Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan perkebunan kelapa sawit di Indonesia sangat cepat sehingga setiap tahun baik luas area maupun hasil produksi terus meningkat. Saat ini Indonesia menjadi salah satu negara pengekspor minyak kelapa sawit terbesar di dunia. Hal ini berbanding terbalik dengan produksi minyak bumi di Indonesia yang semakin menurun dan menjadi salah satu negara pengimpor minyak bumi terbesar di dunia. Kelebihan dalam produksi minyak sawit dapat menjadi salah satu solusi alternatif untuk kekurangan produksi minyak bumi. Solusi yang dimaksud adalah penggunaan asam oleat dalam minyak kelapa sawit sebagai bahan dasar surfaktan untuk proses peningkatan perolehan minyak (EOR). Surfaktan berbasis asam oleat di sisi lain juga dapat mengurangi resiko pencemaran lingkungan akibat penggunaan surfaktan karena surfaktan ini termasuk material yang mudah didegradasi. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kandidat surfaktan yang memiliki potensi untuk aplikasi EOR. Penapisan dilakukan secara in silico melalui simulasi dinamika molekul (MD) untuk meminimalkan biaya dan waktu penapisan. Perangkat lunak untuk simulasi dinamika molekul yang digunakan dalam penelitian ini adalah GROMACS 2016. Struktur kandidat surfaktan dan model minyak disketsa terlebih dahulu dan diberi kode nama. Struktur tersebut kemudian dikonversi ke dalam file-file dengan format yang dapat dibaca oleh GROMACS. Selanjutnya, file-file struktur tersebut disusun sedemikian rupa dalam sebuah kotak simulasi dan dilarutkan dengan model air sederhana. Sistem yang sudah terbentuk dalam kotak simulasi dibawa ke dalam kondisi yang diinginkan melalui proses peminimalan energi dan penyeimbangan. Tahap selanjutnya adalah proses produksi simulasi MD dan analisis hasil simulasi. Meskipun surfaktan sangat beragam, dalam penelitian ini kandidat surfaktan dibatasi pada jenis surfaktan nonionik. Hal ini dikarenakan surfaktan nonionik memiliki efektivitas dalam kondisi salinitas dan kesadahan tinggi yang sesuai dengan kondisi salah satu sumur minyak di Indonesia. Pada penelitian ini, telah didesain dua jenis surfaktan berbasis asam oleat yaitu surfaktan peptida–oleat (diwakili Sern–oleat dan Alan–oleat) dan polietilen glikol (PEGn)–oleat. Proses penapisan yang dilakukan didasarkan kepada kemampuan menurunkan tegangan antarmuka (IFT) air–minyak, kemampuan mengemulsi molekul minyak dan kemampuan mengubah kebasahan batuan. Dari hasil simulasi perhitungan nilai IFT, surfaktan nonionik paling baik dari golongan peptida adalah (Ala)3–oleat dengan penurunan nilai sebesar 3,60 dyne/cm, sedangkan nonionik golongan polietilenglikol dimiliki oleh PEG100–oleat dan PEG400–oleat dengan ii penurunan nilai IFT berturut-turut sebesar 3,99 dyne/cm dan 4,08 dyne/cm. Surfaktan golongan peptida–oleat memiliki satu kelemahan yaitu biaya sintesis yang cukup mahal. Dengan mempertimbangkan faktor ekonomi tersebut, uji selanjutnya hanya dilakukan pada PEG100–oleat dan PEG400–oleat saja. Hasil uji stabilitas termal terhadap PEG100–oleat dan PEG400–oleat menunjukkan bahwa keduanya masih dapat menurunkan nilai tergangan antarmuka air-minyak pada temperatur 30 – 90 oC dengan penurunan terbesar ditunjukkan oleh PEG400–oleat pada temperatur 70 oC yaitu 4,68 dyne/cm. Pada simulasi pembentukan emulsi, kondisi salinitas dan kesadahan salah satu sumur minyak diterapkan yaitu menambahkan ion-ion Na+, Ca2+, Mg2+, CO3 2-, HCO3 - dan Cl- dengan konsentrasi berturut-turut sekitar 289, 12, 20, 3, 43, 275 mM. Hasil uji emulsi menunjukkan bahwa PEG100–oleat dan PEG400–oleat dapat mengemulsi model minyak yang diwakili oleh oktadekana meskipun dengan laju berbeda. Surfaktan PEG100–oleat mulai membentuk emulsi sekitar 3 ns sedangkan PEG400–oleat mampu lebih cepat dalam mengemulsi yaitu sebelum 1 ns. Selain itu, jumlah kontak antara PEG400– oleat dengan minyak lebih besar dibandingkan dengan PEG100–oleat. Jumlah kontak rata-rata selama waktu simulasi berturut-turut untuk PEG400–oleat dan PEG100–oleat adalah sekitar 3500 dan 3000. Uji terakhir yang dilakukan yaitu uji perubahan kebasahan batuan. Dari hasil simulasi dapat diketahui bahwa baik PEG100–oleat maupun PEG400–oleat keduanya dapat mengubah kebasahan batuan yang awalnya dibasahi minyak berubah menjadi dibasahi air dan terjadi perubahan sudut kontak antara minyak dengan batuan. Dengan demikian, PEG400–oleat merupakan kandidat surfaktan nonionik terbaik yang ditemukan dari penelitian ini.