PEMANFAATAN MINYAK GORENG BEKAS MENJADI DETERGEN ALAMI MELALUI KOMBINASI REAKSI TRANS-ESTERIFIKASI DAN SULFONASI - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Pemanfaatan Min
inyak Goreng Bekas Menjadi Detergen
De
Alami
Melalui Kombin
binasi Reaksi Trans-esterifikasii dan
da Sulfonasi
Aga Aulia Rahman
an(L2C607002) dan Galih Satrio Lelono (L2C607026)
(L2
Jurusan Tekni
nik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Dipon
onegoro
Jln. Prof. Sudharto,
to, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058
(02
Pembi
bimbing : Dr. Mohamad Djaeni, S.T., M.Eng
Abstrak
Deterjen adalah produk
p
yang banyak digunakan oleh masyarakat untu
ntuk membersihkan pakaian.
Mengingat efek buruk dete
etergen sintetis bagi alam yaitu susah terdegradasi oleh
leh alam, maka perlu di cari
inovasi pengganti bahann pembuatan
p
detergen yang ramah lingkungan dann juga
j
pengurangan limbah
minyak goreng bekas yang
ng cukup melimpah. Dengan dilakukannya studi ini dih
iharapkan dapat mengetahui
kondisi optimum pembuata
atan detergen alami dari minyak goreng bekas dengann teknologi
t
tepat guna, serta
mengetahui variabel yangg berpengaruh
b
dalam pembuatannya.
Penelitian dilakuk
ukan dengan memproduksi Metil ester sulfonat (MES)
S) sebagai bahan aktif dalam
detergen dengan proses kom
ombinasi trans-esterifikasi dan sulfonasi dengan bahann baku
b
minyak goreng bekas
yang selanjutnya di pelajari
jari kondisi operasi dalam pembuatan detergen alami dari
dar MES yang di campurkan
bahan lain sebagi kompo
posisi detergen tersebut. Penelitian ini mengkaji suhu
su
operasi, %zeolit, dan
kecepatan pengadukan sehi
ehingga di dapat kondisi operasi optimum dalam pemb
mbuatan detergen alami dari
minyak goreng bekas.
Variabel tetap yan
yang digunakan dalam penelitian ini adalah volume MES
ME sebanyak 100ml, berat
CMC sebanyak 20%, berat
rat soda ash sebanyak 45%, dan jenis bahan penunjangg yaitu
y
zeolit Na . Sedangkan
variabel berubahnya adalah
lah suhu operasi pada 60oC, 80oC dan 100oC, % zeolit
lit sebanyak 10%, 20%, dan
30%, serta kecepatan penga
ngadukan 120 rpm, 180 rpm dan 240 rpm. Hasil penel
nelitian menunjukkan bahwa
kondisi optimum pada suhu
uhu 105°C, kecepatan pengadukan 260 rpm, dan % zeol
eolit sebanyak 32% sehingga
menghasilkan daya deterge
rgensi sebesar 46% mendekati daya detergensi surfak
faktan LAS murni sehingga
detergen dari minyak gorin
ring bekas ini layak di gunakan. Variabel bebas yangg paling
p
berpengaruh adalah
kecepatan pengadukan, dii ik
ikuti oleh %zeolit kemudian suhu.
Kata kunci : Sulfo
ulfonasi, MES, metil ester sulfonat, detergen, zeolit
Abstract
Detergent is a prod
roduct that is widely used by people to clean clothes. Given
G
the adverseeffects of
synthetic detergents for nature
nat
that is difficult to be degraded by nature,, innovation is needed to
find substitute materials are environmentally friendly manufacture of detergen
ents and waste reduction are
also used
frying oil which
whi is relatively abundant. By doing this study expe
xpected to find the optimum
condition ofmaking a natur
tural detergent used waste cooking oil with appropriate
ate technology, and know the
variables that influence in the
t making.
Research done byy producing Methyl ester sulfonate (MES) as the aactive ingredient with the
combination of trans-esteri
terification and sulfonation with the raw material usedd frying
f
oils that the further
study of operating conditio
itions in the manufacturing of natural detergent from
m MES in the mix of other
materials such as a deterg
ergent composition. The research studied about opera
rating temperature, %zeolit,
and stirring speed so thatt th
the optimum operating conditions to the making of nat
natural detergent from waste
cooking oil.
Fixed variable used
ed in this study is the volume of MES as much as 100
00ml, CMC weight20%, the
weight of soda ash by 45%,
%, and type of supporting material
is zeolite Na. While changi
nging variable is the operating temperature of 60oC, 80oC
o
and 100 C,
%zeolite as
much
as 10%,
20%, and 30%,
and stirring
s
speed 120 rpm,
180 rpm and 240rpm. The results showed that the optimum condition at a tempe
perature of 105 ° C, stirring
speed 260 rpm, and 32% zeolite
ze
to
produce
power by
46% detergency,
det
detergency
power approaching that of pure LAS surfactant detergent of cooking oil used
us is feasiblein use. The
independent variables are most influential are the stirring speed, follo
ollowed by percent of
zeolite and temperature.
84
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Keyword : sulfona
nation, MES, metal ester sulfonat, detergent, zeolite
1.Pendahuluan
Deterjen adalah prod
oduk yang banyak digunakan oleh masyarakat untuk
tuk membersihkan pakaian.
Penggunaan deterjen bubuk di Indo
donesia mulai mengalami peningkatan drastis pada tahu
ahun 1990-an seiring dengan
meningkatnya jumlah penduduk dan
da perkembangan industri tekstil, manufacture dan industri
in
laundry. Pada lima
tahun terakhir pemakaian deterjenn bubuk
b
mengalami peningkatan yang cukup signifika
ikan yaitu sebesar 10% per
tahun. Pada tahun 2007, kapasitas
as penggunaan detergen indonesia mencapai 500,0000 to
ton per tahun dimana baru
62% dipenuhi dari produksi domesti
stik.(survey euromotor)
Dari semua detergenn yang
y
digunakan itu hampir 80% adalah detergen yang
ng terbuat dari bahan sintetis
yang tidak ramah lingkungan. Baha
hayanya yaitu apabila di perairan, tidak dapat terdegra
gradasi oleh alam yang akan
menurunkan kualitas perairan, tanah
ah beserta biota yang didalamnya (ikan,tumbuhan, dll).
l). A
Apabila hal ini tidak dicari
solusi, maka manusia sebagai konsu
nsumen terakhir akan menjadi akumulator dari limbahh detergen tersebut. Limbah
surfaktan dan bahan pembentuk lainnya
lain
pada detergen sintetis susah di degradasi olehh aalam, oleh karena itu akan
menumpuk dan menyebabkan polu
olusi air, yang apabila di konsumsi oleh makhlukk hidup
h
akan menyebabkan
gangguan kesehatan akut. Sebagaii co
contoh adalah detergen yang memakai surfaktan ABS
S yang
y
susah di biodegradasi
oleh alam. Dan lagi apabila dete
etergen yang memakai STTP sebagai bahan tamba
bahan, akan menyebabkan
pertumbuhan pesat alga yang akann membuat
m
sungai menjadi dangkal. (Sugiharto, 2009)
Hingga sekarang bahan
bah
- bahan pencuci yang ramah lingkungan tela
elah dikembangkan, namun
harganya mahal. Salah satu alternati
atif bahan yang murah adalah memanfaatkan minyak go
goreng bekas sebagai bahan
baku detergen yang ramah lingkung
ngan. Minyak goreng bekas mengandung Free Fatty Acid
Ac (FFA) atau asam lemak
bebas (Ketaren, 1996). Kandungan
an asam lemak bebas inilah yang kemudian akan dies
iesterifikasi dengan metanol
menghasilkan metil ester. Sedangk
gkan kandungan trigliseridanya ditransesterifikasi dengan
de
metanol, yang juga
menghasilkan metil ester dan glisero
erol. Kemudian metil ester tersebut di sulfonasi untukk membentuk
m
surfaktan yang
menjadi bahan baku pembuatan dete
etergen atau pembersih. (Rondang Tambun, 2006)
Kelebihan detergen bahan
ba
dasar minyak goreng ini adalah sisa minyak go
goreng dapat dipergunakan,
sehingga mengurangi beban lingku
kungan karena sampah. Dan akan menghasilkan inov
ovasi produk detergen yang
mudah di biodegradasi oleh lingkung
ungan karena terbuat dari bahan alami yang ramah lingku
gkungan.
Penelitian ini akan m
mengkaji apakah karakteristik detergen dari minyak
ak goreng bekas memenuhi
kriteria sebagai pencuci, bagaimana
na kondisi terbaik.
2. Bahan dan Metode Penelitian
Bahan. Bahan yang digunakan adalah
ad
minyak goring bekas sebagai bahan baku sumbe
ber metil ester dan free fatty
acid. Methanol sebagai bahan campuran
ca
proses esterifikasi sehingga di dapatkann pproduk methyl ester atau
biodiesel. NaOH sebagai kataliss dalam
d
proses esterifikasi minyak goring bekas. NaHSO
SO3 yang berfungsi sebagai
sumber gugus sulfonat dalam pro
roses sulfonasi. Na2CO3 sebagai filler detergent bergun
una memperbanyak volume
detergen. Zeolit Na sebagai bahan
han penunjang pada detergen berfungsi meningkatkann ddaya bersih. CMC sebagai
bahan penunjang detergen berfun
ungsi mencegah kotoran kembali ke pakaian. Aquadest
est berfungsi sebagai pelarut
pembuatan detergen. Parfum dann pewarna
p
untuk bahan pelengkap agar produk menarik.
ik.
Persiapan Bahan Baku. Meny
enyiapkan minyak goreng bakas sebagai bahan ba
baku, kemudian dilakukan
penyaringan kotoran pada minyak
ak goreng bekas tersebut, dan dilakukan penghilangann air
a dengan cara pemanasan
pada suhu 100°.
Pembuatan Surfaktan.
Campurkan asam sulfat 0.5 wt% ddan methanol serta minyak goreng bekas dengan mola
olar rasio antara alkohol dan
bahan baku minyak sebesar 6:11 ddalam wadah berpengaduk magnetik stirer dengan kecepatan
ke
konstan 120 rpm,
pada suhu operasi 50°C, waktuu operasi
o
1 jam. Selanjutnya campurkan NaOH 0.5 wt
wt%, methanol, dan produk
tahap pertama dengan rasio molar
mo
antara alkohol dan produk tahap pertama se
sebesar 9:1 dalam wadah
berpengaduk magnetik stirer deng
engan kecepatan konstan 120 rpm, pada suhu operasii 50
50°C, waktu operasi 2 jam.
Setelah itu diamkan hingga terbe
bentuk 2 lapisan atas dan bawah, lapisan atas adalahh metil
m
ester dan gliserol di
bagian bawah. Pemisahannya den
dengan di sentrifugasi dengan sentrifuge. Setelah dipis
pisahkan dari gliserol, metil
ester tersebut selanjutnya dicucii ddengan air distilat panas (10 vol%). Keringkan air yan
ang terdistribusi dalam metil
ester dengan garam penarik air
ir (MgSO4 anhidrid). Pisahkan Metil ester dari garam
am-garam yang mengendap
dengan penyaringan. Filtrat yang
ng diperoleh merupakan senyawa metil ester. Dari met
etil ester yang terbentuk, di
sulfonasi dengan zat pensulfonat
at NaHSO3, dengan perbandingan mol reaktan 1 : 1,5 sambil dipanaskan pada
suhu 109°C selama 4,5 jam, kemu
mudian hasilnya di murnikan dengan metanol 35% den
engan suhu 55°C selama 1,5
jam. Kemudian di netralisasi hi
hingga mencapai PH netral dengan NaOH 20% (Sr
Sri Hidayati, 2008). Akan
dihasilkan produk Metil Esterr S
Sulfonat(MES) yang digunakan sebagai surfaktann dalam proses pembuatan
detergen
Pencetakan Detergen.
85
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Mencampur surfaktan hasil perco
cobaan sebelumnya dengan sodium sulfat, CMC lokal,
al, Na2CO3, zeolit, pewarna,
dan air dalam reaktor. Panaskan
an campuran di atas, kemudian diaduk hingga homog
ogen. Setelah homogen, api
dimatikan kemudian dinginkan. Setelah
S
dingin tambah parfum 1% berat. Kemudian lar
larutkan cairan ke bak filter,
kemudian keringkan hingga berbe
bentuk bubuk.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil Percobaan.
Dari hasil percoba
baan pembuatan detergen dari minyak goreng bekas den
engan variable %zeolit yang
tercampur, kecepatan pengadu
adukan, dan suhu operasi pencampuran di tinjau dar
ari daya detergensi produk
detergen di dapatkan hasil sepe
perti berikut:
%zeolit(gr)
10
30
Pengadukan (rpm)
Pe
120
120
240
240
120
120
240
240
Suhu( °C )
60
100
60
100
60
100
60
100
daya deter
tergensi(%)
35,
35,29
39,
39,25
37,
37,10
42,
42,50
36,
36,22
41,
41,91
38,
38,31
45,
45,23
Pembahasan
1. Fenomena yang terjadi pa
pada saat percobaan pembuatan detergen dari miny
nyak goreng bekas
Berdasarkan penel
nelitian, minyak goreng bekas memiliki komposisi yyang tidak sama di setiap
tempat penghasil minyak go
goreng bekas. Oleh sebab itu pada awal percobaan kita
ita cari tahu dahulu apa saja
komposisi yang terkandung
ung dalam minyak goreng bekas. Dengan alat analisa
isa GC-MS, dapat diketahui
berapa persen trigliseridaa dan
d free fatty acid yang terdapat di dalam minyakk goreng bekas yang untuk
selanjutnya digunakan untu
tuk menghitung BM dari minyak goreng bekas.
Selanjutnya dilaku
kukan proses esterifikasi dengan mencampurkan meth
ethanol dan minyak goreng
bekas dan menggunakan ka
katalis asam sulfat. Ini merupakan proses pendahuluann menggunakan
m
katalis asam
untuk menurunkan kadarr asam
a
lemak bebas hingga sekitar 2%. Pada prosess iini fenomena yang terjadi
adalah warna campuran ber
erubah menjadi coklat karamel dan memiliki densitass sebesar
s
0,9016 gr/ml.
Produk hasil dar
ari proses esterifikasi selanjutnya digunakan dalam
am reaksi trans-esterifikasi
menggunakan katalis NaO
aOH 0.5 wt% dan methanol. Pada percobaan pertam
ama, fenomena yang terjadi
adalah warna menjadi gela
elap dan bau menyengat serta produk Metil ester tidak
ak berpisah dengan gliserol
dikarenakan katalis NaOH
H pada proses transesterifikasi tidak berfungsi lagi ka
karena PH hasil esterifikasi
yang memakai katalis H2SO4 belum netral dan masih bersifat asam, sehing
ingga ketika masuk proses
transesterifikasi hanya terj
erjadi penetralan antara H2SO4 dengan NaOH. Oleh
eh sebab itu setelah proses
esterifikasi, produknya haru
arus dinetralkan terlebih dahulu sebelum ke tahap trans--esterifikasi.
Fenomena yang terjadi
ter
pada percobaan selanjutnya setelah produk ester
terifikasi dinetralkan terlebih
dahulu dan melalui proses
es trans-esterifikasi yaitu warna campuran tetap berwa
warna coklat karamel. Akan
tetapi setelah metil ester da
dan gliserol terpisah, warna metil ester coklat muda dan
an warna gliserol coklat tua.
Densitas metil ester sebes
esar 0,875 g/ml, yield pembentukan metil ester sebe
ebesar 60% dengan produk
samping berupa gliserol.
Reaksi yang terjad
adi pada proses esterifikasi dan trans esterifikasi :
Mekanisme reaksi
si transesterifikasi dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pe
pertama adalah penyerangan
ikatan karbonil pada triglise
liserida oleh anion dari alkohol dan membentuk zat anta
ntara tetrahedral. Pada tahap
kedua, zat antara tetrahedra
dral bereaksi dengan alkohol dan terbentuk anion dari
ri aalkohol. Pada tahap akhir,
zat antara tetrahedral meng
ngalami transfer proton sehingga terbentuk ester dan gli
gliserol. (Siti Miskah, Jurnal
Rekayasa sriwijaya 2008)
Pada proses sulfo
lfonasi, terjadi proses pembentukan surfaktan dimana
na metil ester di reaksikan
dengan NaHSO3. Sulfonasi
asi adalah proses kimia yang memasukkan gugus sulfo
lfonat SO3H atau garamnya
atau sulfonil halida, misall S
SO2Cl, ke dalam suatu senyawa organik. Gugus ini dapat
da
terikat dengan atom C
86
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
atau N. Dengan proses sulfonasi,
su
metil ester akan diubah menjadi metil ester
es
sulfonat (MES) yang
merupakan jenis surfaktann yang
y
ramah lingkungan.(Ari Imam Sutanto, 2007)
Proses sulfonasii metil
m
ester terjadi ketika bahan baku mengalami konta
ntak langsung dengan gugus
sulfonat, dimana reaksi pert
ertama adalah masuknya SO3 ke dalam gugus alkoksy sehingga
s
membentuk SO3mono-adduct dimana selanj
njutnya bereaksi kembali dengan SO3 membentuk SO33-di-adduct.
Reaksi Sulfonasi Methyl Ester (Tano, 2003)
Reaksi sulfonasi secara gari
aris besar pada saat penelitian :
Dari reaksi tersebu
ebut, dimana metil ester bereaksi dengan sodium bisulfit
lfit membentuk MES. Gugus
sulfonat dari sodium bisul
sulfit bergabung dengan gugus hidrokarbon dari metil
etil ester sehingga terbentuk
senyawa metil ester sulfona
nat(MES).
Fenomena yang te
terjadi pada proses ini yaitu warna campuran berubah
ah menjadi coklat kekuningkuningan dan berbau agakk wangi
w
dengan densitas MES sebesar 0,875 g/ml.
Pada pembuatann detergen dengan mencampurkan bahan pembentuk
tuk detergen dan mengatur
variabel sehingga didapatt kkomposisi detergen dengan kemampuan terbaik.
Produk detergent yang dida
idapatkan berwarna putih dan bintik-bintik hijau.
Detergen yang di
dihasilkan pada penelitian ini adalah detergen (alfa
alfa SFMe) dan merupakan
surfaktan anionik yang terd
rdiri dari rantai alkyl panjang C14, C16 dan C18.
Daya detergensii ddetergen (alfa SFMe) yang dibuat dari minyak kela
elapa (alami) ini cenderung
relatif tinggi seiring deng
engan meningkatnya kesadahan air, sementara daya
ya detergensi LAS (Linear
Alkylbenzene Sulphonate)
te) yang terbuat dari turunan minyak bumi (sintetis)
is) menurun tajam. Hal ini
menunjukkan bahwa deter
tergen (alfa SFMe) merupakan surfaktan yang cocok
cok sebagai detergen bebas
pospat. Detergen alami ini
ni mempunyai kemampuan biodegradasi yang sama bai
aiknya dengan LAS. Hal ini
menunjukkan bahwa miny
nyak nabati seperti kelapa sawit dapat digunakan seba
ebagai bahan baku detergen
dengan daya pencucian yan
ang tinggi.
(Andri Maulana, Pemb
mbuatan Biodiesel dari CPO)
2.
Pengaruh variable %zeoli
olit dan suhu terhadap daya detergensi
Dengan memakai program sstatistic 6 analysis of an
experiment with two level factor,
fac
didapatkan hubungan
antara % zeolit dan suhu.. Dapat
D
ditarik kesimpulan,
bahwa semakin tinggi suhu ser
serta %zeolit, maka semakin
besar daya detergensi karenaa campuran cepat homogen
pada suhu tinggi dan tercamp
mpur dengan baik bila pada
suhu tinggi sehingga mening
ingkatkan daya detergensi.
Sedangkan peran zeolit dii sini sebagai sebagai zat
antiredeposisi dimana mence
cegah kotoran kembali ke
kain, juga dapat menurunka
kan tingkat kesadahan air
pencuci.
Ekor : Hidr
idrofobik (grup nonpolar)
Kepala : Hidrofilik (gru
grup polar)
Bersifat hid
hidrofobik dalam media air
Bersifat hidrofilik dalam
lam media air
87
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
3.
4.
Diatas permukaan
an zeolit, surfaktan akan membentuk dua lapisan. L
Lapisan surfaktan pertama
kepala surfaktan yang berm
rmuatan positif menempel pada permukaan zeolit yang
ng bermuatan negatif sedang
ekornya mengarah keatas.
s. Kemudian
K
lapisan kedua, ekor surfaktan menempell ppada ekor surfaktan lapisan
pertama sehingga kepala ya
yang bermuatan positif berada diatas. Hal ini mengakib
kibatkan detergen bermuatan
positif dan siap untuk men
enjerap molekul atau ion bermuatan negatif. Sehingga
gga dalam proses penjeratan
kotoran, zeolit berperan dalam
d
hal pengikatan kotoran sebagai zat antiredepo
eposisi dan semakin banyak
persen zeolit yang dipakai
ai ddalam campuran akan membuat detergen semakin baik
aik dalam mengikat kotoran.
Dan dapat di simp
impulkan bahwa semakin banyak zeolit akan meningka
katkan daya detergensi dari
detergen. Kondisi ini optim
imum pada suhu 105°C, dan %zeolit 32%.
(www.
w.majarimagazine.com/2008/05/produksi_metil _ester_s
r_sulfonat_untuk_surfactant)
Pengaruh %zeolit dengan
an kecepatan pengadukan terhadap daya detergensi
Dengan memakai program statistic 6, didapatkan
did
hubungan antara
% zeolit dan kecepatan pengadukan. Dap
apat ditarik kesimpulan,
bahwa semakin tinggi kecepatan pengadu
adukan serta %zeolit, maka
semakin besar daya detergensi karena campuran
ca
cepat homogen
pada kecepatan tinggi dan tercampur den
engan baik karena
tumbukan antar partikel semakin banyak
ak sehingga tercipta produk
detergen yang daya detergensinya optima
imal. Sedangkan peran zeolit
di sini sebagai sebagai zat antiredeposisi
isi dimana mencegah
kotoran kembali ke kain, juga dapat men
enurunkan tingkat
kesadahan air pencuci.
zeolit permukaannya bermuatan
tan negatif sehingga dia
mampu mengikat ion – ion positif sepert
erti Na+, Ca2+ yang bisa
ditukar dengan ion lain.
Diatas permukaan zeolit, surfakta
ktan akan membentuk dua
lapisan. Lapisan surfaktan pertamaa kepala surfaktan yang
bermuatan positif menempel padaa permukaan zeolit yang
bermuatan negatif sedang ekornya mengarah
me
keatas. Kemudian
lapisan kedua, ekor surfaktan menem
empel pada ekor surfaktan
lapisan pertama sehingga kepala yangg bermuatan positif berada
diatas.
Hal ini mengakibatkan deterg
rgen bermuatan positif dan
siap untuk menjerap molek
ekul atau ion bermuatan negatif. Sehingga dalam proses
ses penjeratan kotoran, zeolit
berperan dalam hal pengika
ikatan kotoran sebagai zat antiredeposisi dan semakin
in banyak persen zeolit yang
dipakai dalam campuran ak
akan membuat detergen semakin baik dalam mengikatt kotoran.
k
Dan dapat di simp
impulkan bahwa semakin banyak zeolit akan meningka
katkan daya detergensi dari
detergen. Kondisi ini optim
imum pada kecepatan 260rpm, dan %zeolit 32%.
(sumber : www.mater
terialcerdas.wordpress.com)
Pengaruh suhu dengan ke
kecepatan pengadukan terhadap daya detergensi
Dengan memakai program statistic 6, didapatkan
di
hubungan antara
suhu dan kecepatan pengadukan terhadap
te
daya detergensi
detergen. Dapat ditarik kesimpulan, bahwa
ba
semakin tinggi suhu
serta kecepatan pengadukan, maka sema
makin besar daya detergensi
karena campuran cepat homogen padaa ssuhu tinggi dan tercampur
dengan baik bila pada suhu tinggii serta di tambah dengan
kecepatan yang tinggi sehingga moleku
ekul yang ada dalam proses
semakin sering bertabrakan dan meng
nghasilkan produk detergen
yang memiliki daya detergensi optimal.
l.
Hal tersebut sesuaii dengan
d
persamaanm arrhenius :
Dimana :
K = rate constan
A = faktor tumbukan
kan
EA = energi aktivasi
si
R = konstan
tanta
T = suhu
88
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
5.
Dari persamaan te
tersebut dapat diketahui bahwa apabila nilai faktorr tumbukan semakin besar,
maka laju reaksi pun sem
emakin besar, dalam hal ini faktor tumbukan semak
akin besar dengan semakin
besarnya kecepatan pengad
adukan sehingga campuran bahan detergent lebih homog
ogen.
Untuk suhu dapat
at di tinjau dari persamaan arrhenius dimana semakinn bbesar nilai suhu, maka laju
reaksi pun semakin besarr se
sehingga campuran bahan detergent lebih homogen.
Kondisi ini optimu
mum pada suhu 105°C, dan kecepatan pengadukan 260r
0rpm. (sumber : www.chemis-try.org)
Kondisi operasii op
optimum didapatkan yaitu pada suhu 105°C, pengadu
dukan 260 rpm, dan %zeolit
32%. Dari kondisi optimu
imum tersebut akan dihasilkan daya detergensi sebes
besar 46%, mendekati daya
detergensi LAS murni sebe
ebesar 48,47% (maisara dewi nurul huda dkk)
Pencarian variable yangg berpengaruh
b
Dari grafik paretto di atas,
as, didapatkan hasil bahwa
variable yang paling berpengaruhh pada proses pembuatan
detergen ini yaitu suhu, kemudiann kecepatan
k
pengadukan, di
ikuti dengan %zeolit.
Suhu merupakan variabell yang paling berpengaruh
dalam percobaan ini, dikarenakan apabila
apa
suhu semakin tinggi,
maka campuran akan lebih homogen
en walau tanpa pengadukan.
Dan apabila suhu rendah, maka camp
mpuran akan susah homogen
tanpa pengadukan. Hal tersebut kar
arena semakin tinggi suhu,
molekul yang ada di dalam camp
mpuran saling bertabrakan
semakin cepat sehingga campura
uran yang di dapat lebih
homogen. Hal tersebut sesuai dengan
an rumus arrhenius :
Dimana semakin besar suhu
uhu akan memperbesar laju rekasi yang dalam hal ini me
membuat campuran semakin
homogen dan tercampur sem
sempurna
Pengadukan meru
rupakan variabel kedua yang berpengaruh dalam arti
rti lain merupakan variabel
penunjang dari proses men
encampur bahan-bahan dalam detergent. Dengan sema
makin tingginya pengadukan
akan semakin menunjang ppencampuran dari bahan-bahan pembentuk detergen.
Untuk %zeolit berpengaruh
be
terhadap kemampuan detergen untuk mencegah
m
kotoran kembali
kepada kain, jadi dalam ha
hal variabel %zeolit tidak terlalu berpengaruh besar karena
ka
di dalam kandungan
detergen sendiri sudah adaa surfaktan
s
sebagai pengangkat kotoran.
(www.chem-is-try.org)
4. Kesimpulan
a. Fenomena yang terjadi pada
pa proses pembuatan detergen dari minyak goreng
ng bekas antara lain melalu
proses pembentukan metil
etil ester yang kemudian di sulfonasi menjadi MES
ES sebagai surfaktan yang
digunakan sebagai bahan pe
pembuat detergen
b. Kemampuan detergen yan
ang menggunakan MES sebagai detergen memilik daya
d
bersih sebesar 46%,
hampir sama dengan deter
tergen yang menggunakan bahan LAS sebesar 48,47%
47%. Oleh sebab itu bahwa
minyak nabati seperti miny
inyak goreng bekas dapat digunakan sebagai bahan baku
ba detergen dengan daya
pencucian yang cukup tingg
nggi.
c. Kondisi operasi optimum
m dalam pembuatan detergen alami dari minyak goren
reng bekas yaitu pada suhu
105°C, kecepatan pengaduk
ukan 260 rpm, dan %zeolit 32%.
Ucapan Terima Kaih
Terima kasih disampaikann kepad
k
DIKTI dalam penyelenggaraan kegiatan progr
ogram kreatifitas mahasiswa
2010 yang telah membiayai program
ram penelitian ini.
Daftar Pustaka
Ari Imam Sutanto, Sintesa Metil
etil Ester Sulfonat dari Metil Ester Berbahan Baku PKO
O pada Skala Pilot Plant
Buku
Ajar
Teknologi
Tek
Oleokimia,
diakses
dari
http:///D|/ELearning/Teknologi%
i%20Oleokimia/Textbook/COVER.htm pada tanggal 133 A
Agustus 2009.
Converting Waste Cooking Oil
il into Liquid Soap, diakses dari http://www.freepaten
tentsonline.com/4792416.pdf
pada tanggal 10 Agus
ustus 2009.
Detergen, diakses dari http://ww
www.freepatentsonline.com/20090111721.pdf pada tangg
nggal 10 agustus 2009.
89
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Detergen Composition, diakses
ses dari http://www.freepatentsonline.com/7153820.pdf
df pada tanggal 10 Agustus
2009
Maisara Dewi Noorul Huda, dk
dkk, Detergensi Surfaktan Anionik Hasil Sublasi Laruta
utan Deterge. Jurusan Kimia,
Fakultas MIPA, Unive
iversitas Diponegoro.
Perry, R. H. Chemical Engineer
eering Hand Book, 3rd edition. Mc Graw Hill Book Coor
orperatioon. 1984.
Suirta I.W, Preparasi Biodies
iesel dari Minyak Jelantah Kelapa Sawit. Jurusan FMI
MIPA Universitas Udayana,
Jimbaran Bali.
90
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Pemanfaatan Min
inyak Goreng Bekas Menjadi Detergen
De
Alami
Melalui Kombin
binasi Reaksi Trans-esterifikasii dan
da Sulfonasi
Aga Aulia Rahman
an(L2C607002) dan Galih Satrio Lelono (L2C607026)
(L2
Jurusan Tekni
nik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Dipon
onegoro
Jln. Prof. Sudharto,
to, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (024)7460058
(02
Pembi
bimbing : Dr. Mohamad Djaeni, S.T., M.Eng
Abstrak
Deterjen adalah produk
p
yang banyak digunakan oleh masyarakat untu
ntuk membersihkan pakaian.
Mengingat efek buruk dete
etergen sintetis bagi alam yaitu susah terdegradasi oleh
leh alam, maka perlu di cari
inovasi pengganti bahann pembuatan
p
detergen yang ramah lingkungan dann juga
j
pengurangan limbah
minyak goreng bekas yang
ng cukup melimpah. Dengan dilakukannya studi ini dih
iharapkan dapat mengetahui
kondisi optimum pembuata
atan detergen alami dari minyak goreng bekas dengann teknologi
t
tepat guna, serta
mengetahui variabel yangg berpengaruh
b
dalam pembuatannya.
Penelitian dilakuk
ukan dengan memproduksi Metil ester sulfonat (MES)
S) sebagai bahan aktif dalam
detergen dengan proses kom
ombinasi trans-esterifikasi dan sulfonasi dengan bahann baku
b
minyak goreng bekas
yang selanjutnya di pelajari
jari kondisi operasi dalam pembuatan detergen alami dari
dar MES yang di campurkan
bahan lain sebagi kompo
posisi detergen tersebut. Penelitian ini mengkaji suhu
su
operasi, %zeolit, dan
kecepatan pengadukan sehi
ehingga di dapat kondisi operasi optimum dalam pemb
mbuatan detergen alami dari
minyak goreng bekas.
Variabel tetap yan
yang digunakan dalam penelitian ini adalah volume MES
ME sebanyak 100ml, berat
CMC sebanyak 20%, berat
rat soda ash sebanyak 45%, dan jenis bahan penunjangg yaitu
y
zeolit Na . Sedangkan
variabel berubahnya adalah
lah suhu operasi pada 60oC, 80oC dan 100oC, % zeolit
lit sebanyak 10%, 20%, dan
30%, serta kecepatan penga
ngadukan 120 rpm, 180 rpm dan 240 rpm. Hasil penel
nelitian menunjukkan bahwa
kondisi optimum pada suhu
uhu 105°C, kecepatan pengadukan 260 rpm, dan % zeol
eolit sebanyak 32% sehingga
menghasilkan daya deterge
rgensi sebesar 46% mendekati daya detergensi surfak
faktan LAS murni sehingga
detergen dari minyak gorin
ring bekas ini layak di gunakan. Variabel bebas yangg paling
p
berpengaruh adalah
kecepatan pengadukan, dii ik
ikuti oleh %zeolit kemudian suhu.
Kata kunci : Sulfo
ulfonasi, MES, metil ester sulfonat, detergen, zeolit
Abstract
Detergent is a prod
roduct that is widely used by people to clean clothes. Given
G
the adverseeffects of
synthetic detergents for nature
nat
that is difficult to be degraded by nature,, innovation is needed to
find substitute materials are environmentally friendly manufacture of detergen
ents and waste reduction are
also used
frying oil which
whi is relatively abundant. By doing this study expe
xpected to find the optimum
condition ofmaking a natur
tural detergent used waste cooking oil with appropriate
ate technology, and know the
variables that influence in the
t making.
Research done byy producing Methyl ester sulfonate (MES) as the aactive ingredient with the
combination of trans-esteri
terification and sulfonation with the raw material usedd frying
f
oils that the further
study of operating conditio
itions in the manufacturing of natural detergent from
m MES in the mix of other
materials such as a deterg
ergent composition. The research studied about opera
rating temperature, %zeolit,
and stirring speed so thatt th
the optimum operating conditions to the making of nat
natural detergent from waste
cooking oil.
Fixed variable used
ed in this study is the volume of MES as much as 100
00ml, CMC weight20%, the
weight of soda ash by 45%,
%, and type of supporting material
is zeolite Na. While changi
nging variable is the operating temperature of 60oC, 80oC
o
and 100 C,
%zeolite as
much
as 10%,
20%, and 30%,
and stirring
s
speed 120 rpm,
180 rpm and 240rpm. The results showed that the optimum condition at a tempe
perature of 105 ° C, stirring
speed 260 rpm, and 32% zeolite
ze
to
produce
power by
46% detergency,
det
detergency
power approaching that of pure LAS surfactant detergent of cooking oil used
us is feasiblein use. The
independent variables are most influential are the stirring speed, follo
ollowed by percent of
zeolite and temperature.
84
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Keyword : sulfona
nation, MES, metal ester sulfonat, detergent, zeolite
1.Pendahuluan
Deterjen adalah prod
oduk yang banyak digunakan oleh masyarakat untuk
tuk membersihkan pakaian.
Penggunaan deterjen bubuk di Indo
donesia mulai mengalami peningkatan drastis pada tahu
ahun 1990-an seiring dengan
meningkatnya jumlah penduduk dan
da perkembangan industri tekstil, manufacture dan industri
in
laundry. Pada lima
tahun terakhir pemakaian deterjenn bubuk
b
mengalami peningkatan yang cukup signifika
ikan yaitu sebesar 10% per
tahun. Pada tahun 2007, kapasitas
as penggunaan detergen indonesia mencapai 500,0000 to
ton per tahun dimana baru
62% dipenuhi dari produksi domesti
stik.(survey euromotor)
Dari semua detergenn yang
y
digunakan itu hampir 80% adalah detergen yang
ng terbuat dari bahan sintetis
yang tidak ramah lingkungan. Baha
hayanya yaitu apabila di perairan, tidak dapat terdegra
gradasi oleh alam yang akan
menurunkan kualitas perairan, tanah
ah beserta biota yang didalamnya (ikan,tumbuhan, dll).
l). A
Apabila hal ini tidak dicari
solusi, maka manusia sebagai konsu
nsumen terakhir akan menjadi akumulator dari limbahh detergen tersebut. Limbah
surfaktan dan bahan pembentuk lainnya
lain
pada detergen sintetis susah di degradasi olehh aalam, oleh karena itu akan
menumpuk dan menyebabkan polu
olusi air, yang apabila di konsumsi oleh makhlukk hidup
h
akan menyebabkan
gangguan kesehatan akut. Sebagaii co
contoh adalah detergen yang memakai surfaktan ABS
S yang
y
susah di biodegradasi
oleh alam. Dan lagi apabila dete
etergen yang memakai STTP sebagai bahan tamba
bahan, akan menyebabkan
pertumbuhan pesat alga yang akann membuat
m
sungai menjadi dangkal. (Sugiharto, 2009)
Hingga sekarang bahan
bah
- bahan pencuci yang ramah lingkungan tela
elah dikembangkan, namun
harganya mahal. Salah satu alternati
atif bahan yang murah adalah memanfaatkan minyak go
goreng bekas sebagai bahan
baku detergen yang ramah lingkung
ngan. Minyak goreng bekas mengandung Free Fatty Acid
Ac (FFA) atau asam lemak
bebas (Ketaren, 1996). Kandungan
an asam lemak bebas inilah yang kemudian akan dies
iesterifikasi dengan metanol
menghasilkan metil ester. Sedangk
gkan kandungan trigliseridanya ditransesterifikasi dengan
de
metanol, yang juga
menghasilkan metil ester dan glisero
erol. Kemudian metil ester tersebut di sulfonasi untukk membentuk
m
surfaktan yang
menjadi bahan baku pembuatan dete
etergen atau pembersih. (Rondang Tambun, 2006)
Kelebihan detergen bahan
ba
dasar minyak goreng ini adalah sisa minyak go
goreng dapat dipergunakan,
sehingga mengurangi beban lingku
kungan karena sampah. Dan akan menghasilkan inov
ovasi produk detergen yang
mudah di biodegradasi oleh lingkung
ungan karena terbuat dari bahan alami yang ramah lingku
gkungan.
Penelitian ini akan m
mengkaji apakah karakteristik detergen dari minyak
ak goreng bekas memenuhi
kriteria sebagai pencuci, bagaimana
na kondisi terbaik.
2. Bahan dan Metode Penelitian
Bahan. Bahan yang digunakan adalah
ad
minyak goring bekas sebagai bahan baku sumbe
ber metil ester dan free fatty
acid. Methanol sebagai bahan campuran
ca
proses esterifikasi sehingga di dapatkann pproduk methyl ester atau
biodiesel. NaOH sebagai kataliss dalam
d
proses esterifikasi minyak goring bekas. NaHSO
SO3 yang berfungsi sebagai
sumber gugus sulfonat dalam pro
roses sulfonasi. Na2CO3 sebagai filler detergent bergun
una memperbanyak volume
detergen. Zeolit Na sebagai bahan
han penunjang pada detergen berfungsi meningkatkann ddaya bersih. CMC sebagai
bahan penunjang detergen berfun
ungsi mencegah kotoran kembali ke pakaian. Aquadest
est berfungsi sebagai pelarut
pembuatan detergen. Parfum dann pewarna
p
untuk bahan pelengkap agar produk menarik.
ik.
Persiapan Bahan Baku. Meny
enyiapkan minyak goreng bakas sebagai bahan ba
baku, kemudian dilakukan
penyaringan kotoran pada minyak
ak goreng bekas tersebut, dan dilakukan penghilangann air
a dengan cara pemanasan
pada suhu 100°.
Pembuatan Surfaktan.
Campurkan asam sulfat 0.5 wt% ddan methanol serta minyak goreng bekas dengan mola
olar rasio antara alkohol dan
bahan baku minyak sebesar 6:11 ddalam wadah berpengaduk magnetik stirer dengan kecepatan
ke
konstan 120 rpm,
pada suhu operasi 50°C, waktuu operasi
o
1 jam. Selanjutnya campurkan NaOH 0.5 wt
wt%, methanol, dan produk
tahap pertama dengan rasio molar
mo
antara alkohol dan produk tahap pertama se
sebesar 9:1 dalam wadah
berpengaduk magnetik stirer deng
engan kecepatan konstan 120 rpm, pada suhu operasii 50
50°C, waktu operasi 2 jam.
Setelah itu diamkan hingga terbe
bentuk 2 lapisan atas dan bawah, lapisan atas adalahh metil
m
ester dan gliserol di
bagian bawah. Pemisahannya den
dengan di sentrifugasi dengan sentrifuge. Setelah dipis
pisahkan dari gliserol, metil
ester tersebut selanjutnya dicucii ddengan air distilat panas (10 vol%). Keringkan air yan
ang terdistribusi dalam metil
ester dengan garam penarik air
ir (MgSO4 anhidrid). Pisahkan Metil ester dari garam
am-garam yang mengendap
dengan penyaringan. Filtrat yang
ng diperoleh merupakan senyawa metil ester. Dari met
etil ester yang terbentuk, di
sulfonasi dengan zat pensulfonat
at NaHSO3, dengan perbandingan mol reaktan 1 : 1,5 sambil dipanaskan pada
suhu 109°C selama 4,5 jam, kemu
mudian hasilnya di murnikan dengan metanol 35% den
engan suhu 55°C selama 1,5
jam. Kemudian di netralisasi hi
hingga mencapai PH netral dengan NaOH 20% (Sr
Sri Hidayati, 2008). Akan
dihasilkan produk Metil Esterr S
Sulfonat(MES) yang digunakan sebagai surfaktann dalam proses pembuatan
detergen
Pencetakan Detergen.
85
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Mencampur surfaktan hasil perco
cobaan sebelumnya dengan sodium sulfat, CMC lokal,
al, Na2CO3, zeolit, pewarna,
dan air dalam reaktor. Panaskan
an campuran di atas, kemudian diaduk hingga homog
ogen. Setelah homogen, api
dimatikan kemudian dinginkan. Setelah
S
dingin tambah parfum 1% berat. Kemudian lar
larutkan cairan ke bak filter,
kemudian keringkan hingga berbe
bentuk bubuk.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil Percobaan.
Dari hasil percoba
baan pembuatan detergen dari minyak goreng bekas den
engan variable %zeolit yang
tercampur, kecepatan pengadu
adukan, dan suhu operasi pencampuran di tinjau dar
ari daya detergensi produk
detergen di dapatkan hasil sepe
perti berikut:
%zeolit(gr)
10
30
Pengadukan (rpm)
Pe
120
120
240
240
120
120
240
240
Suhu( °C )
60
100
60
100
60
100
60
100
daya deter
tergensi(%)
35,
35,29
39,
39,25
37,
37,10
42,
42,50
36,
36,22
41,
41,91
38,
38,31
45,
45,23
Pembahasan
1. Fenomena yang terjadi pa
pada saat percobaan pembuatan detergen dari miny
nyak goreng bekas
Berdasarkan penel
nelitian, minyak goreng bekas memiliki komposisi yyang tidak sama di setiap
tempat penghasil minyak go
goreng bekas. Oleh sebab itu pada awal percobaan kita
ita cari tahu dahulu apa saja
komposisi yang terkandung
ung dalam minyak goreng bekas. Dengan alat analisa
isa GC-MS, dapat diketahui
berapa persen trigliseridaa dan
d free fatty acid yang terdapat di dalam minyakk goreng bekas yang untuk
selanjutnya digunakan untu
tuk menghitung BM dari minyak goreng bekas.
Selanjutnya dilaku
kukan proses esterifikasi dengan mencampurkan meth
ethanol dan minyak goreng
bekas dan menggunakan ka
katalis asam sulfat. Ini merupakan proses pendahuluann menggunakan
m
katalis asam
untuk menurunkan kadarr asam
a
lemak bebas hingga sekitar 2%. Pada prosess iini fenomena yang terjadi
adalah warna campuran ber
erubah menjadi coklat karamel dan memiliki densitass sebesar
s
0,9016 gr/ml.
Produk hasil dar
ari proses esterifikasi selanjutnya digunakan dalam
am reaksi trans-esterifikasi
menggunakan katalis NaO
aOH 0.5 wt% dan methanol. Pada percobaan pertam
ama, fenomena yang terjadi
adalah warna menjadi gela
elap dan bau menyengat serta produk Metil ester tidak
ak berpisah dengan gliserol
dikarenakan katalis NaOH
H pada proses transesterifikasi tidak berfungsi lagi ka
karena PH hasil esterifikasi
yang memakai katalis H2SO4 belum netral dan masih bersifat asam, sehing
ingga ketika masuk proses
transesterifikasi hanya terj
erjadi penetralan antara H2SO4 dengan NaOH. Oleh
eh sebab itu setelah proses
esterifikasi, produknya haru
arus dinetralkan terlebih dahulu sebelum ke tahap trans--esterifikasi.
Fenomena yang terjadi
ter
pada percobaan selanjutnya setelah produk ester
terifikasi dinetralkan terlebih
dahulu dan melalui proses
es trans-esterifikasi yaitu warna campuran tetap berwa
warna coklat karamel. Akan
tetapi setelah metil ester da
dan gliserol terpisah, warna metil ester coklat muda dan
an warna gliserol coklat tua.
Densitas metil ester sebes
esar 0,875 g/ml, yield pembentukan metil ester sebe
ebesar 60% dengan produk
samping berupa gliserol.
Reaksi yang terjad
adi pada proses esterifikasi dan trans esterifikasi :
Mekanisme reaksi
si transesterifikasi dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pe
pertama adalah penyerangan
ikatan karbonil pada triglise
liserida oleh anion dari alkohol dan membentuk zat anta
ntara tetrahedral. Pada tahap
kedua, zat antara tetrahedra
dral bereaksi dengan alkohol dan terbentuk anion dari
ri aalkohol. Pada tahap akhir,
zat antara tetrahedral meng
ngalami transfer proton sehingga terbentuk ester dan gli
gliserol. (Siti Miskah, Jurnal
Rekayasa sriwijaya 2008)
Pada proses sulfo
lfonasi, terjadi proses pembentukan surfaktan dimana
na metil ester di reaksikan
dengan NaHSO3. Sulfonasi
asi adalah proses kimia yang memasukkan gugus sulfo
lfonat SO3H atau garamnya
atau sulfonil halida, misall S
SO2Cl, ke dalam suatu senyawa organik. Gugus ini dapat
da
terikat dengan atom C
86
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
atau N. Dengan proses sulfonasi,
su
metil ester akan diubah menjadi metil ester
es
sulfonat (MES) yang
merupakan jenis surfaktann yang
y
ramah lingkungan.(Ari Imam Sutanto, 2007)
Proses sulfonasii metil
m
ester terjadi ketika bahan baku mengalami konta
ntak langsung dengan gugus
sulfonat, dimana reaksi pert
ertama adalah masuknya SO3 ke dalam gugus alkoksy sehingga
s
membentuk SO3mono-adduct dimana selanj
njutnya bereaksi kembali dengan SO3 membentuk SO33-di-adduct.
Reaksi Sulfonasi Methyl Ester (Tano, 2003)
Reaksi sulfonasi secara gari
aris besar pada saat penelitian :
Dari reaksi tersebu
ebut, dimana metil ester bereaksi dengan sodium bisulfit
lfit membentuk MES. Gugus
sulfonat dari sodium bisul
sulfit bergabung dengan gugus hidrokarbon dari metil
etil ester sehingga terbentuk
senyawa metil ester sulfona
nat(MES).
Fenomena yang te
terjadi pada proses ini yaitu warna campuran berubah
ah menjadi coklat kekuningkuningan dan berbau agakk wangi
w
dengan densitas MES sebesar 0,875 g/ml.
Pada pembuatann detergen dengan mencampurkan bahan pembentuk
tuk detergen dan mengatur
variabel sehingga didapatt kkomposisi detergen dengan kemampuan terbaik.
Produk detergent yang dida
idapatkan berwarna putih dan bintik-bintik hijau.
Detergen yang di
dihasilkan pada penelitian ini adalah detergen (alfa
alfa SFMe) dan merupakan
surfaktan anionik yang terd
rdiri dari rantai alkyl panjang C14, C16 dan C18.
Daya detergensii ddetergen (alfa SFMe) yang dibuat dari minyak kela
elapa (alami) ini cenderung
relatif tinggi seiring deng
engan meningkatnya kesadahan air, sementara daya
ya detergensi LAS (Linear
Alkylbenzene Sulphonate)
te) yang terbuat dari turunan minyak bumi (sintetis)
is) menurun tajam. Hal ini
menunjukkan bahwa deter
tergen (alfa SFMe) merupakan surfaktan yang cocok
cok sebagai detergen bebas
pospat. Detergen alami ini
ni mempunyai kemampuan biodegradasi yang sama bai
aiknya dengan LAS. Hal ini
menunjukkan bahwa miny
nyak nabati seperti kelapa sawit dapat digunakan seba
ebagai bahan baku detergen
dengan daya pencucian yan
ang tinggi.
(Andri Maulana, Pemb
mbuatan Biodiesel dari CPO)
2.
Pengaruh variable %zeoli
olit dan suhu terhadap daya detergensi
Dengan memakai program sstatistic 6 analysis of an
experiment with two level factor,
fac
didapatkan hubungan
antara % zeolit dan suhu.. Dapat
D
ditarik kesimpulan,
bahwa semakin tinggi suhu ser
serta %zeolit, maka semakin
besar daya detergensi karenaa campuran cepat homogen
pada suhu tinggi dan tercamp
mpur dengan baik bila pada
suhu tinggi sehingga mening
ingkatkan daya detergensi.
Sedangkan peran zeolit dii sini sebagai sebagai zat
antiredeposisi dimana mence
cegah kotoran kembali ke
kain, juga dapat menurunka
kan tingkat kesadahan air
pencuci.
Ekor : Hidr
idrofobik (grup nonpolar)
Kepala : Hidrofilik (gru
grup polar)
Bersifat hid
hidrofobik dalam media air
Bersifat hidrofilik dalam
lam media air
87
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
3.
4.
Diatas permukaan
an zeolit, surfaktan akan membentuk dua lapisan. L
Lapisan surfaktan pertama
kepala surfaktan yang berm
rmuatan positif menempel pada permukaan zeolit yang
ng bermuatan negatif sedang
ekornya mengarah keatas.
s. Kemudian
K
lapisan kedua, ekor surfaktan menempell ppada ekor surfaktan lapisan
pertama sehingga kepala ya
yang bermuatan positif berada diatas. Hal ini mengakib
kibatkan detergen bermuatan
positif dan siap untuk men
enjerap molekul atau ion bermuatan negatif. Sehingga
gga dalam proses penjeratan
kotoran, zeolit berperan dalam
d
hal pengikatan kotoran sebagai zat antiredepo
eposisi dan semakin banyak
persen zeolit yang dipakai
ai ddalam campuran akan membuat detergen semakin baik
aik dalam mengikat kotoran.
Dan dapat di simp
impulkan bahwa semakin banyak zeolit akan meningka
katkan daya detergensi dari
detergen. Kondisi ini optim
imum pada suhu 105°C, dan %zeolit 32%.
(www.
w.majarimagazine.com/2008/05/produksi_metil _ester_s
r_sulfonat_untuk_surfactant)
Pengaruh %zeolit dengan
an kecepatan pengadukan terhadap daya detergensi
Dengan memakai program statistic 6, didapatkan
did
hubungan antara
% zeolit dan kecepatan pengadukan. Dap
apat ditarik kesimpulan,
bahwa semakin tinggi kecepatan pengadu
adukan serta %zeolit, maka
semakin besar daya detergensi karena campuran
ca
cepat homogen
pada kecepatan tinggi dan tercampur den
engan baik karena
tumbukan antar partikel semakin banyak
ak sehingga tercipta produk
detergen yang daya detergensinya optima
imal. Sedangkan peran zeolit
di sini sebagai sebagai zat antiredeposisi
isi dimana mencegah
kotoran kembali ke kain, juga dapat men
enurunkan tingkat
kesadahan air pencuci.
zeolit permukaannya bermuatan
tan negatif sehingga dia
mampu mengikat ion – ion positif sepert
erti Na+, Ca2+ yang bisa
ditukar dengan ion lain.
Diatas permukaan zeolit, surfakta
ktan akan membentuk dua
lapisan. Lapisan surfaktan pertamaa kepala surfaktan yang
bermuatan positif menempel padaa permukaan zeolit yang
bermuatan negatif sedang ekornya mengarah
me
keatas. Kemudian
lapisan kedua, ekor surfaktan menem
empel pada ekor surfaktan
lapisan pertama sehingga kepala yangg bermuatan positif berada
diatas.
Hal ini mengakibatkan deterg
rgen bermuatan positif dan
siap untuk menjerap molek
ekul atau ion bermuatan negatif. Sehingga dalam proses
ses penjeratan kotoran, zeolit
berperan dalam hal pengika
ikatan kotoran sebagai zat antiredeposisi dan semakin
in banyak persen zeolit yang
dipakai dalam campuran ak
akan membuat detergen semakin baik dalam mengikatt kotoran.
k
Dan dapat di simp
impulkan bahwa semakin banyak zeolit akan meningka
katkan daya detergensi dari
detergen. Kondisi ini optim
imum pada kecepatan 260rpm, dan %zeolit 32%.
(sumber : www.mater
terialcerdas.wordpress.com)
Pengaruh suhu dengan ke
kecepatan pengadukan terhadap daya detergensi
Dengan memakai program statistic 6, didapatkan
di
hubungan antara
suhu dan kecepatan pengadukan terhadap
te
daya detergensi
detergen. Dapat ditarik kesimpulan, bahwa
ba
semakin tinggi suhu
serta kecepatan pengadukan, maka sema
makin besar daya detergensi
karena campuran cepat homogen padaa ssuhu tinggi dan tercampur
dengan baik bila pada suhu tinggii serta di tambah dengan
kecepatan yang tinggi sehingga moleku
ekul yang ada dalam proses
semakin sering bertabrakan dan meng
nghasilkan produk detergen
yang memiliki daya detergensi optimal.
l.
Hal tersebut sesuaii dengan
d
persamaanm arrhenius :
Dimana :
K = rate constan
A = faktor tumbukan
kan
EA = energi aktivasi
si
R = konstan
tanta
T = suhu
88
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
5.
Dari persamaan te
tersebut dapat diketahui bahwa apabila nilai faktorr tumbukan semakin besar,
maka laju reaksi pun sem
emakin besar, dalam hal ini faktor tumbukan semak
akin besar dengan semakin
besarnya kecepatan pengad
adukan sehingga campuran bahan detergent lebih homog
ogen.
Untuk suhu dapat
at di tinjau dari persamaan arrhenius dimana semakinn bbesar nilai suhu, maka laju
reaksi pun semakin besarr se
sehingga campuran bahan detergent lebih homogen.
Kondisi ini optimu
mum pada suhu 105°C, dan kecepatan pengadukan 260r
0rpm. (sumber : www.chemis-try.org)
Kondisi operasii op
optimum didapatkan yaitu pada suhu 105°C, pengadu
dukan 260 rpm, dan %zeolit
32%. Dari kondisi optimu
imum tersebut akan dihasilkan daya detergensi sebes
besar 46%, mendekati daya
detergensi LAS murni sebe
ebesar 48,47% (maisara dewi nurul huda dkk)
Pencarian variable yangg berpengaruh
b
Dari grafik paretto di atas,
as, didapatkan hasil bahwa
variable yang paling berpengaruhh pada proses pembuatan
detergen ini yaitu suhu, kemudiann kecepatan
k
pengadukan, di
ikuti dengan %zeolit.
Suhu merupakan variabell yang paling berpengaruh
dalam percobaan ini, dikarenakan apabila
apa
suhu semakin tinggi,
maka campuran akan lebih homogen
en walau tanpa pengadukan.
Dan apabila suhu rendah, maka camp
mpuran akan susah homogen
tanpa pengadukan. Hal tersebut kar
arena semakin tinggi suhu,
molekul yang ada di dalam camp
mpuran saling bertabrakan
semakin cepat sehingga campura
uran yang di dapat lebih
homogen. Hal tersebut sesuai dengan
an rumus arrhenius :
Dimana semakin besar suhu
uhu akan memperbesar laju rekasi yang dalam hal ini me
membuat campuran semakin
homogen dan tercampur sem
sempurna
Pengadukan meru
rupakan variabel kedua yang berpengaruh dalam arti
rti lain merupakan variabel
penunjang dari proses men
encampur bahan-bahan dalam detergent. Dengan sema
makin tingginya pengadukan
akan semakin menunjang ppencampuran dari bahan-bahan pembentuk detergen.
Untuk %zeolit berpengaruh
be
terhadap kemampuan detergen untuk mencegah
m
kotoran kembali
kepada kain, jadi dalam ha
hal variabel %zeolit tidak terlalu berpengaruh besar karena
ka
di dalam kandungan
detergen sendiri sudah adaa surfaktan
s
sebagai pengangkat kotoran.
(www.chem-is-try.org)
4. Kesimpulan
a. Fenomena yang terjadi pada
pa proses pembuatan detergen dari minyak goreng
ng bekas antara lain melalu
proses pembentukan metil
etil ester yang kemudian di sulfonasi menjadi MES
ES sebagai surfaktan yang
digunakan sebagai bahan pe
pembuat detergen
b. Kemampuan detergen yan
ang menggunakan MES sebagai detergen memilik daya
d
bersih sebesar 46%,
hampir sama dengan deter
tergen yang menggunakan bahan LAS sebesar 48,47%
47%. Oleh sebab itu bahwa
minyak nabati seperti miny
inyak goreng bekas dapat digunakan sebagai bahan baku
ba detergen dengan daya
pencucian yang cukup tingg
nggi.
c. Kondisi operasi optimum
m dalam pembuatan detergen alami dari minyak goren
reng bekas yaitu pada suhu
105°C, kecepatan pengaduk
ukan 260 rpm, dan %zeolit 32%.
Ucapan Terima Kaih
Terima kasih disampaikann kepad
k
DIKTI dalam penyelenggaraan kegiatan progr
ogram kreatifitas mahasiswa
2010 yang telah membiayai program
ram penelitian ini.
Daftar Pustaka
Ari Imam Sutanto, Sintesa Metil
etil Ester Sulfonat dari Metil Ester Berbahan Baku PKO
O pada Skala Pilot Plant
Buku
Ajar
Teknologi
Tek
Oleokimia,
diakses
dari
http:///D|/ELearning/Teknologi%
i%20Oleokimia/Textbook/COVER.htm pada tanggal 133 A
Agustus 2009.
Converting Waste Cooking Oil
il into Liquid Soap, diakses dari http://www.freepaten
tentsonline.com/4792416.pdf
pada tanggal 10 Agus
ustus 2009.
Detergen, diakses dari http://ww
www.freepatentsonline.com/20090111721.pdf pada tangg
nggal 10 agustus 2009.
89
Jurnal Tek
Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2, Tahun
hun 2013, Halaman 84-90
Online di: http://ejournal-s1.un
.undip.ac.id/index.php/jtki
Detergen Composition, diakses
ses dari http://www.freepatentsonline.com/7153820.pdf
df pada tanggal 10 Agustus
2009
Maisara Dewi Noorul Huda, dk
dkk, Detergensi Surfaktan Anionik Hasil Sublasi Laruta
utan Deterge. Jurusan Kimia,
Fakultas MIPA, Unive
iversitas Diponegoro.
Perry, R. H. Chemical Engineer
eering Hand Book, 3rd edition. Mc Graw Hill Book Coor
orperatioon. 1984.
Suirta I.W, Preparasi Biodies
iesel dari Minyak Jelantah Kelapa Sawit. Jurusan FMI
MIPA Universitas Udayana,
Jimbaran Bali.
90