SURFAKTANYONECO HAREF(0607113779)FEUBY LADY MARIANA (0607134881)

PengertianSurfaktan adalah senyawa organik yang molekul-molekulnya mempunyai dua ujung yang berbeda interaksinya dengan air, yakni ujung satu kepala yang suka air (gugus hidrofilik) dan ujung ekor yang tidak suka air (hidrofobik). Karna itu Surfaktan memiliki kemampuan beradaptasi pada lingkungan dimana dia berada seperti memiliki sifat anti air atau minyak atau dua-duanya tetapi bisa sebaliknya

Kepala (hidrofilik)

Ekor (hidrofobik)

Produk surfaktan Surfaktan merupakan zat aktif yang berperan sebagai pengemulasi minyak dan air, memegang peranan penting dalam proses penghilangan kotoran. produk komersial, seperti bahan berupa detergen dan pelembut pakaian, kosmetika yang meliputi sabun, sampo, perawatan kulit, hingga pasta gigi. Produk lain dari Surfaktan sebagai bahan pewarna tekstil, pelumas, bahan baku farmasi untuk obat dan pembuatan vaksin, serta aditif bagi bahan bakar minyak.

TIPE-TIPE SURFAKTANTerdapat empat kategori surfaktan berdasarkan sifat-sifat ioniknya dalam air,yaitu: Surfaktan Anionik (negatif)adalah surfaktan yang memiliki bagian hidrofobik yang terhubung dengan ion negatif. Contoh : contoh: Alkil sulfat, Alkilester sulfat, Alkohol sulfat, Ester sulfonatcontoh: alkil sulfat,alkilester sulfat,alkohol sulfat,ester sulfonatSurfaktan Kation (positif)adalah surfaktan yang memiliki bagian hidrofobik yang berhubungan dengan ion positifAmina lemak. Contoh: Amidoamina, Imidazolin, Esteramina, Eteramina.

Surfaktan Non ionik (tak bermuatan)adalah surfaktan yang tergabung dalam group polar. Seperti poli glikol eter. contoh:, Alkohol lemak, Asam lemak, Amina, Amida

Surfaktan Amfoterik (positif atau negatif)adalah surfaktan yang dalam satu molekul terdapat ion positive dan negative. Contoh: Alkil betain

Gambar dari tipe surfaktan

C

o

Na+

Anionik sabun

s

o

o

o

Anionik (detergen DOBI)

Na+

N+

Cl-

kationik

o

o

o

OH

Bukan Ionik

R

C

O

NH(CH2)2

CH3

RC

N

N

CH2

CH2

CH3 SO4-

Amfoterik

Pembuatan SurfaktanJenis jenis surfaktan yang banyak diproduksi:Surfaktan alkohol lemak sulfatSulfonasi metil ester asam lemak Surfaktan Dari Monoalkil FosfatSurfaktan Gliserol MonooleatSurfaktan N-parafinSurfaktan Alkil Benzen Linear (LAB)Surfaktan Dengan Proses Pemanjangan Etilena ZieglerSurfaktan Alkohol Ziegler

Bahan baku surfaktanBahan baku srufaktan secara umum:Surfaktan yang disintesis dari turunan minyak bumi dan gas alam sukar terdegradasi oleh alam, di samping itu proses pembuatan surfaktan dari bahan baku ini menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan Sekarang ini juga produksi surfaktan dari sumber nabati, yaitu kelapa sawit. Dan sekarang surfaktan dari kelapa sawit ini lebih dikembangkan karena kelebihan-kelebihan yang dimilikinya. Sedikitnya ada 13 jenis Surfaktan yang dapat dihasilkan dari minyak kelapa sawit.

Bahan baku secara ditailBahan Mentah SurfaktanSurfaktan dapat berasal dari surfaktan oleokimia maupun surfaktan petrokimia. Secara umum, kebanyakan rantai hidrokarbon dalam sebagian besar surfaktan dan lain-lain surfaktan istimewa dihasilkan dari bahan mentah berikut:Lemak dan minyak biasaPetroleumEtilenaPropilena

Perbandingan bahan baku dari sawit dan bahan baku dari petro kimia dan bahan baku dari etilena1. Bahan Surfaktan Dari Lemak Dan Minyak Bahan ini terdiri dari berbagai unsur yang akan diubah menjadi surfaktan antara lain:Asam LemakMetil Ester LemakAlkohol Lemak2. Bahan Surfakatan Dari Petroleum Bahan ini terdiri dari:N-parafinAlkil Benzen Linear (LAB)

3. Bahan Surfaktan Dari Etilenaa. Proses Pemanjangan Etilena Zieglerb. Alkohol Zieglerc. Alkil Fenol, Deodesil Benzena, dan Isotridesil Alkohol

A. Produksi surfaktan alkohol lemak sulfatAlkohol lemak yang memiliki panjang rantai C12-C18 memiliki formulasi untuk produk detergen sebab memiliki kualitas deterjen yang bagus, sifat pembasahan dan pembusaan, dan biodegradabilitas.

Reaksi :

RCH2OH + SO3 RCH2OSO3Halkohol lemak sulfur trioksida fatty alcohol sulfuric acid

RCH2OSO3H + NaOH RCH2OSO3Na + H2Ofatty alcohol sulfuric acid soda kaustik sodium fatty alcohol sulfate air

ProsesProduksi alkohol lemak sulfat terdiri atas lima tahap, yaitu:Proses persiapan udara (Process Air Preparation)Sulfur Trioxide GenerationSulfasiNetaralisasiPerawatan gas lemah (exhaust gas treatment)

1. Process Air Preparation

Proses pengeringan udaraTujuannya adalah untuk mencegah korosif pada reactor sebab embun dapat bereaksi bila ditambah gas SO3, dan ini juga memekatkan warana produk.

Udara dialirkan ke dalam kompresor besar untuk sistem pendinginan, di mana suhu yang digunakan sekitar 3-5 C dan uap-uap di kondensasikan. Selanjutnya udara di dikeluarkan melalui sebuah dehumdifier (pengering udara), dimana sisa-sisa uap terakhir di tahan/di simpan.

2. Sulfur Trioxide Generationdisini terjadi pengkorversian SO2 menjadi SO3 dengan katalis vanadium pentoksida.Proses ini ada 2 tahap:Prosesnya, sulfur cair dimasukkan kedalam pembakar sulfur, sehingga sulfur tadi menguap. Ini dilakukan pada suhu 650 C .Perikutnya adalah uap SO2 tadi dikonversi menjadi SO3 dengan katalis vanadium pentoksida.

Typical System For Generation SO3 Gas.

3. SulfasiSulfasi dilakukan di reaktor film multitude untuk mengontrol keakurasian rasio mol antara SO3 dengan umpan organik dalam berbagai pipa. Prosesnya:Umpan di masukkan di bagian atas dan mengalir ke bawah di samping pipa. Ketika reaksi berlangsung eksotermis, air dingin pada aliran kontrol dimasukkan ke dalam jaket untuk menjaga temperatur pada 45-50 C maksimum. Yield reaksi sebesar 97% dapat dicapai. Proses ini ditunjukkan pada gambar reaktor multitube film.

RCH2OH + SO3 RCH2OSO3Halkohol lemak sulfur trioksida fatty alcohol sulfuric acid

4. Netralisasiproduk dari reaktor harus dinetralisasi segera, dengan hidrolisis untuk menghindari pengaruh buruk bagi proses dan kualitas produk. Proses ini akan lebih berhasil jika langkah ini dilakukan duakali terhadap unit netralisasi. Dengan pencampuran multibladed maka dihasilkan campuran yang homogen.Perlu diperhatikan bahwa netralisasi akan memelihara sifat-sifat alkali sekecil apapun untuk menjaga kelancaran dan stabilitas proses. Konsentrasi rata-rata zat aktif sebesar 72% dapat digunakan. Konsentrasi yang terlalu tinggi tidak baik digunakan karena akan menimbulkan kesulitan dalam proses. Jika menginginkan sebuah produk kering, maka proses selanjutnya dengan melewati sebuah wiped film evaporator.

RCH2OSO3H + NaOH RCH2OSO3Na + H2Ofatty alcohol sulfuric acid soda kaustik sodium fatty alcohol sulfate air

Exhaust gas treatmentPenghilangan Komposisi gas dengan meregulasi lingkungan. Gas lemah terdiri dari zat-zat organik sisa, SO3 nonreaksi dan gas SO2. prosesnya:Pertama kedua kotoran dipindahkan dari electrostatic presipitator. Sisa gas SO2 dipindahkan dari reaksi dengan menambahkan soda kaustik yang mengalir dengan arus berlawanan sepanjang scrubbing coloumn. Konsentrasi gas sisa dalam gas lemah SO2 dilepaskan ke dalam atmosfir dengan tekanan maksimum 5 ppm.

