Regenerasi Bentoni - OPM - Kel. 1

8/18/2019 Regenerasi Bentoni - OPM - Kel. 1

1/25


2/25

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam mempersiapkan diri menghadapi era globalisasi, indonesia

sebagai negara berkembang harus dapat meningkatkan sektor-sektor di berbagai

bidang yang dapat mendukung peningkatan perekenomian indonesia. Sektor

perkebunan adalah salah satu sektor yang harus di perhatikan karena didasarkan

pada iklim indonesia yaitu iklim tropis. Salah satu tanamana yang dapat tubuh

dengan baik pada iklimtropis adalah tanaman kelapa sawit (elaeis guinensis).

Kelapa sawit merupakan salah satu dari beberapa tanaman golongan palm yang

dapat menghasilkan minyak. Pada 2013 meningkat menjadi 7,197,432 hektar.

Produksi CPO di indonesia juga semakin meningkat pada tahun 2013 mencapai

27,746,125 ton.

Sementara itu Crude Palm Oil (CPO) saat ini adalah sumber minyak

nabati terbesar di dunia. Menurut laporan dari Oil World pada tahun 2011. CPO

memberikan andil sekitar 27% atau setara dengan 46 juta ton terhadap total

minyak nabati di dunia. Sementara ini, sebagai negara dengan paling besar

penghasil CPO adalah Indonesia. Pabrik Kelapa Sawit yang berjumlah lebih dari

640 pabrik di seluruh Indonesia memproduksi CPO sekitar 23 juta ton atau 46%

dari total produksi CPO di dunia. Sebagai negara penghasil CPO dengan jumlah

produksi yang cukup tinggi, tentunya juga menghasilkan jumlah limbah yang

cukup banyak. Salah satu limbah yang dihasilkan adalah Limbah Bentonit atau

Spent Bleaching Earth.

Spent Bleaching Earth (SBE) adalah salah satu jenis limbah proses

penyulingan minyak sawit yang disebutkan bahwa 60 juta ton produksi minyak

sawit dunia menghasilkan 600 ribu ton limbah SBE. Pada umumnya industri

minyak akan membuang limbah SBE pada suatu lahan (landfill) tanpa adanya

perlakuan lebih lanjut. Padahal berdasarkan PP No. 85 tahun 1999, limbah SBE

dikategorikan sebagai limbah bahan berbahaya beracun (limbah B3). Karena

limbah SBE dapat menimbulkan polusi pada tanah, air maupun udara, serta dapat


3/25

2

juga menimbulkan reaksi pembakaran akibat jenuh dengan minyak yang tertahan.

Limbah Bentonit atau SBE memungkinkan untuk diregenerasi dan

dimanfaatkan kembali. Salah satunya pemanfaatan pada proses pemucatan /

bleaching CPO, yang mempunyai struktur berlapis dengan kemampuan

mengembang ( swelling ) dan memiliki kation-kation yang dapat ditukarkan. Pada

proses pemucatan/bleaching CPO digunakan bleaching earth/bentonit dengan

kadar antara 0.5% hingga 2.0% dari massa CPO (Young, 1987). Bleaching

earth/bentonit yang merupakan bahan aktif digunakan untuk menghilangkan atau

menyerap pigmen warna yang terdapat didalam CPO sehingga dihasilkan minyak

yang lebih jernih. Industri pemurnian CPO di Indonesia umumnya menggunakan

Ca-bentonit sebagai bleaching agent . Kebutuhan akan bleaching earth khususnya

bentonit setiap tahun semakin meningkat dengan berkembangnya industri minyak

nabati. Hal tersebut yang mendasari berbagai penelitian untuk merecovery

bentonit dari SBE.

Berbagai penelitian telah diupayakan untuk mengurangi limbah SBE

yang dihasilkan dari produksi CPO. Berdasarkan penelitian mengenai SBE

sebelumnya, pemilihan senyawa pengaktivasi SBE lebih menitikberatkan

penggunaan senyawa asam dibandingkan senyawa basa. Sisa ekstraksi minyak

dari SBE dapat diregenerasi untuk proses pemucatan / bleaching CPO. Oleh sebab

itu, dalam penelitian kali ini SBE mengalami proses lebih lanjut untuk

diregenerasi dengan pemilihan aktivator senyawa basa dan penentuan optimasi

waktu pengadukkan paling optimal demi menghasilkan regenerasi SBE yang baik.

Karakterisasi dilakukan dengan analisa visual SBE hasil regenerasi atau

RSBE. Analisa visual ini dilakukan dengan uji coba pencampuran larutan belau

pekat dengan perbandingan SBE 0.5 gram dan larutan belau 10 ml kemudian

diaduk selama 30 menit dan didiamkan selama satu jam. Analisa selanjutnya

dilakukan dengan pencampuran larutan SBE 1% dan diuji dengan pH meter

universal. Berikutnya mengetahui bulk density SBE yang ditimbang didalam gelas

ukur sebanyak 10ml. Karakterisasi selanjutnya menggunakan X-Ray Diffraction

(XRD) guna membandingkan struktur RSBE dan VBE, dengan dilakukan analisa

ini diharapkan dapat diketahui aktivasi dengan senyawa apa dan konsentrasi


4/25

3

berapa yang paling optimal.

1.2.

Rumusan Masalah

Yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini adalah

1) Metode apa yang digunakan pada regenerasi limbah SBE?

