## P UBLIKASI P ENELITIAN T ERAPAN  DAN K EBIJAKAN 3 (1) (2020) : HLM. 21-25

## PUBLIKASI PENELITIAN TERAPAN DAN KEBIJAKAN
e-ISSN : 2621-8119  p-ISSN : 1978-5879

## PENINGKATAN KADAR BIOETANOL DARI KULIT NANAS DENGAN BEKAS CRACKING PERTAMINA RU III TERAKTIVASI SECARA KIMIA

## IMPROVEMENT OF BIOETHANOL LEVELS FROM PINEAPPLE SKIN WITH USED PERTAMINA RU III CHEMICAL ACTIVATED CRACKING
Ki agus Ahmad Roni 1 , Rifdah 2 , Tri Susanto 3*
1,2 Universitas Muhammadiyah Palembang
3 Balai Riset dan Standarisasi Industri Palembang
* Korespondensi Penulis, e-mail : 3trisusanto87@gmail.com

## ABSTRACT
Bioethanol is ethanol produced  from glucose (sugar) fermentation, followed by  the  distillation  process.  Another  method  besides  distillation  is  needed  to increase  the  bioethanol  produced.  This  study  aims  to  increase  the  levels  of bioethanol  from  pineapple  skin  using  a  cracking  former  catalyst  by comparing  the  effectiveness  of  the  use  of  chemically  activated  adsorbents using a base (NaOH) and acid (HCl). The adsorbent used in this study is the former  RU  III  cracking  catalyst,  the  FCC  catalyst.  The  adsorbent  is  as  a substitute  for  natural  zeolite  adsorbents,  which  are  relatively  expensive compared  to  the  FCC  catalyst.  The  results  showed  that  the  most  effective ratio  for  bioethanol  levels  was  10  mL:  6  gr  of  adsorbent  that  activated  by HCl, was 63.73%.
Keywords : adsorption, bioethanol, cracking used catalyst, pineapple skin

## ABSTRAK
Bioetanol  adalah  etanol  yang  dihasilkan  dari  fermentasi  glukosa  (gula), diikuti oleh proses distilasi. Metode lain selain penyulingan diperlukan untuk meningkatkan  bioetanol  yang  dihasilkan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk meningkatkan  kadar  bioetanol  dari  kulit  nanas  menggunakan  katalis perengkahan dengan membandingkan efektivitas penggunaan adsorben yang diaktifkan  secara  kimia  menggunakan  basa  (NaOH)  dan  asam  (HCl). Adsorben  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  katalis  perengkahan RU  III,  katalis  FCC.  Adsorben  adalah  sebagai  pengganti  adsorben  zeolit alami, yang relatif mahal dibandingkan dengan katalis FCC. Hasil penelitian menunjukkan  bahwa  rasio  yang  paling  efektif  untuk  kadar  bioetanol  adalah 10 mL: 6 gr adsorben yang diaktifkan oleh HCl, adalah 63,73%.
Kata  kunci :  adsorpsi,  bioetanol, katalis  bekas cracking, kulit  nanas
Diterima : 05 Juni 2020
Direvisi : 06 Juni 2020
Diterbitkan :30 Juli 2020

