BAB I PENDAHULUAN. baku baru yang potensial. Salah satu bahan yang potensial untuk pembuatan surfaktan adalah

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan pembuatan surfaktan tidak hanya dalam pencarian jenis surfaktan yang baru untuk suatu aplikasi tertentu di suatu industri, tetapi juga melakukan pencarian bahan baku baru yang potensial. Salah satu bahan yang potensial untuk pembuatan surfaktan adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah padat dari produksi minyak sawit, yang saat ini telah dimanfaatkan sebagai bahan baku dibeberapa industri kertas. Namun permasalahan limbah TKKS belum terselesaikan secara tuntas, karena industri kertas juga menghasilkan limbah lindi hitam (black liquor) yang mengandung lignin hingga 46% (Sjöström, 1995). Kandungan lignin yang cukup banyak dalam lindi tidak dilakukan pemanfaatan yang berlanjut apalagi sebagai bahan bakar. Hal tersebut dipandang belum bernilai ekonomis jika dilihat dari jumlah limbah lindi hitam yang terus bertambah. Salah satu cara untuk meningkatkan nilai ekonomi serta memanfaatkan jumlah limbah adalah dengan mengubah lignin menjadi Sodium Lignosulfonat (SLS). Sodium Lignosulfonat (SLS) termasuk dalam surfaktan anionik karena memiliki gugus sulfonat dan garamnya yang merupakan anion (kepala) dan gugus hidrokarbon sebagai ekor. Pemanfaatan SLS banyak digunakan pada berbagai industri, salah satunya sebagai penstabil sehingga sangat berpotensi untuk diaplikasikan dalam industri pengeboran minyak. Rendahnya kemampuan produksi minyak bumi Indonesia disebabkan karena lapangan minyak Indonesia sebagian besar merupakan sumur-sumur tua (mature fields), sehingga produksi minyaknya rendah dengan water cut tinggi mencapai 98-99%. Salah satu alternatif

2 yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produksi minyak bumi adalah melalui teknologi Enhanced Oil Recovery (EOR) menggunakan surfaktan (Lake, 198). Enhanced Oil Recovery adalah metode peningkatan perolehan minyak bumi tahap lanjut (tahap tersier) yang diterapkan ketika minyak bumi terperangkap dalam pori-pori batuan yang tidak dapat diproduksi dengan teknologi konvensional (tahap primer dan sekunder). Selama ini surfaktan yang umum digunakan pada industri perminyakan merupakan surfaktan berbasis petroleum (Petroleum sulfonat). Kelebihan dari surfaktan ini adalah memiliki kinerja maksimal dalam menurunkan IFT, bahkan dilaporkan mencapai 0,1 µn/m (Salager, 2002) sedangkan kelemahannya adalah harganya yang relatif mahal, bersifat tidak terbarukan dan tidak ramah lingkungan. Dengan keterbatasan tersebut, maka SLS dapat dijadikan sebagai pilihan terbaik untuk menggantikan surfaktan petroleum sulfonat dengan pertimbangan ketersediaan bahan baku yang melimpah, harga yang relatif murah dan sifatnya yang ramah lingkungan. Namun SLS memiliki kekurangan dalam menurunkan tegangan antarmuka jika diaplikasikan secara langsung. Indonesia kaya akan sumber daya alam hayati yang masih belum bisa di manfaatkan secara maksimal. Salah satunya tumbuhan nyamplung (Challophylum inphyllum) yang dapat digunakan sebagai sumber minyak. Tumbuhan nyamplung tumbuh dan tersebar hampir diseluruh kepulauan Indonesia. Pohon nyamplung dapat berbuah sepanjang musim dan tidak memerlukan perawatan khusus serta tahan terhadap penyakit. Potensi alami nyamplung di Indonesia belum diketahui secara pasti. Namun dari hasil penafsiran awal potensinya mencapai ha, seluas di antaranya hutan nyamplung. sedang hasil penelitian Leksono et al. (2009) terhadap beberapa ras, produksi buahnya rata-rata 50 kg/pohon. Apabila 10% dari luas hutan alam bertegakan nyamplung, maka dengan hasil buah 10 ton/ha

