SINTESIS SENYAWA BIOAROMAT MELALUI PROSES PENYABUNAN DAN …

SINTESIS SENYAWA BIOAROMAT MELALUI PROSES

PENYABUNAN DAN SIKLISASI SEREMPAK SERTA

-ELEOSTEREAT DALAM

MINYAK KEMIRI SUNAN

Laporan Penelitian

Disusun untuk memenuhi salah satu syarat tugas akhir guna mencapai gelar

sarjana dalam bidang Ilmu Teknik Kimia

Oleh:

Jonathan Lieputra (2016620076)

Pembimbing:

Dr. Ir. Tatang Hernas Soerawidjaja

Tedi Hudaya, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D

JURUSAN TKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

BANDUNG

2020

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat

kasih dan penyertaan-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian dengan baik

dan tepat pada waktunya. Tujuan dari penyusunan laporan penelitian ini guna memenuhi

salah satu syarat untuk mencapai gelar pendidikan sarjana Strata-1 pada Program Studi

Teknik Kimia, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.

Dalam penyusunan laporan penelitian ini, penulis mendapat banyak bimbingan,

pengarahan, dukungan, dan bantuan informasi dari berbagai pihak mengenai topik

penelitian yang diambil. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih

sedalam-dalamnya kepada semua pihak yang telah berperan dalam penyusunan laporan

penelitian ini, diantaranya adalah:

1. Dr. Ir. Tatang Hernas Soerawidjaja dan Dr. Tedi Hudaya, S.T., M.Eng.Sc., selaku

dosen pembimbing yang telah memberikan nasihat, saran, dan bimbingan dalam

penulisan laporan penelitian ini hingga selesai.

2. Orang tua penulis yang selalu memberikan doa dan dukungan, baik secara moral

maupun finansial hingga laporan penelitian ini selesai.

3. Seluruh dosen teknik kimia Universitas Katolik Parahyangan yang telah

memberikan pengetahuan mengenai cara untuk menyusun laporan penelitian ini.

4. Seluruh laboran teknik kimia Universitas Katolik Parahyangan yang telah

mendukung penulis dalam keberlangsungan penelitian dan penyusunan laporan

penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa masih ada banyak kekurangan dalam penyusunan laporan

penelitian ini. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan segala bentuk saran dan kritik yang

membangun dari berbagai pihak demi perbaikan penyusunan laporan penelitian ini. Akhir

kata, semoga laporan penelitian ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, khususnya dalam

bidang teknik kimia.

Bandung, 20 Desember 2019

Penulis

vi

DAFTAR ISI

COVER DALAM ......................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ........................................................................................................... iii

LEMBAR REVISI ...................................................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ................................................................................................................ iii

DAFTAR ISI .............................................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ..................................................................................................................... xii

INTISARI ................................................................................................................................. xiii

ABSTRACT ............................................................................................................................. xiv

BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................... 1

1.2 Tema Sentral Masalah ........................................................................................... 2

1.3 Identifikasi Masalah .............................................................................................. 3

1.4 Premis ................................................................................................................... 3

1.5 Hipotesis ............................................................................................................... 3

1.6 Tujuan Penelitian .................................................................................................. 3

1.7 Manfaat Penelitian ................................................................................................ 4

1.8 Ruang Lingkup Penelitian ..................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................. 8

2.1 Kemiri Sunan ........................................................................................................ 9

