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

MEKANISME PEMANASAN

GELOMBANG MIKRO

PRODUK DEGRADASI GLISEROL

GLISEROL

+

AIR

Asetal

dehid

CH4

CO2

CO

Formal

dehid

Acrolein

Aseton

Asam

asetat

MEKANISME REAKSI KATALITIK

Tsukuda (2007)

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 %.