sifat fenol

PENDAHULUAN

PABRIK PHENOL DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN PROSES PIROLISIS

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada tahun 1800 ahli bedah bangsa Inggris Joseph Lister memperkenalkan fenol sebagai antiseptik rumah sakit. Selain itu pada tahun 1834, F.Runge juga menemukan fenol sebagai senyawa aromatik yaitu senyawa memiliki bau atau aroma yang khas. Fenol memiliki rumus kimia C 6H5OH dengan struktur molekul sebagai berikut :

Gambar 1.1.1 Struktur Molekul Fenol (Considine, 1974)

Fenol banyak terdapat di alam biasanya berasal dari bahan – bahan organik yang telah membusuk atau bahan – bahan yang terdapat di alam. Misalnya saja bahan – bahan yang mengandung lignin karena di dalam ligninlah terdapat gugus fenol yang nantinya bisa diuraikan melalui beberapa proses misalnya dengan hidrolisis, pirolisis, ekstraksi dan lain- lain. Fenol merupakan turunan dari benzen (C 6H6) yang salah satu gugus atomnya kehilangan atom H yang di sebut fenil, dengan rumus C5H5. (www.wikipedia.com). www.wikipedia.com). Fenol merupakan bahan kimia yang digunakan sebagai desinfektan dan ditemukan di sejumlah produk konsumen. Walaupun fenol sebagai antiseptik yang baik tetapi fenol juga beracun. Fenol dapat dibuat melaui beberapa proses sintesis misalnya saja sulfonasi benzen dan produksi fenol melalui pemansan benzen sulfonat, klorinasi benzen dan hidrolisa alkilbenzen dari klorobenzen atau alkilasi benzen dengan cumene. (Ullmann’s, 2003)

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI-ITS SURABAYA

I-1

PENDAHULUAN


Fenol secara umum dihasilkan melalui sintesis minyak bumi yang membutuhkan biaya yang sangat mahal seperti harga minyak dunia tapi disini akan dibahas produksi fenol dengan menggunakan bahan baku ”Tandan Kosong Kelapa Sawit” dengan biaya yang tidak terlalu mahal. Tandan kosong kelapa sawit merupakan salah satu limbah yang dihasilkan dalam industri minyak sawit dengan jumlah kira – kira sama dengan jumlah produksi minyak sawit mentah.Tandan kosong kelapa sawit terdiri dari tiga komponen utama, yaitu lignin, selulosa dan hemiselulosa . (http://www.ibriec.org/menara_perkebunan/download.php?id ).Tandan kosong kelapa sawit masih mengandung polimer fenolik yang berfungsi sebagai perekat antar serat dalam tumbuhan dan memberi nilai kekuatan pada batang sehingga pohon yang tingginya lebih dari 10 meter dapat kokoh berdiri. (hidayat@unix,lib.itb.ac.id ).

Dengan rencana pendirian pabrik fenol ini maka diharapkan dapat mencapai beberapa tujuan yaitu : Memenuhi kebutuhan atau konsumsi dalam negeri. Menghasilkan produk yang berkualitas baik dengan kandungan fenol yang tinggi. Meningkatkan kemampuan teknologi dalam mengolah limbah padat pertanian khususnya tandan kosong kelapa sawit dan industri proses di dalam negeri. Indonesia adalah penghasil minyak kelapa sawit kedua dunia setelah Malaysia, namun proyeksi ke depan memperkirakan bahwa pada tahun 2009 Indonesia akan menempati posisi pertama. Di Indonesia penyebaran kelapa sawit di daerah Aceh, pantai timur Sumatra, Jawa, dan Sulawesi . Dengan semakin meningkatnya produksi minyak kelapa sawit maka produksi kelapa sawit juga akan semakin meningkat. Dengan demikian limbah padat (tandan kosong kelapa sawit ) yang dihasilkan juga akan semakin banyak. Pada tahun 2005 diperoleh data produksi tandan kosong kelapa sawit mencapai 438.392.248,5 kg. (BPS, • •

•

2005)

I-2


PENDAHULUAN


Konsumsi fenol akan semakin meningkat dengan bertambahnya industri di dunia, khusunya industri resin sintetik, bahan perekat, kosmetik, obat – obatan dan lain – lain. Pada tahun 2004 produksi fenol adalah 24.047.200 kg dan pada tahun 2005 dapat dilihat bahwa produksi fenol mencapai 50.139.872 kg sedangkan pada tabel dibawah didapatkan data ekspor pada tahun 2005 hanya 1.635.137 kg sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa kebutuhan fenol di dalam negeri sangatlah besar. (BPS, 2003 – 2007)

Sejak 2001, permintaan fenol telah berkembang rata – rata 5% per tahun. Perkiraan produksi global fenol terus tumbuh dengan rata – rata 4% per tahun pada periode 2008 – 2012. Namun, industri fenol menambah kapasitas. Di Cina, Kingboard mulai membuat 125.000 ton per tahun pada tahun 2008 dan kapasitas baru yang di rencanakan untuk 2009 dan 2010. Kapasitas baru ini akan mengakibatkan harga operasi yang lebih rendah. Pertumbuhan permintaan fenol di US diproyeksikan menjadi 2% per tahun sampai 2011. (ICIS Chemical Busines Magazine, 2009)

Nilai Impor fenol di Indonesia pada tahun 1993 yaitu sebesar 13.156 ton kemudian melonjak 327% menjadi 56.183 ton pada 1994, volume impor Indonesia phenol turun 65,4% menjadi 19.414 ton pada tahun 1995. Namun, selama lima tahun (19911995), seperti volume impor tumbuh pada tingkat tahunan ratarata 77,9%.Volume impor meningkat dengan pertumbuhan industripengguna .( fhttp:///indonesian-commercialnewsletter/74849711.html). Pada tahun 2006 impor fenol mengalami penurunan dikarenakan pada tahun tersebut banyak pabrik yang berbahan baku fenol yang gulung tikar, misalnya saja PT. INTAN WIJAYA INTERNASIONAL Tbk (BEJ, 2006). Berikut ini adalah data – data ekspor dan impor fenol dari tahun 2003 – 2007. Tabel 1.2.1 Data Ekspor fenol di Indonesia Tahun Satuan Jumlah 2003 Kg 552.870 2004 Kg 884.349


I-3

PENDAHULUAN


2005 2006 2007

Kg Kg Kg

1.635.137 720.263 1.466.594

(BPS, 2003 – 2007)

Tabel 1.2.2 Data Impor fenol di Indonesia Tahun Satuan Jumlah 2003 Kg 38.959.677 2004 Kg 24.775.101 2005 Kg 24.701.105 2006 Kg 6.758.581 2007 Kg 11.317.687 (BPS, 2003 – 2007)

Berdasakan data di atas dapat dilihat bahwa nilai ekspor sebagian besar mengalami kenaikan hal ini dikarenakan semakin banyak industri yang menggunakan bahan baku atau bahan penolong fenol. Pada tahun 2006 ekspor fenol turun dikarenakan pada tahun tersebut produksi fenol dalam negeri mengalami penurunan. Kementerian Perdagangan China mengatakan permintaan untuk fenol diperkirakan akan naik di China. Sehingga dapat disimpulkan bahwa hal ini merupakan kesempatan bagi pasar Indonesia untuk menambah pendapatan negara dengan cara mengekspor fenol ke cina . (harian Umum Pelita,2009). Diperkirakan kebutuhan fenol secara global akan terus bertambah dengan rata-rata 4% per tahun pada periode 2008-20012 . (ICIS Chemical Bussines Magazine, 2009) Perencanaan pabrik fenol dari tandan kosong kelapa sawit dengan proses pirolisis direncanakan akan didirikan pada tahun 2010 dengan kapasitas produksi sebesar 16.000 ton/tahun dengan kebutuhan nasional 64.000.000 kg/tahun. Pabrik direncanakan didirikan di daerah Sumatra Utara karena mendekati bahan baku yang diperlukan dan di daerah tersebut banyak terdapat industri yang menggunakan phenol sebagai bahan bakunya, contohnya PT. RAJA GARUDA MAS GLUE yang berada di Medan. (Vilbrandt, 1959)

