Metil Ester TINJAUAN PUSTAKA

produk samping disodium sulfofatty acid disalt. Sulfonasi ester dimulai dengan pembentukan komplek SO 3 dengan ester. Pembentukan komplek ini mengaktifkan atom H pada posisi alpha. Kondisi sulfonasi terbaik untuk menghasilkan produk sulfonat menggunakan bahan baku metil stearat yaitu pelarut CCl 4 1 gram, suhu sulfonasi 60 o C, lama sulfonasi 1 jam, dan re-esterifikasi menggunakan 40 ml alkohol selama 4 jam. Produk yang dihasilkan terdiri dari 90 sodium alpha sulfonat dan 1 garam disodium. Mekanisme sintesis MES dari ME yang terdiri dari ester asam lemak jenuh melalui proses sulfonasi pada reaktor falling-film terjadi dalam beberapa tahap reaksi. Menurut MacArthur 2008 reaksi sulfonasi ME yang telah dihidrogenasi terjadi dalam beberapa tahap Gambar 2. Gambar 2 Mekanisme reaksi sulfonasi ME asam lemak jenuh pada reaktor falling film MacArthur et al. 2008 Reaksi I menunjukkan bahwa pada awal proses sulfonasi, gas SO 3 diserap oleh ME dan secara cepat membentuk senyawa sulfonat anhidrid sebagai produk intermediet II. Senyawa sulfonat anhidrid dapat bereaksi kembali dengan molekul SO 3 kedua. Molekul senyawa sulfonat anhidrid yang membawa dua unit SO 3 , dapat kehilangan satu unit SO 3 yang dapat bereaksi dengan molekul ME lainnya. Untuk itu perlu digunakan SO 3 berlebih. Intermediet II di dalam keseimbangan mengaktifkan C-α menuju reaksi sulfonasi seperti tergambar pada reaksi 2 untuk membentuk produk intermediet III. Reaksi 3 menggambarkan produk Intermediet III akan mengalami rearrangement untuk melepaskan SO 3 dan membentuk asam metil ester sulfonat MESA yang diinginkan IV. Gas SO 3 yang dilepaskan lalu akan mengkonversi sisa produk intermediet II membentuk produk intermediet III. Menurut Foster 1996, proses sulfonasi menggunakan SO 3 dilakukan dengan cara melarutkan SO 3 dengan udara yang sangat kering dan direaksikan secara langsung dengan bahan baku organik yang digunakan. Menurut Gupta dan Wiese 1992 dalam reaktor sulfonasi, nisbah molar SO 3 dan metil ester dikontrol antara 1,03 : 1 hingga 1,06 : 1 agar dicapai tingkat konversi yang optimum tanpa menyebabkan terjadinya peningkatan reaksi samping ataupun degradasi warna. Suhu reaktor dikontrol antara 110-150 °F 43-65 °C. Sebelum proses sulfonasi dilakukan, terlebih dahulu gas SO 3 dicampur dengan udara kering hingga konsentrasinya menjadi 4-8. Proses netralisasi dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut KOH, HN 4 OH, NaOH atau alkanolamin. Stein dan Baumann 1974 mensulfonasi ester asam lemak jenuh C 8 -C 22 secara sinambung pada reaktor thin film dengan tinggi reaktor 1 m dan diameter dalam 6 mm, dilengkapi dengan jaket pendingin. Laju alir bahan baku 600 gjam, konsentrasi gas SO 3 sebesar 5 , suhu reaksi 80-90 o C, dan rasio mol ester : SO 3 adalah 1:1,2. Waktu tinggal ester pada reaktor yaitu selama beberapa detik menghasilkan produk tersulfonasi dengan konversi yang rendah, sehingga dilakukan reaksi tahap kedua pada suhu yang sama selama 10-20 menit. Produk tersulfonasi kemudian dipucatkan menggunakan H 2 O 2 sebanyak 1,5-3,5 . Proses pemucatan berlangsung pada suhu 60 o C selama 10 menit sampai dengan 1 jam. Netralisasi dilakukan dengan penambahan NaOH dan prosesnya berlangsung pada suhu 45 o C. Produk yang dihasilkan berupa slurry dengan konversi ester menjadi α-MES mencapai 95 , disalt 2,9 dan bahan tidak tersulfonasi sebesar 1,4 . Menurut Watkins 2001, proses produksi metil ester sulfonat dilakukan dengan mereaksikan metil ester dan gas SO 3 dalam falling film reactor pada suhu 80-90 °C. 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 H 2 O 2 atau larutan metanol, yang dilanjutkan dengan proses netralisasi dengan menambahkan larutan alkali KOH atau NaOH. Setelah melewati tahapan netralisasi, produk yang berbentuk pasta dikeringkan sehingga produk akhir yang dihasilkan berbentuk concentrated pasta, solid flake, atau granula Watkins 2001. Baker 1995 telah memperoleh paten US Patent No. 5.475.134 tentang proses pembuatan sulfonated fatty acid alkil ester dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Bahan baku yang digunakan dari asam lemak minyak nabati komersial. Proses sulfonasi dilakukan dengan mereaksikan alkil ester dan gas SO 3 dalam falling film reactor , dengan perbandingan reaktan antara SO 3 dan alkil ester yaitu 1,1 : 1 hingga 1,4 : 1, pada suhu proses antara 75-95 °C dan lama reaksi antara 20-90 menit. Produk yang dihasilkan biasanya masih mengandung bahan pengotor, termasuk di-salt sehingga diperlukan proses pemurnian. Menurut Sheats dan MacArthur 2002, penelitian mengenai produksi MES skala pilot secara sinambung dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu proses sulfonasi dimulai dengan pemasukkan bahan baku metil ester dan gas SO 3 ke reaktor dan selanjutnya diikuti dengan tahap aging, tahap pemucatan, tahap netralisasi, dan tahap pengeringan. Proses sulfonasi yang diteliti dilakukan pada beragam bahan baku metil ester yang berasal dari minyak kelapa, minyak inti sawit, stearin sawit, minyak kedelai, dan tallow. Bahan baku metil ester dimasukkan ke reaktor pada suhu 40-56 °C, dengan konsentrasi gas SO 3 adalah 7 dan suhu gas SO 3 sekitar 42 °C. Nisbah molar antara reaktan SO 3 dan metil ester sekitar 1,2 – 1,3. MES segera ditransfer ke digester pada saat mencapai suhu 85 °C, dengan lama waktu pencampuran adalah 0,7 jam 42 menit. 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 pembentukkan di-salt, mengurangi viskositas, dan mampu meningkatkan transfer panas dalam proses pemucatan. Proses netralisasi dilakukan dengan mencampurkan MES yang telah dipucatkan 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. 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