Sodium Bisulfite as SO 3 Source for Synthesis of Methyl Ester Sulfonate Using RBD Stearin as Raw Material

dokumen-dokumen yang mirip
A. Sifat Fisik Kimia Produk

I. PENDAHULUAN. Potensi Indonesia sebagai produsen surfaktan dari minyak inti sawit sangat besar.

I. PENDAHULUAN. Metil ester sulfonat (MES) merupakan golongan surfaktan anionik yang dibuat

Transesterifikasi parsial minyak kelapa sawit dengan EtOH pada pembuatan digliserida sebagai agen pengemulsi

II. TINJAUAN PUSTAKA. sawit kasar (CPO), sedangkan minyak yang diperoleh dari biji buah disebut

LAPORAN AKHIR. Diajukan Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendididikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

4 Pembahasan Degumming

II. TINJAUAN PUSTAKA

LAPORAN AKHIR PENGARUH RASIO REAKTAN DAN WAKTU SULFONASI TERHADAP KARAKTERISTIK METIL ESTER SULFONAT BERBASIS MINYAK KELAPA SAWIT

PENGARUH SUHU DAN RASIO REAKTAN DALAM PEMBUATAN METIL ESTER SULFONAT DENGAN AGEN PENSULFONASI NAHSO 3 BERBASIS MINYAK KELAPA SAWIT

I. PENDAHULUAN. Metil ester sulfonat (MES) merupakan surfaktan anionik yang dibuat melalui

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4:1, MEJ 5:1, MEJ 9:1, MEJ 10:1, MEJ 12:1, dan MEJ 20:1 berturut-turut

Studi Kinetika Reaksi Metanolisis Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Menggunakan Reaktor Batch Berpengaduk

TRANSESTERIFIKASI PARSIAL MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN ETANOL PADA PEMBUATAN DIGLISERIDA SEBAGAI AGEN PENGEMULSI

LAPORAN AKHIR PENGARUH WAKTU SULFONASI DALAM PEMBUATAN SURFAKTAN MES (METHYL ESTER SULFONATE) BERBASIS MINYAK KELAPA SAWIT KASAR (CPO)

II. TINJAUAN PUSTAKA. Kelapa sawit (Elaeis Guineesis Jacq) merupakan salah satu tanaman perkebunan

Perbandingan aktivitas katalis Ni dan katalis Cu pada reaksi hidrogenasi metil ester untuk pembuatan surfaktan

Bab IV Hasil dan Pembahasan. IV.2.1 Proses transesterifikasi minyak jarak (minyak kastor)

BAB I PENDAHULUAN I.1.

Kelompok B Pembimbing

KAJIAN PENGARUH KONSENTRASI H 2 SO 4 DAN SUHU REAKSI PADA PROSES PRODUKSI SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT (MES) DENGAN METODE SULFONASI ABSTRACT

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

THE DETERMINATION OF OPTIMUM CONDITION FOR THE SYNTHESIS OF ALKYL MONOETHANOLAMIDE FROM PALM KERNEL OIL

SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT DARI PALM OIL METHYL ESTER DAN NATRIUM METABISULFIT DENGAN PENAMBAHAN KATALIS KALSIUM OKSIDA

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

4001 Transesterifikasi minyak jarak menjadi metil risinoleat

I. PENDAHULUAN. Potensi PKO di Indonesia sangat menunjang bagi perkembangan industri kelapa

4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Jurnal Flywheel, Volume 3, Nomor 1, Juni 2010 ISSN :

LAPORAN SKRIPSI PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN KATALIS PADAT BERPROMOTOR GANDA DALAM REAKTOR FIXED BED

OPTIMASI PROSES PEMBUATAN METIL ESTER SULFONAT DARI MINYAK INTI SAWIT ABSTRACT

Prarancangan Pabrik Metil Ester Sulfonat dari Crude Palm Oil berkapasitas ton/tahun BAB I PENGANTAR

Prarancangan Pabrik Asam Stearat dari Minyak Kelapa Sawit Kapasitas Ton/Tahun BAB I PENDAHULUAN

LAPORAN AKHIR. PENGARUH SUHU DAN KATALIS CaO PADA SINTESIS METIL ESTER SULFONAT (MES) BERBASIS CRUDE PALM OIL (CPO) DENGAN AGEN H2SO4

Deterjen yang pertama dibuat adalah garam natrium dari lauril hidrogen sulfat. Saat ini : kebanyakan deterjen adalah garam dari asam sulfonat

SINTESIS METIL ESTER SULFONAT MELALUI SULFONASI METIL ESTER MINYAK KEDELAI UNTUK APLIKASI CHEMICAL FLOODING

2. TINJAUAN PUSTAKA. Gambar 1 Diagram alir pengepresan biji jarak dengan pengepres hidrolik dan pengepres berulir (Hambali et al. 2006).

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Emulsi Metil Ester Sulfonat dari CPO

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK KELAPA MELALUI PROSES TRANS-ESTERIFIKASI. Pardi Satriananda ABSTRACT

SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT (MES) DARI METIL LAURAT. [Synthesis of Methyl Ester Sulfonic (MES) from Methyl Laurate]

Bab IV Hasil dan Pembahasan

II. TINJAUAN PUSTAKA. Minyak jelantah merupakan minyak goreng yang telah digunakan beberapa kali.

ABSTRAK. POTENSI BIJI ASAM JAWA (Tamarindus indica) SEBAGAI BAHAN BAKU ALTERNATIF BIODIESEL

Lampiran 1. Determinasi Tanaman Jarak Pagar

Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan

PRODUKSI BIODIESEL DARI CRUDE PALM OIL MELALUI REAKSI DUA TAHAP

Alumni Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung

Keywords: methyl ester sulfonate, methanolysis, emulsifier

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Sintesis Metil Ester dari Minyak Goreng Bekas dengan Pembeda Jumlah Tahapan Transesterifikasi

HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH SUHU, LAMA PEMASAKAN, KONSENTRASI METANOL DAN SUHU PEMURNIAN TERHADAP BILANGAN IOD DAN BILANGAN ASAM SURFAKTAN DARI MINYAK INTI SAWIT

Studi Penggunaan Katalis Padat Pada Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari Metil Ester Berbasis Minyak Sawit

HASIL DAN PEMBAHASAN A. Penelitian Pendahuluan (Pembuatan Biodiesel)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGARUH PENGGUNAAN BAHAN ALTERNATIF METIL ESTER DARI MINYAK JELANTAH PADA SINTESIS METIL ESTER SULFONAT (MES) SEBAGAI OIL WELL STIMULATION AGENT

PEMANFAATAN MINYAK JELANTAH SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKU PRODUKSI METIL ESTER FEBNITA EKA WIJAYANTI

BAB III ALAT, BAHAN, DAN CARA KERJA. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Farmasi Kuantitatif

PENGARUH SUHU DAN LAMA PROSES SULFONASI DALAM PROSES PRODUKSI METHYL ESTER SULFONIC ACID (MESA) MENGGUNAKAN SINGLE TUBE FALLING FILM REACTOR (STFR)

KAJIAN PENGARUH SUHU DAN LAMA REAKSI SULFONASI PADA PEMBUATAN METHYL ESTER SULFONIC ACID

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI DALAM KOLOM PACKED BED. Oleh : Yanatra NRP.

PEMBUATAN BIOGASOLINE DARI PALM OIL METIL ESTER MELALUI REAKSI PERENGKAHAN DENGAN INISIATOR METIL ETIL KETON PEROKSIDA DAN KATALIS ASAM SULFAT

BAB II PUSTAKA PENDUKUNG. Ketersediaan energi fosil yang semakin langka menyebabkan prioritas

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Gambar 1. Kelapa Sawit dan Hasil Pengolahan Kelapa Sawit

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

LAPORAN AKHIR. PENGARUH SUHU DAN KATALIS CaO PADA SINTESA SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT BERBASIS CRUDE PALM OIL DENGAN AGEN SULFONASI NaHSO3

LAMPIRAN 1 DATA BAHAN BAKU

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

LAMPIRAN 1 DATA BAHAN BAKU

Kata Kunci : Metil ester, metil ester suilfonat, transesterifikasi, sulfonasi, minyak kelapa sawit, emulsifier

Judul PEMBUATAN TRIGLISERIDA RANTAI MENENGAH (MEDIUM CHAIN TRIGLYCERIDE) Kelompok B Pembimbing

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Lampiran 1. Pohon Industri Turunan Kelapa Sawit

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

LAMPIRAN A. Pembuatan pelumas..., Yasir Sulaeman Kuwier, FT UI, 2010.

