## Pengaruh Katalis Genteng Tanah Liat dalam Proses Produksi Bahan Bakar Cair dari Limbah Ban Bekas dengan Proses Pirolisis
Andry Anggoro Arahim 1 , Widayat 2 , Hadiyanto 3
1 Magister Energi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Diponegoro;
2 Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro;
Email  : anggoroandry@gmail.com (A.A.A), widayat@lecturer.undip.ac.id (W), hadiyanto@lecturer.undip.ac.id (H);
Abstrak :  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melihat  pengaruh  katalis  dari  genteng  tanah  liat  untuk memproduksi bahan bakar cair dari limbah ban bekas dengan proses pirolisis. Pirolisis menghasilkan produk  yaitu  cair  (yield),  arang  (Char)  dan  gas.  Alat  pirolisis  terdiri  dari  tabung  reaktor,  pipa stainless, pipa kaca, pipa kondensor dan kompor listrik. Katalis diletakkan pada pipa yang keluar dari reaktor sehingga katalis berperan dalam proses perubahan gas hasil pirolisis menjadi cair. Hasil XRF katalis  genteng  menunjukkan  bahwa  katalis  genteng  tanah  liat  mengandung  silica  alumina  dimana dalam  proses  pirolisis  silica  alumina  digunakan  sebagai  polimer,  isomer  dan  pengkrekahan  pada reaksi  kimia  hidrothermal.  Hasil  tanpa  katalis  menghasilkan  yield  lebih  sedikit  jika  dibandingkan dengan  penggunaan  katalis.  Yield  di  yeield  dianalisis  menggunakan  Gas  Chromatography-Mass spectrometry  (GC-MS),  hasil  yield  mengandung  hidrokarbon  dengan  fraksi  C5-C12  (bensin)  sebesar 80,94%.
Kata Kunci : Pirolisis, Katalis Genteng, GC-MS, Limbah Ban

## 1. Pendahuluan
Laju  suatu  reaksi  kimia  dapat  dipengaruhi  dengan  menambahkan  katalisator  sebagai  subtansi tanpa  mempengaruhi  hasil  suatu  reaksi  (Syahputra,  2015).  Katalisator  hanya  memberikan  reaksi alternatif terhadap  suatu reaksi kimia dan tidak mengalami perubahan pada  ahir reaksi (Widjajanti, 2005).  Katalisator  tanah  liat  merupakan  katalis  yang  ramah  lingkungan,  karena  ternuat  dari  bahan alam yang mudah didapat. Katalis tanah liat digunakan karena tanah liat mempunyai sifat ecofriendly , ekonomis, dapat di daur ulang dan tidak korosif sehingga lebih efisien jika digunakan dalam reaksi organik (Theng, 1974; Krstic dkk., 2002; Aznárez dkk., 2015).
Teknologi  pirolisis  dapat  digunakan  untuk  memperoleh  sumber  energi  lain.  Pirolisis  adalah proses  pembakaran  dengan  kondisi  sedikit  oksigen  (Lailunnazar  dkk.,  2013).  Genteng  tanah  liat  di pecah  menjadi  ukuran  0.5  –  1  cm  dan  dilakukan  uji  katalis  menggunakan  X- ray fluorescence spectrometers and analyzers (XRF) digunanan untuk dapat mengetahui kandungan yang terdapat pada katalis  genteng  tanah  liat.  Pirolisis  menghasilkan  produk  yaitu  cair  ( yield ),  arang  ( Char )  dan  gas. Rangkaian  alat  pirolisis  terdiri  dari  tabung  reaktor,  pipa stainless ,  pipa  kaca,  pipa  kondensor  dan
Vol. 1, No. 2, pp 62 – 67 doi: 10.14710/jebt.2020.9909
kompor listrik. Katalis diletakkan pada pipa yang keluar dari reaktor sehingga katalis berperan dalam proses  perubahan  gas  hasil  pirolisis  menjadi  cair.  Hasil  XRF  katalis  genteng  menunjukkan  bahwa katalis  genteng  tanah  liat  mengandung  silica  alumina  dimana  dalam  proses  pirolisis  silika  alumina dapat  berperan  sebagai  polimerisasi,  isomesisasi  dan  pengkrekahan  pada  reaksi  kimia hydrothermal yang memungkinkan tanah liat dapat digunakan sebagai katalis. Hasil Yield akan di uji menggunakan alat GC-MS ( Gas Chromatography-Mass Spectrometry ) untuk megetahui kandungan yang terdapat pada yield .

## 2. Metodologi
Penelitian ini akan mengkaji pengaruh katalis dan tanpa katalis pada proses pirolisis ban bekas Bahan baku yang di gunakan dalan penelitian ini menggunakan ban dalam sepeda motor. Preparasi ban dilakukan dengan mencacah menjadi ukuran 0,5 – 1 cm dicuci dan dikeringkan. Preparasi katalis genteng tanah liat dilakukan dengan memecah genteng menjadi ukuran 0,5 – 1 cm.
Keterangan : 1) Heater
2) Reaktor
3) Pipa gas keluar
4) Ball Valve
5) Tempat katalis
6) Plandes
7) Meja kontrol
8) Kontrol
9) kWh meter
10) Indikator suhu reaktor
11) Pipa destilasi kaca
12) Erlenmeyer
13) Pipa in kondensor
14) Pipa out kondensor
15) Pompa air
16) Air
17) Ember air
18) Holder 19) Flow gas

## Gambar 1. Alat Pirolisis
Limbah ban dipotong dengan ukuran 0,5 – 1 cm ditimbang dengan berat 1000 gram dimasukkan kedalam  reaktor.  Katalis  di  masukkan  kedalam  pipa  dengan  memberi  penyekat  agar  katalis  tidak terbawa pada saat gas mengalir dalam pipa. Berat katalis di sesuaikan dengan tabel 1. Proses pirolisis dilakuan  dengan  memanaskan  tabung  reaktor  menggunakan  kompor  listrik.  Suhu  dalam  reaktor
Vol. 1, No. 2, pp 62 – 67 doi: 10.14710/jebt.2020.9909
diatur pada suhu 500°C. Gas yang dihasilkan dialirkan melaui pipa yang berisi katalis dan gas akan terkondensasi agar menjadi yield . Cairan hasil pirolisis di tampung pada Erlenmeyer. Waktu pirolisis dihitung pada saat pemanasan. Hasil yield dilakukan uji GC-MS. Proses pirolisis di ulang berdasarkan tabel penelitian.
Tabel 1. Pengambilan Data Pirolisis Run Waktu (jam) Bahan  Temperatur Reaktor  Konsentrasi Katalis (%) 1 2 1.000 500 0 2 2 1.000 500 2,5 3 2 1.000 500 3 4 2 1.000 500 6 5 2 1.000 500 5 6 2 1.000 500 10
3. Hasil dan Diskusi
3.1. Karakteristik Katalis Genteng Tanah Liat
Katalis  pecahan  genteng  di  uji  menggunakan  hasil  Uji  X- Ray  Fluorosence (XRF)  katalis mengandung beberapa unsur. Tabel 2 merupakan kandungan yang terdapat pada genteng tanah liat.
Tabel 2.
Hasil Uji X-Ray Fluorosence Komponen Jumlah (%) Si 21,8198 Al 17,8297 Fe 6,3436 K 1,4679 Balans 52,5389
Hasil  XRF  katalis  genteng  menunjukkan  bahwa  katalis  genteng  tanah  liat  mengandung  silika alumina  dimana  dalam  proses  pirolisis  silika  alumina  dapat  berperan  sebagai  polimer,  isomer  dan pengkrekahan pada reaksi kimia hidrothermal.

## 3.2. Pengaruh Katalis Terhadap Hasil Pirolisis
Pirolisis  ban  kendaraan  bermotor  menghasilkan yield ,  gas  dan  sisa  padatan.  Hasil  ditimbang dan dibandingkan antara percobaan satu dan percobaan lainnya.
Gambar 2 menunjukkan perbandingan yield menggunakan katalis dan tanpa katalis. Hasil yield tanpa  katalis  lebih  sedikit  menghasilkan yield jika  dibandingkan  dengan  proses  pirolisis menggunakan  katalis,  hal  ini  membuktikan  penggunaan  katalis  membantu  proses  kondensasi  gas menjadi yield .
Variabel  katalis  menghasilkan  yield  berbeda  jumlahnya,  hasil  terbaik  ketika  proses  pirolisis menggunakan katalis 3% dengan hasil 38,7%. Penambahan jumlah katalis lebih dari 3 %, hasil yield mengalami  penurunan,  hal  ini  di  sebabkan  karena  produk  gas  yang  melewati  katalis  mengalami depolimerisasi  menjadi  senyawa  yang  lebih  sederhana  yang  menyebabkan  fasa  gas  tidak  dapat terkondensasi.
Vol. 1, No. 2, pp 62 – 67 doi: 10.14710/jebt.2020.9909
Gambar 2. Hasil Pirolisis Karet Ban dengan variabel katalis

