Tuanaya, Muhammad Farisyah Akmal and Wulandari, Saniyyah Wiji and Ir. Aji Hendra Sarosa, S.T., M.T. and Wa Ode Cakra Nirwana, S.T., M.T., Ph.D (2023) Studi Kinetika Hidrolisis Sekam Padi Menggunakan Katalis Asam Maleat. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Sekam padi memiliki peluang untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol karena memiliki kandungan selulosa dan hemiselulosa yang cukup tinggi. Kandungan selulosa dan hemiselulosa akan didegradasi menjadi gula pereduksi menggunakan pretreatment secara kimia menggunakan asam yang dikenal dengan metode hidrolisis asam. Asam maleat dapat digunakan sebagai katalis dalam proses hidrolisis karena dinilai lebih baik jika ditinjau dari segi biaya investasi peralatan yang digunakan, teknologi berkelanjutan, dan dampaknya terhadap lingkungan, dibandingkan jenis asam lainnya seperti asam sulfat yang bersifat lebih korosif. Pada penelitian ini, studi kinetika reaksi hidrolisis dilakukan untuk mengetahui mekanisme reaksi yang terjadi dengan melakukan perhitungan laju reaksi. Dari laju reaksi tersebut, dapat diketahui cepat atau lambatnya proses hidrolisis berlangsung serta faktor-faktor yang memengaruhinya, sehingga upaya untuk memaksimalkan proses reaksi hidrolisis dapat dilakukan. Proses hidrolisis yang dilakukan pada temperatur tinggi dan waktu yang lama dapat memicu terbentuknya degradasi gula. Oleh karena itu, studi kinetika yang dilakukan pada penelitian ini akan mempertimbangkan adanya degradasi gula selama proses hidrolisis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui yield gula pereduksi yang dihasilkan dari proses hidrolisis sekam padi menggunakan katalis asam maleat, mengetahui pengaruh suhu dan waktu terhadap laju reaksi hidrolisis sekam padi menggunakan asam maleat, mengetahui model kinetika reaksi yang sesuai dengan hasil penelitian, dan mengetahui nilai energi aktivasi dan faktor frekuensi yang dihasilkan dari reaksi hidrolisis sekam padi menggunakan katalis asam maleat. Hidrolisis sekam padi menggunakan katalis asam maleat 1% (w/v) dijalankan pada variabel suhu 100oC, 110oC, dan 120oC dan dijaga pada suhu konstan selama rentang waktu 0 hingga 105 menit. Setelah dilakukan proses hidrolisis dilakukan pengambilan hidrolisat sampel dan dilakukan analisis kandungan gula pereduksi menggunakan reagen DNS dengan bantuan instrumen spektrofotometer UV-Vis. Residu sekam padi hasil hidrolisis dilakukan pengujian kandungan selulosa dan hemiselulosa setelah hidrolisis dengan menggunakan metode Chesson-datta. Data hasil penelitian selanjutnya dilakukan perhitungan model kinetika reaksi dengan degradasi dan tanpa degradasi serta dilakukan perhitungan analisis error untuk menentukan model kinetika yang paling sesuai dengan hasil penelitian. Dari hasil pengujian gula pereduksi didapatkan yield gula pereduksi terbesar pada suhu 120oC menit ke-105 yaitu sebesar 31,7308 g/L. Selain itu, didapati pula adanya kenaikan konsentrasi gula pereduksi setelah proses hidrolisis seiring dengan berjalannya waktu dan kenaikan suhu. Model kinetika yang paling sesuai dengan hasil penelitian adalah model kinetika reaksi orde 2 dengan nilai konstanta laju reaksi sebesar 0,00008 g/L.min-1 pada suhu 100oC, 0,0002 g/L.min-1 pada suhu 110oC, dan 0,0003 g/L.min-1 pada suhu 120oC. Nilai energi aktivasi dan faktor frekuensi yang didapatkan dari reaksi hidrolisis sekam padi menggunakan katalis asam maleat pada kinetika reaksi orde 2 secara berurutan adalah 80859,47 J/mol dan 18038158,7 L/mol.s.
English Abstract
Rice husk has the opportunity to be used as a raw material for bio-ethanol because it contains quite high cellulose and hemicellulose. The content of cellulose and hemicellulose will be degraded into reducing sugars using chemical pretreatment using acids known as the acid hydrolysis method. Maleic acid can be used as a catalyst in the hydrolysis process because it is considered better in terms of the investment costs of the equipment used, sustainable technology, and its impact on the environment, compared to other types of acid such as sulfuric acid which is more corrosive. In this study, a study of the kinetics of the hydrolysis reaction was carried out to determine the reaction mechanism by calculating the reaction rate. From the reaction rate, it can be seen how fast or slow the hydrolysis process takes place and the factors that influence it, so that efforts to maximize the hydrolysis reaction process can be carried out. The hydrolysis process carried out at high temperatures and for a long time can trigger the formation of sugar degradation. Therefore, the kinetic studies carried out in this study will consider the presence of sugar degradation during the hydrolysis process. This study aims to determine the yield of reducing sugars produced from the hydrolysis of rice husks using maleic acid catalysts, to determine the effect of temperature and time on the reaction rate of hydrolysis of rice husks using maleic acid, to determine the reaction kinetics model that is in accordance with the research results, and to determine the value of activation energy. and the frequency factor resulting from the hydrolysis reaction of rice husk using maleic acid catalyst. Hydrolysis of rice husk using 1% (w/v) maleic acid catalyst was carried out at variable temperatures of 100oC, 110oC, and 120oC and kept at a constant temperature for a period of 0 to 105 minutes. After the hydrolysis process was carried out, the hydrolyzate sample was taken and the reducing sugar content was analyzed using the DNS reagent with the help of a UV-Vis spectrophotometer. The hydrolyzed rice husk residue was tested for the content of cellulose and hemicellulose after hydrolysis using the Chesson-datta method. The data from the research results were then carried out by calculating the kinetics model of the reaction with degradation and without degradation and calculating error analysis to determine the most appropriate kinetic model with the results of the research. From the results of the reducing sugar test, the largest reducing sugar yield was obtained at 120oC in the 105th minute, namely 31.7308 g/L. In addition, it was also found that there was an increase in the concentration of reducing sugars after the hydrolysis process with time and an increase in temperature. The kinetic model that best fits the research results is a second-order reaction kinetics model with a reaction rate constant value of 0.00008 g/L.min-1 at 100oC, 0.0002 g/L.min-1 at 110oC, and 0 ,0003 g/L.min-1 at 120oC. The activation energy values and frequency factors obtained from the hydrolysis reaction of rice husk using maleic acid catalyst in the second order reaction kinetics were 80859.47 J/mol and 18038158.7 L/mol.s respectively.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | 052307 |
| Uncontrolled Keywords: | asam maleat, gula pereduksi, hidrolisis, sekam padi, hydrolysis, maleic acid, reducing sugar, rice Husk. |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Kimia |
| Depositing User: | Zainul Mustofa |
| Date Deposited: | 11 Jan 2024 02:14 |
| Last Modified: | 11 Jan 2024 02:14 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/207856 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
Muhammad Farisyah Akmal Tuanaya.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (11MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |