Fitria Fatmawati (2312105006) Gita Shintavia A ... · BAB III. METODOLOGI PENELITIAN. Bahan-bahan...
Transcript of Fitria Fatmawati (2312105006) Gita Shintavia A ... · BAB III. METODOLOGI PENELITIAN. Bahan-bahan...
Produksi Hidrogen Dari Gliserol Dengan Metode Pemanasan Konvensional
Berbasis Gamma-Alumina
Fitria Fatmawati (2312105006)
Gita Shintavia A. (2312105033)
Pembimbing: 1. Dr. Lailatul Qadariyah, S.T., M.T. 2. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA
Latar Belakang Semakin menipisnya cadangan minyak bumi dunia
Dibutuhkan sumber
ENERGI ALTERNATIF
BAB I. PENDAHULUAN
Tujuan Penelitian Mempelajari
proses pembuatan
hidrogen dari gliserol dengan
metode pemanasan
konvensional menggunakan
katalis γ-Alumina dan Ni/ γ-Alumina.
Mengetahui dan mempelajari
konversi gliserol yang tertinggi
yang dapat dihasilkan dari proses pirolisis
dengan pemanasan
konvensional
Mengetahui dan mempelajari yield
yang tertinggi yang dapat
dihasilkan dari proses pirolisis
dengan pemanasan
konvensional
BAB I. PENDAHULUAN
Meningkatkan nilai dari gliserol, dengan mengubah gliserol menjadi hidrogen
Memberikan informasi mengenai pengaruh jenis katalis, suhu reaksi, dan berat katalis terhadap produk hidrogen yang dihasilkan dengan metode pemanasan konvensional menggunakan katalis γ-Alumina dan Ni/ γ-Alumina.
Sebagai bahan referensi dan informasi bagi penulis selanjutnya yang tertarik untuk mengkaji dan meneliti tentang pirolisis gliserol dengan menggunakan pemanasan konvensional berbasis γ alumina.
Manfaat Penelitian
BAB I. PENDAHULUAN
Gliserol Merupakan senyawa alkohol trihidrat, dengan sifat fisis tidak berwarna, kental, higroskopis, dan berasa manis.
Mempunyai titik leleh 18oC, titik didih 290oC, dan larut dalam air dan etanol.
Merupakan produk samping dari pembuatan biodiesel melalui reaksi transesterifikasi minyak.
Merupakan bahan kimia yang mempunyai potensi untuk dikonversi menjadi metanol, etanol, maupun hidrogen.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Hidrogen merupakan senyawa yang mudah terbakar
Hidrogen banyak terdapat di Jagad Raya baik dalam bentuk molekul (H2) maupun atom (H)
Hidrogen mempunyai potensi yang besar sebagai bahan bakar ramah lingkungan untuk mengurangi ketergantungan dari mengimpor sumber daya energi.
Hidrogen
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tanpa mengalami perubahan
ɣ-alumina merupakan alumina transisi yang berbentuk padatan
ɣ-alumina banyak digunakan sebagai katalis dan adsorben karena luas permukaan yang besar
ɣ-alumina stabil dalam proses katalis pada suhu tinggi
Katalis ɣ-alumina
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Penelitian sebelumnya Peneliti Judul Bahan Baku Katalis Hasil
Pathak Kapil Dev Catalytic Conversion of Gliserol Silica-alumina Kondisi optimum 470oC
(Canada, 2005) Glycerol to Value-Added ɤ-alumina (HZSM-5, dan HY)
Liquid Chemicals HZSM-5 dan HY Yield acroline tertinggi pada
suhu 380oC ( ɤ-alumina)
Chaudhari dan Bhakshi Pyrolysis of glycerol for Gliserol - Gliserol dikonversi secara
(Canada, 2002) the production of sempurna menjadi gas dan
hydrogen or syn gas char pada 700 °C dengan rasio H2/CO 2:1
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Garis Besar Penelitian
Untuk mempelajari cara produksi hidrogen dari gliserol
menggunakan pemanasan konvensional
Untuk mengamati pengaruh : Suhu
Berat Katalis Jenis katalis
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bahan-bahan yang digunakan
85% PA
ɣ-alumina
Ni/ɣ-alumina
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Aquadest Gas N2
METODOLOGI PENELITIAN
KONDISI OPERASI
Larutan Gliserol : 85% P.A.
Waktu : 4 menit
VARIABEL
Suhu : 200, 225, 250, 275, 300oC
Jenis katalis : ɣ-alumina dan Ni/ ɣ-alumina
Berat katalis : 1, 2, dan 3 gram
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian dilakukan dalam 2 tahap:
Prosedur Penelitian 1.
Persiapan Katalis
2. Reaksi
Katalitik
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
PERSIAPAN KATALIS
1. ɣ-alumina powder ditimbang 90%wt dari massa katalis
total, lalu dilarutkan dengan aquadest 2. NiCl2.6H2O ditimbang 10%wt dari massa katalis total, lalu
dilarutkan dalam aquadest sebanyak sebanyak 25 ml, masing-masing pengadukan selama 30 menit pada suhu 30oC
3. Larutan NiCl2.6H2O disemprotkan sedikit demi sedikit kedalam larutan ɣ-alumina sambil diaduk selama 1 jam, lalu diuapkan pada suhu 70oC sambil diaduk.
4. Menghilangkan kandungan air yang masih tersisa menggunakan oven selama 24 jam pada suhu 110oC
5. Lalu katalis digerus sampai halus untuk dilakukan kalsinasi pada suhu 500oC, dialiri udara selama 4 jam dan dilanjutkan dialiri hidrogen selama 3 jam.
6. Diperoleh katalis Ni/ ɣ-alumina.
Alat yang digunakan
• Skema Peralatan Kalsinasi
1. Tabung gas N2 2. Valve tube gas N2 3. Reaktor Kalsinasi 4. Furnace 5. Crucible boat 6. Katalis 7. Panel kontrol furnace 8. Tube gas outlet 9. Erlenmeyer 10. Gas keluar 11. Air
Tahap Reaksi Katalitik 1. Menyiapkan larutan gliserol sesuai variabel. 2. Memasukkan katalis yang telah dikalsinasi sebelumnya ke
dalam reaktor. 3. Menghidupan reaktor pada suhu yang sesuai dengan
variabel. 4. Mengalirkan air pendingin pada kondensor. 5. Memanaskan gliserol dengan menggunakan heater
sampai suhu 290oC dan mengalirkannya dengan bantuan gas N2 sebagai gas pembawa ke dalam reaktor.
6. Mematikan reaktor. 7. Mengambil sampel sesuai dengan variabel. 8. Melakukan titrasi untuk mengetahui konsentrasi gliserol
akhir. 9. Menganalisa produk dengan GC.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
• Skema Peralatan Degradasi Gliserol
1. Tabung gas N2 2. Tangki penguap 3. Panel kontrol tangki 4. Reaktor 5. Heater mantel 6. Panel kontrol furnace 7. Kondensor 8. Condensat 9. Tedlar Bag (non
condensable)
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Tahap Analisa
Menganalisis produk untuk mendapatkan data:
Konsentrasi gliserol sisa Konsentrasi gas hidrogen
BESARAN YANG DIHITUNG
Konversi gliserol dengan persamaan
Yield produk dengan persamaan
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Uji Karakterisasi Katalis
Gambar Hasil Analisa XRD Terlihat beberapa puncak yang merupakan sudut munculnya
relative intensity
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Sudut-sudut pada katalis Ni/γ-Al2O3 memiliki kemiripan dengan sudut standard Ni dan γAl2O3, dapat disimpulkan bahwa Ni telah terimpregnasi pada γ-Al2O3
Data Sudut Munculnya Relative Intensity Hasil Analisa Standard
Pos. [°2Th.] Gamma Alumina
Pos. [°2Th.] Ni/Gamma Alumina
Pos. [°2Th.] γ-Al2O3 (database JCPDS No. 47-
1308)
Pos. [°2Th.] Ni (database JCPDS
No. 04-0850)
37.1934 11.2708 37.31 44.508 37.8966 12.6971 43.29 51.847 39.5677 30.807 45.82 76.372 45.5087 32.2025 67.36 92.947
36.3502 85.09 98.449 37.4767 121.936 40.1951 144.679 44.511 155.666 44.6262 51.8578 51.9982 56.1958 BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN
PEMBAHASAN
HASIL ANALISA BET
standart sifat fisik γ-Al2O3 memiliki range area sebesar 80-150 m2/g (Rozita et al, 2010).