2.2 Minyak, Lemak, dan Asam Lemak ..................................................................... 10

2.2.1 Asam Lemak Jenuh ................................................................................... 11

2.2.2 Asam Lemak Tidak Jenuh ........................................................................ 12

2.2.3 Konfigurasi cis-trans pada Asam Lemak ................................................. 13

2.2.4 Asam Lemak Terkonjugasi dan Tidak Terkonjugasi ................................ 13

2.2.5 Asam Eleostereat ...................................................................................... 14

2.3 Reaksi Saponifikasi ............................................................................................. 15

2.4 Reaksi Isomerisasi Sabun Basa ........................................................................... 16

2.5 Siklisasi ............................................................................................................... 16

vii

2.5.1 Sikloadisi................................................................................................... 17

2.5.2 Reaksi Elektrosiklik .................................................................................. 17

2.5.3 Penataan Sigmatropik ............................................................................... 18

2.5.4 Reaksi Transfer Gugus .............................................................................. 18

2.6 Proses Siklisasi Sabun Basa ................................................................................ 19

2.7 Perolehan Senyawa Aromatik ............................................................................. 20

2.7.1 Reaksi Disproporsionasi ........................................................................... 20

2.7.2 Pirolisis ..................................................................................................... 21

2.8 Penelitian Terdahulu ........................................................................................... 22

2.9 Rencana Penelitian .............................................................................................. 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................................................. 27

3.1 Metodologi Penelitian ......................................................................................... 27

3.2 Alat dan Bahan .................................................................................................... 29

3.2.1 Alat ............................................................................................................ 29

3.2.2 Bahan ........................................................................................................ 30

3.3 Prosedur Kerja .................................................................................................... 31

3.3.1 Pembuatan Katalis Cr2O3 .......................................................................... 32

3.3.2 Pembuatan Senyawa Hidroksida............................................................... 33

3.3.3 Penyabunan dan Siklisasi Serempak Minyak Kemiri Sunan .................... 34

3.3.4 Pirolisis ..................................................................................................... 35

3.4 Rencana Penelitian .............................................................................................. 35

BAB IV PEMBAHASAN ......................................................................................................... 36

4.1 Uji Angka Asam pada Minyak Kemiri Sunan .................................................... 36

4.2 Uji Angka Iodium ............................................................................................... 36

4.3 Uji Angka Penyabunan ....................................................................................... 37

4.4 Pembuatan Katalis Cr2O3 .................................................................................... 37

4.5 Pembuatan Senyawa Basa ................................................................................... 38

4.6 Penyabunan dan Siklisasi Serempak Minyak Kemiri Sunan .............................. 40

4.7 Pirolisis ............................................................................................................... 41

4.8 Analisis Produk ................................................................................................... 43

4.8.1 Analisis Menggunakan Gas Chromatograpy (GC) .................................43

4.8.2 Uji Angka Bromin .................................................................................... 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................... 49

viii

5.1 Kesimpulan ......................................................................................................... 49

5.2 Saran ................................................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 50

LAMPIRAN A METODE ANALISA ...................................................................................... 53

A.1 Uji Angka Asam Minyak Kemiri Sunan ............................................................ 53

A.1.1 Standarisasi Larutan KOH 0,1 M ............................................................. 53

A.1.2 Uji Angka Asam....................................................................................... 54

A.2 Uji Angka Penyabunan Minyak Kemiri Sunan .................................................. 55

A.2.1 Standarisasi Larutan KOH alkoholis 0,1 M ............................................. 55

A.2.2 Uji Angka Penyabunan ............................................................................ 56

A.3 Uji Wijs Minyak Kemiri Sunan dan Produk ...................................................... 57

A.3.1 Standarisasi Larutan Na2S2O3 0,1 N ......................................................... 57

A.3.2 Uji Wijs .................................................................................................... 58

A.4 Uji Angka Bromin .............................................................................................. 60

LAMPIRAN B MATERIAL SAFETY DATA SHEET ........................................................... 61

B.1 Etanol 95% ......................................................................................................... 61

B.2 Kromium (VI) Oksida ........................................................................................ 62

B.3 Kalium Hidroksida (KOH) ................................................................................. 63

B.4 Phenolptalein ...................................................................................................... 64

B.5 Asam Oksalat (H2C2O4) ..................................................................................... 65

B.6 Asam Klorida (HCl) ........................................................................................... 66

B.7 Kalium Dikromat ................................................................................................ 66

B.8 Kalium Iodida (KI) ............................................................................................. 67

B.9 Khloroform (CHCl3) .......................................................................................... 68

B.10 Asam Sulfat (H2SO4) ........................................................................................ 69

B.11 Natrium Karbonat (Na2CO3) ............................................................................ 70

B.12 Dietil Keton ...................................................................................................... 71

B.13 Metil Etil Keton ................................................................................................ 72

B.14 Dimetil Sulfoksida ((CH3)2SO) ........................................................................ 73

B.15 Natrium Hidroksida (NaOH) ............................................................................ 74

B.16 Seng Nitrat Heksahidrat (Zn(NO3)2.6H2O)......................................................75

B.17 Kalsium Nitrat Tetrahidrat (Ca(NO3)2.4H2O) ................................................. 76

B.18 Kromium (III) Oksida (Cr2O3) ......................................................................... 77

ix

LAMPIRAN C DATA PERCOBAAN DAN HASIL ANTARA ............................................. 79

C.1 Standarisasi Laruan ............................................................................................ 79

C.2 Hasil Analisis Awal Minyak Kemiri Sunan ....................................................... 79

C.3 Hasil Uji Angka Bromin hasil Pirolisis .............................................................. 79

LAMPIRAN D GRAFIK .......................................................................................................... 80

LAMPIRAN E CONTOH PERHITUNGAN ............................................................................ 82

E.1 Standarisasi Laruan KOH 0,1 M ........................................................................ 82

E.2 Uji Ankga Asam Minyak Kemiri Sunan Awal ................................................... 82

E.3 Standarisasi Larutan KOH Alkoholis 0,5 M ...................................................... 83

E.4 Uji Angka Penyabunan Minyak Kemiri Sunan Awal ........................................ 83

E.5 Pembuatan Senyawa Hidroksida ........................................................................ 83

E.6 Standarisasi Larutan Na2S2O3 0,1 N ................................................................... 84

E.7 Uji Angka Iodium Minyak Kemiri Sunan Awal ................................................ 84

E.8 Uji Angka Bromin Minyak Kemiri Sunan Akhir (Produk Pirolisis) .................. 85

E.9 Perolehan Senyawa Toluene dan Xylene secara Stoikiometri ........................... 85

x

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Pohon kemiri sunan (Sianipar, 2017) ................................................................... 10

Gambar 2.2 Struktur asam oleat dan linoleat ........................................................................... 12

Gambar 2.3 Struktur -eleostereat .................................................................................. 14

Gambar 2.4 Struktur -eleostereat .................................................................................. 14

Gambar 2.5 Ilustrasi reaksi sikloadisi (Reusch, 2016)............................................................. 17

Gambar 2.6 Reaksi pembukaan dan penutupan cincin elektrosiklik (Fleming, 1998) ............ 18

Gambar 2.7 Reaksi penataan sigmatropik (Fleming, 1998)..................................................... 18

Gambar 2.8 Reaksi transfer gugus (Fleming, 1998) ................................................................ 19

Gambar 2.9 Skema reaksi siklisasi sabun basa ........................................................................ 19

Gambar 2.10 Mekanisme reaksi disporposionasi sikloheksadiena (Bunjes, dkk., 1997) ........ 21

Gambar 2.11 Skema reaksi pirolisis (Coenen, dkk., 1967)...................................................... 21

Gambar 2.12 Langkah kerja penelitian Einsehauer (1964)...................................................... 22

Gambar 2.13 Langkah penelitian Michele (2016) ................................................................... 24

Gambar 3.1 Rangkaian alat proses siklisasi serempak minyak kemiri sunan .......................... 30

Gambar 3.2 Langkah kerja penelitian secara keseluruhan ....................................................... 32

Gambar 3.3 Langkah kerja pembuatan katalis Cr2O3 .............................................................. 33

Gambar 3.4 Langkah kerja pembuatan senyawa hidroksida.................................................... 33

Gambar 3.5 Langkah kerja penyabunan dan siklisasi serempak minyak kemiri sunan ........... 34

Gambar 3.6 Langkah kerja pirolisis ......................................................................................... 35

Gambar 4.1 Reaksi pada Uji Wijs ............................................................................................ 36

Gambar 4.2 Katalis Cr2O3 ........................................................................................................ 38

Gambar 4.3 Campuran padatan Zn(OH)2 dan Ca(OH)2 yang sudah dikeringkan ................... 39

Gambar 4.4 Rangkaian alat penyabunan dan siklisasi serempak minyak kemiri sunan .......... 40

Gambar 4.5 produk penyabunan dan siklisasi serempak minyak kemiri sunan ..................... 41

Gambar 4.6 Skema reaksi pirolisis (Coenen, dkk., 1967)........................................................ 41

Gambar 4.7 Rangkaian alat reaktor pirolisis ............................................................................ 42

Gambar 4.8 Produk hasil pirolisis ............................................................................................ 42

Gambar 4.9 Grafik gas chromatography larutan hasil pirolisis run 7 ..................................... 43

Gambar 4.10 Grafik larutan standar gas chromatography ..................................................... 44

Gambar 4.11 Deposit karbon hasil pirolisis ............................................................................ 47

Gambar A.1 Prosedur standarisasi larutan KOH 0,1 M ........................................................... 52

Gambar A.2 Prosedur uji angka asam minyak kemiri sunan ................................................... 53

xi

Gambar A.3 Prosedur standarisasi larutan KOH alkoholis 0,5 M ........................................... 54

Gambar A.4 Prosedur uji angka penyabunan minyak kemiri sunan ........................................ 55

Gambar A.5 Prosedur standarisasi larutan Na2S2O3 0,1 N ...................................................... 56

Gambar A.6 Prosedur uji wijs .................................................................................................. 58

Gambar A.7 Prosedur uji bromin ............................................................................................. 59

Gambar D.1 Grafik standar larutan gas chromatography dengan konsentrasi 8% .................. 79




Gambar D.5 Grafik standar larutan gas chromatography larutan hasil pirolisis run 7 ............ 80

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Premis ......................................................................................................................... 5

Tabel 2.1 Jenis-jenis asam lemak jenuh .................................................................................... 11

Tabel 2.2 Jenis-jenis asam lemak tidak jenuh ........................................................................... 13

Tabel 2.3 Komposisi asam lemak pada beberapa jenis minyak nabati ..................................... 15

Tabel 3.1 Variasi penelitian ...................................................................................................... 28

Tabel 3.2 Bahan-bahan yang digunakan serta fungsinya......................................................... 30

Tabel 3.3 Jadwal Penelitian ...................................................................................................... 35

Tabel 4.1 Perolehan massa produk cair hasil pirolisis .............................................................. 43

Tabel 4.2 Hasil uji bromin run 1-9............................................................................................ 46

Tabel A.1 Bobotsampel berdasarkan angka iodium ................................................................. 57

Tabel C.1 Standarisasi larutan .................................................................................................. 78

Tabel C.2 Hasil analisis awal minyak kemiri sunan ................................................................. 78

Tabel C.3 Hasil uji bromin produk pirolisis ............................................................................. 78

xiii

INTISARI

Pada saat ini, kebutuhan akan energi terus meningkat seiring bertambahnya populasi. Salah satu penyumbang terbesar dari kebutuhan energi ini adalah transportasi. Namun, kebutuhan energi yang terus menerus berkembang ini tidak diimbangi dengan sumber daya energi yang terbarukan. Sebagian besar energi yang dihasilkan berasal dari bahan bakar fosil dan batubara. Namun, penggunaan bahan bakar fosil memberikan dampak negatif bagi kesehatan dan lingkungan. Oleh karena itu negara-negara di dunia mulai mencoba mengembangkan bahan bakar berbasis nabati untuk menggantikan bahan bakar berbasis fosil. Hal ini juga dituangkan dalam kesepakatan Paris. Indonesia memiliki potensi yang besar dalam mengembangkan bahan bakar berbasis nabati karena Indonesia memiliki tanah yang subur dimana berbagai jenis tumbuhan dapat tumbuh dan digunakan sebagai bahan bakar nabati. Salah satu tanaman yang berpotensi menjadi bahan bakar nabati adalah minyak kemiri sunan. Minyak dari kemiri sunan memiliki kandungan

-eleostearat dengan tiga ikatan rangkap terkonjugasi yang cukup tinggi. Senyawa inilah yang dapat disiklisasi dan diproses lebih lanjut sehingga didapat senyawa aromatik dengan angka oktan tinggi.

Penelitian ini dibagi menjadi beberapa bagian: pertama, penentuan karakterisik dari minyak kemiri sunan. Penentuan ini dilakukan melalui uji angka asam, uji angka penyabunan, dan uji angka iodium dan bromin awal. Kedua, pembuatan katalis Cr2O3. Ketiga, pembuatan senyawa hidroksida berupa campuran Zn(OH)2 dan Ca(OH)2 dengan menggunakan proses kopresipitasi. Kemudian senyawa hidroksida dan katalis yang telah dibuat digunakan dalam proses penyabunan dan siklisasi serempak. Proses ini dilakukan dengan pemanasan selama 2 jam pada temperatur refluks untuk mencegah terjadinya polimerisasi. Dalam penelitian ini akan digunakan pelarut yang terdiri dari campuran dietil keton dan metil etil keton dengan rasio 1:1, dengan perbandingan minyak : pelarut 3:2 (b/b) dan jumlah katalis sebesar 0,3 gram. Selain pelarut, ditambahkan juga senyawa dimetil sulfoksida (DMSO) yang berfungsi untuk memberikan suasana basa. Jumlah DMSO terhadap jumlah pelarut yang digunakan dibuat yaitu 1:6 (b/b). Produk yang diperoleh dari proses tersebut kemudian dilakukan pirolisis dengan variasi temperatur 350oC, 375oC, dan 400oC. Waktu pirolisis juga divariasikan selama 0,5 jam; 1 jam; dan 2 jam. Kemudian produk hasil pirolisis ini dianalisa secara kuantitatif dengan menggunakan uji Bromin untuk mengukur angka bromin, sedangkan analisa kuantitatif dilakukan dengan menggunakan metode Gas Chromatography.

Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa waktu reaksi mempengaruhi -eleostearat dimana semakin lama waktu reaksi pirolisis, semakin besar

konversi yang dihasilkan. Selain itu, pada waktu reaksi yang sama, temperatur yang lebih tinggi menghasilkan konversi yang lebih tinggi juga. Akan tetapi semakin tinggi temperatur reaksi, endapan karbon yang dihasilkan juga semakin besar. Hasil analisis gas chromatography (GC) menunjukkan bahwa hasil pirolisis menghasilkan senyawa toluene dan xylene.

Kata Kunci : Gas Chromatograpy, Kemiri Sunan, Pirolisis, Siklisasi, Uji Bromin

xiv

ABSTRACT

At present day, the need for energy continues to increase as population increase. One of the biggest contributors to energy need is transportation. However, this growing energy need is not balanced by energy from renewable resources. Most of the energy produced comes from fossil fuels and coals, even though the high use of fossil fuels has negative impact on health and the environment. Therefore, countries in the world are starting to develop biofuel to substitute fossil based fuels as stated in the Paris Agreement. Indonesia has great potential in developing biofuel-based fuels because Indonesia has fertile soils where very varied plant species that grow and can be used as biofuels. One of the plants that have the potential to be biofuel is Sunan Candlenut. Oil from Sunan C -eleostearic acid compound with three conjugated double bonds which is quite high. These compounds can be processed to obtain aromatic compounds with high octane numbers.

This research was divided into several sections: first, the determination of the characteristics of Sunan Candlenut oil, which was done through the acid number test, the saponification test, and the initial iodine and bromine number test. Second, the manufacture of Cr2O3 catalyst. Third, the manufacture of hydroxide compounds in the form of a mixture of Zn(OH)2 and Ca(OH)2 using the coprecipitation process. Then the hydroxide compound and catalyst that has been made were used in the process of saponification and cyclication. This process was carried out by slow heating for 2 hours at the reflux temperature to prevent polymerization. In this study, a solvent consisting of a mixture of diethyl ketone and methyl ethyl ketone was used in a ratio of 1: 1, with a ratio of oil to solvent was 3: 2 (w / w) and the amount of catalyst was 0.3 gram. In addition to the solvent, dimethyl sulfoxide (DMSO) compound was also added which served to provide an alkaline atmosphere. The DMSO amount to the amount of solvent used was 1: 6 (w / w). The product obtained from the process was then carried out by using pyrolysis with temperature variations of 350oC, 375oC, and 400oC. The time of pyrolysis was also varied for 0.5 hour; 1 hour; and 2 hours. Then the pyrolysis product was analyzed quantitatively using the Bromine Test to measure bromine numbers, while the quantitative analysis was conducted using the Gas Chromatography method.

Based on the research results, it could be concluded that the reaction time affected the -eleostearate compounds where the longer the pyrolysis reaction time, the

greater the -eleostearate. Then, at the same reaction time, higher temperature resulted in higher conversions as well. However, the higher the reaction temperature, the more carbon deposits will be created. The result of the gas chromatography (GC) analysis showed that the results of pyrolysis produced toluene and xylene compounds. Keywords: Gas Chromatography, Sunan Candlenut, Pyrolysis, Cyclization, Bromine Test

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini, kebutuhan akan energi terus meningkat seiring bertambahnya

populasi. Salah satu penyumbang terbesar dari kebutuhan energi ini adalah transportasi.

Namun, kebutuhan energi yang terus menerus berkembang ini tidak diimbangi dengan

sumber daya energi yang terbarukan. Sebagian besar energi yang dihasilkan berasal dari

bahan bakar fosil dan batubara. Konsumsi energi di indonesia masih didominasi oleh

bahan bakar yang tidak terbaharukan dimana bahan bakar fosil menempati posisi pertama

(42,3%), sedangkan batubara menempati posisi kedua (34,8%). Sedangkan bahan bakar

terbarukan hanya menyumbang 1,3% dari total konsumsi energi di Indonesia.

Ketergantungan akan bahan bakar tak terbarukan menimbulkan sejumlah masalah,

diantaranya adalah kelangkaan bahan bakar. Kelangkaan ini dapat berakibat meningkatnya

harga bahan bakar. Menurut Kepala Pusat Riset dan Pengembangan dari Kementerian

Energi dan Sumber Daya Mineral, cadangan energi fosil di Indonesia kemungkinan

bertahan untuk 10-20 tahun kedepan. Selain dampak ekonomi, penggunaan bahan bakar

fosil juga menyebabkan dampak lingkungan yaitu emisi gas rumah kaca yang dihasilkan

dari pembakaran bahan bakar fosil.

Masalah yang ditimbulkan oleh penggunaan bahan bakar fosil dapat dikurangi

dengan cara menggunakan bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan, seperti

bahan bakar nabati (BBN). Bahan bakar nabati merupakan bahan bakar yang berasal dari

tanaman. Semakin banyak bahan bakar nabati yang dihasilkan, semakin banyak pohon

yang ditanam dan pohon-pohon tersebut dapat berguna sebagai media penyerapan CO2

melalui proses fotosintesis. Hal ini membuat emisi gas CO2 yang ditimbulkan akan lebih

sedikit dibandingkan penggunaan bahan bakar fosil. Selain itu, negara Indonesia

merupakan tempat yang baik untuk mengembangkan bahan bakar nabati, hal ini

dikarenakan Indonesia memiliki lahan yang subur dan keanekaragaman hayati yang sangat

besar. Salah satu tanaman yang tumbuh di daerah Indonesia dan dapat menjadi salah satu

sumber bahan bakar nabati adalah minyak dari biji kemiri sunan. Minyak kemiri sunan

-eleostearat yang cukup tinggi, yaitu sekitar 41-51%. Senyawa

ini dapat menjadi bahan bakar nabati beroktan tinggi dengan melalui proses isomerisasi,

2

siklisasi dan kemudian senyawa siklik tersebut akan melalui proses disproporsionasi dan

cracking (Soerawidjaja, 2017).

Negara Indonesia merupakan negara dengan tingkat keanekaragaman hayati

terbesar di dunia, dan hal ini yang mendukung negara Indonesia untuk beralih kepada

penggunaan BBN. Salah satu tanaman yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber BBN

adalah tanaman kemiri sunan. Alasan tanaman kemiri sunan dapat dijadikan sumber BBN

adalah karena minyak dari kemiri sunan mengandung sekitar 46% -

eleostearat yang dapat diolah menjadi BBN. Keuntungan dari pembuatan bahan bakar

nabati dengan proses ini adalah proses yang sederhana dan penekanan biaya produksi.

Dalam proses ini juga dihasilkan produk berupa heksana, benzena dan turunannya

(toluena, dan xylene) yang dapat dimanfaatkan sebagai pelarut. Hal inilah yang mendasari

mengapa penelitian ini dilakukan, dan diharapkan untuk kedepannya tanaman kemiri sunan

dapat dimanfaatkan secara optimal untuk menjadi salah satu sumber BBN di Indonesia.

1.2 Tema Sentral Masalah

Pada penelitian ini, bahan baku utama yang digunakan adalah minyak kemiri

sunan. Kemiri sunan digunakan sebagai bahan baku pada penelitian ini dikarenakan

-oleostereat yang cukup tinggi (41%-51%).

-oleostereat ini kemudian diolah menjadi senyawa siklik yang kemudian dapat

digunakan sebagai bahan bakar nabati dengan angka oktan yang tinggi. Adapun proses

penelitian ini dilakukan dari tahap pembuatan katalis hingga proses penyabunan, siklisasi

dan disproporsionasi yang dilakukan secara bersamaan. Pada penelitian ini, dilakukan

beberapa variasi diantaranya temperatur dan waktu pirolisis. Waktu pirolisis yang

digunakan sebesar 0.5, 1, dan 2 jam, sedangkan temperatur operasi yang digunakan adalah

350oC, 375oC, dan 400oC.

Pada proses penyabunan dan siklisasi serempak, temperatur yang digunakan adalah

temperatur saat larutan mencapai kondisi refluks. Pemanasan memberikan pengaruh yang

berbeda terhadap senyawa siklik yang diperoleh. Temperatur operasi yang tinggi membuat

laju reaksi menjadi lebih cepat, namun suhu yang terlalu tinggi menyebabkan reaksi

samping berupa reaksi polimerisasi yang menyebabkan perolehan senyawa siklik

berkurang. Bila temperatur operasi yang digunakan terlalu rendah, reaksi akan berlangsung

sangat lambat sehingga reaksi siklisasi dan disproporsionasi tidak dapat berjalan atau

3

senyawa siklik yang didapat hanya sedikit. Hal ini yang membuat perlu ditetapkannya

temperatur operasi yang optimum.

1.3 Identifikasi Masalah

Berdasarkan tema sentral masalah, terdapat beberapa masalah yang dapat

diidentifikasikan dalam penelitian ini, yaitu:

1. Apakah senyawa aromat berupa rantai siklik terbentuk setelah proses penyabunan,

siklisasi dan pirolisis dilakukan?

2. Apakah terjadi polimerisasi selama proses penyabunan dan siklisasi berlangsung?

3. Bagaimana temperatur mempengaruhi proses pirolisis senyawa siklik hasil

penyabunan dan siklisasi serempak minyak kemiri sunan?

4. Bagaimana waktu pirolisis mempengaruhi hasil minyak yang diperoleh?

1.4 Premis

Premis pada penelitian ini diperoleh dari beberapa jurnal penelitian dan paten

mengenai proses siklisasi. Premis yang digunakan disajikan pada Tabel 1.1

1.5 Hipotesis Penelitian

Hipotesis penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Semakin tinggi suhu pirolisis, lebih cepat reaksi akan berlangsung, sehingga

perolehan senyawa siklik semakin meningkat.

2. Semakin besar waktu reaksi, semakin besar perolehan senyawa siklik.

3. Polimerisasi akan terjadi jika temperatur refluks campuran sangat tinggi (>200°C).

1.6 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini secara umum adalah untuk mengetahui potensi dari minyak

kemiri sunan sebagai sumber bahan baku untuk pembuatan senyawa siklik dengan

menggunakan proses siklisasi-disproporsionasi dan pengaruh kondisi operasi reaksi

terhadap perolehan produk senyawa siklik yang didapat. Pada penelitian ini, variasi yang

digunakan adalah temperatur dan waktu pirolisis. Ada pula tujuan khusus dari penelitian

ini adalah untuk mengetahui pengaruh kondisi reaksi pirolisis, yaitu temperatur dan waktu

dari pirolisis terhadap perolehan senyawa siklik melalui analisa kuantitatif Uji Wijs, serta

4

menentukan keberadaan senyawa benzena, turunan senyawa dari benzena, dan hidrokarbon

rantai lurus sebagai produk akhir dari penyabunan dan siklisasi serempak serta pirolisis

melalui analisis kualitatif dan kuantitatif dengan menggunakan gas chromatography (GC).

1.7 Manfaat Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan harapan dapat memberi manfaat, diantaranya:

1. Bagi peneliti:

a. Memahami proses siklisasi dan penyabunan serempak minyak kemiri sunan

dalam pembentukan senyawa aromatik.

b. Memahami proses pirolisis senyawa aromatik dalam pembentukan senyawa

BTX serta produk samping yang dihasilkan.

c. Mengetahui pengaruh variasi temperatur dan waktu pirolisis terhadap

perolehan senyawa aromatik.

2. Bagi pemerintah:

a. Memberi informasi tentang potensi kemiri sunan sebagai sumber energi

alternatif, sehingga dapat segera beralih dari penggunaan bahan bakar

minyak (BBM) ke bahan bakar nabati (BBN).

1.8 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian ini meliputi:

1. Jenis minyak yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak kemiri sunan.

2. Proses siklisasi dan penyabunan minyak kemiri sunan yang dilakukan secara

serempak dilakukan dengan cara pemanasan lambat selama satu jam sampai

temperatur refluks, kemudian pemanasan selama dua jam pada temperatur yang

dijaga konstan pada temperatur refluks.

3. Katalis yang digunakan adalah Cr2O3, sebesar 0,3 gram.

4. Rasio jumlah minyak terhadap pelarut yang digunakan yaitu 3:2 (b/b), sedangkan

jumlah DMSO terhadap pelarut yaitu 1:6 (b/b).

5. Temperatur pirolisis yang digunakan adalah 350oC, 375oC, 400oC.

6. Pirolisis dilakukan selama 0.5 jam; 1 jam; dan 2 jam.

7. Analisis produk yang dihasilkan menggunakan uji bromin dan gas

chromatography.

8. Penelitian dibatasi hingga tahap pirolisis

SINTESIS SENYAWA BIOAROMAT MELALUI PROSES PENYABUNAN DAN …

Documents

Transcript of SINTESIS SENYAWA BIOAROMAT MELALUI PROSES PENYABUNAN DAN …