## PENGGUNAAN KATALIS HETEROGEN UNTUK PRODUKSI BIODISEL
Eka Kurniasih 1* , Aiyu Parlina 2, , Zulfa Rayhani 3
1 Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe
2,3 Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Kimia Industri *E-mail: echakurniasih@yahoo.com

## ABSTRAK
Biodiesel  biasanya  produksi  dengan  menggunakan  katalis  homogen.  Katalis homongen mempunyai kelemahan yaitu menghasilkan produk samping berupa sabun. Karena adanya kelemahan pada katalis homogen, maka sekarang mulai dikembangkan  pengganti  katalis  homogen  dengan  menggunakan  katalis heterogen. Kelebihan katalis heterogen yaitu mudah dipisahkan di akhir proses.
Peada  penelitian  ini  digunakan  katalis  heterogen  H-zeolit  untuk  mengatasi masalah  yang  timbul  karena  penggunaan  katalis  homogen  dalam  produksi biodiesel.  Katalis  H-zeolit  disintesa  dari  zeolit  alam  Ujong  Pancu    melalui proses aktivasi, impregnasi KI/KIO 3 dengan menvariasikan konsentrasi larutan impregnator  2,5%,  5%,  7,5%,  10%,  12,5%,  dan  proses  kalsinasi.  Penelitian bertujuan  mengetahui  pengaruh  konsentrasi  katalis  zeolit  dengan  impregnasi KI/KIO 3 terhadap  kandungan  ester,  densitas.  Hasil  analisa  kandungan  ester menggunakan Gas Chromatografi (GC) menunjukkan konversi metil ester yang terbaik  terdapat  pada  produk  biodiesel  yang  menggunakan  katalis  H-Zeolit impregnasi  KIO 3 dengan  konsentrasi  12,5%  memperoleh  kandungan  ester 63,51 %.  Dari  analisa  densitas  diperoleh  0,88142 g/cm 3 yaitu  berada  pada rentang  yang  telah  ditetapkan  oleh  syarat  mutu  biodiesel  7182:2015,  yaitu 0,850-0,890 g/m 3 . Nilai viskositas yaitu 3,5 Cp dan nilai flash point yaitu 97°C
Kata Kunci: Biodisel, Crude Palm Oil, Heterogen, Impregnasi, Katalis

## ABSTRACT
Biodiesel  is  usually  produced  by  using  a  homogeneous  catalyst.  Homongenic catalysts  have  a  disadvantage  of  producing  a  by-product  of  soap.  Due  to  a weakness  in  the  homogeneous  catalyst,  it  is  now  beginning  to  develop  a homogeneous  catalyst  replacement  by  using  a  heterogeneous  catalyst.  The advantages  of  heterogeneous  catalysts  are  easily  separated  at  the  end  of  the process. This research used a heterogeneous H-zeolite catalyst to overcome the problems  arising  from  the  use  of  homogeneous  catalysts  in  biodiesel production. The H-zeolite catalyst is synthesized from the Ujong Pancu natural zeolite through the activation process, KI / KIO3 impregnation by varying the concentration  of  impregnator  solutions  of  2.5%,  5%,  7.5%,  10%,  12.5%,  and calcining  process.  The  aim  of  this  research  is  to  know  the  effect  of  zeolite catalyst concentration by impregnation of KI / KIO3 to ester content, density. The result of ester content analysis using Gas Chromatography  (GC) showed the  best  methyl  ester  conversion  found  in  biodiesel  product  using  KI3
Vol. 1 5 No. 0 1, Juni  201 7 ISSN (CETAK)
1693-248X ISSN (ONLINE) 2549-1202
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 10 No.21, Juni  2012 ISSN (CETAK) 1693-248X ISSN (ONLINE) 2549-1202
impregnation H-Zeolite catalyst with concentration of 12.5% obtained 63.51% ester content. From the density analysis obtained 0,88142 g / cm3 that is in the range that has been determined by the quality requirement of biodiesel 7182: 2015, that is 0,850-0,890 g / m3. Viscosity value is 3.5 Cp and flash point value is 97 ° C.
Keywords: Biodisel, Crude Palm Oil, Heterogeneous, Impregnation, Catalyst

## PENDAHULUAN
Sintesa biodiesel selama ini lebih banyak menggunakan katalis homogen  berupa  NaOH  atau  KOH. Penggunaan  katalis  homogen  NaOH atau KOH dalam pembuatan biodiesel memiliki beberapa kelemahan,  diantaranya  terbentuknya produk  samping  berupa  sabun,  dan rumitnya pemisahan produk biodiesel yang  dihasilkan  dengan  katalis. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, mulai dikembangkan pengunaan
katalis heterogen (padat) untuk menggantikan katalis homogen (basa).  Katalis  heterogen  sangat mudah  dipisahkan  dari  sistem  di akhir  proses  atau  reaksi  dan  dapat digunakan kembali, dengan penggunaan  katalis  heterogen  maka, tidak    akan  ada  pembentukan  sabun melalui  netralisasi  asam  lemak  bebas atau saponifikasi trigliserida. Beberapa contoh katalis heterogen  yang  sudah  digunakan dalam proses transesterifikasi misalnya  MgO,  SrO,    Zeolit,  ZnO,
TiO 2 ,  CaO,  CaCO 3 ,  dan  Al 2 O 3 (Wendi,  dkk,  2015).  Dari  beberapa contoh katalis heterogen, zeolit merupakan  senyawa  mineral  dengan rasio  Si/Al  sebesar  1,23  yang memiliki  struktur  berongga  dan biasanya  diisi  oleh air  dan  kation yang dapat dipertukarkan dan memiliki  ukuran  pori  tertentu.  Oleh
karena  itu,  zeolit  dapat  digunakan sebagai  katalisator,  penukar  ion, adsorber  dan  penyaring.  Daya  kerja zeolit dapat ditingkatkan dengan cara mengaktivasi  zeolit  terlebih  dahulu (Susilowati, 2012). Zeolit mempunyai  kontinuitas  di  Nanggroe Aceh  Darussalam  salah  satunya  di Ujong Pancu Aceh Besar. Aktivasi zeolit alam dapat dilakukan  baik  secara  fisik,  secara kimia  maupun  secara  gabung  (fisik dan  kimia).  Aktivasi  zeolit  bertujuan untuk menghilangkan pengotor- pengotor  organik,  memperbesar  pori, memperluas  permukaan  dan  aktivasi zeolit  dapat  meningkatkan  rasio Si/Al, dengan cara mereaksikan zeolit dengan  larutan  asam,  misalnya  HCl, atau H 2 SO 4 .
Impregnasi merupakan suatu teknik  modifikasi  zeolit  melalui pengurangan  aluminium  dikerangka maupun  pada  permukaan  zeolit dengan  cara  menempelkan  inti  aktif pada zeolit dengan metode impregnasi. Modifikasi zeolit sebagai bahan  katalis  heterogen  telah  banyak dikembangkan, yaitu dengan impregnasi  menggunakan  logam  Ni (Trisunaryanti,  dkk,  2005),  logam  K yang  berasal  dari  KOH  (Kusuma, dkk,  2011),  logan  Zn  yang  berasal dari  ZnSO 4 .7H 2 O  (Saputro,  dkk, 2015),  HPW  yang  diimpreg  kedalam zeolit (Susanto, dkk, 2008), impregnasi zeolit menggunakan
larutan  NaOH  (Utomo.  A.  S,  2011), TIO 2 yang  diimpreg  kedalam  zeolit (Cahyani,  dkk,  2015),  impregnasi zeolit  dengan  menggunakan  Tandan Kosong Kelapa Sawit (Wirasito, dkk, 2014), KI/KIO 3 yang diimpreg kedalam  zeolit (Firdaus,  dkk,  2013)
dan KI yang diimpreg kedalam zeolit (Kurniasih. E, dan Pardi, 2015). Pada  penelitian    Kurniasih.  E, dan Pardi (2015) pembuatan biodiesel menggunakan  katalis  zeolit  dengan impregnasi larutan KI dengan konsentrasi 5%, menghasilkan methyl ester 89,98%. Penelitian ini merupakan  pengembangan  dari  pada penelitian sebelumnya. Pada penelitian  ini,  dilakukan  modifikasi katalis  zeolit  dengan  impregnasi KIO 3 mengacu  pada    prosedur  yang telah  dilakukan  oleh  Kurniasih,  dan Pardi  (2015),  dengan  memvariasikan konsentrasi larutan KIO 3 .
Berdasarkan  kondisi  tersebut,
penelitian ini bertujuan variasi
konsentrasi larutan pengimpreg dapat mengisi  situs  aktif    pada  katalis  H- zeolit sehingga memberikan konversi maksimum pada produksi biodiesel.

## METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan baku utama dalam penelitian  ini  adalah  zeolit  alam
Ujong Pancu, Aceh Besar. Bahan lain adalah  KIO 3 ,  CPO,  metanol,  H 2 SO 4 dan aquades.

## Proses Esterifikasi
CPO  500 gram  dipanaskan sampai suhu 65 o C. Kemudian dilakukan penambahan H 2 SO 4
sebanyak 15% dan metanol
berbanding  1:10  (berat  /  volume). Pemanasan terus dilanjutkan selama 2
jam  pada  suhu    65 o C.  Dipisahkan dengan corong pemisah. Cuci menggunakan  aquades  panas,  untuk menghilang H 2 SO 4 . Crude yang telah dipisahkan,  dipanaskan  hingga suhu 105 o C  untuk  menghilangkan  kadar air.

## Proses Transesterifikasi
Crude  150  gram    dipanaskan
sampai suhu 65 o C kemudian ditambahkan  katalis  H-zeolit  2,5% gram  dan  metanol  berbanding  1:10. Lalu pemanasan dilanjutkan selama 4 jam  setelah  penambahan  katalis H- zeolit  dan  metanol  pada  suhu  65 o C. Kemudian dilakukan pemisahan dengan  corong  pemisah.  Biodisel yang  telah  dipisahkan,  dipanaskan hingga suhu 105 o C untuk
menghilangkan kadar air.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada analisa
karakteristik bertujuan  untuk mengindenfikasikan sifat  kimia  diantaranya  kandungan ester, dan densitas biodiesel. Kandungan ester Analisa kandungan ester dilakukan  untuk  mengetahui  nilai kandungan  ester  pada  biodiesel. Semakin  tinggi  konsentrasi  larutan impregnasi KI, maka kandungan ester yang diperoleh semakin besar.
Kandungan ester hasil analisa menggunakan analisa GC memperoleh hasil 63,51 %.

## Gambar 1. Hasil Analisa GC

## Densitas
Densitas  biodiesel  hasil  analisa menggunakan  alat  Desity  Meter memperoleh  hasil 882,14 Kg/cm 3
yaitu  berada  pada  rentang  yang  telah ditetapkan oleh Syarat Mutu Biodiesel SNI  7182:2015, yaitu 850- 890  kg/m 3 .  Dengan  nilai  densitas 0,85 – 0,89  g/cm 3 dapat  dikatakan biodiesel  ini  mampu  meningkatkan injektor  mesin  diesel  dan  atomisasi bahan bakar dengan baik.

## Kadar Air
Kadar  air  merupakan  kandungan air  yang  terdapat  didalam  biodiesel.
Pada  penelitian  ini    analisa  kadar  air dilakukan untuk mengetahui persentasi kandungan air yang terikat didalam  biodiesel  yang  dihasilkan menggunakan alat Moisture Analyzer AND  MX-50.  Persentase  kandungan air  yang  diperoleh  masih  sangat tinggi  dari  Syarat  Mutu  Biodiesel SNI  7182:2015 yaitu 0.05%.

## Viskositas
Viskisitas merupakan pengukuran  dari  ketahanan  fluida yang  diubah  baik  dengan  tekanan maupun tegangan. Pada penelitian ini analisa  viskositas  dilakukan  untuk mengetahui  nilai  kekentalan  produk biodiesel. Nilai viskositas yang didapat  yaitu  3,5  Cp.  Nilai  yang didapat  untuk  nilai  viskositas  sesuai
dengan  range  SNI    7182:2015  yaitu
2,3-6,0. Flash Point Flash point merupakan temperatur  saat  bahan  bakar  akan menghasilkan  api  (terbakar).  Pada penelitian  ini  analisa  flash  point dilakukan  untuk  mengetahui  titik nyala  pada  produk  biodiesel.  Nilai flash point yang didapat yaitu 97°C.

## KESIMPULAN
Kandungan  ester  hasil  analisa menggunakan analisa
GC
memperoleh  hasil 63,51  %. Densitas biodiesel yaitu 882,14 Kg/cm 3 . Nilai viskositas  yaitu  3,5  Cp. Nilai  flash point yaitu 97°C.

## DAFTAR PUSTAKA
Kurniasih,  E.  dan  Pardi.  2015 “Aplikasi  Zeolite  Alam  Ujong Pancu  Sebagai  Katalis Pada Reaktor  Berisian  (Fixed  Bed Reactor) Untuk Produksi Biodiesel  Berbasis  Crude  Palm Oil Skala Batch,” Laporan Penelitian, Politeknik Negeri Lhokseumawe. Kusuma, I.R. Hadinoto, P.J. Ayucitra,  A.  dan  Ismadji,  S. 2011. “Pemanfaatan Zeolit Alam sebagai  Katalis  Murah  dalam Proses  Pembuatan  Biodiesel  dari Minyak Kelapa Sawit,” Di dalam:  Ismadji  (ed).  Prosiding Seminar  Nasional  Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia 2011. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya. Susanto,  B.H.  Nasikin,  M.  dan Sukirno. 200 8. “Sintesis Pelumas Dasar  Bio  Melalui  Esterifikasi Asam Oleat Menggunakan
Gambar 1. Hasil Analisa GC

## Densitas
Densitas  biodiesel  hasil  analisa menggunakan  alat  Desity  Meter memperoleh  hasil 882,14 Kg/cm 3
yaitu  berada  pada  rentang  yang  telah ditetapkan oleh Syarat Mutu Biodiesel SNI  7182:2015, yaitu 850- 890  kg/m 3 .  Dengan  nilai  densitas 0,85 – 0,89  g/cm 3 dapat  dikatakan biodiesel  ini  mampu  meningkatkan injektor  mesin  diesel  dan  atomisasi bahan bakar dengan baik.

## Kadar Air
Kadar  air  merupakan  kandungan air  yang  terdapat  didalam  biodiesel.
Pada  penelitian  ini    analisa  kadar  air dilakukan untuk mengetahui persentasi kandungan air yang terikat didalam  biodiesel  yang  dihasilkan menggunakan alat Moisture Analyzer AND  MX-50.  Persentase  kandungan air  yang  diperoleh  masih  sangat tinggi  dari  Syarat  Mutu  Biodiesel SNI  7182:2015 yaitu 0.05%.

## Viskositas
Viskisitas merupakan pengukuran  dari  ketahanan  fluida yang  diubah  baik  dengan  tekanan maupun tegangan. Pada penelitian ini analisa  viskositas  dilakukan  untuk mengetahui  nilai  kekentalan  produk biodiesel. Nilai viskositas yang didapat  yaitu  3,5  Cp.  Nilai  yang didapat  untuk  nilai  viskositas  sesuai dengan  range  SNI    7182:2015  yaitu 2,3-6,0. Flash Point Flash point merupakan temperatur  saat  bahan  bakar  akan menghasilkan  api  (terbakar).  Pada penelitian  ini  analisa  flash  point dilakukan  untuk  mengetahui  titik nyala  pada  produk  biodiesel.  Nilai flash point yang didapat yaitu 97°C.

## KESIMPULAN
Kandungan  ester  hasil  analisa menggunakan analisa GC memperoleh  hasil 63,51  %. Densitas biodiesel yaitu 882,14 Kg/cm 3 . Nilai viskositas  yaitu  3,5  Cp. Nilai  flash point yaitu 97°C.

## DAFTAR PUSTAKA
Kurniasih,  E.  dan  Pardi.  2015 “Aplikasi  Zeolite  Alam  Ujong Pancu  Sebagai  Katalis Pada Reaktor  Berisian  (Fixed  Bed Reactor) Untuk Produksi Biodiesel  Berbasis  Crude  Palm Oil Skala Batch,” Laporan Penelitian, Politeknik Negeri Lhokseumawe. Kusuma, I.R. Hadinoto, P.J. Ayucitra,  A.  dan  Ismadji,  S. 2011. “Pemanfaatan Zeolit Alam sebagai  Katalis  Murah  dalam Proses  Pembuatan  Biodiesel  dari Minyak Kelapa Sawit,” Di dalam:  Ismadji  (ed).  Prosiding Seminar  Nasional  Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia 2011. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya. Susanto,  B.H.  Nasikin,  M.  dan Sukirno. 200 8. “Sintesis Pelumas Dasar  Bio  Melalui  Esterifikasi Asam Oleat Menggunakan
Gambar 1. Hasil Analisa GC

## Densitas
Densitas  biodiesel  hasil  analisa menggunakan  alat  Desity  Meter memperoleh  hasil 882,14 Kg/cm 3
yaitu  berada  pada  rentang  yang  telah ditetapkan oleh Syarat Mutu Biodiesel SNI  7182:2015, yaitu 850- 890  kg/m 3 .  Dengan  nilai  densitas 0,85 – 0,89  g/cm 3 dapat  dikatakan biodiesel  ini  mampu  meningkatkan injektor  mesin  diesel  dan  atomisasi bahan bakar dengan baik.

