How Green Can You Go ?

Gliserol karbonat, potensi produk samping biodiesel

Posted in Kimia hijau, Kimia umum by mAthA inggin bixara on Juni 30, 2010

Produksi biodiesel dan masalahnya

Jika boleh beropini, sepanjang tahun 2000-an, dunia akademi dan penelitian di Indonesia mengalami gegap gempita euforia biodiesel. Memang biodiesel sangat menjanjikan sebagai bahan bakar pilihan disamping bahan bakar turunan minyak bumi. Biodiesel juga digadang-gadang sebagai bahan bakar yang lebih ramah lingkungan karena lebih rendah  buangan polutan CO, SOx, partikel halus, smog, bahkan polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) saat dibakar dibanding minyak diesel turunan minyak bumi [1]. Teknologi pembuatannya mudah dan murah, kaum ilmuwan dan industri Indonesia juga sudah siap, lahan tersedia, ragam bahan baku melimpah, so what else?! Bahkan kabar terbaru menyebutkan bahwa Jepang sudah bersiap membangun pabrik biodiesel di Indonesia [2] yang artinya aplikasi biodiesel di wilayah Indonesia sudah mendekati fasa industrialisasi dan komersialisasi.

Skema produksi biodiesel dari minyak nabati (trigliserida) melalui proses transesterifikasi dengan metanol menghasilkan gliserol dan biodiesel (metil ester)

Produksi biodiesel yang kita kenal saat ini masih mengunakan rute konvensional yaitu transesterifikasi minyak nabati dengan pereaksi methanol.  Sintesa fatty acid methyl ester (FAME) atau metil ester asam lemak yang dikenal awam sebagai biodiesel senantiasa menghasilkan senyawa sampingan yaitu gliserol. untuk setiap 3 mol FAME, bakal turut terbentuk juga 1 mol gliserol. Perhitungan kasarnya bisa demikian, 100 kg gliserol akan terbentuk untuk setiap produksi 1000 kg biodiesel. Wooww, banyak bukan?

gliserol ini bukannya tidak berguna! Banyak industri menggunakannya sebagai zat tambahan (aditif) dalam produk-produk rumah tangga dan kecantikan semacam sabun, shampo, kosmetik, atau bahkan sebagai bahan baku pembuatan bahan peledak. Tapi tetap saja kebutuhan gliserol di dunia terbatas dan ada kemungkinan bakal terjadi kelebihan produksi gliserol di seluruh dunia. Gliserol bisa digolongkan sebagai senyawa tidak berbahaya bagi alam dan manusia tapi jika jumlahnya sudah melampaui ambang kebutuhan, tentu saja bisa menjadi masalah. Oleh karena itu, para ilmuwan dan industriawan bergiat mencari cara untuk mengubah dan meningkatkan nilai ekonomi dari sekedar gliserol menjadi senyawa lain yang lebih berguna.

Ada apa dengan gliserol karbonat? [3]

Struktur molekul gliserol karbonat

Untuk menaikkan status ekonomi dan fungsi gliserol sekaligus mengurangi kelebihan produksi, konversi menjadi akrolein, propilen glikol, 1,3-propanediol, asam gliserik, maupun gliserol karbonat adalah sekian cara yang telah dikembangkan. Khususnya gliserol karbonat (hydroxymethyl dioxolanone), senyawa turunan gliserol ini paling menarik perhatian karena memiliki kegunaan yang cukup beragam mulai dari elastomer, surfaktan, perekat, tinta, cat, pelumas, and elektrolit.  Senyawa ini juga merupakan zat antara (intermediet) penting dari polikarbonat, poliester, poliuretan, dan poliamide.

Sampai saat ini gliserol karbonat dibuat melalui reaksi gliserol dengan fosgen. Fosgen sebagaimana dibahas dalam tulisan lain pada blog ini [4], merupakan zat yang sangat beracun dan korosif sehingga proses tadi sangat jauh dari konsep kimia hijau. Oleh karena itu dipikirkan cara yang lebih hijau yaitu reaksi transesterifikasi gliserol dengan dialkil karbonat atau etilen karbonat menggunakan katalis basa, misalnya NaOH atau Na2CO3. Penelitian terkini banyak memusatkan perhatian pada optimasi sistem katalis yang semula berupa katalis basa homogen (larut bersama pereaksi) beralih menjadi katalis basa heterogen (tidak larut) dengan alasan kenyamanan proses pemisahan dan pendaurulangan.

Sintesa gliserol karbonat dari transesterfkasi gliserol dan dimetil karbonat

Upaya untuk mengembangkan proses yang lebih hijau juga dilakukan misalnya pada sintesa gliserol karbonat mulai dengan bahan baku gliserol, dan gas CO2 dikatalisis kompleks timah [5]. Rute satu tahap ini (bandingkan dengan transesterfikasi yang melibatkan proses penyiapan dialkil karbonat terlebih dahulu) walau tampak sangat menjanjikan tapi masih memerlukan penelitian lanjutan untuk mendapatkan katalis yang awet dan kondisi reaksi terbaik. Jika suatu saat nanti didirikan industri yang memproduksi biodiesel di Indonesia melalui jalur konvensional (FAME), tentu saja membuka peluang untuk juga mendirikan pabrik pengolahan gliserol yang terintegrasi.

Transesterifikasi gliserol dan dimetil karbonat menggunakan katalis heterogen Mg-Al hidrotalsit (3)

Salam hijau !

Pustaka utama

[1] Artikel pada http://www.biodiesel.org

[2] Biodiesel di tambang, artikel Kompas edisi cetak 6 November 2009.

[3] A. Takagaki, K. Iwatani, S. Nishimura, K. Ebitani, Synthesis of glycerol carbonate from glycerol and dialkyl carbonates using hydrotalcite as a reusable heterogeneous base catalyst, Green Chem. 2010, 12, 578-581.

[4] Menalar konsep kimia hijau. Sebuah contoh terapan

[5] M. Aresta, A. Dibenedetto, F. Nocito and C. Pastore, A study on the carboxylation of glycerol to glycerol carbonate with carbon dioxide: The role of the catalyst, solvent and reaction conditions, J. Mol. Catal. A: Chem. 2006, 257, 149-153.

Share on Facebook Share on Facebook

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: