Garuda - Garba Rujukan Digital

Kinetics of Anaerobic Digestion of Dairy Fat Waste with Saponification Pre-Treatment Rifki Wahyu Kurnianto; Wiratni Budhijanto; Rochim Bakti Cahyono
Jurnal Rekayasa Proses Vol 13, No 2 (2019)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Anaerobic digestion has been an attractive field of research in the era of energy crisis. Biogas, which is the product of anaerobic digestion, provides alternative energy, while at the same time it also prevents pollution due to organic waste accumulation. Among various organic wastes, dairy fat waste is a potential substrate for anaerobic digestion. Fat waste has high theoretical biogas potential because of its high lipid content. However, anaerobic digestion of organic waste with high lipid content is quite challenging. The main obstacle in anaerobic digestion of fat waste is its tendency to form insoluble floating layer on top of the liquid phase. This phenomenon hinders the access of hydrolytic bacteria to the substrate. Saponification is one of the methods to increase the solubility of the floating layer and hence to improve the availability of substrate for the bacteria. Saponification changes the lipid content into soap which has both polar and non-polar functional groups and the polar side will increase the solubility of the substrate in water. This study evaluated the effect of different dosage of base added as the reactant during saponification pre-treatment on the productivity of anaerobic digestion of dairy fat waste. The kinetics of the anaerobic digestion process was analyzed by mean of mathematical model. The variations of the alkaline dosages studied for saponification pre-treatment were 0.04 mol base/g sCOD; 0.02 mol base/g sCOD; and no pre-treatment for control reactor. This study proved that saponification increased the solubility of dairy fat waste. This result was confirmed by the hydrolysis constant value (kH) of 0.00782/day for reactor with saponification, which was twenty times of magnitude higher than the kH value of 0.00032/day in the reactor without saponification. However, the exposure to high pH during the saponification pre-treatment might somewhat inhibit indigenous acidogenic bacteria in the waste which results in lower methane yield in the reactors with saponification to be compared to the control reactor. A B S T R A KPeruraian anaerobik merupakan salah satu bidang riset yang sangat menarik perhatian dalam era krisis energi. Biogas tidak hanya menyediakan energi alternatif, tetapi juga dapat mencegah pencemaran akibat limbah organik. Limbah lemak susu adalah substrat yang potensial untuk proses peruraian anaerobik karena memiliki potensi biogas teoritis yang tinggi akibat kandungan lemaknya yang tinggi. Namun, peruraian anaerobik dari limbah organik dengan kandungan lemak yang tinggi memiliki tantangan tersendiri. Hambatan utama dalam peruraian anaerobik dari limbah lemak susu adalah kecenderungan untuk membentuk lapisan padatan yang tidak larut dan mengapung di bagian atas fase cair. Fenomena ini menghambat akses bakteri hidrolisis terhadap substrat. Saponifikasi adalah salah satu cara untuk meningkatkan kelarutan lapisan padatan tersebut, sehingga meningkatkan ketersediaan substrat untuk bakteri. Saponifikasi akan mengubah kandungan lemak menjadi sabun yang memiliki gugus fungsi polar maupun non-polar. Gugus fungsi yang bersifat polar akan meningkatkan kelarutan substrat dalam air. Studi ini mengevaluasi pengaruh dari berbagai dosis larutan basa yang ditambahkan sebagai reaktan selama perlakuan awal saponifikasi terhadap peruraian anaerobik limbah lemak susu. Kinetika proses peruraian anaerobik dianalisis dengan menggunakan model matematika. Variasi dosis yang diamati pengaruhnya untuk perlakuan awal saponifikasi adalah 0,04 mol basa/g sCOD; 0,02 mol basa/g sCOD; dan nol (tanpa perlakuan awal saponifikasi). Dari penelitian ini, terbukti bahwa saponifikasi berhasil meningkatkan kelarutan limbah lemak susu dan juga ditunjukkan oleh nilai konstanta hidrolisis (kH) 0,00782/hari lebih tinggi dua puluh kali lipat dibandingkan dengan nilai kH 0,00032/hari pada reaktor tanpa saponifikasi. Akan tetapi, penelitian ini juga mengindikasikan bahwa bakteri asidogenik bawaan substrat terhambat kinerjanya oleh paparan pH yang tinggi selama perlakuan awal saponifikasi berlangsung sehingga hasil gas metan yang diperoleh lebih rendah daripada reaktor kontrol.

