PETA INOVASI PEMBUATAN TRIACETIN Biofuel Monoacetin
Triacetin
Diacetin
PRODUCT TECHNOLOGY
biodiesel
Waktu reaksi singkat
Kondisi reaksi dengan tekanan yang besar
Waktu reaksi lama
TECHNICAL
Katalis homogen & heterogen
DIFFERENTATION
PROCESS/ MANUFACTURING TECHNOLOGY
MATERIAL TECHNOLOGY
Asetilasi
Esterifikasi
Asam asetat
Super critical condition
Selektivitas tinggi
Gliserol
Transesterifikasi
Asetat anhidrat
Trigliserida
Metil asetat
PETA INOVASI PEMBUATAN TRIACETIN SEBAGAI PRODUK
INTERMEDIATE Peta inovasi dikembangkan untuk membantu mengidentifikasi hubungan antara berbagai penemuan teknologi (material, proses / manufaktur, dan teknologi produk) dan suara pelanggan (kebutuhan pasar atau pelanggan). Peta inovasi ini adalah alat yang digunakan untuk merancang produk sehingga mendapatkan pembaruan
terhadap
produk
yang
dibutuhkan.
Peta
inovasi
membantu
menghubungkan pengembang teknologi ke pengembang produk dan pelanggan mereka. Ini juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi produk, dan strategi untuk melindungi penemuan teknologi dan inovasi produk (Seider, 2009). Upaya pengembangan produk bisa jadi teknologi atau market driven. Pengembangan produk baru yang didorong pasar memulai pasar yang diketahui atau kebutuhan pelanggan akan sebuah solusi. Dalam kedua kasus ( marjet driven
PETA INOVASI PEMBUATAN TRIACETIN SEBAGAI PRODUK
INTERMEDIATE Peta inovasi dikembangkan untuk membantu mengidentifikasi hubungan antara berbagai penemuan teknologi (material, proses / manufaktur, dan teknologi produk) dan suara pelanggan (kebutuhan pasar atau pelanggan). Peta inovasi ini adalah alat yang digunakan untuk merancang produk sehingga mendapatkan pembaruan
terhadap
produk
yang
dibutuhkan.
Peta
inovasi
membantu
menghubungkan pengembang teknologi ke pengembang produk dan pelanggan mereka. Ini juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi produk, dan strategi untuk melindungi penemuan teknologi dan inovasi produk (Seider, 2009). Upaya pengembangan produk bisa jadi teknologi atau market driven. Pengembangan produk baru yang didorong pasar memulai pasar yang diketahui atau kebutuhan pelanggan akan sebuah solusi. Dalam kedua kasus ( marjet driven atau technology driven) untuk mencocokkan pasar / kebutuhan pelanggan dengan teknologi inovasi (Seider, 2009). Banyak contoh dari peta inovasi dalam pembuatan produk yang dapat menghubungkan komponen teknologi dari perkembangan produk dengan keuntungan teknis. Perkembangan peta inovasi dimulai dengan identifikasi enam lapisan dan berbagai elemen yang terkait dengan setiap lapisan. Adapun dalam pembuatan triacetin, terdapat 4 elemen lapisan yang akan dibahas. Antara lain : A.
Material technology (teknologi material) Material yang memungkinkan menghasilkan produk baru. Teknologi
material diawali dengan produksi barang dari bahan baku hingga pengolahan bahan menjadi bentuk yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. Dalam pembuatan triacetin ini terdapat 4 bahan baku yang dapat menghasilkan produk intermediate triacetin yaitu gliserol, asam asetat, asetat anhidrat, dan trigliserida. a. Gliserol Pembuatan triacetin umumnya diproduksi dari yang merupakan produk samping berharga dari produksi biodiesel, gliserol ini dihasilkan dari lemak hewani, nabati dan minyak sebagai persediaan pakan. Gliserol kasar yang dihasilkan selama transesterifikasi dalam produksi biodiesel terdiri
dari kotoran seperti sabun, abu, air, metanol dan bahan organik lainnya (Tan HW et dkk., 2013). Hasil yang diharapkan dengan mengubah gliserol menjadi triacetin adalah untuk mengurangi kerugian ekonomi dan pencemaran lingkungan, serta dapat megubah gliserol yang tidak memiliki nilai jual menjadi barang intermediate yang memiliki nilai jual. Sebab, nilai impor industri triacetin hingga bulan Desember 2016 adalah 1,734.088 ton (BPS, 2016). Sehingga sangat berpeluang besar dalam memproduksi triacetin dari gliserol. b. Asam Asetat Asam asetat mempunyai aplikasi yang sangat luas dibidang industri dan pangan. Di Indonesia, kebutuhan asam asetat masih harus di import sehingga
perlu
diusahakan
kemandirian
dalam
penyediaan
bahan
(Handoyono, 2007). c. Asam Asetat Anhidrat Kegunaan asam asetat anhidrid sebagai pelarut senyawa organik, fungisida dan bakterisida, berperan dalam proses asetilasi, pembuatan aspirin dan pembuatan acetylmorphine. Industri yang paling banyak menggunakan asetat anhidrid yaitu industri selulosa asetat penghasil serat asetat, plastik serat kain dan lapisan (Celanase, 2010).
B.
Process/manufacturing technology Proses yang memungkin pembuatan produk baru atau komponennya. Proses
pembuatan triacetin
dari
gliserol
dapat
menggunakan beberapa
metode
diantaranya asetilasi, esterifikasi, transesterifikasi. Berikut adalah penjelasan mengenai masing-masing proses produksi triacetin : a.
Reaksi Asetilasi Asetilasi adalah masuknya radikal asetil ke dalam molekul senyawa organik yang mengandung gugus – OH. Pada dasarnya asetilasi dapat disentisis oleh dua jenis reaksi yang berbeda, yang dapat bereaksi pada reaktor batch dan kolom distilasi reaktif kontinyu. Asetilasi dapat dilakukan dengan atau tanpa penggunaan katalis. Namun, kehadiran katalis dapat sangat meningkatkan laju reaksi dan selektivitas produk. Asetilasi di
produksi antara gliserol dan asam asetat yang menghasilkan monoacetin, diacetin, dan triacetin. b. Esterifikasi Esterifikasi
adalah
reaksi
pembuatan
senyawa
ester
dengan
mereaksikan antara asam karboksilat dan alkohol dimana terjadi reaksi adisi dan penataan ulang estimasi yang menghasilkan ester (Fessenden, 1982). c. Transesterifikasi Pembentukan gliserol sebagai reaksi samping tidak dapat dihindari selama reaksi trans-esterifikasi produksi bahan bakar biodiesel. Oleh karena itu, banyak penelitian telah dilakukan untuk menyelidiki penurunan produksi gliserol dari minyak nabati selama produksi biodiesel.
C.
Technical Value Proposition (Proposisi Nilai Teknis) Merupakan perbedaan teknis dari suatu proses atau keuntungan dari suatu
proses yang akan menghasilkan produk baru. Dari reaksi yang telah dipaparkan dalam pembuatan triacetin, terdapat beberapa keuntungan dan kelemahan yang dapat dijadikan patokan dalam memproduksi triacetin, yaitu : a. Nilai teknis pada reaksi asetilasi Pada proses asetilasi reaksi kontinyu untuk produksi triacetin dari gliserol, asam asetat dan asam asetat anhidrada hanya sejumlah kecil asam asetat yang dikeluarkan. Gliserol dicampurkan dengan asam asetat, dengan menggunakan katalis campuran di panaskan dengan kondisi operasi 180 sampai 250 °C pada tekanan 5 sampai 30 mPa dengan waktu kontak pereaksi paling sedikit 1 jam dan tanpa menggunakan katalis campuran dipanaskan dengan kondisi operasi 100 sampai 180 °C pada tekanan 0,2 sampai 5 mPa. Pada waktu tertentu gliserol diisikan terus menerus ke cairan pertama dimana uap asam asetat dan uap air mengair terpisah dengan dengan gliserol cair dan produk asetat cair. Gliserol cair dan produk asetat cair mengalir satu arah dan aliran air dalam arah arus berlawanan. Gliserol dan produk asetat cair mengalir terus menerus ke dalam reaksi kedua dan menambahkan asam
asetat
anhidrat
cair
sehingga
beraksi
dengan
air
sehingga
menghasilkan asam asetat dan monoacetin dan sampai membentuk diacetin triacetin. Peralatan terdiri dari kolom reaksi dengan kolom rektifikasi yang ditambahkan di bagian atas, penukar panas, wadah penyimpanan, pompa umpan dan pipa penghubung.
Gambar 1 Mekanisasi Mekanisme Reaksi Glycerol
b. Nilai teknis pada Reaksi Esterifikasi Esterifikasi berkelanjutan memiliki keuntungan bahwa jumlah produk yang lebih banyak dapat dipersiapkan dalam periode waktu yang lebih singkat. Prosedur ini dapat dijalankan selama berhari-hari atau bermingguminggu tanpa gangguan, namun memerlukan peralatan khusus. Proses pembuatan triacetin dari gliserol dan asam asetat tahap pertama yang kita lakukan yaitu aktifasi katalis. Selanjutnya proses pemurnian gliserol yang bertujuan menghilangkan air, metanol, dan sisa asam dalam proses pembuatan biodiesel. Gliserol
ditambahkan akuades dengan
perbandingan 1 : 2.5. Warna pada gliserol dihilangkan menggunakan karbon aktif 5% dari total volume gliserol diaduk selama 30 menit lalu didiamkan selama 24 jam. Selanjutnya campuran di keringkan menggunakan evaporator. Selanjutnya proses esterifikasi bertujuan untuk mengkonversi gliserol menjadi triacetin menggunakan asam asetat. Gliserol di panaskan
pada kondisi operasi 100 °C dan asam asetat dipanaskan pada suhu mendekati 100 °C setelah itu kedua larutan di campurkan sambil di lakukan pengadukan dan tambahkan katalis proses ini berlangsung selama 4 jam pada tekanan 0.2 sampai 5 mPa. Peralatan terdiri dari reaktor, penukar panas,
wadah
penyimpanan,
pompa
umpan,
evaporator
dan
pipa
penghubung.
Gambar 2. Mekanisme reaksi esterifikasi gliserol dan asam asetat menjadi
triacetin
c. Nilai Teknis pada Reaksi Transesterifikasi Triacetin dapat diproduksi melalui reaksi trans-esterifikasi antara trigliserida dan metil asetat melalui kondisi superkritis. Dalam reaksi ini, triacetin diproduksi sebagai produk samping dengan target pengurangan hasil gliserol yang tinggi saat memproduksi biodiesel skala konvensional. Rumus reaksi untuk trans-esterifikasi trigliserida dan metil asetat ditunjukkan di bawah ini.
Gambar 3 Transesterifikasi Trigliserida and Metil Asetat (Tan, Lee and
Mohamed, 2011)
D.
Product Technology (Teknologi Produk) Produk ini terbagi menjadi produk tunggal, product family dan product
platform. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, indonesia masih mengimpor triacetin setiap tahun, hal tersebut dapat dilihat sebagai berikut Tabel 1. Data Impor Triacetin di Indonesia Tahun
Kapasitas (Ton)
2012
12581.27
2013
12486
2014
15911.65
2015
15905.13
2016
18762.35
(Sumber: Badan Pusat Statistik Indonesia, BPS 2012-2016)
Salah satu produk esterifikasi gliserol adalah TriAcetyl Glycerol (TAG) atau triacetin. Triacetin dibuat dari proses esterifikasi antara gliserol dan asam asetat dengan bantuan katalis. Kegunaan triacetin sangat banyak baik untuk keperluan bahan makanan maupun non makanan. Untuk bahan makanan, triacetin dapat digunakan bahan aroma pada permen (gula-gula), minuman olahan susu, minuman berperisa dan permen karet. Sedangkan untuk bahan non makanan triacetin dapat digunakan sebagai pelarut pada parfum, tinta cetak, plastisizer untuk resin selulosa, polimer dan ko-polimer, bahkan dapat digunakan sebagai zat aditif bahan bakar untuk mengurangi knocking pada mesin mobil. Triacetin merupakan produk yang sangat potensial untuk dikembangkan dilihat dari keguaannya yang sangat banyak (Khairiati, 2016).
KESIMPULAN
Dari paparan diatas, dapat dilihat bahwa untuk pembuatan triacetin ini hanya memiliki 4 elemen yaitu : 1. Material technology (teknologi material) 2. Process/manufacturing technology (Teknologi Proses) 3. Technical Value Proposition (Proposisi Nilai Teknis) 4. Product Technology (Teknologi Produk)
Hal ini dikarenakan, produk triacetin merupakan produk intermediate (tengah) sehingga untuk nilai costumer value proposition (nilai pada pembeli) belum dapat ditentukan karena produk triacetin ini umumnya belum dapat digunakan oleh kostumer dan hanya sebagai produk intermediate yang nantinya akan diproses lagi menjadi produk jadi.
