Prarancangan Pabrik Herbisida Glifosat dari NPMIDA dan Hidrogen Peroksida dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun
BAB I PENGANTAR
A. LATAR BELAKANG Indonesia merupakan negara agraris dimana sebagian besar masyarakat bermata pencaharian sebagai petani. Seperti yang kita ketahui bersama peran herbisida kini sangat penting dalam mengurangi jumlah populasi gulma yang mengganggu tanaman utama. Penggunaan herbisida dalam produktivitas pertanian dunia masih dominan (49,6%) dibandingkan dengan jenis pestisida lainnya. Tiga bahan aktif herbisida paling luas digunakan adalah glifosat (N-phosnomethyl glycine),paraquat (paraquat dichloride), dan 2,4-D (dichloro phenoxyaceticacid). Herbisida Glifosat adalah herbisida yang dipakai diseluruh dunia. Nilai ekonomi herbisida pada sektor pertanian sangat besar. Glifosat yang pertama ditemukan pada tahun 1970 oleh John E.Franz, yang bekerja untuk Monsanto. Herbisida glifosat sudah populer sejak dipasarkan pertama kali pada tahun 1974 (Cox,2004). Glifosat bekerja menghambat metabolisme tanaman dan beberapa hari setelah penyemprotantumbuhan menjadi layu, kuning dan mati. Herbisida Glifosat juga mengandung bahan kimia yang membuat herbisida untuk menempel pada daun glifosat dapat bergerak dari permukaan tumbuhan ke dalam sel tumbuhan (Lang,2005). Glifosat membunuh gulma dengan menghambat aktivitas dari enzim 5–asam enolpyruvylshikimic - 3- synthase fosfat (EPSPS), yaitu penting bagi sintesa dari asam amino yaitu tyrosine, tryptopan, dan phenylalanine. Diperkirakan kebutuhan senyawa glifosat di Indonesia selalu meningkat setiap tahunnya seperti dalam data impor glifosat pada gambar 1.
Siti Nurjanah (10/297173/TK/36257)
1
Prarancangan Pabrik Herbisida Glifosat dari NPMIDA dan Hidrogen Peroksida dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun
Jumlah impor glifosat, kg
25000000 20000000 15000000 10000000
Glifosat
5000000 0 2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
Tahun
Gambar 1.Data Jumlah Impor Glifosat Indonesia per Tahun Dari beberapa sumber yang didapat pabrik dengan produksi herbisida glifosat siap pakai belum ada di indonesia. Di Indonesia senyawa glifosat diformulasikan oleh PT. Nufarm dan PT. Petrosid, formulasi glifosat adalah proses pengenceran herbisida (glifosat) teknis menjadi konsentrasi tertentu yang siap dijual sebagai end product (siap pakai). Dari berbagai pertimbangan dan kecenderungan yang diperlihatkan dalam gambar 2 tersebut maka akan dibuat pabrik herbisida glifosat dengan kapasitas 25000 ton/tahun. Pemilihan lokasi pabrik bergantung pada berbagai pertimbangan, diantaranya ketersediaan bahan baku, transportasi (bahan baku maupun produk), kondisi geografis wilayah terkait, faktor gempa, dan faktor-faktor lain. Berikut ini akan diuraikan pertimbangan pemilihan pabrik di Kecamatan Manyar, Kabupaten Gresik 1. Bahan Dasar/Baku Bahan baku yang digunakan adalah N-phosponomethyliminodiacetic acid (NPMIDA) dan hidrogen peroksida. NPMIDA diperoleh dengan mengimpor dari China karena belum ada yang memproduksi di Indonesia. Hidrogen peroksida diperoleh dari PT. Samator Inti Peroksida yang berada di Gresik. 2. Transportasi Sebagai salah satu pusat industri, pemerintah kabupaten Gresik sangat memperhatikan kemudahan transportasi bagi pengangkutan bahan baku maupun produk industri. Seperti tertuang dalam Peraturan Daerah Kabupaten Gresik nomor 8
Siti Nurjanah (10/297173/TK/36257)
2
Prarancangan Pabrik Herbisida Glifosat dari NPMIDA dan Hidrogen Peroksida dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun tahun 2011 (pasal 70 ayat 2), kawasan industri besar dan menengah peruntukannya meliputi
kawasan
di
sepanjang
jalan
arteri
primer
yang
masing-masing
menghubungkan Kabupaten Gresik dengan Kabupaten Lamongan dan Kota Surabaya. Selain itu, Kabupaten Gresik terletak tak jauh dari Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya dan direncanakan akan dibangun pelabuhan oleh PT. Pelabuhan Indonesia III (Pelindo III) di sekitar Kecamatan Manyar dan Kecamatan Ujung Pangkah. Karena kemudahan dalam akses transportasi darat dan laut itulah yang menjadi pertimbangan lain dalam memilih lokasi pabrik di Gresik. 3. Air Air sangat diperlukan untuk kebutuhan proses reaksi, pendingin, dan lain sebagainya. Pentingnya peranan air dalam kelangsungan proses pada pabrik juga digunakan sebagai pertimbangan memilih lokasi pabrik di Gresik. Di kabupaten Gresik terdapat sumber air yang dapat digunakan, yaitu dari sungai Bengawan Solo. 4. Bahan Bakar dan Listrik Kebutuhan bahan bakar dapat dipenuhi dengan adanya PT. Pertamina yang ada di kawasan industri yang berada di Gresik sedangkan kebutuhan listrik dari PT. PLN area pelayanan dan jaringan Gresik. 5. Tenaga Kerja Penyediaan engineer di wilayah Jawa cukup mudah didapat. Untuk tenaga kerja tidak terlatih dapat diserap dari masyarakat di Gresik. 6. Kondisi Geografis, Iklim, dan Gempa Topografi daerah Gresik cenderung landai. Secara umum daerah ini termasuk dalam zona gempa 3 (skala 1 sampai dengan 5). 7. Kemungkinan Perluasan Pabrik Rencana kementerian perindustrian yaitu ingin membangun kawasan industri baru untuk mengembangkan pusat industri yanng sudah lebih dulu ada di Gresik dengan luas tanah yang disediakan 4285 hektar (Rapat Kerja Kementerian Perindustrian 2013). Rencana pengembangan ini dapat mendukung kegiatan perluasan pabrik di masa depan karena tersedianya tanah.
8. Kebijakan Pemerintah Siti Nurjanah (10/297173/TK/36257)
3
Prarancangan Pabrik Herbisida Glifosat dari NPMIDA dan Hidrogen Peroksida dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun Pemerintah kabupaten Gresik mendukung penuh pengembangan industri di Gresik melalui adanya penetapan kawasan industri baru oleh kementerian perindustrian.
B. TINJAUAN PUSTAKA Bahan baku utama pembuatan senyawa glifosat ada 2 macam yaitu dibuat dari glycine dan IDA (Iminodiacetic Acid). Perbandingan dari kedua proses pembuatan glifosat tersebut dinyatakan dalam Tabel (Biro Litbang PT Petrosida, 2003) Tabel 1. Perbandingan Proses Pembuatan Senyawa Glifosat Kriteria
Rute Glycine
IDA
Yield
Rendah
Tinggi
Effluent treatment
Sangat kompleks
Sederhana
Tinjauan ekonomi
Marginal
Profit
Peralatan
Normal
Sederhana
Bahan baku
Glycine
IDA/NPMIDA
Berbagai macam proses telah dikembangkan dalam pembuatan glifosat dari NPMIDA (N-phosphonomethylminodiacetic acid) dengan pelarut air, diantaranya: a. Mereaksikan NPMIDA dengan hidrogen peroksida (H2O2) menggunakan katalis asam (US Patent No. 3954848, 4002672, 498376). Katalisator asam yang digunakan bisa asam organik maupun anorganik antara lain asam sulfat, formiat, hidroflorat, fosfat, florosulfat, nitrat, asetat, propionat, para-toluen sulfonat, benzene sulfonat dll. Suhu reaksi yang dipakai adalah 70-1000C dan tekanan atmosferis atau lebih tinggi. Perbandingan reaktan H2O2/ NPMIDA yang digunakan 4,2-4,5 mol/mol dan jumlah katalisator asam adalah 0,2-0,3 mol per mol produk yang dihasilkan. b. Mereaksikan NPMIDA dengan hidrogen peroksida (H2O2) menggunakan katalis logam (Mo, Fe, Zn, V, Pt, Pd, Rho) (US Patent No. 3950402, 5043475, 5095140). Kondisi operasi yang digunakan adalah suhu 60-1250C. c. Mereaksikan NPMIDA dengan hidrogen peroksida (H2O2) menggunakan katalis karbon aktif. Kondisi operasi yang digunakan adalah suhu 60-800C dan tekanan atmosferis. Perbandingan reaktan H2O2/NPMIDA yang digunakan 2-2,5 mol/mol, Siti Nurjanah (10/297173/TK/36257)
4
Prarancangan Pabrik Herbisida Glifosat dari NPMIDA dan Hidrogen Peroksida dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun konsentrasi hidrogen peroksida yang digunakan 30-60% dan jumlah katalisator yang digunakan adalah 0,1-0,4 berat NPMIDA yang direaksikan. Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
(1) Seperti terlihat pada uraian di atas, terdapat berbagai macam cara untuk membuat glifosat dari NPMIDA. Tentunya setiap teknik memiliki kelebihan dan kelemahannya. Pada proses a digunakan asam sebagai katalis sehingga peralatan proses dapat mengalami korosi dan banyak waktu dibutuhkan untuk membuang asam yang terpakai. Suhu dan tekanan operasi sedikit lebih tinggi dibanding proses c. Pada proses b, dipakai senyawa logam dan suhu operasi yang relatif sama dengan proses c tetapi kisaran suhunya lebih tinggi. Beberapa senyawa logam merupakan zat yang berbahaya, akan terdapat kesulitan dalam pembuangan senyawa logam terpakai karena bahaya yang akan ditimbulkan jika dibuang langsung ke lingkungan. Dari beberapa proses produksi glifosat, proses yang dipilih adalah proses c, karena selain kondisi operasi yang tidak ekstrem (suhu 600-800C dan tekanan atmosferis) harga katalis karbon aktif juga lebih murah dibanding katalis lain. Selain itu, keekonomisan penggunaan karbon aktif dapat dilihat dari kemampuannya untuk digunakan berulangulang dalam reaksi tanpa mengalami penurunan aktivitas sebagai katalis (US 5948938). Jumlah hidrogen peroksida yang digunakan sekitar 2-5 mol, paling baik pada kisaran 22,5 mol (basis N-PMIDA 1 mol) (US 5948938).
Siti Nurjanah (10/297173/TK/36257)
5
