Metil Ester TINJAUAN PUSTAKA

rantai terbaik untuk surfaktan adalah asam lemak dengan 10-18 atom karbon. Tabel 3 menyajikan karakteristik beberapa metil ester dari asam lemak C 12-14 , C 16 , C 18 dan lemak tallow yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan surfaktan untuk aplikasi sabun dan detergen. Tabel 3 Karakteristik beberapa metil ester yang dapat dijadikan sebagai bahan baku surfaktan untuk aplikasi sabun dan detergen Karakteristik Metil Ester C 12-14 C 16 C 18 Lemak tallow Bilangan iod cg Ig ME 2,1 5,5 4,8 4,7 Asam karboksilat bb 0,46 0,18 0,23 0,22 Fraksi tidak tersabunkan bb 0,10 0,04 0,02 0,02 Bilangan asam mg KOHg ME 14,0 0,7 1,8 1,6 Bilangan penyabunan mg KOH g ME 2,6 3,2 3,9 2,8 Kadar air bb 0,16 0,29 0,29 0,29 Komposisi asam lemak bb 1,99 2,07 2,83 2,85 C 12 0,85 0,00 0,00 0,03 C 12 72,59 0,28 0,28 0,16 C 14 26,90 2,56 1,55 4,15 C 16 0,51 48,36 60,18 25,55 C 18 0,00 46,24 35,68 64,45 C 18 0,00 0,74 1,01 1,06 Sumber: Sheats dan MacArthur 2002 Surfaktan metil ester sulfonat MES termasuk golongan surfaktan anionik, yaitu surfaktan yang bermuatan negatif pada gugus hidrofiliknya atau bagian aktif permukaan surface-active. Struktur kimia metil ester sulfonat MES adalah sebagai berikut Watkins 2001 : MES yang merupakan golongan baru dalam kelompok surfaktan anionik telah mulai dimanfaatkan sebagai bahan aktif pada produk-produk pencuci dan pembersih washing and cleaning products Hui 1996; Matheson 1996. Pemanfaatan surfaktan MES sebagai bahan aktif pada deterjen telah banyak dikembangkan karena prosedur produksinya mudah, memperlihatkan karakteristik dispersi yang baik, sifat detergensinya tinggi walaupun pada air dengan tingkat kesadahan yang tinggi hard water dan tidak adanya fosfat, mempunyai asam lemak C 16 dan C 18 yang mampu memberikan tingkat detergensi yang terbaik, memiliki sifat toleransi terhadap ion Ca yang lebih baik, memiliki tingkat pembusaan yang lebih rendah dan memiliki stabilitas yang baik terhadap pH. Bahkan MES C 16 -C 18 memperlihatkan aktivitas permukaan yang baik, yaitu sekitar 90 persen dibandingkan linier alkil benzen sulfonat LABS de Groot 1991; Hui 1996b; Matheson 1996. Hal tersebut menyebabkan metil ester sulfonat pada masa mendatang diindikasikan akan menjadi surfaktan anionik yang paling penting Watkins 2001. Menurut Matheson 1996, metil ester sulfonat MES memperlihatkan karakteristik dispersi yang baik, sifat detergensi yang baik terutama pada air dengan tingkat kesadahan yang tinggi hard water dan tidak adanya fosfat, ester asam lemak C 14 , C 16 dan C 18 memberikan tingkat detergensi terbaik, serta bersifat mudah didegradasi good biodegradability. Dibandingkan petroleum sulfonat, surfaktan MES menunjukkan beberapa kelebihan diantaranya yaitu pada konsentrasi MES yang lebih rendah daya deterjensinya sama dengan petroleum sulfonat, dapat mempertahankan aktivitas enzim yang lebih baik, toleransi yang lebih baik terhadap keberadaan kalsium, dan kandungan garam disalt lebih rendah. Menurut Hui 1996, MES dari minyak nabati dengan atom C 10 , C 12 dan C 14 biasa digunakan untuk light duty diswashing detergent. Sementara itu MES dari minyak nabati dengan atom C 16 -C 18 dan tallow biasa digunakan untuk deterjen bubuk dan deterjen cair liquid laundry detergent. Pada Tabel 4. disajikan karakteristik surfaktan MES dari metil ester stearin. Proses produksi surfaktan MES dilakukan dengan mereaksikan metil ester dengan agen sulfonasi. Menurut Bernardini 1983 dan Pore 1976, pereaksi yang dapat dipakai pada proses sulfonasi antara lain asam sulfat H 2 SO 4 , oleum larutan SO 3 di dalam H 2 SO 4 , sulfur trioksida SO 3 , NH 2 SO 3 H, dan ClSO 3 H. Untuk menghasilkan kualitas produk terbaik, beberapa perlakuan penting yang harus dipertimbangkan adalah rasio mol, suhu reaksi, konsentrasi grup sulfat yang ditambahkan, waktu netralisasi, jenis dan konsentrasi katalis, pH dan suhu netralisasi Foster 1996. Tabel 4 Karakteristik surfaktan metil ester sulfonat MES dari ME stearin Analisa Nilai Metil ester sulfonat MES bb 83 Disodium karboksi sulfonat di-salt bb 3,5 Metanol bb 0,07 Hidrogen Perosida bb 0,13 Air bb 2,3 pH 5,3 Klett color 5 aktif 310 Sodium metil sulfat 7,2 Petroleum ether extractables PEX bb 2,4 Sodium karboksilat bb 0,3 Sodium sulfat bb 7,2 Sumber: Sheats dan McArthur 2002 Menurut Roberts et al. 2008, jika rasio mol SO 3 dengan metil ester secara signifikan lebih rendah dari 1,2 maka konversi ME menjadi MES secara penuh tidak dapat dicapai. Untuk reaktor sistem batch dengan rasio mol 1,2 lama proses 45 menit pada suhu 90 o C atau 3,5 menit pada suhu 120 o C mampu menghasilkan konversi 98 .

2.4 Proses Sulfonasi

Kajian sulfonasi minyak nabati untuk menghasilkan surfaktan MES antara lain telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Menurut Bernardini 1983 dan Pore 1976, pereaksi yang dapat dipakai pada proses sulfonasi antara lain asam sulfat, sulfit, oleum, sulfur trioksida SO 3 dan NaHSO 3 . Pore 1993 melakukan reaksi sulfonasi alkil α-sulfopalmitat dengan menggunakan natrium bisulfit NaHSO 3 pada suhu antara 60- 100 o C dengan lama reaksi 3 sampai 6 jam, tanpa pemurnian menghasilkan tegangan permukaan 40,2 mNm dan tegangan antarmuka 9,7 mNm. Smith dan Stirton 1967 diacu dalam Kapur et al. 1976 mensulfonasi metil, etil, dan isopropil ester asam palmitat dan stearat secara langsung melalui penambahan SO 3 cair pada rasio molar 2,4 : 1 pada suhu 0 o C dan mereesterifikasi menggunakan metil, etil, atau isopropil alkohol sebelum netralisasi untuk meningkatkan rendemen alpha sulfo fatty acid hingga 70 – 80 dan menurunkan