KAJIAN MODEL KINETIKA SEBAGAI PARAMETER DALAM PENGGANDAAN SKALA (SCALE UP) PRODUKSI NATRIUM LIGNOSULFONAT BERBASIS LIGNIN ISOLAT

Abstract

Proses penggandaan skala (scale up) umumnya dilakukan melalui penelitian skala laboratorium dan skala  pilot plant. Data yang dapat menjembatani adalah model kinetika reaksi,  yaitu konstanta kecepatan reaksi didasari oleh hukum Arrhenius, yang dapat dijadikan parameter dalam pengembangan proses yaitu penggandaan skala. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan model kinetika reaksi sulfonasi lignin isolat menjadi natrium lignosulfonat (NLS); mendapatkan volume/kapasitas reaktor optimum. Metode yang dilakukan dalam pengembangan proses (penggandaan skala) adalah melalui pendekatan sistematis empiris yaitu melibatkan model kinetika reaksi. Dengan membuat model matematika yang menghubungkan antara reaksi dan volume/kapasitas, serta simulasi pada berbagai kapasitas sehingga diperoleh kapasitas/volume reaktor optimum. Hasil penelitian diperoleh model kinetika reaksi berupa  konstanta laju reaksi yaitu:   (k) = 1,35703832 e^{-2558,89354/T} mol^-1 jam^-1, yang dapat dijadikan paremeter dalam penggandaan skala (scale up) produksi natrium lignosulfonat (NLS), hasil perhitungan konsentrasi C A (mol/liter) menggunakan model kinetika reaksi disbanding dengan hasil yang diperoleh di laboratorium  menunjukkan validasi yang akurat. Model persamaan matematik yaitu hubungan antara biaya total NLS sebagai fungsi kapasitas produksi (P)  adalah  t_c = 48.137 – 25,67 P + 0,001 P² – 10^-8 P³ + (2.593.011.921/P), dengan kapasitas/volume reaktor optimum adalah 23.425 kg NLS /tahun.