p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Tetes Tebu Menjadi Katalis Untuk Proses Pembuatan Biodiesel
Raysha Amelya 1* , Indah Purnamasari 2 , Muhammad Yerizam 3
1,2,3 Jurusan Teknik Kimia, Program Studi Teknologi Kimia Industri, Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang * Koresponden email : rayshaamelya@gmail.com Diterima: 8 September 2023 Disetujui: 19 September 2023

## Abstract
Sugar  cane  is  a  plant  that  is  processed  into  crystal  sugar  because  it  contains  high  sugar  content.  Sugar production  produces  waste,  one  of  which  is  molasses  waste.  This  study  aims  to  obtain  molasses  into  a catalyst  using  the  carbonization  method  and  the  sulfonation  method.  The  sulfonation  method  uses variations in the concentration of 2, 4, 6, 8, and 10 N H 2 SO 4 solution and variations in sulfonation time of 2,  4,  and 6  hours  to  get  the  best  molasses  catalyst.  Catalyst  characterization  includes  surface  acidity  by acid-base  titration,  FT-IR,  and  SEM-EDX.  This  research  also  aims  to  produce  biodiesel  yield  using  the best molasses catalyst. The results of surface acidity analysis showed that the best molasses catalyst was obtained  at  10  N  H 2 SO 4 concentration  with  6  hours  at  0.907  mmol/gr.  FT-IR  test  results  showed  the presence of O=S=O functional groups at wave numbers 1149.74 cm -1 and 1038.57 cm -1 . SEM and EDX analysis  results  showed  that  the  molasses  catalyst  after  sulfonation  had  smaller  pores  and  more  sulfur groups on the carbon sheet. The yield of biodiesel produced using a molasses catalyst was 84.51%. Keywords: sugarcane, molasses waste, catalyst, biodiesel, sulfonation, carbonization

## Abstrak
Tebu  merupakan  tanaman  yang diolah  menjadi  gula  kristal  karena  mengandung kadar  gula  yang  tinggi. Produksi gula menghasilkan limbah, salah satunya adalah limbah molase. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan tetes tebu menjadi katalis dengan menggunakan metode karbonisasi dan metode sulfonasi. Pada  metode  sulfonasi  menggunakan variasi  konsentrasi  larutan  H 2 SO 4 2,  4,  6, 8, dan  10 N  dan  variasi waktu sulfonasi 2, 4, dan 6 jam untuk mendapatkan katalis tetes tebu yang terbaik. Karakterisasi katalis meliputi  keasaman  permukaan  dengan  titrasi  asam  basa,  FT-IR,  dan  SEM-EDX.  Penelitian  ini  juga bertujuan  untuk  menghasilkan  rendemen  biodiesel  menggunakan  katalis  molase  yang  terbaik.  Hasil analisis  keasaman  permukaan  menunjukkan  bahwa  katalis  molase  yang  terbaik  didapatkan  pada konsentrasi  H 2 SO 4 10  N  dengan  waktu  6  jam  sebesar  0,907  mmol/gr.  Hasil  uji  FT-IR  menunjukkan adanya  gugus  fungsi  O=S=O  pada  bilangan  gelombang  1149,74  cm -1 dan  1038,57  cm -1 .  Hasil  analisis SEM dan EDX menunjukkan bahwa katalis molase setelah sulfonasi memiliki pori-pori yang lebih kecil dan  gugus  sulfur  yang  lebih  banyak  pada  lembaran  karbon.  Rendemen  biodiesel  yang  dihasilkan menggunakan katalis tetes tebu sebesar 84,51%.
Kata Kunci: tebu, limbah tetes tebu, katalis, biodiesel, sulfonasi, karbonisasi

## 1. Pendahuluan
Tebu  merupakan  bahan  baku  utama  dalam  produksi  gula  kristal.  Produksi  gula  kristal menghasilkan beberapa produk samping diantaranya ampas tebu, blotong, dan tetes tebu. Produk samping dari  pengolahan  tersebut  merupakan  suatu  limbah  yang  tidak  dapat  digunakan  kembali,  bahkan  pada beberapa  limbah  pemanfaatannya  belum  dilakukan  secara  optimal.  Hasil  buangan  produksi  industri maupun  rumah  tangga  yang  sudah  tidak  memiliki  nilai  ekonomis  sehingga  dapat  berdampak  negatif terhadap  pencemaran  lingkungan  merupakan  suatu  pengertian  dari  limbah  [1],  sehingga  diperlukan penelitian  guna  mencari  dan  mengoptimalkan  sebaik-baiknya  limbah  menjadi  bahan  yang  dapat bermanfaat  untuk  proses  lainnya.  Salah  satu  limbah  dari  industri  gula  yang  pemanfaatannya  belum dilakukan  secara  optimal  adalah  limbah  tetes  tebu.  Tetes  tebu  merupakan  limbah  yang  tidak  dapat dikristalkan kembali, dimana limbah ini masih mengandung kandungan gula yang berupa kandungan total karbon sekitar 37%, kandungan sukrosa sekitar 34%, glukosa, fruktosa, serta nitrogen atau trace element lainnya  [2-3].  Menurut penelitian  [4]  kandungan  karbon  yang  lebih  tinggi  dapat  menjadikannya  sebagai sumber  karbon yang  sangat  baik  untuk  persiapan  bahan  karbon.  Maka  dari  itu,  pada  penelitian  ini  tetes tebu diproduksi menjadi katalis tetes tebu karbon.
Penggunaan  bahan  bakar  fosil  semakin  meningkat,  seiring  dengan  menipisnya  cadangan  minyak bumi [5]. Inovasi mengenai bahan bakar yang terbarukan guna menggantikan bahan bakar minyak bumi
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
telah berkembang dari tahun ke tahun. Salah satunya adalah biodiesel. Biodiesel merupakan bahan bakar yang bahan bakunya berasal dari minyak nabati, dan minyak hewani [6]. Selama ini, minyak nabati yang digunakan  untuk  produksi  biodiesel  menggunakan  minyak  nabati  yang  berbahan  baku  pangan  dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, diperlukan inovasi terkait penggunaan minyak nabati non pangan untuk  memproduksi  biodiesel.  Salah  satu  inovasi  yang  telah  dikembangkan yaitu  menggunakan  minyak jelantah sebagai pengganti dari minyak nabati non pangan [7]. Minyak jelantah memiliki potensi sebagai produksi  biodiesel  karena  memiliki  asam  lemak  yang  tinggi  serta  ketersediaannya  mudah  diperoleh karena merupakan limbah hasil penggorengan rumah tangga [8].
Proses  pembuatan  biodiesel  memerlukan  bantuan  katalis  pada  proses  esterifikasi  maupun transesterifikasi  agar  dapat  mempercepat  reaksi.  Katalis  dapat  berupa  homogen  atau  heterogen,  serta katalis asam atau basa. Setiap katalis mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Pada katalis homogen memiliki kekurangan yaitu sulit dipisahkan, sedangkan kelebihannya mempunyai aktivitas yang tinggi.  Dari  kekurangan  katalis  homogen,  maka  katalis  heterogen  memiliki  keunggulan  karena  mudah dipisahkan.  Kekurangan  pada  katalis  heterogen  yakni  memerlukan  waktu  reaksi  yang  cukup  lama dibandingkan  dengan  katalis  homogen.  Berdasarkan  perbandingan,  katalis  heterogen  cukup  sering digunakan  dalam  memproduksi  biodiesel  [9].  Katalis  heterogen  memiliki  banyak  jenis,  salah  satunya adalah  katalis  karbon  tersulfonasi.  Katalis  yang  dikarbonisasi  dengan  rentang  suhu  300°  –  700°C bertujuan untuk melepaskan unsur-unsur non karbon serta membuat struktur pori-pori mulai terbuka [10- 11],  tergantung  dari  bahan  baku  yang  digunakan  kemudian  disulfonasi  dengan  menggunakan  H 2 SO 4 sebagai  aktivator  penyisipan  gugus  sulfur  dalam  lembaran  karbon  agar  memiliki  nilai  aktivitas  katalitik yang cukup tinggi [12-13].
Berdasarkan  penelitian  [14]  menyatakan  bahwa molasses yang  dikarbonisasi  dan  disulfonasi menggunakan H 2 SO 4 memiliki potensi sebagai katalis asam dalam proses pembuatan biodiesel dari asam laurat. Pada penelitian tersebut terfokus pada mendapatkan katalis tetes tebu dengan kondisi optimum dari variasi  suhu  karbonisasi  dan  waktu  karbonisasi.  Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  ini  terfokus  pada mendapatkan  katalis  tetes  tebu  yang  terbaik  dari  variasi  konsentrasi  H 2 SO 4 dan  waktu  sulfonasi, mengkarakterisasi  katalis  tetes  tebu  yang  terbaik,  serta  mendapatkan  rendemen  biodiesel  dari  minyak jelantah menggunakan katalis tetes tebu yang terbaik .