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Prarancangan Pabrik Asam Stearat dari Minyak Kelapa Sawit Kapasitas ton/tahun BAB I PENDAHULUAN

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

LAMPIRAN A DATA BAHAN BAKU

Dibimbing Oleh: Prof. Dr. Ir. Mahfud, DEA Ir. Rr. Pantjawarni Prihatini

Pengaruh Katalis H 2 SO 4 pada Reaksi Epoksidasi Metil Ester PFAD (Palm Fatty Acid Distillate)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

III. METODA PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II. TINJAUAN PUSTAKA A. SURFAKTAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PEMBUATAN BIODIESEL SECARA SIMULTAN DARI MINYAK JELANTAH DENGAN MENGUNAKAN CONTINUOUS MICROWAVE BIODISEL REACTOR

SINTESIS, PEMURNIAN DAN KARAKTERISASI METIL ESTER SULFONAT (MES) SEBAGAI BAHAN INTI DETERJEN DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum L)

Bab III Metodologi Penelitian

LAMPIRAN 1 DATA BAHAN BAKU

METODE PENELITIAN Kerangka Pemikiran

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

Transkripsi:

116 IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 Sodium Bisulfite as S 3 Source for Synthesis of Methyl Ester Sulfonate Using RBD Stearin as Raw Material Dieni Mansur 1, Nuri Astrini 1, dan Tasrif 1 Abstract Methyl Ester Sulfonate (MES) is an anionic surfactant that be used for making cleansing products. MES is a biodegradable product because it is made from vegetable oil. MES can replace LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate) and AS (Alcohol Sulfate) that made from petrochemical substances. Process synthesis of MES was required the source of S 3 which can be obtained from sodium bisulfite. Various of process variables such as temperature and mole ratio between S 3 and methyl ester was required to get the optimal condition of sulfonation process using falling film reactor. In this research was obtained optimal temperature at 9 C and mole ratio between sodium bisulfate and methyl ester was 1.6 : 1 giving active matter 32%. The qualities of obtained MES have near to the quality of MES of Chemithon and of LAS. Iod value and color of MES of Chemithon were.1 1 and 1 klett respectively while in this research was 6.11 for iod value and 135 klett for the color. Surface tension of LAS was 31.6 dyne/cm while MES as the experimental product rest at 5 dyne/cm. Keywords Methyl Ester Sulphonate, RBD stearin, Methylester, Sulphonation, Falling film reactor, Sodium bisulphate, LAS. M I. PENDAHULUAN etil Ester Sulfonat (MES) diperkirakan akan menjadi salah satu surfaktan yang sangat penting untuk tahun-tahun mendatang mengingat kebutuhan industri sabun dan deterjen akan semakin meningkat seiring dengan peningkatan konsumsi masyarakat. Selain itu, MES juga memiliki beberapa keunggulan, yaitu bersifat terbarukan (renewable resources), lebih bersih dan ramah lingkungan, secara alami mudah terdegradasi (biodegradable) dan memiliki sifat deterjensi yang baik walaupun digunakan pada air dengan tingkat kesadahan yang cukup tinggi [3]. Menurut Sadi [2] surfaktan MES mempunyai prospek yang cukup baik sebagai bahan baku deterjen. Alasan utama belum mampunya MES menggantikan linear alkilbenzene sulfonat (LAS) dan alkohol sulfat (AS), yang terbuat dari bahan sintesis minyak bumi (petrokimia), sebagai surfaktan anionik terbesar adalah belum sempunanya teknologi sulfonasi untuk memproduksi MES. Padahal MES mempunyai banyak kelebihan dibanding LAS dan AS [2]. Menurut Watkins [3] surfaktan MES termasuk golongan surfaktan anionik, yaitu surfaktan yang bermuatan negatif dalam bagian aktif permukaan (surface active) atau pusat hidrofobiknya (misalnya RC-Na, R adalah Naskah diterima 23 Januari 27; selesai revisi pada 1 April 28 1 Dieni M., Nur Astrini, dan Tasrif adalah peneliti Pusat Penelitian Kimia Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, INDNESIA (e-mail: dieni_chemistry_lipi@yahoo.com) fatty hidrophobe). Struktur kimia metil ester sulfonat (MES) adalah sebagai berikut [3]. R CH C S 3 - Gambar 1. Struktur Kimia Metil Ester Sulfonat Banyak penelitian saat ini mengembangkan surfaktan dari minyak alami karena mempunyai keunggulan seperti bahan baku bersifat terbarukan, dan teknologi pembuatannya lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan surfaktan yang menggunakan bahan baku petrokimia. Sumber bahan baku dari alam yang dapat digunakan dalam pembuatan surfaktan adalah minyak sawit, minyak kelapa, minyak kacang kedelai dan juga lemak sapi. Senyawa metil ester sulfonat (MES) dapat dibuat dari metil ester asam lemak. Asam lemak yang mempunyai atom C 12 C 14 berperan terhadap pembusaan, sedangkan asam lemak yang mempunyai atom C 16 -C 18 berperan terhadap kekerasan dan deterjensi. Komposisi asam lemak metil ester seperti di atas dimiliki oleh stearin sawit seperti terlihat pada Tabel 1 [3]. Beberapa negara hingga saat ini melakukan pembuatan MES menggunakan teknologi yang dimiliki oleh Chemithon. Pada teknologi Chemithon ini pembuatan MES dilakukan dengan mereaksikan metil ester asam lemak dengan gas S 3 [4]. Proses pembentukan MES dari ester asam lemak dapat dideskripsikan seperti pada Gambar 2 [5]. Ditinjau dari bahan bakunya, khusus dalam pengadaan gas S 3 di Indonesia sulit dilakukan. Selain itu reaksi gas S 3 dengan bahan organik cukup cepat pada berbagai kemungkinan reaksi. Proses ini cukup rumit sehingga diperlukan kontrol proses yang ketat. leh karena itu S 3 dapat diganti dengan bahan lain yang lebih mudah untuk ditangani seperti natrium bisulfit. Pada prakteknya proses pembuatan MES sangat kompleks, terutama karena tahap sulfonasi membutuhkan S 3 berlebih (excess). S 3 berlebih dibutuhkan karena reaksi sulfonasi berlangsung melalui satu atau lebih intermediet. leh karena itu kelebihan molar S 3 sebesar 15-3 % dan suhu setinggi 9 C dilaksanakan di industri untuk memperoleh laju reaksi dan hasil (yield) yang baik [6]. CH 3

IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 117 TABEL 1 PERBANDINGAN KMPSISI ASAM LEMAK PADA METIL ESTER DARI Asam lemak BEBERAPA JENIS MINYAK Kelapa C 12 -C 14 Inti sawit C 8 -C 18 Stearin sawit C 16 -C 18 Tallow C 16 -C 18 Kaprilat (C 8 ) - 5,2 - - Kaprat (C 1 ) - 4,4 - - Laurat (C 12 ) 71,5 51,,2 - Miristat (C 14 ) 28, 15, 1,5 3,1 Palmitat (C 16 ),6 7,2 65,4 31,6 Stearat (C 18 ) - 17,2 32,2 63,6 Arakidat (C 2 ) - -,7 1,8 Refined Bleached Deodorized stearin (RBD stearin) merupakan hasil samping pembuatan minyak goreng dari minyak sawit (Crude Plam il). RBD stearin ini terdiri dari asam lemak yang mempunyai atom C 16 C 18 dominan yang berperan terhadap kekerasan dan sifat deterjensi. leh karena itu, untuk diversifikasi hasil samping tersebut maka RBD stearin dicoba dipakai sebagai bahan baku pembuatan MES. Penelitian ini ditujukan untuk mendapatkan kondisi proses optimum sehingga diperoleh kualitas MES yang baik dengan cara membandingkan dengan kualitas LAS yang sekarang ini digunakan sebagai bahan baku pembuat deterjen. Kualitas MES ditentukan dari kandungan bahan aktif, bilangan iod, tegangan permukaan, dan warna. Sumber: Chemithon R CH 2 C CH 3 + S 3 R CH 2 (C CH 3 ): S 3 Metil Ester Asam Lemak R CH 2 (C CH 3 ): S 3 + S 3 R CH 2 (C S 3 H CH 3 ): S 3 R CH 2 (C CH 3 ): S 3 R CH 2 C CH 3 + S 3 S 3 H S 3 H Metil Ester Sulfonat Gambar 2. Skema Pembentukan Metil Ester Asam Lemak menjadi MES II. PRSEDUR PERCBAAN Penelitian ini diawali dengan mempersiapkan berbagai macam peralatan dan bahan yang akan digunakan. A. Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah reaktor falling film yang dilengkapi dengan jaket pemanas. Sebagai sumber pemanas digunakan water bath yang mensirkulasikan air pemanas ke dalam jaket reaktor. Metil ester mengalir di dinding reaktor dari atas ke bawah. Natrium bisulfit dipanaskan dan gas S 3 yang terbentuk dikontakkan dengan metil ester dengan arah dari bawah ke atas. Produk MES ditampung di bawah reaktor. B. Bahan RBD (Refined Bleached Deodorized) stearin sebagai hasil samping pembuatan minyak goreng dipakai sebagai bahan baku mentah. RBD stearin ini ditransesterifikasi menjadi metil ester. Sifat kimia dan fisik metil ester yang digunakan terlihat pada Tabel 2.

118 IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 TABEL 2 SIFAT-SIFAT KIMIA DAN FISIK METIL ESTER No. Parameter Sifat-sifat 1 Rumus kimia 2 Fase Cair C n H 2n+1 CCH 3 dan C n H 2n CCH 3 3 Densitas 87 88 kg/m 3 pada 25 o C 4 Titik beku 7-15 o C 5 Titik didih 245 27 o C 6 Viskositas,23 Ns/m 2 7 Bil asam.6 8 Bil iod 38,76 Metil ester dipakai sebagai salah satu reaktan pembuatan MES. Selain metil ester juga digunakan natrium bisulfit, NaHS 3 (konsentrasi 39% dari Merck) sebagai sumber S 3. Bahan-bahan lain yang digunakan dalam proses ini adalah metanol 95%, hidrogen peroksida (konsentrasi 35% dari Merck), dan larutan natrium hidroksida1%. III. METDLGI Sebelum proses sulfonasi, terlebih dahulu dilakukan transesterifikasi terhadap RBD stearin. Pada proses transesterifikasi, RBD stearin direaksikan dengan metanol menggunakan KH sebagai katalis. Setelah proses transesterifikasi berlangsung selama 2 jam akan terbentuk 2 lapisan produk yaitu metil ester bagian atas dan gliserol bagian bawah. Kedua lapisan ini dipisahkan, kemudian metil ester yang diperoleh dicuci dengan aquades sampai diperoleh ph netral. Selanjutnya dilakukan evaporasi untuk menghilangkan air yang ada di dalam metil ester. Pembuatan metil ester sulfonat dilakukan dengan mereaksikan metil ester dengan S 3 dari natrium bisulfit yang dipanaskan pada temperatur 9 C dan teroksidasi di dalam reaktor falling film dengan adanya aliran oksigen. Pada penelitian ini dibuat variasi suhu dan variasi perbandingan mol reaktan. Variasi suhu yang dilakukan adalah 6, 7, 8, dan 9 C, sedangkan variasi perbandingan mol natrium bisulfit terhadap metil ester adalah 1:1 ; 1,2:1 ; 1,4:1 ; dan 1,6:1. Proses sulfonasi dilakukan selama 2 jam. Proses kemudian dilanjutkan dengan penambahan metanol untuk menghambat pembentukan Na-salt (produk samping) dan dilanjutkan dengan proses bleaching serta penetralan hasil produk MES. Parameter analisis yang dilakukan terhadap produk MES adalah identifikasi gugus S 3 H yang bereaksi dengan metil ester dengan mengamati pola spektrum FT-IR menggunakan alat IR Prestige 21 FT-IR Shimadzu, kandungan bahan aktif dengan analisa menggunakan gas kromatografi GC-14A Shimadzu, kolom DB-5-MS 3 m x,25 mm x,25 µm, suhu kolom 8 C diprogram dengan kecepatan 5 C/menit hingga 16 C, detektor FID pada suhu 28 C, gas pembawa He 4 ml/menit, tegangan permukaan menggunakan alat Torsion Balance for Surface & Interfacial, serta pengamatan warna menggunakan Spektrofotometer UV/VIS Hitachi Type pada panjang gelombang 42 nm. Proses pembuatan MES dapat digambarkan seperti terlihat pada diagram alir Gambar 1. IV. METDLGI Sebelum proses sulfonasi, terlebih dahulu dilakukan transesterifikasi terhadap RBD stearin. Pada proses transesterifikasi, RBD stearin direaksikan dengan metanol menggunakan KH sebagai katalis. Setelah proses transesterifikasi berlangsung selama 2 jam akan terbentuk 2 lapisan produk yaitu metil ester bagian atas dan gliserol bagian bawah. Kedua lapisan ini dipisahkan, kemudian metil ester yang diperoleh dicuci dengan aquades sampai diperoleh ph netral. Selanjutnya dilakukan evaporasi untuk menghilangkan air yang ada di dalam metil ester. Pembuatan metil ester sulfonat dilakukan dengan mereaksikan metil ester dengan S 3 dari natrium bisulfit yang dipanaskan pada temperatur 9 C dan teroksidasi di dalam reaktor falling film dengan adanya aliran oksigen. Pada penelitian ini dibuat variasi suhu dan variasi perbandingan mol reaktan. Variasi suhu yang dilakukan adalah 6, 7, 8, dan 9 C, sedangkan variasi perbandingan mol natrium bisulfit terhadap metil ester adalah 1:1 ; 1,2:1 ; 1,4:1 ; dan 1,6:1. Proses sulfonasi dilakukan selama 2 jam. Proses kemudian dilanjutkan dengan penambahan metanol untuk menghambat pembentukan Na-salt (produk samping) dan dilanjutkan dengan proses bleaching serta penetralan hasil produk MES. Parameter analisis yang dilakukan terhadap produk MES adalah identifikasi gugus S 3 H yang bereaksi dengan metil ester dengan mengamati pola spektrum FT-IR menggunakan alat IR Prestige 21 FT-IR Shimadzu, kandungan bahan aktif dengan analisa menggunakan gas kromatografi GC-14A Shimadzu, kolom DB-5-MS 3 m x,25 mm x,25 µm, suhu kolom 8 C diprogram dengan kecepatan 5 C/menit hingga 16 C, detektor FID pada suhu 28 C, gas pembawa He 4 ml/menit, tegangan permukaan menggunakan alat Torsion Balance for Surface & Interfacial, serta pengamatan warna menggunakan Spektrofotometer UV/VIS Hitachi Type pada panjang gelombang 42 nm. Proses pembuatan MES dapat digambarkan seperti terlihat pada diagram alir Gambar 3. V. HASIL DAN PEMBAHASAN Terjadinya proses sulfonasi dapat dibuktikan atau diidentifikasi dengan berbagai cara diantaranya dengan menganalisa sampel menggunakan FT-IR yaitu dengan meneteskan larutan sampel pada pellet KBr. Terbentuknya gugus sulfonat dapat dilihat dengan munculnya puncak S 3 H pada angka gelombang 1781,34 cm -1 yang tidak ditemui pada senyawa metil ester RBD stearin, seperti terlihat pada Gambar 4 dan 5. Puncak pada 3467,2 cm -1 disebabkan oleh adanya vibrasi gugus -H yang kemungkinan disebabkan oleh adanya kandungan air (H 2 ) di dalam produk MES. Puncak-puncak pada 2923 2925 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi senyawa CH 3 dan CH 2 - baik di dalam metil ester RBD stearin maupun di dalam senyawa

IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 119 MES. Hal ini membuktikan bahwa senyawa CH 3 dan CH 2 - sebagai ester tidak terbakar menjadi karbon. Disamping pengukuran dengan FTIR juga dilakukan analisa terhadap metil ester dan MES yang diperoleh dengan menggunakan kromatografi gas (GC). Dari kromatogram GC, Gambar 6 dan Gambar 7, diperoleh data banyaknya metil ester yang bereaksi dengan S 3 (kandungan bahan aktif) dengan cara membandingkan data kromatogram metil ester RBD stearin dengan data kromatogram MES yang dihasilkan pada berbagai kondisi operasi. Berdasarkan data kandungan bahan aktif yang diperoleh pada setiap kondisi operasi dapat ditinjau dari dua sisi yaitu pada suhu tertentu (Gambar 8) dan pada perbandingan mol tertentu (Gambar 9). Ditinjau dari suhu operasi, pada suhu 6, 7, 8, dan 9 C diperoleh kandungan bahan aktif secara berurutan sebesar 8, 11, 21, dan 32 %. Hal ini dapat dikatakan bahwa semakin tinggi suhu sulfonasi maka kandungan bahan aktif yang diperoleh juga semakin besar. Suhu proses mempengaruhi energi aktivasi. Semakin tinggi suhu maka energi aktivasi semakin menurun, maka semakin cepat terjadi reaksi antar reaktan untuk membentuk produk. Dari hasil kandungan bahan yang diperoleh dapat dikatakan bahwa suhu optimal untuk proses sulfonasi metil ester menggunakan natrium bisulfit dicapai pada suhu 9 C karena pada saat itu terjadi reaksi optimum. RBD stearin Metanol + KH Reaktor Metil ester Gliserol Reaktor Falling Film Natrium bisulfit + 2 (NaHS 3 ) S 3 Metanol Metilasi H 2 2 Pemucatan (Bleaching) NaH Netralisasi Metil Ester Sulfonat Gambar 3. Proses Pembuatan MES Gambar 4. Spektrum FT-IR Metil Ester

