati, I. 2012. Sintesis Bioaspal dari Ampas Tebu dengan Metode
Pirolisis. (Skripsi). Fakultas Teknik. Program Studi Ekstensi teknik Kimia.
Universitas Indonesia. Depok. hal. 20-25.
Lima, D.G., Soares, V.C.D., Ribeiro, E.B., Carvalho, D.A., Cardoso, E. C.V.,
Rassi, F.C., Mundim, K.C., Rubim, J.C., Suarez, P.A.Z. 2004. Diesel-like
Fuel Obtained by Pyrolysis of Vegetable Oils. Journal of Analytical and
Applied Pyrolysis. Vol.71, pp. 987-996.
Lufina, I., Susilo, B., dan Yulianingsih, R. 2013. Studi Pemanfaatan Minyak Karet
(Hevea brasiliensis) sebagai Bahan Bakar pada Kompor Rumah Tangga.
Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem. Vol.1(1), hal. 60-68.
Lusi. 2011. Cara Mengetahui Ukuran Suatu Partikel. http://nanotech.co.id/.
Diakses tanggal 20 Desember 2016.
Manasomboonphan, W.and Junyapoon, S. 2012. Production of Liquid Fuels from
Waste Lube Oils Used by Pyrolysis Process. International Conferenceon
Biomedical Engineering and Technology (IPCBEE). Vol.34, pp. 130-133.
Mediasari, R. 2015. Pengembangan Zeolit Sintetik Berbasis Silika Sekam Padi
dengan Metode Elektrokimia dan Aplikasinya Sebagai Katalis untuk
Perengkahan Minyak Nabati Secara Pirolisis. (Tesis). Departemen Kimia
FMIPA Universitas Lampung. Bandar Lampung. hal. 6-7.
Mittal, D. 1997. Silica from Ash: A Valuable Product from Waste Material.
Resonance. Vol.2(7), pp. 64-66.
Mortimer, M and Taylor, P. 2002. Chemical Kinetics and Mechanism. Cambridge
RSC.
Mulyadi, E. 2009. Degradasi Sampah Kota (Rubbish) dengan Proses Pirolisis.
Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan Universitas Pembangunan Nasional
Surabaya. Vol.1(1), hal. 1-5. Nasikin, M., Susanto, B. H., Hirsaman, M. A., and Wijanarko, A. 2009.
Biogasoline from Palm Oil by Simultanneous Cracking and Hydrogenation
Reaction over Nimo/zeolite Catalyst.World Applied Sciences Journal
5(Special Issue for Environment). pp. 74-79.
94
Nugrahaningtyas, K.D., Trisunaryanti, W., Triyono, Nuryono, Widjonarko, D.M.,
Yusnani, A., dan Mulyani. 2009. Preparasi dan Karakterisasi Katalis
Logam Tak Tersulfidasi : Ni/USY dan NiMo/US. Indo. J. Chem. Vol 9 (2),
hal. 177-183.
Pandiangan,K.D., Arief, S., Namarun, N., and Simanjuntak, W. 2017. Synthesis
of Zeolite-X from Rice Husk Silica and Aluminum Metal as a Catalyst for
Transesterification of Palm Oil. Journal of Materials and Environmental
Science. Vol 8 (5), pp. 1797-1802.
Pandiangan,K.D., Simanjuntak, W., Suka, I.G., dan Novesar J. 2009. Lembaga
Penelitian Universitas Lampung. 30 Desember 2009. Metode Ekstraksi
Silika dari Sekam Padi. P00200900776.
Platon, A. and Thomson. W. J. 2003. Quantitative Lewis/ Bronsted Ratios using
Drifts. Industrial Engineering Chemical Research. Vol.42, pp. 5988-5992.
Putri, S.K., Supranto, dan Sudiyo, R. 2012. Studi Proses Pembuatan Biodiesel dari
Minyak Kelapa (Coconut Oil) dengan Bantuan Gelombang Ultrasonik.
Jurnal Rekayasa Proses. Vol. 6(1), hal. 20-25.
Ratnasari, F. 2011. Pengolahan Cangkang Kelapa Sawit dengan Teknik Pirolisis
untuk Produksi Bio-Oil. (Tugas Akhir) Program Studi Diploma III Teknik
Kimia Fakultas teknik. Universitas Diponegoro. Semarang.
Rosita, N., Erawati, T., dan Moegihardjo, M. 2004. Pengaruh Perbedaan Metode
Aktivasi Terhadap Efektivitas Zeolit Sebagai Adsorben. Majalah Farmasi
Airlangga. Vol.4(1), hal. 20-25.
Santoso, H., Inggrid, M., dan Witono, J.R. 2013. Pembuatan Biodiesel dari
Minyak Biji Karet Menggunakan Katalis Berbahan Dasar Gula. Lembaga
Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Katolik
Prahayangan. hal. 1-39.
Saputra, R. 2006. Pemanfaatan Zeolit Sintesis Sebagai Alternatif Pengolahan
Limbah Industri. S.1.:s.n.
Sembiring, S., Simanjuntak, W., Manurung, P., Asmi, D., Low, M.I. 2014.
Synthesis and Characterisation of Gel-Derived Mullite Precursor from
Rice Husk Silica. Ceramic International. Vol.40, pp. 7067-7072.
Septiani, U., Fatiha, W.Y., dan Arief, S. 2015. Sintesis dan Karakterisasi Zeolit
Faujasit dari Limbah Batubara Ombilin dengan Metode Alkali
Hidrotermal Air Laut. Jurnal Riset Kimia.Vol.8(2), hal. 1-5.
95
Setyawardhani, D.A., Distantina, S., Henfiana, H., dan Dewi, A.S. 2010.
Pembuatan Biodiesel dari Asam Lemak Jenuh Minyak Biji Karet.
Prosiding Seminar Rekayasa Kimia dan Proses 2010. Teknik Kimia
Universitas Diponegoro Semarang. hal. 1-6.
Sharma, N. K., W. S. Williams, and Zangvil, A. 1984. Formation and Structure of
Silicon Carbide Whiskers from Rice Husk. Journal America. Ceramic.
Society. Vol.67, pp. 715-720.
Siahaan, S., Setyaningsih, D., dan Hariyadi. 2011. Potensi Pemanfaatan Biji Karet
(Hevea Brasiliansis Muell.Arg) Sebagai Sumber Energi Alternatif
Biokerosin. Jurnal Teknologi Industri Pertanian. Vol.19(3), hal. 145-151.
Sixta, H. 2006. Multistage Kraft Pulping. Handbook of Pulp. ed. Wiley-VCH
Vol.40, pp. 325-365.
Subagjo. 1993. Zeolit: Struktur dan Sifat-sifat. Warta Insinyur Kimia. Vol.3, hal.
7.
Sugiarti. 2010. Sintesis Bio–Oil Setara Solar Melalui Pirolisis Fasa Cair Minyak
Jarak. (Tesis). Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Indonesia. Depok.
Suka, I. G., Simanjuntak, W., Sembiring, S., Trisnawati, E. 2008. Karakteristik
Silika Sekam Padi dari Provinsi Lampung yang Diperoleh dengan Metode
Ekstraksi. Jurnal Sains MIPA. Vol.37(1), hal. 47-52.
Sun, L. and Gong, K. 2001. Silicon-Based Materials from Rice Husks and Their
Applications. India Engineering Chemical Resource. Vol.40, pp. 5861-
5877.
Sun, Y. and Cheng, J. 2002. Hydrolysis of Lignocellulosic Materials for Ethanol
Production: A Review. Bioresource Technology. Vol.83, pp. 1-11.
Sunarno dan Akbar, F. 2013. Pirolisis Katalitik Tandan Kosong Sawit Menjadi
Bio-oil dengan Katalis HZSM-5. Vol.11(1), hal. 1-4.
Susila, I.W. 2009. Pengembangan Proses Produksi Biodiesel Biji Karet Metode
Non-Katalis “Superheated Methanol” pada Tekanan Atmosfir. Jurnal
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya. Surabaya.
Vol.11(2), hal. 115-124.
Sutarti, M. 1994. Zeolit : Tinjauan Literatur. Pusat Dokumentasi dan Informasi
Ilmiah. Jakarta.
Swoboda, A. R., and G. W. Kunze. 2006. Infrared Study of Pyridine Adsorbed on
Montmorillonite Surface. Texas Agricultural Experiment Station.pp. 277-
288.
96
Tanabe, K., 1981. Solid Acid and Base Catalyst in Catalysis Science and
Technology. John R. Anderson and Michael Boudart. Vol. 2.
SpringerLink. Berlin, P. pp. 231-273.
Thammavong S. 2003. Studies of Synthesis, Kinetics, and Particle Size of Zeolite
X from Narathiwat Kaolin. (Thesis). Degree of Master of Science in
Chemistry Suranaree University of Technology. Thailand. pp. 5-6.
Tri, A. A. M. 2011. Pemanfaatan Jagung Sebagai Bioetanol dengan Proses
Fermentasi dan Hidrolisa Asam H2SO4. (Tugas Akhir). Universitas
Diponegoro. Semarang. hal. 9-10.
Twaiq. F. A., Mohamed, A. R., and Bhatia, S. 2003. Liquid Hydrocarbon Fuels
from Palm Oil by Catalytic Cracking Over Aluminosilicate Mesoporous
Catalysts with Various Si/Al Ratios. Microporous and Mesoporous
Materials.Vol.64, pp. 95-107.
UNFCC. 2005. Clarifications on Definition of Biomass and Consideration of
Changes in Carbon Pools Due to A CDM Project Activity. EB-20,
Appendix 8, July.
Widayat., D.P, A Sadikky., Anggraeni, H. 2012. Proses Produksi Katalis Zeolit X
dan Uji Aktifitas dalam Proses Penukaran Ion Kalsium. Jurnal Teknik
Kimia FT Universitas Diponegoro. Vol.33(1), hal. 1-5.
Wijanarko, A., Mawardi, D. A., dan Nasikin, M. 2006. Produksi Biogasoline dari
Minyak Sawit Melalui Reaksi Perengkahan Katalitik dengan Katalis -
Alumina. Makara Teknologi. Vol.10( 2), hal. 51-60.
Yuliyati, Y. B., G. Marifah, and Solihudin. 2011. Synthesis and Characterization
of Carbon-Zeolite ZSM-5 Composite from The Rice Husk Using
Tetrapropylammonium Bromide Template: Determination of Calcination
Temperature. Proceedings of the 2nd International Seminar on Chemistry
2011. pp..409-411.
Zhang, H., Xiao, R., Huang, H., Xiao, G. 2009. Comparison of Non-Catalytic and
Catalytic Fast Pyrolysis of Corncob in Fluidized Bed Reactor. Bioresource
Technology 100. pp. 1428-1434.