3 hasil yang diuji oleh x 10 ton biji = ton biji. Biji nyamplung mempunyai kadar minyak mencapai 74% (%berat) (Dweek dan Meadows, 2002); Kilham 2004). Minyak biji nyamplung memiliki komposisi asam lemak yaitu asam miristat 0,09%; asam palmitat 15,89%; asam stearat 12,3%; asam oleat 48,49%; asam linoleat 20,7%; asam linolenat 0,27% dan asam arachidat 0,94% (Sudrajat dkk, 2007). Dari data tersebut, terlihat bahwa potensi minyak biji nyamplung dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan senyawa epoksida. Ikatan rangkap dua yang ada pada minyak biji nyamplung berkisar 66%. Saat ikatan rangkap dua dan asam peroksida direaksikan, maka akan terbentuk senyawa epoksida. Dari potensi tersebut, diharapkan minyak biji nyamplung dapat digunakan dalam peningkatan kinerja SLS. Peningkatan kinerja SLS akan semakin maksimal dengan adanya penambahan suatu surfaktan nonionik (kosurfaktan). Hal ini disebabkan karena dengan adanya tambahan kosurfaktan maka akan mengurangi adanya gaya tolak-menolak antar muatan surfaktan. Kosurfaktan merupakan jenis sufaktan rantai pendek yang diharapkan dapat masuk diantara celah surfaktan utama dan menurunkan tegangan antarmuka. Sehingga kelemahan SLS dalam menurunkan IFT diharapkan dapat diperbaiki melalui penambahan epoksida minyak biji nyamplung dan suatu kosurfaktan. 1.2 Keaslian Penelitian Penelitian terkait tentang surfaktan untuk aplikasi EOR telah banyak dilakukan. Stapp and Chaney (1983) dalam U.S Patent No , telah merancang suatu sistem surfaktan yang terdiri dari larutan garam natrium klorida, petroleum sulfonat, dan urea (kosurfaktan) yang dapat diaplikasikan untuk proses EOR. Kosurfaktan lain seperti alkohol C3-C8 juga

4 sering digunakan. Surfaktan yang digunakan dalam sistem ini adalah hidrokarbon sulfonat dengan berat sekitar gr/mol. Ariska (2011) dalam penelitiannya menambahkan senyawa epoksida asam oleat untuk meningkatkan kemampuan SLS dalam menurunkan tegangan antarmuka. Dalam penelitian ini diperoleh nilai IFT terendah adalah 3,7 x 10-3 mn/m. Sukriya (2011) mempelajari pengaruh formulasi surfaktan untuk screening awal chemical flooding pada EOR, dengan parameter screening test yaitu compatibility test dan pengukuran IFT. Surfaktan diperoleh dengan memformulasikan MES dan Surfaktan tween serta berbagai pelarut. Hasil nilai IFT mencapai 10-2 dyne/cm. Gogoi dan Das (2012) juga telah mempelajari pengaruh IFT dari lindi hitam pabrik kertas (bahan baku bambu) dan pengaruhnya dalam proses EOR. Variable penelitian yang diukur dalam penelitian ini adalah IFT dan tes permeabilitas. Penambahan sodium lignosulfonat pada emulsi minyak mentah menghasilkan IFT yang sangat rendah antara fase minyak dan air. Penurunan IFT menyebabkan pelepasan tetesan residu minyak dari kapilerkapiler media penyerap, sehingga meningkatkan jumlah petroleum yang diperoleh. Rivai dkk (2011) mempelajari penentuan lama sulfonasi pada proses produksi surfaktan MES (metil ester sulfonat) untuk aplikasi EOR. Proses transesterifikasi olein sawit untuk menghasilkan metil ester olein, proses sulfonasi dan aging untuk menghasilkan MESA Olein, dilanjutkan proses pemurnian surfaktan MES dan uji nilai 1FT surfaktan MES menggunakan air formasi dan minyak bumi. Kajian ini dilakukan agar diperoleh surfaktan MES dengan nilai tegangan antarmuka rendah untuk aplikasi EOR. Nilai IFT yang diperoleh 2,68x10-2 dyne/cm.

5 Teke (2014) mempelajari pengaruh penambahan epoksidasi asam risinoleat minyak jarak (Castor Oil) dengan dilakukan penambahan kosurfaktan berupa isoamil dan isopropil alkohol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan isoamil alkohol memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan isopropil alkohol, dengan nilai IFT sebesar 4, mn/m. Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan, penggunaan sumber daya alam yang dimanfaatkan dalam proses untuk meningkatkan produksi minyak bumi masih kurang. Terlebih lagi bahan-bahan yang telah digunakan sebelumnya merupakan bahan yang relatif mahal dan tidak ramah lingkungan. Untuk itu, pada penelitian ini akan melakukan epoksidasi dan penambahan kosurfaktan terhadap kinerja SLS untuk memperoleh nilai tegangan antarmuka tertentu. Epoksidasi yang akan dilakukan adalah dengan menggunakan minyak nabati yaitu minyak biji nyamplung dan pengaruh penambahan kosurfaktan 1- dekanol dan 1-oktanol. 1.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan : 1. Mengetahui pengaruh epoksida minyak biji nyamplung terhadap SLS dalam menurunkan IFT. 2. Mengetahui pengaruh suhu terhadap kinetika reaksi epoksida minyak biji nyamplung. 3. Mengetahui pengaruh penambahan kosurfaktan terhadap SLS dalam menurunkan IFT. 1.4 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan solusi dalam meningkatkan produksi minyak dengan memanfaatkan sumber daya alam hayati, khususnya minyak biji nyamplung. Selain

6 itu, penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dalam perkembangan kinerja SLS untuk proses EOR.