## Jurnal Teknik Kimia USU
Journal homepage: https://talenta.usu.ac.id/jtk

## Efek  Penambahan  Antioksidan  dan  Demulsifier  Secara  Polimerisasi pada Proses Penimbunan Diesel Fuel
Effects of Adding Antioxidants and Demulsifiers by Polymerization in the Process of Stockpiling Diesel Fuel
Oksil Venriza * , Ika Gita Lestari, Yudhistira Riesdiawan
Departemen Logistik Minyak dan Gas, Politeknik Energi dan Mineral Akamigas, Jl. Gajah Mada 38, Cepu, Blora, Jawa Tengah, 58312, Indonesia
* Email: oksil.venriza@esdm.go.id
Article history:

## ABSTRAK
B30  merupakan  bahan  bakar  ramah  lingkungan  yang  digunakan  untuk  mesin diesel. B30 sangat mudah terkontaminasi dengar air yang bersumber dari proses produksi dan bahan baku dari B30 tersebut. Demulsifier merupakan cara untuk memecah  emulsi  B30  dan  air  tersebut.  Pada  penelitian  ini, demulsifier yang digunakan  berbasis acrylate dan  dicampurkan  dengan  pelarut  polar  dan  non polar.  Penambahan demulsifier dengan  volume  2 mL,  5  mL,  dan  10 mL  pada proses  penimbunan  dengan  variasi  waktu  2  jam, 4  jam,  dan  6  jam  didapatkan efek terhadap volume air, yang mana volume air semakin banyak dengan adanya waktu  penyimpanan  yang  semakin  lama.  Tetapi  efektifitas demulsifier dapat dievalusi  dengan  melakukan  kandungan  air  secara  potensiometri  dan  FTIR. Demulsifier yang  dibuat  juga  ditambahkan  antioksidan  berupa tertiary butylhydroquinone (TBHQ) dengan konsentrasi 0,5 M dan diperoleh lapisan air yang  terpisah  lebih  banyak  dibandingkan  tanpa  adanya  penambahan  TBHQ. Untuk mendapatkan nilai water content setelah penambahan TBHQ, digunakan metode coulometri  dan Fourier Transform Infra  Red , yang mana memberikan hasil yang besar jika dibandingkan tanpa adanya TBHQ, sehingga antioksidan dan dimulsifier memberikan  efek  yang  positif  pada  proses  penimbunan  diesel fuel.
Kata kunci: B30, demulsifier, antioksidan, coulometri, penimbunan

## ABSTRACT
B30  is  an  environmentally  friendly  fuel  used  for  diesel  engines.  B30  is  very easily  contaminated  with  water  sourced  from  the  production  process  and  raw materials from the B30. A demulsifier is a way to break down the B30 and water emulsion. In this study, the demulsifier used was acrylate-based and mixed with polar and non-polar solvents. The addition of a demulsifier with a volume of 2 mL, 5 mL, and 10 mL in the stockpiling process with  variations of 2 hours, 4 hours, and 6 hours obtained an effect on the volume of water, where the volume of  water  increases  with  longer  storage  time.  But  the  effectiveness  of  the demulsifier can be evaluated by potentiometrically measuring the water content and FTIR. The demulsifier that was made was also added with an antioxidant in the form of tertiary butylhydroquinone (TBHQ) with a concentration of 0.5 M and obtained more separate water layers than without the addition of TBHQ. To obtain the water content value after adding TBHQ, the coulometric and Fourier Transform  Infra  Red methods  were  used,  which  yielded  higher  results  when compared to the absence of TBHQ. So that antioxidants and dimulsifiers have a positive effect on the process of storing diesel fuel.
Keyword: B30, demulsifier, antioxidant, coulometric, stockpiling
Diterima : 6 Juli 2022 Direvisi : 31 Maret 2023 Disetujui : 24 Mei 2023 Mulai online : 28 September 2023
E-ISSN: 2337-4888

## How to cite:
Oksil  Venriza,  Ika  Gita  Lestari,
Yudhistira  Riesdiawan.  (2023).  Efek
Penambahan Antioksidan dan Demulsifier Secara  Polimerisasi  pada Proses  Penimbunan  Diesel  Fuel. Jurnal Teknik Kimia USU, 12(2), 78- 83.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International. https://doi.org/10.32734/jtk.v12i2.9140

## 1.  Pendahuluan
B30  merupakan  bahan  bakar  ramah  lingkungan  yang  digunakan  untuk  mesin  diesel,  yang  mana  di Indonesia,  minyak  solar  masih  menjadi  bahan  bakar  utama  untuk  mesin  diesel.  B30  ini  merupakan  bentuk methyl atau ethyl ester dari minyak nabati hasil dari proses transesterifikasi yang bertujuan untuk menurunkan viskositas bahan bakunya yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pengganti minyak solar pada mesin diesel. Fatty  Acid  Methyl  Ester (FAME) merupakan  hasil  dari  reaksi  proses  transesterifikasi  minyak nabati yang  dicampurkan  sejumlah  30%  dalam  diesel  fuel  menjadi  bahan bakar  baru yang dikenal  dengan B30 di pasaran, tetapi pada proses penimbunan B30 selalu mengalami kendala yang disebabkan oleh kandungan air yang tinggi.
B30  ini  memiliki  kelemahan,  yaitu  mudah  terkontaminasi  dengan  air.  Kandungan  air  pada  B30  ini bersumber dari proses produksi biodiesel yang langkah pemurniannya menggunakan pencucian air panas dari asam lemak yang meningkatkan kandungan air dan juga air tidak larut di dalam bahan baku minyak nabati [1]. Selain itu, kandungan air dalam B30 dapat berasal dari air bebas yang bertambah akibat prosedur distribusi dan penyimpanan yang belum maksimal [2].
Kandungan  air  dalam  B30  ini  perlu  mendapatkan  perhatian  karena  kandungan  air  dalam  B30  dapat menyebabkan tumbuhnya mikroorganisme, turunnya kestabilan oksidasi, dan korosi. Jika di dalam distribusi terutama  penimbunan  terdapat  kandungan  air  bisa  membuat  korosi  pada  tangki.  Akumulasi  air  pada  dasar tangki akan mendorong pertumbuhan mikroba, selain itu perbedaan tingkat afinitas biodiesel dan minyak solar dapat  menyebabkan  terbentuknya  emulsi  yang  ditandai  dengan  keruhnya  bahan  bakar  dalam  ruang penyimpanan  [3]. Air  pada  tangki  penyimpanan  bahan  bakar  merupakan  masalah  rutin  yang  harus diselesaikan. Kadar air ini akan meningkat jika sampel disimpan dengan kondisi paparan udara dengan suhu tinggi. Selain meningkatkan air, suhu tinggi pada tangki timbun juga akan berpengaruh pada sifat korosi B30 tersebut [4].
Pada  kegiatan  untuk  meminimalisasi  masalah  emulsi  B30  pada  proses  distribusi,  terutama  penimbunan, maka  perlu  pencegahan  agar  emulsi  tersebut  tidak  terjadi  dengan  cara  memecah  emulsi  tersebut.  Dengan demikian, diperlukan penambahan demulsifier untuk memisahkan air dengan B30. Demulsifier merupakan zat yang  digunakan  untuk  pemisahan  air  dan  minyak.  Pemisahan  air  dari  emulsi  B30  dapat  dilakukan  dengan metode termal, mekanik, elektrik, dan proses kimiawi. Dari keempat metode tersebut, metode secara kimiawi menggunakan demulsifier dapat  menghasilkan  pemisahan  yang  paling  baik.  Metode  keempat  ini  adalah metode kimia menggunakan surfaktan. Surfaktan yang digunakan dan teradsorpsi dalam antarfasa, mengganti fungsi  emulsifier  alami  dengan  menurukan  tegangan  antarmuka.  Surfaktan  yang  sering  digunakan  dalam pembuatan formula demulsifier adalah surfaktan non ionik. Surfaktan non ionik mempunyai efek demulsifikasi yang baik karena tidak meninggalkan ion-ion yang berlawanan dalam produknya. Surfaktan non ionik yang sering digunakan adalah polimer berbentuk kopolimer blok. Dalam formula demulsifier yang akan dibuat ini, polimer  yang digunakan berbasis acrylate [5].  Selain  membutuhkan  surfaktan,  pembuatan demulsifier akan dilarutkan menggunakan pelarut organik agar demulsifier tersebut dapat larut ke dalam minyak. Penambahan pelarut polar juga dibutuhkan untuk meningkatkan pemisahan air yang ada di dalam B30 tersebut. Selanjutnya, formulasi demulsifier yang  telah  dibuat  juga  akan  ditambahkan  antioksidan  ke  dalam  campuran  B30  dan demulsifier . Hal ini bertujuan untuk melihat antioksidan akan memiliki pengaruh terhadap pemisahan air [6]. Dalam  penelitian  ini,  optimalisasi  konsentrasi demulsifier dan  waktu  penimbunan  dilakukan  untuk mengetahui nilai pemisahan air pada masing-masing konsentrasi dan membandingkan hasil tersebut dengan 2 formulasi demulsifier yang berbeda. Selain itu, penelitian ini juga akan membandingkan hasil data sebelum dan sesudah penambahan antioksidan.
Antioksidan  adalah  substansi  yang  dapat  menghambat  atau  mencegah  proses  oksidasi  pada  emulsi  jika ditambahkan  pada  konsentrasi  rendah.  Antioksidan  yang  digunakan  yaitu Tertiary  Butylhydroquinone (TBHQ). TBHQ berbentuk bubuk putih sampai coklat terang, mempunyai kelarutan cukup pada minyak, serta tidak membentuk kompleks warna dengan unsur besi (Fe) dan tembaga (Cu), tetapi dapat  berubah menjadi pink dengan adanya basa. Sebagai antioksidan primer, TBHQ mendonorkan atom hidrogen pada radikal bebas selama auto oksidasi [7].
B30 yang telah dicampurkan dengan demulsifier akan dilakukan uji water content untuk mendapatkan nilai kandungan airnya dan dilakukan uji FTIR untuk membuktikan bahwa nilai yang dihasilkan dari water content sesuai dengan gugus fungsi pada produk tersebut [8].

## 2.  Metode
Bahan dari penelitian ini adalah biosolar yang dilakukan percampuran antara solar (70%) dan FAME (30%) sehingga disimbolkan menjadi B30, acrylate , pelarut polar, pelarut non polar, dan Tertiary Butylhydroquinone
sebagai antioksidan. Sebelum dilakukan penelitian, telah dibuat 2 jenis demulsifier , yaitu demulsifier polar A (dp A) dan demulsifier polar B (dp B).
Metode percampuran yang berbasis dokter test [9], yang mana 100 mL B30 dicampurkan dengan dp A atau dp B sebanyak volume yang ditentukan, kemudian diaduk selama 1 jam guna mendapatkan larutan dengan homogenitas  yang  tinggi.  Kemudian,  dilakukan  variasi  waktu  dalam  proses  penimbunan/pendiaman  sesuai waktu yang diinginkan, yakni 2 jam, 4 jam, dan 6 jam, kemudian dilakukan pemeriksaan kandungan air secara manual dan intrumentasi. Tahap selanjutnya, lapisan sisa  tersisa dicampurkan  kembali dengan penambahan antioksidan  dan  diaduk  selama  1  jam,  kemudian  didiamkan  kembali  selama  2  jam,  4  jam,  dan  6  jam  serta dilakukan pemeriksaan  kandungan  air  kembali.  Hal  ini  dilakukan  untuk  melihat  efektifitas demulsifer pada B30 yang sudah ditambahkan antioksidan.
Instrumetasi yang digunakan untuk memperoleh data adalah alat Coulometer untuk menguji  Kandungan air dan FTIR untuk menguji gugus fungsi hidroksil (-OH) sebagai verifikasi kandungan air dalam B30. Adapun análisis kandungan air ini mengacu pada standar ASTM D 95.

## 3.  Hasil
Dari penelitian ini telah diperoleh interaksi yang baik antara B30 dengan demullsifier nya. Ada dua jenis demulsifier yang digunakan, yaitu dp A (bersifat polar) dan dp B (bersifat non polar). Dari kedua demulsifier tersebut, kerja demulsifier yang bagus yang diperoleh adalah  dp A yang bersifat polar yang berbahan dasar metanol. Hasil ini membuktikan adanya interaksi polar yang terjadi pada proses percampuran B30 dan dp A. Pada proses pemisahan antara air dan B30, didapatkan 2 lapisan air (lapisan atas dan bawah) yang diprediksi sebagai hasil kerja demulsifier tersebut [10]. Hal ini dilakukan karena pada B30 murni perbedaan air antara bagian  atas  dan  bawah  itu  tidak  terlalu  jelas,  tetapi  dapat  dibedakan  dengan  lapisan  yang  terbentuk.  Ini membuktikan  bahwa  efek  penambahan demulsifer dalam  B30  belum  dapat  memperoleh  campuran  yang homogen secara baik. Penambahan demulsifier ini dapat memecahkan emulsi air dan B30, sehingga B30 dapat dilakukan proses penyimpanan atau penimbunan dalam waktu yang cukup lama.  Hasil dari pengujian dapat dilihat pada Gambar 1, Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4.
Gambar 1. Grafik pengaruh waktu terhadap water content pada dp A (lapisan atas)
Pada  Gambar  1  terlihat  untuk  dp  A  bagian  atas  pada  volume  5  mL  dan  10  mL.  Semakin  lama  waktu pengendapan, hasil water content yang didapatkan semakin menurun, sedangkan untuk volume 2 mL semakin lama  waktu  pengendapan,  hasil water  content yang  diperoleh  semakin  naik.  Untuk  itu  pada  volume  2  mL bagian  atas  menandakan  apabila  semakin  lama  waktu  pengendapan,  kandungan  airnya  semakin  besar  dan untuk volume 5 mL dan 10 mL kandungan air bagian atas semakin kecil ketika waktu pengendapan semakin lama.  Hal  ini  berarti  pemisahan  airnya  semakin  terlihat.  Ketika  bagian  atas  B30  semakin  kecil,  maka diharapkan bagian bawahnya semakin besar karena airnya memisah ke bagian bawah B30.
0 200 400 600 800 1000 2 jam 4 jam 6 jam K o n se n tr a si ( m g /L ) Waktu 2 mL 5 mL 10 mL
Gambar 2. Grafik pengaruh waktu terhadap water content dp A (lapisan bawah)
Pada Gambar 2 dapat dilihat bahwa semakin lama waktu pengendapan semakin tinggi kandungan air yang dihasilkan. Untuk volume 2 mL hasil water content nya tidak terlalu terlihat dan signifikan, berbeda dengan volume 5 mL dan 10 mL. Untuk volume 5 mL dan 10 mL, hasil yang didapatkan telah sesuai dengan yang diinginkan. Hasil water content pada bagian bawah semakin tinggi seiring dengan waktu pengendapan yang semakin  lama.  Hal  ini  berarti  semakin  lama  waku  pengendapan,  maka  air  tersebut  akan  semakin  turun  ke bagian bawah, tetapi untuk volume 10 mL yang diendapkan selama 2 jam tidak terjadi pemisahan karena nilai water content yang diperoleh lebih besar pada bagian atas daripada bagian bawah. Untuk waktu 2 jam belum dapat memisahkan air secara stabil walaupun volume yang diberikan semakin banyak.
Gambar 3. Grafik penambahan TBHQ pada dp A (lapisan atas)
Setelah ditambah TBHQ, hasil water content yang diperoleh semakin konstan untuk volume 5 mL dan 10 mL. Pada  volume 5  mL dan 10  mL,  semakin  lama  waktu  pengendapan,  maka  hasil water content semakin tinggi,  tetapi  untuk  volume  2  mL,  hasil water  content yang  didapat  tidak  stabil.  Untuk demulsifier yang ditambah dengan TBHQ, nilai water content nya lebih tinggi dari sebelumnya. Artinya, pemisahan air yang terbentuk juga semakin banyak. Untuk sampel bagian atas dengan volume 2 mL masih belum stabil karena nilainya turun saat diendapkan selama 4 jam dan naik kembali pada waktu 6 jam, sedangkan untuk volume 5 mL dan 10 mL,  semakin lama waktu pengendapan, maka semakin tinggi hasil water content nya. Walaupun water content yang dihasilkan semakin tinggi, diharapkan nilai water content sampel di bagian bawah tetap lebih besar daripada bagian atas.
0 200 400 600 800 1000 1200 2 jam 4 jam 6 jam K o n se n tr a si ( m g /L ) Waktu 10 mL 5 mL 2 mL
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 2 jam 4 jam 6 jam K o n se n tr a si ( m g /L ) Waktu 2 mL 5 mL 10 mL

## Gambar 4. Grafik penambahan TBHQ dp A (lapisan bawah)
Pada pengujian water content dp A bagian bawah yang telah ditambahkan TBHQ, nilai water content yang didapatkan  lebih  besar  pada  bagian  atasnya.  Ini  berarti  pemisahan  air  tetap  terjadi  walaupun  dalam  waktu pengendapan dan volume yang sama hasilnya belum bisa stabil. Pada saat penambahan TBHQ ini, nilai yang didapatkan lebih besar daripada sebelum ditambahkan TBHQ. Untuk waktu pengendapan yang dibilang cukup singkat belum bisa menghasilkan pemisahan yang stabil, tetapi sampel yang telah diuji tetap terjadi pemisahan air sesuai yang diinginkan.

## 4.  Kesimpulan
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan,  yang  mana  penambahan demulsifier pada  proses penimbunan/penyimpanan  pada  produk  B30  dengan  variabel  waktu  dan  volume  TBHQ  yang  ditambahkan dapat  mengevaluasi  kinerja demulsifier dalam  mengoptimalkan  pemisahan  emulsi  pada  produk  B30,  yang mana  semakin  tinggi  jumlah demulsifier yang  ditambahkan,  maka  semakin  sedikit  kandungan  air  yang terbentuk, sehingga memiliki hubungan korelasi terbalik antara volume demulsifier dengan volumen air pada proses  penimbunan/penyimpanan  B30.  Dapat  disimpulkan  bahwa demulsifier dapat  berperan  aktif  dalam memecahkan  emulsi  air  yang  terbentuk  dalam  penimbunan  B30.  Pemisahan  air  ini  menandakan  bahwa kandungan air terdiri dari dua lapisan, yakni lapisan bagian atas dan lapisan bagian bawah, yang mana lapisan atas  memiliki  kandungan  air  yang  lebih  kecil  daripada  sampel  bagian  bawah.  Begitu  juga  ketika  setelah ditambahkan TBHQ, nilai water content yang diperoleh lebih besar yang artinya pemisahan airnya semakin banyak. Pada penelitian ini, waktu yang telah ditentukan mendapatkan hasil emulsi yang masih belum konstan dengan  volume  yang  ditambahkan.  Oleh  karena  itu,  diperlukan  penelitian  lebih  lanjut  dalam  melihat  efek lingkungan pada tangki timbun yang menyimpan B30 tersebut dengan variasi waktu dan volume.

## 5.  Ucapan Terima Kasih
Terima kasih penulis ucapkan kepada PEM Akamigas selaku sponsor. Hal ini disebabkan karena kegiatan penelitian terkait telah didukung secara penuh oleh PEM Akamigas oleh unit UPPM.

## 6.  Konflik Kepentingan
Semua penulis tidak memiliki konflik kepentingan ( conflict of interest ) pada publikasi artikel ini.

## References
[1] D. K. Sari and N. Sauqi, “Pengaruh demulsifier a dan demulsifier b terhadap crude oil bentayan dengan metode bottle test demulsifier,” J. Tek. Patra Akad. , vol. 10, no. 02, pp. 23–30, 2020.
[2] A. Pamungkas, K. Amri, F. T. Pratiwi, and A. G. Arisant, “Pengaruh  waktu penyimpanan terhadap kadar air dan angka asam pada sampel biodiesel dan campuran biodiesel (BXX),” in Semin. Nas. Sains dan Teknol. 2021, pp. 1–6.
[3] C. S. Wibowo, R. Anggarani, N. Hermawan, and L. Aisyah, “Pengaruh kondisi penyimpanan terhadap stabilitas oksidasi bahan bakar jenis biodiesel (B-100), Biosolar (B-20) dan minyak solar murni (B-0),” Lembaran Publ. Miny. dan Gas Bumi , vol. 50, no. 3, pp. 195–205, 2016.
[4] S. Johanes, O. Venriza, and B. Sugito, “Study of temperature on B30 storage for decreasing corrosion,” J. Ilm. Tek. Kim , vol. 5, no. 2, 2021.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 2 jam 4 jam 6 jam K o n se n tr a si ( m g /L ) Waktu 10 mL 5 mL 2 mL
[5] V.  Oksil,    W.  L.  Lee,  and  T.  Takeuchi,  “Separation  of  anions  with  capillary  liquid  chromatography using polymethacrylate based monolithic capillary columns modified with arginine,” 2017.
[6] E. F.  Purwaningtyas  and  B. Pramudono,  “Pembuatan  surfaktan polyoxyethylene  dari  minyak  sawit: Pengaruh rasio mono-digliserida dan polyethylen glykol,” Reaktor , vol. 12, no. 3, pp. 175–182, 2009.
[7] M. R. Manggala, S. Kasmungin, and Kartika Fajarwati, “Studi pengembangan demulsifier pada skala laboratorium untuk mengatasi masalah emulsi minyak di lapangan "Z", Sumatera Selatan,” in Semin. Nas. Cendekiawan ke 3 . 2017. vol. 3, pp. 145–151.
[8] T. Erfando, I. Khalid, and R. Safitri, “Studi  laboratorium pembuatan demulsifier dari minyak kelapa dan  lemon  untuk  minyak kelapa  dan  lemon untuk  minyak bumi  pada  lapangan  x  di  Provinsi  Riau,” Teknik , 2019, vol. 40, no. 2, pp. 129.
[9] A. Resti, E. Kusumastuti, A. P. G., J. Jumaeri, and N. Wijayati, “Optimalisasi konsentrasi demulsifier pada proses demulsifikasi minyak mentah dalam slop oil,” Indones. J. Chem. Sci. , vol. 9, no. 2, 2020.
[10] P. Hajivand and A. Vaziri, “Optimization of demulsifier formulation for separation of water from crude oil emulsions,” Brazilian J. Chem. Eng. , vol. 32, no. 1, pp. 107–118, 2015.