I-4


PENDAHULUAN


1.2 Dasar Teori Kelapa sawit didatangkan ke Indonesia oleh pemerintah Hindia Belanda pada tahun 1848. Beberapa bijinya ditanam di Kebun Raya Bogor, sementara sisa benihnya ditanam di tepi-tepi jalan sebagai tanaman hias di Deli, Sumatera Utara pada tahun 1870-an. Pada saat yang bersamaan meningkatlah permintaan minyak nabati akibat Revolusi Industri pertengahan abad ke-19. Dari sini kemudian muncul ide membuat perkebunan kelapa sawit berdasarkan tumbuhan seleksi dari Bogor dan Deli, maka dikenallah jenis sawit "Deli Dura". Pada tahun 1911, kelapa sawit mulai diusahakan dan dibudidayakan secara komersial dengan perintisnya di Hindia Belanda adalah Adrien Hallet, seorang Belgia, yang lalu diikuti oleh K. Schadt. Perkebunan kelapa sawit pertama berlokasi di Pantai Timur Sumatera (Deli) dan Aceh. Luas areal perkebunan mencapai 5.123 ha. Pusat pemuliaan dan penangkaran kemudian didirikan di Marihat (terkenal sebagai AVROS), Sumatera Utara dan di Rantau Panjang, Kuala Selangor, Malaya pada 1911-1912. Di Malaya, perkebunan pertama dibuka pada tahun 1917 di Ladang Tenmaran, Kuala Selangor menggunakan benih dura Deli dari Rantau Panjang. Di Afrika Barat sendiri penanaman kelapa sawit besar-besaran baru dimulai tahun 1911 .(www.wikipedia.com) Hingga menjelang pendudukan Jepang, Hindia Belanda merupakan pemasok utama minyak sawit dunia. Semenjak pendudukan Jepang, produksi merosot hingga tinggal seperlima dari angka tahun 1940. Usaha peningkatan pada masa Republik dilakukan dengan program Bumil (buruh-militer) yang tidak berhasil meningkatkan hasil, dan pemasok utama kemudian diambil alih MalayaBaru semenjak era Orde Baru perluasan areal penanaman digalakkan, dipadukan dengan sistem PIR Perkebunan. Perluasan areal perkebunan kelapa sawit terus berlanjut akibat meningkatnya harga minyak bumi sehingga peran minyak nabati meningkat sebagai energi alternatif .(www.wikipedia.com)


I-5

PENDAHULUAN


Beberapa pohon kelapa sawit yang ditanam di Kebun Botani Bogor hingga sekarang masih hidup, dengan ketinggian 2 sekitar 1 m , dan merupakan kelapa sawit tertua di Asia Tenggara yang berasal dari Afrika.Kelapa sawit baru diusahakan sebagai tanaman komersial pada tahun 1912 dan ekspor minyak sawit pertama dilakukan pada tahun 1919 .(www.wikipedia.com) Kelapa sawit ( Elaeis) adalah tumbuhan industri penting penghasil minyak masak, minyak industri, maupun bahan bakar (biodiesel). Perkebunannya menghasilkan keuntungan besar sehingga banyak hutan dan perkebunan lama dikonversi menjadi perkebunan kelapa sawit. Indonesia adalah penghasil minyak kelapa sawit kedua dunia setelah Malaysia, namun proyeksi ke depan memperkirakan bahwa pada tahun 2009 Indonesia akan menempati posisi pertama. (www.wikipedia.com). Di Indonesia penyebarannya di daerah Aceh, pantai timur Sumatra, Jawa, dan Sulawesi. Sawit menjadi populer setelah Revolusi Industri pada akhir abad ke-19 yang menyebabkan permintaan minyak nabati untuk bahan pangan dan industri sabun menjadi tinggi. Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon. Tingginya dapat mencapai 24 meter. Bunga dan buahnya berupa tandan, bercabang banyak. Buahnya kecil, bila masak berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit buahnya mengandung minyak. Minyaknya itu digunakan sebagai bahan minyak goreng, sabun, dan lilin. (www.wikipedia.com). Ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak. Ampas yang disebut bungkil itu digunakan sebagai salah satu bahan pembuatan makanan ayam. Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang dan tandan kosong kelapa sawit umumnya hanya digunakan sebagai sumber nutrisi bagi tanaman kelapa sawit yang menggantikan peranan pupuk anorganik dapat dikategorikan sebagai fungsi secara kimia. (Kawser,MD and Farid, 2000)

Salah satu kemampuan tandan kosong kelapa sawit adalah menyerap dan menahan air, sehingga diharapkan dapat mempertahankan kelembaban lingkungan mikro di sekitarnya.

I-6


PENDAHULUAN


Terutama dengan memperhatikan penempatan tandan kosong yang tepat. (Kawser,MD and Farid, 2000) Tandan kosong kelapa sawit adalah salah satu produk sampingan berupa padatan dari industri pengolahan kelapa sawit. Ketersediaan tandan kosong kelapa sawit cukup signifikan bila ditinjau berdasarkan rata-rata jumlah produksi tandan kosong kelapa sawit terhadap total jumlah tandan buah segar yang diproses. Rata-rata produksi tandan kosong kelapa sawit adalah berkisar 22% hingga 24% dari total berat tandan buah segar yang diproses di pabrik kelapa sawit. (Darnoko, 2002)

Gambar 1.2.1 Tandan Koson Kelapa Sawit

Gambar 1.2.2 Aplikasi Tandan kosong Kelapa Sawit

Penggunaan tandan kosong kelapa sawit pada umumnya hanya digunakan sebagai kompos karena mampu mengurangi penggunaan pupuk kimia secara signifikan, terutama pupuk kalium. Unsur-unsur yang terkandung dalam kompos tandan kosong cukup lengkap. Di antaranya 1,5% N, 0,3% P, 2,00% K, 0,72% Ca, 0,4% Mg, 50% bahan organik, dan kadar air 4550%.(Majalah Trubus, Juni 13, 2008).


I-7

PENDAHULUAN


Tandan kosong kelapa sawit memiliki kandugan lignin sebesar 15,07 % karena sifat utama aromatik dan alifatik lignin maka lignin digunakan sebagai sumber untuk sejumlah bahan kimia yang sekarang berasal dari minyak bumi dan gas alam. (Fengel dan Wegener, 1995). Produk – produk yang berekonomis tinggi yang dapat dihasilkan diantaranya yaitu fenol dan turunanya seperti guaiacol, cathecal, eugenol dan lain sebagainya.yang juga memiliki kegunaan seperti fenol. (Kawser,MD and Farid, 2000)

Tandan kosong kelapa sawit juga dapat diolah menjadi menjadi beberapa produk lain seperti karbon aktif, asap cair dan briket. Tapi disini akan membahas tentang pengolahan tandan kosong kelapa sawit yang dapat menghasilkan fenol dengan proses pirolisis. Fenol merupakan bahan kimia penting yang aplikasinya banyak digunakan sebagai produk molding untuk peralatan rumah tangga, otomotif, bahan perekat untuk industri kayu, komponen suku cadang elektronik dan lain – lain. Pirolisis merupakan suatu proses dekomposisi kimia material organik dengan panas tanpa mengandung oksigen. Bila oksigen ada pada suatu reaktor pirolisis maka akan bereaksi dengan material sehingga membentuk abu (ash). Untuk menghilangkan oksigen, pada proses pirolisis biasanaya di bantu oleh aliran gas innert sebagai fungsi untuk mengikat oksigen dan mengeluarkan dari reaktor. (http://www.poweralternatives.com/) Proses pirolisis ini menghasilkan tiga fraksi yaitu fraksi padat yaitu arang tandan kosong kelapa sawit, fraksi berat yaitu ter dan fraksi ringan yaitu gas yang nantinya kita lewatkan pada kondensor (pendinginan) menjadi cair. Senyawa Fenolat merupakan penyusun terbanyak yang dihasilkan. ( file:///journal/item/6/ASAP_CAIR_LIQUID_SMOKE ). Pirolisis dapat berjalan dengan adanya jumlah pelarut (air) dan reaksi dapat berjalan cepat. Hasil yang didapatkan dari proses ini juga sangat bermacam – macam. (Sjostrom, 1995) Komponen hasil pirolisis lignin adalah fenol; ortho, meta dan para cresol; guaiacol; 4-methylguaiacol; 4-propylguaiacol;

I-8


PENDAHULUAN


pyrocatechol; trimethylphenols;4-(-2-propio)-vanillone; 4-(-1Propio)-vanillone; acetovanillone; 2,4,5-trimethylbenzaldehyde; 4-hydroxyacetophenone; Syringol; 4 methylsyringol dan lain – lain. (file:///journal/item/6/ASAP_CAIR_LIQUID_SMOKE) Fenol dapat diperoleh melalui proses pirolisis lignin pada suhu rendah dan hidrogenolisis. Pada gambar dibawah ini dapat dilihat produk – produk dari lignin .

Gambar 1.2.3 Produk kimia yang berasal dari lignin (Fengel dan Wegener, 1995).