## 2. Metode Penelitian
Terdapat  beberapa  tahapan  prosedur  penelitian  yang  harus  dilakukan  diantaranya  yaitu mempersiapkan  bahan  baku  untuk  proses  pembuatan  tetes  tebu  menjadi  katalis,  melakukan  analisa karakteristik katalis tetes tebu yang didapatkan dan mengimplementasikan katalis tetes tebu yang terbaik didapatkan pada proses pembuatan biodiesel dari minyak jelantah.
Pada penelitian ini, proses diawali dengan memanaskan tetes tebu pada suhu 90°C selama 25 menit untuk  menghilangkan  kadar  air  dan  mendinginkannya  dalam  suhu  ruangan.  Tetes  tebu  yang  telah dipreparasi  selanjutnya  dikarbonisasi  menggunakan muffle  furnace sebanyak  500  gr selama  2  jam  pada suhu  300°C.  Setelah  proses  karbonisasi  selesai,  dilanjutkan  dengan  proses  sulfonasi  yaitu  perendaman karbon menggunakan larutan H 2 SO 4 98% dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, dan 10 N selama waktu sulfonasi 2,  4,  dan  6  jam  pada  suhu  160°C.  Pencucian  pada  katalis  yang  telah  disulfonasi  dilakukan  sampai  pH netral.  Setelah  pencucian,  katalis  dioven  pada  suhu  110°C  selama  4  jam.  Katalis  disimpan  dalam desikator  selama  24  jam.  Kemudian  melalui  tahapan  penghancuran  dan  pengayakan  100 mesh .  Katalis tetes  tebu  yang  telah  disulfonasi  dilakukan  pengujian  analisa  keasaman  permukaan,  FT-IR,  SEM,  dan EDX.
Penelitian  dilanjutkan  setelah  mengetahui  katalis  tetes  tebu  yang  terbaik  dari  pengujian  analisa keasaman permukaan, FT-IR, SEM, dan EDX dengan mengimplementasikannya pada proses pembuatan biodiesel  dari  minyak  jelantah.  Pada  penelitian  ini  dilakukan double  processing yaitu  esterifikasi  dan transesterifikasi  yang  bertujuan  untuk  menghasilkan  rendemen  tinggi  serta  tidak  menimbulkan  reaksi samping berlebihan. Kondisi operasi pada proses esterifikasi menggunakan rasio minyak dan metanol, 1 : 9, katalis 3% b/b minyak, suhu reaksi 60°C selama 2 jam. Sedangkan untuk kondisi operasi pada proses transesterifikasi  adalah  menggunakan  katalis  tetes  tebu  yang  telah  disulfonasi  H 2 SO 4 kembali  diaktivasi dengan menggunakan NaOH 2 M. Rasio minyak dan metanol, 1 : 9. Katalis 3% b/b minyak, suhu reaksi 60°C  selama  2  jam.  Biodiesel  yang  dihasilkan  pada  penelitian  ini  dilakukan  analisa  dengan  beberapa parameter sesuai standar SNI 7182:2015 diantaranya angka asam, viskositas, massa jenis, dan titik nyala.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Tetes Tebu Menjadi Katalis
Pada  penelitian  ini  dilakukan  tetes  tebu  menjadi  katalis  dengan  menggunakan metode karbonisasi dan  metode  sulfonasi.  Pada  metode  sulfonasi  memvariasikan  konsentrasi  H 2 SO 4 dan  waktu  sulfonasi. Sedangkan pada metode karbonisasi menggunakan variabel tetap yaitu suhu karbonisasi 300°C dan waktu karbonisasi 2 jam. Hasil dari tetes tebu menjadi katalis dapat dilihat pada Gambar 1 sebagai berikut:
(a) (b) Gambar 1 . Hasil Tetes Tebu menjadi Katalis (a) Tetes Tebu Asli; (b) Katalis Tetes Tebu dengan Variasi Konsentrasi H 2 SO 4 dan Variasi Waktu Sulfonasi. Sumber: Dokumen Pribadi, 2023

## 3.2 Pengaruh Konsentrasi H2SO4 Terhadap Keasaman Permukaan
Pada metode sulfonasi, katalis dari tetes tebu yang telah diberi perlakuan variasi konsentrasi H 2 SO 4 dilakukan  analisis  setiap  katalis  untuk  mendapatkan  katalis  tetes  tebu  yang  terbaik.  Analisis  yang dilakukan  yaitu  titrasi  asam  –  basa.  Analisis  dilakukan  dengan  tujuan  mengetahui  nilai  keasaman permukaan  yang  terikat  pada  katalis  tiap  gramnya  serta  melihat  pengaruh  konsentrasi  H 2 SO 4 terhadap keasaman  permukaan  dalam  katalis.  Hasil  analisis  titrasi  asam  basa  yang  menunjukkan  pengaruh konsentrasi H 2 SO 4 dan waktu sulfonasi terhadap nilai keasaman permukaan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi H 2 SO 4 dan Waktu Sulfonasi terhadap Keasaman Permukaan pada Katalis Tetes Tebu Sumber: Data Penelitian, 2023
Pada Gambar 2 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan keasaman permukaan yang terikat pada katalis tetes tebu seiring dengan besarnya konsentrasi larutan H 2 SO 4 . Nilai keasaman permukaan tertinggi diperoleh pada katalis tetes tebu dengan konsentrasi H 2 SO 4 10 N sebesar 0,907 mmol/gr. Sedangkan, pada katalis tetes tebu dengan konsentrasi 2 N memiliki nilai keasaman yang rendah yakni 0,767 mmol/gr.
Berdasarkan  hasil  analisis,  konsentrasi  larutan  H 2 SO 4 berbanding  lurus  dengan  nilai  keasaman permukaan. Semakin besar konsentrasi larutan H 2 SO 4 yang digunakan dalam proses sulfonasi maka akan meningkatkan nilai keasaman permukaan. Hal ini terbukti dengan melakukan pengujian data secara anova ditunjukkan pada Tabel 1 yakni pengaruh konsentrasi larutan H 2 SO 4 terhadap keasaman permukaan pada katalis tetes tebu.
0,750 0,780 0,810 0,840 0,870 0,900 2 4 6 8 10 K ea sa m an P er m u k aa n (mm o l/ g r) Konsentrasi H 2 SO 4 (N) 2 Jam 4 Jam 6 Jam
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Tabel 1. Anova Pengaruh Konsentrasi Larutan H 2 SO 4 dan Waktu Sulfonasi Terhadap Keasaman Permukaan
Sumber Keragaman (SK) Derajat Bebas (DB) Jumlah Kuadrat (JK) Kuadrat Tengah (KT) F Hitung F Tabel 5% Konsentrasi H 2 SO 4 (B) 4 0,0129 0,0032 10,9196 3,8379 Waktu Sulfonasi (K) 2 0,0038 0,0019 6,4020 4,4590 Galat (G) 8 0,0024 0,0003 Total 14 0,0190 0,0014 Sumber: Data Penelitian, 2023
Untuk faktor konsentrasi larutan H 2 SO 4 , Fhitung 10,9196 > Ftabel (5%) 3,8379 dapat dilihat pada Tabel 1 uji ANOVA ini hasilnya berbeda nyata. Sedangkan analisa uji BNT anova pengaruh konsentrasi larutan  H 2 SO 4 terhadap  keasaman  permukaan  menyatakan  bahwa  yang  berbeda  nyata  antara  lain konsentrasi H 2 SO 4 2 N dan konsentrasi H 2 SO 4 6 N, konsentrasi H 2 SO 4 2 N dan konsentrasi H 2 SO 4 8 N, konsentrasi H 2 SO 4 2 N dan konsentrasi H 2 SO 4 10 N, konsentrasi H 2 SO 4 4 N dan konsentrasi H 2 SO 4 8 N, konsentrasi H 2 SO 4 4 N dan konsentrasi H 2 SO 4 10 N, konsentrasi H 2 SO 4 6 N dan konsentrasi H 2 SO 4 10 N, serta  konsentrasi  H 2 SO 4 8  N  dan  konsentrasi  H 2 SO 4 10  N.  Sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  variasi konsentrasi larutan H 2 SO 4 mempengaruhi hasil keasaman permukaan pada katalis tetes tebu. Katalis yang memiliki nilai keasaman permukaan tinggi menunjukkan bahwa pada permukaannya telah memiliki sisi aktif yang bersifat asam sehingga dapat mengkatalisis suatu reaksi. Salah satunya pada proses pembuatan biodiesel dengan cara esterifikasi – transesterifikasi.

## 3.3 Pengaruh Waktu Sulfonasi Terhadap Keasaman Permukaan
Berdasarkan  pada Gambar  2 menunjukkan  bahwa  dengan  besarnya  konsentrasi  dalam  kondisi yang  sama,  signifikan  terjadi  peningkatan  antara  banyaknya  jumlah  situs  asam  yang  terikat  pada  katalis terhadap lamanya waktu sulfonasi. Hal ini terbukti dengan melakukan pengujian data secara anova yakni pengaruh  waktu  sulfonasi  terhadap  keasaman  permukaan.  Untuk  waktu  sulfonasi,  Fhitung  6,4020  > Ftabel  (5%)  4,4590  dapat  dilihat  pada Tabel  1 .  uji  ANOVA  ini  hasilnya  berbeda  nyata.  Sedangkan analisa uji BNT anova pengaruh waktu sulfonasi terhadap keasaman permukaan menyatakan bahwa yang berbeda nyata antara lain waktu sulfonasi 2 jam dan waktu sulfonasi 6 jam. Sehingga dapat disimpulkan bahwa variasi waktu sulfonasi mempengaruhi hasil keasaman permukaan pada katalis tetes tebu.
Waktu  sulfonasi  yang  lebih  lama  memberikan  kesempatan  bagi  lembaran  karbon  untuk  mengikat gugus  fungsi  sulfonat  atau  situs  asam.  Sebaliknya,  dengan  waktu  sulfonasi  yang  lebih  cepat  hanya memberikan  sedikit  kesempatan  bagi  situs  asam  untuk  mengikat  pada  lembaran  karbon.  Hasil  yang optimum diperoleh pada waktu sulfonasi 6 jam sebesar 0,907 mmol/gr.

## 3.4 Analisis Karakteristik Katalis Tetes Tebu
Katalis tetes  tebu yang telah dilakukan sulfonasi kemudian dilakukan pengujian analisa keasaman permukaan  didapatkanlah  katalis  tetes  tebu  sulfonasi  yang  terbaik  yaitu  katalis  tetes  tebu  dengan konsentrasi H 2 SO 4 10 N dan waktu sulfonasi 6 jam. Katalis tetes tebu sulfonasi yang terbaik dan katalis tetes tebu tanpa sulfonasi tersebut dilakukan pengujian karakteristiknya meliputi analisa FT-IR, SEM, dan EDX.

## 3.4.1 Analisis FT-IR
Pada  penelitian  ini  dilakukan  analisis  FT  –  IR  dengan  tujuan  untuk  melihat  gugus  baru  yang terbentuk  pada katalis  tetes  tebu  setelah  sulfonasi  H 2 SO 4 10  N  6  jam.  Adanya gugus baru  menunjukkan ikatan  sulfur  dengan  unsur  lain  pada  katalis.  Hasil  analisa  FT  –  IR  untuk  katalis  tetes  tebu  sebelum sulfonasi dan katalis tetes tebu sesudah sulfonasi H 2 SO 4 10 N 6 jam dapat dilihat pada Gambar 3 . Berdasarkan  hasil  analisa  yang  dilakukan,  bahwa  hasil  analisa  FT  –  IR katalis  tetes  tebu  sebelum sulfonasi yang ditunjukkan pada Gambar 3 (a) dibandingkan dengan FT – IR katalis tetes tebu sesudah sulfonasi  yang  ditunjukkan pada Gambar  3 (b) diperoleh pita  serapan  vibrasi  panjang gelombang yang kuat  pada  1149,74  cm -1 dan  1038,57  cm -1 diidentifikasikan  sebagai  peregangan  simetris  O=S=O,  mode peregangan pada SO 3 H. Dengan demikian, hasil analisis FT – IR menunjukkan bukti bahwa katalis tetes tebu sesudah sulfonasi H 2 SO 4 10 N 6 jam mengandung gugus fungsi sulfonat sebagai sisi aktif dari katalis tersebut.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
(a) (b)
Gambar 3. Hasil Analisis FT – IR pada Katalis Tetes Tebu (a) Sebelum Sulfonasi (b) Sesudah Sulfonasi H 2 SO 4 10 N 6 Jam Sumber: Data Penelitian, 2023

## 3.4.2 Analisis SEM
Dalam penelitian ini, untuk melihat morfologi dan struktur permukaan pada suatu katalis dilakukan dengan  pengujian  instrumen  SEM.  Hasil  analisis  SEM  pada  katalis  tetes  tebu  sebelum  sulfonasi  dan katalis tetes tebu sesudah sulfonasi H 2 SO 4 10 N 6 jam ditunjukkan pada Gambar 4.
(a) (b)
Gambar 4. Hasil Analisis SEM pada Katalis Tetes Tebu (a) Sebelum Sulfonasi (b) Sesudah Sulfonasi H 2 SO 4 10 N 6 Jam Sumber: Data Penelitian, 2023
Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan, bahwa morfologi permukaan katalis tetes tebu sebelum sulfonasi yang ditunjukkan pada Gambar 4 (a) memiliki ukuran rata-rata pori sekitar 20,43 µm, hal ini dikarenakan pada permukaan karbon memiliki sifat porositas yang tinggi. Sedangkan pada Gambar 4 (b) menunjukkan  bahwa  terjadinya  pengecilan  pori-pori  yang  disebabkan  oleh  zat  sulfonasi  kuat  berkontak dengan karbon. Ukuran pori-pori pada katalis tetes tebu setelah sulfonasi menjadi sekitar 5,10 µm. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa sulfonasi sangat mempengaruhi porositas katalis dari visual uji SEM dan  adanya  penyisipan  gugus  –SO 3 H  dalam  lembaran  karbon  sehingga  dapat  mengurangi  pori-pori permukaan katalis [15].

## 3.4.3 Analisis EDX
Dalam  penelitian  ini,  untuk  melihat  karakteristik  katalis  yaitu  salah  satunya  dengan  mengetahui unsur-unsur kimia yang terkandung pada suatu katalis dengan pengujian SEM – EDX ( Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive X-Ray ). Hasil uji SEM – EDX pada katalis tetes tebu sebelum sulfonasi H 2 SO 4 dan sesudah sulfonasi H 2 SO 4 ditunjukkan pada Gambar 5 .
Berdasarkan  hasil  analisa  bahwa  terdapat  unsur-unsur  kimia  yang  terkandung  pada  katalis  tetes tebu sebelum disulfonasi ditunjukkan pada Gambar 5 (a) yakni C, N, O, S, K, dan Au. Setelah dilakukan sulfonasi  yang  ditunjukkan  pada Gambar  5  (b) ,  unsur-unsur  kimia  yang  terkandung  pada  katalis  tetes tebu  diantaranya  C,  O,  S,  Ca,  dan  Au.  Komposisi  yang  ditentukan  oleh  analisa  SEM  –  EDX  disajikan pada Tabel 2 dan Tabel 3 .
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
(a) (b)
Gambar 5. Hasil Analisa SEM – EDX pada Katalis Tetes Tebu (a) Sebelum Sulfonasi (b) Sesudah Sulfonasi H 2 SO 4 10N 6 Jam Sumber: Data Penelitian, 2023
Tabel 2. Data Analisa EDX Katalis Tetes Tebu Sebelum Sulfonasi Simbol Unsur Nama Unsur Konsentrasi Berat (%) C Carbon 38.500 N Nitrogen 16.400 O Oxygen 36.000 S Sulfur 1.300 K Potassium 4.100 Au Gold 3.700 Sumber: Data Penelitian, 2023
Tabel 3. Data Analisa EDX Katalis Tetes Tebu Setelah Sulfonasi H 2 SO 4 10N 6 Jam Simbol Unsur Nama Unsur Konsentrasi Berat (%) C Carbon 58.500 O Oxygen 30.400 S Sulfur 2.700 Ca Calcium 3.800 Au Gold 4.600 Sumber: Data Penelitian, 2023
Pada Tabel  2 dan Tabel  3 menunjukkan  kandungan utama  karbon  pada  kedua  bahan  mengalami peningkatan  konsentrasi  berat  yang  disebabkan  oleh  proses  karbonisasi  berlangsung.  Serta,  sampel memiliki kandungan 2,7% sulfur setelah proses sulfonasi yang menunjukkan efisiensi peningkatan gugus sulfonat dari 1,3% [16].

## 3.5 Analisis Aktivitas Katalitik Katalis Tetes Tebu pada Proses Pembuatan Biodiesel dari Minyak Jelantah
Pada  penelitian  ini  untuk  mengetahui  aktivitas  katalitik  katalis  tetes  tebu  diimplementasikan  pada biodiesel  dari  bahan  baku  minyak  jelantah.  Proses  pembuatan  biodiesel  dilakukan  secara  dua  tahapan yaitu  proses  esterifikasi  dan  proses  transesterifikasi.  Pada  proses  esterifikasi,  minyak  jelantah mengandung FFA sebesar 2,6835%. Konversi asam lemak bebas yang dihasilkan pada proses esterifikasi menggunakan katalis tetes tebu adalah 56,32%.
Perlakuan  dari  proses  esterifikasi  selesai  maka  dapat  dilanjutkan  dengan  proses  transesterifikasi untuk  memproduksi  biodiesel.  Rendemen yang  dihasilkan  pada  biodiesel  proses  esterifikasi  – transesterifikasi  dengan  katalis  tetes  tebu  adalah  84,51%.  Karakteristik  biodiesel  pada  penelitian  ini meliputi bilangan asam, massa jenis, titik nyala, dan viskositas.
Biodiesel  yang  dihasilkan  memiliki  densitas  yang  diperoleh  sebesar  860  kg/cm 3 dengan  rentang densitas  menurut  SNI  7182  –  2015  yaitu  850  –  890  kg/m 3 .  Salah  satu  faktor  yang  membuat  angka densitas  tinggi  adalah  bahan  baku,  dikarenakan  penggunaan  minyak  jelantah  yang  telah  beberapa  kali dipanaskan.  Hasil  viskositas  biodiesel  adalah  3,076  mm 2 /s.  Hal  ini  menyatakan  bahwa  viskositas  yang didapat memenuhi dengan standar SNI 7182 – 2015.
Bilangan asam untuk biodiesel sesuai standar SNI 7182 – 2015 berada di angka maksimal 0,5 mg- KOH/g.  Setelah  melakukan  pengujian  bilangan  asam,  didapatkan  bilangan  asam  pada  penelitian  ini sebesar  0,4684  mg-KOH/gr.  Uji  titik  nyala  merupakan  pengujian  untuk  mengetahui  biodiesel  dapat
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
terbakar  jika  didekatkan  dengan  nyala  api.  Hasil  titik  nyala  yang  telah  dilakukan  dalam  penelitian  ini sebesar 187,4°C, yang berarti biodiesel dari minyak jelantah telah memenuhi standar SNI 7182 – 2015.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  diperoleh  kesimpulan  bahwa kondisi optimum katalis tetes tebu didapatkan pada konsentrasi H 2 SO 4 10 N dan lamanya waktu sulfonasi 6 jam dengan nilai keasaman permukaan sebesar 0,907 mmol/gr. Konsentrasi H 2 SO 4 dan lamanya waktu sulfonasi  berbanding  lurus  terhadap  jumlah  situs  asam  yang  terikat  pada  katalis,  yang  berarti  semakin tinggi konsentrasi H 2 SO 4 dan semakin lamanya waktu sulfonasi yang dilakukan maka jumlah situs asam yang  terikat  pada  katalis  semakin  meningkat.  Hasil  karakterisasi  katalis  tetes  tebu  yang  terbaik  meliputi FT-IR,  SEM  –  EDX  antara  lain  menunjukkan  adanya  gugus  fungsi  O=S=O  pada  bilangan  gelombang 1149,74 cm -1 dan 1038,57 cm -1 serta menunjukkan bahwa katalis molase setelah sulfonasi memiliki pori- pori  yang  lebih  kecil  dan  gugus  sulfur  yang  lebih  banyak  pada  lembaran  karbon.  Rendemen  biodiesel yang dihasilkan menggunakan katalis tetes tebu sebesar 84,51 % dengan kondisi operasi mol minyak dan metanol  pada  rasio  1  :  9,  katalis  3  %  b/b,  suhu  reaksi  60°C,  dan  waktu  reaksi  2  jam.  Biodiesel  yang dihasilkan  memiliki  kualitas  yang  telah  memenuhi  standar  SNI  7182  –  2015  yakni  diantaranya  angka asam 0,4684 mg-KOH/g. Viskositas kinematik sebesar 3,076 mm 2 /s, densitas sebesar 860 kg/m 3 , dan titik nyala didapatkan pada 187,4°C.

## 5. Daftar Pustaka
[1] E. Sunarsih, “Konsep Pengolahan Limbah Rumah Tangga Dalam Upaya Pencegahan Pencemaran Lingkungan,” Jurnal Ilmu Kesehatan Masyarakat , vol. 5, no. 03, November, pp. 162–167, 2014.
[2] B.  Santosa,  W.  Wirawan,  dan  R.  E.  Muljawan,  “Pemanfaatan  molase  sebagai  sumber  karbon alternatif dalam pembuatan nata de coco,” Teknologi PANGAN Media Informasi dan Komunikasi Ilmiah Teknologi Pertanian , vol. 10, no. 2, pp. 61–69, 2019, doi: 10.35891/tp.v10i2.1641.
[3] M.  Fifendy,  Irdawati,  dan  Eldini,  “Pengaruh  Pemanfaatan  Molase  terhadap  Jumlah  Mikroba  dan Ketebalan  Nata  Pada  Teh  Kombucha,”  Prosiding  Semirata  FMIPA  Univ.  Lampung,  pp.  67–72, 2013.
