Pemanfaatan Gliserol dari Produk Samping Pembuatan Biodiesel Menjadi Triasetin dengan Menggunakan Katalis Heterogen SiO2-H3PO4 Berbasis Daun Bambu

Abstract

Peningkatan penggunaan biodiesel menyebabkan terjadinya peningkatan produk samping berupa gliserol. Untuk meningkatkan nilai ekonomi gliserol dilakukan pengolahan lanjut menjadi fuel additive. Salah satu fuel additive yang dapat disintesis dari gliserol adalah triasetin. Pada penelitian ini, triasetin disintesis dengan menggunakan katalis SiO2-H3PO4 terkalsinasi yang berbasis daun bambu dan crude gliserol yang digunakan dipre-treatment. Silika diperoleh dari daun bambu yang dikalsinasi pada suhu 600oC dan abu daun bambu diekstraksi untuk memperoleh silika dengan metode sol-gel. Silika yang diperoleh dengan metode sol-gel kemudian diimpregnasi dengan larutan H3PO4 pada variasi rasio molar SiO2 : H3PO4 1 : 2; 1 : 3; dan 1 : 4 (M/M). Katalis tersebut masing-masing dikarakterisasi dengan menggunakan FTIR, XRD, SEM-EDX, dan BET-BJH sedangkan untuk produk hasil esterifikasi menjadi triasetin dianalisis menggunakan GC-MS. Reaksi esterifikasi gliserol dan asam asetat dilakukan pada kondisi operasi waktu reaksi 4 jam dengan sampling setiap 1 jam, suhu reaksi 100±5oC, rasio massa gliserol/asam asetat 1 : 9, dan berat katalis yang digunakan 3%, 5%, 7% pada setiap tipe katalis. Katalis yang terbaik diperoleh pada tipe katalis SiO2-H3PO4 1 : 2 (M/M) dengan luas permukaan 3,643 m2/g, volume pori 0,043 cm3/g, dan jari-jari pori 1,7021 nm, dengan konversi gliserol mencapai 99,73%, konsenrasi senyawa triasetin 18,53%, dan selektivitas triasetin 22,84% pada penggunaan berat katalis 5%.

Increased use of biodiesel causes an increase by products in the form of glycerol. To increase the economic value of glycerol, further processing is done to become a fuel additive. One of the fuel additives that can be synthesized from glycerol is triacetin. In this study, triacetin was synthesized using calcined SiO2-H3PO4 catalyst based on bamboo leaves calcined at 600oC and the ash of bamboo leaves was extracted to obtain silica by the sol-gel method. The silica obtained by the sol-gel method was then impregnated with H3PO4 solution at a variation of molar ratio SiO2-H3PO4 1 : 2; 1 : 3; and 1 : 4 (M/M). Each of the catalysts was characterized using FTIR, XRD, SEM-EDX, and BET-BJH, while the products obtained from esterification to triacetin were analyzed using GC-MS. The esterification reaction of glycerol and acetic acid was carried out at operating conditions for reaction time of 4 hours by sampling every 1 hour, reaction temperature 100±5oC, mass ratio of glycerol/acetic acid 1 : 9, and catalyst weight used 3%, 5%, and 7% for each type of catalyst. The best catalyst was obtained on SiO2-H3PO4 1 : 2 (M/M) catalyst type with a surface area of 3,643 m2/g, pore volume of 0,043 cm3/g, and pore radius of 1,7021 nm, with glycerol conversion reaching 99,73%, the concentration of triacetin compounds 18,53%, and selectivity of triacetin 22,84% in the use of a catalyst weight of 5%.