degradasi gliserol menggunakan gelombang...
TRANSCRIPT
DEGRADASI GLISEROL
MENGGUNAKAN
GELOMBANG MIKRO
Dosen Pembimbing :
Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA
Oleh :
Yudha Saputra 2306100064
Prasojo 2306100098
LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES KIMIA
LATAR BELAKANG
Produksi biodiesel yang melimpah
Hasil samping biodiesel
berupa gliserol
Upaya-upaya memanfaatkan dan
meningkatkan nilai jual gliserol
RUMUSAN MASALAH
• Konvensional
• Suhu tinggi pada tekanan atmosferik atau suhu tinggi pada tekanan tinggi
• Energi relatif besar
• Cara Alternatif
• Menggunakan microwave
• Membangkitkan suhu tinggi
• Waktu pemanasan relatif singkat
Degradasi
Gliserol
BATASAN PENELITIAN
Gliserol yang digunakan adalah gliserol 87% PA
Tekanan atmosferik
Perbandingan massa antara gliserol dengan air adalah 2 : 3
TUJUAN PENELITIAN
1. Mempelajari pengaruh gelombang mikro (daya,waktu)
terhadap reaksi degradasi gliserol dengan parameter :
a) Konsentrasi asetaldehid pada produk
b) Gliserol yang terkonversi
2. Membandingkan dua jenis katalis (karbon aktif yang
diasamkan dengan asam fosfat dan asam fosfotungstik)
terhadap degradasi gliserol dengan parameter :
a) Konsentrasi asetaldehid pada produk
b) Gliserol yang terkonversi
GLISEROL
Properties Nilai
Berat molekul 92,1
Titik didih 290 0C
Titik beku 17 0C
Suhu kritis 492,2 0C
Tekanan kritis 42,5 atm
Spesific gravity 1,26
Densitas (25 0C) 1,25 g/cm3
Viskositas (20 0C) 1,5 Pa.s
Thermal Conductivity 0,28 W/m.K
1. Liquid kental
2. Bening, tak berwarna
3. Higroskopis
4. Larut sempurna dalam air
KARBON AKTIF
Properties dari karbon aktif yang digunakan :
Surface area : 144 m2/g
Tidak larut dalam air
Sifat fisik :
○ Hitam
○ Tidak berbau
○ Berbentuk granular
MICROWAVE
Karakteristik microwave
Merambat dalam arah garis lurus
Menembus kaca, plastik, dan keramik
Panas gelombang mudah diserap oleh makanan dan air
PRODUK DEGRADASI GLISEROL
GLISEROL
+
AIR
Asetal
dehid
CH4
CO2
CO
Formal
dehid
Acrolein
Aseton
Asam
asetat
PENELITI TERDAHULU
1. Buhler, W, et. al, 2002
Reaksi pirolisis gliserol.
Kondisi Operasi :
○ Suhu 349 – 475 oC
○ Tekanan 25, 35 ,45 MPa
Produk : methanol, asetaldehid, propionaldehid, acrolein,
ethanol, formaldehid, CO, CO2, hidrogen.
2. Tsukuda, E, et. al, 2007
Degradasi gliserol menggunakan silika yang diasamkan.
Asam yang digunakan :
○ H3PO4
○ H3BO4
Kondisi Operasi :
○ Suhu 275 & 325 oC
○ Konsenstrasi gliserol 10 %
○ Tekanan atmosferik
Produk : asetaldehid, acrolein. hidroksi aseton, asam asetat
3. Lili, N, et. al, 2008
Degradasi gliserol menggunakan karbon aktif yang
diasamkan dengan asam silikotungstik.
Kondisi Operasi :
○ Suhu 330 oC
○ Konsentrasi gliserol 10 %
○ Tekanan atmosferik
Produk : acrolein, asetaldehid, hidroksi aseton
METODOLOGI PENELITIAN
Keterangan :
1. Microwave
2. Penampung reaktan
3. Pemanas
4. Termokopel
5. Display termokopel
6. Display termokopel
7. Reaktor kaca
8. Kondensor
9. Water trap glass
10. Ice bath
11. Termokopel
1
Skema peralatan penelitian
BAHAN YANG DIGUNAKAN
1. Gliserol 87% PA.
2. Aquadest.
3. Katalis.
4. Asam fosfat.
5. Asam fosfotungstik.
VARIABEL PENELITIAN
Daya : 300, 400, 500, dan 600 Watt
Waktu : 4, 6, 8, 10, dan 12 menit
Jumlah katalis : 2 gram
Jenis Katalis :
1. Karbon aktif yang diasamkan dengan asam fosfat
2. Karbon aktif yang diasamkan dengan asam fospotungstik
Kondisi Operasi :
Tekanan : atmosferik
BESARAN YANG DIUKUR
Konsentrasi asetaldehid (% massa)
Dari Analisa GC (Gas Chromatography)
Gliserol yang terkonversi
HASIL PENELITIAN
Tabel konsentrasi produk asetaldehid untuk katalis
karbon aktif yang diasamkan dengan asam fosfat
P Waktu ( Menit )
4 6 8 10 12
300 0,23 0,69 0,91 0,37 1,31
400 0,48 0,32 0,21 0,67 1,91
500 0,54 0,58 0,69 0,14 0,47
600 0,36 1,73 2,31 0,33 0,51
1. Pengaruh daya dan waktu terhadap konsentrasi
produk asetaldehid yang terbentuk.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
2 4 6 8 10 12
Ko
ns
en
tra
si a
se
tald
eh
id (
%)
Waktu ( Menit )
300 Watt
400 Watt
500 Watt
600 Watt
Daya ( Watt )
Grafik konsentrasi produk asetaldehid fungsi waktu untuk berbagai daya
HASIL PENELITIAN
HASIL PENELITIAN
P ( Watt ) t ( Menit)
4 6 8 10 12
300 65.92 % 66.09 % 67.88 % 71.47 % 73.91 %
400 67.39 % 68.37 % 71.63 % 75.38 % 77.99 %
500 73.91 % 75.54 % 79.29 % 80.11 % 81.25 %
600 82.39 % 82.72 % 83.04 % 84.02 % 85.33 %
Tabel konversi gliserol menggunakan katalis karbon aktif
yang diasamkan dengan asam fosfat
2. Pengaruh daya dan waktu terhadap konversi gliserol
HASIL PENELITIAN
60
65
70
75
80
85
90
2 4 6 8 10 12 14
Ko
nve
rsi
(%)
Waktu ( Menit )
300 Watt
400 Watt
500 Watt
600 Watt
Daya (Watt)
Grafik konversi gliserol fungsi waktu pada berbagai daya
HASIL PENELITIAN
Waktu
(Menit) Power (Watt)
Konsentrasi asetaldehid (%)
Katalis
C + Asam fosfat C + Asam fosfotungstik
4
300 0,23 0,58
400 0,48 0,65
500 0,54 0,95
600 0,36 0,89
6
300 0,69 0,63
400 0,32 0,53
500 0,58 0,22
600 1,73 0,36
Tabel konsentrasi asetaldehid terhadap berbagai jenis katalis
3. Pengaruh katalis terhadap konsentrasi produk asetaldehid
yang terbentuk
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 1 2 3 4
Ko
ns
en
tra
si a
se
tald
eh
id (
%)
Daya ( Watt)
C + H3PO4
C + As.Phospotungstic
HASIL PENELITIAN
Katalis
Grafik konsentrasi asetaldehid fungsi daya
dengan berbagai katalis pada waktu 4 menit
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
0 1 2 3 4
Ko
ns
en
tra
si a
se
tald
eh
id (
%)
Daya ( Watt)
C + H3PO4
C + As.Phospotungstic
Katalis
300 400 500 600 300 400 500 600
Grafik konsentrasi asetaldehid fungsi daya
dengan berbagai katalis pada waktu 6 menit
HASIL PENELITIAN
t (mnt) P (watt) C + Asam fosfotungstik C + Asam fosfat
% %
4
300 76.20 65.92
400 77.66 67.39
500 82.55 73.91
600 91.03 82.39
6
300 79.95 66.09
400 82.23 68.37
500 86.14 75.54
600 91.68 82.72
Tabel konversi gliserol terhadap berbagai macam katalis
4. Pengaruh katalis terhadap konversi gliserol
HASIL PENELITIAN
60
65
70
75
80
85
90
95
0 1 2 3 4
Ko
nve
rsi
(%)
Daya ( Watt )
C + asam phospat
C + asamphospotungstic
Katalis
60
65
70
75
80
85
90
95
0 1 2 3 4K
on
ve
rsi
(%)
Daya ( Watt )
C + asam phospat
C + asamphospotungstic
Katalis
Grafik konversi gliserol fungsi daya
dengan berbagai katalis pada waktu 4 menit Grafik konversi gliserol fungsi daya
dengan berbagai katalis pada waktu 6 menit
300 400 500 600 300 400 500 600
KESIMPULAN
Dari penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1.
a) Konsentrasi produk asetaldehid cenderung meningkat seiring dengan
bertambahnya daya dan waktu. Konsentrasi produk asetaldehid
terbesar diperoleh pada waktu 8 menit dengan daya 600 watt.
b) Konversi gliserol cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya
daya dan waktu. Konversi gliserol terbaik didapat pada daya 600 watt
dan waktu 12 menit yaitu 85 %.
2.
a) Pada daya dan waktu yang sama, penggunaan asam fosfotungstik
pada katalis mampu menghasilkan suhu yang lebih tinggi jika
dibandingkan dengan penggunaan asam fosfat. Suhu ini berpengaruh
pada konsentrasi produk asetaldehid.
b) Katalis karbon yang diasamkan dengan asam fosfotungstik
menghasilkan konversi gliserol yang lebih tinggi jika dibandingkan
dengan katalis karbon yang diasamkan dengan asam fosfat. Konversi
gliserol yang paling tinggi didapat pada daya 600 watt, dan waktu 6
menit yaitu sebesar 91,68 %.