KAJIAN PENGARl:H PENAMBAHAN AI,O, SEBAGAI KATALIS PADA PROSES PRODUKSI METIL ESTER SULFONAT DARI METIL ESTER MINYAK INTI SAWn
Oleh: MIRNA SAFITRI F03499064
2003 FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
F03499064 Kajian Pengaruh Pcnamhahan A120� SebagaJ Katalis Pada Proses Pembuatan Metli Ester Sulionat dan Metil Ester Minyak Inti 5a\,,"it. D\ bawah bitnbingan ERLIZA HAMBALI dan KHASWAR SYAMSll. 2003. MIRNA SAFITRI.
Surfaktan merupakan scnya\va aktif penurun tegangan pcnnukaan (.\urtace (lcllve (lgent) yang dapat diproduksi secara sintcsis kimiawi atau hiokl1niawi SUI{aktan telah dlgunakan sebagai kornponen hahan adhe�if, hahan penggumpal, pembasah, pembusaan, emll/s!fier, dan bahan penetrasi serta telah diaplikasikan secara luas pada berbagal bidang industri seperti industri funnasi, industri kosmetika, Industn kimia, Industn pertanian dan industri pangan. Metil ester sulfooat merupakan salah satu kelompok surfaktan anionik yang paling banyak digunakan. Bila dibandingkan dengan surfaktan sejenis yang bcrbasls rninyak bumi (petrokimla), metil ester sulfonat memperlihatkan karakteristik yang lebih balk diantaranya yaitu bersifat hlOdegradahle, sifat dcterjensinya sangat balk waJaupun digunakan pada air dengan tmgkat kesadahan yang cukup tinggi, lebih toleran terhadap ion Ca dan aktivitas enzim lebih baik. Minyak sawit dikelompokkan atas dua, yaitu minyak sawlt kasar (CPO) dan minyak inti sawit (PKO). Mmyak mti sawit mempunyai kandungan asam lernak tidak jenuh sekitar 21 % dan asam lemak jenuh sekitar 79 %. Menurut Bernardlfil (1983), minyak mtl sawit dominan mengandung asam laurat (44 - 52 �·o) dan asam miristat (12 - 17 %" scdangkan kandungan asam palmitat dan asam stearat masing-masing hanya sekiar 6,5 - 9 % dan I - 2,5 %. Bahan baku yang dlgunakan dalam membuat Metil Ester Sulfonat adalah metil ester dominan C-IS dengan satu ikatan rangkap (RCOOCH3) dari minyak inti sawiUPKO, natnum blsulflt (NaHSO,) sebagai reaktan dan aluminium oksida (AI�03) sebagai katalis. Melli ester merupakan turunan dan mmyak sawit yang didapatkan melalui proses transesterifikasi. Atom C-IS dengan satu ikatan rangkap (oleat) dominan menyusun metil ester yang digunakan. Metil ester C-lS digunakan sebagai bahan baku karena memiliki sifat deterjensi yang baik, sehingga pada hasil akhir Melli Ester Suifonat (MES) yang dihasilkan diharapkan dapat diaphkasikan dalam pembuatan deterjen yang bennutu tinggi. Aluminium oksida (AI20,) merupakan katalis yang bersifat logam. Katahs ini digunakan untuk proses sulfonasi karena dapat menurunkan energi al.."1ivaSI reaklan untuk menghasilkan MES. Penelitian ini bertujuan untuk mencari konsentrasi terbaik dari katalls yang dapat meningkatkan kecepatan reaksi untuk memproduksi MES. Metil Ester Sulfonat (MES) yang dihasilkan masih berupa MES kasar, yang berwama putih susu. Produk Metil Ester Sulfonat (MES) kasar yang dihasilkan sebanyak 83,1 - 87,35 % (viv), dengan ampas yang mengandung reaktan yang berlebih dan katahs sebanyak 53-55 gram. Proses sulfonasl terbaik didapatkan pada penggunaan katalis Ab03 dengan konsentrasi ],5 %. Produk MES yang dihasilkan memiliki nilai penurunan tegangan permukaan air sebesar 40,3 mN/m; nilai penurunan tegangan antannuka sebesar 2, 1 mNim; peningkatan kestabilan emulsi selama 5,3 menit, perubahan pH produk 4, I; perubahan kecerahan (nilai L) sebesar 56,91; perubahan nilai a (wama kromatik antara merah dan hijau) sebesar 1,33 dan perubahan nilal b (warna kromatik antara kuning dan biru) sebesar -4,60.
MIRNA SAFITRl F03499064.
Study on The EfIec[s of AI,O, Addi[ion as
Catalyst in Methyl Ester Sulphonate Production Process Using Methyl Ester From Palm Kernel
Oil.
Under the SupervlslOn of
ERLIZA
HAM8ALI
and
KHASWAR SYAMSlJ. 2003. Surfactant is active agent to reduce surface tension (surface active agent) that can be produced chemically or blo-chemically.
