Pemodelan Desain Proses Sintesis Bio Propilen Glikol dari Gliserol Sawit

Abstract

Kebutuhan propilen glikol di Indonesia kian meningkat karena banyak digunakan dalam berbagai industri khususnya industri personal care, kosmetik, dan farmasi. Propilen glikol komersial yang umum diproduksi hingga kini masih menggunakan bahan baku petrokimia yang tidak ramah lingkungan dan di Indonesia kebutuhan propilen glikol masih mengandalkan impor. Disisi lain, Indonesia merupakan salah satu produsen biodiesel terbesar di dunia sehingga dapat menghasilkan produk samping berupa gliserol. PT Ratu Bio Indonesia tergerak untuk melakukan riset dan pengembangan untuk memanfaatkan gliserol sebagai bahan baku untuk memproduksi propilen glikol berbasis bio. Perancangan desain proses dilakukan dengan pemodelan simulasi menggunakan software Aspen Hysys dengan basis bahan baku 10 kg. Hasil simulasi menunjukkan bahwa propilen glikol dapat disintesis dari gliserol dengan metode hidrogenolisis melalui acetol pathway dibantu oleh katalis Cu-ZnO/Al2O3 pada P=30 bar dan T=151,6oC. Rendemen crude bio propilen glikol yang dihasilkan sebesar 81,81% dengan kandungan komponen bio propilen glikol sebesar 70,05%. Hasil uji coba sintesis secara langsung masih belum optimal karena alat yang digunakan belum sesuai sehingga dilakukan perancangan perbaikan alat menggunakan sistem bubble column dengan penambahan komponen sparger, flow meter, dan thermocouple tipe K. Hasil validasi model menunjukkan persentase error kurang dari 5% sehingga model tersebut dinyatakan valid.

The demand for propylene glycol in Indonesia is increasing as it is widely used in various industries, particularly in personal care, cosmetics, and pharmaceuticals. Commercial propylene glycol is commonly produced using petrochemical raw materials, which are not environmentally friendly, and in Indonesia, the demand for propylene glycol still relies on imports. On the other hand, Indonesia is one of the largest biodiesel producers in the world, thus generating glycerol as a by-product. PT Ratu Bio Indonesia is motivated to conduct research and development to utilize glycerol as a raw material to produce bio-based propylene glycol. The process design was carried out through simulation modeling using Aspen Hysys software with a raw material basis of 10 kg. The simulation results show that propylene glycol can be synthesized from glycerol using the hydrogenolysis method via the acetol pathway with the aid of a Cu-ZnO/Al2O3 catalyst at P=30 bar and T=151.6°C. The yield of crude bio propylene glycol obtained was 81.81% with a bio propylene glycol component content of 70.05%. The results of the direct synthesis trials are still not optimal because the equipment used is not suitable. Therefore, an improvement of the equipment design was carried out using a bubble column system with the addition of components such as a sparger, flow meter, and K-type thermocouple. The model validation results showed an error percentage of less than 5%, making the model valid.