28/07/2011
LATAR BELAKANG
LABORATORIUM TEKNOLOGI PROSES TEKNIK KIMIA FTI- ITS SURABAYA 2011
DEGRADASI GLISEROL MENGGUNAKAN GELOMBANG MIKRO DALAM FASE GAS DENGAN PROSES KONTINYU
PEMBIMBING : Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA DISUSUN OLEH : Nia Rahmawati Rizza Ghozali
Energi Alternatif dibutuhkan
Penggunaan Biodiesel
Produk Samping Melimpah
Pemanfaatan Gliserol
2307100022 2307100069
DEGRADASI GLISEROL
TUJUAN PENELITIAN Mempelajari pengaruh daya microwave terhadap reaksi degradasi gliserol dengan parameter yield produk yang terbentuk serta gliserol yang terkonversi Mempelajari pengaruh berat katalis terhadap reaksi degradasi gliserol dengan parameter yield produk yang terbentuk serta gliserol yang terkonversi Mempelajari pengaruh jenis zat pengasaman katalis terhadap reaksi degradasi gliserol dengan parameter yield produk yang terbentuk serta gliserol yang terkonversi
DEGRADASI GLISEROL ALTERNATIF Peneliti /Tahun
Metode Katalis Penelitian
Kondisi Operasi
Hasil / Produk
Lili, N, et. al/2008
Batch
karbon aktif /asam silikotungstik
Suhu 330 oC Tekanan atmosferik
Acrolein, Propionaldehyde, Acetone, dan yang lain
Tsukuda, et.al /2007
Batch
silika / asam Suhu 275oC fosfat, asam Tekanan pospotungstik atmosferik ,asampospom olibdik
KONVENSIONAL Peneliti /Tahun
Metode Katalis Penelitian
Kondisi Operasi
349-475oC
Buhler, W, Pirolisis et. Al/2002
-
Suhu : Tekanan : 25, 35,45 Mpa
Ott, Bicker, Batch /2006
Zinc sulfate
360oC, 25 Mpa Sub dan supercritical water kondisi supercritical water Suhu :673 K Tekanan : 34,5 MPa
Watanabe, Batch & H2SO4 et.al/2007 Kontinyu
Hasil / Produk
methanol, asetaldehid, propionaldehid, acrolein, ethanol, formaldehid, CO, CO2, hidrogen Konversi reaksi antara 0,4 dan 31% Yield acrolein 37,5%
Acrolein, Asetaldehid, Formaldehid, Hydroxyaceton, Allylalcohol Selektivitas acrolein 80% pada konversi gliserol 90%
PEMANASAN GELOMBANG MIKRO Karakteristik Gelombang Mikro : • Merambat dalam arah garis lurus • Dapat melewati medium seperti gelas, plastik dan keramik • Dapat diserap oleh komponen-komponen makanan termasuk air • Gelombang dipantulkan oleh logam
acrolein, hydroxyacetone, asetaldehid, asam asetat, dan produk lain yang mengandung aseton, propanal, asam propanoic, 2-propen-1-ol, etanol, methanol, dan beberapa produk yang tidak bisa diidentifikasi Katalis yang terbaik adalah silika 6 nm yang diimpregnasi dengan asam silicotungstic
GAMBAR MEKANISME PEMANASAN GELOMBANG MIKRO
1
28/07/2011
PEMANASAN GELOMBANG MIKRO
PEMANASAN GELOMBANG MIKRO
Cara kerja microwave oven Pelepasan gelombang mikro Molekul-molekul air teragitasi Timbulkan getaran Produksi panas
PEMANASAN MICROWAVE
PRODUK DEGRADASI GLISEROL • CO2 • CO • CH4
Gas
Gliserol + Air
• Asetaldehid • • • • • •
Liquid
Acrolein Asam Asetat Aseton Formaldehida Etanol Metanol
PEMANASAN KONVENSIONAL
PENELITIAN TERDAHULU PENELITI
TAHUN/JUDUL PENELITIAN
KATALIS
KONDISI OPERASI
HASIL
Novita Diliyanti, Cempaka Dewiayu S.
2009/ Degradasi Gliserol Menggunakan Microwave dengan Proses Batch
Al2O3, Al/Zeolit, HCl/Zeolit
Suhu 30oC Tekanan atmosferik
Produk yang ditinjau: etanol Yield Produk : 6,8 %
Eko Sulistiyono, Adi Anggoro
2010/ Degradasi Katalitik Gliserol Menggunakan Gelombang Mikro dengan Proses Continue
Activated Carbon, HZSM-5, Ni/Al2O3
Suhu 290oC Tekanan atmosferik
Produk yang ditinjau: etanol Yield produk : 43,6 %
Yudha Saputra, Prasojo
Degradasi Gliserol Menggunakan Gelombang Mikro
Activated CarbonSupported Phospotungistic and Phospat Acid
Suhu 250oC Tekanan atmosferik
Produk yang ditinjau: asetaldehid Konsentrasi produk : 1,73 % Konversi gliserol : 91,7 %
Sumber : Buhler, 2002
PERALATAN PENELITIAN 13
6
3
12
11
1. Tabung Gas N2 2. Tangki Penampung 3. Termokopel Pemanas 4. Termokopel Reaktor 5. Display Termokopel Reaktor 6. Display Termokopel Pemanas 7. Reaktor 8. Kondenser 9. Water Trap Glass 10. Ice bath 11. Microwave Oven 12. Pemanas 13. Pemanas Atas
BAHAN PENELITIAN
1. Gliserol 87 % PA 2. Aquadest 3. Katalis karbon aktif 4. Asam fosfat 5. Asam fosfotungistik 6. Gas N2
2
28/07/2011
BATASAN PENELITIAN Kondisi Operasi
Variabel Penelitian
• Kondisi atmosferik • Perbandingan massa gliserol- air = 1 : 9
Daya : 300 watt 400 watt 500 watt 600 watt 700 watt
Berat Katalis : 2 gram 2,2 gram 2,4 gram 2,6 gram 2,8 gram
Katalis : Karbon aktif
Asam fosfat
ANALISA DATA molaritas produk molaritas gliserol awal
1. Yield Produk
yield produk
2. Konversi Reaksi
Konversi = reaksi
3. Pengolahan Data
Data diolah menjadi grafik :
=
mol gliserol awal - mol gliserol sisa mol gliserol awal
• Daya vs yield produk • Daya vs konversi gliserol
Asam fosfotungistik
• Berat katalis vs yield produk • Berat katalis vs konversi gliserol
PEMBAHASAN Pengaruh Daya Terhadap Konversi Gliserol
PEMBAHASAN Pengaruh Daya Terhadap Yield Produk Methanol
100,00
9 8
80,00
7
70,00
6 Yield (%)
Konversi Gliserol (%)
90,00
60,00 50,00
5 4
40,00
3
30,00
2
20,00
1 0
10,00 200
300
400
500
600
700
200
800
300
400
Daya (Watt) 2,2 gram
2 gram
2,4 gram
2,6 gram
2 gram
2,8 gram
2,2 gram
500
PEMBAHASAN
700
800
2,8 gram
PEMBAHASAN Pengaruh Daya Terhadap Yield Produk Acrolein
60
3
50
2,5
40
2 Yield (%)
Yield (%)
Pengaruh Daya Terhadap Yield Produk Asetaldehid
600
Daya (Watt) 2,4 gram 2,6 gram
30
1,5
20
1
10
0,5 0
0 200
300
400
500
600
700
800
200
300
400
2 gram
2,2 gram
2,4 gram
500
600
700
800
Daya (Watt)
Daya (W) 2,6 gram
2,8 gram
2 gram
2,2 gram
2,4 gram
2,6 gram
2,8 gram
3
28/07/2011
PEMBAHASAN
Pengaruh Berat Katalis Terhadap Yield Produk Asetaldehid
100
30
95
25
90
20 Yield(%)
KonversiGliserol (%)
Pengaruh Berat Katalis Terhadap Konversi Gliserol
PEMBAHASAN
85
15 10
80
5
75
0
70 1,8
2
2,2
2,4
2,6
Berat Katalis (gram) 400 W 500 W 600 W
300 W
2,8
1,8
3
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
Berat Katalis (Gram) 300 W
700 W
400 W
500 W
600 W
PEMBAHASAN
700 W
PEMBAHASAN
Pengaruh Berat Katalis Terhadap Yield Produk
Pengaruh Berat Katalis Terhadap Yield Produk
14
2,5
12
2 Yield (%)
Yield(%)
10 8 6
1,5 1
4 0,5
2 0
