Kinetika Reaksi Transesterifikasi Minyak Kedelai Menjadi Biodiesel Menggunakan Katalis Padat Ramah Lingkungan K2O/CaO-ZnO

Windarto Aribowo  -  Departemen Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, Indonesia
Amin Nugroho  -  Departemen Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, Indonesia
*I. Istadi orcid scopus  -  Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Indonesia
Received: 5 Jul 2019; Revised: 12 Nov 2019; Accepted: 14 Nov 2019; Published: 31 Dec 2019.
Open Access
Citation Format:
Article Info
Section: Artikel
Language: ID
Statistics: 756 859
Abstract
Katalis padat yang ramah lingkungan K2O/CaO-ZnO memiliki keunggulan untuk proses reaksi transesterifikasi meliputi sifat basa heterogen aktif, kelarutan rendah, kekuatan mekanik yang baik, dan dapat digunakan kembali. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji kinetika reaksi transesterifikasi minyak kedelai menjadi biodiesel menggunakan katalis padat K2O/CaO-ZnO untuk mendapatkan model persamaan laju reaksi heterogen. Kajian meliputi: prediksi mekanisme yang sesuai dengan data eksperimen melalui analisis ketergantungan perubahan laju reaksi terhadap perubahan masing-masing reaktan dan perumusan persamaan akhir laju reaksi. Persamaan laju reaksi yang dihasilkan dapat dipakai untuk perancangan reaktor. Hasil kajian menunjukkan bahwa mekanisme reaksi yang terjadi mengikuti mekanisme Eley-Rideal, dimana metanol yang teradsorpsi pada permukaan katalis bereaksi dengan trigliserida (minyak kedelai) pada fase cairnya menghasilkan biodiesel (fatty acid methyl ester) dan gliserol. Persamaan laju reaksi yang diperoleh digunakan dalam perancangan reaktor sehingga hubungan antara berat katalis yang dibutuhkan dengan konversi trigliserida menjadi biodiesel dan perhitungan volume reaktor yang dibutuhkan dapat dilakukan.
Keywords: kinetika reaksi transesterifikasi; minyak kedelai; biodiesel; katalis K2O/CaO-ZnO; reaktor CSTR terfluidisasi

Article Metrics:

  1. Aziz, I. (2007). Kinetika reaksi transesterifikasi minyak goreng bekas. Jurnal Kimia Valensi, 1(1), 19-23.
  2. Boey, P. L., Maniam, G. P., Hamid, S. A. (2011). Performance of calcium oxide as a heterogeneous catalyst in biodiesel production: A review. Chemical Engineering Journal, 168, 15-22.
  3. Buchori, L., Sasongko, S.B. (2012). Kinetika Transesterifikasi Biodiesel Jarak Pagar. TEKNIK, 33(2), 52-57.
  4. Fogler, H. S. (2016). Elements of Chemical Reaction Engineering. 5th Ed. Houston: Prentice Hall.
  5. Fukuda, H., Kondo, A., Noda, H. (2001). Biodiesel Fuel Production by Transesterification of Oils. Journal of Bioscience and Bioengineering, 92 (5), 405-416.
  6. Islam, A., Taufiq Yap, Y. H., Chu, C. M., Chan, E. S., Ravindra, P. (2013). Studies on design of heterogeneous catalysts for biodiesel production. Process Safety and Enviromental Protection, 91, 131-144.
  7. Karim, A.M., Conant, T., Datye, A.K. (2008). Controlling ZnO morphology for improved methanol steam reforming reactivity. Physical Chemistry Chemical Physics, 10(36), 5584-5590.
  8. Knothe, G., Gerpen, J.V., Krahl, J. (2005). The Biodiesel Handbook. Illinois: AOCS Press.
  9. Kouzu, M., Hidaka, J.S. (2012). Transesterification of vegetable oil into biodiesel catalyzed by CaO: A review. Fuel, 93, 1-12.
  10. Lotero, E. (2004). Synthesis of biodiesel via acid catalysis. Journal South Carolina, 44(14), 5353-5363.
  11. Lu, Y., Zhang, Z., Xu, Y., Liu, Q., Qian, G. (2015). CaFeAl mixed oxide derived heterogeneous catalysts for transesterification of soybean oil to biodiesel. Bioresource Technology, 190, 438-441.
  12. Masduki, M., Sutijan, S., Budiman, A. (2013). Kinetika Reaksi Esterifikasi Palm Fatty Acid Distilate (PFAD) menjadi Biodiesel dengan Katalis Zeolit-Zirkonia Tersulfatasi. Jurnal Rekayasa Proses, 7(2), 59-64.
  13. Meher, L. C., Vidya Sagar, D., Naik, S. N. (2006). Technical aspects of biodiesel production by transesterification - a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 10, 248-268.
  14. Ngamcharussrivichai, C., Totarat, P., Bunyakiat, K. (2008). Ca and Zn mixed oxide as a heterogeneous base catalyst for transesterification of palm kernel oil. Applied Catalysis A: General, 341, 77-85.
  15. Noureddini, H., Zhu, D. (1997). Kinetics of transesterification of soybean oil. JAOCS, 74(11), 1457-1463.
  16. Ramadhas, A S., Jayaraj, S., Muraleedharan, C. (2005). Biodiesel production from high FFA rubber seed oil. Fuel, 84, 335-340.
  17. Sanchez, N., Sanchez, R., Encinar, J.M., Gonzalez, J.F., Martinez, G. (2015). Complete analysis of castor oil methanolysis to obtain biodiesel. Fuel, 147, 95-99.
  18. Sari, T.I., Said, M., Sari, A.K. (2011). Katalis Basa Heterogen Campuran CaO & SrO Pada Reaksi Transesterifikasi Minyak Kelapa Sawit. Dalam Prosiding Seminar Nasional AVoER ke-3, Palembang, Indonesia: Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya, 482-493.
  19. Sidabutar, E.D.C., Faniudin, M.N., Said, M. (2013). Pengaruh rasio reaktan dan jumlah katalis terhadap konversi minyak jagung menjadi metil ester. Jurnal Teknik Kimia, 19(1), 40-49.
  20. Utami, T.S., Arbianti, R., Nurhasman, D. (2007). Kinetika reaksi transesterifikasi CPO terhadap produk metil palmitat dalam reaktor tumpak. Seminar Nasional Fundamental dan Aplikasi Teknik Kimia 2007. Surabaya, Indonesia: Jurusan Teknik Kimia FTI – ITS.
  21. Wang, B., Li, S., Tian, S., Feng, R., Meng, Y. (2013). A new solid base catalyst for the transesterification of rapeseed oil to biodiesel with methanol. Fuel, 104, 698-703.
  22. Wong, Y.C., Tan, Y.P., Taufiq Yap, Y.H., Ramli, I., Tee, H. (2015). Biodiesel production via transesterification of palm oil by using CaO-CeO2 mixed oxide catalyst. Fuel, 162, 288-293.