Kinetics Study of Paracetamol Production from Para-Aminophenol and Acetic Anhydride Rifki Wahyu Kurnianto; Muhammad Fahrurrozi; Hilda Ismail; Raden Rara Endang Lukitaningsih; Indah Tri Nugraha; Pudjono Pudjono; Rochmadi Rochmadi; Ari Sudarmanto; Ratna Asmah Susidarti
Jurnal Rekayasa Proses Vol 15, No 1 (2021)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.64551

In the last decade, Indonesia intensifies the efforts to reduce pharmaceutical imports. One of the initiatives is establishing a paracetamol production facility to start operating in 2024. Kinetics study is needed as a basis to design the paracetamol reactor. This study investigated the optimal temperature, reactant mole ratio, and agitation speed in the reactor for paracetamol production. In this study, aqueous solution of para-aminophenol was reacted with acetic anhydride. The mole ratio of para-aminophenol to acetic anhydride was varied to 1:1, 1:1.2, 1:1.5, and 1:2 while the temperature was varied to 80 °C, 90 °C, and 110 °C. However, due to uncontrolled heat of the reaction and limitation of the mixture’s boiling point, the actual reaction temperatures were 86 °C, 90 °C, and 108 °C. In addition, the agitation speed of 250 RPM and 350 RPM were also studied. Thin layer chromatography (TLC) and densitometry were used to determine the concentration of paracetamol in the reacting mixture. The optimum temperature, reactant mole ratio, and agitation speed in this study were 108 °C, 1:1.5, and 350 RPM, respectively. In addition, a reaction performed under those operating parameters gave the reaction rate constant of 1.95 L mol-1 min-1.Keywords: acetic anhydride; kinetics; para-aminophenol; paracetamol; pharmaceutical industry A B S T R A KDalam sepuluh tahun terakhir ini, Indonesia bertekad mengurangi impor bahan baku farmasi. Salah satu upaya yang dilakukan adalah membangun fasilitas produksi parasetamol yang akan mulai beroperasi pada tahun 2024. Studi kinetika diperlukan sebagai dasar perancangan reaktor parasetamol. Oleh karena itu, penelitian ini mengkaji kondisi operasi optimal pada reaksi produksi parasetamol yang akan dibutuhkan sebagai dasar perancangan pabrik. Pada percobaan ini, para-aminofenol direaksikan dengan anhidrida asetat dengan media air. Rasio mol para-aminofenol terhadap asetat anhidrida divariasikan 1:1 1:1,2, 1:1,5, dan 1:2 sedangkan temperatur divariasikan 80 °C, 90 °C, dan 110 °C. Akan tetapi, karena panas reaksi yang tidak dikontrol dan batasan berupa titik didih dari campuran reaksi, temperatur aktual reaksi menjadi 86 °C, 90 °C, dan 108 °C. Selain itu, kecepatan putaran pengadukan juga divariasikan pada angka 250 RPM dan 350 RPM. Kromatografi lapis tipis (KLT) dan densitometri digunakan untuk menentukan konsentrasi parasetamol dalam campuran reaksi. Temperatur, rasio mol reaktan, dan kecepatan putaran pengadukan yang optimum pada penelitian ini masing-masing adalah 110 °C, 1:1,5, dan 350 RPM. Selain itu, reaksi yang dilakukan dengan kondisi operasi tersebut menghasilkan konstanta laju reaksi 1,95 L mol-1 menit-1.Kata kunci: anhidrida asetat, industri farmasi, kinetika, para-aminofenol, parasetamol

Kinetics of Anaerobic Digestion of Dairy Fat Waste with Saponification Pre-Treatment Rifki Wahyu Kurnianto; Wiratni Budhijanto; Rochim Bakti Cahyono
Jurnal Rekayasa Proses Vol 13, No 2 (2019)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Anaerobic digestion has been an attractive field of research in the era of energy crisis. Biogas, which is the product of anaerobic digestion, provides alternative energy, while at the same time it also prevents pollution due to organic waste accumulation. Among various organic wastes, dairy fat waste is a potential substrate for anaerobic digestion. Fat waste has high theoretical biogas potential because of its high lipid content. However, anaerobic digestion of organic waste with high lipid content is quite challenging. The main obstacle in anaerobic digestion of fat waste is its tendency to form insoluble floating layer on top of the liquid phase. This phenomenon hinders the access of hydrolytic bacteria to the substrate. Saponification is one of the methods to increase the solubility of the floating layer and hence to improve the availability of substrate for the bacteria. Saponification changes the lipid content into soap which has both polar and non-polar functional groups and the polar side will increase the solubility of the substrate in water. This study evaluated the effect of different dosage of base added as the reactant during saponification pre-treatment on the productivity of anaerobic digestion of dairy fat waste. The kinetics of the anaerobic digestion process was analyzed by mean of mathematical model. The variations of the alkaline dosages studied for saponification pre-treatment were 0.04 mol base/g sCOD; 0.02 mol base/g sCOD; and no pre-treatment for control reactor. This study proved that saponification increased the solubility of dairy fat waste. This result was confirmed by the hydrolysis constant value (kH) of 0.00782/day for reactor with saponification, which was twenty times of magnitude higher than the kH value of 0.00032/day in the reactor without saponification. However, the exposure to high pH during the saponification pre-treatment might somewhat inhibit indigenous acidogenic bacteria in the waste which results in lower methane yield in the reactors with saponification to be compared to the control reactor. A B S T R A KPeruraian anaerobik merupakan salah satu bidang riset yang sangat menarik perhatian dalam era krisis energi. Biogas tidak hanya menyediakan energi alternatif, tetapi juga dapat mencegah pencemaran akibat limbah organik. Limbah lemak susu adalah substrat yang potensial untuk proses peruraian anaerobik karena memiliki potensi biogas teoritis yang tinggi akibat kandungan lemaknya yang tinggi. Namun, peruraian anaerobik dari limbah organik dengan kandungan lemak yang tinggi memiliki tantangan tersendiri. Hambatan utama dalam peruraian anaerobik dari limbah lemak susu adalah kecenderungan untuk membentuk lapisan padatan yang tidak larut dan mengapung di bagian atas fase cair. Fenomena ini menghambat akses bakteri hidrolisis terhadap substrat. Saponifikasi adalah salah satu cara untuk meningkatkan kelarutan lapisan padatan tersebut, sehingga meningkatkan ketersediaan substrat untuk bakteri. Saponifikasi akan mengubah kandungan lemak menjadi sabun yang memiliki gugus fungsi polar maupun non-polar. Gugus fungsi yang bersifat polar akan meningkatkan kelarutan substrat dalam air. Studi ini mengevaluasi pengaruh dari berbagai dosis larutan basa yang ditambahkan sebagai reaktan selama perlakuan awal saponifikasi terhadap peruraian anaerobik limbah lemak susu. Kinetika proses peruraian anaerobik dianalisis dengan menggunakan model matematika. Variasi dosis yang diamati pengaruhnya untuk perlakuan awal saponifikasi adalah 0,04 mol basa/g sCOD; 0,02 mol basa/g sCOD; dan nol (tanpa perlakuan awal saponifikasi). Dari penelitian ini, terbukti bahwa saponifikasi berhasil meningkatkan kelarutan limbah lemak susu dan juga ditunjukkan oleh nilai konstanta hidrolisis (kH) 0,00782/hari lebih tinggi dua puluh kali lipat dibandingkan dengan nilai kH 0,00032/hari pada reaktor tanpa saponifikasi. Akan tetapi, penelitian ini juga mengindikasikan bahwa bakteri asidogenik bawaan substrat terhambat kinerjanya oleh paparan pH yang tinggi selama perlakuan awal saponifikasi berlangsung sehingga hasil gas metan yang diperoleh lebih rendah daripada reaktor kontrol.

Kinetics Study of Paracetamol Production from Para-Aminophenol and Acetic Anhydride Rifki Wahyu Kurnianto; Muhammad Fahrurrozi; Hilda Ismail; Raden Rara Endang Lukitaningsih; Indah Tri Nugraha; Pudjono Pudjono; Rochmadi Rochmadi; Ari Sudarmanto; Ratna Asmah Susidarti
Jurnal Rekayasa Proses Vol 15, No 1 (2021)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.64551

