Untuk pemurnian digunakan metanol sekitar 31 – 41 bb, MES basis dengan suhu 95 sampai 100°C selama 1 sampai 1,5 jam. Metanol berfungsi untuk
mengurangi pembentukan di-salt, mengurangi viskositas, dan mampu meningkatkan transfer panas dalam proses pemucatan. Proses netralisasi
dilakukan dengan mencampurkan bleached MES dengan pelarut NaOH 50 pada suhu 55°C. Selanjutnya produk MES hasil pemurnian dikeringkan pada suhu 145
°C dan tekanan 120 – 200 Torr agar diperoleh produk berupa powder atau flakes. Reaksi kimia pada proses produksi MES dari metil ester disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4 Reaksi kimia proses produksi MES
2.5 Proses Aging
Proses sulfonasi dengan bahan baku metil ester untuk menghasilkan MES merupakan proses yang cukup kompleks dibandingkan dengan proses sulfonasi
dengan menggunakan bahan baku lainnya seperti linier alkylbenzene atau alpha olefin. Surfaktan hasil sulfonasi seperti linier alkylbenzene sulfonate LAS,
primary alcohol sulfates PAS alcohol ethoxysulfates AES dan alpha olefin sulfonates AOS tidak memerlukan proses pemucatan, sedangkan sulfonasi metil
ester menghasilkan produk dengan warna gelap Nilai Klett 1000. Akibatnya seluruh proses sulfonasi metil ester komersil memerlukan tahapan pemucatan.
Perbedaan lain dari sulfonasi metil ester yaitu memerlukan rasio mol SO
3
yang
ME
MES MESA
lebih besar dibandingkan bahan baku dan memerlukan tahapan aging dengan temperatur tinggi.
Pada tahap kontak metil ester terhadap SO
3
, metil ester menyerap SO
3
untuk menghasilkan senyawa intermediet. Jika rasio mol SO
3
terhadap metil ester lebih rendah dari 1,2 maka konversi penuh metil ester tidak dapat diperoleh.
Tahapan ini biasanya dilaksanakan secara sinambung pada reaktor falling film. Pada tahapan aging dimana senyawa intermediet bereaksi dan konversi metil ester
menjadi produk sulfonasi berjalan sempurna. Tahapan aging metil ester sulfonat lebih intensif dibandingkan tahapan aging linier alkylbenzene LAB dimana
memerlukan suhu sekurang-kurangnya 80⁰C. Waktu tinggal yang diperlukan tergantung pada temperatur yang digunakan, rasio mol SO
3
terhadap metil ester, target konversi dan karakteristik reaktor.
Proses aging pada reaktor batch atau pada PFR plug flow reactor ideal dengan rasio mol 1,2 membutuhkan waktu aging sekitar 45 menit dan suhu aging
90°C atau membutuhkan waktu 3,5 menit pada suhu 120°C yang memberikan tingkat konversi 98. Sedangkan Chemithon melakukan aging MESA dari stearin
sawit C
16
-C
18
pada suhu 83⁰ C selama 0,7 jam, pada lemak tallow C
16
-C
18
suhu 87⁰C selama 0,7 jam dan pada kedelai dominan C
18
pada suhu 84⁰ C selama 0,7 jam.
Tahapan reaksi awal dalam sulfonasi ester terjadi selama proses kontak metil ester dengan SO
3
. Senyawa intermediet α sulfonate terbentuk melalui
pembentukan kompleks reversible antara SO
3
dan atom oksigen pada ester. Senyawa intermediet mempunyai struktur RCHSO
3
HCOOSO
3
CH
3
. Pada tahapan aging, senyawa ini bereaksi dengan metil ester RCOOCH
3
yang belum terkonversi Gambar 5 sehingga menghasilkan methyl ester sulfonic acid
MESA dan senyawa intermediet III. Pada tahapan selanjutnya MESA dinetralisasi menjadi MES, sedangkan netralisasi senyawa intermediet III
menghasilkan di-salt dan sodium methyl sulfat SMS.
Gambar 5 Interpretasi stokiometri sulfonasi ME Robert at al. 2008 Dua kandungan produk samping yang cukup tinggi masing-masing 5
dapat dideteksi pada larutan MES yang dinetralisasi. Pada Gambar 6 menunjukkan adanya iso-MES, RCHCO
2
NaSO
3
CH
3
dan dimethyl sulfoalkanoate di-MES, yang sifatnya mudah dihidrolisis menjadi di-salt dan
MES. Pembentukan iso-MES terjadi pada awal aging dan pembentukan di-MES pada akhir waktu aging. Jika MESA ditambahkan metanol sebelum netralisasi,
diperoleh di-MES, tetapi tidak ada iso-MES yang terdeteksi, hal ini diduga iso- MES sangat reaktif terhadap metanol.
Gambar 6 Produk samping sulfonasi ester Robert at al. 2008 Interpretasi sederhana untuk produk samping yang terbentuk merupakan
hasil reaksi tidak proposional pada intermediet utama, mixed sulfonated compound anhydride bertindak sebagai agen metilasi untuk gugus sulfonat. Pada
tahap awal aging, komponen utama dengan gugus sulfonat dicampur dengan anhydridenya, kemudian di akhir proses aging, komponen utama sulfonat yaitu
MES dalam bentuk asam. Gambar 7 menerangkan reaksi disporposi tersebut diatas. Mekanisme sebenarnya lebih kompleks dari yang ditunjukkan, meliputi
adanya dimetil sulfat sebagai komponen metilasi. Dimetil sulfat dapat dibentuk oleh penyerangan MeOSO
3
H terionisasi pada gugus metil campuran anhydride Precursor iso-MES adalah methylated mixed anhydride MMA, karena
iso-MES dihidrolisa menjadi di-salt, maka MMA dapat dikatakan precursor di- salt. Di-acid juga merupakan precursor di-salt. Penting untuk diketahui bahwa
MMA tidak mempunyai gugus sulfonat yang dapat diionisasi, tidak dapat melalui rekasi intramolekular yang reversible menjadi cyclic mixed anhydride, yang
merupakan tahapan kunci untuk pelepasan SO
3
selama aging Gambar 7. SO
3
dalam bentuk gugus OSO
3
CH
3
pada MMA tidak dapat sebagai agen sulfonasi. Pembentukan MMA menjelaskan alasan rasio mol SO
3
ME 1:1 tidak cukup memberikan konversi sempurna. MMA, di-acid dan di-MES adalah produk akhir
dalam proses aging.
Gambar 7 Reaksi disporposi pada mixed anhydride Robert at al. 2008
Tahap Awal
2 molekul mixed anhydride Methylated mixed
anhydride MMA
Netralisasi
Tahap Akhir
Mixed anhydride
MES Di-MES
Iso MES Di Acid
Di Acid
