Bagaimana teknologi elektrodialisis bipolar mengurangi emisi CO2 dari manufaktur soda? Bahan soda berguna untuk industri makanan, kertas, dan kaca. Untuk meniadakan ketergantungan ke impor, PT Pupuk Kalimantan Timur sedang mengembangkan produksi soda abu di Indonesia.
Penulis/edit: Rayendra L Toruan
mmINDUSATRI.co.id – Fraunhofer IKTS (sumber): Peranan teknologi elektrodialisis bipolar atau bipolar electrodialysis of brine untuk manufaktur soda sedang dikembangkan oleh tim peneliti Fraunhofer IKTS dan mitra bisnisnya.
Mereka mengembangkan metode yang inovatif dan ramah lingkungan untuk memproduksi soda yang berguna bagi beberapa industri manufaktur dan hasil penelitian telah diuji coba melalui proyek Soda Hijau atau Green Soda project. Para peneliti menggunakan teknologi elektrodialisis bipolar.
“Thank you for visiting mmindustri.co.id. Subscribe for the latest news and insight. Enter your email (Your email address will not be published)
Proses pertukaran ion dan penambahan CO2 menghasilkan soda hijau. Penggunaan teknologi elektrodialisis bipolar atau bipolar electrodialysis of brine memperkuat beberapa jenis manufaktur yang berlokasi di Jerman.
Hasil temuan para ahli industri Fraunhofer IKTS tentunya dapat dimanfaatkan oleh para pelaku industri yang menggunakan soda sebagai bagian bahan proses produksi mereka—termasuk industri makanan, gelas, kertas, dan lain-lain di Indonesia .
Natrium karbonat yang dikenal sebagai soda abu merupakan bahan baku penting yang digunakan di berbagai sektor industri seperti pada proses pembuatan produk kertas, mengawet makanan, membuat produk kaca, dan sebagai bahan untuk menetralkan asam.
Bahan soda juga digunakan di rumah tangga—merupakan bahan utama dalam bubuk pengembang bahan roti dan sebagai penghilang noda dan pembersih saluran air.
Manufakturing soda merupakan proses produksi natrium karbonat ataub soda ash dan merupakan bahan penting dalam berbagai industri. Pada proses tradisional masih digunakan metode solvay dengan reaksi antara batu kapur, garam, dan ammonia, dan metode ini menghasilkan emisi CO2 secara signifikan dalam air limbah asin seperti garam.
Produk soda digunakan sebagai bahan baku utama dalam pembuatan kaca, proses pembuatan pulp dan kertas, juga berfungsi sebagai pengawet makanan dan bahan dalam pembuatan baking powder serta digunakan untuk menetralkan asam dan dalam berbagai reaksi kimia.
Di proyek Green Soda para peneliti menghasilkan solusi produksi soda yang ramah lingkungan. Dari proses metode lama, para peneliti menghilangkan emisi CO2 dan air limbah asin. Bahan yang mengganggu lingkungan itu ditiadakan dengan menggunakan teknologi elektrodialisis bipolar—sangat membantu pengurangan dampak negatif terhadap lingkungan.
Para pelaku industri manufaktur di Jerman telah terbantu dengan penggunaan teknologi elektrodialisis bipolar yang berkelanjutan seperti disarikan dari laman techxplore.com. Proses teknologi elektrodialisis bipolar bekerja dengan cara memisahkan ion-ion dari larutan garam (brine) dengan menggunakan membran bipolar dalam tumpukan elektrodialisis.
- Penerapan medan Listrik diterapkan antara dua elektroda yang ditempatkan di kedua ujung tumpukan membran.
- Medan listrik menyebabkan ion-ion dalam larutan garam bergerak menuju elektroda yang berlawanan muatan.
- Membran bipolar terdiri dari dua lapisan: satu lapisan anionik dan satu lapisan kationik, dan di antara kedua lapisan ini, terjadi reaksi disosiasi air yang menghasilkan ion H⁺ (proton) dan OH⁻ (hidroksida).
- Ion H⁺ bergerak menuju katoda (elektroda negatif) dan ion OH⁻ bergerak menuju anoda (elektroda positif). Selanjutnya, ion-ion dari larutan garam (misalnya Na⁺ dan Cl⁻) juga dipisahkan oleh membran dan bergerak menuju elektroda yang berlawanan muatan.
- Ion H⁺ yang mencapai katoda bergabung dengan ion Cl⁻ untuk membentuk asam klorida (HCl), dan Ion OH⁻ yang mencapai anoda bergabung dengan ion Na⁺ untuk membentuk natrium hidroksida (NaOH).
- Proses ini dapat digunakan untuk mengatur pH larutan dengan menambahkan atau mengurangi jumlah ion H⁺ dan OH⁻ dalam larutan tulis laman watertechnologies.com
Data mencerminkan hal itu yang diungkapkan oleh Asosiasi industri Kimia Jerman Verband der chemischen Industrie (VCI) menunjukkan bahwa sekitar 2,1 juta metrik ton soda abu dan natrium bikarbonat diproduksi di Jerman saja pada tahun 2023.
Masalahnya adalah bahwa produksi soda mengeluarkan sejumlah besar karbon dioksida—800 kilogram per metrik ton. Air limbah asin adalah produk sampingan lainnya, yang meningkatkan salinitas badan air. Solusi melalui proses produksi baru yang berkelanjutan dan tidak lagi menghasilkan emisi CO2 yang merusak iklim seperti air limbah asin.
Proses bersih: teknologi elektrodialisis bipolar
Soda yang diproduksi dengan menggunakan proses solvay sejak abad ke-19 dengan metode batu kapur dibakar menggunakan kokas atau batu bara.
Proses ini menghasilkan karbon dioksida, yang bereaksi lebih lanjut dengan air garam, amonia, dan kapur, menghasilkan natrium karbonat — tetapi juga sejumlah besar air limbah kalsium klorida.
“Metode baru buatan kami merupakan alternatif yang ramah lingkungan tanpa bahan dasar yang menimbulkan masalah,” ungka Hans-Jürgen Friedrich, Manajer Grup yang menangani teknis elektrolisis, sistem geotermal, dan laboratorium radionuklida dari Fraunhofer IKTS.
Metode Green Soda didasarkan pada rute proses elektrokimia. Inti dari teknologi ini adalah elektrodialisis bipolar, yang melibatkan membran ultratipis. Pori-pori dalam membran ini sangat kecil sehingga hanya ion individu yang dapat melewatinya.
Membran berfungsi sebagai media pertukaran dengan hanya membiarkan anion bermuatan negatif atau kation bermuatan positif untuk melewatinya.
Ini berarti bahwa selama proses berlangsung, campuran garam dan air—maka air garam—dipecah menjadi natrium hidroksida dan asam klorida. Hidroksida adalah senyawa mirip garam yang membentuk natrium hidroksida saat bersentuhan dengan air.
Kemudian, saat CO2 ditambahkan ke natrium hidroksida, produk akhirnya adalah soda.
“Teknologi ini memungkinkan kami memproduksi natrium karbonat tanpa mengeluarkan gas rumah kaca ke atmosfer dan tanpa air limbah industri yang berbahaya yang meningkatkan salinitas sungai atau badan air lainnya,” tambah Hans-Jürgen Friedrich.
Di masa depan, para peneliti Fraunhofer berencana untuk menggunakan energi panas bumi untuk proses kristalisasi dan pengeringan guna menghilangkan penggunaan bahan bakar fosil.
Para peneliti dalam tim tersebut bekerja dengan mitra proyek pada sistem pada skala pabrik percontohan yang menyediakan CO2 yang dibutuhkan untuk proses tersebut dari sistem biogas atau proses pembakaran industri.
Proyek Soda Hijau mencegah emisi gas rumah kaca yang berbahaya dengan dua cara sekaligus: selama proses produksi, dan dengan menggunakan kelebihan CO2 dari industri lain.
Keuntungan lain dari metode baru ini adalah produksi netral karbon tidak memerlukan sertifikat iklim yang mahal. Hal ini tidak hanya baik untuk lingkungan, dan merupakan kontribusi penting untuk mempertahankan basis manufaktur industri berkualitas tinggi sekaligus menghasilkan keuntungan ekonomi.
Sementara itu, pembuatan soda abu atau soda ash sedang dikembangkan oleh PT Pupuk Kalimantan Timur untuk mengurangi ketergantungan pada produk soda abu impor.
Perusahaan milik negara ini menggunakan proses yang melibatkan pemanfaatan emisi CO2 dari pabrik amoniak untuk menghasilkan soda abu, yang kemudian digunakan dalam berbagai industri seperti kaca, keramik, dan detergen demikian money.kompas.com melaporkan.
This type of article is favored by our readers. Would your company willing to sponsor it? Kindly email us: business@mmindustri.co.id or fill this form