Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/ photon

## Sintesis Biodiesel dari Minyak Jelantah Menggunakan Katalis Bentonit, K-Bentonit Dan K-Bentonit Terimpregnasi CaO
Hasmalina Nasution 1 , Wahyuni Puspita Sanda 1 , Rahmadini Syafri 1 , Sri Hilma Siregar 1 , Yuhelson 3 , Prasetya 1,2,*
1 Faculty of Mathematics, Natural Sciences and Health, Universitas Muhammadiyah Riau, Indonesia
2 Departement of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Universitas Riau, Indonesia
3 Faculty of Engineering, Universitas Muhammadiyah Riau, Indonesia Correspondense Email : prasetya@umri.ac.id

## ABSTRACT
Biodiesel is an alternative fuel for diesel engines produced by a transesterification reaction between vegetable oils or animal fats containing triglycerides and alcohol, one of which is methanol. The use of homogeneous base catalysts in the synthesis of biodiesel still poses a problem for the environment because it is difficult to separate, therefore,  researchers  use  variations  of  heterogeneous  base  catalysts.  The  synthesis  of  biodiesel  from  used cooking oil was carried out through a transesterification reaction with technical methanol with a catalyst of CaO impregnated Bentonite, K-Bentonite and Bentonite using the reflux method at 65ºC for 2 hours. The ratio of the volume of oil, methanol, and catalyst used is 5:1:1%-w oil. Based on the research that has been done, the yield of each catalyst is 84.85% bentonite, 84.24% K-bentonite and 89.27% K-bentonite-CaO. The characteristics of biodiesel  obtained  from  each  of  these  catalysts  such  as  calorific  value  and  density  have  met  the  quality requirements of the Indonesian National Standard (SNI 7182-2012), except for the acid number and kinematic viscosity which still exceed the quality requirements of SNI 7182-2012.
Key words: Biodiesel, Bentonite, Calcium oxide, Cooking oil.

## ABSTRAK
Biodiesel  adalah  bahan  bakar  alternatif  mesin  diesel  yang  dihasilkan  reaksi  transesterifikasi  antara  minyak nabati atau lemak hewani yang mengandung trigliserida dengan alkohol, salah satunya metanol. Penggunaan katalis  basa  homogen  dalam  sintesis  biodiesel  masih  menimbulkan  masalah  bagi  lingkungan  karena  sulit dipisahkan, oleh karena itu, peneliti menggunakan variasi katalis basa heterogen. Sintesis biodiesel dari minyak jelantah dilakukan melalui reaksi transesterifikasi dengan metanol teknis dengan katalis Bentonit, K-Bentonit dan K-Bentonit terimpregnasi CaO menggunakan metode refluks pada suhu 65ºC selama 2 jam. Perbandingan volume minyak,  methanol,  dan  katalis  yang  digunakan  adalah  5:1:1%-b  minyak.  Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan, diperoleh rendemen dari masing-masing katalis yaitu Bentonit 84,85%, K-Bentonit 84,24% dan K- Bentonit-CaO 89,27%. Karakteristik biodiesel yang diperoleh dari masing-masing katalis tersebut seperti nilai kalor dan massa jenis telah memenuhi syarat mutu Standar Nasional Indonesia (SNI 7182-2012), kecuali angka asam dan viskositas kinematik yang masih melebihi syarat mutu SNI 7182-2012.
Kata kunci : Biodiesel, Bentonit, Kalsium oksida, Minyak jelantah.
Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/