## 3.3. Uji Kualitatif GC-MS Yield
Hasil uji GC-MS menghasilkan karakterisasi hidrokarbon yang terkadung dalam hasil yield . Tabel 3. Analisis GCMS yield No. Formula Jumlah (%) Nama 1 C 4 H 6 BrCl 3,35 Cyclobutane,1-bromo-3-chloro-(CAS) 2 C 6 H 8 N 2 2,95 Pyrazine,2,3-dimethyl-(CAS) 3 C 7 H 12 4,64 2,4-Hexadiene,2-methyl- 4 C 7 H 12 4,15 Cyclohexene,4-methyl-(CAS) 5 C 7 H 9 N 16,37 1-Cyclopentylacetonitrile 6 C 7 H 8 9,12 1,5-Hexadien-3-yne, 2-methyl- 7 C 7 H 8 4,81 1,6-Heptadiyne (CAS) 8 C 8 H 12 2,5 1,3-Cyclooctadiene(CAS) 9 C 9 H 12 3,6 3-Ethylidene-6-methylene-1-cyclohexene 10 C 9 H 12 3,9 Cyclohexane,1,2,4-Tris(Methylene)- 11 C 10 H 14 7,69 2,6- Dimethyl - 1,3,5,7 - octatetraene, E,E 12 C 10 H 14 7,69 2,6- Dimethyl - 1,3,5,7- octatetraene,E,E 13 C 10 H 16 12,27 Cyclohexene,1-Methyl-4-(1-Methylethenyl) 14 C 10 H 12 2,5 Benzene,1-Methyl-4-(1-Methylethenyl)-(CAS) 15 C 11 H 20 O 3,52 (+)(IR)-2,2- Dimethyl-3-[methylidene] cyclohexane-1- 16 C 14 H 24 2,7 Phenanthrene,tetradecahydro- 17 C 17 H 23 NO 3,3 Cyclopropanecarboxamide,2,2-Dimethyl-3-(2-Methyl-2-Propenyl)- N-(4-Methylphenyl)- 18 C 18 H 23 NO 3 2,61 2-Oxo-1-Oxa-Spiro  [4,5]  Decane-4-Carboxylic  Acid  Phenethyl- Amide 19 C 22 H 32 O 3
3,28
Cyclohexyl-(10-Phenyl-9,11-Trans-
Dioxabicyclo[6.3.0]Undecanyl)Methanol 20 C 21 H 18 N 2 O 5 3,83 2-[4-(BENZYLOXY)PHENOXY]-N-(4-NITROPHENYL) ACETAMIDE
Vol. 1, No. 2, pp 62 – 67 doi: 10.14710/jebt.2020.9909
Pada tabel 3 fraksi C 5 – C 12 merupakan fraksi terbanyak dengan rata-rata produksi 80,94% yang tergolong  minyak  bensin.  Produksi  terbesar  kedua  fraksi  C 13 –  C 20 dengan  rata-rata  produksi  8,60% yang merupakan yang tergolong minyak diesel. Fraksi >C 20 merupakan fraksi minyak berat sebanyak 7,11%.

## 4. Kesimpulan
Katalis  genteng  tanah  liat  dapat  digunakan  sebagai  katalis  karena  mengandung  silica  alumina. Penggunaan  katalis  genteng  tanah  liat  mempengaruhi  laju  reaksi  dalam  proses  kondensasi  gas menjadi  yield.  Fraksi  terbesar  hasil  pirolisis  ban  bekas  adalah  fraksi  bensin  sebesar  80.94%  yang merupakan fraksi bensin.

## Daftar Pustaka
Andry,  A.  A.,  Widayat,  &  Hadiyanto.  (2020).  Liquid  fuel  production  from  motorized  vehicle tires with pirolysis process. AIP Conference Proceedings, 6.
Anyela , R.-C., Muñoz-Camelo , Y., & Singh, P. (2018). Decomposition of Used Tyre Rubber by Pyrolysis: Enhancement of the Physical Properties of the Liquid Fraction Using  a Hydrogen Stream. Environments, 1-12.
Arita,  S.,  Assalami,  A.,  &  Naibaho,  D.  I.  (2015).  Proses  Pembuatan  Bahan  Bakar  Cair  Dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeolit. Jurnal Teknik Kimia , 8-14.
Aznárez, A., Delaigle, R., Eloy, P., Gaigneaux, E. M., Korili, S. A., Gil, A. (2015) Catalysts based on pillared clays for the oxidation of chlorobenzene, Catalysis Today, 246, 15 - 27.
Damayanthi  ,  R.,  &  Martini  ,  R.  (2009).  Proses  Pembuatan  Bahan  Bakar  Cair  Dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeolit Y Dan Zsm-5. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro .
Diez, C., Martinez, O., Calvo, L. F., Cara, J., & Moran, A. (2003). Pyrolysis of tyres. Influence of the  final  temperature  of  the  process.  Waste  ManagementDepartment  of  Chemical  Engineering, Institute of Natural Resources, University of Leo´ n,, 463–469.
Galvagno,  S.,  Casu,  S.,  Casabianca,  T.,  Calabrese,  A.,  Cornacchia,  G.2002.  Pyrolisis  process  for the  treadment  of  scrap  tyres:  Progres  In  Energy  And  Combustion  Peraturan  Menteri  ESDM  No.  28 tahun  2016  tentang  Tarif  Tenaga  Listrik  Yang  Disediakan  Oleh  PT.  Perusahaan  Listrik  Negara (Persero).
Handono,  M.  R.  (2017).  Laporan  Penelitian  Pembuatan  Bahan  Bakar  Cair  Dengan Memanfaatkan  Limbah  Ban  Bekas  Menggunakan  Katalis  Dari  Limbah  Bekas  Perengkahan  Minayak Bumi Pt. Pertamina Ru Iii Dengan Metode Pirolisis. Palembang: Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang .
Krstic,  L  J.,  Sukdolak,  S.,  Solujic,  S.  (2002)  An  efficient  synthesis  of  warfarin  acetals  on montmorillonite clay K-10 with microwaves, Journal of Serbian Chemical Society, 67 (5), 325 - 329.
Lailunnazar, L., Wijayanti, W., Sasongko, M.N. (2013) Pengaruh temperatur  pirolisis terhadap kualitas tar hasil pirolisis serbuk kayu Mahoni, Skripsi, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Brawijaya.
Putra,  E.  A.,  Rahman,  M.,  &  Aminy,  A.  Y.  (2016).  Produksi  Bahan  Bakar  Ramah  Lingkungan Melalui Proses Pirolisis Limbah Ban. Jurnal JPE Vol. 20, No. 2, 26-31.
Saputra,  I.  A.,  &  Arijanto.  (2017).  Pengujian  Alat  Konversi  Ban  Bekas  Menjadi  Bahan  Bakar  . Jurnal Teknik Mesin S-1, Vol. 5, No. 2, 82-90.
Vol. 1, No. 2, pp 62 – 67 doi: 10.14710/jebt.2020.9909
Stelmachowski , M., & Słowiński , K. (2009). Conversion of waste rubber as an alternative rout to renewable fuel production. Energy and Sustainability II , 489-498.
Surdia, T., dan S. Saito 2005, Pengetahuan Bahan Teknik. Pradanya Paramita, Jakarta.
Syahputra,  R.  J.,  Utami,  T.,  Nugrahaningtyas,  K.  D.,  Ridasepri,  A.  F.,  &  Astuti,  W.  (2015). Pemanfaatan  Limbah  Pecahan  Genteng  sebagai  Katalis  dalam  Reaksi  Pirolisis  Plastik  Polipropilena Menjadi  Bahan  Bakar  Alternatif.  Jurusan  Kimia,  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  pengetahuan  Alam, Universitas Sebelas Maret , 127-134.
Theng, B.K.G. (1974) The chemistry of clayorganic reactions, Hilger, London.
Widjajanti  LFX,  E.  (2005).  Pengaruh  Katalisator  Terhadap  Laju  Reaksi.  Yogyakarta:  Pelatihan Tentang Keterampilan Menyiapkan Praktikum Kimia Bagi Laboran Laboratorium Kimia Smama Diy.