2) Apakah senyawa basa dapat digunakan untuk regenerasi limbah SBE?

3)

Perbandingan variabel optimum antara senayawa basa yang digunakan pada

limbah SBE?

4) Proses Regenerasi Bentonit pada limbah SBE?

1.3.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah

1) Mengetahui metode yang digunakan pada regenerasi limbah SBE.

2) Mengetahui senyawa basa yang dapat digunakan untuk regenerasi limbah

SBE.

3) Menemukan variabel optimum antara senyawa basa yang digunakan pada

limbah SBE.

4)

Memahami Proses Regenerasi Bentonit pada limbah SBE.

1.4. Hipotesa

Yang menjadi hipotesa pada penelitian ini adalah Spent Bleaching Earth

pada CPO itu dapat kita gunakan lagi dengan me regenerasi senyawa bentonit

yang terdapat didalamnya.

1.5. Ruang LingkupPenelitian

Yang menjadi variabel peubah pada penelitian ini adalah perlakuan pada

saat :

1) Waktu pencampuran SBE dengan senyawa aktivasi.

2) Konsentrasi senyawa aktivasi.

3) Senyawa aktivasi yang digunakan.

1.6. Manfaat Penelitian

Manfaat yang kita dapatkan dalam melakukan penelitian ini adalah


5/25

4

1)

Kita dapat mengetahui Metode apa yang digunakan pada regenerasi limbah

SBE.

2) Kita dapat mengetahui senyawa basa dapat digunakan untuk regenerasi

limbah SBE.

3) Kita dapat mengetahui Perbandingan variabel optimum antara senayawa basa

yang digunakan pada limbah SBE.

4) Kita dapat mengetahui Proses Regenerasi Bentonit pada limbah SBE?


6/25

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Crude Palm Oil (CPO)

Minyak kelapa sawit (CPO) saat ini adalah sumber minyak nabati terbesar

di dunia. Menurut laporan oil world pada tahun 2011, Minyak kelapa sawit

memberikan andil sekitar 27% atau 46 juta ton terhadap total minyak nabati di

dunia. Produksi minyak nabati berikutnya diikuti oleh soybean, rapeseed dan

sunflower. Sementara itu, sebagai negara dengan paling besar penghasil minyak

kelapa sawit adalah Indonesia. Pabrik kelapa sawit (PKS) yang berjumlah lebih

dari 640 di seluruh Indonesia memproduksi CPO sekitar 23 juta ton atau 46% dari

total produksi CPO di dunia (Oil world, 2011).

Minyak kelapa sawit seperti umumnya minyak nabati lainnya adalah

merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, sedangkan komponen

penyusunnya yang utama adalah trigliserida dan nontrigliserida. Seperti halnya

lemak dan minyak lainnya, minyak kelapa sawit terdiri atas trigliserida yang

merupakan ester dari gliserol dengan tiga molekul asam lemak menurut reaksi

sebagai berikut ( 6,8 ):

Gambar 1. Trigliserida

(Sumber : Nurhida, 2004)

Bila R, = RZ = R3 atau ketiga asam lemak penyusunnya Sama maka

trigliserida ini disebut trigliserida sederhana, dan apabila salah satu atau lebih

asam lemak penyusunnya tidak sama maka disebut trigliserida campuran. Asam


7/25

6

lemak merupakan rantai hidrokarbon; yang setiap atom karbonnya mengikat satu

atau dua atom hidrogen ; kecuali atom karbon terminal mengikat tiga atom

hidrogen, sedangkan atom karbon terminal lainnya mengikat gugus karboksil.

Asam lemak yang pada rantai hidrokarbonnya terdapat ikatan rangkap disebut

asam lemak tidak jenuh, dan apabila tidak terdapat ikatan rangkap pada rantai

hidrokarbonnya karbonnya disebut dengan asam lemak jenuh. Secara umum

struktur asam lemak dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2. Struktur asam lemak

(Sumber : Nurhida, 2004)

gliserida, niakin tinggi titik beku atau titik cair minyak tersebut .Sehingga

pada suhu kamar biasanya berada pada fase padat. Sebaliknya semakin tidak

jenuh asam lemak dalam molekul trigliserida maka makin rendah titik helm atau

titik.cair minyak tersebut sehingga pada suhu kamar berada pada fase cair.

Minyak kelapa Sawit adalah lemak semi padat yang mempunyai komposisi yang

tetap. Berikut ini adalah tabel dari komposisi trigliseri da dan tabel komposisi

asam lemak dari minyak kelapa sawit.

Selain trigliserida masih terdapat senyawa non trigliserida dalam jumlah

kecil. Yang termasuk senyawa non trigliserida ini antara lain : motibgliserida,

diglisrida, fosfatida, karbohidrat, turunan karbonidrat., protein, beberapa mesin

dan bahan-bahan berlendir atau getah ( gum) serta zat-zat berwarna yang

memberikan warna serta rasa dan bau yang tidak diinginkan. Minyak kelapa sawit

banyak digunakan di berbagai industri, baik untuk industri pangan ataupun

industri non pangan. Salah satunya adalah produk minyak goreng, Pada proses


8/25

7

produksi minyak goreng terdapat tahapan pemurnian CPO antara lain

penghilangan gum ( Degumming ), penghilangan asam lemak bebas (Netralisasi),

pemucatan warna ( Bleaching ) serta penghilangan bau (Deodorisasi) (Ketaren,

1986).

Senyawa phospatida yang terdapat dalam CPO merupakan senyawa lesitin

yang terdapat dalam radikal asam lemak yang berbentuk suspensi koloid,

sedangkan senyawa raffinase dan pentosan merupakan senyawa yang terbentuk

dari hasil degradasi protein yang ada dalam CPO, jumlahnya kecil dan berbentuk

suspensi. Senyawa karoten dalam CPO berbentuk pigmen (karotenoid) yang

menyebabkan minyak berwarna kuning atau merah. Senyawa sterol bersifat netral

dan tidak mudah tersabunkan. Senyawa hidrokarbon seperti sterol, keton, asam

butirat, tokoferol, dan lain-lain menyebabkan CPO ber-bau dan ber-rasa. Senyawa

gossypol berupa zat antioksidan, vitamin A, D, dan E (Ketaren, 1986).

Zat warna yang terdapat dalam CPO terdiri dari zat warna alamiah dan zat

warna dari hasil degradasi zat warna alamiah. Zat warna alamiah seperti ά dan β-

karoten, xanthofil, khlorofil, gossyfil, dan anthocyanin yang menyebabkan

minyak berwarna kuning, kuning coklat, kehijau-hijauan dan kemerah-merahan.

Sedangkan zat warna dari hasil degradasi zat warna alamiah biasanya

menyebabkan CPO berwarna gelap.

2.2 Spent Bleaching Earth (SBE)

Pada proses pemucatan CPO digunakan bleaching earth dengan kadar

antara 0.5% hingga 2.0% dari massa CPO (Young, 1987). Bleaching

earth merupakan bahan aktif yang digunakan untuk menghilangkan atau

menyerap pigmen warna yang terdapat didalam CPO sehingga dihasilkan minyak

yang lebih jernih. Bleaching earth yang digunakan di industri ada beberapa jenis

antara lain, bentonit, activated clay, dan arang aktif. Industri pemurnian CPO di

Indonesia umumnya menggunakan Ca-bentonit sebagai bleaching agent .

Kebutuhan akan bleaching earth khususnya bentonit setiap tahun semakin

meningkat dengan berkembangnya industri minyak nabati, namun disisi lain

bentonit tidak dapat diperbaharui.


9/25

8

Limbah dari proses pemucatan minyak terdiri dari dua komponen utama

yaitu minyak dan bentonit. Adapun minyak hasil recovery dapat digunakan

menjadi metil ester (biodiesel), hal tersebut dikarenakan minyak sudah tidak

lagi food grade artinya minyak sudah rusak (Young, 1987). Selain itu

pemanfaatan bentonit setelah recovery ialah untuk penggunaan kembali pada

proses pemucatan minyak dan juga untuk bahan baku briket. Pemanfaatan tersebut

sangat baik karena potensi limbah yang sangat tinggi dengan seiring

perkembangan industri pemurnian minyak sawit.

Komposisi limbah terbesar pada industri minyak atau CPO adalah Spent

Bleaching Earth, yaitu bahan limbah padat yang dihasilkan dari pemurnian

minyak goreng. Limbah ini masih mengandung 20-30% minyak nabati (Young,

1987). Pada umumnya industri minyak akan membuang spent bleaching

earth pada suatu lahan (landfill ). Tingginya kandungan minyak nabati pada spent

bleaching earth sangat potensial untuk dimanfaatkan sehingga perlu

dilakukan recovery, selain itu spent bleaching earth dapat dilakukan proses

regenerasi untuk digunakan kembali dalam proses pemurnian minyak nabati.

Bleaching earth bekas atau spent bleaching earth (SBE) merupakan

adsorben bekas pakai dari unit bleaching pada industri refinery CPO. Pada

industri ini, SBE merupakan limbah terbesar dengan kadar berkisar 0,5-2,0% dari

massa total CPO yang diolah [Young, 1987; Low dkk, 1996]. Produksi CPO tiap

tahun terus mengalami peningkatan, sehingga timbunan limbah ini akan terus

bertambah. Padahal berdasarkan PP No. 85 tahun 1999, SBE dikategorikan

sebagai limbah bahan berbahaya beracun (limbah B3). Karena SBE dapat

menimbulkan polusi pada tanah, air maupun udara, serta dapat juga menimbulkan

reaksi pembakaran akibat jenuh dengan minyak yang tertahan [Kucharz dkk,

1994].

Limbah Bentonit atau SBE memungkinkan untuk diregenerasi dan

dimanfaatkan kembali. Salah satunya pemanfaatan pada proses

pemucatan/bleaching CPO, yang mempunyai struktur berlapis dengan

kemampuan mengembang ( swelling ) dan memiliki kation-kation yang dapat

ditukarkan. Dengan asumsi pada tahun 2007, jika CPO yang dipakai di Indonesia


10/25

9

untuk proses bleaching sebesar 5 juta ton per tahun, maka dalam proses

pemurnian CPO diperlukan bleaching earth sebesar 100.000 ton per tahun.

Semakin banyak CPO yang di-bleaching maka jumlah SBE semakin meningkat

pula, dan akan membutuhkan lahan yang luas untuk mengatasi limbah B3 ini

secara landfill. Pemanfaatan limbah industri ini sangat penting dilakukan, terkait

dengan besarnya potensi limbah yang dihasilkan, dan perkembangan industri

refinery minyak nabati di Indonesia pada umumnya, khususnya di Riau yang

semakin pesat pertumbuhannya. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan

dilakukan proses regenerasi SBE, agar dapat dimanfaatkan kembali untuk

keperluan proses bleaching CPO.

2.3 Bentonit

Bentonit yang telah digunakan sebagai penyerap impurities pada CPO

lama- kelamaan akan terdeaktifasi, yang ditunjukkan dengan berkurangnya atau

bahkan sama sekali tidak mampu lagi mengadsorb impurities pada CPO. Hal ini

terjadi karena bentonit tersebut memang benar-benar sudah jenuh dikarenakan

seluruh pori-porinya telah terisi penuh atau karena sisi aktifnya tertutupi oleh

impurities. Untuk alasan tersebut perlu dilakukan suatu proses regenerasi bentonit

bekas yang bertujuan untuk membersihkan permukaan bentonit dari impurities

sehingga membuka ruang sisi aktif yang tertutup impurities yang memperbesar

luas permukaan pori dan volume spesifiknya.

Bentonit bekas memungkinkan untuk diregenerasi sehingga menghasilkan

daya pemucatan mendekati daya pemucatan bentonit baru. Hal ini dikarenakan

bentonit memiliki kemampuan untuk melakukan pertukaran ion selain itu

peristiwa adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi fisik yang bersifat reversibel. Gaya

yang dihasilkan pada adsorpsi fisik ini adalah gaya van der Waals dengan

membentuk ikatan hidrogen yang lemah sehingga mudah diputuskan. Zat yang

diadsorpsi bersifat reversibel, sehingga relatif mudah dilepaskan dari permukaan

adsorben dengan cara melakukan regenerasi.

Bentonit hasil regenerasi tersebut dapat digunakan kembali sebagai

adsorben pada pemucatan CPO, dengan cara ini maka dapat menghemat

penggunaan bentonit baru. Konsentrasi asam dan temperatur merupakan


11/25

10

parameter yang perlu diperhitungkan dalam menentukan kondisi optimum

regenerasi secara kimia-fisis. Regenerasi secara fisika dilakukan dengan

pemanasan yang bertujuan menguapkan senyawa-senyawa yang mudah menguap

seperti air, gas, asam dan zat-zat organik yang terperangkap dalam rongga

bentonit. Regenerasi secara kimia menggunakan asam yang bertujuan melarutkan

logam dan melepaskan impurities yang terdapat pada bentonit. Penelitian ini akan

meregenerasi bentonit bekas secara kimia-fisis yang merupakan gabungan dari

kedua metode di atas sehingga diharapkan daya adsorpsi bentonit yang telah

diregenerasi dapat mendekati daya adsorpsi bentonit baru ( fresh bentonite). Daya

pemucatan bentonit hasil regenerasi ditunjukkan oleh warna merah dan kuning

pada alat lovibond tintometer setelah bentonit hasil regenerasi dikontakkan

dengan CPO.

Bentonit adalah clay yang sebagian besar terdiri dari montmorillonit

dengan mineral-mineral minor seperti kwarsa, kalsit, dolomit, feldspars, dan

mineral minor lainnya. Montmorillonit merupakan bagian dari kelompok smectit

dengan komposisi kimia secara umum (Mg,Ca)O.Al2O3.5SiO2.nH2O. Bentonit

berbeda dari clay lainnya karena hampir seluruhnya (75%) merupakan mineral

montmorillonit. Mineral montmorillonit terdiri dari partikel yang sangat kecil

sehingga hanya dapat diketahui melalui studi mengunakan XRD ( X-Ray

Diffraction).

Struktur montmorillonit memiliki konfigurasi 2:1 yang terdiri dari dua

silikon oksida tetrahedral dan satu alumunium oksida oktahedral. Pada tetrahedral,

4 atom oksigen berikatan dengan atom silikon di ujung struktur. Empat ikatan

silikon terkadang disubtitusi oleh tiga ikatan alumunium. Pada oktahedral atom

alumunium berkoordinasi dengan enam atom oksigen atau gugus-gugus hidroksil

yang berlokasi pada ujung oktahedron. Al3+ dapat digantikan oleh Mg2+, Fe2+,

Zn2+, Ni+, Li+ dan kation lainnya. Subtitusi isomorphous dari Al3+ untuk Si4+ pada

tetrahedral dan Mg2+ atau Zn2+ untuk Al3+ pada oktahedral menghasilkan muatan

negatif pada permukaan clay, hal ini diimbangi dengan adsorpsi kation di lapisan

interlayer (Alemdar, et. al., 2005).


12/25

11

Adanya atom-atom yang terikat pada masing-masing lapisan struktur

montmorillonit memungkinkan air atau molekul lain masuk di antara unit lapisan.

Akibatnya kisi akan membesar pada arah vertikal. Selain itu karena adanya

pergantian atom Si oleh Al menyebabkan terjadinya penyebaran muatan negatif

pada permukaan bentonit. Bagian inilah yang disebut sisi aktif (active site) dari

bentonit dimana bagian ini dapat menyerap kation dari senyawa-senyawa organik

atau dari ion-ion senyawa logam. Berdasarkan pada sifat penyerapan dan sifat

katalis yang dimiliki oleh bentonit, bentonit banyak digunakan dalam berbagai

aplikasi industri sebagai adsorben pestisida, adsorben kotoran binatang, katalis

dan penunjang katalis, bahan pemucat (bleaching earth) dalam industri minyak

sawit dan berbagai industri farmasi. Penggunaan ini didasarkan oleh ketersediaan

bentonit yang ada di alam.

Di alam, bentonit terdiri atas dua jenis, yaitu natrium bentonit dan kalsium

bentonit yang keduanya dapat dibedakan dari sifat mengembang ( swelling ) bila

dicelupkan ke dalam air.

1)

Natrium bentonit

Memiliki kemampuan mengembang delapan kali lipat bila dicelupkan ke

dalam air dan membentuk suspensi kental setelah bercampur air dengan

pH 8.5 - 9.8. Dapat dimanfaatkan sebagai pengisi ( filler ), lumpur

pemboran, bahan pencampur dalam pembuatan cat, bahan baku farmasi

dan sebagainya.

2)

Kalsium bentonit

Kurang mengembang bila dicelupkan ke dalam air dan suspensinya

memiliki pH 3 - 7. Kalsium bentonit digunakan sebagai bahan pemucat

warna (bleaching earth) pada industri minyak sawit, zat pemisah pada

pengilangan minyak bumi, perusahaan bir dan sebagainya.

Dalam keadaan kering bentonit mempunyai sifat fisik berupa partikel

butiran yang halus berbentuk rekahan-rekahan atau serpihan yang khas seperti

tekstur pecah kaca (concoidal fracture), kilap lilin, lunak, plastis, berwarna

kuning muda hingga abu-abu, bila lapuk berwarna coklat kekuningan, kuning

merah atau coklat, bila diraba terasa licin, dan bila dimasukan ke dalam air akan


13/25

12

menghisap air. Sifat fisik lainnya berupa:

1) Massa jenis: 2,2-2,8 g/L

2) Indeks bias: 1,547-1,557

3)

Titik lebur: 1330-1430oC

Bentonit termasuk mineral yang memiliki gugus aluminosilikat . Unsur-

unsur kimia yang terkandung dalam bentonit diperlihatkan pada Tabel 2.1.

Tabel 1. Komposisi Kimia Bentonit

Senyawa Na-Bentonit (%) Ca-Bentonit (%)

SiO2

Al2O3Fe2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

H2O

61,3-61,4

19,83,9

0,6

1,3

2,2

0,4

7,2

62,12

17,335,30

3,68

3,30

0,50

0,55

7,22

Sumber: Puslitbang Tekmira, 2002

Partikel bentonit bermuatan negatif yang diimbangi dengan kation yang

dapat dipertukarkan dan terikat lemah (Na, Ca, Mg, atau K). Adanya kation yangdapat dipertukarkan ini memungkinkan bentonit memisahkan logam berat dari air,

dan juga memisahkan senyawa organik kationik melalui mekanisme pertukaran

ion.

2.4 Regenerasi Spent Bleaching Earth

Pada prinsipnya bleaching earth bekas memiliki kemampuan adsorpsi

yang rendah, tetapi jika di-regenerasi dengan cara pemanasan, dan penambahan

media maka daya adsorpsinya akan meningkat. Proses regenerasi pada SBE dapat

dilakukan secara fisika dan kimia. Proses daur ulang secara fisika dapat dilakukan

dengan cara mengaktivasi bleaching earth bekas tersebut dengan metode

pemanasan (Wambu et al, 2009), dan proses daur ulang secara kimia dapat

dilakukan dengan bantuan media activator, seperti asam phospat (H3PO4),

hydrogen peroksida (H2O2). Bleaching earth bekas pada dasarnya merupakan

campuran antara fresh bleaching earth dengan senyawa hidrokarbon yang berasal

dari CPO. Senyawa hidrokarbon ini dengan proses pemanasan akan menjadi arang


14/25

13

(coke). Arang yang terbentuk dengan bantuan asam phospat dapat meningkatkan

permukaan aktif bleaching earth bekas yang diregenerasi.

Dalam hal ini, bleaching earth bekas adalah kalsium-bentonit yang terdiri

dari lebih 80% mineral monmorillonit mempunyai struktur bertingkat dan

kapasitas pertukaran ion yang aktif di bagian dasar. Oleh karena itu, strukturnya

dapat diganti seperti struktur bagian dasar dengan cara penambahan media

pengaktif seperti H3PO4 atau H2O2. Bahan kimia tersebut akan menyebabkan

penggantian ion-ion K +, Na+, dan Ca+2 serta H+ dalam ruang interlamelar, serta

akan melepaskan ion-ion Al+3, Fe+3, dan Mg+2 dari kisi strukturnya sehingga

menjadi lempung aktif. Aktivitas permukaan aktif adsorben bekas ini dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan kimia pengaktif, biasanya dipakai H3PO4. Selain pengaruh

konsentrasi bahan kimia pengaktif, perlu diperhatikan sifat dasar, distribusi

ukuran artikel, pH, dan nilai SiO2 atau Al2O3. Selain hal tersebut, beberapa faktor

yang mempengaruhi proses regenerasi atau re-aktivasi yaitu suhu pemanasan,

waktu pemanasan dan tekanan.