0 1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
1,8
2
2,2
Berat Katalis (Gram) 300 W
400 W
500 W
2,4
2,6
2,8
3
Berat Katalis (Gram) 600 W
700 W
300 W
400 W
500 W
600 W
PEMBAHASAN
700 W
PEMBAHASAN Pengaruh Jenis Pengasam Katalis Terhadap Yield Produk Asetaldehid
Pengaruh Jenis Pengasam Katalis Terhadap Konversi Gliserol
18
100
14 12 Yield(%)
Konversi Gliserol (%)
16 80 60 40
10 8 6 4
20
2 0
0 200
300
400
500
600
700
200
300
400
500
600
700
800
Daya (Watt)
Daya (W) Karbon Aktif + Asam Fosfotungistik
800
Karbon Aktif + Asam Fosfat
Asetaldehid asam fosfotungistik
Asetaldehid Asam Fosfat
4
28/07/2011
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
Pengaruh Jenis Pengasam Katalis Terhadap Yield Produk Methanol
Pengaruh Jenis Pengasam Katalis Terhadap Yield Produk Acrolein
14
2,5
12 2 Yield(%)
Yield(%)
10 8 6
1,5 1
4 0,5 2 0
0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
Methanol asam fosfotungistik
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Daya (Watt)
Daya (Watt) Methanol asam fosfat
KESIMPULAN 1. Daya berpengaruh pada konversi glierol dan yield produk yang terbentuk Konversi glierol cenderung meningkat seiring bertambahnya daya. Konversi terbesar didapatkan pada : Daya : 700 W Berat katalis : 2,2 gram (karbon aktif / asam fosfotungistik) Konversi gliserol : 96,35 % Yield produk terdapat pada beberapa daya. asetaldehid terbesar 48,54% : 600 watt; 2 gr; asam fosfotungistik methanol terbesar 11,8 % : 500 watt; 2,4 gr; asam fosfotungistik acrolein terbesar 3,01 % : 500 watt; 2,6 gr; asam fosfat
KESIMPULAN
3. Jenis zat pengasam katalis berpengaruh pada konversi gliserol dan yield produk yang terbentuk Penggunaan asam fosfat sebagai zat pengasam katalis menunjukkan konversi yang tidak berbeda jauh daripada asam fosfotungistik Penggunaan asam fosfotungistik sebagai zat pengasam katalis menunjukkan yield produk muncul pada beberapa daya yang lebih baik daripada asam fosfat
acrolein asam fosfotungistik
acrolein asam fosfat
KESIMPULAN 2. Berat katalis berpengaruh pada konversi gliserol dan yield produk yang terbentuk Konversi gliserol meningkat seiring dengan meningkatnya berat katalis Konversi gliserol maksimal didapatkan pada Daya : 700 W Berat katalis : 2,2 gram Yield produk meningkat seiring dengan meningkatnya berat katalis Berat katalis pada yield produk untuk : asetaldehid : 2,2 gram; asam fosfotungistik methanol : 2,4 gram; asam fosfotungistik acrolein : 2,6 gram; asam fosfat
SARAN 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai metode yang tepat untuk degradasi gliserol menggunakan gelombang mikro karena informasi penelitian degradasi gliserol yang mengarah pada pemanfaatan gelombang mikro masih terbatas. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai efek dari tingkat keasaman pada katalis terhadap yield produk yang terbentuk dan gliserol yang terkonversi. 3. Perlu dilakukan analisa lebih lanjut tentang kandungan produk yang terdegradasi karena adanya produk yang tidak teridentifikasi.
5
28/07/2011
TERIMAKASIH “ Save Our Earth “
6