γ-Al2O3 surface area = 118,345 m2/g
Ni/γ-Al2O3 surface area = 123,042 m2/g
Dapat disimpulkan bahwa Ni telah terimpregnasi pada γ-Al2O3
Hasil Analisa GC
• Gambar menunjukkan hasil GC produk untuk suhu 200oC dengan menggunakan katalis γ-Al2O3. Puncak yang muncul mengidentifikasikan adanya beberapa produk yaitu H2 dan CO2. Hidrogen muncul pada retention time 3,635 menit, sedangkan CO2 pada 5,283 menit.
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Suhu Terhadap Konversi Gliserol
40
50
60
70
80
90
100
150 200 250 300 350
Kon
vers
i (%
)
Suhu (oC)
ɣ-Al2O3 Ni/ɣ-Al2O3
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Suhu Terhadap Yield Hidrogen
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
0,000000
0,000050
0,000100
0,000150
0,000200
0,000250
150 200 250 300 350
Yie
ld (
gram
H2/
gram
glis
erol
)
Suhu (oC)
ɣ-Al2O3
Ni/ɣ-Al2O3
Pengaruh Berat Katalis Terhadap Konversi Gliserol
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4
Kon
vers
i Glis
erol
(%)
Berat Katalis (gram)
ɣ-Al2O3 Ni/ɣ-Al2O3
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Berat Katalis Terhadap Yield Produk
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
0
0,00005
0,0001
0,00015
0,0002
0,00025
0 1 2 3 4
Yie
ld (
gram
H2/
gram
glis
erol
)
Berat katalis (gram)
ɣ-Al2O3
Ni/ɣ-Al2O3
Nama Produk Retention Time (min) Yield (%)
MeOH 2,207 0,767
Allyl Alkohol 2,887 0,229
Acroein 5,816 0,423
Tabel Hasil GC untuk produk liquid pada suhu 250OC pada katalis Ni/γ-Al2O3
Kesimpulan Degradasi gliserol dapat dilakukan dengan metode pemanasan
secara konvensional dengan bantuan katalis γ-Al2O3 dan Ni/ γ-Al2O3 dimana produknya adalah gas (H2 dan CO2) dan liquid (metanol, acrolein, Allyl alcohol dan NID (Non-Identified) produk).
Konversi gliserol tertinggi dicapai pada suhu 225oC dengan konversi sebesar 96,799% menggunakan 2 gram katalis Ni/γ-Al2O3.
Yield hidrogen tertinggi diperoleh pada suhu 250oC dengan berat katalis 2 gram γ-Al2O3, yaitu sebesar 0,000214 H2/gr gliserol.
Saran 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai
metode yang tepat untuk degradasi gliserol sehingga dapat menghasilkan yield hidrogen yang lebih besar.
2. Perlu dilakukan analisa lebih lanjut tentang kandungan produk dari degradasi gliserol karena adanya produk yang tidak teridentifikasi.
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai metode analisa gliserol sisa, sehingga dapat memberikan hasil yang lebih akurat.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Produksi Hidrogen Dari Gliserol Dengan Metode Pemanasan
Konvensional Berbasis Gamma-Alumina
Fitria Fatmawati (2312105006)
Gita Shintavia A. (2312105033)
Pembimbing: 1. Dr. Lailatul Qadariyah, S.T., M.T. 2. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA