BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Indonesia merupakan salah satu produsen minyak sawit terbesar di dunia. Konsumsi minyak sawit di dalam negeri digunakan sebagai bahan baku industri minyak goreng, margarin, sabun, serta industri oleokimia yang memproduksi asam lemak sawit, metil ester dan fatty alcohol [1]. Dalam pengolahan minyak kelapa sawit diperoleh beberapa turunan diantaranya adalah hasil distilat dari minyak sawit yaitu Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) yang banyak digunakan sebagai bahan campuran makanan ternak, sabun kualitas rendah dan akhir-akhir ini juga digunakan sebagai bahan baku biodiesel [2]. Produksi minyak sawit semakin lama semakin meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini dapat dilihat dari data produksi minyak sawit di Indonesia pada tabel 1.1. Tabel 1.1 Produksi Minyak Sawit di Indonesia [3] Tahun Produksi (Ton) 2006 10.961.756 2007 11.437.986 2008 12.477.752 2009 13.872.602 2010 14.290.054 Kondisi ini memberikan gambaran bahwa dengan meningkatnya industri minyak sawit, maka perolehan ALSD turut meningkat. ALSD sebagai hasil samping ini memiliki potensi yang cukup besar untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan produk berbasis oleokimia, tidak hanya karena alasan ekonomis namun juga karena banyaknya pilihan sifat-sifat produk turunan yang dihasilkan dan pengaruhnya terhadap ekosistem [1]. Untuk itu diperlukan adanya pengolahan lebih lanjut agar ALSD memiliki nilai jual lebih tinggi yaitu salah satu caranya adalah dengan memanfaatkannya sebagai bahan baku poliester. Poliester memiliki banyak kegunaan diantaranya untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano, tampilan kristal cair, hologram, penyaring, saput dielektrik untuk kondensator. Poliester saat ini umumnya disintesis menggunakan asam 20 1
tereftalat yang merupakan senyawa hidrokarbon yang tidak dapat diperbaharui. Asam tereftalat berasal dari fraksi kerosin yang diaromatisasi menghasilkan paraxylene kemudian dilanjutkan dengan reaksi oksidasi menghasilkan asam tereftalat [4]. Data statistik produksi poliester di dunia dapat dilihat pada tabel 1.2. Tabel 1.2 Produksi Poliester di Dunia [5] Tahun Aplikasi Poliester (Ton) Serat Pengemasan Film 2006 27.000.000 12.300.000 5.336.100 2007 28.620.000 13.443.900 5.390.000 2008 30.337.200 14.694.183 5.443.900 2009 32.157.432 16.060.742 5.498.339 2010 34.086.878 16.911.961 5.553.322 2011 36.000.000 17.300.000 6.810.000 Penelitian-penelitian yang terkait dalam pemanfaatan Asam Lemak Sawit Distilat dan juga polimerisasi minyak nabati telah banyak dilakukan diantaranya yaitu Marlina (2007) memanfaatkan asam lemak bebas teroksidasi dari minyak jarak dan 2,4 toluen diisosianat untuk sintesis membran poliuretan dengan memvariasikan komponen monomer, temperatur dan waktu reaksi. Hasil optimum diperoleh pada rasio monomer 1,2 : 0,56 pada 100 0 C dan selama 5 menit [6]. Utami (2009) mensintesis polieugenolisiasetil tiopen metanolat dari eugenol minyak cengkeh sebagai carier untuk recovery ion logam Cu 2+, Cd 2+ dan Cr 3+. Diperoleh hasil cairan kental berwarna coklat kehitaman dengan berat molekul 7019,8 g/mol pada waktu reaksi optimum 4 jam dengan katalis BF 3 -dietileterat [7]. Zhang, dkk. (1994) mensintesis polikaprolakton dari asam salisilat dan kaprolaktan. Diperoleh waktu reaksi polimerisasi maksimum pada waktu 3 jam [8]. Topallar, dkk. (1997) melakukan kinetika autooksidatif polimerisasi minyak biji bunga matahari dengan waktu reaksi optimum 32 hari [9]. Petrovic (2010) mensintesis poliester linear berberat molekul tinggi dari metil ester 9- hydroxynchanoic acid dengan viskositas 2,6-11 Pa.s [10]. Croston, et al. (1952) melakukan polimerisasi minyak kedelai dan metil esternya dengan menggunakan katalis boron trifluorida dan hidrogen fluorida memberikan hasil yang tinggi [11]. Rasyid (2011) memanfaatkan Asam Lemak Sawit Distilat sebagai bahan baku biodiesel dengan memvariasikan suhu dan konsentrasi katalis HCl [12]. Nurmian, et al. (2000) mensintesis poliester dari minyak goreng yang berasal dari CPO 21 2
dengan metil ester sebagai senyawa antara dipolimerisasi dengan katalis BF 3 - dietil eterat dilanjutkan dengan reaksi poliesterifikasi diperoleh kondisi optimum pada waktu reaksi polimerisasi 4 jam dan katalis 10 ml [13]. Seiring dengan meningkatnya kesadaran akan kesehatan dan lingkungan yang baik, permintaan poliester yang mudah terdegradasi (biodegradable) dan berbasis tumbuhan juga semakin meningkat, maka diperlukan kajian untuk memperoleh poliester yang mempunyai dua kriteria tersebut yaitu diperoleh dari bahan baku yang dapat diperbaharui dan bersifat degradatif di alam sehingga dapat diterima secara ekologis. Salah satu faktor penting dalam reaksi pembentukan suatu zat adalah waktu reaksi. Dalam reaksi pembentukan polimer, waktu reaksi polimerisasi merupakan tahap penentu laju pembentukan produk [14]. Atas dasar pemikiran tersebut, maka penelitian perlu dilakukan untuk mengetahui pengaruh waktu reaksi polimerisasi pada pemanfaatan ALSD yang diduga dapat dijadikan bahan baku pembuatan poliester sehingga dapat meningkatkan nilai ekonomis dari ALSD yang merupakan limbah yang dapat diperbarui dan bersifat biodegradable yang ramah lingkungan. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh variasi waktu reaksi polimerisasi terhadap kualitas dan kuantitas poliester yang dihasilkan dari ALSD. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Menghasilkan poliester dari bahan baku ALSD melalui reaksi poliesterifikasi. 2. Menentukan pengaruh waktu reaksi polimerisasi terhadap poliester yang dihasilkan dari ALSD. 22 3
1.4 MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Sebagai informasi tambahan tentang pemanfaatan ALSD sebagai bahan baku poliester. 2. Memberikan nilai tambah terhadap ALSD yang merupakan hasil samping industri minyak goreng. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian, Laboratorium Operasi Teknik Kimia dan Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,, Medan. Bahan baku utama yang digunakan adalah ALSD yang diperoleh dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) di Jalan Brigjen Katamso Medan, metanol, etilen glikol, borontrifluorida-dietil eterat dan asam sulfat. Adapun tahapan proses yang dilakukan adalah: 1. Tahap esterifikasi [15] - Temperatur : 70 o C - Waktu reaksi : 120 menit - Rasio reaktan : 1:8 (ALSD : metanol) - Konsentrasi katalis (H 2 SO 4 ) : 1 % (b/b) ALSD 2. Tahap polimerisasi [13] - Temperatur : 126-132 o C - Waktu reaksi : 3 jam, 4 jam, dan 5 jam - Konsentrasi katalis (BF 3 -dietil eterat) : 9,2 % (b/b) metil ester 3. Tahap poliesterifikasi [13] - Temperatur : 175-200 o C - Rasio reaktan (b/b) : 1:1(ME terpolimerisasi : etilen glikol) - Waktu pengambilan sampel : tiap 1 jam (Analisa bilangan asam) - Waktu reaksi : 4 jam 23 4
Adapun analisis yang dilakukan adalah : 1. Komposisi ALSD dan metil ester dengan menggunakan GC-MS 2. Densitas metil ester dengan menggunakan piknometer [16] 3. Viskositas metil ester dengan menggunakan viskosimeter Ostwald [17] 4. Bilangan iodin metil ester dan metil ester terpolimerisasi [18] 5. Komposisi poliester dengan menggunakan GC 6. Bilangan asam poliester [19] 7. Viskositas poliester dengan menggunakan viskotester VT-04F [20] 8. Berat molekul poliester [21] 245