Pemanfaatan Hasil Samping Pengolahan Minyak Kelapa Sawit Menjadi Green Diesel: Solusi Dalam Mengatasi Krisis Energi

Ditulis Oleh Fithra Malvarinda

Pada era saat ini, pemanfaatan energi fosil pada setiap aspek kehidupan manusia, seperti keperluan listrik, transportasi, dan konsumsi semakin bertambah. Menteri Perindustrian (2019) menyatakan bahwa saat ini industri masih sangat tergantung pada bahan bakar fosil, bahkan porsi industri dalam konsumsi energi nasional mencapai 49,4%[1].

Meningkatnya kebutuhan energi fosil tidak sebanding dengan cadangan energi yang tersedia. Cadangan minyak bumi di Indonesia diprediksi akan habis 12-15 tahun lagi karena ketidakseimbangan antara produksi minyak bumi yang terus menurun dan konsumsi minyak bumi yang selalu meningkat setiap tahunnya[2].

Permasalahan krisis energi ini dapat diselesaikan dengan memproduksi energi alternatif sebagai pengganti energi fosil yang dapat diperbarui, rendah emisi, dan berasal dari sumber daya alam domestik. Ketiga aspek tersebut dapat dipenuhi dengan cara memproduksi green diesel, yaitu energi alternatif yang memiliki karakteristik yang setara dengan produk dari bahan bakar fosil.

Green diesel dapat diproduksi menggunakan bahan baku minyak nabati, salah satunya adalah hasil samping pengolahan CPO menjadi minyak goreng yaitu minyak PFAD (Palm Fatty Acid Distillate).

Gambar 1. Palm Fatty Acid Distillate (PFAD)

PFAD memiliki fase padat pada suhu ruang dan berubah menjadi cair ketika dipanaskan hingga 40oC. PFAD yang mengandung ±80% asam lemak bebas tidak dapat dimanfaatkan untuk keperluan konsumsi karena berdampak negatif bagi kesehatan. Maka dari itu, salah satu pemanfaatan PFAD adalah sebagai bahan baku produksi green diesel.

Produksi minyak kelapa sawit mengalami peningkatan dari tahun 2013 sampai 2015 sebesar 5,67% sampai 7,70% dan meningkat tajam pada tahun 2016, yakni sebesar 53,28% dari tahun 2018[3]. Semakin meningkatnya produksi minyak kelapa sawit, maka semakin banyak pula jumlah PFAD yang dihasilkan sebagai hasil samping.

Katalitik hidrogenasi merupakan proses yang digunakan untuk memproduksi green diesel dari minyak nabati. Pada proses katalitik hidrogenasi, hidrogen berfase gas direaksikan dengan minyak nabati melalui bantuan katalis heterogen. Pemanfaatan katalis heterogen ini dikarenakan pereaksi dan katalis masing-masing berbeda fase, yakni minyak nabati berfase cair, hidrogen berfase gas, dan katalis berfase padat.

Gambar 2. Proses Katalitik Hidrogenasi Sumber: Alsultan, et.al (2018)

            Proses ini menghasilkan green diesel yang terdiri dari unsur C dan H sebagai hasil utama, sedangkan H2O, CO, dan CO2 terbentuk sebagai hasil samping. Proses katalitik hidrogenasi menggunakan tahapan Hydroprocessing yang terdiri dari Hydrotreating dan Hydrocracking. Hydrocracking bertujuan untuk mengkonversi minyak nabati menjadi hidrokarbon, sedangkan Hydrotreating bertujuan untuk menghilangkan kontaminan, seperti sulfur, nitrogen, oksigen, logam, aromatik, dan lain-lain.

Tahapan Hydroprocessing terdiri dari 3 jalur reaksi, diantaranya hidrodekarboksilasi, hidrodekarbonilasi, dan hidrodeoksigenasi[4].

Gambar 3. Tahapan Hydroprocessing Sumber: Veriansyah et.al (2012)

Dari gambar di atas, dapat diamati bahwa tahapan hydroprocessing dalam proses katalitik hidrogenasi PFAD menjadi green diesel, terdiri dari:

  1. PFAD terdiri dari ±80% asam lemak bebas dan ±20% trigliserida. Proses pertama merupakan penjenuhan rantai (C-O) pada sebagian kecil trigliserida dalam PFAD oleh hidrogen menjadi trigliserida terhidrogenasi.
  2. Trigliserida terhidrogenasi direngkah menggunakan hidrogen menjadi produk antara, seperti monogliserida, digliserida, dan asam lemak bebas.
  3. Produk antara hasil penjenuhan dan perengkahan dikonversi menjadi produk-produk hidrokarbon bersama dengan ±80% asam lemak bebas yang terkandung di dalam PFAD melalui tiga jalur reaksi, diantaranya:
  • Dekarboksilasi : Mengkonversi asam-asam lemak di dalam FFA menjadi hidrokarbon rantai lurus, kemudian melepaskan CO2.
  • Dekarbonilasi : Memproduksi alkana melalui reaksi asam-asam lemak di dalam FFA dengan hidrogen, kemudian membentuk CO dan H2O sebagai hasil samping.
  • Hidrodeoksigenasi : Memproduksi alkana menggunakan hidrogen melalui reaksi asam-asam lemak bebas di dalam FFA dan membentuk hasil samping berupa H2

Proses katalitik hidrogenasi ini dilakukan dengan jumlah umpan 300 ml dan tekanan hidrogen 25 psia bersuhu 300oC selama 1 jam. Produk yang keluar dari valve output reaktor merupakan produk berfase gas, sehingga harus dikondensasikan terlebih dahulu di dalam air.

Gambar 4. Proses Produksi Green Diesel

Baca juga:

Variabel tidak tetap yang digunakan merupakan jumlah katalis. Katalis heterogen yang digunakan merupakan katalis NiMo/Al2O3 yang terdiri dari Nikel sebagai inti aktif, Molibdenum sebagai promoter, Al2O3 sebagai penyangga. Pemilihan katalis didasarkan pada penelitian sebelumnya oleh Orozko et.al (2017) yang menggunakan katalis NiMo/Al2O3 untuk mempercepat reaksi pembentukan green diesel berbahan baku karstor oil, menghasilkan produk dengan persen yield sebesar 98% [5].

Gambar 5. Katalis NiMo/Al2O3

Green diesel yang diperoleh mengandung fraksi diesel (C15-C18) sebagai fraksi dominan sebesar 39,63%, kemudian diikuti dengan fraksi-fraksi senyawa lainnya, seperti alkohol, asam lemak, dan lain-lain, sebesar 33,44%. Kemudian, tidak terdapat fraksi gas (>CH4), mengandung 17,55% komponen gasoline, kerosene, dan nafta (C15-C18), 6,28% minyak pelumas (C18-C20), dan 3,82% residu (>C20).

Gambar 6. Produk Green Diesel

Produk yang dihasilkan pada penelitian memiliki persen yield berkisar 22,6289-36,5331%. Dengan sifiat fisik, diantaranya:

  • Densitas pada 40oC : 751,5056 – 816,9221 kg/m3
  • Viskositas Kinematik pada 40oC : 3,6107 – 4,6831 mm/s
  • Kadar Air : 11.593 – 17,717 ppm
  • Titik Nyala : 65,4 – 91,9oC
  • Nilai Kalor : 43,2274 – 44,8834 Mj/kg

Hasil yang diperoleh tidak jauh berbeda dengan standar diesel berbahan dasar minyak bumi (petro-diesel), yakni densitas pada 40oC sebesar 860,4 kg/m3, viskositas kinematik pada  40oC sebesar 4,36 mm/s, kadar air <100 ppm, titik nyala 80oC, dan nilai kalor sebesar 45,58 MJ/kg[5].

Daftar Pustaka:

[1] Kemenperin 2019. Bahan Bakar Fosil Tumpuan Industri. http://www.kemenperin.go.id/artikel/6820/Bahan-Bakar-Fosil-Tumpuan-Industri. Diakses pada 01 Mei 2019.

[2] Sukmana, Yoga. 2016. Minyak Indonesia Habis 12 Tahun Lagi, Krisis Mengintai Anak dan Cucu. https://money.kompas.com/read/2016/12/02/183000526/minyak.indonesia.habis.12.tahun.lagi.krisis.mengintai.anak.dan.cucu. Diakses pada 31 Maret 2019

[3] Subdiktorat Statistik Tanaman Perkebunan. 2018. Statistik Kelapa Sawit Indonesia 2017. Jakarta: Badan Pusat Statistik.

Alsultan-Abdulkareem G., Asikin Mijan., Nasar Mansir., H.V. Lee., Zulkarnain Zainal., Aminul Islam., dan Y.H. Taufiq-Yap. 2018. Pyro-lytyc De-oxygenation of Waste  Cooking Oil for Green Diesel Production Over Ag2O3La2O3/AC Nano-Catalyst. Journal of Analytical and Applied Pyrolisis. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2018.11.023.

[4]  Chen, Song. 2012. Green Oil Production by Hydroprocessing. International Journal of Clean Coal and Energy.

Veriansyah, Bambang., Jae Young Han., Seok Ki Kim., Seung-Ah Hong., Young Jun Kim., Jong Sung Lim., Young-Wong Shu., Seong-Geong Oh., dan Jaehon Kim. 2012. Production of renewable diesel by hydroprocessing of soybean oil: Effect of catalysts. Fuel 94. 578-585.

[5] Orozco, Laura M., David A Echeverri., Lorena Sanchez., dan Luis A Rios. 2017. Second-Generation Green Diesel from Castor Oil: Development of a New and Efficient Continuous-Production Process. Chemical Engineering Journal.

 

Warstek Media

Warung Sains Teknologi (Warstek) adalah media SAINS POPULER yang dibuat untuk seluruh masyarakat Indonesia baik kalangan akademisi, masyarakat sipil, atau industri.
Warung Sains Teknologi
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *