Lewati ke menu navigasi utama Lewati ke konten utama Lewati ke footer situs
Logo Header Halaman

Artikel penelitian

Vol 13 No 2 (2019): Volume 13, Number 2, 2019

Studi kondisi operasi dalam pemisahan asam laktat dari produk konversi katalitik tandan kosong sawit melalui esterifikasi-hidrolisis

DOI
https://doi.org/10.22146/jrekpros.44195
Telah diserahkan
November 16, 2023
Diterbitkan
Desember 31, 2019

Abstrak

Asam laktat adalah bahan kimia antara yang bermanfaat untuk pembentukan berbagai macam produk kimia. Permintaan asam laktat dewasa ini sangat tinggi terutama sebagai bahan kimia berbasis alam yang digunakan sebagai substitusi untuk penggunaan bahan kimia tak terbarukan. Terdapat banyak alternatif proses yang sudah dilakukan oleh peneliti untuk menemukan metode alternatif yang efektif sebagai pengganti proses fermentasi dan konversi katalitik merupakan proses yang berpotensi untuk diaplikasikan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi operasi yang menghasilkan perolehan asam laktat tinggi pada reaksi esterifikasi-hidrolisis asam laktat dari produk reaksi katalitik tandan kosong sawit menggunakan n-butanol p.a., dan katalis Amberlyst-15 basah. Esterifikasi dilakukan dengan mereaksikan n-butanol dan umpan hasil konversi katalitik tandan kosong sawit selama 6 jam. Hidrolisis dilakukan dengan mereaksikan air dan fase organik esterifikasi selama 4 jam. Hasil menunjukkan semakin tinggi temperatur reaksi, rasio volume reaktan, dan konsentrasi katalis, semakin tinggi perolehan asam laktat esterifikasi dan hidrolisis yang dihasilkan. Perolehan butil laktat tertinggi pada reaksi esterifikasi diperoleh sebesar 98,64%-b/b pada kondisi 90 oC, rasio volume 4 dan konsentrasi katalis 2,5%-b/b. Perolehan asam laktat tertinggi pada reaksi hidrolisis diperoleh sebesar 67,97%-b/b pada kondisi 90 oC, rasio volume 20 dan konsentrasi katalis 2,5%-b/b. Variabel signifikan pada esterifikasi adalah rasio volume reaktan, sedangkan pada hidrolisis adalah rasio volume reaktan dan temperatur. Penggunaan distilasi reaktif pada hidrolisis mampu meningkatkan perolehan asam laktat hingga 82,34%-b/b untuk butil laktat murni sebagai umpan dan 74,01%-b/b untuk butil laktat katalitik sebagai umpan.

Referensi

  1. Castillo Martinez, F.A., Balciunas, E.M., Salgado, J.M., Domínguez González, J.M., Converti, A. and Oliveira, R.P. de S., 2013, Lactic acid properties, applications and production: A review, Trends Food Sci. Technol., 30 (1), 70–83.
  2. Delgado, P., Sanz, M.T. and Beltrán, S., 2007, Kinetic study for esterification of lactic acid with ethanol and hydrolysis of ethyl lactate using an ion-exchange resin catalyst, Chem. Eng. J., 126 (2–3), 111–118.
  3. Soeprijanto, Indriawati, K., and Abdulgani N., 2014, Enzymatic hydrolysis of sorghum bagasse to readily fermentable sugar for bioethanol., Jurnal Rekayasa Proses, 8(1), 20– 24.
  4. Lei, X., Wang, F.F., Liu, C.L., Yang, R.Z. and Dong, W.S., 2014, One-pot catalytic conversion of carbohydrate biomass to lactic acid using an ErCl3 catalyst, Appl. Catal. A Gen., 482, 78–83.
  5. Li, K.T. and Wang, C.K., 2012, Esterification of lactic acid over TiO2-Al2O3 catalysts, Appl. Catal. A Gen., 433–434, 275–279.
  6. Li, S., Deng, W., Li, Y., Zhang, Q. and Wang, Y., 2019, Catalytic conversion of cellulosebased biomass and glycerol to lactic acid, J. Energy Chem., 32, 138–151.
  7. Li, W., Xu, Z., Zhang, T., Li, G., Jameel, H., Chang, H. min and Ma, L., 2016, Catalytic conversion of biomass-derived carbohydrates into 5-hydroxymethylfurfural using a strong solid acid catalyst in aqueous γ-valerolactone, BioResources, 11 (3), 5839–5853.
  8. Lux, S. and Siebenhofer, M., 2013, Synthesis of lactic acid from dihydroxyacetone: Use of alkaline-earth metal hydroxides, Catal. Sci. Technol., 3 (5), 1380–1385.
  9. Marianou, A.A., Michailof, C.M., Pineda, A., Iliopoulou, E.F., Triantafyllidis, K.S. and Lappas, A.A., 2018, Effect of Lewis and BrØnsted acidity on glucose conversion to 5- HMF and lactic acid in aqueous and organic media, Appl. Catal. A Gen., 555, 75–87.
  10. Oliveira, F.S., Araújo, J.M.M., Ferreira, R., Rebelo, L.P.N. and Marrucho, I.M., 2012, Extraction of l-lactic, l-malic, and succinic acids using phosphonium-based ionic liquids, Sep. Purif. Technol., 85, 137–146.
  11. Pal, P., Sikder, J., Roy, S. and Giorno, L., 2009, Process intensification in lactic acid production: A review of membrane based processes, Chem. Eng. Process. Process Intensif., 48 (11–12), 1549–1559.
  12. Puspita Aini, A., Lee, H.W., Parningotan Sitompul, J. and Rasrendra, C.B., 2018, Production of lactic acid from empty fruit bunch of palm oil using catalyst of barium hydroxide, MATEC Web Conf., 156, 06004.
  13. Qu, Y., Peng, S., Wang, S., Zhang, Z. and Wang, J., 2009, Kinetic study of esterification of lactic acid with isobutanol and n-butanol catalyzed by ion-exchange resins, Chinese J. Chem. Eng., Chemical Industry and Engineering Society of China (CIESC) and Chemical Industry Press (CIP), 17 (5), 773– 780.
  14. Shi, N., Liu, Q., He, X., Cen, H., Ju, R., Zhang, Y. and Ma, L., 2018, Production of lactic acid from cellulose catalyzed by easily prepared solid Al2(WO4)3, Bioresour. Technol. Reports, 5, 66–73.
  15. Sun, X., Wang, Q., Zhao, W., Ma, H. and Sakata, K., 2006, Extraction and purification of lactic acid from fermentation broth by esterification and hydrolysis method, Sep. Purif. Technol., 49 (1), 43–48.
  16. Wang, J., Yao, G. and Jin, F., 2017, One-pot catalytic conversion of carbohydrates into alkyl lactates with Lewis acids in alcohols, Mol. Catal., 435 (800), 82–90.
  17. Zhao, W., Sun, X., Wang, Q., Ma, H. and Teng, Y., 2009, Lactic acid recovery from fermentation broth of kitchen garbage by esterification and hydrolysis method, Biomass and Bioenergy, 33 (1), 21–25.