Katalis Bifungsional dari Cangkang Udang Vaname untuk Esterifikasi-Transesterifikasi Minyak Sawit Bekas Menjadi Biodiesel
ACH. MAKHASIN, Dr. Sri Sudiono, S.Si., M.Si.; Prof. Dra. Wega Trisunaryanti, M.S., Ph.D., Eng.
2024 | Skripsi | KIMIA
Pada penelitian ini telah dilakukan preparasi dan
karakterisasi katalis bifungsional dari abu cangkang udang vaname tersulfatasi
(CUVK(x)/SO4) untuk esterifikasi-transesterifikasi minyak
sawit bekas (MSB) menjadi biodiesel. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari
sintesis dan karakterisasi material katalis bifungsional (CUVK(x)/SO4)
termasuk aplikasinya dalam esterifikasi-transesterifikasi minyak sawit bekas. Cangkang
udang vaname dikalsinasi pada temperatur 800 oC selama 5 jam
kemudian diimpregnasi dengan asam sulfat variasi konsentrasi 7, 5, 3, 2, dan 1
M. Uji esterifikasi-transesterifikasi dengan metode refluks konvensional dilakukan
pada semua katalis tersulfatasi untuk memperoleh katalis terbaik berdasarkan bahan
baku MSB yang digunakan pada penelitian ini. CUVK dan CUVK(x)/SO4
terbaik dikarakterisasi dengan instrumen XRF, XRD, FTIR, SEM, SAA, serta uji
total keasaman dan kebasaan. Produk FAME dikarakterisasi dengan GC-MS.
Hasil penelitian menunjukkan esterifikasi-transesterifikasi
MSB telah berhasil dilakukan dengan katalis bifungsional CUVK(1)/SO4
menghasilkan pembentukan FAME dan gliserol pada akhir reaksi. CUVK memiliki
kandungan utama CaO dengan pembentukan fasa kristal CaO, Ca(OH)2,
dan hidroksiapatit (Ca10(PO4)6OH2), serta nilai
total kebasaan sebesar 22,86 mmol HCl/g. Proses sulfatasi menghasilkan pembentukan
fasa kristal kalsium sulfat anhidrat dan terhidrat. Impregnasi asam sulfat meningkatkan
keasaman katalis dengan nilai total keasaman sebesar 2,24 mmol NaOH/g dan total
kebasaan turun menjadi 14,58 mmol HCl/g. Kedua katalis termasuk material tipe
mesopori dengan luas permukaan spesifik yang lebih besar pada katalis CUVK(1)/SO4.
Konversi FAME tertinggi menggunakan katalis CUVK(1)/SO4 diperoleh
sebesar 82,39% pada kondisi reaksi optimum: berat katalis terhadap umpan 4%,
rasio mol minyak:metanol 1:15, temperatur reaksi 65 oC, dan waktu
reaksi 150 menit.
In this study, the preparation and characterization
of a bifunctional catalyst from sulfated vaname shrimp shell ash (CUVK(x)/SO4)
were carried out for the esterification-transesterification of used palm oil (UPO)
into biodiesel. This research aims to study the synthesis and characterization
of the bifunctional catalyst material (CUVK(x)/SO4) including
its application in the esterification-transesterification of used palm oil.
Vaname shrimp shell was calcined at 800 oC for 5 hours and then
impregnated with sulfuric acid with varying concentrations of 7, 5, 3, 2, and 1 M. Esterification-transesterification
tests using the conventional reflux method were carried out for all sulfated
catalysts to determine the best catalyst based on the UPO raw material used in
this research. CUVK and the best CUVK(x)/SO4 were
characterized by XRF, XRD, FTIR, SEM, SAA instruments, and tested for total
acidity and basicity. FAME products were characterized by GC-MS.
The results showed that the esterification-transesterification
of UPO has been successfully carried out with the bifunctional catalyst CUVK(1)/SO4,
resulting in the formation of FAME and glycerol at the end of the reaction. CUVK
has a major content of CaO with the formation of CaO, Ca(OH)2, and
hydroxyapatite (Ca10(PO4)6OH2) crystal phases which
the total basicity was 22.86 mmol HCl/g.
The sulfatation process resulted in the formation of anhydrous and hydrated
calcium sulfate crystal phases. Sulfate acid impregnation increased the acidity
of the catalyst with a total acidity of 2.24 mmol NaOH/g and the total basicity
decreased to 14.58 mmol HCl/g. Both catalysts exhibited a mesoporous type of
material with a larger specific surface area in the CUVK(1)/SO4
catalyst. The highest FAME conversion using CUVK(1)/SO4
catalyst was 82.39% under optimum reaction conditions: catalyst to feed weight
ratio of 4%, oil to methanol mole ratio of 1:15, reaction temperature of 65 oC,
and reaction time of 150 minutes.
Kata Kunci : biodiesel, cangkang udang vaname, CaO, minyak sawit bekas, sulfatasi