B. Sulfonasi metil ester asam lemak Salah satu jenis surfaktan yang banyak diperlukan di industri, khususnya industri deterjen adalah surfaktan metil ester sulfonat (MES). Keunggulannya dalam menghilangkan sifat kekerasan air menjadikannya lebih baik daripada alkohol lemak sulfat. Dengan memproduksi MES dari minyak sawit

R1 COCH2

R3 COCH2

R2 COCH

O

O

O

+

3CH3OH

HOCH2

HOCH2

HOCH2

+

R1 C - OCH3

R3 C OCH3

R2 C OCH3

O

O

O

TRIASILGLISEROL

METANOL

GLISEROL

ESTER METIL

ProsesProses pembuatan surfaktan metil ester terdiri dari 3 tahap:Tahap pertama berupa proses saponifikasi CPO dengan larutan NaOH dilanjutkan netralisasi dengan menghasilkan asam lemak. Tahap kedua berupa proses esterifikasi asam lemak dengan metanol menghasilkan metil ester. Tahap ketiga adalah sulfonasi metil ester dengan asam sulfat menjadi metil ester sulfonat, yang merupakan bahan kimia surfaktanCari proses pembuatan metil ester sulfonat

C. Produksi Surfaktan Dari Monoalkil Fosfat Monoalkil sulfat dan ester fosfat merupakan suatu tipe khusus fosfat yang merupakan suatu surfaktan anionik . Fungsinya yang menekan busa digunakan sebagai komponen surfaktan untuk alkalin, dan sebagai pembersih dan pembuatan kosmetik khusus. Reaksi:Fosfat ester direaksikan dengan phosphosporus oxychloride dengan proses hidrolisis. Proses ini menghasilkan monoalkil, dialkil, dan triakil fosfat

3 ROH + P2O5

RO P - OH

RO P - OH

+

O

O

OH

OR

Proses Fosfat ester direaksikan pada temperatur 80-120 C pada tekanan atmosfir. Temperatur juga bisa digunakan pada 30-80 C. Temperatur yang rendah akan berakibat pada warna produk. Fosforus pentoksida ditambahkan ke dalam alkohol dengan rasio yang disesuaikan seperti larutan pentoksida dan reaksi terjadi tanpa penggumpalan (lumping). Penggumpalan dapat menyebabkan P2O5 tidak reaktif. Reaksi antara alkohol dengan P2O5 berada pada fasa liquid dan eksotermis serta tidak menggunakan katalis. Penambahan sedikit asam hyphosporus atau garamnya akan menghasilkan warna pucat, yaitu warna stabil pada produk.

D. Produksi Surfaktan Gliserol MonooleatDalam pembuatan surfaktan cair gliserol monooleat skala komersial yang produk atau teknologinya teraplikasi di industri pengguna (industri tekstil) digunakan sistem proses batch. Pembuatan surfaktan gliserol monooleat sistem batch dilakukan dalam skala 500 mL pada kondisi operasi suhu 180 C, waktu 7 jam , tekanan atmosferik, pengadukan 450 rpm melalui reaksi esterifikasi antara gliserol dan asam oleat dengan katalis asam. Produk surfaktan gliserol monooleat banyak digunakan di industri tekstil, kosmetik, dan lain-lain sebagai emulsifier. Pengembangan penelitian dari sistem batch menjadi sistem kontinyu dilakukan untuk mengefisienkan proses produksi yang meliputi ongkos produksi, waktu proses dan kapasitas produk.

E. Produksi Surfaktan N-parafinUntuk menghasilkan surfaktan, kerosen adalah sumber hidrokarbon yang paling penting. Parafin linear atau normal dapat dipisahkan dari yang bercabang dan siklik menggunakan proses MOLE X atau ISOSIVBiasanya 20-25% kerosen mengandung parafin normal denagn panjang rantai C10-C16. Parafin normal disuling dalam pembuatan surfaktan. Bagian hidrokarbon bercabang/siklik atau rafinat dijual sebagai bahan bakar (upgraded fuel)

F. Produksi Surfaktan Alkil Benzen Linear (LAB)Alkil benzene linear (linear alkyl benzene, LAB) adalah bahan antara surfaktan terbesar saat ini. Proses utama pembuatan LAB adalah proses UOP PACOL/HF. Proses ini melibatkan penghidrogenan berkatalis (proses PACOL) n-parafin untuk merubah kira-kira 12 % parafin menjadi olefin. Kemudian olefin direaksikan dengan benzena menggunakan HF cair sebagai katalis. HF dipisahkan dari campuran organik benzena, paraffin, LAB dan alkilat berat yang tertinggal dipisahkan melalui penyulingan. Proses ini menghasilkan LAB jenis 2-fenil.Proses PACOL n-parafin

+ H2

n-parafin

KatalisPacol

Olefin dalaman(12% penukaran)

G. Produksi Surfaktan Dengan Proses Pemanjangan Etilena ZieglerDalam pembuatan surfaktan, etilena digunakan untuk membentuk hidrokarbon berantai panjang. Proses yang digunakan adalah reaksi pemanjangan (growth reaction) untuk menghasilkan rantai hidrokarbon panjangnya C2 ke C20. Rantai hidrokarbon dipanjangkan melalui penambahan unit etilena ke organo-logam seperti trietil alumunium. Unit etilena diselipkan di antara rantai alkil yang memanjang dengan alumunium menjadi triakil alumunium atau produk perpanjangan

H. Produksi Surfaktan Alkohol ZieglerDalam proses alkohol ziegler, alkohol lemak berantai karbon genap linear dihasilkan dari produk pemanjangan melalui pengoksidaan diikuti oleh hidrolisis.

Rx Pemanjangan

pengoksidaan

Hidrolisis

Trietil Al

Trialkil Al

alumina

Alkohol ziegler

Air

Udara

Etilena

Proses Alkohol Ziegler (ALFOL)

OH

Keunggualan dan kekurangan masing masing produk surfaktanProduksi surfaktan alkohol lemak:Adanya proses netralisasi menghindari pengaruh buruk bagi proses dan kualitas produk. Proses netralisasi dilakukan sebanyak duakali sehinga dihasilkan campuran larutan yang homogen. Netralisasi akan memelihara sifat-sifat alkali sekecil apapun untuk menjaga kelancaran dan stabilitas proses.Komposisi gas harus di hilangkan dengan meregulasi lingkungan dengan tekanan maksimum 5 ppm.

b. Produksi surfaktan metil ester sulfat:

Surfaktan ini memiliki keunggulan dalam menghilangkan sifat kekerasan air daripada alkohol lemak sulfat. Produksi MES dari minyak kelapa sawit diharapkan dapat menekan kecenderungan penggunaan bahan baku minyak bumiProses pembuatan surfaktan metil ester sulfonat anionik dari CPO dilakukan melalui tiga tahap yaitu: saponifikasi CPO dengan larutan NaOH, proses esterifikasi yang dilanjutkan netralisasi, dan sulfonasi metil ester. Reaktor yang digunakan berkapasitas 500 mL.Sulfonasi metil ester asam lemak berbeda dari alkohol lemak dimana mekanisme reaksi terdiri dari dua tahap yaitu: pertama, gas SO3 bereaksi cepat dengan sulfoanhydride, kedua, (dengan waktu 40-90 menit), sulfoanhydride berubah menjadi agen sulfonasi yang bereaksi dengan still-unreacted ester. Langkah netralisasinya memiliki kesamaan dengan langkah netralisasi dalam produksi alkohol lemak sulfat, namun karena adanya reaksi awal dan kondisi selama proses sulfonasi, maka dihasilkan warna gelap pada produk yang dapat dihilangkan dengan proses bleaching. Adanya proses postreaction treatment dengan H2O2 dan NaOCl menghasilkan sebuah produk dengan warna yang baik.Penggunaan konsentrasi NaOH yang berbeda-beda harus diperhatikan karena memiliki kelemahan masing-masing. Konversi saponifikasi mencapai nilai yang tinggi pada pemakaian larutan NaOH sekitar 0,7 N dan suhu reaksi 70 oC. Pada kondisi itu konversi mencapai 80% dalam waktu 150 menit.

Produksi surfaktan Dari Monoalkil FosfatMonoalkil sulfat dan ester fosfat yang merupakan suatu surfaktan anionik memiliki fungsi yang dapat menekan busa sehingga digunakan sebagai komponen surfaktan untuk alkalin, dan sebagai pembersih serta pembuatan kosmetik khusus. Fosfat ester direaksikan dengan phosphosporus oxychloride dengan proses hidrolisis atau mereaksikan dengan alkohol lemak, salah satunya dengan fosfor pentoksida atau asam polifosforikFosfat ester direaksikan pada temperatur 80-120 C pada tekanan atmosfir. Temperatur yang rendah akan berakibat pada warna produk.Reaksi terjadi tanpa penggumpalan (lumping). Penggumpalan dapat menyebabkan P2O5 tidak reaktif. Reaksi antara alkohol dengan P2O5 berada pada fasa liquid dan eksotermis serta tidak menggunakan katalis.Menghasilkan warna pucat, yaitu warna stabil pada produk.

Produksi surfaktan gliserol monooleat:Surfaktan ini digunakan pada industri tekstil, kosmetik, dan juga sebagai emulsifier.Proses menggunakan sistem proses batch yang dilakukan dalam skala 500 mL pada kondisi operasi suhu 180 C, waktu 7 jam , tekanan atmosferik, pengadukan 450 rpm melalui reaksi esterifikasi antara gliserol dan asam oleat dengan katalis asam.

Produksi surfaktan N-parafin:Menggunakan proses MOLE X atau ISOSIVBiasanya 20-25% kerosen mengandung parafin normal denagn panjang rantai C10-C16. dan parafin normal disuling dalam pembuatan surfaktan.

Produksi surfaktan Alkil Benzen Linear (LAB):Proses utama pembuatan LAB adalah proses UOP PACOL/HF. Proses ini melibatkan penghidrogenan berkatalis (proses PACOL) n-parafin untuk merubah kira-kira 12 % parafin menjadi olefinProses ini menghasilkan LAB jenis 2-fenil.

Produksi surfaktan dengan Proses Pemanjangan Etilena Ziegler:Proses yang digunakan adalah reaksi pemanjangan (growth reaction) untuk menghasilkan rantai hidrokarbon panjangnya C2 ke C20 melalui penambahan unit etilena ke organo-logam seperti trietil alumuniumUnit etilena diselipkan di antara rantai alkil yang memanjang dengan alumunium menjadi triakil alumunium atau produk perpanjangan

Produksi surfaktan Alkohol ZieglerDalam proses alkohol ziegler, alkohol lemak berantai karbon genap linear dihasilkan dari produk pemanjangan melalui pengoksidaan diikuti oleh hidrolisis.

Kesimpulan Berdasarkan berbagai macam proses produksi surfaktan yang telah dijelaskan sebelumnya, maka disimpulkan bahwa produksi surfaktan oleokimia memiliki keunggulan dibandingkan produksi surfaktan lainnya. Surfaktan ini memiliki rute produksi yang lebih singkat dan lebih pendek. Sifatnya yang lebih ramah lingkungan ditunjang dengan luasnya aplikasi surfaktan oleokimia sehingga dapat menekan ketergantungan penggunaan bahan baku minyak bumi yang tinggi. Surfaktan oleokimia memiliki kinerja yang jauh lebih efektif sebagai zat pembersih bila dalam bentuk cair.Dari berbagai produksi surfaktan oleokima maka surfaktan metil ester sulfonat lebih baik daripada surfaktan alkohol sulfat. Surfaktan ini memiliki keunggulan dalam menghilangkan sifat kekerasan air daripada alkohol lemak sulfat. Lamanya proses lebih cepat sekitar 150 menit, berkapasitas 500 ml, tekanan atmosferik, dan pada suhu 70 C. Surfaktan ini tidak menimbulkan korosif dan menghasilkan warna kualitas baik karena adanya penggunaan proses bleaching.

Masukkan yang dari minyak bumi (surfaktan alkil benzen linier LABPROSES SURFAKTAN YANG DARI ETILENA, YAITU PROSES PEMANJANGAN ETILENA ZIGLERPERBANDINGAN PRODUKSI MASING2 JENIS SURFAKTAN.KESIMPULAN dan alasannyaCtt: lebih bagus yang MES