BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Asam Stearat Monoetanolamida Asam stearat monoetanolamida mempunyai rumus molekul HOCH 2 CH 2 NHCOC 17 H 35 dan struktur molekulnya Gambar 2.1 Struktur molekul Asam stearat monoetanolamida Asam stearat monoetanolamida berbentuk padatan kristal yang stabil pada suhu 20 0 C dapat disimpan dalam jangka waktu selama dua tahun. Asam stearat monoetanolamida dapat dibuat dengan memisahkan larutan asam stearat monoetanolamida dari pelarut organiknya dengan menggunakan gas inert. Asam stearat monoetanolamida larut dalam pelarut organik seperti etanol dan dimetil formamida (DMF). Kelarutan asam stearat monoetanolamida dalam etanol dan dimetil formamida adalah 2 mg/ml. (http.//www.caymanchem.com,2006) Asam stearat monoetanolamida mempunyai nama kimia yaitu N-(2- hidroxyetil) octadecanamida dan nama lainnya adalah stearic monoetanolamine, stearoyl ethanolamida, stearamida monoetanolamin, stearoyl etanolamin, asam stearat amida, stearamida monoetanolamida. (http.//www.cfsan.fda.gov,2006) Asam stearat monoetanolamida dihasilkan dari reaksi kondensasi antara asam stearat dengan monoetanolamine. Asam stearat monoetanolamida termasuk surfaktan nonionik yang dapat diaplikasikan dalam berbagai kegunaan. 2.2 Sifat-sifat Produk 2.2.1 Asam Stearat Monoetanolamida 1. Merupakan suatu padatan berbentuk kristal 2. Larut dalam alkohol, eter dan aseton 3. Tidak larut dalam air
II-2 4. Berat molekul : 328 g/mol 5. Titik didih pada 101,3 kpa : 300 0 C 6. Titik beku : 97-100 0 C 7. Spesifik gravity pada temperatur 25 0 C : 0,98 8. ph : 7 10 9. Densitas uap : > 1,0 10. volatilitas : < 1,0 % (Sumber : http.//www.cfsan.fda.gov,2006) 2.2.2 Air 1. Berat molekul : 18,016 gr/mol 2. Melting point : 0 0 C 3. Boiling point : 100 0 C 4. Bentuk : Cair 5. Warna : Tidak Berwarna 6. Densitas : 998 kg/m 3 7. Temperatur Kritis : 374,3 0 C 8. Tekanan Kritis : 217,6 Atm 9. Panas pembentukan : - 99,972 kkal/mol 10. Panas penguapan : 9,717 kal/mol 11. Cp : 1 kkal/mol 0 C (Sumber : Perry,1997) 2.3 Sifat-sifat Bahan Baku 2.3.1 Asam Stearat 1. Tidak larut dalam air 2. Larut dalam alkohol, eter, kloroform, CS 2 dan CCl 4 3. Berat molekul : 284,47 g/mol 4. Titik didih, pada tekanan 1 atm : 383 0 C 5. Densitas : 0,847 g/cm 3 6. Titik beku : 69 0 C 7. Tekanan uap pada 174 0 C : 133 Pa
II-3 8. Titik api : 196 0 C 9. Spesifik gravity : 0,94 10. Densitas uap : 9,8 g/cm 3 ( www.wikipedia.com,2006 dan www.inchem.org.com,2006) 2.3.2 Monoetanolamin 1. Merupakan suatu cairan tidak berwarna 2. Berat molekul : 61 g/mol 3. Titik beku : 10,5 0 C 4. Spesifik gravity : 1,017 5. Tekanan uap pada 20 0 C : 0,48 mmhg 6. Titik didih, pada tekanan 1 atm : 170 0 C 7. Densitas gas pada 0 0 C, 1 atm : 2,1 g/liter 8. Kelarutan dalam air pada 20 0 C (STP): 100% 9. Konduktivitas termal pada 50 0 C : 0,216 W/m.k 10. Viskositas pada temperatur 20 0 C : 19 cp 11. ph : 12,05 12. Panas spesifik pada temperatur 50 0 C : 2,74 KJ/Kg K (www.kemi.com,2006 dan www.uos.harvard.edu,2006) 2.3.3 Kalium Hidroksida 1. Berat molekul : 56,1 g/mol 2. Titik beku : 10 0 C 3. Densitas pada temperatur 20 0 C : 1,51 g/cm 3 4. Titik didih : 146 0 C 5. Viskositas pada temperatur 20 0 C : 6. 10-3 kg/m.s 6. ph : 13,5 7. Larut dalam air 8. Spesifik gravity : 2,044 9. Berbentuk padatan berwarna putih (www.albemarle.com,2006)
II-4 2.4 Proses Pembuatan Asam Stearat Monoetanolamida Beberapa proses pembuatan asam stearat monoetanolamida adalah 1. Proses Kondensasi Pembuatan asam stearat monoetanolamida menggunakan bahan baku asam stearat dan monoetanolamin. Adapun reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut : HOCH 2 CH 2 NH 2 + C 17 H 35 COOH HOCH 2 CH 2 NHCOC 17 H 35 + H 2 O (monoetanolamin) (asam stearat) (as. stearat monoetanolamida) Perbandingan mol antara monoetanolamin dan asam stearat adalah 1,1:1. Kondisi reaktor adalah pada tekanan atmosfir dan suhu 150 0 C, menggunakan katalis kalium hidroksida (KOH) sebanyak 0,076 mol/ mol asam stearat. Konversi dari asam stearat monoetanolamida adalah sebesar 86,9% dan waktu tinggal selama 4 jam. 2. Proses Fermentasi Asam stearat monoetanolamida disintesa dalam pelarut organik dari asam stearat menggunakan enzim lipase. Reaksi transamidasi terjadi setelah penambahan enzim lipase. Enzim lipase menggunakan pelarut yaitu isooktana. Perbandingan mol antara monoetanolamin dan asam stearat adalah 1:1. Kondisi reaktor adalah pada tekanan atmosfir dan suhu 50 0 C. Perbandingan optimal antara enzim dan asam stearat adalah 0,035. Konversi dari asam stearat monoetanolamida adalah sebesar 39% dan waktu tinggal selama 72 jam. Proses yang dipilih adalah reaksi kondensasi antara asam stearat dan monoetanolamin untuk menghasilkan asam stearat monoetanolamida. Pemilihan proses ini didasari pada alasan alasan sebagai berikut : 1. Konversi dari asam stearat monoetanolamida lebih besar. 2. Waktu tinggal yang lebih singkat.
II-5 2.5 Deskripsi Proses 2.5.1 Tahap Persiapan Bahan Baku Bahan baku proses pembuatan asam stearat monoetanolamida adalah monoetanolamin dan asam stearat dengan perbandingan mol 1,1:1, menggunakan katalis larutan kalium hidroksida 50%. Bahan baku monoetanolamin disimpan di dalam tangki penyimpanan pada suhu kamar (30 0 C) sedangkan asam stearat disimpan pada suhu 85 0 C dengan tujuan agar asam stearat berada pada fasa cair. Dari tangki penampungan sementara akan dialirkan ke heater untuk menaikkan suhunya menjadi 150 0 C. lalu dari heater ini akan dialirkan ke reaktor dengan kondisi pada suhu 150 0 C dan tekanan 1 atm. 2.5.2 Tahap Reaksi Kondensasi Pada proses ini reaksi yang terjadi adalah : HOCH 2 CH 2 NH 2 + C 17 H 35 COOH HOCH 2 CH 2 NHCOC 17 H 35 + H 2 O (monoetanolamin) (asam stearat) (As. Stearat monoetanolamida) Reaksi berlangsung pada reaktor dengan kondisi operasi 150 0 C dan tekanan atmosfir, menggunakan katalis kalium hidroksida (KOH) sebanyak 0,076 mol/ mol asam stearat. Konversi asam stearat monoetanolamida adalah 86,9% dan waktu tinggal selama 4 jam. Hasil dari reaktor ini berupa asam stearat monoetanolamida. (www.niir.org,2006) 2.5.3 Tahap Pemurnian Produk Produk dari reaktor dialirkan ke heater untuk menaikkan suhu dari 150 0 C menjadi 213,461 0 C dan dipisahkan dengan kolom destilasi. Produk atas mengandung uap kalium hidroksida dan gas monoetanolamin. Produk bawah mengandung asam stearat dan asam stearat monoetanolamida. Produk atas didinginkan dengan kondensor dari suhu 195,13 0 C menjadi 155 0 C, kemudian dipisahkan dengan flash drum. Produk atas mengandung uap kalium hidroksida. Produk bawah mengandung monoetanolamin. Produk atas didinginkan dengan kondensor dari suhu 155 0 C menjadi 30 0 C. Produk bawah berupa monoetanolamin direcycle dengan kondisi 150 0 C dan tekanan 1atm.
II-6 Produk bawah berupa asam stearat dan asam stearat monoetanolamin didinginkan dengan kondensor dari suhu 280 0 C menjadi 110 0 C, kemudian dialirkan ke crystalizer untuk menghasilkan padatan berbentuk kristal pada suhu 85 0 C dan tekanan 1 atm. Asam stearat dan asam stearat monoetanolamida dialirkan ke Separator suntuk memisahkan produk asam stearat monoetanolamida dari asam stearat. Produk asam stearat monoetanolamida yang telah kering disimpan dalam tangki penyimpanan pada suhu 30 0 C dan tekanan 1 atm.