fitria fatmawati (2312105006) gita shintavia a ... · bab iii. metodologi penelitian. bahan-bahan...

Produksi Hidrogen Dari Gliserol Dengan Metode Pemanasan Konvensional

Berbasis Gamma-Alumina

Fitria Fatmawati (2312105006)

Gita Shintavia A. (2312105033)

Pembimbing: 1. Dr. Lailatul Qadariyah, S.T., M.T. 2. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA

Latar Belakang Semakin menipisnya cadangan minyak bumi dunia

Dibutuhkan sumber

ENERGI ALTERNATIF

BAB I. PENDAHULUAN

Tujuan Penelitian Mempelajari

proses pembuatan

hidrogen dari gliserol dengan

metode pemanasan

konvensional menggunakan

katalis γ-Alumina dan Ni/ γ-Alumina.

Mengetahui dan mempelajari

konversi gliserol yang tertinggi

yang dapat dihasilkan dari proses pirolisis

dengan pemanasan

konvensional

Mengetahui dan mempelajari yield

yang tertinggi yang dapat

dihasilkan dari proses pirolisis

dengan pemanasan

konvensional

BAB I. PENDAHULUAN

Meningkatkan nilai dari gliserol, dengan mengubah gliserol menjadi hidrogen

Memberikan informasi mengenai pengaruh jenis katalis, suhu reaksi, dan berat katalis terhadap produk hidrogen yang dihasilkan dengan metode pemanasan konvensional menggunakan katalis γ-Alumina dan Ni/ γ-Alumina.

Sebagai bahan referensi dan informasi bagi penulis selanjutnya yang tertarik untuk mengkaji dan meneliti tentang pirolisis gliserol dengan menggunakan pemanasan konvensional berbasis γ alumina.

Manfaat Penelitian

BAB I. PENDAHULUAN

Gliserol Merupakan senyawa alkohol trihidrat, dengan sifat fisis tidak berwarna, kental, higroskopis, dan berasa manis.

Mempunyai titik leleh 18oC, titik didih 290oC, dan larut dalam air dan etanol.

Merupakan produk samping dari pembuatan biodiesel melalui reaksi transesterifikasi minyak.

Merupakan bahan kimia yang mempunyai potensi untuk dikonversi menjadi metanol, etanol, maupun hidrogen.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Hidrogen merupakan senyawa yang mudah terbakar

Hidrogen banyak terdapat di Jagad Raya baik dalam bentuk molekul (H2) maupun atom (H)

Hidrogen mempunyai potensi yang besar sebagai bahan bakar ramah lingkungan untuk mengurangi ketergantungan dari mengimpor sumber daya energi.

Hidrogen


Suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi, tanpa mengalami perubahan

ɣ-alumina merupakan alumina transisi yang berbentuk padatan

ɣ-alumina banyak digunakan sebagai katalis dan adsorben karena luas permukaan yang besar

ɣ-alumina stabil dalam proses katalis pada suhu tinggi

Katalis ɣ-alumina


Penelitian sebelumnya Peneliti Judul Bahan Baku Katalis Hasil

Pathak Kapil Dev Catalytic Conversion of Gliserol Silica-alumina Kondisi optimum 470oC

(Canada, 2005) Glycerol to Value-Added ɤ-alumina (HZSM-5, dan HY)

Liquid Chemicals HZSM-5 dan HY Yield acroline tertinggi pada

suhu 380oC ( ɤ-alumina)

Chaudhari dan Bhakshi Pyrolysis of glycerol for Gliserol - Gliserol dikonversi secara

(Canada, 2002) the production of sempurna menjadi gas dan

hydrogen or syn gas char pada 700 °C dengan rasio H2/CO 2:1


Garis Besar Penelitian

Untuk mempelajari cara produksi hidrogen dari gliserol

menggunakan pemanasan konvensional

Untuk mengamati pengaruh : Suhu

Berat Katalis Jenis katalis

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

Bahan-bahan yang digunakan

85% PA

ɣ-alumina

Ni/ɣ-alumina


Aquadest Gas N2

METODOLOGI PENELITIAN

KONDISI OPERASI

Larutan Gliserol : 85% P.A.

Waktu : 4 menit

VARIABEL

Suhu : 200, 225, 250, 275, 300oC

Jenis katalis : ɣ-alumina dan Ni/ ɣ-alumina

Berat katalis : 1, 2, dan 3 gram


Penelitian dilakukan dalam 2 tahap:

Prosedur Penelitian 1.

Persiapan Katalis

2. Reaksi

Katalitik


PERSIAPAN KATALIS

1. ɣ-alumina powder ditimbang 90%wt dari massa katalis

total, lalu dilarutkan dengan aquadest 2. NiCl2.6H2O ditimbang 10%wt dari massa katalis total, lalu

dilarutkan dalam aquadest sebanyak sebanyak 25 ml, masing-masing pengadukan selama 30 menit pada suhu 30oC

3. Larutan NiCl2.6H2O disemprotkan sedikit demi sedikit kedalam larutan ɣ-alumina sambil diaduk selama 1 jam, lalu diuapkan pada suhu 70oC sambil diaduk.

4. Menghilangkan kandungan air yang masih tersisa menggunakan oven selama 24 jam pada suhu 110oC

5. Lalu katalis digerus sampai halus untuk dilakukan kalsinasi pada suhu 500oC, dialiri udara selama 4 jam dan dilanjutkan dialiri hidrogen selama 3 jam.

6. Diperoleh katalis Ni/ ɣ-alumina.

Alat yang digunakan

• Skema Peralatan Kalsinasi

1. Tabung gas N2 2. Valve tube gas N2 3. Reaktor Kalsinasi 4. Furnace 5. Crucible boat 6. Katalis 7. Panel kontrol furnace 8. Tube gas outlet 9. Erlenmeyer 10. Gas keluar 11. Air

Tahap Reaksi Katalitik 1. Menyiapkan larutan gliserol sesuai variabel. 2. Memasukkan katalis yang telah dikalsinasi sebelumnya ke

dalam reaktor. 3. Menghidupan reaktor pada suhu yang sesuai dengan

variabel. 4. Mengalirkan air pendingin pada kondensor. 5. Memanaskan gliserol dengan menggunakan heater

sampai suhu 290oC dan mengalirkannya dengan bantuan gas N2 sebagai gas pembawa ke dalam reaktor.

6. Mematikan reaktor. 7. Mengambil sampel sesuai dengan variabel. 8. Melakukan titrasi untuk mengetahui konsentrasi gliserol

akhir. 9. Menganalisa produk dengan GC.


• Skema Peralatan Degradasi Gliserol

1. Tabung gas N2 2. Tangki penguap 3. Panel kontrol tangki 4. Reaktor 5. Heater mantel 6. Panel kontrol furnace 7. Kondensor 8. Condensat 9. Tedlar Bag (non

condensable)


Tahap Analisa

Menganalisis produk untuk mendapatkan data:

Konsentrasi gliserol sisa Konsentrasi gas hidrogen

BESARAN YANG DIHITUNG

Konversi gliserol dengan persamaan

Yield produk dengan persamaan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Uji Karakterisasi Katalis

Gambar Hasil Analisa XRD Terlihat beberapa puncak yang merupakan sudut munculnya

relative intensity

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Sudut-sudut pada katalis Ni/γ-Al2O3 memiliki kemiripan dengan sudut standard Ni dan γAl2O3, dapat disimpulkan bahwa Ni telah terimpregnasi pada γ-Al2O3

Data Sudut Munculnya Relative Intensity Hasil Analisa Standard

Pos. [°2Th.] Gamma Alumina

Pos. [°2Th.] Ni/Gamma Alumina

Pos. [°2Th.] γ-Al2O3 (database JCPDS No. 47-

1308)

Pos. [°2Th.] Ni (database JCPDS

No. 04-0850)

37.1934 11.2708 37.31 44.508 37.8966 12.6971 43.29 51.847 39.5677 30.807 45.82 76.372 45.5087 32.2025 67.36 92.947

36.3502 85.09 98.449 37.4767 121.936 40.1951 144.679 44.511 155.666 44.6262 51.8578 51.9982 56.1958 BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN

PEMBAHASAN

HASIL ANALISA BET

standart sifat fisik γ-Al2O3 memiliki range area sebesar 80-150 m2/g (Rozita et al, 2010).