1.3 Kegunaan Fenol memiliki beberapa manfaat diantaranya yaitu : 1. Sebagai antiseptik (karena fenol mempunyai sifat mengkoagulasi protein). Koefisiensi fenol (KF) : perbandingan konsentrasi fenol atau konsentrasi zat untuk mematikan suatu macam bakteri dalam waktu yang sama 2. Sebagai bahan baku dalam pembuatan obat – obatan misalnya asam salisilat, asam pikrat dan lain – lain. 3. Sebagai zat warna, fenol dapat digunakan sebagai pewarna buatan tapi dengan konsentrasi yang kecil. 4. Sebagai lem kayu, fenol mempunyai daya rekat yang kuat jika fenol telah direduksi menjadi resin, dan lain – lain.


I-9

PENDAHULUAN


1.4

Sifat Fisika dan Kimia Bahan baku utama yang digunakan yaitu tandan kosong kelapa sawit, dengan bahan pendukung air dan gas nitrogen. Sedangkan produk utama adalah fenol dengan produksamping beberapa turunan fenol. 1.4.1 Bahan baku utama Tandan Kosong Kelapa Sawit • Sifat Fisika : - Struktur fisik tandan kosong kelapa sawit adalah kumpulan jutaan serat organik - Diameter : 15 mm Sifat kimia : - Lignin : 15,07 % - Selulosa : 36,81 % - Hemiselulosa : 27,01 % - Abu : 6,04 % - Moisture Content : 42,65% (Teknologi Bioenergi)

1.4.2

Bahan baku pendukung Air • Sifat fisika: - Tidak berbau - Tidak berwarna - Tidak berasa - Sebagai pelarut - Berbentuk cair Sifat kimia - Titik beku - Titik didih - Berat molekul - Berat jenis

: 00C : 1000C : 18 gr/mol : 1 gr/ml

(www.wikipedia.com)

I-10


PABRIK PHENOL DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

PENDAHULUAN

DENGAN PROSES PIROLISIS

•

Nitrogen Sifat fisika: - Tidak berbau - Tidak berwarna - Tidak berasa - Berbentuk gas Sifat kimia - Titik beku : -2100C - Titik didih : -1960C - Berat molekul : 28 gr/mol - Berat jenis : 1,2506 gr/l

(MSDS, PT Aneka Gas Industri) •

Methanol Sifat fisika: - Bau seperti alkohol - Tidak berwarna - Sebagai pelarut - Berbentuk cair Sifat kimia - Titik beku - Titik didih - Berat molekul - Berat jenis

: -980C : 64,70C : 32,04 gr/mol : 7910 gr/l

(MSDS, Acros Organics NV)

1.4.3 Produk 1.4.3.1 Produk utama Fenol • Sifat fisika: - Mudah terbakar - Beracun - Korosif - Berbentuk cair Sifat kimia - Titik beku


0

: 42 C

I-11

PENDAHULUAN


-

Titik didih Berat molekul Berat jenis Kelarutan :

: 1820C : 94,11 gr/mol : 1,057 gr/ml Larut dalam bensol, air dingin, dan acetone. Mudah larut dalam methanol, diethyl eter. Sangat larut dalam alkohol, obat bius, gliserin, minyak bumi, karbon disulfide.

(MSDS, Student – friendly format)

1.4.3.2 Produk samping m-cresol • Sifat fisika: - Tidak berwarna - Berbau seperti phenol - Berbentuk cair Sifat kimia - Spesific gravity - Titik didih - Berat molekul - Densitas

: 1,034 0 : 202 C : 108,14 gr/mol : 0,00521 lb/ft3

( MSDS, Science Lab.com) •

p-cresol Sifat fisika: - Berbau seperti phenol - Berbentuk cair Sifat kimia - Titik beku - Spesific gravity - Titik didih - Berat molekul

0

: 34,8 C : 1,0178 : 201,9 0C : 108,13 gr/mol

(MSDS, p cresol number) •

o-cresol Sifat fisika:

I-12


PENDAHULUAN


- Tidak berwarna - Berbentuk cair Sifat kimia - Spesific gravity - Titik didih - Berat molekul - Flash point

: 1,04 : 2010C : 108,14 gr/mol O : 82 C

(MSDS, City University Hongkong)


I-13

PENDAHULUAN


Halaman ini sengaja dikosongkan

I-14


sifat fenol

Recommend Documents