## photon

## 1. Introduction
Dalam satu dekade terakhir, konsumsi energi primer Indonesia telah naik 50 persen. Indonesia sampai saat ini masih bergantung pada bahan bakar fosil. Banyaknya permintaan untuk bahan bakar fosil meningkat signifikan. Hal  ini  telah  mendorong  peneliti  untuk  terus  mencari  sumber  energi  alternatif  yang  efisien  dan  efektif (Tamilselvan et  al. ,  2017).  Salah  satu  energi  alternatif  yang  dapat  dikembangkan  adalah  biodiesel.  Biodiesel dipilih  sebagai  salah  satu  bahan  bakar  alternatif  dikarenakan  tidak  adanya  kandungan  sulfur  dan  aromatik, biodegradibilitas , dan emisi gas rumah kaca lebih rendah 30–71%.  Kendala yang dihadapi dalam penggunaan biodiesel  adalah  harganya  yang  lebih  mahal  dibandingkan  bahan  bakar  solar  (Kartika et  al .,  2012).  Pilihan alternatif untuk mengatasi tingginya harga biodiesel tersebut adalah dengan memanfaatkan minyak jelantah atau yang biasa dikenal dengan minyak goreng bekas. Katalis yang digunakan pada pembuatan biodiesel ini didasarkan pada  katalis  heterogen  dikarenakan  ramah  lingkungan,  tidak  bersifat  korosif,  mudah  dipisahkan  dari  produk dengan cara filtrasi, serta dapat digunakan berulang kali dalam jangka waktu yang lama  (Uprety et al ., 2016).
Sintesis biodiesel dari minyak jelantah ini menggunakan katalis bentonit dari lempung dan CaO dari CaCO 3 .

## 2. The Methods

## Preparasi Minyak Jelantah
Minyak  jelantah  yang  digunakan  berasal  dari  limbah  minyak  jelantah  yang  diperoleh  dari  industri  pembuatan kerupuk  dan  tempat  penjualan  ayam  goreng  di  Marpoyan  serta  limbah  minyak  jelantah  dari  cafe  di  daerah Senapelan dikumpulkan dan disaring terlebih dahulu dengan kertas saring untuk menghilang endapan maupun zat sisa lainnya.

## Penentuan asam lemak bebas (ALB) minyak jelantah (SNI 01-3555-1998)
Sebanyak  20  gram  minyak  jelantah  ditimbang  dan  dimasukkan  ke  dalam  erlenmeyer  250  ml.  Selanjutnya ditambahkan 50 ml Alkohol 96%. Larutan selanjutnya dipanaskan selama ± 10 menit dalam penangas air sambil teraduk. Lalu ditambahkan 2-3 tetes indikator PP dan kemudian diaduk sampai homogen. Larutan ini kemudian dititrasi  dengan  larutan  KOH  0,1  N  (standar  sekunder)  sampai  timbul  warna  merah  muda  ( pink ).  Sedangkan larutan standar sekunder (KOH) dititrasi dengan standar primer asam oksalat.

## Persiapan Katalis

## Persiapan sampel bentonit
Lempung  bentonit  diayak  kemudian  dicuci  selanjutnya  disaring  dengan  penyaringan  vakum  dan  dikeringkan dalam oven. Lempung bentonit kering diperoleh kemudian diayak menggunakan ayakan 100 mesh .
Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/

## photon Persiapan sampel CaO
Lakukan pengapuran CaCO 3 dalam furnace selama jam pada suhu 950 ºC untuk mendapatkan CaO, kemudian dinginkan dalam desikator, haluskan dan ayak menggunakan mesh 100 (Mahesh et al., 2015).

## Preparasi lempung K-Bentonit
Sekitar 20 gram bentonit ke dalam 350 mL larutan KCl 1 M. Suspensi diaduk dengan pengaduk magnetik selama 24 jam pada suhu 70 °C. Larutan kalium klorida tersebut setiap hari diganti dengan yang baru selama 1 minggu. Sedimen dipisahkan dari suspensinya secara dekantasi. Sedimen dicuci dengan akuades untuk menghilangkan sisa ion  klorida  kemudian  cucian  diuji  dengan  menggunakan  larutan  perak  nitrat  1  M.  Jika  tes  menunjukkan  hasil negatif  terhadap  perak  nitrat,  artinya  tidak  terbentuk  endapan  putih  AgCl  maka  proses  pencucian  dihentikan. Bentonit yang sudah dicuci selanjutnya dikeringkan pada suhu 100 °C. Bentonit kering ini kemudian diberi kode K-Bentonit.

