Proses Sulfonasi ME Stearin Menggunakan Reaktor STFR

telah dilakukan. Sifat-sifat ini juga mempengaruhi karakteristik methyl ester sulfonic acid MESA yang dihasilkan. Sifat fisikokimia yang dianalisis meliputi bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan, kadar gliserol bebas, terikat dan total, serta ester asam lemak dominan penyusun ME stearin. Hasil analisis sifat fisikokimia ME stearin disajikan pada Tabel 5. Tabel 5 Hasil analisis sifat fisikokimia ME stearin Sifat fisikokimia Metil ester stearin Referensi Bilangan asam mg KOH g ME 0,28 Maks. 0,8 Bilangan iod mg Ig ME 30,05 Maks. 115 Kadar gliserol total b 0,20 Maks. 0,24 Kadar gliserol bebas b 0,018 - Kadar gliserol terikat b 0,19 - Bilangan penyabunan mg KOHg ME 207,39 - Komposisi asam lemak : - C12:0 laurat 0,07 - C14:0 miristat 1,12 - C16:0 palmitat 51,05 - C18:0 stearat 2,27 - C18:1 oleat 25,19 - C18:2 linoleat 10,31 - Keterangan: SNI 04-7182-2006 Menurut Hovda 1996, karakteristik bahan baku memberikan pengaruh terhadap kualitas produk MES yang dihasilkan. Karakteristik terpenting untuk diketahui adalah tingkat ketidakjenuhan yang menunjukkan distribusi rantai karbon didalamnya. Hasil analisis sifat fisikokimia ME seperti pada Tabel 5 menunjukkan bahwa ME stearin mempunyai kualitas yang baik untuk digunakan sebagai bahan baku dalam proses sulfonasi. Hal ini dapat dilihat dari nilai bilangan asam ME yang memenuhi persyarataan SNI 04-7182-2006. Terjadi penurunan bilangan asam dari bahan baku stearin minyak sawit sebesar 1,078 mg KOHg menjadi 0,28 mg KOHg. Rendahnya bilangan asam ME menunjukkan keberhasilan proses transesterifikasi stearin minyak sawit menjadi ME stearin. Bilangan asam merupakan jumlah miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan asam- asam lemak bebas dari satu gram minyaklemak Ketaren 1986. Kadar gliserol ME stearin yang diperoleh dapat memenuhi persyaratan kadar gliserol ME untuk bahan bakar menurut SNI 04-7182-2006. Kadar gliserol terikat menunjukkan gliserol yang masih terikat pada molekul minyaklemak. Angka ini juga dapat digunakan untuk melihat keberhasilan proses transesterifikasi yang telah dilakukan. Rendahnya kadar gliserol terikat pada ME stearin, yaitu sebesar 0,19, menunjukkan bahwa proses transesterifikasi telah berhasil mengkonversi molekul TG menjadi ME. Apabila proses transesterifikasi tidak optimal, akan ditemukan kadar gliserol terikat yang tinggi, menunjukkan masih ada monogliserida, digliserida atau trigliserida yang belum terkonversi menjadi ME. Proses transesterifikasi TG menghasilkan produk berupa metil ester dan gliserol. Gliserol yang dihasilkan kemudian dipisahkan dari metil esternya melalui proses pengendapan dan pencucian metil ester. Oleh karena itu, apabila terdapat gliserol bebas di dalam metil ester, maka gliserol tersebut berasal dari proses pemisahan yang tidak sempurna antara ester dan gliserol yang diperoleh dari proses transesterifikasi. Rendahnya kadar gliserol terikat pada ME, yaitu sebesar 0,018 menunjukkan bahwa proses pemisahan antara gliserol dan metil ester melalui proses pengendapan dan pencucian dengan air telah berlangsung efektif. Tingkat kejenuhan bahan baku MES akan memberikan pengaruh terhadap pembentukan warna produk sulfonasi yang dihasilkan Hovda, 1996. Analisis bilangan iod dapat memberikan gambaran tingkat kejenuhan ME stearin yang akan digunakan sebagai bahan baku dalam produksi MES. Hasil analisis menunjukkan ME stearin memiliki bilangan iod 30,05 mg Ig ME. Nilai ini masih lebih tinggi dibandingkan dengan standar yang digunakan Chemiton yaitu sebesar 0,3 cg Ig ME atau setara dengan 3 mg Ig ME. Perbedaan nilai bilangan iod ini terjadi karena pada penelitian ini ME stearin tidak dilakukan proses hidrogenasi, sedangkan pada ME yang digunakan oleh Chemiton dilakukan proses hidrogenasi. Tingginya bilangan iod pada bahan baku akan menyebabkan warna lebih gelap pada MES yang dihasilkan Sheats dan MacArthur 2002. Warna gelap pada MES selalu menjadi permasalahan dalam aplikasi MES sebagai detergen. MES yang dihasilkan dalam penelitian ini dimaksudkan untuk aplikasi EOR Enhanced Oild Recovery, sehingga tidak dilakukan proses hidrogenasi ME untuk mengurangi ikatan rangkap pada ME. Proses sulfonasi pada penelitian ini mengharapkan terjadinya pengikatan SO 3 pada ikatan rangkap ME. Hal ini dimaksudkan agar lebih banyak SO 3 yang terikat dalam struktur MESA dengan harapan meningkatkan kadar bahan aktif. Meningkatnya kadar bahan aktif pada produk diharapkan mampu meningkatkan kemampuan MESA yang dihasilkan dalam menurunkan tegangan permukaan. Komposisi rantai karbon ME stearin didominasi oleh C16:0 dan C18:1 yang jumlahnya berturut-turut sebesar 51,05 dan 25,19. Distribusi asam lemak yang beragam dan tingginya komponen asam lemak tidak jenuh, yaitu oleat sekitar 25,19, menyebabkan tingginya peluang SO 3 melekat pada ikatan rangkap ME. Berger 2009 menyebutkan surfaktan yang paling sesuai untuk aplikasi EOR adalah surfaktan anionik yang diturunkan dari asam lemak tidak jenuh, karena efektif dalam menurunkan tegangan antarmuka dan tahan terhadap suhu dan salinitas tinggi serta mempunyai kemampuan adsorpsi yang tinggi pada batuan reservoir.

4.2 Proses Sulfonasi ME Stearin menjadi MESA

Pada penelitian ini digunakan reaktor singletube falling film dengan tinggi reaktor 6 m dan diameter dalam 25 mm yang dikembangkan oleh Hambali et al. 2009. Gas SO 3 sebagai agen pensulfonasi diperoleh dari PT. Mahkota Indonesia. Gas SO 3 dihasilkan kemudian digunakan sebagai bahan baku asam sulfat. Gas SO 3 diperoleh melalui pembakaran sulfur pada suhu 900 o C dan tekanan 3500 mmHg untuk menghasilkan sulfur dioksida SO 2 . Gas SO 2 tersebut dikonversikan menjadi gas SO 3 melalui empat tahapan oksidasi. Proses konversi berlangsung pada suhu 400-600 o C menggunakan katalis V 2 O 5 dan menghasilkan gas SO 3 dengan konsentrasi 25-26. Oleh karena itu diperlukan instalasi pensuplai udara kering untuk mengencerkan gas SO 3 mejadi 4-7 agar dapat digunakan dalam proses sulfonasi ME. Pada proses sulfonasi, gas SO 3 dialirkan dalam tube, dimana di dinding bagian dalam reaktor dialirkan ME stearin dalam bentuk film tipis. Kedua bahan tersebut mengalir. Skema aliran ME dan gas SO 3 di dalam reaktor STFR disajikan pada Gambar 6.