## PENDAHULUAN
Indonesia  pada  umumnya  hanya mengembangkan dua golongan nanas yaitu golongan  cayenne  yang  memiliki  ciri daunnya  halus,  berduri  sampai  tidak berduri,ukuran  buah  besar,  silindris,  mata buah agak datar, berwarna hijau kekuning- kuningan, dan rasanya agak asam. Golongan  queen  memiliki  ciri  daun pendek dan berduri  tajam,  buah berbentuk lonjong  mirip  kerucut  sampai  silindris, mata  buah  menonjol,  berwarna  kuning kemerah-merahan  dan  rasanya  manis (Murniati  2010).  Pada  saat  ini  banyak masyarakat  Indonesia  hanya  mengkonsumsi daging  buahnya  saja  dan  sisanya  dibuang. Padahal  bagian  kulit  buah  nanas  masih mengandung daging yang bisa dimanfaatkan sebagai  bahan  baku  pembuatan  bioetanol. Kulit buah nanas mempunyai kandungan zat aktif  diantaranya  adalah  antosianin,  vitamin C dan flavonoid. Selain itu terdapat enzim bromelin  dan  tannin  (Caesarita  2012). Selain  daging  buahnya  menurut  analisis proksimat  kulit  buah  nanas  mengandung air  86,70%,  protein  0,69%,  lemak  0,02%, abu  0,48%,  serat  basah  1,66%,  dan kabohidrat  10,54%.  Berdasarkan  analisis diatas  dapat  dilihat  bahwa  kulit  nanas berpotensi  untuk  menjadi  bahan  baku dalam  pembuatan  bioethanol  (Harahap 2014).
Aktivitas penguraian gula (karbohidrat)  menjadi  senyawa  etanol dengan  mengeluarkan  gas  CO2  disebut fermentasi.  Fermentasi  ini  dilakukan dalam kondisi anaerob. Produksi bioetanol paling  banyak  menggunakan  mikroba saccharomyces  cerevisiae  yang  bersifat anaerob dengan kemampuan konversi yang baik.  Namun  harus  diperhatikan  juga  pH saat  fermentasi  dikarenakan  pada  pH tinggi maka lag phase akan berkurang dan aktivitas  fermentasi  akan  naik  (Wijana  et al.  1991).  Glukosa  merupakan  salah  satu bahan baku utama untuk melakukan proses fermentasi. Glukosa terdapat dalam tumbuhan yang menggandung gula seperti tebu,  umbi-umbian  dan  buah-buahan
seperti  pisang  dan  nanas  (Angraeni  and Rahmawati 2014).
Bioetanol  merupakan  etanol  yang dihasilkan dari fermentasi glukosa melalui proses  distilasi.  Proses  distilasi  dapat menghasilkan  etanol  dengan  kadar  95% volume.  Untuk  digunakan  sebagai  bahan bakar  nabati  (biofuel),  bioetanol  perlu lebih  dimurnikan  lagi  hingga  mencapai 99% yang lazim disebut fuel grade ethanol (FGE).  Proses  pemurnian  dengan  prinsip dehidrasi  umumnya  dilakukan  dengan metode molecular sieve, untuk memisahkan  air  dari  senyawa  etanol (Musanif  2012).  Metode  lain  dalam Pemurnian bioetanol adalah dengan menggunakan  metode  adorpsi  dengan menggunakan  adsorben  dari  zoelit  alam dan  batu  kapur  dengan  peningkatan bioetanol tertinggi menjadi 27,22%
(Rahman and Setyawati 2012). Adsorpsi  merupakan  sebuah  proses pengikatan  molekul  yang  ada  dalam  suatu fluida  baik  itu  berupa  cair  maupun  gas  ke dalam permukaan pori benda padat. Proses adsorpsi biasanya dilakukan dengan mengkontakan  larutan  atau  gas  dengan padatan,  sehingga  sebagian  komponen larutan  atau  gas  diserap  pada  permukaan pori  padatan,  akibatnya  akan  mengubah komposisi  larutan  tersebut.  Bahan  yang dipakai  untuk  melakukan  proses  adsorpsi dinamakan  adsorben,  sedangkan  bahan yang disebut adsorbat. Adsorben yang baik harus  memiliki  kapasitas  dan  selektifitas adsorpsi terhadap molekul adsorbat. (Kunaepah 2008).
Zeolit alam merupakan bahan berpori dengan sifat fisikokimia yang baik, seperti  kapasitas  tukar  kation  yang  tinggi, selektivitas  kation  dan  volume  pori  besar. Namun  penggunaan  zeolit  alam  dapat berpotensi  merusak  lingkungan  maka  dari itu  alternative  penggunaan  adsorben  yaitu Katalis  bekas  hasil  cracking  (Rahman  and Setyawati 2012). Cracking adalah penguraian  molekul  molekul  senyawa hidrokarbon  yang  kecil.  Contoh  cracking ini  adalah  pengolahan  minyak  solar  atau minyak  tanah  menjadi  bensin.  Ada  tiga
macam proses cracking yaitu hidrocracking,thermal cracking dan
catalytic cracking.
Katalis bekas proses cracking merupakan  limbah  proses  perengkahan minyak  bumi.  Katalis  bekas  proses cracking  mempunyai  komponen  utama silika  dan  alumina  oksida,  selain  itu  juga memiliki  kandungan  sodium,  kalsium, magnesium  dan  sedikit  lanthanum  serta cerium. Sehingga tujuan dari penelitian ini adalah  meningkatkan  kadar  bioetanol  dari kulit  nanas  menggunakan  katalis  bekas cracking dengan membandingkan efektifitas  penggunaan  adsorben  yang diaktivasi secara kimia menggunakan basa (NaOH) dan asam (HCl).

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  di  laboratorium Proses  Teknik  Kimia,  Fakultas  Teknik Universitas  Muhammadiyah  Palembang. Bahan  baku  dalam  pembuatan  bioetanol adalah  kulit  nanas  jenis queen .  Ragi saccaharomyces cerevisiae digunakan untuk  mengubah  gula  menjadi  alkohol. Urea  dan  ammonium  sulfat  digunakan sebagai sumber nutrisi mikroorganisme.
Katalis bekas proses cracking pertamina  RU  III  sebanyak  25  gr  diaktivasi secara  kimia  menggunakan  basa  (NaOH) atau  asam  (HCl)  .  sebanyak  500  gram  kulit nanas yang telah dikeringkan dan dihaluskan dihidrolisis  dengan  menambahkan  100  ml air  dan  HCl  0,1  N.  Larutan  tersebut kemudian disaring untuk memisahkan filtrat dan residu.
Pada  proses  adsorbsi  digunakan perbandingan  bioetanol  dan  adsorben dengan rasio 10 ml : 2 gr, 10 ml : 3 gr, 10 ml : 4 gr, 10 ml : 5 gr, 10 ml : 6 gr. Proses adsorbsi  dilakukan  dengan  menambahkan katalis  bekas  yang  telah  diaktivasi  secara kimia  menggunakan  basa  (NaOH)  atau asam  (HCl)  kedalam  botol  sampel  yang telah  berisi  bioetanol  yang  didapat  dari proses  fermentasi  lalu  didiamkan  selama
120  menit.  Sampel  kemudian  dianalisa untuk mengetahui kadar bioetanol.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil fermentasi kulit nanas (dengan kadar  gula  sebesar  14,10%)  didapatkan bioetanol dengan kemurnian sebesar 4,2%. Penggunaan  cracking  bekas  pada  kondisi sudah diaktivasi menunjukkan hasil pemurnian yang lebuh tinggi dibandingkan dengan kondisi sebelum diaktivasi.
Gambar 1 . Grafik Hubungan Kadar Bioetanol (%)

## Dengan Massa Adsorben
Adsorpsi  terjadi  pada  permukaan pori  membran.  Partikel  katalis  bekas cracking  memiliki  tiga  tipe  pori,  yaitu macropore  dan  micropore  (masing-masing dengan  ukuran  >50nm  dan  <2nm).  Di antara keduanya terdapat mesopore. Macropore  merupakan  jalan  masuk  ke dalam partikel menuju micropore. Macropore  tidak  berkontribusi  terhadap besarnya luas permukaan katalis. Sebaliknya,  micropore  adalah  penyebab besarnya luas permukaan  cracking. Micro- pore  tersebut  sebagian  besar  terbentuk selama  prosesaktivasi.  Pada  micropore inilah  sebagian  besar  peristiwa  adsorpsi terjadi (Rahman and Setyawati 2012).
Seperti yang terlihat pada Gambar 1,
kadar  biotanol  akan  semakin  tinggi  jika digunakan cracking yang sudah diaktivasi.
Semakin  tinggi  cracking  yang  ada  dalam kolom  akan  memperbesar  kontak  antara dsorben  dan  bioetanol  sehingga  kadar bioetanol  yang  dimurnikan  juga  akan semakin tinggi terjadinya proses adsorpsi
- 20,00 40,00 60,00 0 2 4 5 6 7 Ka d a r B io et a n o l (% ) Massa Adsorben (gr)
diatas  dapat  dilihat  hasil  penelitian  terbaik yang  diambil  berdasarkan  pengaruh  aktivasi adsorben  yang  teraktifasi  basa,  pada  proses adsorpsi kenaikan kadar bioetanol untuk berat perbandingan  10  mL  :  60  gr.  Dimana dilakukan  proses  aktiVasi  adsorpsi  secara bersamaan  dengan  menggunakan  NaOH yang  kemudian  difurnace  pada  kondisi  suhu 300°C,  kemudian  didapatkan  hasil  untuk adsorben  60  gr  pada  waktu  operasi  selama 120  menit  dengan  kadar  etanol  awal  yang semula  0,4  %  mengalami  peningkatan menjadi 56,00 %.
Gambar 2 . Grafik Hubungan  Kadar Bio etanol (%) Dengan Berat perbandingan adsorben.
Penelitian  terbaik  yang  diambil berdasarkan  pengaruh  aktifasi  adsorben yang  teraktifasi  asam.  Pada  proses adsorpsi  kenaikan  kadar  bioetanol  untuk berat  perbandingan  10  mL  :  60  gr. Dimana dilakukan proses aktivasi adsorpsi secara bersamaan dengan menggunakan  HCl  yang  difurnace  pada kondisi suhu 300°C, kemudian didapatkan hasil  kondisi  yang  maksimum  untuk adsorben 60 gr pada waktu operasi selama 120 menit dengan kadar etanol awal yang semula  0,4  %  mengalami  peningkatan menjadi 63,73 %.
Pada penelitian ini diperoleh perbandingan  bioetanol  dan  adsorben yang paling maksimum yaitu 10 mL : 6 gr yang terlah teraktivasi secara asam. Kadar etanol  yang  dihasilkan  adalah  63,73%. Hasil penelitian menunjukan  bahwa semakin  banyak  limbah  katalis  hasil cracking yang digunakan sebagai
adsorbent,  maka  kadar  bioetanol  yang dihasilkan  juga  akan  semakin  tinggi.  Hal ini  sesuai  dengan  teori  dimana  semakin banyak  jumlah  adsorben    dan  adanya konsentrasi  larutan  etanol  mula  –  mula yang  tetap,  maka  air  yang  terserap  akan semakin banyak. Flowrate etanol dipengaruhi  oleh  volume  etanol  yang dihasilkan dari proses distilasi itu sendiri. Volume etanol yang diperoleh, dipengaruhi  oleh  porositas  adsorben,  luas penampang  adsorben  yang  semakin  besar dan  daya serap adsorben  terhadap molekul air dalam larutan bioetanol.. Aktivasi menggunakan asam menyebabkan pembentukan struktur porimesopori dan perubahan perbandingan  Si/Al,  yaitu  perbandingan Si/Al meningkat karena pelepasan Al dari sturktur zeolit. Porositas partikel meberikan  sifat  adsorpsi  zeolit  yang tinggi. Perlakuan termal  dapat menaikkan perbandingan  Si/Al  sehingga  adsorpsi menjadi lebih efektif dan dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi. Pada  hasil  diatas  juga  menunjukkan bahwa dengan aktivasi kimia  kemampuan adsorben juga meningkat karena terbukanya  pori-pori  cracking  sehingga makin  banyak  bioetanol  yang  terserap kedalam adsorben. (Handono 2017).

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan,  pada  proses  adsorpsi  dengan jenis  adsorben  yang  digunakan  untuk pemurnian  bioetanol  adalah  katalis  bekas proses cracking pertamina RU III. Menunjukkan pada proses adsorpsi semakin  banyak  adsorben  yang  digunakan maka kadar bioetanol yang dihasilkan akan semakin  tinggi.  Perbandingan  yang  paling efektif untuk kadar bioetanol adalah 10 mL :6  gr dan pada adsorben  diaktivasi secara asam  (HCl).  Kadar  maksimum  bioetanol yang  diperoleh  setelah  proses  adsorpsi adalah 63,73% dan kadar minimum adalah 52,44%,  kadar  ini  lebih  tinggi  daripada kadar sebelumnya yaitu 4,2 %.

## DAFTAR PUSTAKA
Angraeni,  Dwi  Prasty,  and  Atiek  Driana Rahmawati.  2014.  “Efektivitas  Daya
Antibakteri  Ekstrak  Kulit  Nanas (Ananas Comosus) Terhadap Pertumbuhan Streptococcus Mutans.” Yogyakarta: Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Caesarita,  P.D.  2012.  “Pengaruh  Ekstrak Buah  Nanas  (Ananas  Comosus) 100% Terhadap Bakteri Staphylococcus Aureus Dari Pioderma.”  Semarang:  Universitas
Diponegoro.
Handono,  Muhammad  Roy  Tri.  2017. “Pembuatan  Bahan  Bakar  Cair Dengan  Memanfaatkan  Limbah  Ban Bekas  Menggunakan  Katalis  Dari
Limbah  Bekas  Perekahan  Minyak Bumi  PT.  Pertamina  RU  III  Dengan Metode Pirolisis.” Palembang: Universitas Muhammadiyah Palembang.
Harahap,  E.  2014.  “Pemanfaatan  Kulit
Nanas Jadi Bioetanol.” 2014.
Kunaepah,  Uun.  2008.  “Pengaruh  Lama Fermentasi  Dan  Konsentrasi  Glukosa
Terhadap Aktivitas Antibakteri, Polifenol  Total  Dan  Mutu  Kimia Kefir Susu Kacang Merah.” Universitas Diponegoro. http://eprints.undip.ac.id/17580/.
Murniati,  Endyah.  2010. Sang  Nanas Bersisik  Manis  Di  Lidah .  Surabaya: Percetakan SIC.
Musanif.  2012.  “Bioetanol.”  Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
Rahman,  Nanik  Astuti,  and  Harimbi Setyawati. 2012. “Peningkatan Kadar Bioetanol  Dari  Kulit  Nanas  Dengan Menggunakan  Zeolit  Alam  Dan  Batu Kapur.” Berkala Ilmiah Teknik Kiia 1
(1).
Wijana,  S.,  Kumalaningsih,  A.  Setyowati, U.  Effendi,  and  N.  Hidayat.  1991. “Optimalisasi  Penambahan  Tepung
Kulit  Nanas  Dan  Proses  Fermentasi Pada Pakan Ternak Terhadap Peningkatan Kualitas Nutrisi.” Malang.