BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Pertumbuhan jumlah penduduk Indonesia yang begitu pesat telah menyebabkan penambahan banyaknya kebutuhan yang diperlukan masyarakat. Salah satu bahan baku dan bahan penunjang yang penting untuk produk pembersih adalah surfaktan. Surfaktan sendiri berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antar muka antara dua cairan yang berbeda derajat polaritasnya. Pada umumnya surfaktan disintesis dari turunan minyak bumi dan gas alam. Beberapa produknya antara lain linear alkil benzen sulfonat (LABS), alkil sulfat, alkil etoksilat dan alkil etoksilat sulfat. Surfaktan yang banyak dikembangan saat ini antara lain metil ester sulfonat (MES) yang berasal dari minyak nabati. Dalam hal ini minyak nabati yang dimanfaatkan adalah crude palm oil (CPO). Dalam dunia perdagangan, surfaktan MES banyak dimanfaatkan untuk industri detergen, kosmetik, kertas, cat, dan sebagai zat aditif dalam proses Enhanced Oil Recovery (Surfactant Science and Technology, Drew Myers, 1946). Kebutuhan surfaktan akan terus meningkat setiap tahunnya, namun pabrik surfaktan sendiri di Indonesia masih belum ada. Jika dilihat jumlah impor surfaktan mencapai 2 juta ton/tahun (BPS,2013). Di samping itu produk bahan baku berupa CPO yang ada di Indonesia tersedia secara melimpah setiap tahunnya, CPO yang diproduksi di Indonesia mencapai 32 juta ton/tahun (indexmundi.com) dan sebagian besar hanya diekspor begitu saja tanpa pengolahan lebih lanjut. Padahal dengan pengolahan CPO menjadi surfaktan, nilai ekonomis produk tersebut dapat ditingkatkan secara besar serta dapat mengurangi ketergantungan impor surfaktan. Untuk mengurangi ketergantungan impor akan dirancang pabrik MES dengan kapasitas sebesar Lokasi pendirian pabrik direncanakan di daerah kawasan Industri Gresik,Jawa Timur. Daerah ini merupakan kawasan industri yang cukup ramai di Indonesia, sehingga bahan baku mudah didapat dari beberapa pabrik yang berada di kawasan tersebut. Selain itu pemasaran bahan baku juga dekat dengan beberapa pabrik seperti customer goods yang membutuhkan surfaktan untuk prosesnya 1
Diharapkan pula pendirian pabrik ini dapat memberikan lapangan kerja yang memadai bagi banyak tenaga kerja produktif di Indonesia yang masih belum mendapatkan lapangan kerja yang layak. Dengan demikian akan dapat mengurangi jumlah angka pengangguran di Indonesia karena pabrik ini tentunya akan membutuhkan banyak tenaga kerja dari berbagai lapisan tingkat pendidikan. B. Tinjauan Pustaka 1. Pembuatan Metil Ester Biodiesel merupakan senyawa mono alkyl ester dari asam lemak rantai panjang yang diturunkan dari sumber lipida yang dapat diperbaharui.ada beberapa jenis proses pembuatan biodiesel, diantaranya adalah sebagai berikut : a. Metode Mikro Elmusi Metode mikro emulsi merupakan salah satu upaya untuk menurunkan viskositas minyak nabati. Metode ini dilakukan dengan melarutkan minyak nabati ke dalam larutan metanol, ethanol atau 1-buthanol, tetapi menurut hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan alkohol yang digunakan sebagai pengemulsi cukup besar, sehingga dapat menaikkan volatilitas dan menurunkan titik nyala. b. Metode Pirolisis Pirolisis adalah proses dekomposisi minyak nabati secara termal atau dapat juga menggunakan bantuan katalis untuk memutuskan rantai hidrokarbon. Pemutusan rantai minyak nabati secara katalik dilakukan dengan menggunakan katalis yang biasa digunakan pada pemutusan rantai minyak bumi, yaitu SiO2 atau Al2O3 pada temperatur 450 0 C. Produknya kemudian difraksionasi untuk menghasilkan biodiesel dan biogasoline. Pada pemutusan rantai katalik, temperature mempengaruhi selektivitas produk. Semakin tinggi temperatur, fraksi ringan yang dihasilkan semakin banyak. Keuntungan produk biodiesel dari metode ini adalah adanya kemiripan dengan struktur bahan bakar diesel dari minyak bumi, tetapi kelemahan metode ini adalah karena prosesnya tidak boleh terdapat oksigen, maka bahan bakar yang dihasilkan tidak teroksigenasi dan peralatan yang digunakan pada metode ini relatif mahal. 2
c. Metode Ester-Transesterifikasi Pembuatan metil ester dari proses ini merupakan proses katalis. Katalis yang biasa digunakan digolongkan kedalam tiga jenis yaitu katalis enzim, katalis asam, katalis basa. Contoh katalis yang dipergunakan seperti berikut - Katalis basa : NaOH, KOH - Katalis asam : H2SO4, H3PO4 - Katalis enzim : Lipase Pemilihan jenis katalis yang digunakan tergantung dari kandungan FFA (Free Fatty Acid) dalam minyak/lemak. Katalis basa biasa dipergunakan untuk minyak/lemak dengan kandungan FFA 5 % sedangkan katalis asam untuk minyak/lemak dengan kandungan FFA lebih dari 5% (joelingsih et al.,2007). Molar rasio antara minyak dengan metanol yang dibutuhkan adalah tiga mol per satu mol trigliserida (TG). Agar reaksi dapar bergeser ke kanan maka digunakan metanol berlebih, karena proses antara TG dengan metanol berlangsung secara bolak-balik. Reaksi kimia yang terjadi dalam pembuatan metil ester bisa dibedakan esterifikasi dan transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi adalah proses yang mereaksikan trigliserida dalam minyak dengan alcohol (metanol) dan menghasilkan fatty acid metil ester (FAME) yang sering disebut biodesel dan gliserol. Trigliserid Metanol FAME Gliserol Gambar 1. Reaksi Transesterifikasi Pembentukan FAME 3
Gambar 2. Reaksi Pembentukan FAME di Setiap Monomernya Proses esterifikasi dengan katalis asam diperlukan jika minyak nabati mengandung FFA diatas 5 %. Jika minyak berkadar FFA tinggi (> 5%) langsung ditransesterifikasi dengan katalis basa maka FFA akan bereaksi dengan katalis membentuk sabun, seperti yang diperlihatkan dalam reaksi berikut : Gambar 3. Reaksi Esterifikasi Pembentukan Metil Ester Gambar 4. Reaksi Saponifikasi / Pembentukan Sabun 2. Proses Sulfonasi Pemilihan proses sulfonasi dapat dilihat pada banyak faktor. Salah satu faktor yang paling penting adalah kualitas produk yang dihasilkan dari proses yang digunakan.setiap proses menghasilkan produk yang sedikit berbeda. Beberapa proses dapat menghasilkan produk samping sementara proses yang lain hanya menghasilkan produk utama. Sebagai contoh, proses asam sulfamic hanya menghasilkan amonium sulfat dari alkohol atau alkohol dietoksilasi. Contoh lain adalah adanya 8% sulfat natrium alkil sulfonat benzena dibuat dengan oleum. Proses sulfonasi dengan menggunakan campuran dry air/so3 mampu digunakan untuk berbagai jenis bahan 4
baku dan memproduksi produk-produk berkualitas yang lebih baik dari proses lain (Foster, 1997). Proses sulfonasi dengan menggunakan campuran dry air/so3 paling banyak digunakan untuk produksi surfaktan dengan sekala yang besar. Pada proses ini gas SO3 dicampur dengan dry air dengan konsentrasi 7% (volume). Feed gas masuk reaktor pada suhu 42 o C dengan perbandingan mol 1.15 1.2 mol gas SO3 per mol methyl esther. Proses sulfonasi dengan dry air/so3 memiliki biaya lebih rendah dibandingkan dengan proses menggunakan oleum. Sedangkan dengan menggunakan asam sulfamic memiliki biaya tertinggi. 5
Gambar 5. Mekanisme Sulfonasi Methyl Ester di Sulfonator (Torres et al, 2009) Kelebihan penggunaan campuran dryair/so3 dibandingkan dengan campuran lainnya adalah : 1. Dapat digunakan untuk feedstock yang bervariasi. 2. Menghasilkan produk dengan kualitas paling baik dibanding proses lainnya. 3. Dapat digunakan untuk proses kontinyu karena reaksinya sangat cepat. 4. Tidak menghasilkan produk samping 5. Biaya untuk instalasi unit pengolahan limbah lebih murah dibandingkan bila menggunakan proses lain. 6. Proses yang digunakan lebih efisien karena menggunakan proses kontinyu. 7. Kapasitas produksi yang dihasilkan lebih besar di bandingkan dengan proses lain sehingga dapat di produksi dalam jumlah yang sangat besar. 6