## Memodifikasi K-Bentonit menjadi K-Bentonit terimpregnasi CaO
Pemasukan  gugus  CaO  ke  dalam  molekul  lempung  K-bentonit  dengan  cara  impregnasi  (metode  refluks  dan keramik)  dengan perbandingan  antara  CaO  dengan  K-bentonit  5:5.  Setelah  impregnasi katalis  yang dihasilkan dikeringkan pada suhu 150 °C selama 30 menit dan kalsinasi pada suhu 950 °C selama 3 jam.

## Sintesis Biodiesel
Pembuatan  biodiesel  dilakukan  dengan  cara  minyak  jelantah  ditransesterifikasi  dengan  methanol  meggunakan katalis  Bentonit,  K-Bentonit,dan  K-Bentonit  terimpregnasi  CaO  yang  telah  dipreparasi  dan  diimpregasi sebelumya. Perbandingan volume minyak jelantah : metanol : katalis yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebesar 5 : 1 : 1%-(b minyak). Proses transesterifikasi dilakukan dengan menghomogenkan katalis dan metanol dalam labulehertiga selama ±30 menit. Setelah homogen, ditambahkan minyak jelantah kedalam labu leher tiga dan  direfluk  pada  suhu  65°C  selama  3  jam.  Setelah  3  jam,  campuran  didiamkan  selama  1  malam  kemudian campuran disaring dan dimasukkan dalam corong pisah untuk memisahkan katalis dari campuran biodiesel dan gliserol (Prasetya et al., 2016).

## Pencucian biodiesel
Kedalam  corong  pisah  dimasukkan  air  hangat  dan  biodiesel  dengan  perbandingan  volume  1:1,  diaduk  dengan pengadukan  selama  5  menit,  biodiesel  dengan  air  akan  membentuk  campuran  berwarna  putih.  Campuran  ini dimasukkan  kedalam  corong  pisah,  dibiarkan  beberapa  menit  sehingga  terjadi  dua  lapisan,  yaitu  fase  air (campuran  putih)  dan  fase  biodiesel  (bening).  Air  dikeluarkan  dari  corong  pisah,  selanjutnya  biodiesel  yang diperoleh dipanaskan lagi pada ushu 105 °C untuk menghilangkan sisa-sisa air biodiesel.
Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/ photon Uji kualitas biodiesel dengan karakteristik sesuai SNI biodiesel (SNI 7182-2012 )

## Penentuan bilangan asam
Ditimbang 19-21 ± 0.05 gram biodiesel dan dimasukkan kedalam erlenmeyer 250 mL. Ditambah 100 mL alkohol netral 96%. Dipanaskan selama 10 menit dalam penangas air sambil diaduk. Dalam keadaan teraduk kuat,larutan ini dititrasi dengan larutah KOH 0.1 N (distandardisasi dengan standar primer PHP) dengan indikator pp sampai terbentuk warna merah muda (pink) serta volume KOH terpakai (V mL) dicatat.

## Penentuan berat jenis
Piknometer yang bersih dan kering ditentukan massanya, lalu diisi dengan biodiesel. Kemudian ditutup hingga ada  biodiesel  yang  keluar  dari  lubang  tutup  piknometer.  Piknometer  beserta  isinya  ditimbang.  Selanjutnya piknometer dibersihkan dan dikeringkan. Lalu dihitung massa jenis biodiesel.

## Penentuan viskositas
Alat  viskositas  dibersihkan  dengan  aseton.  Biodiesel  dimasukkan  kedalam  viskometer,  dan  viskometer  ini diletakkan didalam waterbath dengan suhu 40 °C. Biodiesel dipompa hingga ke batas X, catat waktu penurunan biodiesel dari X-Y (tx-ty).

## Nilai Kalor
Nilai  kalor  diukur  dengan  bomb  kalorimeter,  sebelum  dipakai  bomb  dikalibrasi  (standardisasi)  dengan  asam benzoat . Kalorimeter ini membakar bahan bakar secara adiabatis dengan isolator sempurna. Kenaikan temperatur ini untuk menghitung kalor yang dihasilkan (Haryono et al ., 2017).

## 3. Result and Discussion

## Karakteristik minyak jelantah
Pengujian kadar asam lemak bebas (ALB) dilakukan untuk mengetahui kadar asam lemak bebas yang terdapat minyak jelantah. Semakin kecil kadar ALB dalam minyak jelantah maka kualitas dari minyak tersebut masih baik (Siswani et al ., 2012). Tabel 1 menampilkan karakteristik asam lemak bebas minyak jelantah. Kadar ALB pada minyak jelantah yang digunakan sebesar 1,0014%. Menurut Mahreni et al (2010) minyak kelapa sawit yang baik untuk sintesis biodiesel mempunyai kandungan ALB < 2%. Dari hasil tersebut minyak jelantah dapat dijadikan sebagai bahan baku sintesis biodiesel.
Tabel 1 . Asam Lemak Bebas Minyak Jelantah
Sampel Asam Lemak Bebas (ALB) (%) Massa Jenis (Kg/m 3 ) Kadar Air (%) Minyak Jelantah 1,0014 0,8570 0,1044
Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/

## photon Karakteristik Biodiesel

## Data rendemen
Tabel 2 menampilkan karakteristik bidiesel hasil disintesis.  Sintesis biodiesel menggunakan katalis K-Bentonit dengan  suhu  65  ºC  selama  3  jam  menghasilkan  rendemen  tinggi  sebesar  86,06%,  sedangkan  pada  katalis  K- Bentonit-CaO menghasilkan rendemen terendah sebesar 64,85 %. Hal ini dikarenakan suhu pemanasan optimum metanol telah tercapai maka hasil berat biodiesel yang didapatkan semakin menurun. Pada penelitian Mawarni et al (2018) Saat suhu proses 50 ºC bahan baku dari minyak jelantah sudah menerima panas yang maksimal untuk bereaksi dibanding dengan suhu lainnya.
Tabel 2 . Karakteristik Biodiesel
Katalis Angka Asam (mgKOH/gr Biodiesel) Massa Jenis (Kg/m 3 ) Viskositas (cSt) Nilai Kalor (Cal/g) Rendemen (%) Bentonit 3,0238 887,9 28,2460 9315,5 84,85 K-Bentonit 3,1615 889,8 28,3809 9348,0 86,06 K-Bentonit-CaO 1,0083 891,6 37,8470 9338,2 64,85

## Penentuan bilangan asam
Hasil angka asam secara berturut-turut dari sintesis biodiesel yang menggunakan katalis Bentonit, K-bentonit dn K-bentonit-CaO  sebesar  3.02,  3.16  dan  1.008  mg-KOH/g.  Angka  asam  pada  hasil  biodiesel  meningkat dibandingkan dengan angka asam bahan baku minyak jelantah sebesar 1,0014%.
Nilai angka asam biodiesel dari masing-masing katalis lebih tinggi dari SNI 7182-2012 maksimal 0.6 mgKOH/g. Menurut  Haryanto et  al (2015)  tingginya  bilangan  asam  disebabkan  oleh  penggunaan  metanol  teknis  (70%) sebagai pereaksi saat sintesis biodiesel sehingga mengakibatkan reaksi kurang sempurna. Angka asam yang tinggi merupakan  indikator  bahwa  biodiesel  masih  mengandung  asam  lemak  bebas.  Bidiesel  seperti  ini  tidak  dapat digunakan pada mesin diesel karena mengakibatkan keausan mesin.

## Penentuan massa jenis
Biodiesel yang disintesis dengan menggunakan katalis Bentonit memiliki massa jenis sebesar 887.95 Kg/m 3 , K- bentonit  sebesar  889.89  Kg/m 3 sedangkan  massa  jenis  biodiesel  yang  menggunakan  katalis  K-bentonit-CaO sebesar 891.62 Kg/m 3 . Nilai yang diperoleh tersebut memenuhi standar mutu biodiesel menurut SNI 7182-2012 yaitu  berkisar  850-890  Kg/m 3 .  Apabila  biodiesel  menghasilkan  massa  jenis  yang  melebihi  standar  akan menyebabkan reaksi pembakaran tidak sempurna sehingga dapat meningkatkan emisi dan keausan mesin.
Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/

## photon Penentuan viskositas kinematik
Hasil  dari  pengujian  viskositas  meggunakan  viskometer  Ostwald  dengan  katalis  Bentonit,  K-bentonit  dan  K- bentonit-CaO  sebesar  28.264,  28.3809,  dan  37.847  cSt/s  sedangkan  menurut  standar  SNI  7182-2012  nilai viskositas  berkisar  antara  2.3-6.0  cSt/s.  Hasil  dari  masing-masing  katalis  tersebut  tidak  memenuhi  standar. Menurut Nurfadillah (2011), viskositas yang tinggi disebabkan pada saat proses transesterifikasi, dimana asam lemak bereaksi dengan katalis NaOH dan membentuk sabun dan viskositas yang tinggi disebabkan oleh reaksi transesterifikasi yang belum berjalan sempurna maka masih terdapat trigliserida yang belum terkonversi menjadi metil ester. Viskositas yang terlalu tinggi akan menyebabkan asap yang kotor karena bahan bakar lambat mengalir dan lebih sulit teratomisasi.

## Penentuan Nilai Kalor
Berdasarkan uji yang dilakukan diperoleh nilai kalor pembakaran untuk biodiesel menggunakan katalis Bentonit, K-Bentonit, dan K-Bentonit-CaO sebagaimana hasilnya sebesar 9315.5, 9348 dan, 9338.2 kal/g. Dari hasil yang diperoleh, biodiesel tersebut hasilnya tidak jauh berbeda dari hasil penelitian sebelumnya. Menurut  Sukmana et al (2011) Kalor dalam biodiesel dipengaruhi oleh senyawa penyusun yang tergantung pada bahan dasarnya dan densitas biodiesel, makin tinggi densitas bahan bakar maka makin rendah nilai kalor yang diperolehnya.

## 4. Conclusion
Penelitian  ini  membuktikan  Bentonit,  K-Bentonit  dan  K-Bentonit-CaO  dapat  digunakan  sebagai  katalis  untuk mensintesis minyak jelantah dengan metanol menjadi biodiesel dengan rendemen secara berturut-turut sebesar 84.85, 84.24, dan 89.27%. Karakteristik sifat fisik dan kimia biodiesel massa jenis dan nilai kalor yang disintesis menggunakan katalis Bentonit, K-Bentonit, dan K-bentonit-CaO telah memenuhi standar SNI 7182-2012, kecuali angka asam dan viskositas.

## Acknowledgement
Penulis mengucapkan terima kasih atas pendanaan Deputi Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Riset dan Teknologi/Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) melalui LLDIKTI Wilayah X, Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset dan Teknologi (Mendikbudristek), dan Lembaga Penelitian Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Muhammadiyah Riau (LPPM-UMRI).

