Pengaruh ikatan silang glutaraldehida terhadap katalis PVA-SO3H untuk esterifikasi asam lemak

Abstract

Sumber energi yang diperlukan oleh manusia didapati telah meningkat dengan sangat signifikan selama beberapa tahun belakangan ini. Ketersediaan dari sumber energi itu sendiri, yaitu fosil, mulai diragukan dapat memenuhi kebutuhan manusia di masa mendatang. Hal ini tentunya membuat beberapa perkembangan dan inovasi dilakukan, yaitu dalam menciptakan sumber energi terbarukan, seperti biofuel, panas bumi, panas matahari, dan sebagainya. Salah satu sumber energi terbarukan yang mulai terlihat perkembangannya adalah biodiesel yang merupakan produk dari biofuel itu sendiri. Biodiesel ini umumnya terbuat dari minyak nabati, seperti kelapa sawit, bunga matahari, kacang-kacangan, dan lainnya. Proses utama pada pembuatan biodiesel ini adalah transesterifikasi, tetapi dapat juga melalui proses esterifikasi asam lemak dengan alkohol serta katalis asam heterogen yang menghasilkan fatty acid methyl ester atau asam lemak metil ester. Katalis asam yang akan digunakan pada percobaan ini adalah polimer yang akan di-crosslink dengan gugus sulfonat, asam sulfosuksinat, yang akan menghasilkan katalis PVA-SO3H atau polivinil alkohol tersulfonasi. Selain gugus sulfonat, kekuatan mekanik akan diperbaiki dengan dilakukannya crosslink PVA-SO3H dengan glultaraldehida. Katalis PVA/SSA/GA ini akan digunakan dalam reaksi esterifikasi metil ester pada skala industri apabila dapat memberikan konversi yang baik pada kondisi proses yang kontinu. Penelitian ini akan lebih berfokus pada pengaruh PVA/SSA dengan GA yang akan digunakan sebagai crosslink lainnya. Sehingga, variasi yang akan dilakukan berfokus pada waktu ikatan silang (C, 1 jam dan 2 jam), waktu pemanasan (H, 1 jam dan 2 jam) dan temperatur pemanasan PVA/SSA/GA (T, 30oC dan 40oC). Katalis PVA/SSA-GA ini akan diuji pada reaksi esterifikasi metil ester dengan temperatur 60oC selama 4 jam. Analisa yang akan dilakukan nantinya adalah, analisis swelling degree, analisis kapasitas asam (titrasi), analisis esterifikasi asam lemak (konversi asam lemak), analisis perubahan morfologi, struktur, dan porositas (FTIR, TGA, XRD, dan SEM). Instrumen seperti FTIR digunakan untuk melihat keberadaan gugus yang terikat pada katalis, TGA untuk melihat ketahanan termal, XRD untuk melihat kristalinitas dari katalis, dan SEM untuk melihat bentuk morfologi dari katalis itu sendiri. Penelitian yang dilakukan ini diharapkan mampu memberikan konversi metil ester yang cukup tinggi pada esterifikasi asam lemak, ketahanan mekanik dan termal pada proses kontinu dari katalis komersial PS-DVB (DPT-3). Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, ditemukan bahwa variasi terbaik terjadi pada waktu ikatan silang selama 2 jam, waktu pemanasan selama 1 jam dan temperatur pemanasan sebesar 40 oC. Hal ini ditunjukan dari hasil esterifikasi yang stabil dengan konversi di sekitar 60% dan penurunan kapasitas asam yang tidak terlalu besar (18,11%). Perlu diperhatikan bahwa dengan waktu pemanasan yang terlalu lama, katalis akan mengalami penurunan perfoma karena pH yang rendah selama reaksi sehingga dapat menyebabkan degradasi gugus -OH yang belum tersubstitusi pada katalis PVA/SSA.