γ-Al2O3 surface area = 118,345 m2/g

Ni/γ-Al2O3 surface area = 123,042 m2/g

Dapat disimpulkan bahwa Ni telah terimpregnasi pada γ-Al2O3

Hasil Analisa GC

• Gambar menunjukkan hasil GC produk untuk suhu 200oC dengan menggunakan katalis γ-Al2O3. Puncak yang muncul mengidentifikasikan adanya beberapa produk yaitu H2 dan CO2. Hidrogen muncul pada retention time 3,635 menit, sedangkan CO2 pada 5,283 menit.


Pengaruh Suhu Terhadap Konversi Gliserol

40

50

60

70

80

90

100

150 200 250 300 350

Kon

vers

i (%

)

Suhu (oC)

ɣ-Al2O3 Ni/ɣ-Al2O3


Pengaruh Suhu Terhadap Yield Hidrogen


0,000000

0,000050

0,000100

0,000150

0,000200

0,000250

150 200 250 300 350

Yie

ld (

gram

H2/

gram

glis

erol

)

Suhu (oC)

ɣ-Al2O3

Ni/ɣ-Al2O3

Pengaruh Berat Katalis Terhadap Konversi Gliserol

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4

Kon

vers

i Glis

erol

(%)

Berat Katalis (gram)

ɣ-Al2O3 Ni/ɣ-Al2O3


Pengaruh Berat Katalis Terhadap Yield Produk


0

0,00005

0,0001

0,00015

0,0002

0,00025

0 1 2 3 4

Yie

ld (

gram

H2/

gram

glis

erol

)

Berat katalis (gram)

ɣ-Al2O3

Ni/ɣ-Al2O3

Nama Produk Retention Time (min) Yield (%)

MeOH 2,207 0,767

Allyl Alkohol 2,887 0,229

Acroein 5,816 0,423

Tabel Hasil GC untuk produk liquid pada suhu 250OC pada katalis Ni/γ-Al2O3

Kesimpulan Degradasi gliserol dapat dilakukan dengan metode pemanasan

secara konvensional dengan bantuan katalis γ-Al2O3 dan Ni/ γ-Al2O3 dimana produknya adalah gas (H2 dan CO2) dan liquid (metanol, acrolein, Allyl alcohol dan NID (Non-Identified) produk).

Konversi gliserol tertinggi dicapai pada suhu 225oC dengan konversi sebesar 96,799% menggunakan 2 gram katalis Ni/γ-Al2O3.

Yield hidrogen tertinggi diperoleh pada suhu 250oC dengan berat katalis 2 gram γ-Al2O3, yaitu sebesar 0,000214 H2/gr gliserol.

Saran 1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai

metode yang tepat untuk degradasi gliserol sehingga dapat menghasilkan yield hidrogen yang lebih besar.

2. Perlu dilakukan analisa lebih lanjut tentang kandungan produk dari degradasi gliserol karena adanya produk yang tidak teridentifikasi.

3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai metode analisa gliserol sisa, sehingga dapat memberikan hasil yang lebih akurat.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Produksi Hidrogen Dari Gliserol Dengan Metode Pemanasan

Konvensional Berbasis Gamma-Alumina

Fitria Fatmawati (2312105006)

Gita Shintavia A. (2312105033)

Pembimbing: 1. Dr. Lailatul Qadariyah, S.T., M.T. 2. Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA

fitria fatmawati (2312105006) gita shintavia a ... · bab iii. metodologi penelitian. bahan-bahan...

Documents