skip to main content

Pengaruh NaOH, Lignin dan Furfural terhadap Kesetimbangan Uap-Cair Etanol-Air Hidrolisat Ethanosolv-pulping Tandan Kosong Sawit pada Kondisi Isobarik

1Program Studi Teknik Kimia, Institut Teknologi Bandung, Indonesia

2Departemen Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Lampung, Indonesia

Received: 24 Nov 2018; Revised: 29 Jan 2019; Accepted: 4 Mar 2019; Published: 31 Mar 2019.
Open Access Copyright 2019 Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi under http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0.

Citation Format:
Cover Image
Abstract
Tandan kosong sawit mengandung lignoselulosa yang bermanfaat sebagai bahan baku pulp. Salah satu metode pulping adalah dengan menggunakan etanol, yang disebut sebagai proses ALCELL (Alcohol Cellulose). Proses ini menghasilkan lindi hitam, dan untuk meningkatkan keramahlingkungan dan efisiensinya, etanol perlu diregenerasi. Adanya lignin, furfural, dan NaOH dalam lindi hitam menurunkan volatilitas relatif etanol sehingga menyulitkan tahapan regenerasinya. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kondisi optimum regenerasi etanol melalui analisis kelarutan lignin dan kesetimbangan fasa uap-cair. Pengujian kelarutan lignin dilakukan dengan menjumputkan sejumlah lignin ke dalam 180 mL etanol-air. Percobaan kesetimbangan fasa menggunakan ebuliometer Fowler-Norris termodifikasi, dan simulasi selanjutnya memanfaatkan model UNIFAC (UNIQUAC Functional-group Activity Coefficients). Terdapat lima larutan model sebagai variasi, yaitu larutan A (etanol-air-0,315% NaOH), B (etanol-air-1,26% lignin), C (etanol-air-0,26% furfural), D (etanol-air-0,5% furfural), dan E (etanol-air-1% furfural). Operasi bersifat isobarik pada tekanan 690 mmHg dan temperatur ruang (±25°C). Hasil penelitian menunjukkan kenaikan kelarutan lignin hanya sedikit dipengaruhi oleh penambahan konsentrasi etanol jika konsentrasinya kurang dari 40%, namun meningkat secara signifikan dan mencapai maksimumnya pada konsentrasi etanol sekitar 70%. Menariknya, konsentrasi ini merupakan kondisi nyata proses ALCELL. Di lain pihak, pada konsentrasi etanol 60-70%, hampir terbentuk azeotrop baru karena faktor kelarutan lignin mencapai maksimumnya (65,7%). Oleh karena itu, lignin perlu diendapkan sebelum regenerasi etanol dengan mengurangi rasio penambahan air. Kehadiran furfural menggeser titik azeotrop yang semula 89%-mol menjadi 72%-mol untuk penambahan 0,26%-massa furfural dan dari 70%-mol untuk penambahan 0,5%-massa furfural. Sebagai tambahan, pemodelan UNIFAC dapat direkomendasikan untuk memprediksi data kesetimbangan fasa uap-cair etanol-air-furfural dengan komposisi etanol di bawah 80%-massa.
Fulltext View|Download
Keywords: kesetimbangan uap-cair; UNIFAC; furfural; lignin; NaOH; sistem etanol-air

Article Metrics:

  1. Direktorat Jenderal Perkebunan, Statistik Perkebunan Indonesia 2015-2017, in, Direktorat Jenderal Perkebunan, Kementerian Pertanian, Jakarta, 2017
  2. E. Hambali, M. Rivai, The Potential of Palm Oil Waste Biomass in Indonesia in 2020 and 2030, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 65, (2017) 012050 http://dx.doi.org/10.1088/1755-1315/65/1/012050
  3. Arnold P. Sinurat, Tresnawati Purwadaria, Pius P. Ketaren, Tiurma Pasaribu, Substitutions of soybean meal with enriched palm kernel meal in laying hens diet, Jurnal Ilmu Ternak dan Veteriner, 19, 3, (2015) 9 http://dx.doi.org/10.14334/jitv.v19i3.1081
  4. Sheldon J. B. Duff, William D. Murray, Bioconversion of forest products industry waste cellulosics to fuel ethanol: A review, Bioresource Technology, 55, 1, (1996) 1-33 https://doi.org/10.1016/0960-8524(95)00122-0
  5. Viviane da Costa Correia, Antonio Aprigio da Silva Curvelo, Karen Marabezi, Alessandra Etuko Feuzicana de Souza Almeida, Holmer Savastano Junior, Bamboo cellulosic pulp produced by the ethanol/water process for reinforcement applications, Ciência Florestal, 25, 1, (2015) 127-135 http://dx.doi.org/10.1590/1980-509820152505127
  6. Y. Ni, Q. Hu, Alcell® lignin solubility in ethanol–water mixtures, Journal of Applied Polymer Science, 57, 12, (1995) 1441-1446 http://dx.doi.org/10.1002/app.1995.070571203
  7. Héctor A. Ruiz, Denise S. Ruzene, Daniel P. Silva, Fernando F. Macieira da Silva, António A. Vicente, José A. Teixeira, Development and Characterization of an Environmentally Friendly Process Sequence (Autohydrolysis and Organosolv) for Wheat Straw Delignification, Applied Biochemistry and Biotechnology, 164, 5, (2011) 629-641 http://dx.doi.org/10.1007/s12010-011-9163-9
  8. D. Sidiras, E. Koukios, Simulation of acid-catalysed organosolv fractionation of wheat straw, Bioresource Technology, 94, 1, (2004) 91-98 https://doi.org/10.1016/j.biortech.2003.10.029
  9. E. K. Pye, J. H. Lora, The alcell process a proven alternative to kraft pulping, TAPPI Journal, 74, 3, (1991)
  10. D. S. Ruzene, A. R. Gonçalves, Ethanol/water pulp enzymatic pretreatment: Chemical and FTIR-PCA analyses, Chemical Papers, 61, 6, (2007) 472-476 https://doi.org/10.2478/s11696-007-0064-x
  11. H. Susanto, Organosolv-Pulping of Oil Empty Fruit Bunches Using Acetic Acid and Ethanol, in: 8th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 1999), Korea, 1999
  12. H. Susanto, Pengembangan Proses Pemisahan Furfural dari Black Liquor Pemasakan Tandan Kosong Sawit dalam Pelarut Organik, in: Seminar Nasional ITS, Surabaya, 1998
  13. J. Tjahjono, H. Susanto, Comparative Evaluation of Ethanosolv-pulping of Oil Palm Empty Fruit Bunches, in: Regional Symposium on Chemical Engineering (RSCE) - 2000, Singapore, 2000
  14. P. Van Beijeren Bergen en Henegouwen, B. Breure, V. Van Hijkoop, M. Kroon, W. Tesselaar, Cellulose production plant from wood chips, in, Faculty of Applied Sciences, DelftChemTech, Delft University of Technology, Delft, Germany, 2003
  15. Derek Stewart, Lignin as a base material for materials applications: Chemistry, application and economics, Industrial Crops and Products, 27, 2, (2008) 202-207 https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2007.07.008
  16. R. Domansky, Ternary System of Furfural-Water-Ethanol, Chemické listy, 46, (1952) 765-766
  17. Steen Skjold-Jorgensen, Barbel Kolbe, Jurgen Gmehling, Peter Rasmussen, Vapor-Liquid Equilibria by UNIFAC Group Contribution. Revision and Extension, Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, 18, 4, (1979) 714-722 http://dx.doi.org/10.1021/i260072a024
  18. D. T. C. Gillespie, Vapor-Liquid Equilibrium Still for Miscible Liquids, Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition, 18, 9, (1946) 575-577 http://dx.doi.org/10.1021/i560157a018
  19. Jaime Wisniak, The Herington test for thermodynamic consistency, Industrial & Engineering Chemistry Research, 33, 1, (1994) 177-180 http://dx.doi.org/10.1021/ie00025a025
  20. Joseph Mauk Smith, Hendrick C. Van Ness, Michael M. Abbott, Introduction to chemical engineering thermodynamics, McGraw-Hill, 2005
  21. Aage Fredenslund, Vapor-Liquid Equilibria Using Unifac: A Group-Contribution Method, Elsevier Science, 2012
  22. Stanley M. Walas, Phase Equilibria in Chemical Engineering, Butterworth-Heinemann, Boston, 2013
  23. Roland Wittig, Jürgen Lohmann, Jürgen Gmehling, Vapor−Liquid Equilibria by UNIFAC Group Contribution. 6. Revision and Extension, Industrial & Engineering Chemistry Research, 42, 1, (2003) 183-188 http://dx.doi.org/10.1021/ie020506l
  24. G. Wibawa, R. Handogo, Eksperimen dan Korelasi Kesetimbangan Uap-Cair Sistem Etanol-Air-NaCl pada Tekanan Atmosfir, in: Seminar Nasional ITS, Surabaya, 1998
  25. Robert Ewald Treybal, Mass-transfer Operations, 3rd edition ed., McGraw-Hill, 1980
  26. R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7th Edition ed., McGraw-Hill, 1999
  27. W. F. Furter, R. A. Cook, Salt effect in distillation: A literature review, International Journal of Heat and Mass Transfer, 10, 1, (1967) 23-36 https://doi.org/10.1016/0017-9310(67)90181-0

Last update:

No citation recorded.

Last update: 2024-11-20 21:04:41

No citation recorded.