Potensi Produksi Bio-Oil dengan Metode Pirolisis Katalitik Menggunakan Katalis Zeolit dari Ampas Tebu: Studi Literatur
Winda Sari Alfia Sumarno 1 *, Diani Lestari 2
1,2 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Indonesia * Koresponden email : wndasarialfia@students.unnes.ac.id Diterima: 16 Januari 2023 Disetujui: 14 April 2023

## Abstract
Bagasse  is  from  the  milling  or  pressing  of  sugarcane,  consisting  of  large  amounts  of  soft  flakes  with  a moisture content of 46-52%, fiber content of 43-52%, and dissolved solids around 2-6%. So far only 30- 50% of bagasse has been used in Indonesia. The high lignocellulosic content in bagasse allows it to be used as bio-oil. Bio-oil production can be obtained by means of pyrolysis, this process is classified into 3 types namely slow pyrolysis, fast pyrolysis and flash pyrolysis. Catalytic pyrolysis has been shown to increase bio-oil by removing oxygen species, increasing heating value, decreasing viscosity and increasing stability. Zeolite  based  catalysts  (ZSM-5)  are  most  often  used  for  polymer  cracking  and  dehydration. This  article discusses  the  production  of  bio-oil  by  catalytic  pyrolysis  using  a  zeolite  catalyst  from  bagasse  as  an alternative material in Indonesia.
Keywords : bio-oil, waste, bagasse, conversion, pyrolysis

## Abstrak
Bagas adalah ampas tebu dari proses penggilingan atau pengepresan tebu, terdiri dari serpihan lunak dalam jumlah besar dengan kadar air 46-52%, kadar serat 43-52%, dan padatan terlarut sekitar 2-6%. Sejauh ini baru 30-50% ampas tebu yang telah digunakan di Indonesia. Kandungan lignoselulosa yang tinggi pada ampas tebu memungkinkan untuk digunakan sebagai bio-oil. Produksi bio-oil dapat diperoleh dengan cara pirolisis, proses ini diklasifikasikan menjadi 3 jenis yaitu slow pyrolysis, fast pyrolysis dan flash pyrolysis . Pirolisis  katalitik  telah  terbukti  meningkatkan  bio-oil  dengan  menghilangkan  spesies  oksigen, meningkatkan  nilai  kalor,  menurunkan  viskositas  dan  meningkatkan  stabilitas.  Katalis  berbasis  zeolit (ZSM-5) paling sering digunakan untuk perengkahan dan dehidrasi polimer. Artikel ini membahas produksi bio-oil  dengan pirolisis  katalitik  menggunakan  katalis  zeolit  dari  ampas  tebu  sebagai  bahan  alternatif  di Indonesia.
Kata Kunci: bio-oil, limbah, ampas tebu, konversi, pirolisis

## 1. Pendahuluan
Sejalan dengan peningkatan populasi dunia serta perkembangan teknologi, kebutuhan akan energi pun terus meningkat sedangkan cadangan sumber energi semakin menurun  [1]. Lebih dari 80% pasokan sumber energi berasal dari bahan bakar fosil termasuk batu bara, minyak bumi,  dan gas alam [2]. Selain itu, mengingat dampak buruk terhadap lingkungan terutama emisi gas rumah kaca mendorong masyarakat kita untuk mencari sumber energi alternatif [3].
Pengembangan sumber energi baru terbarukan (EBT) di Indonesia terus ditingkatkan dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan komitmen pemerintah dalam mengejar target net-zero emission. Pada tahun 2021  porsi  energi  terbarukan  mencapai  angka  12,16%  dari  target  23%  ditahun  2025  [4]. Berdasarkan International  Renewable  Energy  Agency (IRENA)  dalam  laporan  Indonesia Energy  Transition  Outlook yang dirilis Oktober 2022, Indonesia memiliki potensi energi baru terbarukan (EBT) yang melimpah yaitu sekitar 3.692 GW, pada 2021 baru 10,5 GW kapasitas yang terpasang atau sekitar 0,3% dari total potensi yang ada [5].
Gambar 1. Porsi energi terbarukan dalam bauran energi nasional Sumber: [6]
Salah  satu  sumber  energi  baru  terbarukan  yang  masih  melimpah  di  Indonesia  adalah  biomassa. Biomassa merupakan sumber energi alternatif terbarukan yang ramah lingkungan dengan potensi produksi yang  tinggi  [7].  Biomassa  terdiri  dari  senyawa  karbohidrat  (selulosa,  hemiselulosa,  lignin  dan  sejumlah kecil  organik  lainnya)  yang  ditentukan  sebagai  unsur  karbon,  hidrogen  dan  oksigen  serta  memiliki kandungan energi yang tinggi [8]. Sumber daya biomassa biasanya dalam bentuk kayu dan limbah kayu, residu  industri  atau  pertanian  dan produk  sampingan  limbahnya,  limbah padat  perkotaan,  limbah hewan atau tanaman energi khusus (misalnya, pohon yang tumbuh cepat, semak dan rumput) dan sebagainya [9]. Biomassa memiliki potensi sebesar 43,4 GW dan baru terpasang 1,9 GW [5]. Dibandingkan dengan jenis energi terbarukan lainnya, konversi energi dari biomassa lebih murah untuk diproduksi [10].
Sumber energi biomassa yang menjanjikan di dunia maupun di Indonesia salah satunya adalah tebu ( Saccharum officinarum ) [11]. Tebu adalah tanaman rumput-rumputan yang tumbuh di wilayah tropis dan biasa digunakan sebagai bahan baku pembuatan gula [12]. Produsen tebu terbesar di dunia ditempati oleh Brasil (753 juta ton), selanjutnya ditempati oleh India (405 juta ton), Thailand (131 juta ton), Cina (109 juta ton), dan Pakistan (67 juta ton). Di Indonesia produksi tebu menempati posisi ke 9 sebesar 28,9 juta ton pada tahun 2020 [13].
Luas lahan tebu di Indonesia terus meningkat setiap tahunnya, pada tahun 2017 sebesar 192,3 ribu hektar, 2018 sebesar 179,8 ribu hektar, 2019 sebesar 173,9 ribu hektar, 2020 sebesar 192,1  ribu hektar, dan tahun  2021  luas  lahan  tebu  di  Indonesia  sebesar  193,7  ribu  hektar  [14].  Meningkatnya  luas  lahan  tebu berbanding lurus dengan peningkatan produksi gula, pada tahun 2021 produksi gula di Indonesia mencapai angka 2,35 juta ton.
Gambar 1. Jumlah produksi gula di Indonesia Sumber: [15]
Peningkatan jumlah produksi gula tersebar di berbagai provinsi di Indonesia, produsen gula menurut provinsi tahun 2021 dapat dilihat pada Gambar 2.
4,9 6,27 6,66
8,6 9,19 11,27 12,16 0 2 4 6 8 10 12 14 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 P er se n Tahun 2,19 2,17 2,23 2,12 2,35 2 2,05 2,1 2,15 2,2 2,25 2,3 2,35 2,4 2017 2018 2019 2020
2021
Jum la h P ro duks i Tahun
Gambar 2. Produsen gula menurut provinsi tahun 2021

## Sumber: [16]
Dari proses pengolahan tebu dihasilkan limbah padat berupa ampas tebu ( bagasse ) yang memiliki kandungan  serat  sebesar  35-40%  dari  berat  tebu  [12].  Ampas  tebu  adalah  sisa  batang  tebu  dari  proses penggilingan  atau  pemerasan  tebu  yang  berbentuk  serpihan  lunak  dalam  jumlah  yang  banyak  dengan kandungan air sebesar 46-52%, kadar serat 43-52% dan padatan terlarut sekitar 2-6% [17], [18].
Tabel 1. Komposisi Kimia Ampas Tebu Komposisi Kimia Persentase (%) SiO2 (silika) 3,01 Abu 3,82 Esensi 1,81 Lignin 22,09 Pentosan 27.97 Selulosa 37,65 Sumber: [17]
Berdasarkan  data  Pusat  Penelitian  Gula  Indonesia  (P3GI),  limbah  ampas  tebu  yang  dihasilkan  di Indonesia sebesar 32% dari berat tebu yang digiling [17]. Dalam 100 ton tebu yang diproses dalam sebuah pabrik gula,  akan  menghasilkan  sekitar  30  ton  ampas  tebu basah  [11].  Sejauh  ini,  hanya  30-50%  ampas tebu  yang  sudah  dimanfaatkan  antara  lain;  sebagai  bahan  baku  produksi  bioetanol,  dibakar  untuk menghasilkan uap pada pembangkit  listrik,  bahan  baku  kertas,  bahan baku  industri  kanvas  rem,  industri jamur, dan lain-lain, sedangkan sisa residu lainnya belum termanfaatkan secara optimal [11], [19].
Berdasarkan penjabaran diatas, diketahui bahwa biomassa dari ampas tebu berpotensi besar untuk dijadikan sumber energi baru terbarukan yang ramah lingkungan. Pemanfaatan limbah ampas tebu sebagai bio-oil  dapat  memberikan  nilai  tambah  untuk  limbah  tersebut.  Oleh  karena  itu,  pada  artikel  ini  akan membahas  mengenai  produksi  bio-oil  dengan  metode  pirolisis  katalitik  menggunakan  katalis  zeolit  dari bagas tebu sebagai bahan alternatif di Indonesia.

## 2. Metode Studi Literatur
Metode yang digunakan dalam penulisan artikel ini adalah kajian literatur yang menyajikan metode secara  sistematis,  jelas,  dan  berulang  untuk  mengidentifikasi,  mengevaluasi,  dan  menyintesis  hasil penelitian dan gagasan dari peneliti dan praktisi. Aspek yang dianalisis dalam artikel ini berupa objek dan subjek penelitian berikut: objek penelitian berupa limbah ampas tebu dan subjek penelitian berupa konversi limbah ampas tebu menjadi bio-oil, parameter yang mempengaruhi pirolisis, komposisi dan properties bio- oil.
Google  Scholar digunakan  untuk  mencari  artikel  ini  menggunakan  serangkaian  kata  kunci  terkait yaitu bio-oil, limbah, ampas tebu, konversi dan pirolisis. Selain itu, kondisi berikut dipertimbangkan saat memilih  artikel:  artikel full  text yang  diterbitkan  antara  tahun  2012-2022  dalam  bahasa  Indonesia  atau bahasa Inggris.
Jawa Timur , 44,06% Lampung , 33,26% Sumatera Selatan , 4,67% Jawa Tengah , 9,22% Sulawesi Selatan , 2,18% Lainnya , 6,61%

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Konversi ampas tebu menjadi Bio-oil
Produk  Bio-oil  dapat  diperoleh  dengan  metode  pirolisis  [20].  Pirolisis  adalah  dekomposisi  bahan kimia organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen yang terjadi pada suhu antara   320 – 600°C [20]–[22]. Metode pirolisis dikategorikan menjadi 3 jenis, yaitu slow pyrolysis, fast pyrolysis dan flash pyrolysis [23]. Secara umum, proses pirolisis lambat dan cepat merupakan proses yang paling sering digunakan, perbedaan antara ketiganya adalah suhu operasi, laju pemanasan, dan waktu tinggal uap dalam reaktor [24].
Slow pyrolysis terjadi pada suhu rendah (<400°C) dan laju pemanasan (10 C/menit) dengan waktu tinggal yang lama (>2 detik). Dalam fast pyrolysis terjadi pada suhu sedang (400–500°C), waktu tinggal uap yang singkat (kurang dari 2 detik), dan laju pemanasan tinggi. Sedangkan flash pyrolysis terjadi pada suhu tinggi (≥ 550 °C) kurang dari 1 detik, pada tingkat pemanasan yang sangat tinggi [24], [25]. Di antara ke  3  jenis  tersebut,  pirolisis  lambat  menghasilkan  produksi  gas  dan  padatan  yang  tinggi;  pirolisis  cepat menargetkan  cairan;  pirolisis  kilat  menghasilkan  lebih  banyak  gas  [26],  [27].  Kondisi  operasi  untuk berbagai jenis pirolisis dirangkum dalam Tabel 2 .
Tabel 2 . Kondisi operasi untuk berbagai jenis pirolisis Jenis Pirolisis Reaktor Suhu ( °C ) Waktu Tinggal (menit) Laju Pema- nasan ( °C / menit) Laju Aliran Gas (mL/ menit) Yields (w/w%) Ref. Fast pyrolysis Fixed bed 700 15 s 100 100 44.7 ± 6.32 [28] Fast pyrolysis Bench scale 400-800 20 s - - 60.4 ± 25.2 [29] Fast pyrolysis Fixed bed 25-1000 12 20 - 15.83 [30] Slow pyrolysis Stainless steel fixed bed 300-600 20 -13989 - 56.6 ± 13.76 [31] Slow pyrolysis Semi batch 350-600 30 10 100 29.41 ± 42.3 [32] Slow pyrolysis Semi batch 350-600 30 50 100 31.3 ± 45.2 [32] Flash pyrolysis rotary screw 450-550 20 s - - 70 [33]
Bio-oil  dapat  ditingkatkan  melalui  berbagai  teknik  seperti  hydrotreating, steam  reforming , emulsifikasi,  dan  pirolisis  katalitik  [34].  Pirolisis  katalitik  telah  terbukti  meningkatkan  bio-oil  dengan menghilangkan  spesies  oksigen,  meningkatkan  nilai  kalor,  menurunkan  viskositas  dan  meningkatkan stabilitas [35]. Pirolisis katalitik adalah proses pirolisis yang menggunakan katalis. Katalis ini memecah senyawa rantai panjang menjadi produk hidrokarbon yang lebih ringan (hidrokarbon rantai panjang menjadi hidrokarbon rantai pendek (C1-C5)) [25].
Berdasarkan  metode  kontak  uap  pirolisis  dengan  katalis,  Pirolisis  katalitik  dapat  dibagi  menjadi mode in-situ dan ex-situ. Pirolisis  katalitik  yang  dilakukan in-situ melibatkan  pencampuran  langsung biomassa  dan  katalis  dalam  reaktor  pirolisis  pada  tekanan  atmosfer  untuk  meningkatkan  uap  sebelum kondensasi.  Sedangkan  pirolisis  katalitik ex-situ melibatkan  pirolisis  biomassa  secara  terpisah  dan mengangkut produk uap ke alas katalis di bagian hilir pirolisis [36].
Pirolisis katalitik dapat dilakukan dengan berbagai katalis, termasuk katalis transisi/logam mulia, gas hidrogen untuk mendorong hidrodeoksigenasi dan zeolit digunakan untuk mendeoksigenasi uap pirolisis melalui dekarbonilasi, dekarboksilasi, dan dehidrasi untuk menghasilkan aromatik dan olefin [37].
Katalis  berbasis  zeolit  (ZSM-5)  adalah  yang  paling  banyak  digunakan  untuk  perengkahan  dan dehidrasi polimer karena selektivitasnya yang tinggi untuk produksi hidrokarbon dan kapasitasnya untuk membatasi pembentukan produk yang tidak diinginkan seperti asam karboksilat dan senyawa oksigen [24]. Selain itu, Pirolisis katalitik dengan zeolit menarik karena beberapa alasan. Zeolit relatif murah dan kuat dibandingkan dengan  logam  transisi  dan katalis  logam  mulia.  Mereka  dapat  dengan mudah diregenerasi
untuk menghilangkan endapan kokas. Mereka tidak memerlukan hidrogen atau bahan reaktif lainnya dan dapat digunakan pada tekanan atmosfer [37].
Ref [38] membandingkan efek katalitik dari gabungan katalis mono-logam (Cu/zeolit dan Ni/zeolit) dan  katalis  bi-logam  tunggal  (CuNi/zeolit)  pada  komposisi  bio-oil  dan  gas  pirolitik,  penelitian  ini menunjukkan peningkatan  bio-oil  melalui  penggunaan  katalis.  Selain  itu,  menurut  [39] membandingkan yield  hasil  proses  pirolisis  termal  dan  pirolisis  katalitik  pada  pirolisis  termal  menghasilkan  bio-oil maksimum (80,8%) dengan gas (13%) dan arang (6,2%). Sedangkan pirolisis katalitik menggunakan zeolit sintetis dan alami menurunkan rendemen bio-oil (52%) dengan peningkatan gas (17,7%) dan arang (30,1%) produksi. Hasil yang lebih rendah tetapi peningkatan kualitas bio-oil melalui pirolisis katalitik disebabkan fitur katalitik zeolit seperti struktur mikro dan luas permukaan BET yang tinggi.
Studi penelitian yang dibahas di atas menunjukkan bahwa katalis secara signifikan mempengaruhi hasil  hidrokarbon,  keasaman,  kandungan  oksigen,  dan  nilai  kalor  dari  bio-oil  pirolisis.  Pada Tabel  3 , beberapa katalis zeolit dan pengaruhnya terhadap bio-oil dan hasil hidrokarbon disajikan.
