Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Studi mengenai kestabilan katalis Mn/ZSM-5 mesopori dalam reaksi konversi sekam padi terdelignifikasi menjadi asam levulinat pada sistem seperti fenton telah berhasil dilakukan. Zeolit Mn/ZSM-5 mesopori berhasil disintesis menggunakan metode double template, dilanjutkan dengan penambahan Mn(II) menggunakan metode impregnasi. Bila dibandingkan dengan penggunaan katalis ZSM-5 mesopori dan MnCl2.4H2O, hasil analisis asam levulinat dengan HPLC menunjukkan bahwa reaksi dengan katalis Mn/ZSM-5 mesopori memberikan persen yield tertinggi, yakni mencapai 15,83%. Mn/ZSM-5 mesopori dan ZSM-5 mesopori yang telah digunakan kemudian dikalsinasi pada suhu 550ºC dan dikarakterisasi dengan instrumen FTIR dan EDX untuk mengetahui kestabilan strukturnya. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa zeolit mengalami dealuminasi pada awal reaksi, sebagai akibat dari terhidrolisisnya ikatan Al-O-Si pada zeolit. Hal ini disebabkan oleh suasana reaksi yang bersifat asam (pH~0) serta suhu reaksi yang tinggi (100ºC). Selain itu juga terjadi desilikasi mencapai 69% dan pelepasan Mn(II) secara bertahap selama reaksi berlangsung. Hal ini mengindikasi bahwa mekanisme kerja katalis Mn/ZSM-5 mesopori berjalan dengan adanya interaksi antara reagen fenton (H2O2) dengan pusat aktif MnO pada zeolit dan Mn2+ bebas yang terlepas, serta adanya kontribusi gugus silanol pada zeolit.

---

Stability of mesoporous Mn/ZSM-5 zeolite as catalyst in conversion of delignified rice husk to levulinic acid in fenton-like system has been investigated. Mesoporous Mn/ZSM-5 zeolite was successfully synthesized using double template method and continued with Mn(II) inserted to the framework by impregnation. In comparison to the work of mesoporous ZSM-5 and MnCl2.4H2O catalysts, identification of levulinic acid using HPLC instrument shows that conversion with mesoporous Mn/ZSM-5 catalyst gave the highest amount of levulinic acid, with yield percentage up to 15,83%. To analyze its structure stability, the spent mesoporous Mn/ZSM-5 and mesoporous ZSM-5 catalysts calcined in 550ºC and characterized using FTIR and EDX, respectively. Characterization with FTIR and EDX show that both mesoporous Mn/ZSM-5 and mesoporous ZSM-5 were dealuminated, caused by hydrolysis of Al-O-Si bond due to acidic reaction condition (pH ~ 0) and high reaction temperature (100ºC). Mesoporous Mn/ZSM-5 and ZSM-5 were also desilicated up to 69%, and Mn(II) were also leached gradually during the reaction. This indicates that coversion with mesoporous Mn/ZSM-5 took place by interaction between fenton reagent (H2O2) and MnO as an active site of the zeolite & Mn2+ in the solution, and also by contribution of silanol group of zeolite."

"Limbah sekam padi yang belum dimanfaatkan secara optimal dan memiliki nilai jual rendah mengandung selulosa dengan kadar tinggi. Tingginya kadar selulosa dalam sekam padi memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam industri dengan mengonversikannya menjadi asam levulinat. Selulosa yang terkandung berikatan kuat dengan lignin melalui ikatan ?- 1,4 -glikosida sehingga daya kontaknya dengan senyawa lain menurun. Empat variasi perlakuan awal dilakukan pada sekam padi untuk menghilangkan zat lilin dan menurunkan kandungan lignin yang terkandung. Perlakuan delignifikasi menggunakan natrium hidroksida 10 memberikan hasil penurunan kandungan lignin tertinggi sebesar 45,7. Pada penelitian ini digunakan katalis ZSM-5 terimpregnasi Mn untuk meningkatkan laju reaksi konversi selulosa menjadi asam levulinat. Reaksi konversi dilakukan dalam variasi suhu 100 C dan 130 C selama 8 jam menggunakan pelarut asam fosfat 40 v/v dan hidrogen peroksida 30 v/v. Berdasarkan identifikasi hasil reaksi konversi menggunakan HPLC didapat yield asam levulinat tertinggi yaitu 21,71 pada kondisi sampel hasil delignifikasi menggunakan NaOH dengan suhu reaksi 130 C. Hasil konversi kemudian diisolasi menggunakan metode ekstraksi pelarut dengan etil asetat:air 1:1 untuk mendapatkan asam levulinat dengan kemurnian yang lebih tinggi. Hasil karakterisasi dengan GC-MS menunjukkan adanya peak asam levulinat dengan waktu retensi 3,88 menit dan luas area 9,3 . Dapat disimpulkan bahwa asam levulinat dapat dipisahkan dengan metode ekstraksi pelarut.

---

Rice husk waste has not been utilized optimally and has a low price. In fact, rice husk is a biomass that almost half of its composition is cellulose, which could be converted into platform chemical such as levulinic acid. However, usually cellulose is strongly bonded to lignin through 1,4 glycosidic linkage that decreasing its contact with other compounds. Pre treatments were done on rice husk to remove wax and decrease lignin compound. Four variations of treatments were carried out to determine which condition decrease lignin content optimally. The delignification treatment using sodium hydroxide 10 gave the highest yield of lignin removal by 45,7.

In this study ZSM 5 impregnated by Mn used as catalyst to increase the reaction rate of cellulose conversion to levulinic acid. Conversion reaction system concluded phosphate acid 40 v v and 30 hydrogen peroxide v v as solvents. Products of reaction were analyzed by HPLC. Based on the results of conversion reaction, the highest yield of levulinic acid obtained was 21,71 by using sample from delignification with NaOH.

The conversion results were then isolated using solvent extraction method with ethyl acetate water 1 1 for higher purity of levulinic acid. The result of analysis by GC MS showed levulinic acid peak with retention time at 3,88 minute with 9,3 of area. It can be concluded that separation of levulinic acid can be done by solvent extraction method."

"Delignified rice husk waste has been converted to levulinic acid. There are using three types of manganese compounds as catalyst, hierarchical MnOx ZSM 5 zeolite, MnOx in this case Mn3O4, and Mn II ion. Hierarchical ZSM 5 zeolite was prepared through double template metode, then modified with Mn3O4 using impregnation metode follow by calcination at 550oC. In addition, the preparation of MnOx as Mn3O4 was carried out. Prior used, rice husk was being dewaxed and delignified to enrich its cellulose content. The reaction was carried out in 200 ml three neck round bottom flask at time variation 100oC and 130oC with rice husk and mitue solution of 40 v v phosphoric acid and 30 hydrogen peroxide v v.The result of 100 mg of the hierarchical MnOx ZSM 5 is expected to provide a higher percentage of yield levulinate acid compared with Mn3O4 and Mn2 catalysts or without catalyst. Thus, it is known that optimum condition obtained the converted reaction of rice husk to the levulinic acid production. The largest levulinate acid yield was 39.75 at 130oC with 8 hours reaction time using hierarchical MnOx ZSM 5 catalyst, followed by the second largest levulinate acid yield of 27.60 at 100 C the same reaction time and catalyst. To conclud, comparison with other Mn catalysts showed ZSM 5 zeolite as the hierarchical MnOx ZSM 5 active species for the catalysis reaction of rice husk conversion to levulinic acid. In addition, temperature factors also affect the outcome of the conversion reaction.

---

Limbah sekam padi yang terdelignifikasi telah dilakukan reaksi konversi menjadi asam levulinat. Dalam penelitian ini menggunakan tiga tipe senyawaan mangan sebagai katalis yaitu zeolite MnOx/ZSM-5 berpori hirarki, Mn3O4 sebagai MnOx, dan ion Mn II . Zeolite ZSM-5 berpori hirarki berhasil disintesis dan karakterisasi terlebih dahulu dengan metode double template, kemudian preparasi MnOx/ZSM-5 berpori hirarki dengan metode impregnasi yang diikuti dengan kalsinasi pada suhu 550oC. Selain itu, dilakukan juga preparasi Mn3O4 sebagai katalis MnOx. Sekam padi sebelumnya di-pretreatment dengan perlakuan dewax dan delignifikasi untuk mempertinggi kandungan selulosa. Reaksi konversi dilakukan pada labu leher tiga 200 ml dengan variasi waktu reaksi dan suhu 100oC juga 130oC, sekam padi dan campuran larutan asam fosfat 40 v/v juga hidrogen peroksida 30 v/v diraksikan.Hasil dari penambahan 100 mg MnOx/ZSM-5 berpori hirarki memberikan persentase yield asam levulinat yang lebih tinggi dibanding dengan katalis Mn3O4 dan Mn2 maupun tanpa katalis. Dari hasil konversi tersebut, didapatkan hasil yield asam levulinat terbesar yaitu 39,75 pada kondisi 130oC dengan waktu reaksi 8 jam menggunakan katalis MnOx/ZSM-5 berpori hirarki, diikuti dengan yield asam levulinat terbesar kedua yaitu 27,60 pada suhu 100oC dan dengan waktu reaksi dan katalis yang sama. Kesimpulan dari perbandingan katalis senyawaan Mn menunjukkan zeolit ZSM-5 sebagai spesi aktif pada katalis MnOx/ZSM-5 berpori hirarki untuk reaksi katalisis konversi sekam padi menjadi asam levulinat. Selain itu faktor suhu juga memberi pengaruh pada hasil reaksi konversi."

"Zeolit ZSM-5 biasa dikembangkan sebagai katalis reaksi. ZSM-5 mesopori disintesis dengan variasi logam Fe dan Mn menggunakan metode impregnasi, kemudian dikarakterisasi dengan XRD, AAS, FTIR, SEM, EDX, dan Surface Area Analyzer. Fe/ZSM-5 (reagen Fenton), Mn/ZSM-5 (reagen mirip Fenton), dan ZSM-5 (pembanding) digunakan sebagai katalis reaksi konversi glukosa menjadi asam levulinat pada suhu 100°C selama 8 jam yang hasilnya dianalisis dengan HPLC.Hasil karakterisasi ZSM-5 mesopori yaitu nilai rata-rata radius pori 32,71-47,68 Å, luas permukaan 373,2-406,1 m2/g, konsentrasi Fe dan Mn berturut-turut yaitu 2,11 dan 1,89 wt%. Hasil analisis HPLC menunjukkan yield asam levulinat dan konversi glukosa maksimum oleh katalis ZSM-5, Mn/ZSM-5, Fe/ZSM-5 berturut-turut yaitu 23,93 dan 26,51; 19,25 dan 30,98; 135,19 dan 33,32 %. Hasil yang diperoleh menunjukkan Fe/ZSM-5 sebagai katalis terbaik dalam reaksi konversi glukosa menjadi asam levulinat.

---

Zeolite ZSM-5 is usually developed as reaction catalyst. Mesoporous ZSM-5 is synthesized with metal variation of Fe and Mn using impregnation method, then they are characterized by XRD, AAS, FTIR, SEM, EDX, and Surface Area Analyzer. Fe/ZSM-5 (Fenton reagent), Mn/ZSM-5 (Fentons-like reagent) and ZSM-5 (comparer) have been used as catalyst of conversion reaction glucose to levulinic acid at 100°C for 8 hours which the results are analyzed by HPLC.

Characterization results of ZSM-5 show that average value of porous radius is 32,71-47,68 Å, the surface area is 373,2-406,1 m2/g, Fe and Mn concentrations are 2,11 and 1,89 wt%, respectively.

The analysis results of HPLC show that levulinic acid?s yield and glucose conversion by catalyst ZSM-5, Mn/ZSM-5, Fe/ZSM-5 maximum at 23,93 and 26,51; 19,25 and 30,98; 135,19 and 33,32 %. The obtained results show that Fe/ZSM-5 is best catalyst in this reaction."

"Selulosa yang berasal dari limbah sekam padi telah berhasil dikonversi menjadi asam levulinat. Reaksi konversi berlangsung pada suhu 100°C dengan variasi katalis, yaitu Mn/ZSM-5 mikropori, ZSM-5 mikropori, dan Mn(II). Reaksi dengan Mn/ZSM-5 mikropori, ZSM-5 mikropori, dan Mn(II) berlangsung dengan adanya asam fosfat 40% (v/v) dan hidrogen peroksida 30% (v/v). Penambahan 0.1 gram Mn/ZSM-5 mikropori berhasil memberikan persentase yield asam levulinat yang lebih tinggi, yaitu sebesar 12,9954%, sedangkan katalis ZSM-5 mikropori dan Mn(II) memberikan persentase yield asam levulinat sebesar 12,6046% dan 9,8279%. Selain itu, katalis ZSM-5 dan Mn/ZSM-5 mikropori telah berhasil dipisahkan kembali setelah proses reaksi dan dikarakterisasi kembali dengan instrumen FTIR dan EDX. Karakterisasi dengan FTIR menunjukkan bahwa katalis mengalami perubahan dan pergeseran puncak pada bilangan gelombang 950-1250 cm-1. Karakterisasi dengan EDX menunjukkan bahwa katalis mengalami proses desilikasi dan dealuminasi yang menyebabkan kerusakan pada struktur dan mengalami pelepasan (leaching) logam Mn. Hal ini terlihat dari persen berat Si yang mengalami penurunan sebesar 72,85%, persen berat Al sebesar 100%, dan persen berat Mn sebesar 82,74%.

---

Cellulose obtained from residual rice husk has been successfully converted to levulinic acid. Conversion reaction was done at 100°C with various catalysts, which are microporous Mn/ZSM-5, microporous ZSM-5, and Mn(II). Reaction with microporous Mn/ZSM-5, microporous ZSM-5, and Mn(II) took place with the presence of 40% (v/v) phosporic acid and 30% (v/v) hydrogen peroxide. By adding 0.1 gram of microporous Mn/ZSM-5, yield percentage of levulinic acid is 12,9954%, higher than catalyst micropororus ZSM-5 and Mn(II) are 12,6046% and 9,8279%. After that, catalysts microporous ZSM-5 and microporous Mn/ZSM-5 have been successfully separated after reaction and has been characterized with FTIR and EDX instruments. Characterization with FTIR showed that catalyst has changed, with friction on its peak at wavenumber 950-1250 cm-1. Characterization with EDX showed that catalyst experienced desilication and dealumination that makes damages on its structure and leaching of Mn. This is showed from weight percent of Si that decreased about 72,85%, weight percent of Al about 100%, and weight percent of Mn about 82,74%."

"ABSTRAKSekam padi merupakan limbah dari produksi padi. Sekam padi mengandung kandungan anorganik dan organik di dalamnya, salah satunya adalah selulosa yang dapat diubah menjadi bahan kimia platform seperti asam levulinat. Selulosa dalam sekam padi berikat dengan senyawa lain seperti lignin dan hemiselulosa sehingga perlu dilakukan pengerjaan beberapa langkah dalam sekam padi untuk mendapatkan selulosa murni. Sekam padi diberikan perawatan dewax untuk menghilangkan senyawa ekstraktif dan sebagainya dilakukan variasi perlakuan awal terhadap sampel sekam padi yaitu dengan perlakuan awaldelignifikasi secara kimiawi menggunakan 10% natrium hidroksida, dan secara mekanis menggunakan ultrasonication dalam pelarut asam fosfat 40%, serta dengan menggunakan pabrik bola. Sampel diubah dalam pelarut 40% asam fosfat, 30% hidrogen peroksida, dan dengan katalis Mn3O4 / ZSM-5 berpori hirarkis pada suhu 130 ° C. Hasil konversi dianalisis dengan HPLC. Diketahui bahwa waktu reaksi optimum adalah 10 jam. Perawatan awal delignifikasi (SDL) menghasilkan persen rendemen tertinggi dibandingkan pretreatment lainnya (11,70%), sampel dewax (SD) memberikan rendemen asam levulinat terbesar kedua (5,17%), diikuti oleh sampel ball mill dan ultrasonik (SBS, 4,43%), sampel ball mill (SB30, 3,88%), dan sampel ultrasonik (SS, 3,76%). Hasil reaksi konversi Sampel yang didelignifikasi (SDL) diisolasi dengan berbagai pelarut yaitu etil asetat dan xilena. Hasil isolasi dianalisis dengan HPLC dan GC-MS diperoleh bahwa etil asetat mampu memisahkan asam levulinat dari 5-HMF dengan metode ekstraksi, tetapi xylene tidak bisa memisahkan asam levulinat dari 5-HMF.ABSTRACTRice husks are waste from rice production. Rice husks contain inorganic and organic contents, one of which is cellulose which can be converted into platform chemicals such as levulinic acid. Cellulose in rice husks is bonded with other compounds such as lignin and hemicellulose, so it is necessary to work on several steps in rice husks to get pure cellulose. Rice husks are given dewax treatment to remove extractive compounds and so, pre-treatment variations are carried out on rice husk samples, namely by pretreatment delignification chemically using 10% sodium hydroxide, and mechanically using ultrasonication in a 40% phosphoric acid solvent, and by using a ball mill. The samples were converted in a solvent of 40% phosphoric acid, 30% hydrogen peroxide, and with a hierarchical porous Mn3O4 / ZSM-5 catalyst at 130 ° C. The conversion results were analyzed by HPLC. It is known that the optimum reaction time is 10 hours. The initial delignification treatment (SDL) resulted in the highest percentage yield compared to other pretreatments (11.70%), the dewax sample (SD) gave the second largest yield of levulinic acid (5.17%), followed by ball mill and ultrasonic samples (SBS, 4, 43%), ball mill samples (SB30, 3.88%), and ultrasonic samples (SS, 3.76%). The results of the conversion reaction The delignified samples (SDL) were isolated with various solvents, namely ethyl acetate and xylene. The isolation results were analyzed by HPLC and GC-MS, it was found that ethyl acetate was able to separate levulinic acid from 5-HMF by extraction method, but xylene could not separate levulinic acid from 5-HMF."

"Limbah sekam padi merupakan sumber biomassa yang potensial yang mengandung lebih dari 50% polisakarida yang dapat digunakan untuk produksi asam levulinat. Asam levulinat adalah senyawa yang banyak digunakan di bidang farmasi dan makanan, selain itu asam levulinat adalah platform chemical untuk memproduksi senyawa-senyawa oganik. Dalam riset ini, akan mengisolasi selulosa dengan mengurangi kandungan lignin pada sekam padi melalui proses dewax dan delignifikasi menggunkan larutan basa NaOH, kemudian dalam penelitian ini juga akan mensintesis dan mengkarakterisasi Mn/ZSM-5 zeolit sebagai katalis hetereogen dalam konversi biomass menjadi asam levulinat. Proses delignifikasi menggunakan 10% NaOH dapat menurunkan kadar lignin secara signifikan dibandingkan dengan menggunakan konsentrasi NaOH lebih dari 15%. Sekam padi setelah di pretreatment dijadikan substrat untuk dikonversi menjadi asam levulinat dan kemudian di analisa dengan menggunakan GC-MS.ZSM-5 mesopori telah berhasil disintesis menggunakan metode double template. Struktur Mn/ZSM-5 mesopori diinvestigasi menggunakan FTIR, XRD, SEM, EDAX, dan analisa dengan BET. Hasil BET menunjkkan terdapat struktur mesopori didalam struktur zeolit dengan luas permukaan sebesar 440 m2/gr untuk ZSM-5 mesopori dan 428 m2/gr untuk Mn/ZSM-5 mesopori. Karakterisasi lanjutan juga dilakukan menggunakan 27AlNMR, vacuum FTIR, and EPR pada suhu kamar. Hasil GC-MS menunjukkan bahwa produk asam levulinat terbentuk. Selain asam levulinat, data GC-MS juga menunkukkan beberapa senyawa seperti metil levulinat dan intermediet yang terbentuk seperti furfural.

---

Rice Husk as agriculture waste is a potential biomass containing more than 50% polysaccharides that can be used as an alternative renewable resources. The cellulose can be converted to others chemicals which are more valuable, such as levulinic acid. Levulinic acid is a platform chemical for preparation of organic chemical, solvent, resin, polymer and plasticizer. In this research, synthesis and characterization of mesoporous Mn/ZSM5 zeolites has been explored as heterogeneous catalyst in conversion of biomass to levulinic acid. This catalyst, in the presence of hydrogen peroxide provides Fenton reagent producing very reactive 􀁸OH radical that can breakdown cellulose to glucose. Subsequently, in acidic condition, glucose udergoes dehydration yielding levulinic acid.Biomass was pretreated to remove lignin from the structure and to gain cellulose rich compound to be converted further into levulinic acid by pretreatment processes. The pre-treatment processes were dewax process and delignification. The delignification process was using by alkaline solution to dissolve lignin and to isolate cellulose. The use NaOH 10% can decrease the lignin content significantly up to > 10%, compared with the use of NaOH 20%.Hierarchical ZSM-5 was succesfully synthesized using double template. The structure and properties of Mn/ZSM-5 were investigated by using FTIR, XRD, SEM, EDAX, BET analysis. The XRD pattern, FTIR and SEM shows that the zeolite was crystalline with Si/Al ratio of 25,7. BET analysis proved mesopore structure in this zeolite with surface area is 440 m2/gr for ZSM-5 and 428 m2/gr for mesoporous Mn/ZSM-5. Advanced characterization of Mn/ZSM-5 such as 27AlNMR, vacuum FTIR, and EPR at room temperature were also carried out. GC-MS data shows that levulinic acid as reaction product was formed."

