study kinetika pembuatan triacetin glyserol

8/10/2019 Study Kinetika Pembuatan Triacetin Glyserol

1/24

DAFTAR ISI.docx

Daftar Pustaka.docx

BAB I.docx

BAB II.docx

BAB III.docx

BAB IV.docx


2/24

vi

DAFTAR ISI

HalamanJudul .................................................................................................................... i

Pengesahan ....................................................................................................................... ii

Ringkasan ........................................................................................................................ iii

Summary ......................................................................................................................... iv

Prakata .............................................................................................................................. v

Daftar Isi ......................................................................................................................... vi

Daftar Tabel ................................................................................................................... vii

Daftar Gambar .............................................................................................................. viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gliserol ........................................................................................................... 4

2.2 Asam Benzoat ................................................................................................ 52.3 Konversi Gliserol ........................................................................................... 6

2.4 Proses Esterifikasi Gliserol ............................................................................ 8

2.5 Tribenzoin ...................................................................................................... 9

2.6 HCl (Hydrochloric Acid) ............................................................................... 10

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian ...................................................................................... 12

3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan .................................................................... 12

3.3. Pengolahan Data ............................................................................................ 13

3.4 Prosedur Percobaan ........................................................................................ 15

3.5 Analisa Produk ................................................................................................ 16

BAB IV JADWAL PELAKSANAAN

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 19


3/24

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Fisika Gliserol pada Suhu ..................................................................... 4

Tabel 2.2 Sifat Fisika Asam Benzoat ............................................................................ 6

Tabel 2.3 Sifat Fisika Asam Klorida ........................................................................... 11

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian Central Composite Design 3 Variabe ...................... 14

Tabel 3.2 Realisasi Penelitian Central Composite Design 3 Variabel ........................ 15

Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan ..................................................................... 18


4/24

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Molekul Tribenzoin ..................................................................... 9

Gambar 2.2 Reaksi Pembentukan Tribenzoin ............................................................. 10

Gambar 3.1 Rangkaian Alat KonversiGliserol ............................................................ 13

Gambar 3.2 Diagram Blok Pembuatan Tribenzoin ..................................................... 15


5/24

19

DAFTAR PUSTAKA

Box, G. E. P., Hunter G. William., Hunter J. Stuart., 1952. Statistics forExperimenters An Introduction to Desaign, Data Analysis, and Model

Building. John Wiley & Sons, Inc. Canada

Cochran, G., William., Cox M. Gertrude. 1992. Experimental Design, 2ndedition.

A Willey-Interscience Publication, Canada

Corma, A., Huber,G.W., Sauvanaud,L., OConnor,P., 2008. Biomass to

Chemicals: Catalytic Convertion of Glycerol/Water Mixtures into Acroelin.

Reaction Network. Elsevier Journal of Catalysis 257, 163-171.

Dakka, J.M., Mozeleski., E.J., Baugh,L.S., 2010. Process for Making Triglyceride

Plasticizer from Crude Glycerol. US Patent Application Publication.

Fessenden and Fessenden., 1986. Organic Chemistry,3th

ed., Wadsworth,Inc.,

Belmont,California.

Gelosa, D., Ramaioli, M., Valente, G., and Morbidelli, M., 2003.

Chromatographic Reactors: Esterification of Glycerol with Acetic Acid

Using Acidic Polymeric Resins. Ind. Eng. Chem. Res 42, 6536-6544.

Guilbert, S. 2001. A Survey On Protein Absed Materials For Food, Agricultural

And Biotechnological Uses. In Active Bioplymer Films And Coating For

Food And Biotechnological Uses.Park,H.J., R.F.Testin, M.S.Chinnan and

J.W.Park Ed). Materials of Pre-Congress Short Course of IUFoST, Korea

University-Seoul, Korea.

Groggins, P.H., 1958, Unit Processes in Organic Synthesis, pp.699, McGraw

Hill, Inc., New York.

Hilyati, Wuryaningsih, Anah,L., 2001. Pembuatan Gliserol Monostearat dari

Gliserol dan Asam Stearat Minyak Sawit. Prosiding Seminar Nasional X

Kimia dalam Industri dan Lingkungan

http://en.wikipedia.org/wiki/Glycerol

http://www.chembase.com/iupac_(3-benzoyloxy-2-hydroxypropyl)_benzoate.htm

http://www.chemicaldictionary.org/Glyceryl-Tribenzoate_109.html
http://www.chembase.com/iupac_%283-benzoyloxy-2-hydroxypropyl%29_benzoate.htmhttp://www.chemicaldictionary.org/Glyceryl-Tribenzoate_109.htmlhttp://www.chemicaldictionary.org/Glyceryl-Tribenzoate_109.htmlhttp://www.chembase.com/iupac_%283-benzoyloxy-2-hydroxypropyl%29_benzoate.htm


6/24

20

http://www.trigon-chemie.com/en_glycerol_tribenzoate.html

Kato,Y., Fujiwara,I., Asano,Y., 1999. Synthesis of optically active a-monobenzoylglycerol by asymmetric transesterification of glycerol. Journal of Molecular

Catalysis B: Enzymatic 9 000. 193200

Miner & Dalton., 1953. Chemical properties and Derivatives of Glycerol.

Reinhold Publishing Corp. New York

Othmer, Kirk., 1990. Encyclopedia of Chemical Technology, 4thedition. Volume

1: A to Alkaloids. John Wiley & Sons Inc., New York

Pagliaro, Mario., Rossi, Michele., 2008. The Future of Glycerol: New Uses of a

Versatile Raw Material.RSC Green Chemistry Book Series.

Pathak, K.K., Reddy ,M.N.N., Dalai,B.A.K.,2010. Catalytic Convertion of

Glycerol to Value Added Liquid Products. Elsevier Applied Catalysis A:

General 372, 224-238.

Tamayo,J.J., Ladero,M., Santos,V.E., 2011. Esterification Of Benzoic Acid And

Glycerol To _-Monobenzoate Glycerol In Solventless Media Using An

Industrial Free Candida Antarctica Lipase B. Process Biochemistry,

Elsevier Ltd.

SciVerse ScienceDirect.
http://www.trigon-chemie.com/en_glycerol_tribenzoate.htmlhttp://www.trigon-chemie.com/en_glycerol_tribenzoate.html


7/24

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Gliserol adalah produk samping produksi biodisel dari reaksi transesterifikasi. Gliserol

(1,2,3 propanetriol) merupakan sesuatu yang tidak berwarna, tidak berbau dan merupakan

cairan kental yang memiliki rasa manis (Pagliaro dan Rossi., 2008). Gliserol dari proses

biodiesel banyak mengandung impuritas dan memiliki kualitas yang rendah, yang tidak dapat

digunakan untuk industri petroleum maupun untuk bahan bakar diesel. Gliserol dapatdimurnikan dengan proses destilasi agar dapat digunakan pada industri makanan, farmasi atau

juga dapat digunakan untuk water treatment, namun sampai saat ini belum banyak diolah.

Dengan demikian dibutuhkan suatu penelitian untuk mengolah gliserol tersebut.

Konversi gliserol biasanya dilakukan dengan cara esterifikasi gliserol, eterifikasi

gliserol, oksidasi gliserol dan reduksi gliserol. Proses esterifikasi gliserol yaitu mereaksikan

gliserol dengan asam organik maupun asam anorganik akan menghasilkan gliserol ester, dari

golongan asam organik misalnya dari kelompok asam karboksilat bisa dihasilkan gliserol

asetat, gliserol benzoat, gliserol carbonat dan sebagainya. Proses eterifikasi gliserol yaitu

mereaksikan gliserol dengan aryl/alkyl alcohol dihasilkan gliserol eter. Proses oksidasi

gliserol biasa dilakukan untuk mendapatkan berbagai produk yang mengandung asam

glikolat, asam oksalat, asam formiat.

Dakka dkk., (2010) meneliti tentang pembuatanglycerol trihepthanoateyang dilakukan

dengan cara esterifikasi antara gliserol dengan asam heptanoate, kemudian glycerol

trihepthanoate ini digunakan sebagai plasticizer untuk PVC (poly vinyl chloride). Pada

konversi gliserol lain, Trejda dkk., (2011) juga meneliti tentang konversi gliserol menjadi

glycerol triacetatedengan reaksi esterifikasi gliserol dan asam asetat dengan katalis Niobium

silica SBA-15. Dora dkk., (2006) juga meneliti tentang konversi gliserol menjadi glycerol

triacetatedengan reaksi mereaksikan gliserol dan asam asetat dengan katalis strong solid acid

tungstated zirconia (WZ).

Rita dkk., (2008) meneliti tentang esterifikasi enzimatis gliserol dengan asam laurat

yang menghasilkan senyawa lesitin yang mampu menurunkan tegangan permukaan air dan

stabilitas emulsi minyak-air. Hilyati dkk., (2001) juga melakukan percobaan pembuatan


8/24

2

gliserol monostearat yang dilakukan dengan reaksi esterifikasi antara gliserol dan asam stearat

dengan katalis asam (HCl) dan basa (KOH). Worapon dkk., (2010) melakukan penelitian

tentang sintesis gliserol eter dengan eterifikasi gliserol dengan tetra-butyl alcohol dengan

reaktor berpengaduk dan kemudian dipisahkan menggunakan kolom destilasi dalam skala

laboratorium hasilnya adalah TTBG (tri tert-butyl ether glycerol). Tamayo dkk., (2011)

mereaksikan gliserol dan asam benzoat secara esterifikasi secara enzimatis dalam media yang

miskin solvent dengan menggunakan katalis lipase B, dihasilkan senyawa -monobenzoate

glycerol.

Salah satu proses pengolahan gliserol adalah proses esterifikasi dengan asam organik

misalnya dari kelompok asam karboksilat seperti asam asetat, asam benzoat. Gelosa dkk.,

(2003) mempelajari reaksi esterifikasi gliserol dengan asam asetat memakai katalisator berupa

resin amberlyst-15 dalam reaktor kromatografi. Jika menilik pada esterifikasi gliserol dengan

asam karboksilat, gliserol ini dapat diesterifikasi dengan asam benzoat sehingga akan

membentuk tribenzoin. Kegunaan tribenzoin sangat banyak baik untuk keperluan bahan

makanan maupun non makanan. Aplikasi pemanfaatan tribenzoin antara laindapat digunakan

sebagai bahan plasticizer pada edibel coating makanan, bahan pasticizer yang aman pada

pewarna kuku, bahan untuk meningkatkan sifat adhesive dan water resistance pada tinta

printer.

Edible coating diaplikasikan dan dibentuk secara langsung pada produk yang dikemas

(Guilbert etal, 1996.). Karena edible coatingdapat dikonsumsi, bahan yang digunakan untuk

pembuatan edible coating harus dianggap sebagai GRAS (Park et al, 1994;. Krochta dan

Mulder-Johnston, 1997) disetujui oleh FDA dan harus sesuai dengan peraturan yang berlaku

untuk produk makanan yang bersangkutan (Guilbert et al., 1996). Tujuan dari edible coating

adalah untuk menghambat transfer massa (misalnya kelembaban, oksigen, lemak dan zat

terlarut) dan atau sebagai carrier bahan makanan atau aditif dan atau untuk meningkatkanpenanganan makanan (Krochta, 1992). Persyaratan khusus untuk edible film atau edible

coatingsebagai berikut(Arvanitoyannis dan Gorris, 1999)

1) Lapisan ini harus kedap air sehingga tetap utuh dan untuk menutupi seluruh bagian

suatu produk secara memadai;

2) Seharusnya tidak menghabiskan oksigen atau menumpuk karbon dioksida yang

berlebihan. Minimal Oksigen 1-3% diperlukan di sekitar komoditas untuk mencegah

peralihan dari aerob ke anaerob;

3) Harus mampu mengurangi permeabilitas uap air; meningkatkan penampilan, dan

mempertahankan aroma senyawa yang mudah menguap.


9/24

3

1.2.Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah, dimana Gliserol merupakan produk hasil samping

pembuatan biodiesel yang terbentuk dari trigliserida/minyak nabati dengan proses

transesterifikasi. Berdasar reaksi esterifikasi gliserol dengan asam karboksilat, gliserol ini

dapat diesterifikasi dengan asam benzoat sehingga gliserol dapat dikonversi menjadi senyawa

tribenzoin yang nantinya akan dimanfaatkan sebagai bahan plasticizer. Proses konversi

gliserol ini dilakukan dengan menggunakan katalis asam cair yaitu asam klorida (HCl).

Berdasarkan hal tersebut di atas permasalahan yang dihadapi dalam proses produksi

tribenzoindari gliserol dan asam benzoat dengan menggunakan katalis HCl adalah pengaruh

variabel suhu, konsentrasi berat katalis terhadap berat asam benzoat, dan perbandingan berat

asam benzoat dengan gliserol.

1.3.Tujuan Penelitian

Penelitian konversi gliserol menjadi senyawa tribenzoin dengan menggunakan katalis

asam klorida (HCl) bertujuan untuk:

1. Mempelajari pengaruh perbandingan pereaksi gliserol dan asam benzoat terhadap

konversi gliserol dalam produksi tribenzoin.

2.

Mempelajari pengaruh temperatur untuk memproduksi tribenzoin.

3. Mempelajari pengaruh konsentrasi katalis untuk memproduksi tribenzoin.

1.4. Manfaat Penelitian

Data yang diperoleh dari penelitian ini dapat digunakan sebagai parameter untuk proses

pembuatan tribenzoin sebagai bahan pelarut aroma pada citrus oil, pada tinta cetak / printer

untuk sifat adhesive dan water resisstance, pada edible coating sebagai plasticizer untuk resin

selulosa, polimer dan ko-polimer.Dalam aspek ilmu pengetahuan manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah

untuk menambah wawasan bagi masyarakat umumnya dan bagi mahasiswa khususnya. Bagi

mahasiswa yaitu sebagai sarana menuangkan ide gagasannya mengenai pemanfaatan sumber

daya alam terbaharukan dan ramah lingkungan. Sedangkan bagi masyarakat yaitu dapat

memanfaatkannya dalam kehidupan sehari-hari bila nantinya telah dikembangkan.


10/24

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gliserol

Gliserol (1,2,3 propanetriol) merupakan senyawa yang tidak berwarna, tidak

berbau, dan merupakan cairan viscous dengan rasa manis.Gliserol berasal dari alam dan

petrokimia. Nama gliserol berasal dari bahasa Yunani glykys yang artinya manis, istilah

glycerin, glycerine, dan glycerol biasa digunakan pada literatur. Di lain hal, gliserin

umumnya mengacu pada larutan gliserol dalam air (tidak murni) dimana komponen yang

paling besar adalah gliserol. Gliserol mentah mempunyai kemurnian 70 - 80 %, sebelum

diperdagangkangliserol mentah dimurnikan hingga didapat kemurnian sebesar 95,5 - 99 %

(Pagliaro dan Rossi, 2008).

Gliserol dapat dilarutkan pada air dan alkohol, kurang larut pada ether dan dioxane,

dan tidak dapat larut pada hidrokarbon. Pada kondisi anhidrous, gliserol memiliki spesifik

gravity 1,261 gr/ml, titik leleh 18,2 C, dan titik didih 290 C dengan tekanan atmosferik

normal disertai dekomposisi. Gliserol sudah banyak digunakan dan diaplikasikan sebagai

bahan tambahan dalam pembuatan kosmetik, formulasi dibidang farmasi dan makanan.

Gliserol sangat stabil pada kondisi normal, cocok digunakan dengan bahan kimia lainnya,

non-iritasi pada berbagai macam penggunaannya, dan tidak berefek negatif pada lingkungan

(Pagliaro dan Rossi, 2008).

Tabel 2.1. Sifat fisika gliserol pada suhu 20C

Sifat Nilai

Berat molekul 92,09382 g/mol

Densitas 1,261 g/ml

Viskositas 1,5 Pa.s

Titik leleh 18,2 0C

Titik didih 290 0C

Titik nyala 160 0C

Tegangan permukaan 64.00 mN -1m

Koefisien suhu -0.0598 mN (mK)-1

Sumber: Pagliaro dan Rossi, 2008


11/24

5

Gliserol mengandung grup tiga hidrofilik alkoholik hidroksil, yang menentukan

kelarutan gliserol pada air dan sifat higroskopik dari gliserol. Gliserol merupakan molekul

yang sangat fleksibel dan terbentuk dari intra dan intermolekular ikatan hidrogen (Pagliaro

dan Rossi, 2008).

Gliserol dihasilkan sebagai produk samping pembuatan biodiesel dengan reaksi

transesterifikasi minyak nabati, reaksi menggunakan metanol dengan KOH. Minyak nabati

mentah dimurnikan dengan deguming (penghilangan lecithin dan phosphorus) dan

deacidifikasi (penghilanganfree fatty acid). Fatty acid (asam lemak) terdiri dari 2 % original

produk, dan setelah didistilasi muncul lapisan baru sebagai hasil samping. Minyak diisikan

ke reaktor batch dan dipanaskan pada suhu 55 C dengan 30 % ekses campuran metanol dan

KOH. Setelah bereaksi selama 2 jam campuran keluar dari reaktor. Larutan gliserol-metanol

lebih berat daripada metanol ester, sehingga gliserol-metanol berada di bagian dasar reaktor.

Mengingat campuran terdiri dari biodiesel, larutan gliserol-metanol, dan metanol, maka

campuran didistilasi untuk melengkapi recovery metanol dan dicentrifugasi untuk

menghilangkan gliserol. Hasilnya berupa campuran biodiesel dan air yang kemudian

dikeringkan dengan vacuum dan dianalisa dengan parameter ester (minimum 96,5%) dan

gliserol (maksimum 200 ppm) (Pagliaro dan Rossi, 2008).

Gliserol masih memiliki garam dan free fatty acid (FFA) yang tinggi dan masih

berwarna kuning, coklat tua, penggunaan langsung gliserol ini masih sedikit dan belum

menguntungkan. Oleh karena itu solusi yang diambil adalah memurnikannya dengan

kombinasi proses elektrodialisis dan nanofiltrasi, proses ini menghasilkan cairan tanpa

warna dengan kandungan garam rendah. Untuk recovery gliserol jika perlu, menggunakan

ion exchange dan menghilangkan larutan air dengan evaporasi, sehingga gliserol yang

dihasilkan sesuai standart (Pagliaro dan Rossi, 2008).

2.2 Asam Benzoat

Asam benzoat, C7H6O2(atau C6H5COOH), adalah padatan kristal berwarna putih dan

merupakan asam karboksilataromatik yang paling sederhana. Nama asam ini berasal dari

gum benzoin (getah kemenyan), yang dahulu merupakan satu-satunya sumber asam benzoat.

Asam lemah ini beserta garam turunannya digunakan sebagai pengawet makanan. Asam

benzoat adalah prekursor yang penting dalam sintesis banyak bahan-bahan kimia lainnya.
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_karboksilathttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Getah_kemenyan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Getah_kemenyan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_karboksilathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_karboksilat


12/24

6

2.2.1 Sifat Fisika Asam Benzoat

Tabel 2.2 Sifat Fisika Asam Benzoat

Sumber : Kirk Othmer, 1998

2.2.2 Sifat Kimia Asam Benzoat

Asam benzoat yang memiliki rumus kimia C6H5COOH adalah asam organik yang

bersifat larut dalam alkohol, eter, benzen; kloroform; aseton, karbon disulfida, minyak

terpentin, karbon tetraklorida, minyak-minyak menguap. Asam benzoate ini juga memiliki

sifat dapat terbakar.

2.3 Konversi Gliserol

Gliserol diproduksi sebagai hasil samping reaksi transesterifikasi pada produksi

biodiesel yang memiliki nilai ekonomi yang rendah. Dari segi ekonomi nilai gliserol dapat

ditingkatkan dengan mengubahnya menjadi produk yang memiliki nilai ekonomi tinggi

seperti hidrogen, gas sintesis atau bahan kimia cair. Proses konversi gliserol dapat dilakukan

dengan berbagai cara yaitu dengan proses oksidasi gliserol, reduksi gliserol, esterifikasi

gliseroldan eterifikasi gliserol.

Jihad dkk., (2010) meneliti tentang pembuatan glycerol trihepthanoate yang

dilakukan dengan cara esterifikasi antara gliserol dengan asam heptanoate, kemudian

glycerol trihepthanoate ini digunakan sebagai plasticizeruntuk PVC (poly vinyl chloride).

Dalam penelitian ini asam heksanoat terlebih dahulu dibuat dari reaksi hexane dengan gas

H2 dan CO. Reaksi tersebut akan menghasilkan hexanal, yang kemudian akan dioksidasi

menjadi asam hexanoat.