Tabel 3. Pengaruh katalis pada hasil hidrokarbon dalam bio-oil dari pirolisis Katalis Kondisi Operasi Hasil dan Analisis Ref. ZSM-5 dengan SiO 2 /Al 2 O 3 Suhu: 400-600°C Rasio katalis: 0,05-0,25 Laju pemanasan: 10-50 °C/menit Reaktor: fixed bed Laju aliran gas: 40 mL/menit Analisis  proksimat  menunjukkan  bahwa ampas  tebu  memiliki  kadar  air  13,2%. Analisis akhir yang dilakukan menetapkan bahwa persentase kandungan karbon lebih tinggi  (48,2%)  dari  kandungan  oksigen (44%) sedangkan analisis kandungan serat menunjukkan  lignin  26,4%,  selulosa 33,3%,  hemiselulosa  30,1%.  Pirolisis katalitik  memberikan  yield  sebesar  40,83 % berat bio-oil. Spektra FT-IR menunjukkan  bahwa  bio-oil  non-katalitik didominasi  oleh  senyawa  teroksigenasi (asam, keton, aldehida, alkohol), sedangkan bio-oil katalitik memiliki lebih banyak senyawa yang diinginkan (alkana, alkena, aromatik, fenol). [40] HZSM-5 Suhu: 25-1000°C Rasio katalis: 20%, 35% and 50% Laju pemanasan: 20 °C/menit Reaktor: stainless steel
Gas pembawa: Nitrogen (N 2 ) Biomassa  menyajikan  47,0%  Karbon, 5,6%  Hidrogen,  1,1%  Nitrogen  dan, dengan perbedaan, 46,3% Oksigen. Didapatkan analisis unsur dengan penambahan  50  %  katalis  HZSM-5  yaitu 61,1%  Karbon,  6,21  Hidrogen,  1,4% Nitrogen dan 23,36% Oksigen. Penggunaan 50% HZSM-5 ( in-situ ) menghasilkan sejumlah besar hidrokarbon aromatik, mengurangi senyawa oksigen [30] CaO Suhu: 500°C Rasio katalis: 0, 2, 5 dan 10% dari laju umpan biomassa Laju pemanasan: 20 °C/menit Reaktor: Fluidized bed Laju aliran gas: 50 L/menit Gas pembawa: Nitrogen (N 2 )
Hasil  menunjukkan  bahwa  keberadaan katalis (pemuatan 10% berat)  mengurangi kandungan  oksigen  bio-oil  sebesar  14%. Katalis  menurunkan  total  hasil  bio-oil sebesar  17%  berat,  tetapi  mengurangi kandungan air dalam minyak tersebut dan meningkatkan hasil gas. Kehadiran katalis tidak  mempengaruhi  hasil  arang.  Lebih dari  150  senyawa  diidentifikasi  dengan GC/MS dan distribusi gugus fungsi utama dianalisis [41] ZSM-5 Suhu: 350-650°C Rasio katalis: 0,2 gr Laju pemanasan: 100 °C/menit Reaktor: Fixed bed Laju aliran gas: 50 L/min Gas pembawa: Nitrogen (N 2 ) Kandungan senyawa organik dalam penelitian ini tertinggi dalam bio-oil adalah asam (17,6%), fenol (16,3%), dan furfural (12,0%). menunjukkan bahwa bahan kimia dominan  dari  pirolisis  non  katalitik biomassa  lignoselulosa  terutama  terdiri dari  asam,  furfural  dan  fenol.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  rendemen
[42]
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
bio-oil  maksimum  dicapai  dari  pirolisis katalitik  pada  suhu  500ᵒC  yaitu  sebesar 21,4%.  Sifat  dan  komposisi  bio-oil  dari pirolisis katalitik  menunjukkan hasil yang lebih  baik  dibandingkan  dengan  pirolisis non-katalitik.
Berdasarkan Tabel 2 dan 3 dapat dilihat, hasil dan komposisi produk yang diinginkan dipengaruhi oleh parameter proses pirolisis. Parameter proses utama adalah desain reaktor, suhu, laju aliran gas, laju pemanasan, dan ukuran partikel [34]. Fungsi suhu dalam proses pirolisis adalah untuk menghasilkan panas yang  diperlukan  untuk  memutuskan  ikatan  kimia  dari  biomassa  [43],  hal  ini  menyebabkan  efisiensi konversi biomassa meningkat [44]. Ukuran partikel yang lebih kecil adalah cara umum untuk menyiapkan biomassa sebelum dimasukkan ke dalam reaktor dan meningkatkan kinerja pirolisis, karena gradien suhu antar partikel akan mempengaruhi mekanisme pirolisis [45].
Berdasarkan  parameter  proses  tersebut,  ref  [40]  memberikan  ringkasan  terhadap  kondisi  terbaik untuk memproduksi bio-oil maksimum yang ditampilkan dalam Tabel 4. Selanjutnya Ref. [46] mempelajari pirolisis batch dilakukan  dalam  reaktor tubular  fixed-bed untuk  mendapatkan  biochar,  bio-oil,  dan  gas pirolitik dengan pengaruh tinggi lapisan (4−16 cm), ukuran partikel (0,180−0,710 mm), laju pemanasan (15−30°C/menit), dan suhu (350−650°C). Hasil maksimum bio-oil (44,7%), biogas (36,67%), dan biochar (36,82%) masing-masing diperoleh pada suhu 550, 650, dan 350 °C, untuk lapisan partikel sedalam 16 cm dengan ukuran 0,18− 0,30 mm pada laju pemanasan 25 °C/menit. Penurunan ukuran partikel dalam urutan 0,710 < 0,710−0,425 < 0,425−0,300 < 0,300−0,180 <0,180 mm terjadi. Dapat disimpulkan proses pirolisis dan dekomposisi termal dari bahan baku dipengaruhi oleh ukuran partikel dan juga oleh kerapatan curah.
Ref.  [19]  juga  melakukan penelitian  dengan variasi  diameter  partikel  yaitu  (-20+25),  (-25+30),  (- 30+35),  (-35+40)  dan  -40  mesh  serta  kecepatan  laju  pemanasan  yaitu  100,  105,  110  dan  120  volt. Didapatkan yields tertinggi pada diameter partikel terkecil yaitu (-20+25) mesh sebesar 40,32 %. Hal ini terjadi  karena  semakin  kecil  diameter  partikel  membuat  panas  mudah  tersebar  secara  merata  ke  seluruh bagian.
