## PEMANFAATAN ZEOLIT BAYAH BANTEN SEBAGAI KATALIS DAN BAKTERI SEBAGAI PRETREATMENT PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK JELANTAH

## UTILIZATION BAYAH BANTEN ZEOLITE AS A CATALYST AND BACTERIA AS A PRETREATMENT FOR BIODIESEL FROM WASTE COOKING OIL
(disubmit 20 Juni 2018, direvisi 15 September 2018, diterima 01 Desember 2018)
Fitriyah 1 dan Frebhika Sri Puji Pangesti 1
1 Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Banten Jaya Jl. Ciwaru Raya II No. 72 Serang, Banten, Indonesia Corresponding Author: fitriyah@unbaja.ac.id

## ABSTRAK
Pemanfaatan zeolit alam Bayah Banten sebagai katalis homogen dalam penelitian ini adalah sebagai alternatif penggunaan katalis sintetik. Selain itu bakteri Rhizopus sp . digunakan sebagai pretreatment biokatalis dalam pemanfaatan minyak jelantah untuk pembuatan biodiesel. Hal ini  akan  memberikan  beberapa  keuntungan,  yaitu  dapat  mereduksi  limbah  minyak  jelantah, mengurangi  biaya  produksi  pembuatan  bahan  bakar  serta  memanfaatkan  kekayaan  alam terutama  yang  terdapat  di  Provinsi  Banten.  Penelitian  ini  bertujuan  mempelajari  metode pembuatan  biodiesel  dari  minyak  jelantah  menggunakan  katalis  zeolit  alam  Bayah  dan biokatalis bakteri Rhizopus sp serta uji kualitatif dan kuantitatif standar biodiesel. Metode yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  reaksi  esterifikasi/transesterifikasi  minyak  dengan alkohol rantai pendek melalui bantuan katalis. Hasil penelitian ini menunjukan minyak jelantah yang sudah diolah menjadi  biodiesel, yaitu viskositas (pada suhu  40°C) sebesar 0,862 g/ml dan 29,7, kadar air 0,05 % , titiknyala 120°C, titiktuang 18°C, bilangan asam 0,49 mg KOH/g, angka setana 55, belerang 0,11 mg/kg, fosfor 1,7 mg/kg, waktu bakar 43 detik, residu 1,8 % , sisa pembakaran 9,6% telah memenuhi standar biodiesel SNI-04-7182-201
Kata kunci: biodiesel, zeolite bayah, minyak jelantah

## ABSTRACT
Utilization of Banten Bayah natural zeolite as a homogeneous catalyst in making biodiesel is an alternative to the use of synthetic catalysts. In addition, the bacteria Rhizopus sp., was used as a biocatalyst in waste cooking oil for the manufacture of biodiesel. This will provide several advantages, reduces waste  cooking oil, reduce cost biodiesel  production and utilize natural resources, especially those found in Banten Province. This study aims to study the method of making biodiesel from waste cooking oil using natural Bayah zeolite catalyst and Rhizopus sp bacterial as biocatalyst as  the  quantitative  and quantitative standard tests  of  biodiesel.  The methods in this study is the esterification / transesterification reaction of oil with short chain alcohols through of a catalyst. The results of this research show that waste cooking oil has been processed into biodiesel that is density and viscosity parameters (at 40°C ) is 0.862 g/mL and 29.7, 0.05% moisture content 120 ° C point, 18 ° C point, acid number is 0.49 mg KOH / g, setana number 55, sulfur content 0.11 mg / kg, phosphorus content 1.7 mg / kg, burn time 43 seconds, residue 1.8%, residual combustion 9.6% it has fulfilled the biodiesel standard SNI- 04-7182-2012.
Keywords: biodiesel, zeolite bayah, bacteria, cooking oil.

