Prarancangan Pabrik Sodium Lignosulfonat dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Kapasitas 20.000 Ton/Tahun

Luthfia Hapsari, Dr. Joko Wintoko, S.T., M.Sc.

2023 | Skripsi | TEKNIK KIMIA

Sodium Lignosulfonat atau SLS(C₂₀H₂₄Na₂O₁₀S₂) senyawa turunan lignin yang dapat berfungsi sebagai surfaktan. Senyawa ini memiliki banyak manfaat dalam industri tekstil, metalurgi, minyak dan gas, pestisida, dan lain sebagainya. Kemampuannya sebagai surfaktan dapat menurunkan tegangan muka cairan sehingga dapat melarutkan cairan yang tidak dapat larut seperti air dan minyak. Sodium Lignosulfonat dapat diperoleh dengan mereaksikan lignin dan natrium bisulfit (NaHSO₃). Lignin dapat diperoleh dari isolasi senyawa lignin dari tandan kosong kelapa sawit melalu reaksi delignifikasi yang berlangsung secara isotermal di suhu 170^oC dan tekanan 11 atm. Lignin yang berhasil dilepaskan dari badan tandan kosong kelapa sawit kemudian akan disulfonasikan menggunakan natrium bisulfit pada suhu 97^oC dan tekanan 1 atm untuk memasukkan gugus sulfonat ke dalam lignin sehingga mengubah sifatnya dari kurang polar menjadi polar. Reaksi delignifikasi memiliki yield reaksi yang kecil yaitu hanya 14,1%, sedangkan untuk reaksi sulfonasi memiliki nilai konversi reaksi sebesar 63,78%.

Pabrik SLS dirancang dengan kapasitas 20.000 ton/tahun yang beroperasi selama 24 jam perhari dalam 330 hari pertahun. Digunakan bahan baku berupa tandan kosong kelapa sawit sebanyak 143.484,83 ton/tahun. Pabrik direncanakan untuk dibangun di Kawasan Industri Tenayan Raya, Kota Pekanbaru, Provinsi Riau dengan luas 64.355 m² dan jumlah karyawan sebanyak 214 karyawan. Unit utilitas yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik adalah dengan jumlah air sebanyak 219.174,39 kg/jam, steam sebesar 98.482,55 kg/jam, udara kering 56.332,84 kg/jam, dan listrik sebesar 15,2512 MW.

Pabrik SLS didirikan dengan fixed capital sebesar US$ 146.275.141,39 dan dijalanankan dengan working capital sebesar US$264.533.977,97. Produk dijual dengan harga pasar yaitu US$ 450/ton sehingga menghasilkan penjualan mencapai US$9.655.775,826/tahun, sedangkan harga bahan baku mencapai US$634.387.173,45/tahun. Hasil perhitungan menunjukkan pabrik ini dinilai tidak layak untuk dikaji lebih lanjut karena memiliki nilai sales yang lebih rendah daripada raw material-nya.

Sodium Lignosulfonate or SLS (C₂₀H₂₄Na₂O₁₀S₂) is a lignin derivative compound that functions as a surfactant. This compound has many benefits in the textile, metallurgy, oil and gas, pesticide, and other industries. It is a brown powder that is soluble in water. Its surfactant properties allow it to reduce the surface tension of liquids, enabling the dissolution of immiscible substances such as water and oil. Sodium Lignosulfonate can be obtained by reacting lignin with sodium bisulfite (NaHSO₃). Lignin can be isolated from empty oil palm fruit bunches through a delignification reaction that occurs isothermally at 170°C and 11 atm pressure. The released lignin from the oil palm fruit bunches is then sulfonated using sodium bisulfite at 97°C and 1 atm pressure to introduce sulfonate groups into the lignin, thereby changing its properties from less polar to polar. The delignification reaction has a low reaction yield of only 14.1%, while the sulfonation reaction has a conversion value of 63.78%.

The SLS plant is designed with a capacity of 20,000 tons/year, operating 24 hours a day for 330 days per year. It uses 143,484.83 tons/year of oil palm empty fruit bunches as raw material. The plant is planned to be located in the Tenayan Raya Industrial Zone, Pekanbaru City, Riau Province, with an area of 64.355 m² and a workforce of 214 employees. The utility units required to operate the plant including 219,174.39 kg/hour of water, 98,482.55 kg/hour of steam, 56332.84 kg/hour of dry air, and 15.2512 MW of electricity.

The SLS plant is established with a fixed capital of US$ 123,898,072.32 and operated with a working capital of US$264,533,977.97. The product is sold at the market price of US$ 450/ton resulting in sales about US$9,655,775.826/year, while the raw material can cost up to US$634,387,173.45/year. The calculation results indicate that this plant is deemed not feasible for further study as it has lower sales value compared to its raw material.

Kata Kunci : sodium lignosulfonat, delignifikasi, sulfonasi, TKKS, SLS