In the last decade, Indonesia intensifies the efforts to reduce pharmaceutical imports. One of the initiatives is establishing a paracetamol production facility to start operating in 2024. Kinetics study is needed as a basis to design the paracetamol reactor. This study investigated the optimal temperature, reactant mole ratio, and agitation speed in the reactor for paracetamol production. In this study, aqueous solution of para-aminophenol was reacted with acetic anhydride. The mole ratio of para-aminophenol to acetic anhydride was varied to 1:1, 1:1.2, 1:1.5, and 1:2 while the temperature was varied to 80 °C, 90 °C, and 110 °C. However, due to uncontrolled heat of the reaction and limitation of the mixture’s boiling point, the actual reaction temperatures were 86 °C, 90 °C, and 108 °C. In addition, the agitation speed of 250 RPM and 350 RPM were also studied. Thin layer chromatography (TLC) and densitometry were used to determine the concentration of paracetamol in the reacting mixture. The optimum temperature, reactant mole ratio, and agitation speed in this study were 108 °C, 1:1.5, and 350 RPM, respectively. In addition, a reaction performed under those operating parameters gave the reaction rate constant of 1.95 L mol-1 min-1.Keywords: acetic anhydride; kinetics; para-aminophenol; paracetamol; pharmaceutical industry A B S T R A KDalam sepuluh tahun terakhir ini, Indonesia bertekad mengurangi impor bahan baku farmasi. Salah satu upaya yang dilakukan adalah membangun fasilitas produksi parasetamol yang akan mulai beroperasi pada tahun 2024. Studi kinetika diperlukan sebagai dasar perancangan reaktor parasetamol. Oleh karena itu, penelitian ini mengkaji kondisi operasi optimal pada reaksi produksi parasetamol yang akan dibutuhkan sebagai dasar perancangan pabrik. Pada percobaan ini, para-aminofenol direaksikan dengan anhidrida asetat dengan media air. Rasio mol para-aminofenol terhadap asetat anhidrida divariasikan 1:1 1:1,2, 1:1,5, dan 1:2 sedangkan temperatur divariasikan 80 °C, 90 °C, dan 110 °C. Akan tetapi, karena panas reaksi yang tidak dikontrol dan batasan berupa titik didih dari campuran reaksi, temperatur aktual reaksi menjadi 86 °C, 90 °C, dan 108 °C. Selain itu, kecepatan putaran pengadukan juga divariasikan pada angka 250 RPM dan 350 RPM. Kromatografi lapis tipis (KLT) dan densitometri digunakan untuk menentukan konsentrasi parasetamol dalam campuran reaksi. Temperatur, rasio mol reaktan, dan kecepatan putaran pengadukan yang optimum pada penelitian ini masing-masing adalah 110 °C, 1:1,5, dan 350 RPM. Selain itu, reaksi yang dilakukan dengan kondisi operasi tersebut menghasilkan konstanta laju reaksi 1,95 L mol-1 menit-1.Kata kunci: anhidrida asetat, industri farmasi, kinetika, para-aminofenol, parasetamol

Kinetics study of paracetamol production from para-aminophenol and acetic anhydride Rifki Wahyu Kurnianto; Mohammad Fahrurrozi; Hilda Ismail; Raden Rara Endang Lukitaningsih; Indah Tri Nur'aini; Pudjono Lukitaningsih; Rochmadi Lukitaningsih; Ari Sudarmanto; Ratna Asmah Susidarti
Jurnal Rekayasa Proses Vol 15 No 1 (2021): Volume 15, Number 1, 2021
Publisher : Jurnal Rekayasa Proses

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jrekpros.64551

In the last decade, Indonesia intensifies the efforts to reduce pharmaceutical imports. One of the initiatives is establishing a paracetamol production facility to start operating in 2024. Kinetics study is needed as a basis to design the paracetamol reactor. This study investigated the optimal temperature, reactant mole ratio, and agitation speed in the reactor for paracetamol production. In this study, aqueous solution of para-aminophenol was reacted with acetic anhydride. The mole ratio of para-aminophenol to acetic anhydride was varied to 1:1, 1:1.2, 1:1.5, and 1:2 while the temperature was varied to 80 °C, 90 °C, and 110 °C. However, due to uncontrolled heat of the reaction and limitation of the mixture’s boiling point, the actual reaction temperatures were 86 °C, 90 °C, and 108 °C. In addition, the agitation speed of 250 RPM and 350 RPM were also studied. Thin layer chromatography (TLC) and densitometry were used to determine the concentration of paracetamol in the reacting mixture. The optimum temperature, reactant mole ratio, and agitation speed in this study were 108 °C, 1:1.5, and 350 RPM, respectively. In addition, a reaction performed under those operating parameters gave the reaction rate constant of 1.95 L mol-1 min-1.

Title

Found 5 Documents
Search

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Title Search

Found 5 Documents Search

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Abstract

Title

Found 5 Documents
Search