## PENDAHULUAN
Minyak  jelantah  sudah  tidak  layak konsumsi  dan  secara  komersial  tidak memiliki  nilai  jual,  oleh  karenanya termasuk dalam kategori limbah. Selain itu minyak  jelantah  dapat  merusak  citra makanan  yang  diolah  dan  dapat  merusak kesehatan  manusia.  Jika  dibuang  ke lingkungan menjadi penyebab pencemaran lingkungan.  Pembuatan  biodiesel  dengan memanfaatkan  limbah  minyak  jelantah diharapkan dapat mereduksi limbah rumah tangga  atau  industri  makanan  serta menekan biaya produksi biodiesel sehingga akan mereduksi harga pasar.
Proses  pembuatan  biodiesel  lebih banyak  menggunakan  katalis  homogen misalnya  Kalium  Hiodroksida  (KOH). Namun  penggunaan  katalis  homogen  ini menimbulkan  permasalahan  baru  pada biodiesel  yang  dihasilkan,  yakni  biodiesel tersebut masih mengandung residu  katalis sehingga  harus  dilakukan  pemisahan kembali.  Penggunaan  katalis  KOH  juga dapat  menimbulkan  reaksi  samping  yaitu adanya reaksi saponifikasi (reaksi penyabunan) sehingga mempengaruhi proses  pembuatan  biodiesel  (Tony et  al . 2016).  Selain  katalis  homogen  dapat  juga digunakan  katalis  heterogen  seperti  zeolit. Keuntungan  penggunaan  zeolit  adalah proses  pemurnian  biodiesel  lebih  mudah,
pemisahan katalis hanya dengan penyaringan  saja  karena  zeolit  memiliki sifat  penyaring  molekuler  (Sara et  al ., 2017). Oleh karena itu pemanfaatan bahan alam  zeolit  Bayah  Banten  sebagai  katalis homogen  diharapkan  dapat  meningkatkan kemurnian dari biodiesel.
Zeolit  mempunyai  sifat  khas  yang penting,  yaitu  (1)  kapasitas  tukar  kation yang tinggi, (2) sifat penyaring molekuler, (3) dehidrasi dan rehidrasi. Sifat penyaring molekular  inilah  yang  digunakan  sebagai katalis dalam pembuatan biodiesel. (Isalmi et  al .,  2012).  Selain  itu  pemanfaatan macam-macam bakteri sebagai biokatalisator berfungsi untuk
mempercepat  reaksi.    Pada  penelitian  ini biokatalis yang digunakan untuk pretreatment minyak jelantah ini menggunakan  biokatalis  yang  berasal  dari beberapa  mikroorganisme  atau  biokatalis yaitu Rhizopus.sp (ragi tempe), Bacillus.sp (terasi), Saccharomyces  cerevisiae (ragi roti) , dan Saccharomyces.sp (gula  merah).
Dari  keempat  jenis  bakteri  tersebut  akan dipilih yang lebih bereaksi dalam menurunkan kandungan lemak asam bebas pada  minyak  jelantah  untuk  proses berikutnya pada proses esterifikasi selanjutnya dalam pembuatan biodiesel.
State  of  the  art penelitian  ini  adalah pada  keterbaruan  penggunaan  bakteri  dan
zeolit  alam  bayah  Banten  sebagai  katalis. Penulis  sebelumnya  telah  melakukan penelitian  tentang  zeolit  dan  limbah, sehingga penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dari penelitian sebelumnya.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  penelitian eksperimentatif  yang  sebelumnya  telah dilakukan studi literatur terlebih dahulu.

## Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di laboratorium teknik lingkungan Universitas Banten Jaya dan laboratorium QC PT.KINO  Serang.  Waktu  penelitian  ini dimulai  tanggal  1  Maret  2018  sampai dengan 31 Agustus 2018.

## Prosedur Penelitian

## Proses Pengayakan zeolit 60 mesh
Proses  pengayakan  zeolite  dengan menggunakan ayakan mesh yang berukuran 60  mesh.  Gunanya  untuk  memisahkan antara  partikel  kasar  dengan  partikel  yang lebih halus, sehingga hasil yang di dapatkan memiliki ukuran yang sama.
Aktifasi  Zeolit  Alam  Banten  Sebagai

## Katalis
Sebanyak  25  gram  zeolit  alam dimasukan  ke  dalam  beaker  glass  yang berisi 125 mL HCl 6M, diamkan selama 30 menit pada temperatur 50 o C sambil diaduk dengan  pengaduk  magnet,  kemudian
disaring dengan ukuran 60 mesh dan dicuci berulang kali sampai tidak ada ion Cl- yang terdeteksi oleh larutan AgNO 3 , dikeringkan pada suhu 130 0C selama 3 jam dalam oven ( Noor et al ., 2016).

## Pretreatment dengan biokatalis
Sebelum minyak jelantah di esterifikasi  dilakukan  tahap pretreatment dengan  biokatalis  dari  beberapa  jenis mikroorganisme  yaitu: Rhizopus.sp (ragi tempe), Bacillus.sp (terasi), Saccharomyces cerevisiae (ragi roti), dan Saccharomyces.sp  (gula  merah). Tujuan dari tahap pretratment adalah menurunkan bilangan  asam  dari  minyak  jelantah  agar pada  proses  esterifikasi  katalis  yang digunakan bereaksi dengan baik.
Biokatalis  di  campurkan  pada  setiap 500  ml  minyak  jelantah  dari  sumber  yang sama dan di inkubasi dan diamati selama 10 x  24  jam    pada  wadah  yang  berbeda. Pengukuran bilangan asam minyak jelantah sebelum dan setelah penambahan biokatalis pada setiap sampel.

## Pembuatan Biodiesel
Metode  untuk  membuat  biodiesel dari  minyak  jelantah  ini  menggunakan metode anaerob sebagai pretreatment agar proses  esterifikasi-  transesterifikasi  dapat lebih  optimal.  Minyak  goreng  bekas  (500 mL) yang sudah direndam dengan  bakteri dimasukkan  ke  dalam  labu  leher  tiga.
Jurnal Kebijakan Pembangunan Daerah, Vol.2, No.2, Desember 2018, Hal. 85-92 p-ISSN: 2597-4971
Katalis  zeolit  (0,25%  berat  minyak) dimasukkan ke dalam minyak dan dipanaskan  sampai  suhu  yang  diinginkan (60 0 C). Metanol (50 ml) ditempat terpisah juga  dipanaskan  sampai  suhu  yang diinginkan. Setelah suhu tercapai, metanol dimasukkan  ke  dalam  minyak,  pengaduk dihidupkan.  Setelah  2,5  jam  reaksi dihentikan kemudian diambil dan dianalisa kadar asam lemak bebasnya (FFA) (Isalmi, dkk., 2011).
Produk didiamkan dan diukur volume biodiesel  yang  dihasilkan.  Biodiesel  yang dihasilkan selanjutnya di analisa sifat fisik dan kimianya meliputi densitas, viskositas, kadar  air,  bilangan  asam,  titik  nyala,  dan angka setana.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Katalis Terhadap Bilangan Asam Proses Pretreatment
Bilangan asam merupakan banyaknya  kandungan  asam  lemak  bebas pada  minyak  jelantah  yang  akan  di  uji. Pengujian  kadar  asam  ini  dilakukan  untuk mengetahui  perbedaan  kandungan  asam lemak bebas pada minyak jelantah sebagai bahan baku biodiesel. Nilai bilangan asam tersebut  dapat  menunjukan  bahwa  katalis bereaksi  terhadap  minyak  jelantah  dengan
menurunnya  nilai  kandungan  asam  lemak bebas (Sivaramakrishnan K & Ravikumar. P , 2012).

## Pretreatment
Katalis  yang  digunakan  untuk pretreatment minyak jelantah pada penelitian  ini  menggunakan  katalis  yang berasal dari beberapa mikroorganisme atau biokatalis  yaitu Rhizopus.sp (ragi  tempe),
Bacillus.sp (terasi), Saccharomyces cerevisiae (ragi roti) , dan Saccharomyces.sp (gula  merah).  Dari keempat jenis bakteri tersebut akan dipilih yang  lebih  bereaksi  dalam  menurunkan kandungan lemak asam bebas pada minyak jelantah  untuk  proses  berikutnya  pada proses esterifikasi.
Biokatalis  di  campurkan  pada  setiap 500  ml  minyak  jelantah  dari  sumber  yang sama dan di inkubasi dan diamati selama 10 x  24  jam    pada  wadah  yang  berbeda. Pengukuran bilangan asam minyak jelantah sebelum dan setelah penambahan biokatalis pada setiap sampel.
Berikut ini merupakan grafik bilangan  asam  pada  minyak  jelantah sebelum  pemberian  biokatalis  dan  setelah inkubasi selama 10 x 24 jam.
Jurnal Kebijakan Pembangunan Daerah, Vol.2, No.2, Desember 2018, Hal. 85-92 p-ISSN: 2597-4971
Tabel 1. Pengamatan Fermentasi Hari  Waktu Keterangan 1 08.10 kempat botol tampak lebih keruh dari botol minyak jelantah 2 09.05 keempat botol cukup jernih 3 08.43 keempat botol tampak ada endapan 4 08.12 pada botol rizhopus sp terdapat buih di permukaan minyak 5 6 08.49 pada botol rizhopus sp tampak lebih gelap 7 08.26 pada botol rizhopus sp buih menghilang 8 09.18 keempat botol tampak lebih jernih dari botol minyak jelantah 9 08.10 tak tampak adanya perubahan 11 08.24 tak tampak adanya perubahan
10 08.08 tak tampak adanya perubahan
Hasil  pengamatan  dilakukan  selama 11 hari.  Tampak ada perubahan pada hari ke  empat  dengan  ditandai  adanya  buih  di
permukaan  minyak  jelantah  pada  botol rizhopus.sp dan tak tampak perubahan lagi setelah hari ke-7 sampai hari ke-10.
Tabel 2. Hasil uji bilangan asam
Pada  tabel  2  merupakan  hasil  uji bilangan asam pada masing-masing sampel dengan  uji  titrasi  indikator  PP  sebanyak  3 tetes.
Pada  gambar  1  hasil  perhitungan terdapat  perbedaan  nilai  bilangan  asam. Penurunan  bilangan  asam  pada  sampel yang menggunakan biokatalis Rizhopus.sp,
Bacillus.sp, Saccharomyces cerevisiae dan saccharomyces.sp. Berdasarkan  gambar  1 Rizhopus.s p  yang  paling  bereaksi  dalam
menurunkan kandungan asam lemak bebas pada minyak jelantah dari 5,05 mg-KOH/g menjadi 1,68 mg-KOH/g, maka Rizhopus.sp akan digunakan sebagai biokatalis pada proses pretreatment penelitian  ini  sebelum  proses  esterifikasi. Penurunan  nilai  bilangan  asam  ini  terjadi karena  adanya  reaksi  biokatalis  terhadap minyak  jelantah  yang  bersifat  kimiawi dengan bantuan enzim yang dihasilkan dari biokatalis  sehingga  senyawa  minyak
Sampel KOH (mL)  Bilangan Asam (Mg-KOH/g) Blanko 1,9 0,00 Minyak Jelantah 6,4 5,05 Rhizopus.sp 3,4 1,68 Bacillus.sp 3,5 1,80 Saccharomyces cerevisiae 4,7 3,14 Saccharomyces.sp 3,9 2,24 Total 13,92
jelantah  yang  tercampur  diubah  menjadi bentuk  yang  lebih  sederhana. Rhizopus.sp menghasilkan enzime protease yang
merupakan  golongan  hidrolase  yang  dapat memecah  protein  menjadi  molekul  yang lebih sederhana (Yu et al ., 2014).

## Gambar.1 Pengaruh biokatalis terhadap bilangan asam

## Pembuatan Biodiesel
Sampel biodesel yang di peroleh akan di  analisa  (densitas,  viskositas,  kadar  air, titiknyala, titiktuang, bilanganasam, angkasetana (belerang, fosfor), waktu bakar residu,  dan  sisa  pembakaran).  Biodesel yang  di  hasilkan  akan  di  bandingkan dengan standar biodesel. Berdasarkan tabel di bawah memperoleh hasil sebagai berikut, yakni  parameter  densitas  dan  viskositas pada  suhu    40°C  sebesar  0,862  g/ml  dan
29,7,  kadar  air  ,05  %  ,  titiknyala  120°C, titiktuang  18°C,  bilangan  asam  0,49  mg KOH/g,  angka  setana  55,  belerang  0,11 mg/kg,  fosfor  1,7  mg/kg,  waktu  bakar  43 detik, residu 1,8 % , sisa pembakaran 9,6%. Dari  hasil  tersebut  dapat  di  simpulkan bahwa  hasil  dari  beberapa  parameter  ini mendekati Standar Nasional Biodiesel pada umumnya karena jumlah yang di dapatkan mendekati  Standar  Nilai  yang  ada  pada Standar Nasional Biodiesel.

## Tabel 4.Parameter Standar Nasional Biodiesel 04-7182-2012

## KESIMPULAN DAN REKOMENDASI KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  didapatkan kesimpulan bahwa:
Karakteristik  sifat    fisik  biodiesel secara  umum  telah  memenuhi  standar SNI-04-7182-2012, hasil data dapat disimpulkan  bahwa  katalis  zeolit  Bayah Banten berpengaruh dalam proses
Analysis Unit Results Methods Dencity g/ml 0.862 Vicnometer Viscosity Cps 29.7 DV-E Viscometer Water Content % 0.05 Calvisher Flash Point °C 120 - Pour Point °C 18 - Acid Number mg KOH/g 0.49 Titration Setana Number min 51 55 Sulfur mg/Kg 0.11 Phosphorus mg/Kg 1.7 Burning Time <50 detik 43 Residue 5% 1.8 Combustion Residue 40% 9.6 No. Parameter uji Satuan min/max Persyaratan 1 Massa jenis pada40°C kg/m 3 850–890 2 Viskositas kinematic pd 40°C mm 2 /s(cSt) 2,3– 6,0 3 Angka setana min 51 4 Titik nyala(mangkoktertutup) °C,min 100 5 Titik kabut °C,maks 18 6 Korosi lempeng tembaga(3 jam pada 50°C) nomor1 7 Residu karbon  dalam percontoh asli atau dalam10% ampas distilasi %-massa maks 0,05 0,3 8 Air dan sedimen %-vol.,maks 0,05 9 Temperatur distilasi 90% °C,maks 360 10 Abu tersulfatkan %-massa,maks 0,02 11 Belerang mg/kg, maks 100 12 Fosfor mg/kg, maks 10 13 Angkaasam mg-KOH/g, maks 0,6 14 Gliserolbebas % massa, maks 0,02 15 Gliserol total % massa, maks 0,24 16 Kadar ester metil % massa, min 96,5 17 Angka iodium % massa (g-I2/100 g), maks 115 18 Kestabilan oksidasi Periodeinduksimetoderancimatatau Periodeinduksimetode petro oksi menit 360 27
penurunan  asam  lemak  bebas  dalam minyak jelantah.
Dari penelitian yang sudah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pretreatment yang  dilakukan  terhadap minyak goreng bekas mampu menurunkan kadar  asam  lemak  bebas  dari  5,05  % menjadi 1,68 %.

## REKOMENDASI
Untuk  menindak  lanjuti  hasil penelitian,  diperlukan  komitmen  atau dorongan  pemerintah  untuk  mengelola minyak  jelantah    skala  rumah  tangga maupun  industry  untuk  kemudian  diolah dengan teknologi tepat guna.

## DAFTAR PUSTAKA
Isalmi  Aziz,  Siti  Nurbayti,  Arif  Rahman. 2012.  Uji  Karakteristik  Biodiesel yang dihasilkan dari  Minyak  Goreng Bekas  Menggunakan  Katalis  Zeolit Alam (H-Zeolit) dan KOH. J Valensi
5 : 541-547
Noor  Al-Jammal,  Zayed  Al  Hamamre, Mohammad Alnaief. 2016.
Manufacturing  of  zeolite  based catalyst from zeolite tuft for biodiesel.production from waste sunflower  oil. J  Renewable  Energy 93; 449-459
Sara S, et al . 2017 . Production of biodiesel using HZSM-5 zeolites modified with citricacid  and  SO4 2 −/La 2 O 3 .    J Catalysis Today 279 : 267-273
Sivaramakrishnan.K,  dan  Ravikumar.P, 2012.
Determination Of Cetane Number of Biodiesel  And  It’s  Influence  On Physical  Properties”.  ARPN Journal of Engineering and Applied
Sciences .7:356-347
Tony, et  al .  2016.  Biodiesel  production from refined sunflower vegetable oil over KOH/ZSM5 catalysts. J Renewable Energy 90 : 3011-3016
Yu-Yuan Wang, Duu Jong Lee, Bing-Hung Chen. 2014. Manufacturing of zeolite based  catalyst  from  zeolite  for biodiesel  production  from  waste sunflower  oil.  J  Energy  Procedi  61 :918-921