Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Peningkatan kesadaran akan penggunaan energi berkelanjutan dan ramah lingkungan di Indonesia semakin terlihat, salah satunya dengan penggunaan biodiesel. Namun, terdapat beberapa kekurangan yang dimiliki biodiesel, seperti harganya cenderung lebih mahal dibandingkan solar konvensional serta secara performa terdapat kekurangan lain pada biodiesel, yaitu biodiesel 20 kali lebih rentan terhadap kontaminasi air dibandingkan dengan diesel konvensional, hal ini bisa menyebabkan korosi, filter rusak, dan pitting di piston. Asam levulinat merupakan salah satu platform chemical yang dapat zat aditif pada produksi biodiesel. Kebutuhan global asam levulinat yang diprediksi akan mencapai 3.439 ton/tahun pada tahun 2018 dan road map biodiesel di Indonesia mencapai 20% dari konsumsi diesel pada tahun 2016-2025 mendasari pertimbangan dalam didirikannya pabrik asam levulinat di Indonesia. Dalam penelitian ini, dilakukan pengkajian kelayakan ekonomi dari pra-perancangan pabrik produksi asam levulinat dan produk samping berbasis TKKS di Indonesia melalui perhitungan keekonomian. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dipilih karena, TKKS merupakan limbah padat terbesar yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit (PKS) dengan jumlah hingga tahun 2015 mecapai 36,5 juta ton. Dalam penelitian ini, digunakan perangkat lunak SuperPro Designer 9.0 sebagai program simulator proses dalam perancangan pabrik. Berdasarkan hasil analisis nilai ekonomi dari rancangan pabrik, didapatkan Net Present Value (NPV) sebesar US$ 548.850.764, Internal Rate Return (IRR) sebesar 24,75%, serta payback period (PBP) dalam kurun waktu 6 tahun dengan Mininum Attractive Rate Return (MARR) 6,1 %. Kapasitas produksi optimal asam levulinat 12.425 ton/tahun dan produk samping, furfural 15.105 ton/tahun serta asam formiat 6.074 ton/tahun.

---

The awareness of sustainable energy use in Indonesia is visibly increasing, as more biodiesel is on demand. However, there are still some disadvantages of using biodiesel. The prices is more expensive than conventional diesel; biodiesel is 20 times more susceptible to water contamination compared that can cause corrosion, filter damage, and pitting in the pistons. Levulinic acid is a platform chemical that may be invoked as biodiesel additive in biodiesel production. Global demand of levulinic acid is expected to reach 3,439 tons/year in 2018 and the road map of biodiesel in Indonesia reaches 20% of diesel consumption in the year 2016-2025. These figures become the considerations for establishing levulinic acid plant in Indonesia.

In this study, conducted assessment of the economic viability of integrated levulinic acid production plant design based on Oil Palm Empty Fruit Bunches (OPEFB) in Indonesia. OPEFB was selected as raw material because it is the largest solid waste generated by oil palm plantations (PKS) with the number in 2015 was 36.5 million tons. In this plant design, software SuperPro Designer 9.0 is used as process simulator.

The economical analysis shows the Net Present Value (NPV) is US $ 548,850,764, Internal Rate of Return (IRR) ois 24.75%, and payback period (PBP) is within a period of 6 years with Mininum Attractive Rate return (MARR) 6.1%. Optimal production capacities of levulinic acid, furfural and formic acid are 12,425, 15,105 and 6,074 tonnes/year, respectively."

"Peningkatan populasi penduduk dunia mengakibatkan konsumsi sumber energi minyak bumi terus meningkat tiap tahunnya. Namun hal tersebut tidak diikuti dengan peningkatan produksi minyak bumi. Saat ini energi terbarukan mulai menjadi fokus dunia karena dapat menjadi alternatif menggantikan energi fosil. Bioetanol merupakan hasil fermentasi glukosa yang bersumber dari bahan baku lignoselulosa bioetanol generasi kedua. Bioetanol dapat digunakan sebagai bahan bakar yang memiliki nilai oktan tinggi. Sebagai salah satu negara dengan sumber biomassa terbesar di dunia, Indonesia memiliki peluang besar untuk mengembangkan industri bioetanol. Biomassa tersebut yaitu Tandan Kosong Sawit TKS yang merupakan hasil dari perkebunan kelapa sawit. Asam levulinat merupakan salah satu senyawa yang dapat dijadikan platform chemical pada produksi energi alternatif, yaitu biodiesel. Asam levulinat merupakan hasil hidrolisis dari selulosa yang memiliki kisaran harga jual yang jauh lebih tinggi dibandingkan etanol. Dalam penelitian ini dilakukan evaluasi tekno ekonomi perancangan pabrik asam levulinat-bioetanol terintegrasi berbasis Tandan Kosong Sawit TKS. Optimasi kapasitas produksi dilakukan untuk menentukan kapasitas pabrik yang tepat agar pabrik asam levulinat dan pabrik bioetanol secara keseluruhan layak untuk dikembangkan. Berdasarkan hasil simulasi dengan software SuperPro Design 9.5 dan analisis nilai ekonomi dari rancangan pabrik, didapatkan Net Present Value NPV , Internal Rate Return IRR dan pay back period secara berurut sebesar 53.939.000 USD, 29,77 , dan 4,52 tahun sehingga dapat disimpulkan bahwa pabrik asam levulinat-bioetanol terintegrasi berbasis TKS telah memenuhi parameter keekonomian suatu pabrik.

---

The increasing of world's population resulting in the consumption of petroleum energy sources continues to increase each year. But it is not followed by an increase in oil production. Currently, renewable energy started to become a focus of the world as it can be an alternative to fossil energy. Bioethanol is the result of glucose fermentation derived from lignocellulosic raw material second generation bioethanol. Bioethanol can be used as a fuel that has a high octane number.

Indonesia as one of the countries with the largest biomass resources in the world has a huge opportunity to develop bioethanol industry. This biomass is Oil Palm Empty Fruit Bunch OPEFB which is the largest solid waste generated by oil palm plantation. Levulinic acid is one of the compounds that can be used as a chemical platform on biodiesel production. Levulinic acid is a result of cellulose hydrolysis which has a higher selling price than bioethanol.

In this research, tecno economic evaluation of integrated levulinic acid bioethanol plant based on OPEFB was conducted. Optimization of production capacity is done to determine the right plant capacity so that the levulinic acid plant and bioethanol plant as a whole are feasible to be developed.

Based on simulation results with SuperPro Design 9.5 and analysis of the economic value, Net Present Value NPV Value, Internal Return Rate IRR and payback period value is 53.939.000 USD, 29,77 , and 4,52 years respectively. In conclusion, integrated levulinic acid bioethanol plant based on OPEFB has fulfilled the economic parameters of a chemical plant."

"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."

"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."

"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%."

"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."

"Sintesis dan Aplikasi Nanokomposit Berbasis Selulosa Corn Cob - TiO2/ZnO sebagai Katalis pada Konversi Glukosa Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural dan Asam Levuinat Selulosa dapat diisolasi dari limbah corn cob tongkol jagung yang akan digunakan untuk sintesis nanokomposit berbasis selulosa yang dimodifikasi dengan nanopartikel anorganik TiO2/ZnO sehingga memiliki sifat unggul yang berasal dari gabungan sifat keduanya. Metode yang digunakan untuk isolasi selulosa adalah perlakuan alkali dan hidrolisis asam. Hasil isolasi dan sintesis tersebut dikarakterisasi dengan menggunakan instrumen FTIR, XRD, TEM dan SEM. Rendemen selulosa hasil isolasi diperoleh sebesar 57,51. TiO2 dan ZnO hasil sintesis berukuran nano dengan struktur masing-masing berupa anatase dan heksagonal wurtzite. Nanokomposit selulosa ndash; TiO2/ZnO dapat diaplikasikan sebagai katalis pada konversi glukosa menjadi 5-Hidroksimetilfurfural dan produk sampingnya yaitu asam levulinat dengan uji kuantitatif nya menggunakan HPLC. Kondisi optimum pembentukan 5-Hidroksimetilfurfural dari konversi glukosa adalah pada suhu 180oC selama 210 menit, dengan komposisi glukosa sebanyak 30 mg dan katalis 15 mg. Laju reaksi konversi glukosa menjadi 5-hidroksimetilfurfural mengikuti reaksi orde 1 dengan energi aktivasi yang diperoleh dengan perhitungan Arhenius adalah sebesar 37,61 kJ/mol untuk reaksi penguraian glukosa menjadi produk, 29,28 kJ/mol untuk reaksi pembentukan HMF dan 22,12 kJ/mol untuk reaksi pembentukan LA,

---

Synthesis and Application Nanocomposite Based Corn Cob Cellulose TiO2 ZnO as Catalyst in Glucose Conversion to 5 Hydroxymethylefurfural and Levulinic Acid Cellulose can be isolated from corn cob waste to be used for the synthesis of cellulose based nanocomposites modified with inorganic TiO2 ZnO nanoparticles so as to have superior properties derived from their combined properties. The methods used for cellulosic isolation are alkaline treatment and acid hydrolysis. The isolation and synthesis results were characterized using FTIR, XRD, TEM and SEM instruments. The yield of isolated cellulose was obtained at 57,51. TiO2 and ZnO of nano sized synthesis with their respective structures in the form of anatase and hexagonal wurtzite. Nanocomposite cellulose TiO2 ZnO can be applied as a catalyst on conversion of glucose to 5 Hydroxymethylfurfural and its byproducts of levulinic acid with its quantitative test using HPLC. The optimum conditions of 5 Hydroxymethylfurfural formation of glucose conversion were at 180 C for 210 min, with a glucose composition of 30 mg and a catalyst of 15 mg. The rate of glucose conversion reaction to 5 hydroxymethylfurfural follows the reaction of order 1 with the activation energy obtained by Arhenius calculation is 37.61 kJ mol for the decomposition reaction of glucose into product, 29.28 kJ mol for HMF forming reaction and 22.12 kJ mol for LA forming reaction."

"Gamma-valerolakton (GVL) adalah senyawa organik turunan dari asam levulinat yang memiliki banyak manfaat di berbagai sektor. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tekanan dan suhu gas umpan terhadap kinerja reaktor trickle bed untuk produksi GVL dari segi konversi asam levulinat, yield GVL, dan selektivitas GVL. Mekanisme yang terjadi adalah asam levulinat yang sudah dilarutkan dengan air deionisasi akan melalui proses hidrogenasi menghasilkan senyawa intermediet yaitu 4-HPA. Kemudian, terjadi proses esterifikasi intermolekul untuk menghasilkan GVL. Katalis yang digunakan adalah Ru/C dengan muatan Ru sebesar 5 wt%. Eksperimen diawali dengan persiapan bahan baku, lalu dilakukan karakterisasi katalis. Kemudian digunakan reaktor berdiameter 2,01 cm den gan unggun katalis setinggi 24 cm. Reaktan cair (asam levulinat) dan gas hidrogen direaksikan dengan kondisi operasi temperatur 90 °C – 150 °C, dan tekanan 5 dan 10 bar. Penelitian pada tekanan rendah dilakukan untuk mengurangi penggunaan hidrogen berlebih sehingga proses menjadi lebih ekonomis. Setelah reaksi berlangsung, asam levulinat sebagai bahan baku terkonversi menjadi dua senyawa yaitu 4-HPA dan GVL. Produk kemudian dianalisis dengan High-Performance Liquid Chromatography. Setelah berlangsungnya reaksi, asam levulinat sebagai bahan baku terkonversi menjadi dua jenis produk, yaitu senyawa intermediate 4-HPA dan produk utama GVL. Pada penelitian ini, kondisi terbaik untuk memproduksi GVL adalah pada tekanan 10 bar dan suhu 150 °C dengan yield GVL 72%, selektivitas GVL 73%, dan konversi asam levulinat 97%. Berdasarkan tren yang diamati, semakin meningkatnya tekanan dan suhu yang digunakan, maka hasil yang diperoleh semakin optimal.

---

Gamma-valerolactone (GVL) is an organic compound derived from levulinic acid which has many benefits in various sectors. This research was conducted to determine the effect of feed gas pressure and temperature on the performance of trickle bed reactors for GVL production in terms of levulinic acid conversion, GVL yield, and GVL selectivity. The mechanism that occurs is that levulinic acid which has been dissolved in deionized water will go through a hydrogenation process to produce an intermediate compound, namely 4-HPA. Then, an intermolecular esterification process occurs to produce GVL. The catalyst used was Ru/C with a 5 wt% Ru. The experiment started with raw material preparation, and catalyst characterization, then a 2.01 cm diameter reactor with a 24 cm high catalyst bed was used. Liquid reactants (levulinic acid) and hydrogen gas were reacted under operating conditions of temperature 90 °C – 150 °C, and pressures of 5 and 10 bar. Research at low pressure is carried out to reduce the use of excess hydrogen so that the process becomes more economical. After the reaction takes place, levulinic acid as a raw material is converted into several compounds including levulinic acid, 4-HPA, and GVL. Products were analyzed with High-Performance Liquid Chromatography. After the reaction takes place, levulinic acid as a raw material is converted into two types of products, namely the intermediate compound 4-HPA and the main product GVL. In this study, the best conditions for producing GVL were at a pressure of 10 bar and a temperature of 150 °C with a yield of 72% GVL, 73% selectivity of GVL, and 97% conversion of levulinic acid. Based on the observed trend, the higher the pressure and temperature used, the more optimal the results obtained."

"Asam levulinat merupakan salah satu produk bahan kimia unggulan yang berasal dari biomassa lignoselulosa. Permintaan asam levulinat dunia meningkat sekitar 4% setiap tahunnya menjadikan asam levulinat masuk dalam klasifikasi 12 jenis bahan kimia building block berbasis bio- dan diperlukan oleh industri makanan, farmasi, kecantikan, dan bahan bakar. Proses utama proses produksi asam levulinat adalah hidrolisis biomassa menjadi gula sederhana dengan bantuan katalis homogen jenis asam mineral. Penggunaan asam mineral memberikan yield hingga 70%, namun dinilai memiliki kelemahan dari sisi lingkungan dan proses rekoveri katalis. Beberapa kandidat katalis homogen telah diujicoba dalam proses konversi biomassa menjadi asam levulinat, seperti katalis polimer, logam oksida, serta campuran logam oksida dan zeolit. Dalam penelitian ini, substrat bahan baku yang digunakan adalah biooil berbasis kayu pinus yang mengandung levoglucosan sebesar 35%. Proses konversi dengan hidrotermal katalitik dilakukan pada kondisi subkritis air yaitu 250-340oC dengan variasi dua jenis katalis yaitu zeolit alam Sukabumi teraktivasi dan zeolit komersial H-ZSM-5. Hasil penelitian menunjukkan terjadi pembentukan asam levulinat tertinggi diperoleh dari proses hidrotermal pada temperatur 280oC. Perhitungan yield asam levulinat dilakukan dengan basis levoglucosan yang terkandung di dalam biooil dan diperoleh hasil untuk katalis H-ZSM-5 dan CANZ-5 masing-masing sebesar 19,50% dan 14,85%.

---

Levulinic acid is one of the superior chemical products derived from lignocellulosic biomass. The demand for levulinic acid is expected to increase 4% annually and it is classified as one of the top 12 promising bio-based building blocks for supporting the food, pharmaceutical, beauty and fuel industries. Levulinic acid is produced by biomass hydrolysis into simple sugar and homogeneous catalyst such as acid mineral. The utilization of mineral acid gives higher yield until 70%, but it is harm to our environment and having problem in recovery process. Some of heterogeneous catalyst have beed explored in the converting process of biomass to levulinic acid, such as polymer catalyst,

metal oxides and other mixture of metal oxide and zeolites. In this study, the pinewood biooil with 35,46% levoglucosan were used in converting process with catalytic hydrothermal process in subcritical water condition. There are two types catalysts carried out to the process, activated Sukabumi natural zeolite and commercial zeolite H-ZSM- 5. The reaction temperature taken at 280oC showed a great yield both in H-ZSM-5 and CANZ-5. The levoglucosan-based calculation gave the levulinic acid yield for H-ZSM- 5 and CANZ-5 were 19,50% and 14,85%, respectively."

"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."