Surtactants have been
producing for adhesive component, coagulating agent, wetting agent, foaming agent, emulsifier, penetration agent and has been used in industnes such as pharmaceutical, cosmetics, chemiWlI, agnculture and food mdustries. Methyl Ester Sulphonate is one of anionic surfactants that have been used. MES has several outstanding surfactant propentes namely biodegradable, excellent resistance to water hardness from its ability to sequester hard water ions, excellent detergency, tolerance with Ca ion and good enzyme activity. Palm oil is grouped into two, Crude Palm Oil (CPO) and Palm Kernel Oil (PKO). Palm kernel oil contains unsaturated fatty acid about 21 % and saturated fatty acid about 79
%. Bernardini (1983) reported that palm kernel oil %), minstlc acid (12 - 17 %), palmitic acid (6.5 - 9 %) and stearic acid (I - 2.5 %). contam lauric acid (44 w52
The raw matenals to produce MES are methyl ester C-18 from PKO, sodium bisulfite as reactant and alumma oxide as catalyst. Methyl ester
IS
derivated from palm kernel oil that is produced by trans esterification. C-lS atom vvith one double bound (oleat) is dominant to make up methyl ester. it is used because it has excellent detergency so the result is J\.1ES which can be used to produce good quality detergent. AbOJ is metal catalyst. This catalyst
IS
used in sulphonation because it
can decrease activation energy that can increase the rate of a reaction. This research is to tind the best concentration of catalyst that can increase the rate of reaction to produce MES. Sulphonation produces crude MES at the end of the process. The product IS
milky dispersion with white color. The yield of crude MES is 83. I - 87.35
(v/v) with amount of by-product that still contains reactant and catalyst 53
w
% 55
gram. Concentrations of AI203 catalyst used influence the surface tension, reduce water surface tension, interfacial tensIOn, increase emulsion stability, pH and change lighting product of MES which is produced by sui phonation between methyl ester C-J8 from PKO with sodIUm bisulphite as reactant. The best concentration process is performed at Ah03 concentration of 1.5 % that result MES with surface tension of 30.25 mN/m, reduction of water surface tension 40.3 mN/m, reduction of interfacial tension 2.1 mN/m,
increasing emulsion stability
up to 5.3 minutes, changing pH product [0 4.1, changing light (L value) to 56.91; changing a value to 1.33 and changing b value to 4.6.
KAJIAN PENGARl!H PENAMBAHAN AI,O, SEBAGAI KA TALIS PADA PROSES PRODUKSI METIL ESTER SULFONAT DARI METIL ESTEl{ MINYAK INTI SAWIT
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan 'reknologi Industri Pertanian, Fakultas TeknoJogi Pertaman, Institut Pertanian Bogor
Oleh: MIRNA SAFlTRI F03499064
2003 FAKULTASTEKNOLOGI PERTA� INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANlAN INSTITUTPERTANIAN BOGOR
KAJIANPENGARUH PENAMBAHAN
A1,03 SEBAGAI KATALIS
PADAPROSESPRODUKSI METIL ESTER SULFONAT DARI METIL ESTER MINYAI( INTI SAWIT
SKRIPSI
Sebagai salah satu .yae.t UDtuk mend.patkan gelar SARJANA TEKNOWGIPERTANlAN
Pada Jurusan Teknologi Indu.tri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleb MIRNA SAFITRI F03499064
Dilahirkan Tanggal26 Juli 1981 DiMetro
Tanggal Lulu.
Dosen Pembimbing I
:
5 September2003
Dosen Pembimbing II
RIWAYATHIDUP
Penulis dilahirkan di Metro, Lampung pada tanggal26 Juli 1981 dari pasangan Amir Hamzah SH dan Noverlina Zein. Penulis merupakan pu!ra ke-l dan tiga bersaudara.
Pendidikan formal yang dilalui penuIis antara Jain: •
TK Pertiwi Teladan Metro, Lampung lulus tahun 1 987
•
SD Xaverius Metro, Lampung lulns tabuo 1993
•
SLTP Negeri 1 Metro, Lampung lulus tabun 1996
•
SMU Negeri 1 Metr� Lampung lulus tabuR 1999
Pada tahun 1999, penulis lulus seleksi masuk IPB melalui jaluf USMI. Penuils diterima di Jurusan Teknologi Industri Pertanian (TIN), Fakultas Teknologi Pertanian (FATETA). Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Laboratorium Pengemasan dan Penyimpanan pada semester genap tahun ajaran 200112002. Penulis juga aktif dalam kepengurusan HIMAWGIN dengan jabatan Staf Marketing, Departemen Dana periode 2000/2001
Usaba dan
Kewiraswastaan
dan 200112002, Ketua Biro Proses periode 2002/2003.
Penulis pemah mengikuti Pelatiban Dasar Pembuatan Homepage tahun 2000, wakil dari mahasiswa tingkat II untuk Panitia Kompetisi Peroleban Dana QUE tahun 2000, Panitia Lepas Landas Saljana FATETA tahun 2001, mengikuti Seminar
Agroindustri
tahun
2001,
ONEDAY
WORKSHOP:
Building
Personal Competency In The Competitive Era pada tanggal 18 Mei 2002 dan menjadi Ketua Pelatihan Pembuatan Yogurt dan Mayonaise tahun 2003. Penulis pemah melakukan Praktek Lapang mengenai Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP)
tugas
akhir
(skripsi)
dengan
Penambahan AI:zOJ Sebagai Katalis pada Sulfonat dari Metil Ester Minyak Inti Sawit ".
judul
"
Kajian
Pengaruh
Proses Produksi Metil Ester
KATA PENGANTAR
Puji
dan syukur penul;s panjatkan ke hadirat Ailah SWT, karena hanya
dengan rahmat dan hidayah-Nya, penuJis dapat melaksanakan penelitian serta menyelesaikan laporan penelitian ini. Penehtian
ini
dilaksanakan
pada
bulan
Febuari
-
JUlli
2003
di
Laboratoriurn Pengawasan Mutu, LDIT dan Laboratorium Teknologi Kimia, Jurusan Teknologi Industri Pertanian,
FATETA
-
IPB serta
Laboratorium
Rekayasa Bioproses Pusat Penehtian Bioteknologi IPS, Darmaga, Bogor. Dalam pelaksanaannya penulis banyak mendapatkan bantuan, oleh karena itu penuJis mengucapkan terirna .kasih kepada:
1.
Kedua orang tuaku tercmta serta kedua adikku tersayang atas ciota, kasih sayang, semangat, pengertian, doa yang tiada henti, kepedulian serta perhatian yang diberikan selama ini,
2.
Dr. IT. Erliza Hambali, MSi sebagai dosen pembimbing I dan Dr. If. Khaswar Syamsu, MSc sebagai dosen pembimbing II atas bantuan, saran, nasehat, kritik dan bimbingannya,
3.
Dr. If. Titi Candra Sunarti, MSi atas kesediaannya untuk menguji, bantuan, nasehat, dan bimbingannya,
4.
Bu Sri Mulyasih, Pak Gunawan, Bu Ega, Pak Edi serta laboran lainnya atas bantuan dan bimbingannya selama melaksanakan penelitian,
5. Bapak Ismail di BBIHP alas saran dan kritiknya,
6.
Ternan-ternan tim surfaktan
:
Andri, Mira, Indri, Kiki, Wiwid, Laura,
Ipink, Tulus, Eni, Yesi dan Idris atas kerjasamanya selama ini, serta lyus, M.Rizki dan Egi atas bantuannya, 7.
Sahabat-sahabatku: Tini, Bairn, Agung, lin, Himmah, Ratna, Susi, Kania dan Ethna atas kebersamaannya selama ini,
8.
Sukma Saputra, Arif Ainudin, Anna dan Endah Palupi alas kesediaannya mendengarkan keluh kesahku selama ini,
II
9.
Ternan-ternan kost-anku di Regina: Metoy, Resti, Maya, Agni, Ray, Wita, Ulfa, Jesi dan Wina,
10. Seluruh keluarga besar TIN 36 yang tidak dapat dist:butkan satti persata atas kebersamaannya selama ini secta semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan laporan penelitian ini.
Penulis senantiasa terbuka untuk menerima kritik, saran dan masukan uotuk kesempurnaan iaporan penelitian ini. Semoga hasil penelitian ini dapa! bennanfaat bagi para pembaca, Amin.
Bogor, September 2003
Mirna Safitri
111
DA}TAK lSI
Halaman KATA PENGANTAR.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DAFTAR ISI................. ...... ...................... .................... .
.................... .. ...........
111
....................................
IV
.
DAFTAR TABEL......... ......................................
. . . . . . . . . . . ..... .
DAFTAR GAMBAR ..............
v
DAFTAR LAMPIRAN ...........
V1
I. PENDAHULUAN ............... ....................... A. Latar Belakang.... 2
B. Tujuan.................
3
11. TJNJAUAN PUSTAKA ...... ............ A. Minyak Sawit.... .......................................... .......... ............
4
B. Metil Ester......... . ................ .................... .. ........................ ............
5
C. Surfaktan...........................................................
7
.
.
..
D. Metil Ester Sulfonat..........................................
.. ..........................
10
E. Proses Sulfonasi.... ............................. .............................................
13
.
F.
KataIis...................
.................................................................
III. BAHAN DAN METODE .................................................................. A. Bahan dan Alat......................................... . ...... .................. .
17 20 20
I.
Bahan.............................................................................. ...........
20
2.
Alat................... .............. ........... ... .......
............
20
B. Metoda Penelitian............................................................... .............
20
1.
Perlakuan dalam Penelitian...... .......................,.. ".......................
20
2.
Prosedur Penelitian.....................................................................
21
.
.
.
C. Rancangan Percobaan........................................ .................. ........... 23 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......:......................... ... ................ ..............
24
A. Perubahan Suhu Reaksi.....................................................................
24
B. Penurunan Tegangan Permukaan Air ................................................ 26
C. Penurunan Tegangan Antannuka..................... :.........
.............
27
D. Peningkatan Kestabilan Emulsi................................
..............
30