12 IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 Gambar 5. Spektrum FT-IR MES dengan Proses Sodium Bisulfit Gambar 6. Kromatogram Metil Ester RBD Stearin Gambar 7. Kromatogram Metil Ester Sulfonat Gambar 9 menggambarkan pengaruh perbandingan mol reaktan yang kaitannya dengan kandungan bahan aktif dan suhu sulfonasi. Terlihat bahwa dengan perbandingan 1 mol antara natrium bisulfit dengan metil ester memberikan kandungan bahan aktif yang lebih rendah dibandingkan dengan yang lain pada setiap suhu reaksi. Untuk perbandingan mol reaktan 1,4:1 dan 1,6:1 kandungan bahan aktif untuk setiap suhu hampir sama terlihat dari 3 titik pada grafik yang berimpit. Dari data dapat disimpulkan perbandingan mol yang optimal adalah 1,4:1 antara natrium bisulfit terhadap metil ester dengan kandungan bahan aktif MES sebesar 32%. Hal ini dapat dijelaskan bahwa dengan memperbesar jumlah natrium bisulfit tidak membuat gugus sulfat terikat lebih banyak ke metil ester. Kalau ditinjau dari kandungan bahan aktif yang dihasilkan, dapat dikatakan bahwa hasilnya masih relatif kecil. Hal ini disebabkan oleh masuknya uap air bersama gas S 3, sebagai hasil pemanasan natrium bisulfit, saat reaksi berlangsung. Adanya uap air akan mengganggu proses sulfonasi.ditinjau dari segi bilangan iod maka hasil yang diperoleh dapat digambarkan seperti pada Gambar 1. Analisis bilangan iod hanya dilakukan untuk MES yang menghasilkan kandungan bahan aktif paling besar untuk tiaptiap suhu proses. Dari sini dapat dikatakan semakin banyak metil ester yang terkonversi menjadi MES maka bilangan iodnya semakin kecil. Bilangan iod mengindikasikan ikatan rangkap yang terdapat dalam metil ester. Pada grafik di atas terlihat bahwa semakin tinggi suhu proses sulfonasi maka bilangan iodnya makin rendah berarti semakin banyak metil ester yang mengandung ikatan rangkap (seperti metil oleat) yang telah bereaksi membentuk metil ester sulfonat. Kemungkinan lain yang terjadi adalah gugus sulfonat terikat pada atom C yang mempunyai ikatan rangkap. Sehingga metil ester yang sebelumnya mempunyai ikatan rangkap akan berubah menjadi ikatan tunggal dan ini juga akan menyebabkan penurunan bilangan iod. Bilangan iod optimal diperoleh sebesar 6,11 g I 2 /g sampel untuk kandungan MES optimal.

IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 121 K a n d u n g a n B a h a n A k ti f (% ) 35 3 25 2 15 1 5.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 T = 6 C T = 7 C T = 8 C T = 9 C Mol ME : leum Gambar 8. Kurva pengaruh perbandingan mol reaktan terhadap kandungan bahan aktif MESs pada suhu tertentu Kandungan Bahan Aktif (% ) 35 3 25 2 15 1 5 5 6 7 8 9 1 Suhu sulfonasi ( C) 1 mol 1,2 mol 1,4 mol 1,6 mol Gambar 9. Kurva pengaruh suhu sulfonasi terhadap kandungan bahan aktif MES pada perbandingan mol reaktan tertentu Jika ditinjau dari segi penurunan tegangan permukaan maka dapat digambarkan seperti pada Gambar 9. Semakin tinggi kandungan bahan aktif yang terdapat dalam MES, maka tegangan permukaan semakin menurun, sesuai dengan fungsinya bahwa surfaktan adalah senyawa penurun tegangan permukaan. Jika dibandingkan dengan LAS yang mempunyai tegangan permukaan 31,6 dyne/cm maka MES yang diproses dengan natrium bisulfit ini masih di atasnya. Hal ini disebabkan kandungan bahan aktif yang masih rendah. Tegangan permukaan yang paling optimum dicapai pada 5 dyne/cm untuk MES dengan yang diproses pada suhu 9 C dengan perbandingan mol natrium bisulfit terhadap metil ester 1,4 : 1. B i la n g a n I o d (g I 2 / g s a m p e l) 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 6 7 8 9 Suhu sulfonasi ( C) Gambar 1. Kurva pengaruh suhu sulfonasi terhadap penurunan bilangan Iod dan pembentukan bahan aktif MES 35 3 25 2 15 1 5 K a n d u n g a n B a h a n A k ti f (% ) Bil. Iod Bahan Aktif (%) Kualitas MES yang baik selain mempunyai kandungan bahan yang tinggi, bilangan iod yang rendah, dan mempunyai tegangan permukaan yang rendah juga harus mempunyai warna yang putih. Semakin putih suatu produk maka apabila diaplikasikan untuk pembuatan deterjen, maka tidak akan menimbulkan efek terhadap pakaian yang berwarna terang seperti putih saat dicuci. Hasil analisis warna MES pada berbagai temperatur sulfonasi sebelum dilakukan bleaching dapat dilihat pada Gambar 12. Terlihat bahwa dengan semakin tinggi suhu sulfonasi, maka warna yang dihasilkan semakin gelap. Untuk mengatasi masalah ini maka dilakukan proses bleaching dengan menggunakan H 2 2 pada berbagai suhu terhadap produk MES dengan kandungan bahan aktif 32 %. 4 7 Kandungan Bahan Aktif (%) 3 2 1 6 5 Tegangan Permukaan (dyne/cm) Kandungan Bahan Aktif Tegangan permukaan 6 7 8 9 4 Suhu sulfonasi ( C) Gambar 11. Kurva pengaruh suhu sulfonasi terhadap penurunan tegangan permukaan dan pembentukan bahan aktif MES

122 IPTEK, The Journal for Technology and Science, Vol. 18, No. 4, November 27 Klett Number 6 5 4 3 2 1 5 6 7 8 9 1 Suhu sulfonasi ( C) Gambar 12. Kurva pengaruh suhu sulfonasi terhadap warna MES Klett number 6 5 4 3 2 1 5 6 7 8 9 Suhu bleaching ( C) Gambar 13. Kurva pengaruh suhu bleaching terhadap warna MES Dari kurva pada gambar 13 di atas dapat dilihat bahwa dengan dilakukan bleaching maka warna MES menurun dari 53 menjadi 135 dengan suhu bleaching 55 C. Sifat fisik dan kimia MES yang dihasilkan dari penelitian ini dapat dibandingkan dengan MES Chemithon yang diperoleh dari literatur seperti tercantum pada Tabel 3. No. TABEL 3 SIFAT SIFAT FISIK DAN KIMIA PRDUK MES Parameter Cemithon Sifat-sifat Kimia LIPI 1 Rumus kimia C n H 2n+1 S 3 NaCCH 3 2 Fase Cair - Padat Cair - Padat 3 Bil iod,1-1 6,11 4 Warna (Klett) 1 135 5 Bahan aktif (%) 85-95 32 6 Metanol sisa (%),4-1 Tidak terdeteksi VI. KESIMPULAN Pada penelitian ini dihasilkan MES yang berwarna putih agak kekuningan (135 klett) dan warna ini sudah mendekati MES Chemithon (< 1 klett). Produk MES yang optimal dari penelitian ini mempunyai kandungan bahan aktif sebesar 32% yang dihasilkan dari proses dengan kondisi suhu sulfonasi 9 C dan perbandingan mol reaktan natrium bisulfit dengan metil ester adalah 1,6:1. Sulfonasi menggunakan natrium bisulfit telah memberikan harapan guna dilakukan penelitian lebih lanjut yaitu dengan melakukan modifikasi atau penambahan pada bagian tertentu peralatan proses agar air yang keluar dari proses pemanasan NaHS 3 dapat tersaring dan tidak masuk ke sistem proses. VII. DAFTAR PUSTAKA [1] Matheson, K. L. Surfactant Raw Materials : Classification, Synthesis, and Uses. In : Soap and Detergents : A Theoritical And Practical Review. Spitz, L. (Ed). ACS Press, Champaign, Illinois. 1996. [2] Sadi, S. Penggunaan Minyak Sawit dan Inti Sawit sebagai Bahan Baku Surfaktan. Berita Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS), 1 (1) : 57 63. 1993. [3] Watkins, C., All Eyes are on Texas. Inform 12 : 1152-1159. 21 [4] W. Brad Sheats, et al., Methyl Ester Sulfonate Products, The Chemithon Corporation. 25. [5] Hovda., Sulfonation of Fatty Acid Esters, United States Patent No. 5,587,5. 1996. [6] Alan E.S., et. al, Nonbleach Proceess for the Purification of Palm C16-C18 Methyl Ester Sulphonates, JACS, Vol. 72, no. 7, 1995.