Surfaktan organik memiliki gugus dasar hidrokarbon dan berikatan dengan senyawa anorganik gugus sulfonat, SO
3
. Ion molekul RSO
-
bersifat non polar minyak, maka gugus R akan berusaha untuk melakukan gaya adhesi surfaktan-
minyak, sedangkan molekul surfaktan itu sendiri akan bekerja kohesi antara R- SO
3
. Pengaruh dari gaya adhesi ini akan mengurangi harga resultan gaya kohesi minyak itu sendiri yang mengakibatkan gaya antarmuka minyak dengan air
menurun. Tegangan antarmuka atau energi bebas antar muka didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memperluas antar muka antara dua cairan
immisible per satuan luas Shaw 1980.
3. BAHAN DAN METODE 3.1
Kerangka Pemikiran
Proses produksi surfaktan MES dapat dilakukan dengan menggunakan agen pensulfonasi diantaranya H
2
SO
4
, NaHSO
3
, oleum, dan gas SO
3
. Penggunaan SO
3
sebagai agen sulfonasi lebih banyak mendapat perhatian karena menghasilkan reaksi sulfonasi yang zero waste dan sifatnya lebih reaktif. Dalam
proses sulfonasi, gas SO
3
dikontakkan dengan metil ester stearin pada kondisi sulfonasi tertentu, selanjutnya dilakukan tahapan aging untuk kesempurnaan
reaksi antara metil ester dengan SO
3
, sehingga diperoleh konversi metil ester menjadi metil ester sulfonat yang tinggi. Adanya gugus sulfonat yang tinggi akan
meningkatkan kinerja surfaktan MES. Proses aging dipengaruhi oleh suhu aging dan lama aging. Menurut
Roberts et al. 2008, kondisi proses aging pada suhu 90⁰C dan lama aging 45 menit memberikan konversi sebesar 98. Menurut Sheat dan MacArthur 2002,
Chemithon melakukan aging MESA dari stearin sawit C
16
-C
18
pada suhu 83⁰ C selama 0,7 jam, pada kedelai dominan C
18
pada suhu 84⁰ C selama 0,7 jam, dan pada PKO C
8
-C
18
pada suhu 82⁰C selama 0,8 jam. Kondisi aging juga ditentukan oleh karakteristik reaktor dan tingkat konversi yang diharapkan, oleh
karena itu dalam penelitian dikaji kondisi suhu aging dan lama aging yang terbaik untuk memperoleh kinerja surfaktan MESA dan MES yang tinggi dan selain itu
untuk mengetahui sifat fisikokimia MESA dan MES yang dihasilkan dari proses aging.
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2010 – Oktober 2010 di Laboratorium Analisa SBRC Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Produksi
Surfaktan MES SBRC IPB di PT Mahkota Indonesia.
3.3 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah stearin minyak sawit, KOH, metanol, gas SO
3
dari PT Mahkota Indonesia, dan bahan kimia untuk
analisis yaitu etanol 95, KOH, NaOH, H
2
SO
4
, HCl, Na
2
S
2
O
3,
asam asetat glasial, kloroform, methylen blue, sikloheksan, kalium dikromat, asam periodat,
KI, reagen Wijs, buffer pH 4.0 dan pH 7.0, CTAB cetymethylammonium bromide
, indikator pati, indikator phenolphthalein dan akuades. Peralatan yang digunakan yaitu reaktor transesterifikasi kapasitas 100 L,
alat sulfonasi SO
3
Singletube Falling Film Reactor STFR tinggi 6 m dengan
diameter tube 25 mm, reaktor aging dengan ukuran diameter 20 cm dan tinggi 30 cm, heater reaktor aging, GC, tensiometer Du Nuoy, brookfield viscometer,
spectrofotometer, oven, pH meter, hot plate, buret, statif, kondensor, magnetic
stirrer , timbangan analitik, gelas ukur tutup asah dan glassware.
3.4 Metode Penelitian
3.4.1 Persiapan Bahan Baku dan Analisis Sifat Fisikokimia Metil Ester
Stearin Bahan baku yang digunakan pada penelitian ini adalah metil ester stearin
yang diperoleh melalui reaksi transesterifikasi stearin dengan metanol menggunakan katalis KOH. Pembuatan metil ester stearin dilakukan di pilot plant
SBRC dengan kapasitas reaktor 100 L Gambar 8. Proses transesterifikasi dilakukan dengan cara pemanasan stearin hingga suhu 80⁰C kemudian
dimasukan dalam tanki transesterifikasi dan ditambahkan larutan metoksida metanol 15 vv, KOH 1 bv dengan pengadukan selama 1 jam. Setelah 1
jam, dipindahkan ke dalam tanki settling pengendapan dan diendapkan selama 24 jam untuk pemisahan gliserol. Gliserol dipisahkan, kemudian dilakukan
pencucian menggunakan air minimal 3-4 kali untuk menghilangkan gliserol dan sabun yang terbentuk dan selanjutnya dikeringkan dengan pemanasan dan
pengadukan hingga tidak terlihat lagi gelembung air pada permukaan. Metil ester yang dihasilkan kemudian dilakukan analisa bilangan asam SNI 04-7182-2006,
gliserol total, bebas dan terikat di dalam biodiesel ester alkil: metode iodometri- asam periodat SNI 04-7182-2006, bilangan iod SNI 04-7182-2006, bilangan
penyabunan SNI 04-7182-2006 dan ester asam lemak dominan GCMS. Prosedur analisis metil ester yang dilakukan disajikan pada Lampiran 1. Diagram
alir proses transesterifikasi stearin sawit disajikan pada Gambar 9.
