Kinetika reaksi esterifikasi gliserol dan asam asetat dengan katalisator indion 225 Na

NURYOTO, Ir. Hary Sulistyo, SU., Ph.D

2010 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan. Pembuatan biodiesel semakin meningkat, dan hasil samping gliserol juga akan meningkat. Usaha pengolahan gliserol menjadi produk lain harus dilakukan, salah satunya dengan mengolahnya menjadi trigliserida yang disebut triacetin. Gliserol direaksikan dengan asam asetat menjadi triacetin memakai katalisator resin penukar ion indion 225 Na. Penggunaan katalisator padat diharapkan akan memudahkan dalam pemisahan hasil. Pembuatan dilakukan dalam reaktor batch pada kecepatan pengadukan 1000 rpm, pada kisaran suhu 333K-373K, ukuran diameter katalisator 0,046cm - 0,1cm, perbandingan pereaksi 3-7 gmol asam asetat/gmol gliserol, dan konsentrasi katalisator 1% - 9% berat asam asetat. Pengambilan sampel dilakukan setiap 15 menit sampai waktu reaksi 90 menit untuk dianalisis kadar asam bebasnya. Disamping itu asam total, asam bebas, dan gliserol total pada saat awal reaksi ditentukan secara volumetri. Hasil percobaan menunjukan konversi tertinggi diperoleh pada perbandingan pereaksi 7 gmol asam asetat/gmol gliserol, suhu 373K, ukuran diameter katalisator 0,04625cm, dan konsentrasi katalisator 3% berat asam asetat yaitu sebesar 42,32%. Ketiga model matematika menunjukan bahwa kinetika reaksi dipengaruhi oleh laju perpindahan massa dari badan cairan ke permukaan katalisator dan laju reaksi di permukaan katalisator. Meskipun demikian reaksi permukaan merupakan langkah yang menentukan. Pengaruh suhu pada konstanta kecepatan reaksi pada kisaran 333K-373K, perbandingan pereaksi 7 gmol asam asetat/gmol gliserol, kecepatan pengadukan 1000 rpm, dan konsentarsi katalisator 3% berat asam asetat dapat dinyatakan dengan persamaan Arrhenius sebagai berikut: kr = 3,377 x 105 exp (formula) (1/detik), dengan penyimpangan rerata sebesar 17,41%.

Biodiesel is an alternative fuel is environmentally friendly. If the manufacture of biodiesel increases, byproduct of the glycerol will also increase. Glycerol processing into other products must be done, which one by processing into triacetine. Glycerol and acetic acid is processed into triacetine with ion exchange resin catalyst is indion 225 Na. The use of solid catalysts is expected an easy to the separation results. Making triglyceride done in a batch reactor will stirring speed 1000 rpm, with a variable that varied was the temperature of 333K-373K, catalyst diameter 0.046cm - 0.100cm, ratio of reactants 3-7 gmol acetic acid/gmol glycerol, and catalyst concentration 1% - 9% by weight of acetic acid. Sampling every 15 minutes until the reaction time of 90 minutes to its free acid content analyzed. Total acid, free acid, and total glycerol determined by volumetric at the early reaction. The experiments showed the highest conversion was obtained at the ratio of reactant of 7 gmol acetic acid/gmol glycerol, the temperature of 333K-1373K, catalyst diameter of 0.046cm, and catalyst concentration of 3% by weight of acetic acid that is equal to 42.32%. Third mathematical models showed that kinetics of the reaction with experimental data is the third model is that the reaction kinetics are influenced by mass is influenced by the rate of mass transfer of bulk fluids to the surface of the catalyst and the rate on catalyst surface. Nevertheless the surface is controlling step. The effect of temperature on the reaction rate constants in the range 333K-373K, ratio of reactant of 7 gmol acetic acid/gmol glycerol, stirring speed 1000 rpm, and catalyst concentration of 3% by weight of acetic acid can be expressed in the Arrhenius equation with the following equation: kr = 3.344 x 105 exp (formula), (1/second), with average deviation of 17.41%.

Kata Kunci : Esterifikasi,Asam asetat,Gliserol,Indion 225 Na, esterification, acetic acid, glycerol, indion 225 Na