2.4 Natrium Hidroksida

Natrium hidroksida merupakan suatu basa kuat yang sangat mudah larut

dalam air. Senyawa ini biasa disebut sebagai soda kaustik, atau soda api karena

sifatnya yang terasa panas dan licin jika terkena kulit. NaOH merupakan senyawa

ionic yang memiliki titil lebur 3180C dan titik didih 13900C. NaOH sangat mudah

larut dalam air dan kelarutannya bersifat eksotermis.

NaOH dapat dibuat dengan elektrolisis brine (larutan NaCl, garam dapur).

Elektrolisis ini menghasilkan gas chlor (Cl2) di anode dan gas hidrogen (H2) di

katode menurut reaksi redoks sebagai berikut,

Katoda: 2 H+(aq) + 2 e – → H2 (g)

Anoda: 2 Cl – → Cl2 (g) + 2 e –

2 Na+ + Cl- + 2H2O → Cl2 + H2 + 2 Na+ + OH-

akan tetapi proses ini memakan jumlah listrik yang sangat banyak yaitu

sekitar 30000 ampere.

NaOH banyak digunakan didalam laboratorium kimia adalah untuk reagen

sumber ion hidroksida, OH-. Hal ini berdasarkan pertimbangan bahwa basa NaOH


15/25

14

sangat mudah larut. Selain itu, NaOH juga banyak digunakan sebagai standar

sekunder pada eksperimen titrasi asam basa. Akan tetapi, penyimpanan larutan

NaOH yang telah distandarisasi harus dalam ruang tertutup karena sifat NaOH

yang bersifat higroskopis membuta larutannya juga mudah untuk menyerap gas

CO2 dalam atmosfer. Hal ini akan mempengaruhi konsentrasi larutan NaOH

sendiri. Dalam laboratorium kimia organic, nNaOH juga sering digunakan sebagai

reagen basa disamping KOH.

Dalam dunia industri, NaOH banyak digunakan dalam industri pembuatan

sabun, detergen, industri tekstil, pemurnian minyak bumi, dan pembuatan

senyawa natrium lainnya. Berdasarkan sifatnya yang merupakan basa, NaOH

banyak digunakan sebagai bahan pembuat sabun. Kotoran yang kebanyakan

berupa lemak akan disabunkan oleh NaOH sehingga sabun hasil reaksi

penyabunan ini akan larut dalam air membentuk misel. Tetapi sekarang ini sabun

yang menggunakan bahan aktif basa NaOH sudah tidak banyak lagi digunakan,

karena sabun ini akan menjadi tidak aktif jika air yang digunakan bersifat sadah.

Tabel 2. Sifat fisika dan kimia NaOH

Karakteristik Nilai

Massa molar

Wujud

Specific gravity

Titik leleh

Titik didih

Kelarutan dalam air

Kebasaan (pKb)

40 g/mol

Zat padat putih

2,130

318,4oC (591K)

1390oC (1663K)

Sangat larut

~2,43

Sumber: S Saadi, 2015

2.5 Ammonium Hidroksida

Karakteristik Nilai

Massa molar

Kelarutan

Titik leleh

35,04 g/mol

Jauh larut

-91,5oC


16/25

15

Titik didih

Spesific grafity

pH

24,7oC

0,9 (28% NH4OH)

11,6

Sumber: Anonim, 2011

2.6 X-Ray Di ff raction

Sinar X ditemukan pertama kali oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun

1895. Karena asalnya tidak diketahui waktu itu maka disebut sinar-X. Sinar X

digunakan untuk tujuan pemeriksaan yang tidak merusak pada material maupun

manusia. Disamping itu, sinar X dapat juga digunakan untuk menghasilkan poladifraksi tertentu yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif

material. Pada waktu suatu material dikenai sinar X, maka intensitas sinar yang

ditransmisikan lebih rendah dari intensitas sinar datang. Hal ini disebabkan

adanya penyerapan oleh material dan juga penghamburan oleh atom-atom dalam

material tersebut.Berkas sinar X yang dihamburkan tersebut ada yang saling

menghilangkan karena fasanya berbeda dan ada juga yang saling menguatkan

karena fasanya sama. Berkas sinar X yang saling menguatkan itulah yang disebut

sebagai berkas difraksi.

Hukum Bragg merupakan perumusan matematika tentang persyaratan

yang harus dipenuhi agar berkas sinar X yang dihamburkan tersebut merupakan

berkas difraksi. Sinar X dihasilkan dari tumbukan antara elektron kecepatan tinggi

dengan logam target. Dari prinsip dasar ini, maka dibuatlah berbagai jenis alat

yang memanfaatkan prinsip dari Hukum Bragg ini. XRD atau X-Ray Diffraction

merupakan salah satu alat yang memanfaatkan prinsip tersebut dengan

menggunakan metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering

digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa

kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta

untuk mendapatkan ukuran partikel. Bahan yang dianalisa adalah tanah halus,

homogenized, dan rata-rata komposisi massal ditentukan.

Dasar dari prinsip pendifraksian sinar X yaitu difraksi sinar-X terjadi pada

hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik.

Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi


17/25

16

yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi

kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg:

n.λ = 2.d.sin θ ; n = 1,2,...

Berdasarkan persamaan Bragg, jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada

sampel kristal,maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki

panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar

yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai

sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel,

makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul

pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu

dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran

ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua

jenis material. Standar ini disebut JCPDS. Prinsip kerja XRD secara umum adalah

sebagai berikut : XRD terdiri dari tiga bagian utama, yaitu tabung sinar-X, tempat

objek yang diteliti, dan detektor sinar X. Sinar X dihasilkan di tabung sinar X

yang berisi katoda memanaskan filamen, sehingga menghasilkan elektron.

Perbedaan tegangan menyebabkan percepatan elektron akan menembaki objek.

Ketika elektron mempunyai tingkat energi yang tinggi dan menabrak elektron

dalam objek sehingga dihasilkan pancaran sinar X. Objek dan detektor berputar

untuk menangkap dan merekam intensitas refleksi sinar X. Detektor merekam dan

memproses sinyal sinar X dan mengolahnya dalam bentuk grafik.


18/25

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

1) Tempat : Laboratorium unit proses, teknik kimia universitas

sriwijaya, sumatera selatan, indonesia.

2) Waktu : 25 maret 2016 – 25 juli 2016

3) Pada penelitian ini dilakukan tahapan-tahapan sebagai berikut :

a) Studi literatur

b)

Persiapan bahan baku, zat dan peralatan penelitian

c) Proses penelitian.

d) Analisis data dari hasil yang diperoleh

3.2. Peralatan dan Bahan Penelitian

3.2.1. Alat Penelitian

1)

Batang pengaduk

2)

Labu ukur

3) Hotplate

4)

Kertas saring

5) Aluminium foil

6) Porselen

7)

Oven

8) furnace

9)

pH meter

10)

Neraca analitik

11) Erlemenyer

12) Beker gelas

13) Corong pemisah

3.2.2. Bahan Penelitian

1) Limbah SBE dari perusahaan pengolahan minyak kelapa sawit PT Sinar

Mas


19/25

18

2)

NaOH

3)

4) Aquadest

3.3. Prosedur Penelitian

1.

SBE yang telah digerus hingga berukuran 325 mesh kemudian dicampurkan

dengan NH4OH pada konsentrasi 0.5M menjadi tiga sampel dengan

perbandingan SBE dan NH4OH 1:5 (w/w). Campuran diaduk diatas hot plate

stirrer dengan temperatur 100ºC dan kecepatan rata-rata 800 rpm dengan

variasi waktu masing-masing selama 0,5jam, 1jam, dan 1,5jam.

2. Kemudian campuran disaring untuk memisahkan padatan dan cairannya

menggunakan kertas saring.

3. Padatan yang terdapat pada kertas saring kemudian dimasukkan kedalam

oven pada temperatur 100ºC selama 12 jam untuk proses pengeringan.

4.

Padatan yang telah kering kemudian dilakukan proses pembakaran dalam

furnace pada suhu 400ºC dan ditahan selama 1 jam.

5. Setelah didapatkan waktu pengadukkan optimal dari masing-masing sampel

yang diuji, tahapan selanjutnya melakukan penanganan SBE menggunakan

waktu optimal yang telah ditemukan dan diulangi untuk senyawa NH4OH

dan NaOH dengan variasi konsentrasi.


20/25

19

Gambar 3.1 Blok Diagram proses regenerasi SBE

Pre-treatment

Pencampuran

Pengendapan

1. NaOH/NH4OH 300 ml

dengan konsentrasi

1M/0,7M/0,5M/0,2M/0,1

M

2. SBE 60 gram

3. 30 menit/ 1 jam / 1,5 jam,

100ºC

4. Magnetic Stirrer

Di endapan selama 1 malam

dan dipisahkan menggunakan

kertas saring.

Penyiapan bahan baku :

1. Limbah SBE digerus

hingga berukuran 325mesh

2. Konsentrai senyawaaktivasi

Pengeringan -Mengurangi kadar air

dengan oven 105ºC selama24 jam

aktivasi Dengan furnace pada suhu400ºC ditahan 1 jam


21/25

20

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 HASIL PENGAMATANPada hasil pengamatan ini analisa yang kita gunakan adalah analisa tes PH

dan tes blau. Pada analisa tes meter didapatkan hasil pada pengadukan selama

30menit;60menit;90menit berturut-turut adalah 6;5;6.

Gambar 4.1. analisa ph meter

Pada hasil tes blau yang dilakukan dengan menggunakan pengamatan

langsung hasil yang paling baik didapatkan pada percobaan pengadukan selama

60menit.

Gambar 4.2. analisa tes blau

Setelah didapatkan waktu pengadukan yang optimum, dilanjutkan dengan

menggunakan metode yang sama dengan variabel konsentrasi yang belum dicoba

Dari hasil analisa menggunakan pH meter didapatkan hasil pada konsentrasi

1M;0,75M;0,5M;0,25M;0,1M berturut-turut adalah 5;5;6;6;6. Pada hasil tes blau

yang dilakukan dengan menggunakan pengamatan langsung hasil yang paling

baik didapatkan pada percobaan menggunakan konsentrasi 1M.


22/25

21

Gambar 4.3. hasil regenerasi SBE

4.2. Pembahasan

Pada penelitian Regenerasi Bentonit dengan Aktivator Senyawa Basa

dalam Limbah Spent Bleaching Earth digunakan NH4OH sebagai senyawa

aktivasi sebanyak 100 ml dengan konsentrasi 1 M; 0,75 M; 0,5 M; 0,25 M dan 0,1

M. Waktu pencampuran senyawa basa dan limbah SBE digunkan perbandingan

waktu 30 menit, 60 menit dan 90 menit. Proses dari penelitian Regenerasi

Bentonit dengan Aktivator Senyawa Basa dalam Limbah Spent Bleaching Earth

yaitu dimulai dengan pretreatment bahan dan alat yang akan diujikan, dimana

pada penelitian ini bahan dan alat yang digunakan antara lain Limbah SBE (60gr),

NH4OH (1M 300ml), Aquadest, Labu ukur, Gelas Kimia, Spatula, Hotplate.

kemudian tahap selanjutnya yaitu Pencampuran dengan variasi waktu 0,5 jam; 1

jam; dan 1,5 jam. Pencampuran yang dilakukan yaitu pencampuran antara

senyawa NH4OH dengan Limbah SBE dimana Limbah SBE yang digunakan

sebanyak 60 ml dicampurkan dengan senyawa basa NH4OH sebanyak 100 ml dan

dipanaskan pada suhu 100ºC, Pencampuran ini supaya lebih homogen dibantu

dengan adanya magnetic stirrer. Kemudian tahap selanjutnya yaitu pengendapan

menggunakan kertas saring. Yang terakhir yaitu pengeringan yang tujuan untuk

mengurangi kadar air, tahap pengeringan ini dilakukan di dalam oven pada suhu

100ºC selama 24 jam. Dari hasil analisa menggunakan pH meter didapatkan hasil

pada pengadukan selama 0,5 jam; 1 jam; 1,5 jam berturut-turut adalah 6; 5; 6.

Pada hasil tes blau yang dilakukan dengan menggunakan pengamatan langsung

hasil yang paling baik didapatkan pada percobaan dengan pengadukan selama 1

jam. Setelah didapatkan waktu pengadukan yang optimum, dilanjutkan dengan


23/25

22

menggunakan metode yang sama dengan variabel konsentrasi yang belum dicoba.

Dari hasil analisa menggunakan pH meter didapatkan hasil pada konsentrasi 1M;

0,75M; 0,5M; 0,25M; 0,1M berturut-turut adalah 5; 5; 6; 6; 6. Pada hasil tes blau

yang dilakukan dengan menggunakan pengamatan langsung hasil yang paling

baik didapatkan pada percobaan menggunakan konsentrasi 1M. Maka Hasil

terbaik yang didapatkan Pada penelitian Regenerasi Bentonit dengan Aktivator

Senyawa Basa dalam Limbah Spent Bleaching Earth dengan menggunakan

NH4OH 1M dengan waktu pengadukan 60menit.


24/25

23

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Metode yang digunakan pada regenerasi limbah SBE adalah metode Fisika

dan Kimia.

2. Senyawa basa yang dapat digunakan untuk regenerasi limbah SBE adalah

Senyawa Basa NH4OH.

3.

Variabel yang paling optimum adalah menggunakan NH4OH 1M dengan

waktu pengadukan 60menit.

4.

Proses Regenerasi Bentonit pada limbah SBE yaitu Pretreatment alat dan

bahan, Pencampuran, Pengendapan dan Pengeringan.

5.2 Saran

Diharapkan pada penelitian selanjutnya Dapat melakukan regenerasi

dengan waktu aktivasi yang optimum dan dilakukan uji adsorben yang dihasilkan

dengan menggunakan alat instrument untuk mengetahui kualitas dari adsorben

yang dihasilkan.


25/25

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, A. Optimasi Ekstraksi Spent Bleaching Earth dalam Recovery Minyak

Sawit. Skripsi Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Kimia Universitas

Indonesia.

Anonim. 2009. MSDS Ammonium Hidroksida. Online: http://dokumen.tips/docu

ments /msds-amonium-hidroksida.html. Diakses pada tanggal 25 maret

2016.

Anonim. 2009. MSDS Natrium Hidroksida. Online: www.itokindo.org. (Diakses

pada tanggal 25 maret 2016)

Anonim. 2011. Teknologi Pengolahan Limbah Kelapa Sawit. Online:

http://sawitindonesia.com/inovasi/teknologi-pengolahan-limbah-pabrik-kel

apa-sawit. (Diakses pada tanggal 25 maret 2016)

Barkatul A., dkk. Regenerasi Spent Bleaching Earth (SBE) dan Aplikasinya pada

Adsorbsi Ion Cu(II), Jurnal Jurusan Teknik Kimia Universitas Riau.

Daniel S Bath, Jenal M Siregar, M Turmuzi Lubis. Penggunaan Tanah Bentonit

sebagai Adsorben Logam Cu. Jurnal Jurusan Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

Masya. 2011. Recovery Limbah SBE. Online: https://callmecrysant.word

press.com/2011/02/09/recovery-limbah-sbe/. (Diakses pada tanggal 25

maret 2016)

Meldia, E., dkk. Regenerasi Bentonit bekas secara Kimia Fisika dengan Aktivator

Asam Klorida dan Pemanasan pada proses pemucatan CPO. Jurusan

Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Lampung, Lampung.

Ratnasari, D., dkk. 2009. Alat XRD. Online: http://kimia.ft.uns.ac.id/file

/Kuliah/Kimia%20Fisika/Tugas%20I/XRD%20III.pdf. (Diakses pada

tanggal 25 maret 2016)

Regenerasi Bentoni - OPM - Kel. 1

Documents

Transcript of Regenerasi Bentoni - OPM - Kel. 1