Prarancangan Pabrik Asam Levulinat dari Kulit Pisang melalui Proses Biofine dengan Katalis Asam Sulfat Kapasitas 32.000 Ton/Tahun

Abstract

Energi dan bahan kimia berbasis biomassa memiliki banyak keuntungan, antara lain ketersediaan yang melimpah, bersifat terbarukan, serta mendukung prinsip keberlanjutan. Limbah biomassa dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk produksi bahan kimia bernilai tinggi, salah satunya adalah asam levulinat, yang merupakan senyawa platform penting dengan aplikasi luas pada industri kosmetik, farmasi, dan kimia. Pabrik asam levulinat berbahan baku limbah kulit pisang ini dirancang dengan kapasitas 32.000 ton/tahun dan direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2030. Bahan baku utama berupa kulit pisang diperoleh dari berbagai produsen di Jawa Timur dengan total ketersediaan sekitar 233.047 ton/tahun. Pada prarancangan ini, asam levulinat diproduksi melalui proses Biofine dengan katalis asam sulfat (H₂SO₄). Tahap awal proses meliputi pretreatment menggunakan steam explosion untuk memisahkan fraksi selulosa dan hemiselulosa, kemudian dilanjutkan dengan delignifikasi menggunakan larutan NaOH 1% untuk menghilangkan kandungan lignin. Selulosa yang dihasilkan selanjutnya dihidrolisis dan dikonversi menjadi asam levulinat melalui reaksi bertahap, yaitu hidrolisis selulosa menjadi glukosa, dehidrasi glukosa menjadi 5-hidroksimetilfurfural (5-HMF), dan rehidrasi 5-HMF menjadi asam levulinat dan asam format. Reaksi dilakukan di dalam Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) pada suhu sekitar 220°C dengan waktu tinggal 15–30 menit menggunakan katalis asam sulfat. Produk hasil reaksi kemudian dimurnikan melalui proses filtrasi dan distilasi untuk memisahkan asam levulinat dari katalis dan produk samping, sehingga diperoleh asam levulinat sesuai spesifikasi produk. Pabrik asam levulinat ini direncanakan akan dibangun di Jalan Lingkar Timur, Desa Klurak, Kecamatan Candi, Kabupaten Sidoarjo, Provinsi Jawa Timur, dengan pertimbangan ketersediaan bahan baku, utilitas, transportasi, dan pasar. Berdasarkan hasil prarancangan dan evaluasi teknis, pendirian pabrik asam levulinat dari kulit pisang ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan impor, meningkatkan nilai tambah limbah pertanian, serta mendukung pengembangan industri kimia berbasis biomassa di Indonesia. Jumlah karyawan yang dibutuhkan sebanyak 152 orang. Hasil analisis ekonomi menunjukkan bahwa keuntungan penjualan bersih sebesar Rp. 204.649.005.010. Tingkat pengembalian investasi (ROI) sebesar 12,01%. Waktu pengembalian modal (Pay Out Time/POT) adalah 4 tahun. Dengan demikian, titik impas (BEP) mencapai 46,64%. Berdasarkan evaluasi ekonomi tersebut, maka pabrik Asam Levulinat dengan kapasitas produksi 32.000 ton per tahun layak untuk didirikan.