Anna's Life as a Mom & Chemical Engineer

BAB I
PENDAHULUAN


1.1 Latar Belakang
Metanol sebagai alternatif bahan bakar masih untuk saat ini masih kurang mendapat perhatian daripada bahan bakar etanol. Penggunaan metanol terbanyak adalah sebagai bahan pembuat bahan kimia lainnya. Sekitar 40% metanol diubah menjadi formaldehyde, dan dari sana menjadi berbagai macam produk seperti plastik, plywood, cat, peledak, dan tekstil. Dalam beberapa pabrik pengolahan air limbah, sejumlah kecil metanol digunakan ke air limbah sebagai bahan makanan karbon untuk denitrifikasi bakteri, yang mengubah nitrat menjadi nitrogen.
Skala industri produksi methanol bisa dihasilkan dengan menggunakan gas alam (metana) sebagai bahan baku. Saat ini, gas sintesis umumnya dihasilkan dari metana yang merupakan komponen dari gas alam. Metanol pada umumnya bisa diproduksi dengan proses pirolisis dari dari bahan berbasis selulosa misal kayu, jerami, alang-alang yang dikenal sebagai biomas. Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, di mana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Sedangkan biomass adalah material yang berasal dari tumbuhan maupun hewan termasuk manusia. Namun biomass dalam sudut pandang industri juga berarti material biologis yang bisa diubah menjadi sumber energi atau material industri.

1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan Penulisan Makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui metanol sebagai bahan bakar
2. Pembuatan metanol dengan proses pirolisis dan kegunaannya
3. Keuntungan dan kelemahan metanol.

1.3 Perumusan Masalah
Dengan latar belakang di atas, maka disusunlah perumusan masalah untuk dibahas yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana produksi metanol dari bahan baku biomas?
2. Bagaimana perbandingan kandungan energi metanol yang terdapat pada bahan bakar lainnya?
3. Berapakah konsentrasi metanol yang dapat diblending dengan BBM?
4. Mengapa metanol konsentrasi rendah memiliki banyak kendala dibandingkan dengan BBM yang ada?
5. Jelaskanlah bahan adidtif apa saja yang bisa menghasilkan campuran metanol di atas 20%?
6. Berapa kemungkinan jarak yang bisa ditempuh dalam Km/liter?
7. Sebutkan keuntungan dan kerugian penggunaan metanol sebagai bahan bakar!

1.4 Metode Penulisan
Makalah ini disusun berdasarkan hasil studi literatur yang mengacu pada permasalahan yang telah ditentukan.












BAB II
HASIL DAN PEMBAHASAN


Metanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Kata methyl pada tahun 1840 diambil dari methylene, dan kemudian digunakan untuk mendeskripsikan "metil alkohol". Nama ini kemudian disingkat menjadi "metanol" tahun 1892 oleh International Conference on Chemical Nomenclature. Suffiks [-yl] (indonesia {il}) yang digunakan dalam kimia organik untuk membentuk nama radikal-radikal, diambil dari kata "methyl". Pada "keadaan atmosfer" ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Ia digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri.
Sedangkan etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berawarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua.
Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan berbagai macam campuran, termasuk di dalamnya metanol, yang mereka peroleh dari pirolisis kayu. Methanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, yang menamakannya spirit of box, karena ia menghasilkannya melalui distilasi kotak kayu. Nama itu kemudian lebih dikenal sebagai pyroxylic spirit (spiritus). Pada tahun 1834, ahli kimia Perancis Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot menentukan komposisi kimianya. Mereka juga memperkenalkan nama methylene untuk kimia organik, yang diambil dari bahasa Yunani methy = "anggur") + hŷlē = kayu (bagian dari pohon). Kata itu semula dimaksudkan untuk menyatakan "alkohol dari (bahan) kayu", tetapi mereka melakukan kesalahan.
Pada tahun 1923, ahli kimia Jerman, Matthias Pier, yang bekerja untuk BASF mengembangkan cara mengubah gas sintesis (syngas/campuran dari karbon dioksida and hidrogen) menjadi metanol. Proses ini menggunakan katalis zinc chromate (seng kromat), dan memerlukan kondisi ekstrim —tekanan sekitar 30–100 MPa (300–1000 atm), dan temperatur sekitar 400 °C. Produksi metanol modern telah lebih effisien dengan menggunakan katalis tembaga yang mampu beroperasi pada tekanan relatif lebih rendah.

2.1 Produksi Metanol dari bahan baku biomas
Biomas sebagai material organik atau biologis karena sebagian besar komposisinya mengandung atom karbon, hidrogen, oksigen maupun nitrogen dan dihasilkan oleh proses biologis, misalnya hasil pertanian, perkebunan, sampah organik, limbah cair pembuatan tahu, limbah padat dan cair penggilingan tebu, feses hewan ternak dan sebagainya. Pada prinsipnya biomas sudah mengandung energi potensial yang dapat diubah menjadi berbagai macam energi lain, misalnya energi panas. Hasil proses pembakaran biomas dapat dimanfaatkan untuk memanaskan air yang kemudian menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin pembangkit tenaga listrik. Membakar biomass bukan salah satu cara terbaik menghasilkan energi panas karena dampak langsung yang dihasilkan dari pembakaran biomass tidak baik untuk lingkungan dan efisiensi energi yang dihasilkan tidaklah demikian besar akibat dari pembakaran tidak sempurna. Maka perlu dipikirkan cara untuk mendapatkan sumber energi yang efisien dengan cara mengolah biomas.
Gas methan atau biogas merupakan gas yang dihasilkan dari proses pembusukan material organik, methanol maupun ethanol dapat dihasilkan dari proses fermentasi produk pertanian yang memiliki kandungan karbohidrat tinggi, misalnya jagung dan kentang. Sementara itu minyak yang dihasilkan dari segala macam bijian-bijian yang dapat dimakan, minyak kelapa maupun minyak tanaman jarak, tanaman sorgum, bahkan minyak jelantah dapat diubah menjadi bahan bakar mesin diesel dan disebut sebagai biodiesel.
Biomas tidak melulu digunakan sebagai material penghasil energi, namun dia juga dimanfaatkan untuk menghasilkan bahan baku antara (intermediate) yang nantinya diubah menjadi material industri. Kita mengenal plastik merupakan hasil proses polimerisasi senyawa hidrokarbon dari minyak dan gas bumi. Gas methan, methanol dan ethanol yang dihasilkan dari biomass juga dapat diubah menjadi plastik melalui berbagai macam proses kimiawi (polimerisasi). Surfaktan untuk deterjen atau pelumas bisa dihasilkan dari minyak kelapa. Chitosan yang diekstrak dari limbah perikanan bisa diubah menjadi polimer yang dapat dimakan (edible polymer) atau bahkan sebagai polimer untuk proses industri, misalnya polimer membran untuk memisahkan berbagai macam gas. Biomass yang juga merupakan sumber bahan pangan pokok (feedstock), misalnya tepung jagung, bisa diubah menjadi material bernilai tambah (added value material) menjadi senyawa aditif dalam teknologi pangan, misalnya sorbitol (salah satu jenis gula diet). Lebih jauh lagi, limbah padat misalnya tandan kelapa sawit, ampas penggilingan tebu, atau serat enceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan bangunan (multipleks, panel, atau komposit serat-plastik). Sampah pangan dan produk pertanian bisa langsung dimanfaatkan sebagai material pembuatan kompos untuk pertanian organik, sebuah cara bercocok tani yang tidak menggunakan zat penyubur dan pembasmi hama sintetis.
Dari segala macam contoh sederhana di atas dengan sudut pandang pengembangan teknologi berwawasan ramah lingkungan, yang paling menarik dan menggugah minat industri besar adalah mengubah biomass menjadi material sumber energi dan senyawa kimia antara. Sedangkan mengubah biomass menjadi aditif bahan pangan, material pendukung pertanian atau material rumah tangga tampaknya lebih sesuai bagi kalangan industri kecil dan menengah.
Teknologi BTL (Biomass To Liquid) pada dasarnya terdiri atas dua proses, proses pencairan tidak langsung dimulai dengan reaksi reformasi/gasifikasi bahan baku menjadi gas sintesis (campuran gas hidrogen dan karbon monoksida), diikuti dengan sintesis Fischer-Tropsch (F-T) dari gas sintesis menghasilkan minyak sintesis (syncrude), dan upgrading minyak sintesis menjadi bahan bakar sintesis seperti diesel (solar) sintesis yang dikenal sebagai F-T diesel, liquefied petroleum gas (LPG), kerosin dan naftalen. F-T liquid memiliki keunggulan, yaitu hampir bebas dari kandungan sulfur (< 5 ppm), rendah kandungan aromatik (< 1 persen), biodegradable, tidak beracun, dapat digunakan tanpa modifikasi infrastruktur, dan memiliki emisi polutan yang rendah. Gambar di bawah ini menampilkan diagram alir sederhana teknologi BTL.

