24
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pembuatan Surfaktan MES dari Stearin Sawit
Pembuatan surfaktan MES melalui proses sulfonasi pada penelitian ini dilakukan dengan bahan baku metil ester dari fraksi stearin. Stearin sawit merupakan salah satu hasil fraksinasi RBDPO
refined bleached and deodorized palm oil berbentuk padat pada suhu ruang dari CPO crude palm
oil . Fraksi stearin tersebut terlebih dahulu diproses melalui proses transesterifikasi dengan
mereaksikan trigliserida stearin sawit dengan metanol dengan menggunakan katalis KOH untuk menghasilkan metil ester ME stearin sawit. Diagram alir proses transesterifikasiesterifikasi dapat
dilihat pada Lampiran 2. Setelah diperoleh ME stearin, kemudian dilakukan proses sulfonasi, untuk mengubah ME menjadi surfaktan MES. Molekul trigliserida pada dasarnya merupakan triester dari
gliserol dan tiga asam lemak. RBD stearin dan ME biodiesel stearin hasil transesterifikasi dapat dilihat pada Gambar 11 dibawah ini.
Gambar 11. Stearin dan metil esterbiodiesel stearin. Proses produksi surfaktan MES Stearin Sawit dalam penelitian ini dilakukan menggunakan
singletube faling film reaktor STFR milik Laboratorium SBRC kapasitas 250 kghari, berukuran
tinggi 6 m dengan diameter tube 25 mm, sulfonasi dilakukan dengan reaktan gas SO
3
. Instalasi STFR milik Laboratorium SBRC ini berada di PT. Mahkota Indonesia, dimana reaktan gas SO
3
diperoleh dari proses produksi H
2
SO
4
oleh PT. Mahkota Indonesia, H
2
SO
4
diperoleh melalui proses pencairan sulfur pada suhu 140-150°C, kemudian dilakukan pembakaran sulfur cair dengan udara kering pada
suhu 600-800°C untuk menghasilkan sulfur dioksida SO
2
, untuk merubahnya menjadi sulfur trioksida SO
3
dilakukan reaksi oksidasi SO
2
dalam empat bed converter dengan menggunakan katalis V
2
O
5
pada suhu 400-500°C dan dihasilkan gas SO
3
dengan konsentrasi 25-26. Oleh karena itu diperlukan instalasi pensuplai udara kering untuk mengencerkan gas SO
3
menjadi 4-7 agar dapat digunakan dalam proses sulfonasi metil ester. Diagram alir sulfonasi MES dapat di lihat pada
Lampiran 3. Proses sulfonasi metil ester stearin sawit dilakukan pada suhu 70-80°C suhu reaktor dan suhu
umpan feed berupa metil ester pada proses sulfonasi diatur konstan pada suhu 80-100°C. Kontak gas metil ester dengan gas SO
3
berlangsung pada laju alir 100 mlmenit. Gas SO
3
yang telah di encerkan dengan udara kering disalurkan ke dalam reaktor. Feed dipompa naik ke reaktor masuk ke liquid
chamber lalu mengalir turun membentuk film lapisan tipis dengan ketebalan tertentu. Ketebalan
yang dihasilkan sesuai dengan bentuk corong head pada reaktor. Kontak metil ester dengan gas SO
3
pada puncak reaktor STFR harus berlangsung secara kontinyu sepanjang tube dengan aliran laminar dan ketebalan film harus konstan agar reaksi yang terjadi sepanjang tube merata. Reaksi sulfonasi
25 berlangsung selama 3
–6 jam. Reaksi sulfonasi adalah tahapan utama dalam proses pembuatan MES dimana pada proses ini ME direaksikan menjadi MESAMES. Reaksi sulfonasi melibatkan penyisipan
ion SO
3
kedalam struktur ME. Rantai karbon pada ME akan berikatan langsung dengan gugus sulfur dari SO
3
sehingga membentuk gugus RCHSO
3
HCOOCH
3
. Pada molekul RCHSO
3
HCOOCH
3
, gugus SO
3
bertindak sebagai gugus aktif bersifat aktif permukaan yang suka air, sementara itu ester asam lemak bersifat hidrofobik.
Reaksi sulfonasi membentuk produk antara berupa MESA methyl ester sulfonate acid. Selanjutnya, MESA yang telah dihasilkan mengalami proses aging. Proses aging berlangsung dalam
reaktor aging pada suhu 70-80°C selama 75 menit dengan putaran reaktor 150 rpm. Kemudian MESA mengalami proses netralisasi dengan penambahan NaOH 50. Proses netralisasi pada suhu 30-40°C
selama 40 menit. Setelah proses netralisasi, diperoleh surfaktan MES metil ester sulfonat. Methyl Ester Sulfonic Acid
MESA yang dihasilkan bersifat asam dan memiliki warna gelap dan kental. Hasil sulfonasi metil ester stearin disajikan pada Gambar 12. Pengukuran pH MESA stearin sawit
terukur 1.3 dan setelah proses netralisasi pH MES terukur 7.7.
Gambar 12. MESA dan MES stearin sawit Selama ini surfaktan MES dimanfaatkan untuk produk sabun dan deterjen, sehingga
disyaratkan produk dengan warna pucat, namun untuk aplikasi EOR tidak disyaratkan warna surfaktan yang pucat, sehingga pemucatan surfaktan MES stearin untuk aplikasi EOR tidak diperlukan.
Karakteristik surfaktan MES stearin sawit dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Karakteristik surfaktan MES stearin sawit
No. Karakteristik
Nilai Satuan
1 Warna
3.759 A
2 Densitas
0.9836 gcm
3
3 Viskositas
0.975 cP
4 pH
7.20 -
4.2 Formulasi Larutan Surfaktan MES Stearin Untuk EOR
Kategori