Membran hemat energi menawarkan alternatif baru terhadap penyulingan minyak mentah konvensional
Sebuah tim peneliti dari Korea Advanced Institute of Science & Technology (KAIST) dan Georgia Tech telah mengembangkan membran berbiaya rendah yang mampu memisahkan minyak mentah pada suhu kamar. Membran baru ini menawarkan alternatif potensial terhadap proses distilasi intensif energi yang digunakan di kilang. Membrannya, terbuat dari poliakrilonitril berpori (PAN), menghilangkan kebutuhan akan lapisan selektif ultra tipis yang biasanya diperlukan untuk pemisahan molekul. Para peneliti mengatakan pendekatan ini dapat mengurangi konsumsi energi penyulingan sekaligus menurunkan biaya produksi dan meningkatkan skalabilitas fraksinasi minyak mentah berbasis membran. Terobosan dalam pemurnian membran Penyulingan minyak mentah adalah salah satu proses industri yang paling intensif energi, dengan distilasi konvensional yang memerlukan suhu di atas 350°C untuk memisahkan minyak mentah menjadi produk seperti bensin, minyak tanah, dan nafta. Secara global, proses ini menghabiskan sekitar 1.100 terawatt-jam listrik setiap tahunnya, menjadikannya kontributor utama penggunaan energi kilang dan emisi gas rumah kaca. Ketika industri petrokimia berupaya menurunkan biaya dan emisi, pemisahan berbasis membran telah muncul sebagai alternatif yang menjanjikan. Penelitian baru kini telah menunjukkan pendekatan yang lebih sederhana yang menghindari lapisan selektif ultra-tipis yang secara tradisional dianggap penting untuk pemisahan molekul yang tepat. Sebaliknya, mereka melewatkan minyak mentah melalui membran PAN berpori, bahan murah dan stabil secara kimia yang banyak digunakan dalam penyaringan industri. Saat minyak mentah mengalir melalui membran, hidrokarbon yang lebih berat secara alami terakumulasi di dinding pori, menciptakan saluran yang terbentuk sendiri dengan lebar kurang dari dua nanometer. Jalur berskala nano ini memungkinkan fraksi yang lebih ringan, termasuk nafta, bensin, dan minyak tanah, melewatinya sambil mempertahankan komponen yang lebih berat. Dalam temuan yang tidak terduga, pengotoran membran—yang biasanya dianggap sebagai suatu kelemahan—menjadi mekanisme yang memungkinkan pemisahan selektif. Menurut para peneliti, membran PAN telanjang mencapai tingkat perembesan minyak mentah sekitar 23 kali lebih tinggi dibandingkan membran canggih yang dilaporkan sebelumnya, namun tetap mempertahankan kinerja yang stabil selama 28 hari berturut-turut, menyoroti potensinya untuk mengurangi konsumsi energi dan biaya pengilangan. Pemisahan minyak yang lebih cerdas Para peneliti mengatakan teknologi membran dapat diintegrasikan ke dalam infrastruktur kilang yang ada sebagai unit filtrasi modular, sehingga kilang dapat mengadopsi proses tersebut tanpa mengganti peralatan utama. Hal ini dapat mengurangi biaya dan kompleksitas penerapan sekaligus mempercepat adopsi industri. Simulasi proses menunjukkan bahwa penggunaan membran sebagai langkah pra-perlakuan sebelum penyulingan minyak mentah konvensional dapat menurunkan konsumsi energi secara keseluruhan sebesar 31,6 persen. Pendekatan ini juga diproyeksikan mengurangi emisi karbon dioksida sebesar 37,6 persen, penggunaan air pendingin sebesar 20,7 persen, dan biaya operasional sebesar 36 persen dibandingkan dengan metode pemurnian konvensional. Menurut tim peneliti, penerapan yang luas di industri penyulingan dan petrokimia Korea Selatan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca sekitar 10 juta metrik ton per tahun, setara dengan emisi yang dihasilkan oleh sekitar empat juta kendaraan bermesin pembakaran internal. Para peneliti juga percaya bahwa platform membran dapat melampaui penyulingan minyak mentah. Aplikasi potensial termasuk memurnikan minyak pirolisis yang dihasilkan dari limbah plastik, memulihkan pelarut industri yang digunakan dalam pembuatan baterai, pemurnian farmasi, dan produksi biofuel. Studi tersebut menyimpulkan bahwa membran yang dapat terbentuk sendiri mewakili pendekatan baru terhadap pemisahan molekuler, di mana interaksi antara membran dan campuran cairan kompleks menciptakan saluran pemisahan berskala nano. Tim percaya kemajuan lebih lanjut dalam manufaktur membran skala besar dan keandalan operasional jangka panjang dapat mendukung penerapan yang lebih luas di industri pengilangan, petrokimia, dan pengolahan bahan kimia. “Tujuan kami adalah untuk secara tepat mengendalikan fenomena penyempitan pori-pori spontan ini dan mengembangkannya menjadi platform membran yang dapat diterapkan pada seluruh proses pemurnian. Kami juga bertujuan untuk memperluas teknologi ini ke daur ulang plastik, pemurnian biofuel, dan proses kimia berkelanjutan lainnya yang mendukung netralitas karbon,” kata Jihoon Choi dan Hyeokjun Seo dari KAIST, salah satu penulis pertama studi tersebut, dalam sebuah pernyataan di TechXplore.
Diterbitkan : 2026-06-29 16:28:00
sumber : interestingengineering.com