Gambar 1. Diagram alir proses konversi biomassa menjadi bahan bakar cair.
Dari diagram alir di atas, terlihat bahwa teknologi BTL ini dimulai dengan melakukan perlakuan awal terhadap biomassa yang digunakan sebagai umpan. Perlakuan awal ini mencakup pengecilan ukuran dan pengeringan yang dilakukan dalam sebuah rotary dryer. Panas yang diperlukan pada proses pengeringan ini diperoleh dari panas sensibel gas buang.
Bagian proses selanjutnya adalah proses gasifikasi biomassa. Gasifikasi biomassa adalah proses bertemperatur tinggi (600-1000°C) untuk mendekomposisi hidrokarbon dalam biomassa menjadi molekul-molekul gas yang terutama terdiri dari hidrogen, karbon monoksida, dan karbon dioksida. Pada banyak kasus, proses gasifikasi juga menghasilkan arang, tar, serta metanol, air, dan berbagai molekul dan senyawa lainnya. Konversi biomassa menjadi gas sintesis secara umum melibatkan dua proses. Proses pertama adalah pirolisis. Pirolisis melepaskan gas-gas terbang yang terkandung dalam biomassa pada temperatur di bawah 600°C melalui serangkaian reaksi yang kompleks. Proses berikutnya adalah konversi arang.
Banyak metode gasifikasi yang tersedia untuk memproduksi gas sintesis. Metode-metode ini akan menghasilkan komposisi gas sintesis yang beraneka-ragam yang mana variasi perbandingan CO dengan H2 dapat tercapai. Gas sintesis yang diproduksi oleh metode yang berbeda akan mengandung pengotor yang berbeda-beda. Pengotor ini selanjutnya akan mempengaruhi proses yang akan berlangsung dalam reaktor Fischer-Tropsch berkaitan dengan racun katalis sehingga diperlukan pencucian gas sintesis. Salah satu metode gasifikasi berskala komersial telah dikembangkan oleh CHOREN.
Gas sintesis yang dihasilkan dari proses gasifikasi mengandung kontaminan yang berbeda-beda seperti partikulat, tar, alkali, H2S, HCl, NH3, dan HCN. Kontaminan ini akan menurunkan aktivitas pada sintesis Fischer-Tropsch karena akan meracuni katalis. Sulfur adalah racun yang tidak dapat dihilangkan dari katalis yang mengandung kobalt dan besi karena sulfur akan melekat pada sisi aktif katalis. Selain sulfur, tar yang dihasilkan pada proses gasifikasi dapat menimbulkan kerak pada peralatan dan memasuki pori pada penyaring ketika terkondensasi. Untuk menghindari terjadinya hal-hal tersebut, tar harus berada di bawah titik embunnya pada tekanan operasi sintesis Fischer-Tropsch. Oleh karena itu, tar sebaiknya direngkah menjadi hidrokarbon dengan rantai yang lebih pendek.
Setelah mengalami gasifikasi, gas sintesis akan diproses dalam reaktor sintesis Fischer-Tropsch. Pada umumnya, katalis yang digunakan dalam proses ini adalah besi atau kobalt dengan silika sebagai support. Namun, kualitas gas sintesis hasil gasifikasi biomassa belum memenuhi persyaratan dilangsungkannya sintesis Fischer-Tropsch, karena itu perlu dilakukan pengkondisian terlebih dahulu. Gas sintesa hasil gasifikasi memiliki rasio H2/CO sekitar 0.6-0.8, sedangkan sintesis Fischer-Tropsch membutuhkan rasio tersebut sekitar 2. Karenanya, gas sintesa akan mengalami shift reaction untuk menambahkan H2 hingga memenuhi persyaratan berlangsungnya sintesis Fischer-Tropsch. Shift reaction berlangsung dengan mekanisme sebagai berikut:
CO + H2O -> CO2 + H2
Namun, penerapan teknologi ini membutuhkan biaya investasi yang sangat besar dengan pay back period sekitar 15-20 tahun. Perhitungan dilakukan berkaitan dengan feasibilitasnya untuk diterapkan di Indonesia, karenanya beberapa asumsi perhitungan juga disesuaikan dengan kondisi di Indonesia seperti bahan baku yang digunakan adalah tandan kosong sawit (TKS) dengan harga Rp 500,-/kg dan harga bahan bakar BTL ini sama dengan harga BBM di Indonesia tanpa subsidi (berarti sekitar Rp10.000 untuk bensin dan Rp8.000 untuk solar). Perhitungan dilakukan tanpa mempertimbangkan nilai suku bunga yang berlaku, karena pabrik tidak mengalami keuntungan jika suku bunga diterapkan.

2.2 Kandungan Metanol (RON) pada bahan bakar
Rata-rata Range oktan (RON) pada bensin dari 20 kota adalah 89,4, adapun range dari angka oktan tersebut adalah minimum 87,90 dan maksimum 91,70. Dapat dikatakan bahwa RON pada bensin jenis premium di Indonesia telah cukup baik. Berdasarkan hasil pemantauan, angka oktana cukup baik (di dasarkan pada spesifikasi yang dikeluarkan oleh Dirjen Migas) terkecuali ada 1 contoh uji yang diambil dari salah satu SPBU di kota Semarang yang menunjukkan bilangan oktan tidak mencapai 88 tetapi hanya 87,90.
Untuk jenis solar, rata-rata kandungan belerang adalah 1.561 ppm dnegan range minimum 700 ppm sampai dengan maksimum 3.300 ppm. Ada beberapa kota yang mengalami kenaikan rata-rata belerang dalam bensin yaitu Jakarta, Batam, Palembang dan Yogyakarta, dan juga terjadi penurunan kadar belerang dalam solar yang cukup signifikan yaitu Bandung, Surabaya dan Makasar.

2.3 Campuran metanol

Kendala metanol dangan konsentrasi 15% ini adalah merupakan campuran yang akan memisah dalam waktu beberapa menit dikarenakan campuran yang kandungan metanol yang sedikit ini terdapat perbedaan berat jenis dengan campurannya. Paling tidak di sini metanol bersifat sebagai pelarut bersifat polar, namun dalam jumlah yang sedilit pada pelarutnya, hingga terjadi penggumpalan yang menyebabkan campurannya tidak homogen. Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan pelarut di dalam larutan.

2.4 Kendala metanol sebagai bahan bakar

Metanol sebagai bahan bakar ini bersifat bahan bakar tinggi ini bila dalam konsentrasi sebesar 15% dapat mengalami kendala yang salah satunya diakibatkan oleh campuran akan memisah dalam waktu beberapa menit saja. Hal ini dikarenakan oleh perbedaan konsentrasi.. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut.


2.5 Bahan aditif pada metanol
Bahan additif adalah bahan yang dicamurkan pada senyawa tertentu untuk membantu proses untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Tidak dapat dimungkiri, kebutuhan aditif sebagai pendongkrak angka oktan yang dapat mempercepat laju kendaraan bermotor memang ada. Metanol, umumnya, digunakan sebagai bahan additif yang baku untuk berbagai macam produk petrokimia, sintesis kimia (misal: formaldehid, asam asetat, metil amina) dan bahan bakar mesin bakar internal pada kendaraan bermotor yang sudah dikenal sejak sekitar tahun 1960-an. Sekarang metanol akan mulai diterapkan sebagai bahan bakar kendaraan fuel cell. Secara ekonomi metanol mempunyai dampak yang cukup berarti terhadap perkembangan dunia karena dapat menyumbangkan pendapatan 12 milyar USD per tahun dan dapat menciptakan lebih dari 100.000 lapangan kerja.

2.6 Jarak yang dapat ditempuh
Dalam penggunaan bahan baku metanol ini, kita tidak bisa memprediksikan seberapa banyak jarak yang ditempuh dalam suatu mesin, karena terdapat kapasitas tertentu dari suatu mesin kendaraan bermotor tersebut bila belum ada praktiknya, namun menurut saya metanol bisa/layak dijadikan bahan bakar masa depan kerena memliliki angka oktan yang lebih tinggi dibanding bensin taraf premium.

2.7 Penggunaan metanol (manfaat dan kelemahan)
Metanol digunakan secara terbatas dalam mesin pembakaran dalam, dikarenakan methanol tidak mudah terbakar dibandingkan dengan bensin. Metanol campuran merupakan bahan bakar dalam model radio kontrol. Salah satu kelemahan metanol sebagai bahan bakar adalah sifat korosi terhadap beberapa logam, termasuk aluminium. Metanol, merupakan asam lemah, menyerang lapisan oksida yang biasanya melindungi aluminium dari korosi:
6 CH3OH + Al2O3 → 2 Al(OCH3)3 + 3 H2O
Ketika diproduksi dari kayu atau bahan oganik lainnya, metanol organik tersebut merupakan bahan bakar terbarui yang dapat menggantikan hidrokarbon. Namun mobil modern pun masih tidak bisa menggunakan BA100 (100% bioalkohol) sebagai bahan bakar tanpa modifikasi. Metanol juga digunakan sebagai solven dan sebagai antifreeze, dan fluida pencuci kaca depan mobil.
Api dari metanol biasanya tidak berwarna. Oleh karena itu, kita harus berhati-hati bila berada dekat metanol yang terbakar untuk mencegah cedera akibat api yang tak terlihat. Dewasanya, hal ini menyebabkan metanol masih kurang mendapat perhatian daripada bahan bakar etanol. Bahan bakar direct-metanol unik karena suhunya yang rendah, operasi pada tekanan atmofser, mengijinkan mereka dibuat kecil. Ditambah lagi dengan penyimpanan dan penanganan yang mudah dan aman membuat metanol dapat digunakan dalam perlengkapan elektronik.
Penggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika krisis minyak tahun 1970-an karena ketersediaan, biaya rendah, dan manfaat lingkungan. Pada pertengahan 1990, lebih dari 20.000 "kendaraan bahan bakar fleksibel" (VCF) mampu berjalan pada metanol atau bensin yang dijual di Amerika Serikat. Selain itu, untuk bahan bakar bensin banyak 1980-an dan awal 1990, dijual di Eropa adalah campuran persentase kecil metanol. produsen mobil berhenti membangun VCFs metanol pada tahun 1990-an, mengalihkan perhatian mereka ke kendaraan didukung oleh etanol. Sedangkan program VCF untuk metanol sukses teknis, kenaikan harga methanol pada pertengahan hingga akhir tahun 1990 selama periode penurunan harga bensin jatuh bunga dalam metanol sebagai bahan bakar.
Perusahaan penghasil metanol di Indonesia diantaranya adalah Pertamina dan PT. Kaltim Methanol Industry (PT. KMI) dengan bahan baku gas alam. Pabrik metanol Pertamina berada di Pulau Bunyu dengan kapasitas produksi 110 juta galon/tahun sedangkan pabrik metanol PT. KMI berada di Kalimantan Timur dengan kapasitas produksi sekitar 220 juta galon/tahun. Produksi metanol dari Indonesia diperuntukan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri antara 167.000 – 834.000 galon per bulan selebihnya dieksport ke Amerika , Korea , Jepang, dan Taiwan. Saat ini kapasitas produksi metanol dunia diperkirakan sekitar 12,5 milyar galon (37,5 juta ton) per tahun. Jika dilihat dari jumlah ini maka produksi metanol Indonesia hanya sekitar 2,67% dari produksi dunia.
Dari segala macam contoh sederhana di atas dengan sudut pandang pengembangan teknologi berwawasan ramah lingkungan, yang paling menarik dan menggugah minat industri besar adalah mengubah biomass menjadi material sumber energi dan senyawa kimia antara. Sedangkan mengubah biomass menjadi aditif bahan pangan, material pendukung pertanian atau material rumah tangga tampaknya lebih sesuai bagi kalangan industri kecil dan menengah.
























BAB III
PENUTUP


3.1 Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan yang didapat dalam makalah di atas adalah:
1. Metanol dapat dibuat untuk bahan bakar spritus maupun kendaraan otomotif.
2. Metanol bersifat polar dan pelarut yang memiliki bilangan oktan lebih baik daripada bensin bertaraf premium.
3. Metanol diproduksi dari bahan baku biomas dengan proses pirolisis.
4. Metanol bisa menjanjikan sebagai bahan bakar sama halnya dengan etanol serta keadaannya lebih melimpah
5. Metanol dapat ditambahkan sebagai bahan additif untuk menyempurnakan kualitas bahan bakarnya.
6.

Dari makalah yang telah dibahas sebelumnya, saya memberikan sedikit saran bahwa sebaiknya Pertamina tetap memproduksi bahan bakar metanol sebagai bahan bakar alternatif dengan upaya memperkecil kerugian yang ada pada produksi metanol dengan cara berangsur-angsur demi kelancaran penggunaan bahan bakar. Selain itu generasi di masa datang tidak akan mendapatkan vonis “bahan bakar musnah”, jaga dan simpan seperlunya.








DAFTAR PUSTAKA


Anonim1.
http://es.wikipedia.org/wiki/Metanol
diakses pada tanggal 2 Oktober 2010

Anonim2.
http://id.wikipedia.org/wiki/Metanol
diakses pada tanggal 2 Oktober 2010

Anonim3.
http://id.wikipedia.org/wiki/Pirolisis
diakses tanggal 6 Oktober 2010

Anonim4.
hhttp://green.kompasiana.com/group/limbah/2010/07/13/biomass-dan-sampah-organik-timbunan-emas-hijau-yang-mulai-dilirik-industri/
diakses pada tanggal 2 Oktober 2010

Anonim5.
http://majarimagazine.com/2008/05/biomass-to-liquid-btl/
diakses pada tanggal 2 Oktober 2010

Anonim6.
http://raydenmas.blogspot.com/2008/05/kandungan-bensin-dan-solar.html
diakses pada tanggal 5 Oktober 2010

Anonim7.
http://www.batan.go.id/mediakita/current/mediakita.php?group=Artikel%20Lepas&artikel=tk1&hlm=1
diakses pada tanggal 4 Oktober 2010

Anonim8.
http://www.indobiofuel.com/menu%20biodiesel%20artikel%2018.php
diakses pada tanggal 2 Oktober 2010


semoga manfaat