Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Konversi biomassa lignoselulosa menjadi senyawaan fenolik dan vanillin perlu dioptimasi. Pada studi kali ini, proses konversi senyawa model lignin diphenyl ether (DPE) dan lignin tandan kosong kelapa sawit (TKKS) melibatkan katalis bifungsional untuk mencapai reaksi konversi satu tahap secara simultan pada kondisi reaksi yang mild dengan yield produk yang tinggi. Katalis yang digunakan dalam konversi ini adalah zeolit ​​ZSM-5 hierarki dan turunannya yang terimpregnasi kobalt oksida dan molibdenum oksida. Zeolit ​​​​ZSM-5 disintesis menggunakan prekursor pro-analitik dan prekursor alternatif dari sumber daya alam, yaitu zeolit ​​alam Bayat dan kaolin. Struktur kristal dan sifat fisikokimia katalis ditentukan dengan berbagai teknik karakterisasi seperti XRD, FTIR, SEM-EDX, XRF, SAA dan TPD-NH3. Hasil aktivitas katalitik terhadap substrat DPE menunjukkan yield tertinggi produk fenol sebesar 33.32% dan 31.96% masing-masing pada suhu 250 °C dengan menggunakan katalis Mo/ZSM-5 (s) dan Mo/HZSM-5 (a) sedangkan yield vanilin tertinggi sebesar 7.53% pada 250 °C dan 7.63% pada 200 °C menggunakan Mo/HZSM-5(s) dan Mo/HZSM-5(a), berurutan. Dan terhadap substrat TKKS, yield fenol tertinggi sebesar 22.88% pada suhu 250 °C dan 20.11% pada suhu 200 °C dengan katalis Mo/HZSM-5 (s) dan Mo/HZSM-5 (a), sedangkan untuk yield vanilin tertinggi sebesar 6.91% dan 2.73% masing – masing pada suhu 200 °C dan 250 °C menggunakan katalis Mo/ZSM-5 (s) dan katalis Mo/HZSM-5 (a), secara berurutan. Dari karakter masing – masing katalis, dominasi asam lemah di atas 40% serta ukuran mesoporositas di atas 9 nm menunjukkan aktivitas katalitik terbaik pada reaksi konversi lignin dengan temperatur yang rendah. ......The conversion of lignocellulose biomass to value-added chemicals is challenging. In this research, the conversion process of lignin from Oil Palm Empty Fruit Bunches (OPEFB) and lignin model compound Diphenyl Ether (DPE) to phenolic and vanillin compounds involved a bifunctional catalyst in reaching the simultaneous one-pot reaction in mild conditions with high yield product. The catalysts used in this conversion are hierarchical ZSM-5 zeolites and their cobalt oxide and molybdenum oxide impregnated derivate. The ZSM-5 zeolites were synthesized using pro-analytic precursors and alternative precursors from natural resources, i.e., Indonesian natural zeolite and kaolin. The crystalline structure and catalyst’s physicochemical properties were determined with various characterization methods such as XRD, FTIR, SEM-EDX, XRF, SAA, and NH3-TPD. The catalytic activity on DPE substrates showed the highest phenol product was 33.32% and 31.96% at 250 0C using Mo/ZSM-5 (s) and Mo/HZSM-5 (a), respectively, while the highest yield of vanillin was 7.53 % at 2500C and 7.63% at 2000C using Mo/HZSM-5(s) and Mo/HZSM-5(a), respectively. Furthermore, for OPEFB substrate, the highest phenol yield was 22.88% at 2500C and 20.11% at 2000C with Mo/HZSM-5 (s) and Mo/HZSM-5 (a), while the highest vanillin yield was 6.91%. and 2.73% at 2000C using Mo/ZSM-5 (s) and at 2500C over Mo/HZSM-5 (a), respectively. A study of the correlation between the physicochemical properties and the catalytic activity shows the dominance of weak acid above 40% and mesoporosity size above 9 nm giving the best catalytic activity in low-temperature reactions.

Abstrak :
Minyak bumi dan gas alam merupakan sumber daya yang tidak terbarukan (nonrenewable resources) seiring berjalan waktu akan semakin menipis pasokannya di bumi. Hal inilah yang mendorong pengembangan bahan bakar alternatif ramah lingkungan yang ketersediaannya lebih terjamin dan bersinambungan yang berasal dari materi biomassa hasil penyulingan minyak atsiri menggunakan pirolisis katalitik sehingga akan menghasilkan produk distribusi hidrokarbon. Penggunaan katalis asam seperti katalis berbasis zeolit (ZSM-5) telah terbukti mampu untuk melakukan reaksi deoksigenasi dan perengkahan katalitik untuk meningkatkan produksi senyawa hidrokarbon pada reaksi pirolisis katalitik. Namun, penggunaan zeolit hanya mampu merengkah molekul-molekul hidrokarbon panjang menjadi lebih sederhana melalui pembentukan ion karbonium. Sehingga memerlukan modifikasi katalis yang dapat memutus oksigen dari gugus hidrokarbon diperlukan. Dengan mekanisme tersebut, hasil pirolisis katalitik diharapkan dapat ditingkatkan. Salah satu material yang memiliki potensi tersebut adalah YSZ (Yttria-Stabilized Zirconia). Pada penelitian ini, variasi suhu, laju alir gas inert dan rasio perpaduan katalis YSZ-ZSM-5 akan digunakan dalam reaksi pirolisis residu hasil penyulingan minyak atsiri menjadi bio-oil untuk diketahui pengaruhnya terhadap proses penyusutan biomassa yang terjadi serta produk distribusi hidrokarbon yang dihasilkannya. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa kenaikan suhu reaksi pirolisis mampu meningkatkan yield uap produk serta produksi senyawa hidrokarbon non-oksigenat sehingga saat suhu mencapai 550°C merupakan kondisi suhu optimumnya. Hal yang sama juga berlaku pada laju alir gas inert (argon) dengan kondisi laju alir optimum sebesar 100 ml/menit. Pada kondisi tersebut, fluidisasi material biomassa terjadi dengan maksimal sehingga proses transfer panas dapat terjadi dengan sangat cepat. Sedangkan rasio katalis YSZ/ZSM-5 optimum dicapai saat rasio 3:2. Pada kondisi ini, YSZ berperan sangat efektif pada kondisi suhu 550°C dalam membantu ZSM-5 membentuk senyawa-senyawa hidrokarbon non-oksigenat. Sementara itu, proses penyusutan biomassa terjadi pada waktu ke-0 hingga ke-15 menit.

---

Petroleum and natural gas are non-renewable resources, which in time will diminish their supply on earth. That is why, the development of environmentally friendly hydrocarbon resources alternative whose more secure and sustainable should be driven. One of the origins could be come from derivation of biomass material from the residue of distillation process of essential oils with using catalytic pyrolysis that would produce the hydrocarbon distribution products. The use of acid catalysts such as zeolite-based catalysts (ZSM-5) has been proving to be able to carry out deoxygenation reactions and catalytic cracking to increase the production of hydrocarbon compounds in catalytic pyrolysis reactions. However, the use of zeolites can mainly accelerate the cracking higher/long molecules into make hydrocarbon molecules simpler by forming carbonium ions from carbon-carbon chain. Thus, requiring a modification of the catalyst which can cut off oxygen from the hydrocarbon group is needed. With this mechanism, the results of catalytic pyrolysis expected to be improved. One material that has this potential is YSZ (Yttria-Stabilized Zirconia). In this study, temperature, inert gas flow rate, and the ratio of YSZ-ZSM-5 catalysts will be used in the pyrolysis reaction of essential oils distilled residue to bio-oil to determine their impact on the shrinkage process of biomass and the hydrocarbon distribution products. The results of this study showed that the rise of pyrolysis temperature was able to increase the yield of steam products and the production of non-oxygenated hydrocarbon compounds, in which the temperature 550°C is the maximum temperature of pyrolysis. Similarly, the optimization condition of argon gas flow rate is 100 ml/min. In that condition, the fluidization of biomass material occurs maximally, and the occurrence of the heat transfer process is very fast. While the optimum ratio of YSZ/ZSM-5 catalyst achieved by 3:2 ratio. In this condition, YSZ is very effective at 550°C in assisting ZSM-5 to form non-oxygenated hydrocarbon compounds. Meanwhile, the process of biomass shrinkage occurs in the 0 to-15 minutes.