## Kadar Air
Kadar  air  merupakan  kandungan air  yang  terdapat  didalam  biodiesel.
Pada  penelitian  ini    analisa  kadar  air dilakukan untuk mengetahui persentasi kandungan air yang terikat didalam  biodiesel  yang  dihasilkan menggunakan alat Moisture Analyzer AND  MX-50.  Persentase  kandungan air  yang  diperoleh  masih  sangat tinggi  dari  Syarat  Mutu  Biodiesel SNI  7182:2015 yaitu 0.05%.

## Viskositas
Viskisitas merupakan pengukuran  dari  ketahanan  fluida yang  diubah  baik  dengan  tekanan maupun tegangan. Pada penelitian ini analisa  viskositas  dilakukan  untuk mengetahui  nilai  kekentalan  produk biodiesel. Nilai viskositas yang didapat  yaitu  3,5  Cp.  Nilai  yang didapat  untuk  nilai  viskositas  sesuai dengan  range  SNI    7182:2015  yaitu 2,3-6,0. Flash Point Flash point merupakan temperatur  saat  bahan  bakar  akan menghasilkan  api  (terbakar).  Pada penelitian  ini  analisa  flash  point dilakukan  untuk  mengetahui  titik nyala  pada  produk  biodiesel.  Nilai flash point yang didapat yaitu 97°C.

## KESIMPULAN
Kandungan  ester  hasil  analisa menggunakan analisa GC memperoleh  hasil 63,51  %. Densitas biodiesel yaitu 882,14 Kg/cm 3 . Nilai viskositas  yaitu  3,5  Cp. Nilai  flash point yaitu 97°C.

## DAFTAR PUSTAKA
Kurniasih,  E.  dan  Pardi.  2015 “Aplikasi  Zeolite  Alam  Ujong Pancu  Sebagai  Katalis Pada Reaktor  Berisian  (Fixed  Bed Reactor) Untuk Produksi Biodiesel  Berbasis  Crude  Palm Oil Skala Batch,” Laporan Penelitian, Politeknik Negeri Lhokseumawe. Kusuma, I.R. Hadinoto, P.J. Ayucitra,  A.  dan  Ismadji,  S. 2011. “Pemanfaatan Zeolit Alam sebagai  Katalis  Murah  dalam Proses  Pembuatan  Biodiesel  dari Minyak Kelapa Sawit,” Di dalam:  Ismadji  (ed).  Prosiding Seminar  Nasional  Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia 2011. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya. Susanto,  B.H.  Nasikin,  M.  dan Sukirno. 200 8. “Sintesis Pelumas Dasar  Bio  Melalui  Esterifikasi Asam Oleat Menggunakan
Katalis Asam Heteropoli/Zeolit,” Jurusan  Teknik  Kimia.  Fakultas Teknik.  Universitas  Indonesia, Jawa Barat. Susilowati,  2012.  “Biodiesel  dari Minyak  Biji  Kapuk  dengan Katalis  Zeolit,”  Jurnal  Teknik Kimia.  Vol.  1.  No.  1.  hal.10-14 (Diakses 06 Desember 2015). Trisunaryanti, W. Triwahyuni, E. dan Sudiono,  S.  2005.  “Preparasi,
Modifikasi    dan  Karakterisasi Katalis NI-Mo/Zeolit Alam danMo- NI/Zeolit Alam,” J. Sains
Kimia. Vol. 10 (4):269-282.
Wendi,  Cuaca,  V.  dan  Taslim.  2015.
“ Pengaruh  Suhu  Reaksi  dan Jumlah  Katalis  pada  Pembuatan Biodiesel  dari  Limbah  Lemak Sapi dengan Mengunakan Katalis Heterogen CaO dari Kulit Telu r  Ayam,” Jurnal  Teknik
Kimia USU. Vol. 4. No. 1 (Maret
2015). USU (Diakses 11 Oktober
2015).