Majari Magazine

Katalis dan Produksinya di Indonesia

by Wahyu Hidayat on 18/11/07 at 3:23 am | 23 Comments | Print article | Email article

Katalis? Mungkin istilah yang satu ini sudah tidak asing lagi di telinga teman-teman. Bahkan sejak di bangku SMA dulu, bapak dan ibu guru kimia kita telah memperkenalkan istilah ini kepada kita. Jadi, tidak ada alasan lagi bagi teman-teman untuk tidak kenal sama yang namanya katalis, terutama mahasiswa Teknik Kimia!! Hehehe…

Katalis hampir selalu ada di dalam reaktor industri.. Senyawa tambahan yang berjumlah amat sedikit bila dibandingkan laju alir reaktan dan produk, namun membawa dampak sedemikian besar terhadap karakteristik produk baik secara kualitas dan kuantitas.. Bagaimana ya produksi katalis di Indonesia? Dari sekian banyak pabrik kimia yang ada, berapa persen ya kira-kira pabrik yang menggunakan katalis produksi nasional?? Tapi sebelum melangkah lebih jauh, ada baiknya kita menyegarkan pikiran kita tentang apa katalis itu sebenarnya.. Untuk teman-teman yang sudah expert, harap bersabar.. banyak pembaca kita yang bahkan baru memulai semester pertamanya di jurusan Teknik Kimia.. Hehehe..

Definisi

Hmmm… teman-teman ingat tidak? Dulu waktu SMA guru kita pernah menerangkan definisi katalis: zat yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi. Nahh berhubung kita sekarang sudah mahasiswa, ada baiknya definisi tersebut kita perbaiki karena pada dasarnya definisi tersebut kurang tepat. Definisi yang lebih tepat ialah zat yang dapat mempercepat reaksi tanpa ikut terkonsumsi oleh keseluruhan reaksi. Mengapa demikian? Karena pada dasarnya katalis justru HARUS ikut bereaksi dengan reaktan untuk membentuk suatu zat antara yang aktif. Zat antara ini kemudian bereaksi dengan molekul reaktan yang lain menghasilkan produk. Pada akhirnya, produk kemudian terlepas dari permukaan katalis. Untuk lebih jelasnya, lihat contoh berikut :

Reaksi A + B -> D hendak dilakukan dengan menggunakan C sebagai katalis. Mekanisme reaksi yang terjadi ialah:

Penggolongan dan Struktur Katalis

Berdasarkan fasanya, katalis bisa digolongkan menjadi 2 yaitu katalis heterogen (fasa katalis tidak sama dengan campuran reaksi) dan homogen (fasa katalis sama dengan campuran reaksi). Namun, katalis heterogen lebih disukai karena proses pemisahan katalis dan hasil-hasil reaksi lebih mudah untuk dilakukan. Suatu katalis padat terdiri dari 3 komponen utama, yaitu (1) fasa aktif, (2) penyangga, dan (3) promotor. Fasa aktif berfungsi untuk mempercepat dan mengarahkan reaksi, peyangga berfungsi untuk memberikan luas permukaan yang lebih besar bagi fasa aktif, dan promotor berfungsi untuk meningkatkan kinerja katalis. Fasa aktif dari katalis bisa menjadi tidak aktif (terdeaktivasi) karena beberapa sebab seperti kehadiran CO, CO₂, dan senyawa-senyawa sulfur serta temperatur operasi yang terlalu tinggi.

Cara Kerja dan Sifat-sifat Katalis

Sebelum membahas bagaimana cara kerja dari katalis, ada baiknya kita mengetahui syarat-syarat yang diperlukan agar reaksi dapat berlangsung. Syarat berlangsungnya reaksi ialah (1) Terjadi kontak (tumbukan) dengan orientasi yang tepat, dan (2) disertai dengan energi yang cukup (melebihi energi aktivasi reaksi). Dengan adanya katalis, kedua syarat di atas dapat terkomodasi dengan baik. Katalis dapat “mengantarkan” reaktan melalui jalan baru yang lebih mudah untuk berubah menjadi produk. Jalan baru yang dimaksud yaitu jalan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Keberadaan katalis juga dapat meningkatkan jumlah tumbukan dengan orientasi yang tepat. Hal itu disebabkan molekul-molekul reaktan akan teradsorp pada permukaan aktif katalis sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan antar molekul-molekul reaktan akan semakin besar. Selain itu, ketepatan orientasi tumbukan pun akan semakin meningkat.Katalis memiliki beberapa sifat-sifat tertentu, yang pertama ialah katalis tidak mengubah kesetimbangan dan katalis hanya berpengaruh pada sifat kinetik seperti mekanisme reaksi. Oleh karena itu, sebagus apa pun katalis yang digunakan, konversi yang dihasilkan tidak akan melebihi konversi kesetimbangan. Selain itu, katalis juga bersifat spesifik, satu katalis hanya sesuai untuk satu jenis reaksi saja. Dan bagaimana efek penggunaan katalis terhadap keseluruhan reaksi? Sebagai gambaran, pada sintesis amonia, dibutuhkan sekitar 100 meter kubik katalis untuk menghasilkan 1500 ton amonia/hari dengan masa kerja 10 tahun.

Katalis di Indonesia

Nah.. dari definisi dan cara kerja di atas, teman-teman semua pasti sudah memiliki gambaran yang cukup tentang bagaimana pentingnya penggunaan katalis dalam sebuah reaktor industri. Bayangkan saja, tanpa katalis suatu reaksi dapat menjadi 1.000.000 kali lebih lambat dalam menghasilkan produk. Salah satu pabrik katalis yang ada di Indonesia ialah pabrik di Kawasan Industri Kujang Cikampek dengan kapasitas produksi 1.100 ton/tahun. Pengelola pabrik ini adalah P.T. Kujang Süd-Chemie Catalysts, yaitu sebuah perusahaan patungan PT. Pupuk Kujang dengan Süd-Chemie Jepang dan Jerman. Namun untuk memberi gambaran tentang bagaimana keadaan industri katalis di Indonesia, berikut ini sedikit kutipan dari Harian Umum Kompas:

Meski peneliti di perguruan tinggi dan lembaga penelitian di Indonesia berhasil mengembangkan teknologi katalis yang bernilai ekonomi, belum ada industri yang berminat memproduksi hasil inovasi itu. Hal ini, antara lain, disebabkan produksi katalis tidak menjanjikan skala produksi dan keuntungan yang tinggi. Akibatnya, hampir seluruh kebutuhan tersebut diimpor dan sebagian kecil diproduksi di Indonesia dengan lisensi dari luar negeri. Sejauh ini, pengembangan katalis belum menjadi perhatian secara terpadu dari pemerintah, industri, dan lembaga penelitian.

Hal tersebut disampaikan Ketua Masyarakat Katalis Indonesia (MKI) Dr. Subagjo dalam Simposium dan Kongres I Teknologi Katalis Indonesia 2005 di Serpong, Banten. Kongres terakhir MKI diselenggarakan di Universitas Diponegoro pada tahun 2006 lalu dan kongres ketiga akan diselenggarakan di Universitas Gadjah Mada tahun ini.

Cu/Zn/Al2O3: Katalis yang digunakan untuk reaksi reformasi metanol penyedia hidrogen untuk fuel cell. Dibuat dengan metode impregnasi kering gamma-alumina (Al2O3) dengan larutan Cu(NO3)2 dan Zn(NO3)2. Penelitian dari Makertihartha, Janitra, dan Sianturi ini mengemukakan bahwa katalis ini menghasilkan konversi metanol sebesar 90% pada suhu 225 C.

Bagaimana pendapat teman-teman mendengar keadaan tersebut? Cukup disayangkan bukan? Seluruh kebutuhan katalis diimpor dan hanya sebagian kecil yang diproduksi di Indonesia.. Itupun dengan lisensi dari luar negeri.. Yang artinya katalis tersebut diproduksi oleh pabrik tertentu dengan komposisi, kondisi operasi, dan resep-resep lainnya yang sudah dipatenkan dan kita harus membayar sekian rupiah kepada negara luar untuk setiap katalis yang dihasilkan. Padahal, pada dasarnya Indonesia memiliki sumber daya dan teknologi yang cukup untuk memproduksi katalis sendiri. Dan apa kira-kira penyebab industri Indonesia tidak bisa menjanjikan kebutuhan katalis dalam skala yang besar? Bukankah setiap industri di Indonesia membutuhkan katalis dalam tiap reaktornya? Apakah kualitas katalis Indonesia masih kurang baik dibandingkan kualitas buatan luar negeri? Ataukah memang pada dasarnya industri Indonesia lebih yakin akan kualitas katalis buatan luar negeri dibandingkan dengan katalis buatan Indonesia??

Tapi untungnya, masyarakat katalis Indonesia cukup peka terhadap keadaan tersebut dan beberapa gerakan telah dilakukan untuk menginisiasi pengembangan katalis mandiri yang berkualitas buatan Indonesia.
Berikut ini kutipan lain dari Harian Kompas:

Lebih dari itu, beberapa institusi anggota MKI, ujar peneliti dari Pusat Penelitian Kimia Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Dr Hery Haerudin, telah melaksanakan pengembangan katalis dan teknologi pemprosesnya. Di antaranya hydrotreating minyak mentah untuk menghilangkan pengotor; katalis asam padat dengan memanfaatkan tanah liat untuk memproduksi bio-diesel atau bahkan biogasoline, pengembangan katalis proses produksi hidrogen untuk fuel cell, serta pengembangan katalis perengkahan minyak berat.

Semoga teman-teman sedikit tersadarkan akan pentingnya suatu senyawa (atau campuran senyawa) bernama katalis yang secara kuantitas amatlah kecil bila dibandingkan dengan volume produksi pabrik, namun memegang peranan yang sedemikian pentingnya dalam industri. Bahkan minyak bumi sekalipun, yang diheboh-hebohkan dan diperebutkan oleh negara-negara di dunia, tetap membutuhkan katalis-katalis dalam rangkaian pemrosesannya sebelum akhirnya dapat kita nikmati sebagai bahan bakar untuk rumah tangga dan kendaraan pribadi kita. Dan bukan salah industri Indonesia apabila mereka lebih mempercayai kualitas katalis luar negeri ketimbang katalis buatan sendiri. Mungkin memang pada dasarnya mereka jauh lebih baik dari kita. Atau mungkin mahasiswa dan peneliti Indonesia yang masih kurang sadar akan pentingnya katalis berkualitas buatan negeri sendiri. Dan sepertinya, sudah menjadi tugas kita sebagai mahasiswa untuk memajukan kualitas katalis buatan Indonesia agar terpercaya dan terjamin performa dan reliability-nya.

Ayo majukan produksi katalis Indonesia!

Sumber: Harian Umum Kompas, Situs Masyarakat Katalis Indonesia