Tabel 4. Rangkuman kondisi optimal untuk hasil bio-oil maksimum Kondisi optimal Bio-oil tanpa katalis Bio-oil terkatalisis Tingkat pemanasan 50°C/menit 50°C/menit Suhu pirolisis 600°C 600°C Rasio katalis: biomassa - 1:20 (0,05) Sumber: [40]

## 3.2. Komposisi dan properties bio-oil
Bio-oil  adalah  campuran  cair  dari  berbagai  jenis  organik,  termasuk  monomer  gula  turunan selulosa/hemiselulosa, oligomer gula, turunan gula seperti asam karboksilat, aldehida, keton, ester, alkohol, dan fenolik turunan lignin, lignin pirolitik serta kandungan air yang tinggi (10-30 wt%) [47]. Bio-oil yang diperoleh berupa cairan kental yang warnanya bervariasi dari coklat tua hingga hijau tua, tergantung bahan baku yang digunakan dan kondisi pirolisis. Selain itu, cairan yang diperoleh dari proses pirolisis memiliki bau  berasap  yang kuat  sehingga  dapat  menyebabkan  iritasi  mata  jika  terlalu  lama  terpapar.  Adanya  bau tersebut  karena  kandungan  aldehida  dan  asam  dengan  berat  molekul  yang  rendah  [48].  Berdasarkan penelitian [49] bio-oil yang diproduksi melalui pirolisis cepat dari ampas tebu memiliki komponen kimia dan sifat-sifat yang ditunjukkan pada Tabel 5 dan 6 sebagai berikut.
Tabel 5. Komponen kimia bio-oil Waktu retensi (menit) Nama senyawa Rumus Bio-oil dengan laju umpan 30 kg/jam 2,64 Acetic acid C 2 H 4 O 2 33,95 2,98 2-Propanone, 1-hydroxy- C 3 H 6 O 2 4,80 3,73 1,2-Ethanediol C 2 H 6 O 2 8,32 7,20 Propanenitrile, 3-(1-methylethoxy)- C 6 H 11 NO 0,77 7,31 Furfural C 5 H 4 O 2 1,01 8,20 1,2-Ethanediol, monoacetate C 4 H 8 O 3 2,42 10,28 Butyrolactone C 4 H 6 O 2 0,26 10,39 2(5H)-Furanone C 4 H 4 O 2 0,33 11,45 2,5-Furandione, 3-methyl- C 5 H 4 O 3 1,01
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934 Waktu retensi (menit) Nama senyawa Rumus Bio-oil dengan laju umpan 30 kg/jam 12,16 2-Propenamide, N-(aminocarbonyl)- C 4 H 6 N 2 O 2 1,33 13,39 Oxazolidine, 2,2-diethyl-3-methyl- C 8 H 17 NO 1,04 14,47 2-Cyclopenten-1-one, 2-hydroxy-3- methyl- C 6 H 8 O 2 0,83 16,76 Cyclopropyl carbinol C 4 H 8 O 1,58 19,52 Butanal, 3-methyl- C 5 H 10 O 0,80 20,65 2,3-Dihydro-benzofuran C 8 H 8 O 3,84 23,00 4-Vinyl-2-methoxy-phenol C 9 H 10 O 2 0,67 24,12 Phenol, 2,6-dimethoxy- C 8 H 10 O 3 1,16 25,45 Benzaldehyde, 4-hydroxy-3- methoxy- C 8 H 10 N 2 O 2 2,59 27,16 1-Decanol C 10 H 22 O 0,00 27,64 Ethanone, 1-(4-hydroxy-3- methoxyphenyl)- C 9 H 10 O 3 0,34 28,95 beta-D-Glucopyranose, 1,6- anhydro- C 6 H 10 O 5 28,11 31,72 Benzaldehyde, 4-hydroxy-3,5- dimethoxy- C 9 H 10 O 4 1,10 32,75 Methoxyacetic acid, dodecyl ester C 15 H 30 O 3 0,00 33,32 Ethanone, 1-(4-hydroxy-3,5- dimethoxyphenyl)- C 10 H 12 O 4 0,71 34,21 1-Butanone, 1-(2,4,6-trihydroxy-3- methylphenyl)- C 11 H 14 O 4 0,34 35,10 2-Propenoic acid, 3-(4- hydroxyphenyl)- C 9 H 8 O 3 2,56 Total 100 Sumber: [49] Tabel 6. Sifat-sifat bio-oil Properti Bio oil dengan laju umpan 30 kg/jam Satuan Heating value (ASTM D240) 18,483 kJ/kg Density (ASTM D4502) 1274 kg/m 3 Viscosity (ASTM D445) 24,54 cSt Acidity (pH meter) 2,4 - Water content (ASTM E203) 40,21 wt% Proximate analysis (ShimadzTGA50) Moisture - Volatile matter - Fixed carbon - Ash content (700°C) 2,73 % wt Ultimate Analysis (Perkin Elmer PE2400 Series II) C 45,24 % H 7,47 % N 0,36 % O 46,93 % Sumber: [49]
Ref  [42]  menjelaskan  dalam  studinya  bahwa  bio-oil  memiliki  sifat  bahan  bakar  yang  buruk ditampilkan pada Tabel 7 . Perbedaan yang paling mencolok adalah kandungan air bio-oil yang tinggi (20– 30 untuk bio-oil dan hanya 0,32% berat untuk bahan bakar fosil berat), yang menurunkan nilai kalor bio- oil (13–19 MJ/Kg untuk bio-oil). minyak bumi dan 40,63–42,39 MJ/Kg untuk bahan bakar fosil berat). Ini mengungkapkan  bahwa  bio-oil  tidak  dapat  langsung  dibakar  dengan  pembakar  yang  dirancang  untuk penggunaan bahan bakar fosil yang berat.
p-ISSN : 2528-3561 e-ISSN : 2541-1934
Tabel 7. Perbandingan sifat dari bio-oil dan fuels oil
Sumber:[47]

## 4. Kesimpulan
Ampas tebu yang dihasilkan di Indonesia setiap tahunnya meningkat sebanding dengan lahan tebu dan produksi gula. Ampas tebu memiliki kandungan yang berpotensi besar menjadi bahan bakar alternatif dengan konversi menjadi bio-oil. Bio-oil pada ampas tebu diperoleh dengan cara metode pirolisis katalitik dengan katalis berupa zeolit. Beberapa studi telah melaporkan hasil bio-oil dari metode pirolisis katalitik yang bergantung pada parameter operasi seperti desain reaktor, suhu, laju aliran gas, laju pemanasan, dan ukuran partikel. Hasil bio-oil memiliki perbedaan yang cukup signifikan dengan jika dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Penggunaan bio-oil sebagai bahan bakar langsung belum bisa dilakukan. Perlu tindakan lain  untuk  dapat  menggunakan  bio-oil  seperti  design  ulang  pada  sistem  pembakar.  Bio-oil  diharapkan menjadi bahan bakar yang berkelanjutan dan ramah oleh beberapa teknologi yang ditingkatkan.

## 5. Referensi
[1] X. Wei, X. Xue, L. Wu, H. Yu, J. Liang, and Y. Sun, “High-grade bio-oil produced from coconut shell:  A  comparative  study  of  microwave  reactor  and  core-shell  catalyst,” Energy ,  vol.  212,  p. 118692, 2020, doi: 10.1016/j.energy.2020.118692.
[2] S.  Cheng,  L.  Wei,  X.  Zhao,  and  J.  Julson,  “Application,  deactivation,  and  regeneration  of heterogeneous  catalysts  in  bio-oil  upgrading,” Catalysts ,  vol.  6,  no.  12,  2016,  doi: 10.3390/catal6120195.
[3] Liu, R., Rahman, M. M., Sarker, M., Chai, M., Li, C., & Cai, J, “A review on the catalytic pyrolysis of biomass for the bio-oil production with ZSM-5: Focus on structure,” Fuel Process. Technol. , vol. 199, no. November 2019, p. 106301, 2020, doi: 10.1016/j.fuproc.2019.106301.
[4] H. EBTKE, “Menteri ESDM : Perlu Upaya Konkrit dan Terencana Capai Target Bauran 23% Di Tahun  2025,” Direktorat  Jenderal  Energi  Bari  Terbarukan  dan  Konservasi  Energi  (EBTKE) , Indonesia, 2021.
[5] A.  Ahdiyat,  “Potensi  Energi  Terbarukan  Indonesia  Baru  Tergarap  0,3%  sampai  2021,”  2022. [Online]. Available: https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2022/10/25/potensi-energi- terbarukan-indonesia-baru-tergarap-03-sampai-2021.
[6] BPS,  “Bauran  Energi  Terbarukan  (Persen),  2015-2021,”  2022.  [Online].  Available: https://www.bps.go.id/indicator/7/1824/1/bauran-energi-terbarukan.html.
[7] M.  I.  Jahirul,  M.  G.  Rasul,  A.  A.  Chowdhury,  and  N.  Ashwath,  “Biofuels  production  through biomass  pyrolysis-  A  technological  review,” Energies ,  vol. 5, no.  12, pp.  4952–5001,  2012, doi: 10.3390/en5124952.
[8] W. N. R. W. Isahak, M. W. M. Hisham, M. A. Yarmo, and T. Y. Yun Hin, “A review on bio-oil production from biomass by using pyrolysis method,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 16, no. 8, pp. 5910–5923, 2012, doi: 10.1016/j.rser.2012.05.039.
[9] I. Demiral, A. Eryazici, and S. Şensöz, “Bio-oil production from pyrolysis of corncob (Zea mays L.),” Biomass and Bioenergy , vol. 36, pp. 43–49, 2012, doi: 10.1016/j.biombioe.2011.10.045.
[10] A. Zulkania, “Pengaruh temperatur dan ukuran partikel biomassa terhadap,” Teknoin , vol. 22, no. 5, pp. 328–336, 2016.
Properti Bio-oil Gasoline Diesel Heavy fuel oil Density (15°C (kg/dm 3 )) 1,11-1,13 0.72-0.76 0,78-0.86 0,9533 Flow point (°C) -9-36 - -40 12 Water (wt%) 20-30 - 0,05 0,32 v% Flash point (°C) 40-110 -43 50 110 Viscosity (10°C) (cSt) 15-40 0,5 pada T 20°C 3 pada T 40°C 130 High heating value (MJ/kg) 14-19 45,7 47 42,93 Low heating value (MJ/kg) 13-18 42,9 43 40,63 Komposisi senyawa  (C,  H, N O) (wt%) C: 50-60% H: 7-8% N: < 0,5% O: 35-40% C: 86% H: 12,8% N: 0% S: 1% C: 87,4% H: 12.1% N: 392 ppm S: 1.39% C: 88.1% H: 10,84% N: 0.42% O: 35-0,64%
[11] L. A. Rahmawati, “Studi Literatur Produksi Bioethanol dari Ampas Tebu dengan Metode Pyrolisis,” J. Enviscience , vol. 4, no. 1, p. 46, 2020, doi: 10.30736/4ijev.v4iss1.131.
[12] M. Nuruddin, R. A. Santoso, and R. A. Hidayati, “Desain Komposisi Bahan Komposit yang Optimal Berbahan Baku Utama Limbah Ampas Serat Tebu (Baggase),” Pros. Semin. Nas. Teknoka , vol. 3, no. 2502–8782, p. 53, 2018, doi: 10.22236/teknoka.v3i0.2915.
[13] S. Jamilatun, J. Pitoyo, Z. Arifah, S. Amelia, and A. Maarif, “Pirolisis Ampas Tebu ( Saccharum officinarum Linn ): Pengaruh Suhu terhadap Yield dan Karakteristik Produk,” 2022.
[14] BPS, “Luas Tanaman Perkebunan Besar Menurut Jenis Tanaman (Ribu Hektar), 2017-2021,” 2022. [Online].  Available:  https://www.bps.go.id/indicator/54/1847/2/luas-tanaman-perkebunan-besar- menurut-jenis-tanaman.html.