"Material ZSM-5 berhasil disintesis dari zeolit alam Bayat ndash; Klaten dan Kaolin Belitung sebagai sumber mineralnya dengan melakukan 2 tahap, yaitu pre-treatment terhadap zeolit alam dan kaolin terlebih dahulu dan kemudian sintesis material zeolit ZSM-5. Zeolit alam bayat sebagai sumber mineral Si/Al untuk sintesis terlebih dahulu diberi perlakuan sebagai berikut : aktivasi, purifikasi, fragmentasi dan dealuminasi, sedangkan kaolin sebagai sumber silika yang menutupi kekurangan silika pada saat sintesis diberi perlakuan : aktivasi, purifikasi dan ekstraksi terlebih dahulu. Berdasarkan hasil karakterisasi EDX didapatkan rasio Si/Al sebesar 24,8 setelah perlakuan dealuminasi pada zeolit alam bayat, dan persen silika sebesar 98 setelah diekstraksi. Kemudian sintesis ZSM-5 dengan sumber mineral alam ini menggunakan template TPAOH sebagai pengarah struktur pori mikro, dan diimpregnasi dengan logam Mn sebesar 2 untuk kemudian menjadi katalis pada reaksi konversi -Selulosa menjadi asam levulinat. Dari hasil karakterisasi FTIR, SEM dan XRD ZSM-5 mikropori berhasil disintesis, dan dari hasil karakterisasi AAS diketahui persen loading logam Mn pada material ZSM-5 sebesar 2.2 . Sebelum reaksi konversi dilakukan-Selulosa diberi perlakuan ultrasonikasi dengan variasi waktu sonikasi, dan diyakini semakin lama sonikasi dilakukan maka semakin renggang ikatan 1-4 glikosidik pada-Selulosa, dari hasil pemantauan menggunakan mikroskop. Reaksi konversi berlangsung dengan variasi waktu yaitu 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 jam pada suhu 130 C, dengan menggunakan instrumen HPLC dibuktikan bahwa reaksi konversi selama 6 jam mendapatkan yield asam levulinat terbanyak, sebesar 5.5.

---

Material ZSM 5 was synthesized from natural zeolite Bayat Klaten and Kaolin Belitung as its mineral source by doing 2 stages, first is pre treatment of natural zeolite and kaolin and then synthesis of ZSM 5 zeolite material. Natural zeolite Bayat Klaten as source of Si Al minerals for synthesis was first treated as follows activation, purification, fragmentation and dealumination, whereas kaolin as the source of silica to cover silica deficiency at the time of synthesis was treated activation, purification and extraction first.

Based on EDX characterization result Si Al ratio was 24,8 after treatment of dealumination in natural zeolite bayat, and 98 percent silica after extracting. Then the synthesis of ZSM 5 with this natural mineral source using the TPAOH as a template for steering the micropore structure, and impregnated with 2 Mn metal to then become the catalyst in the conversion of Cellulose into levulinic acid.

From the characterization of FTIR, SEM and XRD ZSM 5 micropore were successfully synthesized, and from AAS characterization result was known percent loading of Mn metal on ZSM 5 material is 2.2. Before doing the conversion reaction, Cellulose is treated with ultrasonication with variation of time of sonication, and it is believed that the longer the sonication is the more gap that formed between 1 4 glycosidic bonded on Cellulose, from microscopic monitoring results. The conversion reaction with variation of 0, 2, 4, 6, 8 and 10 hours at 130 C, using HPLC instrument as evidenced by the conversion reaction for 6 hours obtaining the highest yield of levulinic acid."

"Turunan biomassa lignoselulosa dapat diubah menjadi bahan bakar dan berpotensi menjadi sumber bahan bakar alternatif. Asam levulinat (AL) telah diidentifikasi sebagai salah satu turunan biomassa yang bernilai tinggi karena sifatnya yang reaktif dan dapat dengan mudah dan ekonomis dihasilkan dari limbah lignoselulosa. AL dapat diubah menjadi gamma (γ)- valerolactone (GVL), salah satu bahan kimia yang penting dan prekursor untuk biofuel. Logam bimetalik NiFe diimpregnasi dengan persen loading logam sebesar 5% menggunakan metode impregnasi basah. Perbandingan berat Ni terhadap Fe yang diimpregnasi ditentukan dengan perhitungan kemometrik Box-Behnken Design (BBD) yaitu sebesar 1:4, 2.5:2.5 dan 4:1. Katalis NiFe/H-FDU-12 hasil sintesis dikarakterisasi menggunakan metode karakterisasi zat padat seperti FTIR, XRD, XRF, SAXS, SEM, dan BET SAA. Katalis kemudian diuji aktivitas katalitiknya dalam reaksi siklisasi hidrogenatif asam levulinat dengan metanol sebagai donor H+. Variasi perbandingan berat Ni:Fe, suhu, dan waktu reaksi dilakukan sesuai dengan desain eksperimen BBD untuk penentuan kondisi optimum. Hasil reaksi uji aktivitas katalitik untuk konversi asam levulinat (AL) menjadi gamma-valerolactone (GVL) dengan yield GVL tertinggi sebesar 87.52% dihasilkan menggunakan katalis Ni1Fe4/H-FDU-12 dengan suhu reaksi 180 C selama 2 jam. Metode Box-Behnken digunakan untuk melihat pengaruh variasi perbandingan berat Ni:Fe, suhu, dan waktu terhadap reaksi konversi AL menjadi GVL. Dengan model koefisien linear, ditentukanlah bahwa suhu memiliki pengaruh terbesar dibandingkan faktor lainnya. Dengan mengoptimalkan faktor dalam rentang masing-masing, konversi AL sekitar 98.83%, yield GVL 77.17% dan selektivitas 81.95% dicapai pada kondisi spesifik: ratio Ni:Fe 1:4, suhu reaksi 180 °C, waktu reaksi 3 jam.

---

Lignocellulosic biomass derivatives can be converted into fuel and have the potential to become alternative fuel sources. Levulinic acid (LA) has been identified as one of the high value biomass derivatives due to its reactive nature and can be easily and economically produced from lignocellulosic waste. LA can be converted into gamma (γ)-valerolactone (GVL), an important chemical and a precursor for biofuel. The bimetallic NiFe metal was impregnated with a metal loading percentage of 5% using wet impregnation method. The weight ratio of Ni to Fe impregnation was determined using Box-Behnken Design (BBD) chemometric calculations, resulting in ratios of 1:4, 2.5:2.5, and 4:1. The synthesized NiFe/HFDU- 12 catalysts were characterized using solid-state characterization methods such as FTIR, XRD, XRF, SAXS, SEM, and BET SAA. The catalyst was then tested for its catalytic activity in the hydrogenative cyclization reaction of levulinic acid with methanol as the H+ donor. Variations in the Ni:Fe weight ratio, temperature, and reaction time were conducted according to the BBD experimental design to determine the optimum condition. The results of the catalytic activity test showed that the highest yield of gamma-valerolactone (GVL), reaching 87.52%, was obtained using the Ni1Fe4/H-FDU-12 catalyst at a reaction temperature of 180 °C for 2 hours. The Box-Behnken method was used to assess the influence of variations in the Ni:Fe weight ratio, temperature, and reaction time on the conversion of LA to GVL. Through the linear coefficient model, it was determined that temperature had the greatest influence compared to other factors. By optimizing the factors within their respective ranges, a conversion of approximately 98.83% for LA, a GVL yield of 77.17%, and a selectivity of 81.95% were achieved under specific conditions: Ni:Fe ratio of 1:4, reaction temperature of 180°C, and reaction time of 3 hours."

"Asam levulinat (C5H8O3) merupakan salah satu bahan baku industri kimia (platform chemicals) yang saat ini banyak dibutuhkan dan diisolasi karena kemudahannya untuk diubah menjadi berbagai macam senyawa kimia yang bernilai ekonomi tinggi. Asam levulinat dapat diperoleh dengan mengkonversi biomassa yang banyak mengandung selulosa sebagai sumber karbon seperti batang sorgum manis (Sorghum bicolor). Batang sorgum terlebih dahulu dilakukan pretreatment kimia (delignifikasi) dan pretreatment mekanik (ball-milling dan ultrasonikasi) untuk mendapatkan selulosa yang lebih besar sehingga dihasilkan asam levulinat dengan rendemen yang tinggi. Tujuan penelitian disertasi ini adalah merekonstruksi kondisi optimum (pretreatment biomassa dan jenis katalis) dalam reaksi konversi limbah biomassa (batang sorgum) menjadi asam levulinat menggunakan katalis Mn3O4/ZSM-5 berpori hirarki yang dibandingkan juga dengan katalis lainnya berbasis zeolit yaitu ZSM-5 berpori hirarki, ZSM-5 berpori mikro dan Mn3O4/ZSM-5 berpori mikro. Hasil reaksi juga dilakukan ekstraksi asam levulinat mengunakan dua pelarut yang tidak bercampur dengan kriteria yang terpilih. Reaksi konversi batang sorgum dilakukan dengan kondisi 0,1 g batang sorgum; 0,01 g katalis; 2 mL H3PO4 40%; 0,5 mL H2O2 3%; temperatur 130 °C selama 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 jam. Batang sorgum hasil pretreatment dianalisis dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) dan X-Ray Diffraction (XRD). Katalis hasil sintesis dianalisis dengan FTIR, XRD, Brunauer Emmet Teller (BET), Tranmission Electron Microscope (TEM) dan Scanning Electron Microscope-Energi Dispersive X-Ray (SEM-EDX). Hasil reaksi konversi dianalisis dengan menggunakan High Performance High Liquid Chromatography (HPLC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pretreatment kimia (delignifikasi) menghasilkan kadar selulosa yang lebih tinggi sehingga mudah terkonversi menjadi asam levulinat. Pretreatment ball milling yang merupakan pretreatment mekanik memberikan yield asam levulinat yang cukup kompetitif terhadap pretreatment delignifikasi. Pretreatment ultrasonikasi belum memberikan yield asam levulinat yang signifikan. Yield asam levulinat yang cukup besar dengan penggunaan katalis yang melibatkan katalis berbasis logam Mn yaitu Mn3O4 sebesar 27,25%, Mn2+ sebesar 26,2% dan Mn3O4/ZSM-5 sebesar 7,02%. Katalis berbasis logam Mn berfungsi untuk mengefektifkan pembentukan hidroksil radikal seperti reaksi yang dihasilkan pada reaksi mirip Fenton. Reaksi konversi dilakukan scale-up dilakukan sebesar 15 kali menggunakan katalis yang melibatkan Mn dan ZSM-5 yaitu Mn3O4/ZSM-5 berpori hirarki, kemudian hasil konversi diekstraksi. Metode ekstraksi asam levulinat hasil dari reaksi konversi limbah biomassa (batang sorgum) menjadi menggunakan katalis Mn3O4/ZSM-5 berpori hirarki adalah menggunakan ekstraksi cair-cair dengan pelarut campuran diklorometana dan 2-propanol (v/v; 1:1). Kedua pelarut ini ramah lingkungan dan memiliki titik didih <100 °C, sehingga asam levulinat mudah dipisahkan dari pelarut.

---

Levulinic acid (C5H8O3) is one of the raw materials for the chemical industry (platform chemicals), which is currently widely needed and isolated because of its ease of conversion into various chemical compounds of high economic value. Levulinic acid can be obtained by converting biomass that contains a lot of cellulose as a carbon source, one example of which is sweet sorghum (Sorghum bicolor) stems. Sorghum stalks must first be subjected to chemical pretreatment (delignification) and mechanical pretreatment (ball-milling and ultrasonication) to obtain larger cellulose so that high yields of levulinic acid are produced. The purpose of this dissertation research is to reconstruct the optimum conditions (biomass pretreatment and type of catalyst) in the conversion reaction of biomass waste (sorghum stalks) to levulinic acid using mangenese base catalysts: Mn2+, Mn3O4 and hierarchical Mn3O4/ZSM-5 hierarchical catalyst compared to other zeolite-based catalysts, which are hierarchical ZSM-5, microporous ZSM-5 and microporous Mn3O4/ZSM-5. The results of the reaction were also extracted using levulinic acid using two immiscible solvents with selected criteria. The conversion reaction of sorghum stalks was carried out under conditions of 0.1 g of sorghum sticks; 0.01 g catalyst; 2 mL H3PO4 40%; 0.5 mL H2O2 30%; a temperature of 130 °C for 0, 2, 4, 6, 8 and 10 hours. The pretreated sorghum stalks were analyzed by Fourier Transform Infrared (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD). The synthesized catalyst was analyzed by FTIR, XRD, Brunauer Emmet Teller (BET), Transmission Electron Microscope (TEM) and Scanning Electron Microscope-Energi Dispersive X-Ray (SEM-EDX). The results of the conversion reaction were analyzed using High-Performance High Liquid Chromatography (HPLC). The results showed that chemical pretreatment (delignification) resulted in higher cellulose content so that it was easily converted to levulinic acid. Ball milling pretreatment which is a mechanical pretreatment, gives levulinic acid yield which is quite competitive against delignification pretreatment. The ultrasonication pretreatment has not yet given a significant yield of levulinic acid. The yield of levulinic acid is quite large with the use of catalysts involving Mn metal-based catalysts, Mn3O4 27.25%, Mn2+ 26.2% and Mn3O4/ZSM-5 hierarchical 7.02%. Mn metal-based catalyst serves to streamline the formation of hydroxyl radicals, such as the reaction produced in a Fenton-like reaction. The conversion reaction was scaled up 15 times using a catalyst involving Mn and ZSM-5, Mn3O4/ZSM-5 hierarchical, then the conversion results were extracted. The extraction method of levulinic acid resulting from the conversion reaction of biomass waste (sorghum stalks) into using Mn3O4/ZSM-5 hierarchical catalyst is to use liquid-liquid extraction with a mixed solvent of dichloromethane and 2-propanol (v/v; 1:1). Both of these solvents are environmentally friendly and have a boiling point of <100 °C, so levulinic acid is easily separated from the solvent."