Kajian Pengaruh Suhu dan Kecepatan Pengadukan pada Proses Produksi Surfaktan dari Metil Ester Minyak Inti Sawit dengan Metode Sulfonasi

KAJIAN PENGARUH SUHU DAN KECEPATAN PENGADUKAN
PADA PROSES PRODUKSI SURF AKT AN DAR!
METIL ESTER MNYAK INTI SAWIT DENGAN METODE SULFONASI

Oleh
MIRA HAPSARI
F03499049

2003
FAKULTAS TEKNOLOGIPERTAN�
INSTITUT PERT� BOGOR
BOGOR

Mira Hapsari.

F03499049.

Kajian Pengaruh Suhu dan Kecepatan Pengadukan

pada Proses Produksi Surfaktan dari Metil Ester Minyak Inti Sawit dengan
Metode Sulfonasi. Di bawah bimbingan Erliza Hambali dan Khaswar Syamsu.

2003.

INGKASAN

Surfaktan merupakan suatu molckul yang mengandung gugus hidroilik
dan lipoilik dalam satu molekul yang sana. Sifat aktif permukaan yang dimiliki
surfaktan diantaranya yaitu mampu menurunkan tegangan pennukaan, tegangan
antarmuka dan meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi membuat
surfaktan banyak digunakan pada berbagai bidang industri, seperti industri sabun,
deterjen, produk perawatan diri dan kosmetika.
Kebutuhan akan surfaktan di dalam industri pada tahun-tahun mendatang
diperkirakan akan meningkat seiring dengan peningkatan konsumsi masyarakat.
Saat ini jenis surfaktan yang paling banyak digunakan adalah surfaktan anionik
yang

terbuat

dari

bahan


sintetis

minyak

bumi

(petrokimia),

yaitu

linear

alkilbenzen sulfonat (LAS) dan alkohol sulfat (AS), yang banyak digunakan untuk
produk deteIjen.
Buangan produk yang menggunakan surfaktan dari bahan
sintetis minyak bumi secara alami akan sulit terdegradasi, selain itu bahan baku
tersebut bersifat tidak dapat diperbaharui.
Salah


satu

cara

untuk

mengatasi

masalah

ini

adalah

dengan

memproduksi surfaktan metil ester sulfonat (MES) yang dibuat dari bahan alami
(nabati) yaitu metil ester minyak inti sawit.

Surfaktan MES dihasilkan melalui


proses sulfonasi metil ester dengan agen sulfonat, seperti NaHS03. Penggunaan
PKO sebagai bahan baku surfaktan untuk produk pembersih, terutama deteIjen,
tidak membutuhkan alat pemanas pada penggunaarmya.
Keunggulan yang
dimiliki surfaktan MES diantaranya 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.

Surfaktan MES dengan ester

asam lenak Cl6 sampai CI8 memiliki daya deterjensi paling baik

(Matheson,

1996).
Suhu reaksi dan kecepatan pengadukan merupakan perlakuan penting
yang hams dipertimbangkan dalam proses pembuatan surfan MES (Foster

,

1996).

Penelitian i bertujuan nk mengetahui kondisi terbaik dari subu dan

kecepatan pengadukan pada proses sulfonasi nk memproduksi surfaktan meti!
ester sulfonat ES) serta mnperoleh karakteristik produk surfaktan ES yang
dihasilkan. Proses sulfonasi diln dengn mereksikan metil ester minyak
sawit dengan NaHSO, dan katalis AhO,. alisis yang diln terhadap MES
yang

dihasilkan

meliputi

pH, tegangan

permukaan,


tegangan

antarmuka,

kestabilan emulsi, warna dan lama pembusaan.
ancangan percobaan
menggnnakan Rancangan Acak Lengkap faktorial dengan a faktor yaitu subu
dan kcepatan pengadukan dengan dua kali ulangan. Subu yang dinnlh
60,80 dan 100'C, sedangkan kecepatan pengadukan yang digunakan 100, 300 n
500 rpm.

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa suhu dan kecepatan
pengadukan berpengaruh terhadap nilai pH MES, penurunan tegangan pennukaan
air, penurunan tegangan antarmuka, peningkatan kestabilan emulsi, warna MES
dan peningkatan lama pembusaan.

Selanjutnya interaksi suhu dan kecepatan

pengadukan berpcngaruh terhadap nilai pH, penurunan tegangan antarmuka,
peningkatan kestabilan emulsi, wana MES dan peningkatan lama pembusaan.

Peningkatan suhu dan kecepatan pengadukan cenderung menurunkan nilai pH,
tegangan

ernukaan,

tegangan

antarmuka,

tingkat

kecerahan

wana

dan

cenderung neningkatkan kestabilan emuIsi dan lama pembusaan. Kondisi terbaik
pada proses sulfonasi untuk nemproduksi surfaktan metil ester sulfonat (MES)
ditinjau dari suhu dan kecepatan pengadukan adalah suhu


1000e dengan

kecepatan pengadukan 500 pm. Karakteristik surfaktan MES yang dihasilkan
dari kondisi proses ini adalah nilai pH 4,70, berwna merah keunguan dengan
tingkat kecerahan 57,72, penurunan tegangan pennukaan air 34,9 mN/m,
penurunan tegangan antarmuka 34,4 mN/m, peningkatan kestabilan emulsi 9,0
menit dan peningkatan lama pembusaan 14,3 jam.

Mira Hapsari. F03499049. Study on The Efects of Temperature and Agitation
Speed in Surfactant Production from Palm Kenel Methyl Ester by Sulphonation
Method. Supervised by Erliza Hambali and Khaswar Syamsu. 2003.

SUMMARY

Surfactant is a molecule contammg hydrophilic and lipophilic group.
The surface active characteristic of surfactant have an ability to reduce surface
tension and interfacial tension and also increase the stability of dispersed particle.
Therefore, surfactant have been widely used in many industries, such as soap,
detergent, personal care and cosmetic industry.

The future demands of surfactant in industry is predicted to increase
following the increasing of product consumption. Nowaday, anionic surfactant
made rom synthetic material (petroleum) such as linear alkylbenzene sulfonat
(LAS) and alcohol sulphate (AS) is the most widely used in detergent product.
They are made from unrenewable resources and naturally are difficult to degrade.
This problem can be overcome by producing methyl ester sulphonate
(MES) surfactant made from natural resources, such as palm kernel methyl ester.
MES surfactant is produced rom sulphonation process between methyl ester and
sulphonating agent, such as NaHS03. Product containing MES surfactant from
palm kernel methyl ester, such s detergent, doesn't need heating in its cleaning
duty. The advantages of MES surfactant are : it is made from renewable
resources, cleaner production and environmentally friendly, biodegradable and
has a good detergency although used in hard water. MES surfactant with Cl6 _ C18
fatty acid carbon atoms have the best detergency (Matheson, 1996).
Reaction temperature and speed agitation are the important factors that
should be considered in MES surfactant production (Foster, 1996). The purpose
of this research were to get the best condition (temperature and speed agitation) of
sulphonation process in producing MES from palm methyl ester and to get the
characteristics of the resulted MES. MES is produced by reacting palm methyl
ester with NaHS03 and Al203 catalyst. The parameter used for MES result were

pH value, surface tension, interfacial tension, emulsion stability, color and foam
stability. Experimental design used was Completely Randomized Design with
two factors (temperature and agitation speed) with two repetitions. The factors
analized were temperature with three levels (60, 80 and toO°C) and agitation
speed ( 1 0 0, 300 and 500 rpm).
The analysis of the results showed that temperature and agitation speed
influence the p H value of MES, dcreasing he surface tension, decreasing the
interfacial tension, increasing the emulsion stability, MES color and increasing the
foam stability. Further more, the interaction of temperature d agitation speed
inluence the pH value of MES, decreasing the interfacial tension, increasing the
emulsion stability, ES color and increasing the foam stability.

Increasing

temperature and agitation speed decrease the pH value, surface tension and
interfacial tension, color lightness and increase emulsion stability and foam
stability. The best sulphonation process is erfonned at 100°C of temperature and
500 rpm of agiation seed. t gives 4.70 of pH, red-purple color with 57.72 of

color lightness, water surface tension reduction of 34.9 mN/m, interfacial tension

reduction of 34.4 mN/m, 9.0 minutes of emulsion stability and 14.3 hours of foam
stability.

KAJIAN PENGARUH SUHU DAN KECEPATAN PENGADUKAN
PADA PROSES PRODUKSI SURFAKTAN DAR!
METIL ESTER MINYAK INTI SAWIT DENGAN METODE SULFONASI

SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor

Oleh
MIRA HAPSAR!
F03499049

2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN

KAJIAN PENGARUH SUHU DAN KECEPATAN PENGADUKAN
PADA PROSES PRODUKSI SURFAKTAN DARI
METIL ESTER MINY AK INTI SAWIT lENGAN METODE SULFONASI

SKRIPSI
Sebagai salah salu syarat untuk memperuieh geJar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian,
Fakultas Teknoiogi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor

OIeb
MIRA HAPSARI
F03499049

Dilahirkan pada tanggai I April 1981
di Bogar
Tanggal lulus

;

22 Agustus 2003

Menyetujui,
Bog

��,tember 2003

,

Al

.�
Dr. Ir.. Khaswar Syamsu. MSc.
Doseo Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

KATA PENGA1HAR

Alhamdulillaahi Rabbil'Aalamiin.
SWT atas anugerah kesempatan

Puji dan syukur kehadirat Allah

dan hidayah-Nya,

sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan judul "Kajian Pengaruh Suhu dan Kecepatan
Pengadukan pada Proses Produksi Surfaktan dari Metil Ester h-1inyak Inti' Sawit
(PKO) dengan Metode Sulfonasi".
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada
1.

:

Ayahanda Drs. Eko Mulyo dan Ibunda Titin Supriatin serta kakak dan
adikku yang telab memherikan dorongan lahir dan batin kepada penulis.

2.

Dr. Ir. Erliza Hambali, MSi. dan Dr. Ir. Khaswar Syamsu. MSc. sebagai
dasen

pembimbing

yang

te1ah

memberikan

W3wasan, ilmu dan semangat selama penulis

bimbingan.

pengarahan,

melaksanakan penelitian

hingga penulisan ini selesai.
3.

Dr. Ir. Ani Suryani, DEA, yang telah memberikan bimbingan, pengarahan.
ilmu dan saran selama penulis melaksanakan penelitian.

4.

Drs. Purwoko, MSi., sebagai dosen penguji atas saran-saran yang telah
diberikan kepada penulis untuk penyempnaan skripsi inL

5.

Dwiyoga

Padmanaba

dan

keluarga

besar

yang

telah

menbantu

dan

nemerikan dukungan selama penulis nelaksanakan penelitian hingga
penulisan skripsi ini seJesai.

6.

Ibu Rusninar Indrati (Ibu lin) dan keluarga atas bantuan. kesabaran dan
dukungannya selama penulis nelaksanakan penelitian.

7.

Tenan-tenan satu binbingan, Andri Dwi Mahardhika dan Mina Safitri atas
kebersamaan dan kerjasananya selana penelitian.

8.

Sahabat baikku, Cahyaningtyas Rispinatri, atas senua bantuan, dukungan,
kesabaran dan kebersamaannya.

9.

Tenan-tenan TIN 36, Widyasari, Kiki, Ratna, Yesi, Eni. Syahrial, Tulus,
Idris dan Albertus atas bantuan, kebersamaan dan kerjasananya.

10.

Ibu Sri, atas bantuan dan saran selama penulis melaksanakan penelitian di
laboratoriun pengawasan mutu.

III

II.

Semua pihak yang telah membantu penyeiesaian penelitian dan skripsi ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini bennanfaat bagi semua pihak

sebagai tambahan informasi di bidang industri hilir kelapa sawit.

Penulis

Bogor, Agustus 2003

IV