PRA RANCANGAN PABRIK ALFA-TERPINEOL DARI TERPENTIN DAN AIR 1. Pendahuluan
Alfa-terpineol (α-terpineol) merupakan senyawa turunan fragrance yang digunakan dalam kosmetika dekoratif, shampo, sabun, pembersih alat-alat rumah tangga dan deterjen (Santos dan Morgado; 2005 dan Bhatia, et al.; 2008). Bahan kimia ini juga merupakan produk yang secara luas digunakan dalam industri farmasi sebagai anti serangga, anti jamur dan desinkfektan dan lain-lain (Aguirre, et al.;
2005). -terpineol juga memiliki aktivitas antimikroba sehingga dapat digunakan untuk menyembuhkan luka dan gigitan serangga (Avila, et al.; 2010).
Gambar 1. Struktur senyawa alpha-terpineol
Kebutuhan α-terpineol di Indonesia sendiri cukup banyak, hal tersebut bisa dilihat dari jumlah ekspor α-terpineol di Indonesia yang mengalami peningkatan. Hal tersebut berarti bahwa kebutuhan dalam negeri tidak sebanding dengan jumlah produksi dalam negeri.
Tabel 1. Data Impor alpha-terpineol di Indonesia
Tahun Jumlah (Ton)
2018 5.794,809
2019 5.410,717
2020 5.362,812
2021 6.717,679
2022 7.295,840
Sumber : BPS tahun 2018-2022 2. Proses-proses pembuatan alpha-terpineol
a. Hidrasi langsung α-pinene dengan menggunakan katalis chloroacetic acid
Minyak terpentin dan air merupakan dua senyawa yang tidak bisa bercampur dengan baik, sehingga reaksi hidrasi melibatkan dua proses yang terjadi secara seri yaitu perpindahan massa dan reaksi kimia. Menurut Utamu dkk, 2011 proses reaksi hidrasi α-pinene menjadi alfaterpineol pada suhu 80oC, konsentrasi katalisator asam kloroasetat 6 M, perbandingan mol katalisator asam kloroasetat dan air terhadap α-pinene 2,4/1, kecepatan pengadukan 546 rpm, dan waktu reaksi selama 240 menit atau 4 jam sehingga akan didapatkan konversi hidrasi α-pinene tersebut 54,13% serta tanpa produk samping dari proses hidrasi tersebut. Jenis reaksi yang digunakan dalam proses ini adalah reaksi heterogen karena melibatkan transfermassa molekul air dari fasa air menuju lapisan turpentin oil (Utami dkk, 2011).
Aguirre pada jurnalnya tahun 2005 melakukan penelitian hidrasi α-pinene dengan berbagai macam katalis asam untuk dibandingkan. Katalis yang dipakai adalah asam klorida, asam asetat, asam oksalat dan asam kloroasetat. Hidrasi dengan katalis asam kloroasetat diperoleh konversi 99% dengan selektivitas sekitar 69% atau konversi 10% dengan selektivitas 95,5% pada kondisi suhu reaksi 70oC, waktu reaksi 4 jam, dan konsentrasi katalis 6,4 mol/L (Aguirre, 2015).
Gambar 2. Reaksi alpha-pinene dan air menjadi alpha-terpineol b. Hidrasi langsung α-pinene dengan menggunakan katalis oxalic acid
Konversi tertinggi yang dapat dicapai pada pembentukan α-terpineol menggunakan katalis asam oksalat dengan selektivitas terhadap alfa-terpineol 60%, nilai tersebut diperoleh dalam waktu reaksi selama satu jam. Kelarutan asam oksalat yang rendah mempengaruhi konversi karena kekurangan ketersediaan
proton di fase organik, dan reaksi hidrasi dilakukan terutama pada fase interfase air atau pinene.
Produk dengan yang lebih tinggi hasil menggunakan asam oksalat sebagai katalis tidak teroksigenasi senyawa seperti limonene, terpinolene dan carene. Itu pembentukan senyawa ini mendukung hal tersebut di atas, dan asam oksalat tidak meningkatkan interaksi air atau pinene, jadi proton pada fase organik meningkat terutama isomerisasi penataan ulang pinene, seperti pada proses isomerisasi pinene untuk menghasilkan camphene. Asam oksalat sedikit larut dalam pinene, konversi dan selektivitasnya lebih rendah dari pada yang diamati untuk katalis asam kloroasetat (Aguirre, 2005).
c. Reaksi α-pinene dengan pelarut etanol menggunakan katalis asam sulfat
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Daryono pada tahun 2015, reaksi yang digunakan adalah reaksi langsung dari α-pinene membentuk α- terpineol dengan penambahan katalis asam sulfat dan pelarut etanol. Produk utama adalah α-terpineol dengan produk samping dietil eter. Reaksi pembentukan α-terpineol dari α-pinene dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 3. Reaksi Pembentukan alpha terpineol dari alpha pinene
Hasil terbaik pada sintesis α-pinene menjadi α-terpineol didapatkan kadar kandungan α-terpineol sebesar 57,05% pada suhu 70ºC. Yield yang dihasilkan dari reaksi tersebut sebesar 67,79% (Daryono, 2015).
3. Analisis Ekonomi
Tabel 2. Harga Bahan Baku dan Produk
Komponen Mr (kg/kmol) Harga (USD/Kg)
C10H18O 154,3 48,00
H2O 18 -
C10H16 136,112 17,07
C2H5OH 46,04 6,79
C2H5OC2H5 46,08 35,00
H2SO4 98,08 2,37
C2H2O4 126,07 3,75
Sumber : Alibaba
Untuk menghitung potensial ekonomi dari setiap proses, maka menggunakan rumus sebagai berikut :
PE=
(
B Mprodukx harga produk)
−(
B Mreaktanx harga reaktan)
Proses 1 :
PE = (154,3 kg/kmol x USD 48,00 / kg) – (126,07 kg/kmol x USD 3,75 /kg) - (136,112 kg/kmol x USD 17,07/kg)
= USD 4610,2056 Proses 2 :
PE = (154,3 kg/kmol x USD 48,00 / kg) + (46,08 kg/kmol x USD 35,00/kg) – (98,08 kg/kmol x USD 2,37/kg) - (136,112 kg/kmol x USD 17,07/kg) – (46,04 kg/kmol x USD 35,00/kg)
= USD 4851,9185
