KAJIAN PENGARUH KONSENTRASI METIL ESTER SULFONAT (MES) DAN KONSENTRASI ALKALI (KOH) TERHADAP KINERJA DETERJEN CAIR INDUSTRI Oleh NAZARUDIN RACHMAN SIDIK F34050088 2009 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
KAJIAN PENGARUH KONSENTRASI METIL ESTER SULFONAT (MES) DAN KONSENTRASI ALKALI (KOH) TERHADAP KINERJA DETERJEN CAIR INDUSTRI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh NAZARUDIN RACHMAN SIDIK F34050088 2009 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Nazarudin Rachman Sidik. F34050088. Kajian Pengaruh Konsentrasi Metil Ester Sulfonat (MES) dan Konsentrasi Alkali (KOH) Terhadap Kinerja Deterjen Cair Industri. Di bawah bimbingan Mulyorini Rahayunigsih dan Liesbetini Hartoto. 2009. RINGKASAN Jenis deterjen cair yang digunakan pada industri umumnya menggunakan bahan aktif linear alkilbenzen sulfonat (LAS) dan memiliki ph yang tinggi. Metil ester sulfonat berpotensi menggantikan LAS sebagai bahan aktif karena memiliki kelebihan antara lain tidak menggumpal pada air dengan tingkat salinitas yang tinggi, dapat mempertahankan deterjensinya pada air dengan tingkat kesadahan yang tinggi dan memiliki laju biodegradasi yang lebih cepat dibandingkan linier alkilbenzen sulfonat (LAS). Akan tetapi MES memiliki kekurangan karena memiliki gugus ester sehingga tidak stabil (cenderung terhidrolisis) dalam lingkungan yang memiliki tingkat ph diluar rentang 3 9.5. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan kombinasi konsentrasi metil ester sulfonat (MES) dan kalium hidroksida (KOH) yang menghasilkan kinerja deterjen cair industri terbaik. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian utama adalah rancangan acak lengkap dengan dua faktor yaitu konsentrasi MES yang terdiri dari 4 taraf yaitu 5%, 8%, 11%,14% dan konsentrasi kalium hidroksida (KOH 45%) yang terdiri dari 3 taraf yaitu 0.4%, 0.8%, dan 1.2%. Penelitian diawali dengan pembuatan surfaktan metil ester sulfonat (MES) yang dilakukan dengan mereaksikan metil ester dan NaHSO 3 melalui reaksi sulfonasi. Penelitian dilanjutkan dengan pembuatan deterjen cair. Bahan-bahan yang membentuk formula deterjen dilakukan emulsifikasi hingga homogen. Analisis produk deterjen cair meliputi nilai ph, bobot jenis, viskositas, stabilitas emulsi, daya pembusaan, stabilitas busa dan daya deterjensi. Pada tahap akhir penelitian dilakukan analisis terhadap deterjen industri yang sudah ada sebagai pembanding. Pada pengujian karakteristik fisikokimia, diperoleh hasil bahwa nilai ph berkisar antara 9.67-11.06, bobot jenis antara 1.0522 g/ml-1.0830 g/ml, viskositas yang rendah dibawah 20 cp, dan stabilitas emulsi di atas 89%. Pada pengujian kinerja deterjen cair, diketahui bahwa daya pembusaan berkisar antara 260 ml-360 ml, stabilitas busa antara 0.84-0.95 dan daya deterjensi berkisar antara 22 FTU- 128 FTU. Berdasarkan penentuan perlakuan terbaik dengan metode Analytical Hierarchy Process (AHP) diketahui perlakuan terbaik adalah deterjen dengan dengan konsentrasi MES 8% dan konsentrasi larutan KOH 1.2% yang memiliki karakteristik fisikokimia dan kinerja terbaik. Pada uji deterjen pembanding, deterjen dengan MES 8% dan KOH 1.2% menunjukkan kinerja yang setara dengan deterjen pembanding, bahkan pada beberapa parameter seperti stabilitas emulsi dan daya deterjensi melebihi deterjen pembanding. Stabilitas deterjen perlakuan terbaik sebesar 97.65% sedangkan pembanding 1 sebesar 96.81% dan pembanding 2 sebesar 94.70%. Daya deterjensi perlakuan terbaik sebesar 113.50 FTU sedangkan pembanding 1 dan pembanding 2 berturut-turut sebesar 17.00 FTU dan 18.00 FTU.
Nazarudin Rachman Sidik. F34050088. Influence of Methyl Ester Sulfonate (MES) Concentration and Alkali Concentration (KOH) Toward Performance of Industrial Liquid Detergent. Supervised by Mulyorini Rahayunigsih and Liesbetini Hartoto. 2009. SUMMARY Kind of liquid detergent that used in industrial activities commonly uses linear alkylbenzene sulfonate (LAS) as active material and also has high ph value. Methyl ester sulfonate has potential to substitute LAS as active matter because it has excellent abilities. There is no clod on high salinity water, it could be endured there detergency on high value of water hardness and it has faster biodegradability than linear alkylbenzene sulfonate (LAS). The problems being faced by limited hydrolysis stability of MES because it has ester group which unstable outside ph range 3.0 9.5. The aim of the research were to obtain the best combination from methyl ester sulfonate concentration and kalium hydroxide concentration to deliver industrial liquid detergent with best performance. Design of experiment was using completely randomized, factorial 4x3 including: four levels of methyl ester sulfonate concentration (5%, 8%, 11% and 14%) and three levels kalium hydroxide concentration (0.4%, 0.8%, and 1.2%). The research had been done through four stages i.e. (1) methyl ester sulfonate production, (2) formulation of liquid detergent, (3) analysis of liquid detergent, and (4) comparison with commercial industrial cleaner. Parameter being analysed including ph value, density, viscosity, emulsion stability, foam rate, foam stability and detergency. Physicochemistry analysis showed that liquid detergent had high ph value (9.67-11.06), density (1.0522 g/ml-1.0830 g/ml), low viscosity (below 20 cp), and high emulsion stability (above 89%). Performance analysis showed that liquid detergent had foam rate (260 ml-360 ml), foam stability (0.84-0.95) and detergency (22 FTU-128 FTU). Assesment of best treatment which using Analytical Hierarchy Process (AHP) method showed that MES concentration (8%) and KOH concentration (1.2%) was liquid detergent with best treatment. Comparison between best treatment and commercial liquid cleaner showed that detergent with MES concentration 8% and KOH concentration 1.2% had resemble performance, indeed it had better emulsion stability and detergency than commercial liquid cleaner. Emulsion stability of best treatment (97.65%) whereas commercial liquid cleaner 1 (96.81%) and commercial liquid cleaner 2 (94.70%). Detergency of best treatment (113.50 FTU) whereas commercial liquid cleaner 1 (17.00 FTU) and commercial liquid cleaner 2 (18.00 FTU).
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN KAJIAN PENGARUH KONSENTRASI METIL ESTER SULFONAT (MES) DAN KONSENTRASI ALKALI (KOH) TERHADAP KINERJA DETERJEN CAIR INDUSTRI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh NAZARUDIN RACHMAN SIDIK F34050088 Dilahirkan pada tanggal 28 Oktober 1987 Di Bogor Tanggal Lulus: 30 Nopember 2009 Menyetujui : Bogor, Desember 2009 Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si. Dosen Pembimbing I Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS Dosen Pembimbing II
RIWAYAT HIDUP Penulis bernama Nazarudin Rachman Sidik, merupakan anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan M. S. Sudarsono dan Tini Kartini, dilahirkan di Bogor pada tanggal 28 Oktober 1987. Pada tahun 1999 penulis menyelesaikan pendidikan tingkat dasar di SDN Purbasari 2 Bogor dan melanjutkan ke SLTPN 4 Bogor sampai dengan tahun 2002. Pada tahun 2005 penulis menyelesaikan pendidikan SMU di SMUN 1 Bogor. Penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor pada tahun 2005 melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Pada tahun 2006, penulis diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian. Selama menjadi mahasiswa IPB, penulis aktif menjadi pengurus organisasi di HIMALOGIN (Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri) bagian Departemen HRD (Human Research Development) (2006-2008). Penulis juga aktif di berbagai kepanitiaan seperti seminar dan workshop. Pada tahun 2008 penulis melaksanakan kegiatan Praktek Lapang di PT RNI unit PG Krebet Baru II, Malang dengan topik Teknologi Proses Produksi, Pengemasan dan Penggudangan Gula Putih di PG Krebet Baru II, Malang. Pada tahun 2009 penulis melaksanakan kegiatan penelitian dengan judul skripsi Kajian Pengaruh Konsentrasi Metil Ester Sulfonat (MES) dan Konsentrasi Alkali (KOH) Terhadap Kinerja Deterjen Cair Industri.
SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini, Nama NRP Departemen Fakultas Universitas : Nazarudin Rachman Sidik : F34050088 : Teknologi Industri Pertanian : Teknologi Pertanian : Institut Pertanian Bogor menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul Kajian Pengaruh Konsentrasi Metil Ester Sulfonat (MES) dan Konsentrasi Alkali (KOH) Terhadap Kinerja Deterjen Cair Industri merupakan karya tulis saya pribadi dengan bimbingan dan arahan dari dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas disebut rujukannya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya tanpa tekanan dari siapapun. Bogor, Nopember 2009 Penulis, (Nazarudin Rachman Sidik) F 34050088
KATA PENGANTAR Maha Agung Allah dengan segala ciptaan dan Maha Indah Allah dengan segala nikmat-nya. Semoga Engkau memberikan sifat keagungan dan keindahan dalam diri kami ini yang terus belajar. Penelitian penulis berjudul Kajian Pengaruh Konsentrasi Metil Ester Sulfonat (MES) dan Konsentrasi Alkali (KOH) Terhadap Kinerja Deterjen Cair Industri. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan kombinasi konsentrasi metil ester sulfonat (MES) dan kalium hidroksida (KOH) yang menghasilkan kinerja deterjen cair industri terbaik. Adapun penulisan skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Tersusunnya skripsi ini tak luput dari dukungan, bantuan dan doa dari semua pihak. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Umi, Abi, Hatifah Nurtilawati, Hifzullisan Sohih dan Dena Maulana Gufron serta keluarga besar tercinta, atas kasih sayang, dukungan, dan doa yang sangat berharga bagi penulis. 2. Dr. Ir. Mulyorini Rahayuningsih, M.Si. selaku dosen pembimbing I dan Dr. Ir. Liesbetini Hartoto, MS selaku dosen pembimbing II yang senantiasa meluangkan waktu dan kesabaran dalam membimbing dan mengarahkan penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir. 3. Bapak Ir. Ade Iskandar, M.Si. selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis. 4. Betty Cahya Timurti, Ika Nuriyana Fauziah dan Denok Mondahero sebagai tim Biocleaner yang senantiasa menemani dan membantu pelaksanaan penelitian penulis. 5. Ibu Ega, Ibu Sri, Pak Gun, Ibu Rini, Pak Edi, Pak Sugi yang telah dengan sabar membantu dan membimbing dalam pelaksanaan penelitian. 6. Pak Hendi, Pak Anwar, Bu Yuli, Pak Mul, Bu Teti serta seluruh staf UPT dan Departemen Teknologi Industri Pertanian. 7. Keluarga besar TIN 42 atas kebersamaan dan persaudaraannya selama di IPB. i
8. Rekan-rekan pengurus Himalogin 2006-2007 dan pengurus Himalogin 2007-2008 khususnya Departemen HRD. 9. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Akhirnya dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya. Bogor, Nopember 2009 Penulis ii
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i iii v vi viii I. PENDAHULUAN... A. LATAR BELAKANG... B. TUJUAN... 1 1 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... A. DETERJEN CAIR... B. SURFAKTAN... C. METIL ESTER SULFONAT... D. ALKALI... E. FORMULASI DETERJEN CAIR... III. METODOLOGI PENELITIAN... A. ALAT DAN BAHAN... B. METODE PENELITIAN... C. RANCANGAN PERCOBAAN... IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... A. KARAKTERISTIK MES YANG DIHASILKAN... B. KARAKTERISTIK FISIKOKIMIA DETERJEN CAIR... C. KINERJA DETERJEN CAIR... D. PENENTUAN PERLAKUAN TERBAIK... 4 4 6 11 14 16 20 20 21 22 24 24 26 33 39 E. PERBANDINGAN DETERJEN PERLAKUAN TERBAIK DAN DETERJEN INDUSTRI PEMBANDING... 41 F. PENGGUNAAN PRODUK DETERJEN CAIR INDUSTRI TERPILIH... 46 iii