Oksidasi dan Sulfonasi Tandan Kosong Kelapa Sawit sebagai Katalis Asam Heterogen

T. Miftah Ibrahim, Chusnul Hidayat, Umar Santoso

Abstract


Penggunaan katalis asam homogen memiliki kelemahan dalam pemisahan katalis dari media reaksi. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan katalis heterogen (padat) yang lebih mudah dipisahkan dari media reaksi sehingga dapat menyederhanakan tahap produksi. Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi katalis asam heterogen (padat) melalui proses oksidasi dan sulfonasi. Pada proses oksidasi, lignoselulosa diubah menjadi aldehid, kemudian dilanjutkan dengan sulfonasi untuk mengubah gugus karbonil menjadi sulfonat. TKKS di-pretreatment terlebih dahulu, kemudian dioksidasi menggunakan sodium periodat (rasio 0,8) pada suhu dan waktu bervariasi (40, 50 dan 60 oC, selama 3, 6, 9 dan 12 jam) dalam waterbath shaker 150 strokes/min dengan kondisi tanpa cahaya. Selanjutnya dilakukan reaksi oksidasi sebanyak dua tahap diikuti dengan sulfonasi. TKKS tersulfonasi kemudian diaplikasikan untuk mengkatalisis reaksi esterifikasi etil oleat. Suhu dan waktu reaksi oksidasi berpengaruh sangat signifikan (p<0,01) terhadap kandungan gugus karbonil yang terbentuk. Perlakuan pada suhu 50 oC selama 9 jam mampu menghasilkan gugus karbonil 98,34 ±1,52 μmol/g-sampel. Reaksi oksidasi dua tahap mampu meningkatkan gugus karbonil12,02 % lebih besar. Reaksi sulfonasi pada suhu 45 oC selama 3 jam hanya mampu mengkonversi 27,97 % gugus karbonil menjadi sulfonat dengan kandungan total sulfur 6,30 ±0,29 %, hal ini berdampak kepada kemampuan TKKS tersulfonasi untuk mengkatalisis reaksi esterifikasi etil oleat dengan yield yang masih rendah yaitu 29,12 ±5,15 %.

Keywords


oksidasi; sulfonasi; tandan kosong kelapa sawit; katalis asam heterogen; esterifikasi

Full Text:

PDF

References


Abdullah, S.H.Y.S., Hanapi, N.H.M., Azid, A., Umar, R., Juahir, H., Khatoon, H., Endut, A. 2017. A Review of Biomass-Derived Heterogeneous Catalyst for a Sustainable Biodiesel Production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70: 1040–1051.

Chai, X.-S., D.Zhang, Q.Hou, dan S.-H.Yoon. 2007. Spectrophotometric Determination of Reducing Aldehyde Groups in Bleached Chemical Pulps. J. Ind. Eng. Chem., Vol. 13, No. 4, (2007) 597-601.

Chen, G. dan B. Fang. 2011. Preparation of Solid Acid Catalyst from Glucose–Starch Mixture for Biodiesel Production. Bioresource Technology 102 (2011) 2635–2640.

Coseri, S., Biliuta, G., Simionescu, B.C., Stana-Kleinschek, K., Ribitsch, V., Harabagiu, V. 2013. Oxidized Cellulose - Survey of The Most Recent Achievements. Carbohydrate Polymers, 93: 207–215.

Cumpstey, I. 2013. Review Article - Chemical Modification of Polysaccharides. Hindawi Publishing Corporation ISRN Organic Chemistry, Volume 2013, Article ID 417672, P.27.

Gabhane, J., S.P.M.P. William, A.Gadhe, R.Rath, A.N.Vaidya, S.Wate. 2014. Pretreatment of Banana Agricultural Waste for Bio-Ethanol Production: Dividual and Interactive Effects of Acid and Alkali Pretreatments with Autoclaving, Microwave Heating and Ultrasonication. Waste Management 34 (2014) 498–503.

Harmini, S. 2015. Regenerasi Katalis Amberlyst-15 dengan Larutan Asam Sulfat Etanolik dan Pengaruhnya terhadap Sintesis Etil Oleat.Tesis Magister, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Jiang, X., Yang, Z., Peng, Y., Han, B., Li,Z., Liu, W., Li, X. 2016. Preparation, Characterization and Feasibility Study of Dialdehyde-carboxymethyl-cellulose as Novel Crosslinking Reagent. Carbohydrate Polymers, 137: 632–641.

Liu, T., Z.Li, W.Li, C.Shi, Y.Wang. 2013. Preparation and Characterization of Biomass Carbon-based Solid Acid Catalyst for the Esterification of Oleic Acid with Methanol. Bioresource Technology 133 (2013) 618–621.

Marseno, D.W., R.Indrati, Ohta. 1998. A Simplified Method for Determination of Free Fatty Acid for Soluble and Immobilized Lipase Assay. Indonesian Food and Nutrition Progress, 5, 79-83.

Moulijn, J. A., M.Makkee, A.E.V.Diepen. 2013. Chemical Process Technology, Second Edition. 250-256. John Wiley & Sons Ltd, United Kingdom.

Nikolic, T., M.Kostic, J.Praskalo, B.Pejic, Z.Petronijevic, P.Skundric. 2010. Sodium Periodate Oxidized Cotton Yarn as Carrier for Immobilization of Trypsin. Carbohydrate Polymers 82 (2010) 976–981.

Pan, S. and A.J. Ragauskas. 2014. Enhancement of Nanofibrillation of Softwood Cellulosic Fibers by Oxidation and Sulfonation. Carbohydrate Polymers 111 (2014) 514–523.

Sani, Y.M., W.M.A.W.Daud, A.R.A.Aziz. 2014. Activity of Solid Acid Catalysts for Biodiesel Production: A Critical Review. Applied Catalysis A: General 470 (2014) 140– 161.

Sarin, A. 2012. Biodiesel, Production and Properties. The Royal Society of Chemistry Publishing-Cambridge, United Kingdom.

Sastrohamidjojo, H. 2013. Dasar-Dasar Spektroskopi. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Shajaratun-Nur, Z.A., Y.H. Taufiq-Yap, M.F. Rabiah Nizah, Siow Hwa Teo, O.N. Syazwani, Aminul Islam. 2014. Production of Biodiesel from Palm Oil Using Modified Malaysian Natural Dolomites. Energy Conversion and Management 78 (2014) 738–744.

Shet, R.T. 1996. Sulfonated Cellulose and Method of Preparation. United States Patent No.5,522,967.

Sirvio, J., U.Hyvakko, H.Liimatainen, J.Niinimaki, O.Hormi. 2011. Periodate Oxidation of Cellulose at Elevated Temperatures Using Metal Salts as Cellulose Activators. Carbohydrate Polymers 83 (2011) 1293–1297.

Vicini, S., E.Princi, G.Luciano, E.Franceschi, E.Pedemonte, D.Oldak, H.Kaczmarek, A.Sionkowsk (2004).Thermal Analysis and Characterisation of Cellulose Oxidised with Sodium Methaperiodate. Thermochimica Acta 418 (2004) 123–130.

Zhang, J., N.Jiang, Z.Dang, T.J.Elder, A.J. Ragauskas. 2008. Oxidation and Sulfonation of Cellulosics. Cellulose (2008) 15:489–49.




DOI: https://doi.org/10.23955/rkl.v12i2.7020

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2017 T. Miftah Ibrahim, Chusnul Hidayat, Chusnul Hidayat, Umar Santoso, Umar Santoso

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

JURNAL REKAYASA KIMIA & LINGKUNGAN

Jurusan Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala, Jl. Tgk. Syech Abdur Rauf No.7, Kopelma Darussalam, Banda Aceh, INDONESIA