KINETIKA REAKSI HIDROLISIS

Abstract

Bio-etanol merupakan salah satu bahan bakar organik yang dapat diproduksi dari pati dan selulosa. Bahan berbasis selulosa dapat ditemukan dalam limbah organik, diantaranya: grajen kayu, ranting kering, daun kering, tongkol jagung, sekam padi dan lain-lain. Langkah-langkah penting pada produksi etanol dari lignoselulosa ialah hidrolisis untuk mengkonversi hemiselulosa dan selulosa menjadi gula, fermentasi gula untuk memproduksi etanol, dan pemurnian etanol. Penelitian ini mempelajari reaksi hidrolisis ranting kering dengan asam encer pada kondisi non-isotermis. Dua ratus gram ranting kering dicampur dengan 1200 cm³ larutan asam sulfat 0,18 N dan dipanaskan di dalam autoklaf. Selama proses hidrolisis ini, suhu akan terus naik (non-isotermis), kemudian setelah mencapai suhu tertentu dijaga tetap (suhu akhir). Hasil hidrolisis pertama diambil pada suhu 413 K dan seterusnya diambil setiap interval 5 menit. Suhu akhir divariasi pada 433 K, 453 K, 473 K dan 493 K. Metode Fehling dipilih untuk menganalisis kandungan gula di dalam sampel. Persamaan kinetika reaksi diperoleh dengan mengolah data dengan pendekatan model shrinking-core dengan ukuran partikel tetap. Nilai tetapan kecepatan reaksi meningkat sedangkan nilai tetapan transfer massa relatif tidak berubah pada berbagai suhu. Tetapan kecepatan reaksi dapat didekati dengan persamaan Arrhenius, dengan frekuensi tumbukan A_r = 0,083 l/(mol.menit) dan energi aktivasi E_r = 20.000 J/mol. Untuk menyelidiki langkah mana yang mengontrol laju proses, dibandingkan tetapan kecepatan reaksi dan tetapan transfer massa pada 493 K, diperoleh nilai tetapan transfer massa berkisar 0,06 l/(mol.menit), dan nilai tetapan kecepatan reaksi berkisar 0,00051 l/(mol.menit), sehingga diperoleh bilangan Hatta 0,00933. Karena bilangan Hatta < 0,02 maka dapat disimpulkan bahwa reaksi kimia lebih mengontrol daripada transfer massa.