[15] BPS,  “Produksi  Perkebunan  Besar  Menurut  Jenis  Tanaman  (Ton),  2017-2021,”  2022.  [Online]. Available: https://www.bps.go.id/indicator/54/94/1/produksi-perkebunan-besar-menurut-jenis- tanaman.html.
[16] BPS, “Statistik Tebu Indonesia 2021,” 2022. [Online]. Available:
https://www.bps.go.id/publication/2022/11/30/6392bf8e4265949485d85e72/statistik-tebu- indonesia-2021.html.
[17] Nasruddin, Sampebulu, V., Hartawan, Imriyanti, Mushar, P., Raditya, M. Y., & Palulun, L. N, “The Effects of Sugarcane Waste and Bagasse Ash Additives on Concrete Block Mechanical Properties with NonDestructive Test Methods,” AIP Conf. Proc. , vol. 2543, 2022, doi: 10.1063/5.0095285.
[18] W. Andriyanti, Suyanti, and Ngasifudin, “Pembuatan dan Karakterisasi Polimer Superabsorben dari Ampas Tebu,” Pros. Pertem. dan Present. Ilm. Teknol. Akselerator dan Apl. , vol. 13, pp. 1–7, 2012.
[19] E. Erawati, W. B. Setiawan, and P. Mulyono, “karakteristik Bio-Oil Hasil Pirolisis Ampas Tebu (Bagasse),” J. Kim. Terap. Indones. , vol. 15, p. 2, 2013.
[20] F. Febriyanti, N. Fadila, A. S. Sanjaya, Y. Bindar, and A. Irawan, “Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Menjadi Bio-Char, Bio-Oil Dan Gas Dengan Metode Pirolisis,” J. Chemurg. , vol. 3, no. 2, p. 12, 2019, doi: 10.30872/cmg.v3i2.3578.
[21] A.  Kuntaarsa,  “Tinjauan  Titik  Nyala  Dari  Pembuatan  Bio  Oil  Dari  Pirolisis  Kayu  Pinus  dengan Katalisator Zeolit Alam,” Simp. Nas. RAPI XVIIIII , pp. 392–397, 2019.
[22] M.  Rizky,  S.  Bahri,  and  Yusnimar,  “Konversi  Kayu  Ketapang  (Terminalia  Catappa.  L) Menjadi Bio-Oil Menggunakan Metode Pirolisis Dengan Katalis Co-Mo/NZA,” Jom FTEKNIK , vol. 1, no. 2, pp. 1–10, 2014.
[23] Rahmatullah,  Rizka  Wulandari  Putri,  and  Enggal  Nurisman,  “Produksi  bio-oil  dari  limbah  kulit durian  dengan  proses  pirolisis  lambat,” J.  Tek.  Kim. ,  vol.  25,  no.  2,  pp.  50–53,  2019,  doi: 10.36706/jtk.v25i2.425.
[24] P. R. Bhoi, A. S. Ouedraogo, V. Soloiu, and R. Quirino, “Recent advances on catalysts for improving hydrocarbon compounds in bio-oil of biomass catalytic pyrolysis,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 121, no. March 2019, p. 109676, 2020, doi: 10.1016/j.rser.2019.109676.
[25] Z.  Achmad,  A.  Kuntaarsa,  B.  Alfitamara,  and  A.  Virgiandini,  “Renewable  Energy  dari  Pirolisis Kayu  Pinus  dengan Katalis  Zeolit  Renewable  Energy  from Pyrolysis  of  Pine  Wood  with Zeolite Catalyst,” vol. 19, no. 1, pp. 1–5, 2022.
[26] K. Ridhuan, D. Irawan, and R. Inthifawzi, “Proses Pembakaran Pirolisis dengan Jenis Biomassa dan Karakteristik Asap Cair yang Dihasilkan,” Turbo  J. Progr. Stud. Tek. Mesin , vol. 8, no. 1, pp. 69– 78, 2019, doi: 10.24127/trb.v8i1.924.
[27] N. Toscano Miranda, I. Lopes Motta, R. Maciel Filho, and M. R. Wolf Maciel, “Sugarcane bagasse pyrolysis: A review of operating conditions and products properties,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 149, no. June, p. 111394, 2021, doi: 10.1016/j.rser.2021.111394.
[28] Barros, J. A., Krause, M. C., Lazzari, E., Bjerk, T. R., do Amaral, A. L., Caramão, E. B., & Krause, L. C, “Chromatographic characterization of bio-oils from fast pyrolysis of sugar cane residues (straw and bagasse) from four genotypes of the Saccharum Complex,” Microchem. J. , vol. 137, pp. 30–36, 2018, doi: 10.1016/j.microc.2017.09.015.
[29] Q. Sohaib, A. Muhammad, and M. Younas, “Fast pyrolysis of sugarcane bagasse: Effect of pyrolysis conditions  on  final  product  distribution  and  properties,” Energy  Sources,  Part  A  Recover.  Util. Environ. Eff. , vol. 39, no. 2, pp. 184–190, 2017, doi: 10.1080/15567036.2016.1212292.
[30] A. R. Teixeira Cardoso, N. M. Conrado, M. C. Krause, T. R. Bjerk, L. C. Krause, and E. B. Caramão, “Chemical  characterization  of  the  bio-oil  obtained  by  catalytic  pyrolysis  of  sugarcane  bagasse (industrial waste) from the species Erianthus Arundinaceus,” J. Environ. Chem. Eng. , vol. 7, no. 2, p. 102970, 2019, doi: 10.1016/j.jece.2019.102970.
[31] S.  Stegen  and  P.  Kaparaju,  “Effect  of  temperature  on  oil  quality  obtained  through  pyrolysis  of sugarcane bagasse,” Fuel , vol. 276, no. May, p. 118112, 2020, doi: 10.1016/j.fuel.2020.118112.
[32] A.  K.  Varma  and  P.  Mondal,  “Pyrolysis  of  sugarcane  bagasse  in  semi  batch  reactor:  Effects  of process parameters on product yields and characterization of products,” Ind. Crops Prod. , vol. 95, pp. 704–717, 2017, doi: 10.1016/j.indcrop.2016.11.039.
[33] S. Ayyadurai and K. D. Arunachalam, “Experimental investigations on sugarcane bagasse pyrolytic oil  production  from  flash  pyrolysis  using  a  rotary  screw  reactor,” Biofuels,  Bioprosucts  and Biorefining , vol. 16, no. 2, pp. 576–586, 2021, doi: https://doi.org/10.1002/bbb.2330.
[34] T. K. Dada, M. Sheehan, S. Murugavelh, and E. Antunes, “A review on catalytic pyrolysis for high- quality bio-oil production from biomass,” 2021.
[35] S. F. K. Ahmad, U. F. M. Ali, K. M. Isa, and S. C. B. Gopinath, “Study on characterization of bio- oil derived from sugarcane bagasse (Saccharum barberi) for application as biofuel,” Clean Energy , vol. 6, no. 2, pp. 1062–1069, 2022, doi: 10.1093/ce/zkac012.
[36] Kristiina, I . , “In Situ and ex Situ Catalytic Pyrolysis of Pine in a Bench-Scale Fluidized Bed Reactor System,” energy & fuels , 2015, doi: 10.1021/acs.energyfuels.5b02165.
[37] K. Wang, P. A. Johnston, and R. C. Brown, “Comparison of in-situ and ex-situ catalytic pyrolysis in  a  micro-reactor  system,” Bioresour.  Technol. ,  vol.  173,  pp.  124–131,  2015,  doi: 10.1016/j.biortech.2014.09.097.
[38] Kumar,  R., Strezov,  V., Lovell,  E.,  Kan, T., Weldekidan,  H., He,  J.,  ...  & Scott,  J,  “Bioresource Technology Bio-oil upgrading with catalytic pyrolysis of biomass using Copper / zeolite- Nickel / zeolite and Copper-Nickel / zeolite catalysts,” Bioresour. Technol. , vol. 279, no. December 2018, pp. 404–409, 2019, doi: 10.1016/j.biortech.2019.01.067.
[39] Rehan, M., Miandad, R., Barakat, M. A., Ismail, I. M. I., Almeelbi, T., Gardy, J., ... & Nizami, A. S . , “International Biodeterioration & Biodegradation Effect of zeolite catalysts on pyrolysis liquid oil,” Int. Biodeterior. Biodegradation , vol. 119, pp. 162–175, 2017, doi:
10.1016/j.ibiod.2016.11.015.
[40] S. D. Rabiu, M. Auta, and A. S. Kovo, “An upgraded bio-oil produced from sugarcane bagasse via the  use  of  HZSM-5  zeolite  catalyst,” Egypt.  J.  Pet. ,  vol.  27,  no.  4,  pp.  589–594,  2018,  doi: 10.1016/j.ejpe.2017.09.001.
[41] J. Osorio and F. Chejne, “Bio-Oil Production in Fluidized Bed Reactor at Pilot Plant from Sugarcane Bagasse by Catalytic Fast Pyrolysis,” Waste and Biomass Valorization , vol. 0, no. 0, p. 0, 2017, doi: 10.1007/s12649-017-0025-8.
[42] Z.  Deng  and Y.  Wang,  “Comparative  Performance  of  Catalytic  and  Non-  Catalytic  Pyrolysis  of Sugarcane  Bagasse  in  Catatest  Reactor  System  Comparative  Performance  of  Catalytic  and  Non- Catalytic Pyrolysis of Sugarcane Bagasse in Catatest Reactor System,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. , 2020, doi: 10.1088/1757-899X/778/1/012069.
[43] Novita, S. A., Santosa, S., Nofialdi, N., Andasuryani, A., & Fudholi, A. Artikel Review: Parameter Operasional Pirolisis Biomassa. Agroteknika , 4 (1), 53-67. 2021.
[44] R. E. Guedes, A. S. Luna, and A. R. Torres, “Operating parameters for bio-oil production in biomass pyrolysis: A review,” J. Anal. Appl. Pyrolysis , vol. 129, no. November 2017, pp. 134–149, 2018, doi: 10.1016/j.jaap.2017.11.019.
[45] Nuraini, N. Osman, and E. Astuti, “Jurnal Bahan Alam Terbarukan Bio-Oil Production Using Waste Biomass via Pyrolysis Process : Mini Review,” J. Bahan Alam Terbarukan , vol. 11, no. 200, pp. 37–49, 2022.
[46] M. Kumar, S. N. Upadhyay, and P. K. Mishra, “Pyrolysis of Sugarcane (Saccharum officinarum L.) Leaves and Characterization of Products,” ACS Omega , vol. 7, no. 32, pp. 28052–28064, 2022, doi: 10.1021/acsomega.2c02076.
[47] X. Hu and M. Gholizadeh, “Progress of the applications of bio-oil,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 134, no. July, p. 110124, 2020, doi: 10.1016/j.rser.2020.110124.
[48] N. C. Pereira, “Biomass and Bioenergy Production of bio-oil and activated carbon from sugarcane bagasse and molasses,” vol. 85, pp. 178–186, 2016, doi: 10.1016/j.biombioe.2015.12.013.
[49] W. Treedet and R. Suntivarakorn, “Design and operation of a low cost bio-oil fast pyrolysis from sugarcane bagasse on circulating fl uidized bed reactor in a pilot plant,” Fuel Process. Technol. , vol. 179, no. June, pp. 17–31, 2018, doi: 10.1016/j.fuproc.2018.06.006.
[50] S. Xiu and A. Shahbazi, “Bio-oil production and upgrading research: A review,” Renew. Sustain. Energy Rev. , vol. 16, no. 7, pp. 4406–4414, 2012, doi: 10.1016/j.rser.2012.04.028.