KATALITIK HYDROCRACKING MEFA MINYAK DEDAK PADI (RICE BRAN OIL) MENJADI FRAKSI BAHAN BAKAR CAIR.

KATALITIK HYDROCRACKING MEFA MINYAK
DEDAK PADI (RICE BRAN OIL) MENJADI
FRAKSI BAHAN BAKAR CAIR

Oleh:
Pratiwi Brilliyani S
NIM 4103210027
Program Studi Kimia

SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain

JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014

i

Judul Skripsi

: Katalitik Hydrocracking MEFA Minyak Dedak Padi
(Rice Bran Oil) Menjadi Fraksi Bahan Bakar Cair

Nama Mahasiswa

: Pratiwi Brilliyani S.

NIM

: 4103210027

Program Studi

: Kimia

Jurusan

: Kimia

Menyetujui:
Dosen Pembimbing Skripsi

Junifa Layla Sihombing, S.Si., M.Sc.
NIP. 198006202006042001

Mengetahui:

FMIPA UNIMED
Dekan,

Jurusan Kimia
Ketua,

Prof,Dr.Motlan,M.Sc,Ph.D
NIP. 19590805 198601 1 001

Tanggal Lulus

: 22 Agustus 2014

Drs. JamalumPurba,M.Si
NIP. 19641207 199103 1 002

iv

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat dan
karuniaNya sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai dengan
waktu yang direncanakan.
Skripsi berjudul “Katalitik Hydrocracking MEFA Minyak Dedak Padi
(Rice Bran Oil) Menjadi Fraksi Bahan Bakar Cair” disusun untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada: Ibu Junifa
Layla Sihombing, S.Si., M.Sc., sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian sampai
dengan selesainya penulisan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan
kepada Bapak Prof.Drs.Manihar Situmorang,M.Sc.,Ph.D, Bapak Drs. Rahmat

Nauli,M.Si dan Ibu Dra.Ratu Evina Dibyantini, M.Si sebagai dosen-dosen penguji
yang telah memberikan masukan dan saran-saran mulai dari rencana penelitian
sampai selesai penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih disampaikan kepada
Bapak Drs. Jasmidi, M.Si selaku dosen PA, Bapak Ahmad Nasir Pulungan, S.Si,
M.Sc., dan kepada seluruh Bapak dan Ibu Dosen serta Staf Pegawai Jurusan Kimia
FMIPA UNIMED yang sudah membantu penulis.
Teristimewa saya sampaikan terima kasih kepada Alm. Ayahanda tercinta
Maulud Simatupang, Ibunda tersayang Nurhamisah Harahap dan adik saya ( Kartini
Brilliyani S dan Citra Hazanah S.) yang sudah berdoa dan memberikan dorongan
semangat dan kasih sayangnya serta materi yang diberikan kepada saya untuk
menyelesaikan studi di UNIMED. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada
kakak Ika Rahmah Dimayani, Ary Anggara Wibowo dan Siti Hajjah yang telah mau
berbagi ilmu dan pengalaman kepada penulis dan teman-teman Kimia 2010
seperjuangan (khususnya Wiwit Winarti, Desy Fitriani, Kiki Agnesia, Nurhidayanti,
Sulya Fitri, Putri Try, Siska Winti, Putri Jumairah, Jihan Purnama, Dedy Setiawan,

v

Rahmad Kurnia dan Dimas Ade Putra) serta teman-teman kost 89 yang tidak bisa
disebutkan satu persatu yang selalu memberikan semangat kepada penulis. Serta

kepada semua pihak yang telah memberi masukan kepada penulis yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu.
Penulis berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian skripsi ini,
namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun tata
bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun
dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Kiranya isi skripsi ini bermanfaat dalam
memperkaya khasanah penelitian.

Medan, Agustus 2014
Penulis,

Pratiwi Brilliyani S.
NIM. 4103210027

vi

DAFTAR ISI

Halaman
Lembar Pengesahan

i

RiwayatHidup

ii

Abstrak

iii

Kata Pengantar

iv

Daftar Isi

vi

DaftarGambar

ix

DaftarTabel

x

DaftarLampiran

xi

BAB I.PENDAHULUAN

1

1.1

Latar Belakang

1

1.1

BatasanMasalah

4

1.2

RumusanMasalah

4

1.3

Tujuan Penelitian

5

1.4

Manfaat Penelitian

5

BAB II.TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1

DedakPadi

6

2.1.1 MinyakDedakPadi

6

2.2

8

MEFA ( Metil Ester Fatty Acid)

2.2.1 Esterifikasi

9

2.2.2 Transesterifikasi

10

2.3

Zeolit

11

2.3.1 Zeolit Alam

12

2.3.2 Zeolit Sintetik

13

2.3.3 Zeolit Sebagai Katalis

14

vii

2.3.3 Zeolit Sebagai Pengemban

15

2.4

18

Catalytic Hydrocracking (Hidrorengkah)

BAB III.METODE PENELITIAN

21

3.1

Tempat dan Waktu Penelitian

21

3.2

Alat

21

3.3

Bahan

21

3.4

ProsedurPenelitian

21

3.4.1 Ekstraksi Minyak Dedak Padi

21

3.4.2 Esterifikasi dan Transesterifikasi Minyak Dedak Padi

22

3.4.3 PreparasiZeolitAlam

23

3.4.4 Pembuatan Katalis NiO/ZAA

23

3.4.5 Proses catalytic hydrocracking MEFA minyakdedakpadi

23

3.4.6 AnalisisProdukCair dengan GC

25

3.5

26

BaganAlirPenelitian

3.5.1 Ekstraksi, EsterifikasidanTransesterifikasiMinyakDedakPadi

27

3.5.3 PreparasiZeolitAlam

28

3.5.3 Pembuatan Katalis NiO/ZAA

29

3.5.4 Proses catalytic hydrocracking MEFA minyakdedakpadi

30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

31

4.1

EkstraksiMinyakDedakPadi

31

4.2

EsterifikasidantransesterifikasiMinyakDedakPadi

32

4.3

Karakterisasi FTIR Katalis

33

4.4

KarakterisasiDifraksisinar-X (XRD)

36

4.5

Hydrocracking MEFA MinyakDedakPadi

38

4.6

SelektivitasKatalisTerhadapFraksiBensindan Diesel

40

viii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

45

5.1

Kesimpulan

45

5.2

Saran

45

DAFTAR PUSTAKA

46

Lampiran

52

x

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 2.1 Karakteristik Minyak Dedak Padi

7

Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Dedak

8

Tabel 4.1 Intensitas dari 4 puncak utama difraktogram ZA, ZAA,

36

dan NiO/ZAA
Tabel 4.2 Data Konversi hasil Hydrocrackig MEFA Minyak Dedak Padi 39
Tabel 4.3 Selektivitas Katalis Terhadap Fraksi Bahan Bakar Cair

41

Tabel 4.4 Spesifikasi Bensin Indonesia

43

xi

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 ReaksiEsterifikasiPadaMinyak

9

Gambar 2.2 ReaksiTransesterifikasiPadaMinyak

10

Gambar 2.3 StrukturZeolit

11

Gambar 2.4 Mekanisme Catalytic Hydrocracking secara umum

20

Gambar 3.1 SkemaAlat Hydrocracking

25

Gambar 3.2 BaganAlirEkstraksiDedakPadidan MEFA

27

MinyakDedakPadi
Gambar 3.3 BaganAlirPreparasiZeolitAlam

28

Gambar 3.4 BaganAlirImpregnasiLogam Ni padaZeolitAlam

29

Gambar 3.5 BaganAlirReaksi Hydrocracking MinyakDedakPadi

30

Gambar 4.1 Hasil Analisis GC MEFA Minyak Dedak Padi

33

Gambar 4.2 Proses Pemutusan ikatan Al-O akibat perlakuan asam

34

Gambar 4.3 Spektra IR sampel (a) ZA, (b) ZAA, dan (c) NiO/ZAA

35

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara konversi produk cair terhadap

39

variasi temperatur untuk katalis ZAA dan NiO/ZAA
Gambar 4.5 Grafik hubungan Selektivitas katalis terhadap

42

variasi temperatur untuk katalis ZAA dan NiO/ZAA
Gambar 4.6 Perbandingan kromatogram GC antara (a) diesel,
(b) bensin komersil, (c) MEFA minyak dedak padi dan
(d) hasil konversi produk cair