## References
Badan Standardisasi Nasional. (1998). SNI 01-3555-1998. Cara uji minyak dan lemak.
Badan Standardisasi Nasional. (1998). SNI 7182-2012. Karakteristik kualitas Biodiesel.
Haryanto, A., Silviana, U., Triyono, S., & Prabawa, S. (2015). Produksi biodiesel dari transesterifikasi minyak jelantah dengan bantuan gelombang mikro: pengaruh intesitas daya dan waktu reaksi terhadap rendemen dan karakteristik biodiesel. Agritech , 35 (2), 234–240.
Haryono, E., Dimas, R., Witjonarko, E., Teknik, J., Kapal, P., Perkapalan, P., & Surabaya, N. (2017). Analisa Unjuk  Kerja  Mesin  Diesel  Kapal  Dua  Langkah  (  Two  Stroke  Marine  Diesel  Engine  )  Berbahan  Bakar Campuran Minyak Solar ( Hsd ) Dan Biodiesel Minyak Jelantah Pada Beban Simulator Full Load. Jurnal Inovtek Polbeng , 7 (2).
Kartika,  D.,  &  Widyaningsih,  S.  (2012).  Konsentrasi  Katalis  dan  Suhu  Optimum  pada  Reaksi  Esterifikasi menggunakan Katalis Zeolit Alam Aktif ( ZAH ) dalam Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jelantah. Jurnal Natur Indonesia , 14 (3), 219–226.
Received:  November 2021, Accepted : November 2021 - Jurnal Photon Vol.12 No.1 DOI : https://doi.org/10.37859/jp.v12i1.3312 PHOTON is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php/ photon
Mahesh, S. E., Ramanathan, A., Begum, K. M. M. S., & Narayanan, A. (2015). Biodiesel production from waste cooking oil using KBr impregnated CaO as catalyst. Energy Conversion and Management , 91 , 442–450.
Mahreni, & Setyoningrum, T. M. (2010). Produksi Biodisel dari Minyak Jelantah Menggunakan Katalis Asam padat ( Nafion / SiO 2 ). Jurnal Eksergi , X , 52–57.
Mawarni, D. I., Tinggi, S., Ronggolawe, T., Suryanto, H., Tinggi, S., & Ronggolawe, T. (2018). pengaruh suhu pengadukan terhadap yield biodiesel dari. Jurnal SIMETRIS , 9 (1), 49–54.
Nurfadillah. (2011). Pemanfaatan dan uji kualitas biodiesel dari minyak jelantah. Skripsi .Program Studi Kimia fakultas Sains da Teknologi: Universitas Islam Negeri Alauddin.
Prasetya, Yuhelson, Fauzi, M. ., & Triasih, P. (2016). Penggunaan lempung bentonit sebagai katalis heterogen yang ramah lingkungan dibandingkan katalis homogen untuk produksi biodiesel dari minyak sawit bekas penggorengan. Prosiding Seminar nasional “Pelestarian Lngkungan Dan Mitigasi Bencana,” 11–16.
Siswani, E. D., Kristianingrum, S., & Suwardi. (2012). Sintesis dan karakterisasi biodiesel dari minyak jelantah pada berbagai waktu dan suhu. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan Dan Penerapan , 103– 112.
Sukmana,  N.  C.,  &  S,  E.  P.  (2011).  Kalor  Biodiesel  Hasil  Esterifikasi  Dengan  Katalis  Asam  Sitrat  Dan Transesterifikasi Dengan Katalis Kalium Hidroksida Minyak Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum). Prosiding Tugas Akhir Semester Genap , 1 .
Tamilselvan, P., Nallusamy, N., & Rajkumar, S. (2017). A comprehensive review on performance, combustion and  emission  characteristics  of  biodiesel  fuelled  diesel  engines. Renewable  and  Sustainable  Energy Reviews , 79 (April), 1134–1159.
Uprety, B. K., Chaiwong, W., Ewelike, C., & Rakshit, S. K. (2016). Biodiesel production using heterogeneous catalysts  including  wood  ash  and  the  importance  of  enhancing  byproduct  glycerol  purity. Energy Conversion and Management , 115 , 191–199.