[4] M. Cao, L. Peng, Q. Xie, K. Xing, M. Lu, dan J. Ji, “Sulfonated Sargassum horneri carbon as solid acid catalyst to produce biodiesel via esterification,” Bioresource  Technology , vol.  324,  pp. 1–8, 2020, doi: 10.1016/j.biortech.2020.124614.
[5] M.  H.  Ikhsan  dan  U.  K.  Nizar,  “Katalis  Asam  Padat  Berbasis  Karbon  Tersulfonasi  Pada  Proses Pembuatan Biodiesel,” Chemistry Journal of State Univ. Padang , vol. 9, no. 1, pp. 51–54, 2020.
[6] P.  Kuncahyo,  A.  Z.  M.  Fathallah,  dan  Semin,  “Analisa  Prediksi  Potensi  Bahan  Baku  Biodiesel sebagai Suplemen Bahan Bakar Motor Diesel di Indonesia,” J. Tek. POMITS , vol. 02, pp. 62–66, 2013.
[7] Y. Pasae, L. Bulo, dan B. Ivonne, “Perbandingan Karakteristik Biodiesel Berbahan Baku Minyak Jelantah  Hasil  Proses  Transesterifikasi  Berkatalis  NaOH,  CaO  Superbasa,  dan  Zeolit,” J.  Chem. Process Eng. , vol. 4, no. 1, pp. 1–6, 2019, doi: 10.33536/jcpe.v4i1.331.
[8] N. Erna  S  dan  W. S. Wiwit  P,  “Pengolahan Minyak  Goreng Bekas  (Jelantah)  Sebagai  Pengganti Bahan  Bakar  Minyak  Tanah  (Biofuel)  Bagi  Pedagang  Gorengan  Di  Sekitar  Fmipaunnes,” Rekayasa , vol. 15, pp. 89–95, 2017.
[9] Y.  Wulandari  Mirzayanti  dkk . ,  “Pemanfaatan  Tempurung  Kelapa  sebagai  Katalis  pada  Proses Konversi  Minyak  Curah  Menjadi  Biodiesel,” J.  Res.  Technol. ,  vol.  VI,  no.  2460,  pp.  173–183, 2020.
[10] A. I. Purwazi, R. B. Kuncoro, R. D. Atmaja, dan A. S. Sanjaya, “Analisa Perbandingan Persentase Perekat Terhadap Nilai Uji Kalor Dan Proksimat Biobriket Eceng Gondok ( Eichhornia Crassipes ) Menggunakan Metode Karbonisasi,” J. Integr. Proses , vol. 7, no. 1, pp. 20–25, 2018.
[11] R. W. Putri, S. Haryati, dan R. Rahmatullah, “Pengaruh suhu karbonisasi terhadap kualitas karbon aktif dari limbah ampas tebu,” J. Tek. Kim. , vol. 25, no. 1, pp. 1–4, 2019.
[12] J. Clohessy dan W. Kwapinski, “Carbon-Based Catalysts for Biodiesel Production — A Review,” Appl. Sci. , vol. 10, no. 918, pp. 1–17, 2020.
[13] K.  Nakajima  dan  M.  Hara, Amorphous  Carbon  with  SO3H  Groups  as  a  Solid  Bronsted  Acid Catalyst , vol. 2, no. 7. 2012.
[14] C.  Samorí  dkk . ,  “Unusual  catalysts  from  molasses:  Synthesis,  properties  and  application  in obtaining  biofuels  from  algae,” ChemSusChem ,  vol.  5,  no.  8,  pp.  1501–1512,  2012,  doi: 10.1002/cssc.201100822.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
[15] K. A. Shah, J. K. Parikh, dan K. C. Maheria, “Use of sulfonic acid-functionalized silica as catalyst for  esterification  of  free  fatty  acids  (FFA)  in  acid  oil  for  biodiesel  production:  An  optimization study,” Res.  Chem.  Intermed. ,  vol.  41,  no.  2,  pp.  1035–1051,  2015,  doi:  10.1007/s11164-013- 1253-6.
[16] A.  P.  da  Luz  Corrêa,  R.  R.  C.  Bastos,  G.  N.  da  Rocha  Filho,  J.  R.  Zamian,  dan  L.  R.  V.  da Conceição,  “Preparation  of  sulfonated  carbon-based  catalysts  from  murumuru  kernel  shell  and their  performance  in  the  esterification  reaction,” RSC  Adv. ,  vol.  10,  no.  34,  pp.  20245–20256, 2020, doi: 10.1039/d0ra03217d.