Sifat Nilai

Titik leleh 122,4C

Titik didih 249 C

Densitas 1,32 g/cm3

Massa molar 122,12 g/mol

Panas spesifik (pada 124 C) 5,029 J/gr K

Temperatur kritis 592,71 K

Spesifik gravity 1.2659


13/24

7

Pada konversi gliserol yang lain, Trejda dkk., (2011) juga meneliti tentang konversi

gliserol menjadi glycerol triacetate dengan reaksi esterifikasi gliserol dan asam asetat

dengan berbagai katalis dari jenis Niobium silica SBA-15, pada penelitian ini diperoleh

konversi paling besar adalah 94% dan selektivitas paling besar untuk glycerol

triacetateadalah 40%. Dora dkk., (2006) juga meneliti tentang konversi gliserol menjadi

glycerol triacetatedengan reaksi mereaksikan gliserol dan asam asetat dengan katalisstrong

solid acid tungstated zirconia (WZ). Anindito juga telah melakukan pembuatan triacetin

antara gliserol dan asam asetat dengan katalisator asam sulfat, konversi tertinggi diperoleh

pada perbandingan pereaksi 6 gmol asam asetat/gmol gliserol, konsentrasi katalisator 0,67%

berat gliserol, dan konversi 85% (Anindito, 2008)

Rita dkk., (2008) meneliti tentang esterifikasi enzimatis gliserol dengan asam laurat

yang menghasilkan senyawa lesitin. Dari hasilpenelitian reaksi esterifikasi-enzimatis

diperoleh kondisi operasi optimum yaitu pada perbandinganjumlah mol gliserol dan asam

laurat 3:3, waktu reaksi esterifikasi-enzimatis 18 jam, dan persentaseberat penambahan

wijen terhadap substrat sebesar 90% dengan nilai penurunan teganganpermukaan air setelah

ditambahkan agen pengemulsi sebesar 21,6 mN/m dan stabilitas emulsiminyak-air setelah

ditambahkan agen pengemulsi sebesar 150,6 detik.

Hilyati dkk., (2001) juga melakukan percobaan pembuatan gliserol monostearat

yang dilakukan dengan reaksi esterifikasi antara gliserol dan asam stearat dengan katalis

asam (HCl) dan basa (KOH). Pembuatan gliserol stearat ini dilakukan dalam range

temperature 1400-1900C dengan waktu yang digunakan untuk percobaan adalah 8 jam.

Kondisi optimal dihasilkan pada temperature 1800C dengan waktu reaksi 8 jam yaitu

diperoleh ester 94,58 %.

Worapon dkk., (2010) melakukan penelitian tentang sintesis gliserol eter dengan

eterifikasi gliserol dengan tetra-butyl alcohol dengan reaktor berpengaduk dan kemudiandipisahkan menggunakan kolom destilasi dalam skala laboratorium hasilnya adalah TTBG

(tri tert-butyl ether glycerol). Tamayo dkk., (2011) mereaksikan gliserol dan asam benzoat

secara esterifikasi secara enzimatis dalam media yang miskin solvent dengan menggunakan

katalis lipase B, dihasilkan senyawa3-monobenzoate glycerolatau -monobenzoate

glycerol.Reaksi ini menggunakan katalis lipase Bdengan konsentrasi 30 g/L dan didapat

konversi sebesar 80%.


14/24

8

2.4 Proses Esterifikasi Gliserol

Reaksi esterifikasi adalah reaksi antara asam karboksilat dan alkohol yang

membentuk ester.Turunan asam karboksilat membentuk ester asam karboksilat.Ester asam

karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus -CO2

R dengan R dapat berupa

alkil maupun aril.Esterifikasi menggunakan katalis asam dan bersifat reversible(Fessenden,

1982). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CH5(OH) + RCOOH CH5(OH)OOCR + HO

gliserol asam karboksilat ester air

Reaksi esterifikasi melalui beberapa tahap reaksi yaitu :

1. Pembentukan senyawa proton pada asam karboksilat. Pada proses ini terjadi

perpindahan proton dari katalis asam atom oksigen pada gugus karbonil.

R C OH + H+

O

R C OH

OH

R C OH

OH+

+

2.

Alkohol nukleofilik menyerang karbon positif. Dimana atom karbon karbonil

kemudian diserang oleh atom oksigen dari alkohol, yang bersifat nukleofilik

sehingga terbentuk ion oksonium. Pada proses ini terjadi pelepasan proton atau

deprotonasi dari gugus hidroksil milik alkohol, menghasilkan senyawa kompleks

teraktivasi.

+

OH

R' O

OHCR

+-H

+

OH

H

OH

O

C

R'

R+

OH

R'OHOHCR

3. Protonasi terhadap salah satu gugus hidroksil yang diikuti pelepasan molekul air

menghasilkan ester


15/24

9

O

OR'CR

+-H

+

+

OH

OR'

CR

OH

OR'

CR-H2O

+

OH

OH2

O

C

R'

R

++H

OH

OR'

OHCR

Tahapan reaksi diatas dapat dirangkum sebagai berikut :

R C OH R'OH+

OH

H+

R C OH

OH

OR'

R C

O

OR' + H2O

asam karboksilat ester

Proses reaksi esterifikasi merupakan reaksi reversible, sehingga untuk memperoleh

konversi maksimum dapat dilakukan usaha - usaha sebagai berikut :

a. Penambahan alkoholsecara berlebih ke dalam reaksi

b.

Menghilangkan air secara distilasi atau dengan dehydrating agent. Molecular

sieve merupakan salah satu contoh dehydrating agent.

c. Penggunaan katalis

2.5 Tribenzoin

Tribenzoin yang memiliki rumus kimia C24H20O6 adalah nama lain dari 1,2,3-

propanetriol tribenzoate atau glycerol tribenzoate atau 1,3-dibenzoyloxypropan-2-yl

benzoate adalah triester dari gliserol dan asam benzoat. Tribenzoin merupakan senyawa

kimia buatan, kegunaan Tribenzoin sangat banyak baik untuk keperluan bahan makanan

maupun non makanan. Aplikasi pemanfaatan Tribenzoin antara lain 10dapat digunakan

sebagai bahan plasticizer pada edibel coating makanan, bahan pasticizer yang aman pada

pewarna kuku, bahan untuk meningkatkan sifat adhesive dan water resistance pada tinta

printer.

Tribenzoin berbentuk cairan berwarna kuning bening (colourless to yellowish

liquid) berbau herbal dan tidak menyengat.

Gambar 2.1.Struktur molekul tribenzoin
http://www.google.com/search?q=%221,3-dibenzoyloxypropan-2-yl%20benzoate%22http://www.google.com/search?q=%221,3-dibenzoyloxypropan-2-yl%20benzoate%22http://www.google.com/search?q=%221,3-dibenzoyloxypropan-2-yl%20benzoate%22http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/ester&usg=ALkJrhhlpvVVVaqE8suparWzKI0o-a9qZghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/ester&usg=ALkJrhhlpvVVVaqE8suparWzKI0o-a9qZghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/glycerol&usg=ALkJrhiqkjcHln3CGQysXq92s8dVJvyj0whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/acetic-acid&usg=ALkJrhiqYBFASoldDlvXeW4i50cJFHi0Sghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/acetic-acid&usg=ALkJrhiqYBFASoldDlvXeW4i50cJFHi0Sghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/glycerol&usg=ALkJrhiqkjcHln3CGQysXq92s8dVJvyj0whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.com&u=http://www.answers.com/topic/ester&usg=ALkJrhhlpvVVVaqE8suparWzKI0o-a9qZghttp://www.google.com/search?q=%221,3-dibenzoyloxypropan-2-yl%20benzoate%22http://www.google.com/search?q=%221,3-dibenzoyloxypropan-2-yl%20benzoate%22


16/24

10

Mekanisme reaksi esterifikasi gliserol dan asam benzoat menjadi tribenzoin adalah

sebagaiberikut:

CH5(OH) + C6H5COOH C10H1O4 + HO

gliserol asam benzoate glycerol monobenzoate

CH5(OH) + 2 C6H5COOH C17H16O5 + 2 HO

gliserol asam benzoate glycerol dibenzoate

CH5(OH) + 3 C6H5COOH C4H0O6 + 3 HO

gliserol asam benzoate glycerol tribenzoate

Untuk reaksi pembentukan tribenzoinsecara rumus bangun adalah sebagai berikut :

+ 3 + 3 H2O

Gambar 2.2. Reaksi pembentukan tribenzoin

2.6 HCl (Hydrochlori c Acid)

Hidrogen klorida (HCl) adalah asam monoprotik, yang berarti bahwa ia dapat

berdisosiasi melepaskan satu H+hanya sekali. Dalam larutan asam klorida, H+ini bergabung

dengan molekul air membentuk ion hidronium, H3O+:

HCl + H2O H3O++ Cl

Dari tujuh asam mineral kuat dalam kimia, asam klorida merupakan asam

monoprotik yang paling sulit menjalani reaksi redoks. HCl juga merupakan asam kuat yang

paling tidak berbahaya untuk ditangani dibandingkan dengan asam kuat lainnya. Walaupun

asam, ia mengandung ion klorida yang tidak reaktif dan tidak beracun. Asam klorida dalam

konsentrasi menengah cukup stabil untuk disimpan dan terus mempertahankan

konsentrasinya. Oleh karena alasan inilah, asam klorida merupakan reagen pengasam yang

sangat baik.


17/24

11

Asam klorida merupakan asam pilihan dalam titrasi untuk menentukan jumlah basa.

Asam yang lebih kuat akan memberikan hasil yang lebih baik oleh karena titik akhir yang

jelas. Asam klorida azeotropik (kira-kira 20,2%) dapat digunakan sebagai standar primer

dalam analisis kuantitatif, walaupun konsentrasinya bergantung pada tekanan atmosfernya

ketika dibuat.

2.6.1 Sifat Fisikia Asam Klorida:

Tabel 2.3 Sifat Fisika Asam Klorida

Sifat Nilai

Massa molar 36,46 g/mol (HCl)

Penampilan Cairan tak berwarna-kuning pucat

Densitas 1,18 g/cm3

Titik leleh 27,32 C (247 K), larutan 38%

Titik didih 48 C (321 K), larutan 38%.

Keasaman (pKa)

8,0

Viskositas 1,9 mPas pada 25 C,larutan 31,5%

Sumber : www.wikipedia.com

2.6.2 Sifat Kimia Asam Klorida

Seketika asam klorida bercampur dengan bahan kimia oksidator lainnya, seperti

natrium hipoklorit (pemutih NaClO) ataukalium permanganat (KMnO4), gas beracunklorin

akan terbentuk.

NaClO + 2 HCl H2O + NaCl + Cl2

2 KMnO4+ 16 HCl 2 MnCl2+ 8H2O + 2 KCl + 5 Cl2
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Natrium_hipoklorit&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalium_permanganat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Klorinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Klorinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kalium_permanganat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Natrium_hipoklorit&action=edit&redlink=1


18/24

12

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian ini merupakan penelitian yang bersifat ekspermintal. Penelitian terbagi

dalam dua tahap, yaitu tahap pendahuluan dan optimasi. Penelitian pendahuluan bertujuan

untuk menentukan variable dan metode proses produksi. Dalam penelitian pendahuluan

digunakan metode (Ari dan Anggra, 2011). Hasil penelitian pendahuluan tersebut

menggunakan proses esterifikasi gliserol dengan asam benzoat dengan menggunakan katalis

asam sulfat (H2SO4).

Hasil penelitian pendahuluan dengan metode (Ari dan Anggra, 2011) tersebut

menghasilkan produk reaksi yang baik. Sesuai dengan hasil analisa pengujian titrasi acidi

alkali didapatkan nilai konversi gliserol yang cukup tinggi 64,165 % Sehingga metode ini

digunakan untuk optimasi proses.

3.1 Rancangan Penelitian

Penelitian yang kami lakukan ialah esterifikasi gliserol dengan asam benzoat

menggunakan katalis asam klorida (HCl) menghasilkan gliserol tri-benzoate pada proses

batch dalam fase cair cair.

1. Variabel Tetap

a. Kecepatan pengadukan : 100 rpm

b. Volume gliserol dan asam benzoat : 500 ml

c. Waktu reaksi : 30 menit

2. Variabel Berubah

a.

Temperatur (

o

C) : 50, 60, 70b. Perbandingan asam benzoat terhadap gliserol (mol) : 2:1, 3:1, 4:1

c. Konsentrasi katalis (% berat gliserol) : 3%, 4%, 5%

3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan untuk proses esterifikasi gliserol dan asam benzoat adalah

sebagai berikut:

1. Gliserol yang mempunyai kadar 90 % sebagai pereaksi

2.

Asam Benzoat yang mempunyai kadar 99 % sebagai pereaksi

3. Asam Klorida yang mempunyai kadar 33% sebagai katalis


19/24

13

4. 0.5 N NaOH yang mempunyai kadar 98 % sebagai penitran

5. Asam Oksalat untuk standarisasi NaOH

6.

Aquadest sebagai pelarut / pengencer

7.

Metanol sebagai pelarut

8. Indikator PP

Alat untuk proses produksi terdiri dari labu leher tiga yang dilengkapi pendingin balik

dan pengaduk sistem mekanik. Sistem pengadukan harus dibuat kedap udara dengan

penambahan seal. Rangkaian alat secara lengkap disajikan pada gambar berikut (Gambar 3.1).

Keterangan :

1.

Statif

2.Klem

3.Pendingin balik

4.Thermometer

5. Labu leher tiga

6. Pemanas + magnetic stirer

7. Pengaduk

8. Oilbath

Gambar 3.1. Rangkaian alat proses konversi gliserol

3.3 Pengolahan Data

Pengolahan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda Central

Composite Design (CCD) dimana metodologi respon permukaan terdiri dari sekelompok

teknik yang digunakan dalam studi empiris dari hubungan antara satu atau lebih respon

measurred seperti yield, indeks warna, dan viskositas, serta sejumlah variabel input sepertiwaktu, suhu, dan kosentrasi (Cochran and Cox., 1992). Teknik ini telah digunakan untuk

menjawab pertanyaan dari jumlah jenis yang berbeda. Yield atau konversi akan menjadi

output (y) dan variabel yang ditetapkan di awal sebagai variabel terikat (x). Korelasi berikut

berdasarkanResponse Surface Methodology(RSM) :

X1 = rasio 3

1

X2 = konsentrasi katalis 4

1X3= temperatur60

10

6

8

7

5 4

31

2


20/24

14

Optimasi berdasarkan RSM akan digunakan untuk menentukan kondisi proses optimal

dari esterifikasi gliserol dengan asam benzoat menggunakan katalis HCl.

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian Central Composite Design 3 Variabel

Run Block X1 X2 X3 Y

1 1 -1 -1 -1 Y1

2 1 -1 -1 +1 Y2

3 1 -1 +1 -1 Y3

4 1 -1 +1 +1 Y4

5 1 +1 -1 -1 Y5

6 1 +1 -1 +1 Y6

7 1 +1 +1 -1 Y7

8 1 +1 +1 +1 Y8

9 1 -1.68 0 0 Y9

10 2 +1.68 0 0 Y10

11 2 0 -1.68 0 Y11

12 2 0 +1.68 0 Y12

13 2 0 0 -1.68 Y13

14 2 0 0 +1.68 Y14

15 2 0 0 0 Y15

16 2 0 0 0 Y16

Keterangan : -1 = batas nilai bawah

+1 = batas nilai atas

0

= nilai tengah

- 1.68 = batas kritis bawah

+1.68 = batas kritis atas

X1= pengkodean untuk variabel rasio reaktan

X2= pengkodean untuk variabel konsentrasi katalis

X3= pengkodean untuk variabel suhu operasi

Y = konversi reaksi


21/24

15

Tabel 3.2 Realisasi Penelitian Central Composite Design3 Variabel

Run

Rasio Mol Rasio Berat%

Katalis

Kebutuhan

Katalis (ml)

Suhu

(oC)As.Benzoat :

Gliserol

As. Benzoat

(gr)

Gliserol

(ml)1 2 : 1 244,24 81,14 3 2,341 50

2 2 : 1 244,24 81,14 3 2,341 70

3 2 : 1 244,24 81,14 5 3,902 50

4 2 : 1 244,24 81,14 5 3,902 70

5 4 : 1 488,48 81,14 3 2,341 50

6 4 : 1 488,48 81,14 3 2,341 70

7 4 : 1 488,48 81,14 5 3,902 50

8 4 : 1 488,48 81,14 5 3,902 70

9 1,3 : 1 158,76 81,14 4 3,122 60

10 4,7 : 1 573,96 81,14 4 3,122 60

11 3 : 1 366,36 81,14 2.3 1,795 60

12 3 : 1 366,36 81,14 5.7 4,449 60

13 3 : 1 366,36 81,14 4 3,122 43,2

14 3 : 1 366,36 81,14 4 3,122 76,8

15 3 : 1 366,36 81,14 4 3,122 6016 3 : 1 366,36 81,14 4 3,122 60

3.4 Prosedur Percobaan

Langkah - langkah pembuatangliserol tribenzoate (tribenzoin)dengan mereaksikan

gliserol dan asam benzoat adalah sebagai berikut :

Gambar 3.2. Diagram blok pembuatan tribenzoin

Reaktor

Pengambilan sampel

berkala

Analisa Hasil

Gliserol Asam benzoate Katalis

Konversi gliserol FTIRSisa asam benzoat


22/24

16

Langkah Proses Percobaan

Untuk perbandingan pereaksi asam benzoat terhadap gliserol = 3:1 dan konsentrasi katalis 3%

1.

366,36 gr asam benzoat dilarutkan dalam 300 ml methanol pada bekker gelas.

2.

Larutan asam benzoat dan 81,14 ml gliserol 90% dimasukkan dalam labu leher tiga.

3. Lubang leher tiga ditutup dan pengaduk dihidupkan.

4.

Pemanas dihidupkan hingga suhu 50oC. Setelah mencapai pada suhu 50oC katalis asam

klorida 1,534 ml dimasukkan ke dalam labu leher tiga.

5. Sampel diambil sebanyak 5ml setiap 5 menit sampai dengan waktu reaksi 30 menit.

Perlakuan yang sama dilakukan untuk rancangan penelitian Central Composit Desain

pada Tabel 3.2

6.

Langkah pemurnian produk, dilakukan dengan memisahkan methanol dari produk.

Seperti pencucian ester, tahapan ini dilakukan dengan mencuci produk dengan aquadest,

sehingga terbentuk padatan yang terpisah dari cairan. Kemudian padatan ini disaring dan

dikeringkan pada oven.

3.5 Analisa Produk

1. Titrasi Acidi Alkali

Pengujian dilakukan dengan titrasi acidi alkali yaitu sebagai berikut:

a. Membuat larutan penitran NaOH 0,5 N

b. Standarisasi NaOH dengan Asam Oksalat

10 ml NaOH dimasukkan dalam erlemeyer

Indikator PP ditambahkan ke dalam erlemeyer sebanyak 2 tetes

NaOH dititrasi dengan Oksalat

Titrasi dilakukan sampai terjadi perubahan warna yang tidak hilang selama

0,5 menit

Kebutuhan Oksalat dicatat

Titrasi dilakukan sebanyak 3 kali

c. Sampel 5 ml diencerkan dengan methanol dalam erlemeyer hingga volumenya

menjadi 25 ml.

d. Titrasi dengan NaOH 0,5 N

Sampel dimasukkan ke dalam erlemeyer sebanyak 10 ml

Indikator PP ditambahkan ke dalam erlemeyer sebanyak 2 tetes

Sampel dititrasi dengan NaOH 0,5 N


23/24

17

Titrasi dihentikan apabila terbentuk warna merah muda yang tidak hilang

selama 0,5 menit

Kebutuhan NaOH dicatat

Titrasi dilakukan sebanyak 5 kali

e. Penentuan asam benzoat sisa

Besarnya asam benzoat sisa ditentukan dengan rumus:

Normalitas sampel =sampelVolume

NaOHNormalitasNaOHVolume x

Mol asam asam benzoat = mol sampelmol asam klorida

2.

Konversi Gliserol

Dalam menghitung nilai konversi yang dihasilkan, dengan mengetahui terlebih

dahulu asam benzoat sisa, sehingga akan diperoleh banyaknya gliserol yang bereaksi.

Untuk mengetahui konversi gliserol menggunakan persamaan sebagai berikut :

Mol asam benzoat yang bereaksi = (mol asam benzoat awal) (mol asam benzoat sisa)

Mol gliserol yang bereaksi =3

bereaksiyangbenzoatasammol

Konversi =mulamulagliserolmol

bereaksiyanggliserolmol

3. Analisa FT-IR

Analisa ini dilakukan untuk mengetahui sejumlah komponen dalam produk secara

Spektofotometri Infra Red. Dapat diketahui panjang gelombang dari senyawa tersebut.


24/24

BAB IV

PELAKSANAAN KEGIATAN

Tabel 4.1 Jadwal Pelaksanaa Kegiatan

Minggu

Kegiatan1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi literatur

Penyiapan bahan, peralatan,

dan perancangan

Proses Percobaan

Esterifikasi Gliserol dengan

Asam Benzoat

Analisa Produk

Analisa Data

Pembuatan laporan

study kinetika pembuatan triacetin glyserol

Documents