Meningkatnya kebutuhan energi untuk menopang populasi dan pertumbuhan ekonomi di Indonesia telah menyebabkan peningkatan kebutuhan energi dan polusi udara. Pengganti bahan bakar fosil seperti bioenergi, sel surya, dan energi angin telah dieksplorasi sebagai energi hijau alternatif yang secara tidak sengaja mengurangi emisi gas CO2. Biofuel dari minyak goreng bekas (waste cooking oil, WCO) menawarkan cara praktis untuk mengatasi penggunaan minyak goreng bekas minyak nabati sekaligus berkontribusi pada mitigasi limbah makanan. WCO terdiri dari trigliserida dan asam lemak yang cocok untuk produksi biofuel. WCO pada dasarnya dibuang tanpa diolah, sehingga dapat menyebabkan kerusakan lingkungan, pencemaran air, dan tanah.
Pirolisis minyak jelantah dilakukan pada suhu yang berbeda-beda, tergantung pada produk yang diinginkan, misalnya pada suhu 700 ◦C menghasilkan gas sintetik CO dan H2, suhu antara 800 dan 1000 ◦C dapat memperoleh karbon nanotube sebagai produk utama dari pirolisis, sedangkan pirolisis suhu rendah pada 200–400 ◦C menghasilkan cairan bakar yang kaya akan hidrokarbon.
Industri marmer di Indonesia cukup banyak dimanfaatkan sebagai cadangan batu kapur alami yang sangat besar di negara ini. Marmer mengandung sebagian besar dolomit CaMg(CO3)2 dan kalsit (CaCO3). Limbah marmer (MW) yang dihasilkan dari penggergajian dan pemolesan batu kapur alam selama pengolahan marmer menghasilkan partikel melalui proses top-down. MW telah diterapkan sebagai bahan bangunan yang dapat melakukan pemadatan sendiri beton, semen, beton aspal, dan untuk menghasilkan pembakaran batu bata tanah liat. MW sebagai adsorben yang efisien untuk pengendalian SO2. Kandungan basa yang tinggi pada limbah marmer memungkinkan penggunaannya sebagai katalis.
Dalam penelitian ini, limbah marbel digunakan secara langsung tanpa perlakuan awal sebagai katalis dalam pirolisis suhu rendah WCO menjadi biofuel. Komposisi hidrokarbon biofuel telah dikarakterisasi menjadi bahan bakar jet komersial. Penelitian ini memberikan peta jalan ilmiah untuk produksi biofuel dengan memanfaatkan bahan limbah yang tersedia secara lokal sebagai katalis dan prekursor biofuel. Hal ini juga bertujuan untuk memanfaatkan limbah domestik agar memberikan nilai tambah dan nilai ekonomois yang tinggi.
Minyak jelantah yang digunakan pada penelitian ini diambil dari rumah tangga, restoran, hunian di Surabaya, Indonesia. Limbah marbel diambil dari industri marmel Tulungagung, Jawa Timur, Indonesia. Limbah marbel dikarakterisasi dengan XRD, FTIR, peralatan adsorpsi/desorpsi gas N2 untuk mengukur pori, SEM, TEM, TGA, dan pengukur keasaman serta kebasaan.
WCO digunakan sebagai bahan baku untuk reaksi pirolisis katalitik. Pirolisis dilakukan dengan menggunakan gas nitrogen, dan sistem distilasi digunakan untuk mengumpulkan hasil cair. Persentase UM yang berbeda relatif terhadap berat WCO digunakan sebagai katalis (yaitu, 0 %, 1 %, 3%, 6%, 9%). Untuk setiap reaksi, 20 g WCO dicampur dengan MW dalam labu alas bulat leher tiga lalu dipanaskan menggunakan penangas minyak dengan suhu terkontrol. Produk cair dikumpulkan secara berkala dan disaring sebelum dianalisis dengan GCMS.
Pirolisis WCO suhu rendah menggunakan 3% berat MW sebagai katalis dilakukan pada suhu 340 â—¦C, 360 â—¦C dan 380 â—¦C. Suhu dari 340 hingga 380 â—¦C dipilih berdasarkan dekomposisi profil WCO dalam analisis TGA yang telah dilakukan.
Meskipun tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada rendemen cairan yang diperoleh dalam penggunaan MWpada konsentrasi yang berbeda, namun hasil hidrokarbon, yang terdiri dari hidrokarbon alifatik dan siklik, meningkat secara signifikan dengan adanya MW. Hasil analisis dengan GCMS menunjukkan adanya pirolisis tanpa katalis (0%MW) menghasilkan komposisi asam karboksilat yang tinggi sebesar 3,9 g (19,6 %) diikuti oleh hidrokarbon alifatik sebesar 3,6 g (18,4% berat). Jumlah asam karboksilat menurun tajam menjadi kurang dari ~0,3 g (1,5% berat) setelah penambahan MW katalis (Gambar. 1). Peningkatan signifikan pada senyawa siklik juga diamati, berbeda dengan pirolisis yang dilakukan tanpa MW.
Serbuk limbah marmer (MW) menunjukkan selektivitas yang tinggi sebagai katalis dalam reaksi pirolisis pada suhu rendah limbah minyak goreng (WCO) menjadi hidrokarbon biofuel sebagai bahan bakar jet. Katalis optimum pada konsentrasi 3% dan suhu pirolisis 380 â—¦C menghasilkan 56,46 % bahan bakar jet. Pirolisis menggunakan katalis MWefisien terjadi pada 1 jam reaksi untuk menghasilkan hasil cairan optimal, menunjukkan kemampuan untuk mengkatalisis pirolisis. Kondisi optimal diperoleh pada katalis 3%MW yang menghasilkan 43,55 % senyawa linier; 11,1 % senyawa siklik; dan 1,02% senyawa aromatik. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa MW yang mengandung kalsit dan dolomit dapat selektivitas hidrokarbon dalam pirolisis WCO pada suhu rendah
Penulis: Hartati
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148124012035
Baca juga: Produksi Hidrokarbon Kisaran Bahan Bakar Jet dari Minyak Reutealis Trisperma