43

x

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1

Kromatogram Hasil MEFA Minyak Dedak Padi

51

Lampiran 2

Hasil Pengukuran Spektra IR

52

Lampiran 3

Difraktogram XRD

54

Lampiran 4

Kromatogram Produk Cair Hasil Catalytic Hydrocracking 56
MEFA Minyak Dedak Padi

Lampiran 5

Dokumentasi Penelitian

59

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan
Kesimpulan dalam penelitian ini adalah :
1. Semakin tinggi suhu, maka konversi produk cair yang dihasilkan semakin
meningkat.
2. Pengaruh katalis terhadap konversi produk cair yaitu untuk katalis ZAA
dihasilkan persen produk cair pada suhu 350oC, 400oC, dan 450oC masingmasing yaitu 21,76%, 78,63%, dan 79,16% dan untuk katalis NiO/ZAA
dihasilkan persen produk cair pada suhu 350oC, 400oC, dan 450oC masingmasing yaitu 31,11%, 79,28%, dan 82,32%
3. Selektivitas katalis ZAA terhadap fraksi bensin lebih tinggi dibandingkan
katalis NiO/ZAA yaitu masing-masing 45,08%, 27,66%, dan 27,84% dan
selektivitas katalis NiO/ZAA terhadap fraksi bensin adalah 35.08%,
24,54%, dan 25,75%. Sedangkan selektivitas katalis NiO/ZAA untuk
fraksi diesel lebih besar dibandingkan dengan ZAA yaitu 64,92%, 75,46%,
dan 74,25% dan selektivitas katalis ZAA terhadap fraksi diesel adalah
54,92%, 72,34%, dan 72,16%

5.2. Saran
1. Perlu dilakukan variasi temperatur dengan rentang suhu yang lebih kecil
untuk mendapatkan hasil konversi produk cair yang lebih optimal.
2. Perlu dilakukan variasi konsentrasi katalis untuk menghasilkan konversi
bahan bakar cair yang lebih optimum.

45

46

DAFTAR PUSTAKA

Alsobaai, M.A., (2007), Development Of Niw-Zeolite-Based Catalysts For
Hydrocracking Of Gas Oil: Synthesis, Characterization, Activity And
Kinetics Studies., Thesis, Universiti Sains Malaysia

Arifan, F., Yuliato, M.E., Wikanta, D.K., Damayanti, N., (2011), Pengembangan
Bioreaktor Enzimatik Untuk Produksi Asam Lemak Dari Hasil Samping
Penggilingan Padi Secara In Situ, Prosiding Seminar Nasional Teknik
Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan
Sumber Daya Alam Indonesia ISSN 1693 – 4393

Aziz, I., Siti, N., dan Arif, R., (2012), Penggunaan Zeolit Alam sebagai Katalis
dalam Pembuatan Biodiesel, Jurnal Valensi 2(4): 511-515

Badan Pusat Statistic, (2009-2013), Production, Harvested Area and Yield of
Paddy in Indonesia,http://www.bps.go.id/tnmn_pgn_php?kat=3, (diakses
pukul 23.41WIB tgl 11 Februari 2013)

Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi, (2013), Outlook Energi Indonesia
2013 ISBN 978-979-95202-9-6, BPPT, Jakarta

Bartolomew, C.H and farrauto, R.J., (2005), Fundamental of Industrial Catalytic
Processes, John Willey & Sons, United State of America

Buzetzki, E., Katarína,S., Ján,C., (2009), Zeolite catalysts in cracking of natural
triacylglycerols, 44th International Petroleum Conference, Bratislava,
Slovak Republic

Chumaidi, A., (2008), Proses Biodiesel Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha Curcas
Oil) Dalam Reaktor Semi Batch Berpengaduk, Jurnal Teknologi Separasi
ISSN 1978-8789, Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Malang

47

Dharsono, W dan Saptiana, O., (2010), Proses Pembuatan Biodiesel Dari Dedak
Dan Metanol Dengan Esterifikasi In Situ, Skripsi, Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang

Dimayani, I., R., (2014), Produksi Biogasoline Dari Dedak Padi Melalui Reaksi
Catalytic Cracking Menggunakan Katalis Nio-Coo-Moo Yang
Diembankan Pada Zeolit Alam Sarul,Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan

Emmnuel, I., (2009), Preparasi, Karakterisasi, Uji Aktivitas, Deaktivasi, dan
Regenarasi Katalis CoO-MoO/ZnO dan CoO-MoO/ZnO-ZAA untuk
Produksi Hidrogen dari Limbah Minyak Fusel, Skripsi, Jurusan Kimia
FMIPA, UGM, Yogyakarta

European Biofuels Technology PlatForm,http://www.biofuelstp.eu/factsheets/fame
fact-sheet.pdf, diakses tanggal 26 Februari 2014

Fanani, Z., (2010), Hidrocracking Tir Batubara Menggunakan Katalis Ni-MoS/ZAA untuk Menghasilkan Fraksi bensin dan Fraksi Kerosin, Jurnal
Penelitian Sains Edisi Khusus Juni 2010 (C), Jurusan Kimia FMIPA,
Universitas Sriwijaya, Sumatera Selatan

Hikmah, M. N dan Zuliyana., (2010), Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) Dari
Minyak DedakDan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Dan
Transesterifikasi, Skripsi, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Dipenogoro

Kusumaningtyas, E.A., (2003), Pemanfaatan Zeolit sebagai Adsorben untuk
Mengolah Limbah Industri dan Radioaktif. UNM, Malang

Lestari, D. Y., (2010), Kajian modifikasi dan karakterisasi zeolit alam dari
berbagai Negara, prosiding seminar nasional Kimia dan Pendidikan Kimia
2010 ISBN: 978-xxx-xxxxx-x-x, Jurusan Pendidikan Kimia UNY,
Yogyakarta.

48

Mahardiani, L., Kurniawan, E., dan Triyono, (2011), Hidrorengkah Metil Ester
Asam Lemak (MEPO) Menggunakan Zeolit Alam Teraktivasi, Jurnal
Molekul 6 (2): 105 – 112

Nasir, S., Fitriyanti., dan Kamila, H., (2009), Ekstraksi Dedak Padi Menjadi
Minyak Mentah Dedak Padi (Crude Bran Oil) Dengan Menggunakan
Pelarut n-Hexane dan Ethanol, Jurnal Rekayasa Sriwijaya18(1): 37 – 44

Nasrudin dan Gatot. P., (2010), Model Kinetika Pembentukan Sisa Karbon Dan
Kadar Air Pada Proses hydrocracking Minyak Jarak Menjadi
Biopetroleum Dengan Kaialis Zeolit Teraktivasi, Jurnal Riset lndustri lV
(3),Balai Riset dan Standardisasi lndustri Palembang Fakultas Pertanian
dan Pascasarjana Universitas Sriwijaya, Palembang

Noor, F.A., (2010), Hidrorengkah Pelumas Bekas Menggunakan Katalis NiOMoO Yang Diembankan pada Zeolit Alam Aktif, Skripsi, Jurusan Kimia
FMIPA, UGM, Yogyakarta

Pulungan, A.N., (2011), Preparasi dan karakterisas ikatalis NiO-CoOMoO/ZeolitAlamdanNiO-CoO-MoO/Zeolit-Y untuk reaksi Hidrorengkah
Minyak Laka menjadi fraksi bensin dan diesel, Skripsi, Jurusan Kimia,
FMIPA UGM

Pulungan, A.N., Sihombing, J.L., Trisunaryanti, W., Triyono., (2011),
Hidrorengkah Minyak Laka Menjadi Fraksi Bahan Bakar Cair
Menggunakan Katalis Zeolit Alam, Jurnal Penelitian Saintika11(2) ISSN
1412-295, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Medan

Putrawan ,I.D.G.A., Shobih, Soerawidjaja ,T.H., (2006), Stabilisasi Dedak Padi
sebagai Sumber Minyak Pangan, Seminar Nasional Teknik Kimia
Indonesia, Palembang

49

Purbasari, A., dan Silviana, (2008),Kajian Awal Pembuatan Biodiesel dari
Minyak Dedak Padi Dengan Proses Esterifikasi, Jurnal Reaktor, 12 (1):
19-21

Rahmaniah, O., (2007), The Effect of Substrate Types to FAME Conversion
onAcid-Catalyzed Transesterification ofCrude Rice Bran Oil, The Journal
for Technology and Science, 18(3):71-77

Rianto, L.B., Suci, A., dan Susi, N.K., (2012), Pengaruh Impregnasi Logam
Titanium pada Zeolit Alam Malang Terhadap Luas Permukaan Zeolit,
Jurnal Alchemy, 2 (1): 58-67

Rodiansono., Trisunaryanti, W., dan Triyono, (2007), Pengaruh Pengembanan
Logam Ni Dan Nb2O5 pada Karakter Katalis Ni/Zeolit dan Ni/ZeolitNb2O5,Jurnal Sains dan Terapan Kimia, 1(1): 20 – 28

Rosdiana, T., (2006), Pencirian Dan Uji Aktivitas Katalitik Zeolit Alam
Teraktivasi, skripsi, FMIPA, IPB, Bogor

Santi, D., (2013), Modifikasi Zeolit Alam Sebagai Katalis Dan Uji Aktivitas
Katalis Dalam Reaksi Hidrorengkah Minyak Kulit Jambu Mete
(Anacardium Occidentale) menjadi Biogasoline dan Biodiesel, ISTECH,
5(2): 104 – 108, Universitas Negeri Papua

Setiadi dan Pertiwi, A., (2007), Preparasi dan Karakterisasi Zeolit Alam Untuk
Konversi Senyawa ABE menjadi Hidrokarbon, Prosiding Konggres Dan
Simposium Nasional Kedua MKICS

Sibarani, K.L., (2012), Preparasi, Karakterisasi dan Uji Aktivitas Katalis Ni/Cr
Zeolit Alam pada Proses Perengkahan Limbah Plastik menjadi Fraksi
Bensin, Skripsi, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok

50

Sihombing, J.L., Jasmidi., Nurmalis., Pulungan, A.N., (2013), Konversi MEFA
Dedak Padi Menjadi Biogasoline Melalui Proses Ctalytic Cracking
Dengan Katalis Zeolit Alam Terembankan Logam Ni,Jurnal
Saintika13(2): 82-89 ISSN 1412-2995, Jurusan Kimia FMIPA, Universitas
Negeri Medan, Medan

Sihombing, J.L., (2010), Preparasi dan Karakterisasi Katalis NiO-MoOCoO/Zeolit Alam dan NiO-MoO/Zeolit Alam untuk Reaksi Hidrorengkah
Pelumas Bekas Menjadi Fraksi Bensin dan Diesel, Tesis, UGM,
Yogyakarta

Simaremare, I.A., (2013), Preparasi, Karakterisasi Dan Uji Aktivasi Katalis
NiO/Zeolit Alam Untuk Cracking Minyak Dedak Padi Menjadi Fraksi
Bensin Dan Diesel ,Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan

Siswodiharjo., (2006), Reaksi hidrorengkah katalis Ni/ zeolit , mo/zeolit,
nimo/zeolit terhadap parafin, Skripsi, Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Surakarta

Susilowati.,(2006), Biodiesel Dari Minyak Biji Kapuk Dengan Katalis Zeolit,
Jurnal Teknik Kimia, 1(1)

Tji, K., (2008), Modifikasi Zeolit Alam Dan Pemanfaatannya Dalam
Menuruunkan Kadar Pencemaran Tembaga Dari Limbah Air
Buangan,Artocarpus8 (2), Departemen Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Universitas Surabaya

Trisunaryanti, W., Akhmad, S., dan Suryo, P., (2013), Characterization and
Modification of Indonesian Natural Zeolite for Hydrocracking of Waste
Lubricant Oil into Liquid Fuel Fraction,J. Chem. Chem. Eng. 7 (2013)
175-180,Gadjah Mada University, Yogyakarta

Trisunaryanti, W., (2009), Zeolit Alam Indonesia Sebagai Adsorben dan Katalis
Dalam Mengatasi Masalah Lingkungan dan Krisis Energi, Jurusan Kimia
FMIPA UGM, Yogyakarta

51

Trisunaryanti, W., Endang, T., dan Sudiono, S., (2005), Preparasi, Modifikasi
Dan Karakterisasi Katalis Ni-Mo/Zeolit Alam Dan Mo-Ni/Zeolit
Alam,Jurnal TEKNOIN,10 (4) ISSN 0853-8697, Department of
Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Gadjah Mada
University

Ulfah, E. M., Fani, A. Y., dan Istadi., (2006), Optimasi Pembuatan Katalis Zeolit
X dari Tawas, NaOH dan Water Glass dengan Response Surface
Methodology, Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis,
1(3): 26-32

Utomo,A.,S., (2011), Preparasi NaOH/Zeolit Sebagai Katalis Heterogen Untuk
Suntesis Biodiesel Dari Minyak Goreng Secara Transesterifikasi, Skripsi,
Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia, Depok

Widayat, A.R., Rachimoellah, M., (2010), Pengaruh Waktu Dealuminasi Dan
Jenis Sumber Zeolit Alam Terhadap Kinerja H-Zeolit Untuk Proses
Dehidrasi Etanol, Reaktor, 13(1)

Witanto, E., Trisunaryanti, W.,dan Triyono., (2010), Preparasi dan Karakterisasi
Katalis Ni-Mo/Zeolit Alam Aktif,Seminar Nasional VI, Yogyakarta