Aktivitas Katalis TiO2-Zeolit alam Malang dalam isomerisasi Glukosa dengan variasi waktu dan suhu reaksi

INDONESIA:

Fruktosa merupakan isomer glukosa yang banyak digunakan secara komersial di industri makanan dan minuman, karena mempunyai rasa manis yang relatif tinggi dan indeks glikemik yang rendah. Isomerisasi glukosa dapat dilakukan dengan katalis. Allah berfirman dalam surat Shaad ayat 27, bahwa tidak ada satupun yang diciptakan oleh Allah di langit, di bumi dan diantara keduanya dengan sia-sia, seperti halnya zeolit alam Malang sebagai katalis. Aktivitas katalis zeolit alam dapat ditingkatkan dengan aktivasi dan pengembanan TiO2. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui keasaman, luas permukaan, dan aktivitas katalis zeolit aktivasi (H-ZA), zeolit terdispersi TiO2 (TiO2-HZA) dan TiO2, serta pengaruh variasi waktu dan suhu dalam reaksi tersebut. Zeolit alam diaktivasi menggunakan NH4NO3 2 M, sehingga dihasilkan H- zeolit. TiO2 0,2 M didispersikan pada H-zeolit dengan metode hidrotermal dan kalsinasi pada suhu 500 selama 4 jam. Uji aktivitas katalis dilakukan pada reaksi isomerisasi glukosa dengan variasi waktu reaksi 0, 1, 2, 3, dan 4 jam, pada suhu 110, 120, dan 130. Karakterisasi katalis meliputi kristalinitas dengan XRD, morfologi dan kandungan unsur dengan SEM-EDAX, luas permukaan dengan adsorpsi methylen blue, dan keasaman total dengan adsorpsi amoniak. Hasil isomerisasai dianalisis menggunakan metode polarimeter, hasil terbaik polarimeter dianalisis dengan HPLC. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan zeolit alam tidak mengalami perubahan struktur, namun perubahan intensitas akibat penambahan TiO2. Analisis SEM-EDAX menunjukkan bahwa TiO2 telah terdispersi pada zeolit alam. Keasaman katalis H-ZA, TiO2-HZA, dan TiO2 berturut-turut adalah sebesar 2,3144; 2,7007 dan 1,2186 mmol/g, sedangkan luas permukaaan adalah 11,4229; 11,5843; dan 9,5751 m2/gram. Aktivitas katalis TiO2-HZA lebih baik daripada katalis TiO2 dan H-ZA dengan konversi sebesar 45,57 %. Suhu dan waktu reaksi berpengaruh pada reaksi isomerisasi glukosa. Hasil konversi terbaik yaitu pada perlakuan suhu 120, waktu 4 jam dengan katalis TiO2-HZA.

ENGLISH:

Fructose is isomer of glucose which is used commercially in food and beverage industry due to its high relative sweetness and lower glycemic index. Isomerization of glucose can be conducted by catalytic process using zeolite as catalyst, for example Natural zeolite of Malang. Potential of natural zeolite as a catalyst can be optimized by activation and modification with dispersing TiO2. The aims of this research were to know acidity, surface area, and catalytic activities of activated zeolite (H-ZA), TiO2 dispersed zeolite (TiO2-HZA), TiO2 and the influence of variation of reaction time and temperature. Natural zeolite was activated by using NH4NO3 2 M to produce H-zeolite. TiO2 0,2 M was dispersed on H-zeolit by hydrothermal method, than calcined at 500 for 4 hours. Catalytic activity assay was carried out on isomerization of glucose using variation of reaction time (1, 2, 3 and 4 hours) and temperature (110, 120, and 130.). The characterization of Crystallinity was performed by XRD, morphology and element content analyses by SEM-EDAX, surface area measurement by adsorption of methylen blue method, and total acidity by adsorption of ammonia. The isomerization’s result was analyzed by polarimetry method and the best result was analyzed by HPLC. The result of XRD characterization showed that the structure of zeolite did not change because dispersed TiO2, but the intensity was added. TiO2 had been dispersed on zeolite as the result of SEM-EDAX. Total acidity of zeolite (H-ZA), TiO2 dispersed zeolite (TiO2-HZA) and TiO2 were 2.3144; 2.7007 and 1.2186 mmol/g, respectively. Their surface area were 11.4229; 11.5843; and 9.5751 m2/gram, respectively. The best catalytic activity was performed by TiO2-HZA, the conversion is 45.57 %. Reaction time and temperature influenced isomerization glucose. The best conversion was obtained by TiO2-HZA catalyst at temperature
120 for 4 hours.