PEMBUATAN METIL ESTER SULFONAT (MES) DARI CPO PARIT DENGAN MENGGUNAAN

H2SO4 SEBAGAI AGEN PENSULFONASI

Fitriani Indah Lestari (130405032)Siti Nurfadilla Siregar (130405048)Feni Dwi Desiyana (130405052)

TEKNOLOGI OLEOKIMIA

Kelompok 8

ISI YANG AKAN DI BAHAS :

Latar Belakang Kelapa Sawit Surfaktan Metil Ester Metil Ester Sulfonat (MES) Proses Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES)

Penghilangan Gum (Degumming) Pembuatan Metil EsterPembuatan Metil Ester Sulfonat (MES)

Kesimpulan

Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak sawit terbesar di dunia, yaitu memiliki luas area perkebunan kelapa sawit sebesar 5306,1 hektare dan memiliki 375 buah pabrik CPO dengan produksi CPO sebesar 14,632 juta ton dan limbah cair sebanyak 0,355 juta ton. Limbah tersebut memiliki kandungan BOD sebesar 25.000 mg/l dan ph 4,2 sehingga berbahaya jika langsung dibuang ke sungai. Limbah cair yang dihasilkan tersebut masih mengandung minyak (CPO) sisa proses pengolahan yang mencapai 2% dari produksi total CPO.

Besarnya jumlah limbah cair yang dihasilkan dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan yang luar biasa jika tidak dilakukan penanganan limbah secara benar. Namun minyak yang terdapat dalam limbah cair (CPO parit) tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam pembuatan MES (Metil ester sulfonat) yang akan menghasilkan 7.093 juta liter MES pertahun sehingga diharapkan Indonesia tidak lagi mengimpor surfaktan anionik untuk keperluan industrinya.

Kelapa Sawit Kelapa sawit adalah tanaman perkebunan/industri dari famili Palmae. Di indonesia daging

buah kelapa kebanyakan diolah menjadi minyak kelapa sawit mentah yang diolah menjadi bahan baku minyak goreng. Selain sebagai sumber minyak goreng, produk turunan kelapa sawit ternyata masih banyak manfaatnya dan sangat prospektif untuk dapat lebih dikembangkan, antara lain:

1). Produk turunan CPO selain minyak goreng kelapa sawit, dapat dihasilkan margarine, shortening, Vanaspati (Vegetable ghee), Ice creams, Bakery Fats, Instans Noodle, Sabun dan Detergent, Cocoa Butter Extender, Chocolate dan Coatings, Specialty Fats, Dry Soap Mixes, Sugar Confectionary, Biskuit Cream Fats, Filled Milk, Lubrication, Textiles Oils dan Bio Diesel.

2). Produk Turunan Minyak Inti Sawit. Dari produk turunan minyak inti sawit dapat dihasilkan Shortening, Cocoa Butter Substitute, Specialty Fats, Ice Cream, Coffee Whitener/Cream, Sugar Confectionary, Biscuit Cream Fats, Filled Mild, Imitation Cream, Sabun, Detergent, Shampoo dan Kosmetik.

3). Produk Turunan Oleochemicals kelapa sawit. Dari produk turunan minyak kelapa sawit dalam bentuk oleochemical dapat dihasilkan Methyl Esters, Plastic, Textile Processing, Metal Processing, Lubricants, Emulsifiers, Detergent, Glicerine, Cosmetic, Explosives, Pharmaceutical Products dan Food Protective Coatings .

Surfaktan

Surfaktan atau surface active agent merupakan zat aktif penurun tegangan permukaan yang dapat diproduksi secara sintetis kimiawi dan biokimiawi. Surfaktan dimanfaatkan sebagai bahan penggumpal, pembasah, pembusaan, emulsifier oleh industri farmasi, industri kosmetika, industri kimia, industry pertanian, dan industri pangan

Definisi surfaktan menurut IUPAC adalah suatu zat yang mempunyai kemampuan untuk menurunkan tegangan permukaan (surface tension) suatu medium dan menurunkan tegangan antarmuka (interfacial tension) antar dua fasa yang sama tetapi berbeda derajat polaritasnya dalam suatu medium yaitu dengan cara melarutkan surfaktan ke dalam medium tersebut.

Surfaktan merupakan molekul amphifilik yang memiliki dua gugus yaitu polar dan nonpolar. Gugus nonpolar bersifat hidrophobik (tidak suka air) dan mengandung rantai hidrokarbon dengan gugus alkil atau alkilbenzena. Gugus polar bersifat hidrofilik (suka air) dan mengandung heteroatom seperti O, S, P atau N yang terikat dalam gugus fungsional seperti alkohol, tiol, eter, ester, asam, sulfat, sulfonat, fosfat, amina, amida, dan lain sebagainya.

Metil Ester Metil ester merupakan produk yang dapat digunakan sebagai bahan baku

surfaktan yang berasal dari minyak dan lemak selain asam lemak (fatty acid) dan alkohol lemak (fatty alcohol). Metil ester dapat dihasilkan dengan dua cara yaitu :

(1) esterifikasi asam lemak dan (2) transesterifikasi trigliserida. Dimana esterifikasi adalah reaksi antara asam lemak dengan alkohol dengan

bantuan katalis untuk membentuk ester. Transesterifikasi adalah penggantian gugus alkohol dari ester dengan alkohol

lain dalam suatu proses yang menyerupai hidrolisis(namun berbeda dengan hidrolisis, pada proses transesterifikasi bahan yang digunakan bukan air melainkan alkohol).

Metil Ester Sulfonat

Metil ester sulfonat (MES) merupakan golongan surfaktan anionik. Bagian aktif permukaan (surface-active) surfaktan MES mengandung gugus sulfonat. Formula umum surfaktan MES adalah RSO3Na, dimana gugus R merupakan grup hidrokarbon yang dapat didegradasi pada struktur molekul surfaktan.

jenis minyak yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan metil ester sulfonat (MES) adalah kelompok minyak nabati seperti minyak kelapa, minyak sawit, minyak inti sawit, stearin sawit, minyak kedelai, atau tallow. Dimana minyak memiliki kinerja yang sangat menarik, diantaranya adalah karakteristik dispersi dan sifat detergensi yang baik terutama pada air dengan tingkat kesadahan yang tinggi (hard water), tidak mengandung ion fosfat, memberikan tingkat detergensi terbaik, serta bersifat mudah didegradasi.

Salah satu proses untuk menghasilkan surfaktan adalah proses sulfonasi untuk menghasilkan MES. Proses sulfonasi menghasilkan produk turunan yang terbentuk melalui reaksi kelompok sulfat dengan minyak, asam lemak, ester, dan alkohol lemak. Jenis minyak yang biasanya disulfonasi adalah minyak yang mengandung ikatan rangkap ataupun gugus hidroksil pada molekulnya. Bahan baku minyak yang digunakan industri adalah minyak berwujud cair yang kaya akan ikatan rangkap.

Secara umum proses produksi metil ester sulfonat terdiri dari tahap sulfonasi, tahap pemucatan, dan tahap netralisasi. Proses sulfonasi umumnya dilakukan dengan mereaksikan agen sulfonasi dengan minyak, asam lemak ataupun ester asam lemak. Agen sulfonasi yang dapat digunakan adalah H2SO4, SO3.H2SO4, NaHSO3, ataupun ClSO3H. Agen sulfonasi yang digunakan secara luas pada reaksi sulfonasi adalah asam sulfat (H2SO4) . Dalam proses sulfonasi diperlukan H2SO4 dalam jumlah yang banyak atau berlebih agar reaksi sulfonasi terjadi hingga selesai, air sebagai produk samping yang dihasilkan pada proses sulfonasi yang menggunakan H2SO4 mampu memperlambat atau bahkan menghambat terjadinya reaksi sulfonasi, sehingga diperlukan pengaturan lama sulfonasi, dan konsentrasi H2SO4 untuk menghasilkan MES yang optimal.

Reaksi sulfonasi menggunakan H2SO4 dalam pembentukan MES

H2SO4 + R CH2 C OCH3 R CH C OCH3 + H2O SO2OH

O O

Asasm Sulfat Metil Ester Metil Ester Sulfonat Air

Proses sulfonasi ini akan menghasilkan produk berwarna gelap, sehingga dibutuhkan proses pemurnian meliputi pemucatan dan netralisasi. Untuk mengurangi warna gelap tersebut, pada tahap pemucatan ditambahkan larutan metanol, yang dilanjutkan dengan proses netralisasi dengan menambahkan larutan alkali (KOH atau NaOH), setelah melewati tahap netralisasi, produk yang berbentuk pasta dikeringkan sehingga produk akhir yang dihasilkan berbentuk pasta, serpihan, atau granula Untuk menghasilkan MES yang memiliki daya kinerja yang lebih baik perlu dilakukan proses netralisasi. Pada proses netralisasi akan terjadi pembentukan garam disodium karboksi sulfonat. Pada proses yang berlebihan akan membentuk garam disalt. Kehadiran garam akan mengurangi kinerja MES dan mengurangi kelarutan MES dalam air dingin sehingga lebih sensitif terhadap air sadah. Menurut MacArthur et al. (2002) bahwa untuk menghindari terbentuknya disalt dilakukan proses aging pasca sulfonasi pada reaktor falling film dan penambahan metanol sebelum netralisasi.

Proses Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES)

Penghilangan gum (degumming) Terdapat dua metode yang digunakan dalam proses degumming yaitu dry

degumming (tanpa penambahan air panas) dan wet degumming (dengan menggunakan air panas). Metode degumming yang digunakan yaitu metode dry degumming (tanpa penambahan air panas dalam pemisahan gum pada CPO parit). Diagram alir proses degumming dapat dilihat pada Gambar berikut.

CPO

Asam fosfat 85% sebanyak 0.05%

CPO parit

Pemanasan T 80 -90ºC

Selama 15 menit

Pemisahan gum dengan minyak

Gum

Pembuatan metil ester Metil ester dari bahan dasar CPO parit dibuat melalui proses transesterifikasi. Diagram alir proses pembuatan metil ester dari CPO parit dapat dilihat pada Gambar berikut

Transesterifikasi T: 55-60

oC Lama waktu : 60 menit

Metanol

NaOH 0,3 mol/kg minyak

Karakteristik Metil Ester

Metil Ester

CPO Parit Murni

Pemisahan gliserol dengan Metil Ester

Gliserol

Pembuatan metil ester sulfonat (MES) Proses pembuatan MES melalui beberapa tahap yaitu sulfonasi, pemurnian,

dan penetralan. Diagram alir proses produksi MES dari metil ester CPO parit dapat dilihat

pada Gambar di bawah

Metanol 40 % H 2O2 11%

(v/v)

Proses Pemurnian Suhu: 50- 55 oC dan Waktu: 30 menit

Sisa reaksi

MES Kasar

MES

Proses Netralisasi T: 55- 60 o C dan Waktu: 30 menit

MES

H 2SO 4

 40 % - 90 %

Proses Sulfonasi Nisbah reaktan : 1: 1,4 Suhu reaksi : 50- 55 oC Lama reaksi : 75 menit

Proses Pemisahan ( Corong pisah t: 2 jam)

Metil Ester

NaOH 45% b/v) (

Kesimpulan : Keunggulan MES dibandingkan dengan surfaktan yang dibuat dari minyak bumi

(petroleum) adalah sifatnya dapat diperbarui, lebih ramah lingkungan karena mudah didegradasi oleh bakteri, memiliki kemampuan penyabunan yang baik, toleransi yang baik terhadap kesadahan air, bersinergi baik dengan sabun (sebagai zat aditif sabun), daya larut dalam air yang baik, lembut dan tidak iritasi pada kulit, dan memiliki karakteristik biodegradasi yang baik. MES banyak diaplikasikan untuk produk kebersihan dan deterjen serta digunakan untuk proses recovery minyak bumi. Hal ini disebabkan surfaktan memiliki gugus hidrofobik dan hidrofilik yang mampu menurunkan tegangan antar muka minyak-air sehingga minyak yang terjebak di dalam pori-pori batuan dapat diproduksikan.