Tisna -Teknologi-Surfaktan

57
Rekayasa Proses Rekayasa Proses Agroindustri Agroindustri TEKNOLOGI SURFAKTAN TEKNOLOGI SURFAKTAN

description

surfaktan

Transcript of Tisna -Teknologi-Surfaktan

  • Rekayasa Proses AgroindustriTEKNOLOGI SURFAKTAN

  • DEFINISI SURFAKTAN Apabila ditambahkan ke suatu cairan pada konsentrasi rendah, maka dapat mengubah karakteristik tegangan permukaan dan antarmuka cairan tersebut.SURFAKTAN Senyawa organik yang dalam molekulnya memiliki sedikitnya satu gugus hidrofilik dan satu gugus hidrofobik. Antarmuka adalah bagian dimana dua fasa saling bertemu/kontak Permukaan yaitu antarmuka dimana satu fasa kontak dengan gas, biasanya udara.

  • Ekor : Hidrofobik (grup nonpolar)Kepala : Hidrofilik (grup polar)- Bersifat hidrofobik dalam media air- Bersifat hidrofilik dalam media hidrokarbon- Bersifat hidrofilik dalam media air- Bersifat hidrofobik dalam media hidrokarbonSkema Molekul Surfaktan

  • Gugus Hidrofilik :

    (1) Bermuatan negatif ==> surfaktan anionik.(2) Bermuatan positif ==> surfaktan kationik.(3) Bermuatan positif dan negatif ==> surfaktan amfoterik (ampholyte, zwitterion)(4) Tidak bermuatan ==> surfaktan nonionik.

  • Beberapa Gugus Hidrofilik pada Surfaktan Komersial

    Gugus HidrofilikStruktur KimiaAnionik :- Sulfate- OSO2O-- Sulfonate- SO2O-- Phosphated ethoxylate- [(OC2H4)x]2 P(O)O-- [(OC2H4)x] P(O)(O-)2- Karboksilat- COO-Kationik :Ammonium, primer- NH3+Ammonium, sekunder l- NH2+Ammonium, tersier l- NH+Ammonium, kuartener l- N+- l

  • Gugus HidrofilikStruktur KimiaNonionik :- Polyoxyethylene (ethoxylate)- (OCH2CH2)xOH- Monogliserida- OCH2CHOHCH2OH- Digliserida- OCH2CH(O-)CH2OH- OCH2CHOHCH2O-- Monoetanolamida- NHCH2CH2OH- Dietanolamida- N(CH2CH2OH)2Amfoterik :- Aminocarboxylate l-+NH2(CH2)xCOO-, -N+H(CH2)xCOO-- Betaine l-N+(CH2)xCOO- l- Sulfobetaine l-N+(CH2)xCH2SO3- l- Amine oxide l-N+-O- l

  • Gugus Hidrofobik

    (1) HidrokarbonDapat berupa rantai alkyl lurus, becabang, jenuh, tidak jenuh, sebagian siklik ataupun aromatik.(2)PerfluorohidrokarbonDapat berupa rantai lurus atau bercabang, perfluoronated sempurna atau diikat pada hidrokarbon(3)SiloxaneSeringkali diikatkan ke gugus hidrofilik melalui perantara rantai alkyl pendek.(4)Polyoxypropylene atau polyoxybutylene

  • Beberapa Gugus Hidrofobik pada Surfaktan Komersial

    Gugus HidrofobikStruktur KimiaLinear, saturated alkyl (n-dodecyl)CH3(CH2)10CH2-Branched, saturated alkyl (2-ethylhexyl)CH3(CH2)3CHCH2- l CH2CH3Linear, unsaturated alkyl (oleyl)cis-CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2-Alkylbenzene (linear dodecylbenzene)CH3(CH2)11C6H4-Alkyldiphenyl etherC6H5OC6H4(R)-Polyoxypropylene-[OCH(CH3)CH2]x-Polyoxybutylene-[OCH(C2H5)CH2]x-Polysiloxane(CH3)3Si[OSi(CH3)]xOSi(CH3)3 lPerfluoroalkylCF3(CF2)xCF2-LigninComplex polymeric phenol

  • Kelompok SurfaktanAnionikNonionikKationikAmfoterikSumber : Hui (1996) dan Matheson (1996)

  • Tegangan Permukaan-Terbentuk karena adanya gaya tarik menarik antara molekul-molekul pada suatu cairan dengan udara. -Surfaktan mengubah tegangan permukaan cairan dengan cara memecah gaya yang menahan molekul cairan di bagian antarmuka.-Dua macam cara pengukuran tegangan permukaan :a. Tegangan permukaan kesetimbangan (equilibrium surface tension), yaitu mengukur seberapa efektif surfaktan mampu menurunkan tegangan permukaan air. Nilai tegangan permukaan air = 72 dyne/cm.b. Tegangan permukaan dinamis (dynamic surface tension), yaitu mengukur seberapa cepat surfaktan mampu menurunkan tegangan permukaan suatu larutan.-Dalam waktu singkat, tegangan permukaan dinamis akan mencapai nilai tegangan permukaan kesetimbangan.

  • Critical Micelle Concentration (CMC)-Micelle adalah kumpulan unit yang terdiri dari sejumlah molekul bahan aktif permukaan (surface active material).-Micelle melarutkan kotoran dan minyak dengan cara mengangkat kotoran tersebut dari permukaan dan mendispersikannya ke larutan.-CMC adalah konsentrasi surfaktan dimana sejumlah micelle tebentuk dan mampu memisahkan kotoran.-CMC untuk mengukur efisiensi surfaktan. CMC yang rendah menunjukkan bahwa makin sedikit surfaktan yang diperlukan untuk menjenuhkan permukaan dan membentuk micelle.-Untuk mendapatkan kinerja pembersihan yang optimal, umumnya konsentrasi surfaktan yang digunakan adalah 1-5%.

  • Hydrophile-Lipophile Balance (HLB)-HLB adalah ukuran empiris untuk mengetahui hubungan antara gugus hidrofilik dan hidrofobik pada suatu surfaktan.- Sistem HLB digunakan untuk mengidentifikasi emulsifikasi minyak dan air oleh surfaktan.-Dua tipe emulsi, yaitu :a. Water-in-oil (w/o), artinya air terdispersi di dalam minyak.Memerlukan surfaktan dengan nilai HLB rendah.b. Oil-in-water (o/w), artinya minyak terdispersi di dalam air Memerlukan surfaktan dengan nilai HLB tinggi.-Makin tinggi nilai HLB, maka surfaktan makin bersifat larut air.-Makin rendah nilai HLB, surfaktan makin bersifat larut minyak.-Nilai HLB dapat dihitung untuk jenis surfaktan alcohol ethoxylate sederhana. -Nilai HLB untuk jenis surfaktan lainnya diperhitungkan secara eksperimental.

  • Nilai HLB dan Karakteristik Kinerja Surfaktan

    Nilai HLBKarakteristik Kinerja< 10Larut minyak (oil soluble)> 10Larut air (water soluble)4 - 8Bahan anti pembusaan (antifoaming agent)7 - 11Emulsifier w/o12 - 16Emulsifier o/w11 - 14Bahan pembasahan (wetting agent)12 - 15Detergent16 - 20Penstabil (stabilizer)

  • Cloud Point-Cloud point yaitu suhu dimana larutan surfaktan yang bersifat water soluble menjadi keruh-Digunakan untuk mempertimbangkan stabilitas penyimpanan surfaktan.-Penyimpanan surfaktan pada suhu yang lebih tinggi dari cloud point, berakibat terjadinya fase pemisahan dan ketidakstabilan surfaktan.-Karakteristik wetting, cleaning dan foaming pada suatu surfaktan dapat berbeda pada titik di atas dan di bawah nilai cloud point. Surfaktan nonionik memperlihatkan efektifitas yang optimal bila digunakan pada suhu mendekati atau dibawah nilai cloud pointnya, sementara tipe low-foam surfactant harus digunakan pada suhu sedikit lebih tinggi dari nilai cloud pointnya.-Cloud point diukur menggunakan larutan surfaktan 1%. -Nilai cloud point berkisar antara 0 - 100 oC, dan dibatasi oleh pembekuan dan titik didih air.

  • Hydrotrope-Hydrotrope yaitu sejenis bahan yang digunakan untuk meningkatkan kelarutan surfaktan dalam air, khususnya pada lingkungan yang mengandung builder atau alkali dalam jumlah besar.-Keberadaan builder atau elektrolit lainnya akan menurunkan suhu cloud point dan kelarutan surfaktan dalam suatu larutan, sehingga hydrotrope digunakan untuk menyesuaikan cloud point suatu formula.-Makin tinggi konsentrasi hydrotrope berdampak pada makin tingginya cloud point.-Hydrotrope tidak berkontribusi ataupun mengurangi kinerja surfaktan ataupun builder.

    Drave Wetting Test-Drave wetting test umumnya digunakan untuk mengukur kecepatan larutan surfaktan dapat membasahi pori-pori, khususnya substrat yang bersifat hidrofobik.

  • Struktur molekul surfaktan dalam suatu sistem emulsi

  • Apakah berdasarkan tingkat kinerja surfaktan? (Efektivitas) Definisikan MaksudTerbaik Pemilihan Jenis Surfaktan Apakah berdasarkan seberapa banyak surfaktan tersebut dibutuhkan untuk mencapai tingkat kinerja yang diinginkan ? (Efisiensi) Apakah berdasarkan seberapa cepat surfaktan mampu mencapai tingkat kinerja yang diinginkan? (Kecepatan aksi)Surfaktan jenis apa yang terbaik ?

  • Aspek lainnya yang perlu dipertimbangkan :- Stabilitas kimia dari surfaktanStabilitas kimia surfaktan dalam suatu sistem sangat penting, misalnya pada formulasi kosmetika. Pada beberapa kasus, kadang diperlukan surfaktan yang tidak stabil, misalnya pada formulasi coating menggunakan surfaktan. -Dampak surfaktan terhadap lingkunganPerlu diperhatikan pengaruh bahan kimia terhadap lingkungan (1) sifat biodegradability Contoh : degradasi alcohol ethoxylate sekunder lebih lambat dibandingkan alcohol ethoxylate primer.(2) sifat toksisitas terhadap organisme.-Iritasi terhadap kulitiritasi kulit oleh surfaktan merupakan faktor utama yang perlu diperhatikan pada produk-produk yang kontak dengan kulit.Contoh : pada produk kosmetika, shampo, sabun, deterjen.

  • Karakteristik Kinerja Surfaktan Wetting dan Waterproofing- Wetting dan waterproofing tergantung pada perubahan yang dihasilkan oleh surfaktan terhadap antarmuka. -Semacam cairan disebarkan ke substrat (cairan atau padatan), cairan tersebut memindahkan fase awal yang kontak dengan substrat, menggantikannya dengan lapisan yang melingkupi cairan sehingga terbentuk antarmuka baru dimana baik substrat dan fase awalnya kontak dengan lapisan baru tersebut. -Perbedaan wetting dan waterproofing :a. Pada wetting, adsorpsi surfaktan ke pemukaan memungkinkan air untuk disebarkan ke permukaan berlilin atau berminyak. b.Pada waterproofing, antarmuka suautu permukaan diubah sehingga lebih bersifat hidrofobik, sehingga pembasahaan oleh air menjadi lebih sulit.

  • Foaming dan Defoaming- Foaming dan defoaming tergantung pada perubahan yang dilakukan surfaktan terhadap antarmuka gas/larutan.-Foam dihasilkan ketika gas dimasukan ke dalam larutan dimana terbetuk lapisan permukaan yang bersifat viskoelastis.-Pada foaming, surfaktan ditambahkan untuk meningkatkan sifat viskoelastis, sehingga terbentuk busa lebih banyak.-Pada defoaming, surfaktan ditambahkan untuk mengurangi atau menghilangkan sifat viskoelastis lapisan antarmuka gas/larutan. Hal ini dilakukan baik dengan menetralkan atau mengganti lapisan awal dengan lapisan baru yang lebih bersifat tidak viskoelastis.

    Emulsifikasi dan Demulsifikasi-Emulsi adalah dispersi suatu larutan (fasa diskontinyu) pada cairan yang bersifat immiscible (fasa kontinyu).-Emulsi distabilkan oleh lapisan surfaktan (emulsifying agent) pada antarmuka antara dua cairan, sehingga menghasilkan pembatas elektrik yang menghalangi bersatunya droplet-droplet fase cairan yang terdispersi.

  • -Demulsifikasi suatu emulsi terjadi apabila pembatas elektrik dikurangi atau dihilangkan, sehingga menyebabkan pecahnya emulsi.

    Dispersi dan Flokulasi-Dalam emulsi, dispersi partikel padatan dalam suatu larutan dimana padatan tersebut bersifat tidak larut distabilkan menggunakan lapisan surfaktan (dispersing agent) pada antarmuka antara dua fasa yang menghasilkan pembatas elektrik sehingga mencegah bersatunya partikel-partikel padatan yang terdispersi.-Pengurangan atau penghilangan pembatas elektrik menyebabkan terjadinya flokulasi.

    Adhesion Promotion-Adhesi antara 2 fasa immiscible tergentung pada kekuatan interaksi antara dua molekul berbeda yang berhadapan saling berseberangan antarmuka antara dua molekul tersebut.-Makin kuat interaksi antara dua molekul tersebut, makin besar gaya adhesi antara dua fasa tersebut.

  • Proses Pembusaan

  • Solubilisasi pelarut yang bersifat tak larut (solvent-insoluble material)-Diperlukan untuk melarutkan air dengan pelarut yang tidak dapat larut dengan air.-Solubilisasi pelarut yang bersifat tidak larut dalam air tergantung pada kehadiran micelle surfaktan dalam fasa pelarut, dengan bagian hidrofobik dari micelle surfaktan berada di bagian dalam.-Contohnya : melarutkan air ke bahan bakar pesawat terbang untuk mencegah terbentuknya formasi kristal es di saluran bahan bakar pada suhu di bawah titik beku air.

    Hydrotropy-Karakteristik yang sama atau menyerupai molekul surfaktan yang mampu meningkatkan kelarutan berbagai zat terlarut dalam suatu pelarut.

    Peningkatan viskositas-Viskositas fase larutan ditingkatkan dengan meningkatkan fraksi volume bahan terlarut (solute) dalam larutan-Merupakan fungsi dari micelle dalam sistem, bahkan lebih bergantung pada struktur micelles surfaktan yang terbentuk.

  • Nilai Tambah Produk Turunan Kelapa Sawit

    Chart1

    46

    80

    86.4

    180

    210

    296

    500

    795

    nilai tambah (%)

    Sheet1

    Perkembangan harga (US$/kg)Nilai tambah (%)

    CPOmy. GorengMentegaMetil esterGlycerinFatty acidAsam stearatFatty alcoholsurf anioniksurf kationiksurf nonionikMy. Gorengasam lemakasam stearatMargaringliserinfatty alcoholMetil estersurfaktan

    19970.250.43199772

    19980.250.30.760.551.392.623.88199820120204948

    19990.250.350.60.750.50.50.981.381.961.51199940100100140200292684

    20000.250.360.70.780.450.4511.442.131.52000448080180212300752

    20010.250.450.81.50.810.40.42.241.372001806060220224796

    rata-rata468086.4180210296500795

    Perkembangan produksi

    19971998199920002001

    Fatty alcohol60107110111113

    fatty acid173324340357375

    gliserin2922232425

    Perkembangan ekspor dan impor fatty alcohol

    eksporimpor(ton)

    1998

    Perkembangan ekspor dan impor fatty acid199949662.4

    200048457.5

    eksporimpor(ton)2001

    19980.4183750.408

    19990.1697720.513

    20000.1631970.729

    20010.1707640.694

    Data Impor Produk Oleokimia (Ton)

    Fatty alkoholSurfaktan anionikSurfaktan nonionikSurfaktan kationikPelumas

    19983042981266601992655

    199939736743194751561500

    200041508948214402233106

    200143585175125494199016

    Perkembangan ekspor dan impor gliserin

    eksporimpor(ton)

    199826.130.448

    199936.9370.857

    200032.6980.633

    200131.3634.901

    Sheet1

    00000

    00000

    00000

    00000

    00000

    fatty alcohol

    Tahun

    Harga (US$/kg)

    Perkembangan harga CPO dan oleokimia

    Sheet2

    6017329

    10732422

    11034023

    11135724

    11337525

    Fatty alcohol

    fatty acid

    gliserin

    Tahun

    Produksi (ribu ton)

    Perkembangan produksi oleokimia

    Sheet3

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    nilai tambah (%)

    Perbandingan nilai tambah beberapa jenis oleokimia

    0.4183750.408

    0.1697720.513

    0.1631970.729

    0.1707640.694

    ekspor

    impor

    Tahun

    Volume (ton)

    Perkembangan ekspor dan impor fatty acid

    26.130.448

    36.9370.857

    32.6980.633

    31.3634.901

    ekspor

    impor

    Tahun

    Produksi ( ton)

    Perkembangan ekspor dan impor gliserin

    00

    00

    00

    00

    ekspor

    impor

    tahun

    volume (ton)

    Perkembangan ekspor dan impor fatty alcohol

    00000

    00000

    00000

    00000

    Fatty alkohol

    Surfaktan anionik

    Surfaktan nonionik

    Surfaktan kationik

    Pelumas

    Tahun

    Jumlah (Ton)

    Data Impor Produk Turunan Sawit

  • Persentase Pasar SurfaktanSumber : www.chemsoc.org

    Chart4

    62.9

    2.3

    5.1

    1.9

    8.4

    1.4

    3.4

    0.5

    2.3

    5.5

    0.1

    6.2

    Sheet1

    Pengeluaran Pak Ari (Mencat rumah Azimar) :

    TanggalUraianPemasukanPengeluaranKegunaanNilaiJumlahPersentase

    Nila1,000,000

    Mira600,000Household detergent400046.7

    20/1/05Sanpolak + thinner47,000Industrial & institutional cleaning5306.2

    20/1/05Lem + sanpolak55,000Personal care86010.0

    18/1/05Bak cat, rol, kuas28,000Crop protection2002.3

    18/1/05Pentalite, dll340,000Oilfield4405.1

    24/1/05Transport pak Umar50,000Paints and coatings1601.9

    Transport pak Yono50,000Textile spin finish1601.9

    24/1/05Puhsel13,000Textile auxiliaries5005.8

    25/1/05Sanpolak, aquaproof210,000Contruction4705.5

    24/1/05Sanpolak, dll167,500Emulsion polymerisation2903.4

    22/1/05Kran air18,000Food2002.3

    22/1/05Semen, aquaproof62,000Leather600.7

    Ojek2,000ORE/mineral1501.8

    29/1/05NP 329, plukut42,000Plastic additives400.5

    28/1/05Lem, kuas26,000Pulp and paper1201.4

    29/1/05kain bal4,000Explosives100.1

    28/1/05NP, k.emas81,500Other3804.4

    29/1/05Resin+katalis30,000Total8570100.0

    Ongkos Mang Blak15,000

    Ongkos iwan10,000

    26/1/05Aquaproof, sanpolak, dll121,000

    26/1/05K. emas, NP, SN Ijo123,500Produk pembersih62.9

    27/1/05Cat kuda22,500Agrochemicals2.3

    26/1/05Sanpolak70,000Perminyakan5.1

    26/1/05Kran air35,000Industri cat1.9

    29/1/05Resin+katalis, talk17,500Tekstil & kulit8.4

    Kertas1.4

    1,600,0001,640,500Polimerisasi emulsi3.4

    Jumlah(40,500)Plastik0.5

    Pangan2.3

    Konstruksi5.5

    Bahan peledak0.1

    Lainnya6.2

    100

    Sheet1

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    Sheet2

    Rincian pengeluaran bu Lisapengeluaran buat buku (abon+nata):

    UraianJumlah (Rp.)UraianJumlah (Rp.)

    Nasi putih 3 buah8,600bawang goreng12,000

    Dinner272,250santan kara3,500

    Tol4,000Tuna94,250

    Tol4,000essen16,000

    Tol4,000Minyak goreng + gas68,400

    Parkir8,500kain saring, serbet6,000

    Makan128,000bawang putih15,500

    MS Office20,000Gula, sasa, dll81,100

    Universal trans20,000kelapa, ketumbar, b putih10,000

    Antivirus40,000daging270,000

    Disc bag40,000ayam144,200

    Peta jakarta180,000bwang goreng2,000

    Tukar tambah mouse60,000frestea18,000

    Tol4,000frestea18,000

    Tol4,000rempeyek teri, dll66,500

    Tol4,000ketumbar, cabe100,750

    bensin100,000katering foto72,000

    mobil + driver250,000penginapan b oom150,000

    bensin100,000

    mobil + driver250,000Total1,148,200

    Total1,501,350Transport100,000

    Total1,248,200

    Hasim

    Rincian hasim dan teknisi ke Makasar

    UraianJumlah (Rp.)Lumpsum3,000,000

    uang makan Yogi15,000Honor3,292,000

    Taxi481,000Mobil, dll431,000

    uang makan3 hari540,000Sumb p edy750,000

    uang saku52,500Sumb b ani1,341,000

    Tol50,0008,814,000

    Kunci215,000518,470.59

    bon24,000

    terminal20,000

    airport tax81,000

    kunci232,000

    obeng6,500

    airport tax20,000

    tol4,000

    Tol1,500

    Tol1,500

    Tol4,000

    Tol4,000

    Tol2,000

    Tol2,000

    Tol2,000

    Tol4,000

    bon10,500

    kamar315,000

    Total1,687,500

    diserahkan ke Hasim4,000,000

    Sisa dari Hasim2,312,500

  • ROADMAP SURFAKTAN

  • Diagram Oleokimia Dasar dan Turunannya

  • POHON INDUSTRI KELAPA SAWIT

  • APLIKASI SURFAKTAN PADA INDUSTRI

  • INDUSTRIAL APPLICATION OF SURFACTANTS

  • Agrochemical Biasanya digunakan surfaktan nonionik dan memiliki cabang hidrofobik. Nilai HLB berkisar antara 9 - 14 Umumnya surfaktan digunakan di bawah atau mendekati nilai CMC-nya, dengan tujuan untuk mencegah solubilisasi bahan aktif yang dapat menurunkan aktivitas biologis. Produk berbentuk bubuk (wettable powder) dan larutan suspensi (suspension concentrate)Tabel. Minimum nilai tegangan permukaan larutan beberapa jenis surfaktanSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    SurfaktanMinimum tegangan permukaan (dyne/cm)Nonylphenol ethoxylate (9 EO)29,1Lauryl alcoohol ethoxylate (9 EO)32,2Tall oil fatty acid ethoxylate (10 EO)33,5Tridecyl alcohol ethoxylate (8-9 EO)27,5Sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate25,5Trisiloxane ethoxylate (8 EO), CH3-terminated21,0

  • Tabel. Surfaktan pada produk berbentuk bubuk (wettable powder)Tabel. Surfaktan pada produk berbentuk larutan suspensi (suspension concentrate)Sumber : Rosen and Dahanayake (2000).aaaa

    SurfaktanFungsi UtamaDodecylbenzene sulfonateWettingDioctylsulfosuccinateWettingSodium alkylnaphthalene sulfonateWettingNaphthalenesulfonate-formaldehyde condensateDispersingEthoxylated tristyrylphenol sulfateDispersingSodium lignosulfonateDispersing

    SurfaktanFungsi UtamaSodium dodecylbenzene sulfonateWettingDibutyl and di-isopropyl naphthalene sufonateWettingDioctyl or dinonylphenolsulfosuccinateWettaingN-methyl oleyl taurateWetting and DispersingNaphthalene sulfonate-formaldehyde condensate DispersingLignosulfonateDispersingDodecyldiphenylether disulfonateDispersingEthoxylated (6-12 EO) nonylphenol phosphate esterWetting and DispersingEthoxylated (14-16 EO) tristyrlphenol phosphate sodium saltWetting and Dispersing

  • Keuntungan produk berbentuk larutan suspensi (suspension concentrate) dibandingkan bubuk (wettable powder) : Lebih mudah digunakan karena sudah terdispersi dalam air Lebih mudah didispersikan ke produk aplikasi Dalam penggunaanya tidak dihasilkan debu Volume kemasannya lebih rendah Lebih mudah dilarutkan dan menghasilkan bentuk suspensi yang stabil bila dilarutkan dengan air.

  • Emulsion Polymerization Surfaktan merupakan bahan yang diperlukan pada proses polimerisasi emulsi, yaitu sebagai : - monomer emulsifier dan penstabil lateks.- sebagai media transfer panas - menjaga stabilitas dispersi partikel polimer yang mengembang. Utamanya digunakan surfaktan anionik. Surfaktan nonionik umumnya digunakan sebagai emulsifier sekunder. Grup ionik pada molekul surfaktan menjaga stabilitas emulsi monomer/air dan mengontrol distribusi ukuran partikel dengan cara menstabilkan dispersi partikel.

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan untuk berbagai monomerSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    MonomerSurfaktan yang DigunakanStyrene, butadieneDodecylbenzene sulfonate, dodecyldiphenyl ether disulfonateVinyl chloridePartially hydrogenated fatty acid soap, sodium lauryl sulfateStyrene/butadieneFatty acid soap, dodecylbenzene sulfonate, dodecyldiphenyl ether disulfonate, polyoxyethylenated (9-14 EO) octylphenolMethyl or butyl ester of acrylic/methacrylic acidSodium lauryl sulfate octyl, nonylphenol ether (4-10 EO) sulfateMethacrylic acid/acrylic acidSodium C12-C14 ether (4-8 EO) sulfate, dodecylbenzene sulfonateStyrene/butyl acrylateNonyl/octyl phenol polyoxyethylene (9-15 EO) sulfate sodium polyoxyethylene (4-10 EO) lauryl ether sulfate, sodium or ammonium C12-C14 ether (2-10 EO) sulfate, polyoxyethylene (30-50 EO) octyl/nonylphenolVinyl, vinyl acetate, vinyl acetat/butyl acrylateSodium polyoxyethylene (30-50 EO) nonylphenol ether sulfate, sodium polyoxyethylene (30-50 EO) lauryl ether sulfate, polyoxyethylene (30-50 EO) octyl/nonylphenol

  • Metal CleaningA. Immersion Cleaning

    Metode : bagian logam yang akan dibersihkan direndam dalam larutan deterjen dan diagitasi selama beberapa waktu. Pengotor berupa : minyak, lilin (wax), dan gemuk (grease)

    Kinerja surfaktan yang disyaratkan :- Good equilibrium wetting- Efektif menurunkan tegangan permukaan dan antarmuka minyak/air- Mampu membentuk emulsi yang stabil- Mencegah redeposisi pengotor- Stabil dan kompatibel pada kondisi basa dan asam- Mencegah korosi (corrosion inhibition)

    Jenis surfaktan yang digunakan : surfaktan anionik atau campuran surfaktan anionik-nonionik.

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan pada proses immersion metal (alkali)Sumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    Surfaktan Anionik :- Ethoxylated (4-10 EO) nonylphenol phosphate ester- Ethoxylated (4-9 EO) linear (C8-C10) alcohol phosphate ester- Ethoxylated (9-12 EO) dinonylphenol phosphate ester

    Surfaktan Nonionik :- Nonylphenol ethoxylate (5-12 EO)- Octylphenol ethoxylate (5-10 EO)- Linear (C9-C11) alcohol ethoxylate (5-12 EO)- Branched (C13-Oxo) alcohol ethoxylate (9-12 EO)- Tertiary dodecyl (branched) thioethoxylate (6-10 EO)

    Surfaktan Amfoterik :- Sodium acylamido aminopropionate- Sodium acylamido aminohydroxypropyl sulfonate

  • B. Spray Cleaning

    Metode : larutan pembersih disirkulasikan menggunakan pompa dan disemprotkan melalui inlet (nozzle) ke bagian yang akan dibersihkan. Larutan (deterjen) pembersih yang digunakan harus bersifat sangat rendah busa dan dapat dibersihkan dalam waktu sangat singkat. Syarat surfaktan yang digunakan : sangat rendah busa hingga tanpa busa. Surfaktan yang sesuai : surfaktan nonionik dan amfoterik yang rendah busa.Contoh : nonylphenol ethoxylate (7-12 mol EO), linear alcohol ethoxylate (7-12 mol EO)

  • Pulp and PaperA. Deresination- Merupakan proses pemisahan resin dari pulp kayu.- Surfaktan digunakan untuk mencapai efek pembasahan oleh larutan basa dan membentuk emulsi resin dengan air.-Jenis surfaktan yang digunakan : ethoxylated nonionik, ethoxylated phosphate ester (anionik). -Anionik lainnya seperti sulfate dan sulfonate tidak digunakan karena kelarutan dan kemampuan emulsinya rendah dalam media basa.

    B. Paper Deinking-Digunakan pada proses daur ulang kertas bekas.-Kinerja surfaktan yang diperlukan : memberi efek pembasahan (wetting) dan sifat dispersi yang sangat baik pada partikel tinta yang akan dipisahkan dari serat kertas, serta stabil terhadap hidrolisis.-Jenis surfaktan yang digunakan : surfaktan nonionik

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan pada proses deresinasi pulpSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    Surfaktan Anionik :- Ethoxylated (6-10 EO) nonyl/octylphenol phosphate ester- Ethoxylated (4-8 EO) linear (C8-C10) alcohol phosphate ester- Ethoxylated (8-12 EO) dinonylphenol phosphate ester

    Surfaktan Nonionik :- Polyoxyethylene (9-15 EO) nonyl/octylphenol- Polyoxyethylene (12-20 EO) dinonylphenol- Polyoxyethylene (10-15 EO) dodecylphenol- Polyoxyethylene (10-15 EO) tridecyl (Oxo) alcohol

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan untuk washing-deinkingSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    SurfaktanHLBCloud point, oC (0,5-1,5% NaOH)Draves wetting,sec, 40oC (1% NaOH)Octylphenol ethoxylate (9 EO)13,054 - 569Octylphenol ethoxylate (11 EO)13,568 - 7212Octylphenol ethoxylate (9 EO)13,060 - 638Lauryl alcohol ethoxylate (7 EO)12,048 - 5018Linear (C9-C11) alcohol ethoxylate (6 EO)12,546 - 488Branched (C11-C15) secondary alcohol ethoxylate (9 EO)13,556 - 589

  • KonstruksiA. Glass Fiber Mat- Glass fiber bersifat tidak larut sempurna dalam air, walaupun telah dibantu dengan pengadukan.- Sifat surfaktan yang diperlukan : dispersibility dan wettability. -Karena glass fiber sedikit bermuatan negatif, maka surfaktan yang sesuai adalah surfaktan berbasis amine. B. Beton-Surfaktan sebagai plastisizer, digunakan untuk meningkatkan daya kerja semen dengan cara mengurangi air sehingga viskositas berkurang. -Surfaktan sebagai pengontrol jumlah udara di dalam beton, meningkatkan resistansi freeze-thaw, menurunkan densitas dan meningkatkan daya kerja.-Surfaktan harus kompatibel dan stabil dalam lingkungan basa serta toleran dan tetap efektif terhadap berbagai ion logam (Al, Fe, Ca, Si).-Digunakan surfaktan anionik dengan densitas muatan yang tinggi (sulfate dan sulfonat) dan memiliki rantai alkyl pendek.

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan untuk betonSumber : Rosen and Dahanayake (2000).Tabel. Surfaktan yang digunakan untuk Dispersi Glass Fiber Pada Pembuatan Uniform Glass Fiber Mats

    SurfaktanKarakteristikLignosulfonateDispersingSodium butyl or isopropyl naphthalene sulfonateWettingSodium naphthalene sulfonic acid-formaldehyde condensateDispersingSodium alkyl (branched C8-C10) sulfateWetting dan dispersingSodium alkyl (C6-C10) ethoxy (2-4) sulfateFoaming and air entrainmentRosin acid soapFoaming and air entrainment

    SurfaktanKeteranganR N+(CH3)2O-R = C16 - C18R = C15 CO NH CH2CH2- hingga C7 CO NH CH2CH2-m = 9 - 15, n = 2m = 8 - 10, n = 3x = 12 - 15, y = 2 - 4R1 N+(CH2CH2OH)2O-R N [(CH2CH2O)mH]nR N [(C3H7O)x (C2H4O)y H]2R N+ (CH3)2CH CH (OH) CH2 SO3-

  • C. Papan Gipsum-Surfaktan digunakan sebagai bahan pembusa (foaming agent) dan untuk mengurangi air (plasticizing)-Surfaktan harus bersifat sangat good foaming dalam udara/larutan air yang tinggi kandungan alkali dan ion logamnya.-Surfaktan yang digunakan : sulfated anionik, dengan rantai alkil C6-C11.

    D. Aspal-Aspal bersifat padat pada suhu kamar dan nonpolar.-Surfaktan berfungsi rangkap : (1) mengurangi tegangan antarmuka aspal/air sehingga aspal dapat diemulsikan dalam air, kemudian (2) saat emulsi aspal/air kontak dengan rangka jalan (road-building aggregate), emulsi membasahi dan menyerap ke dalam rangka pada bagian hidrofobik.-jenis surfaktan yang digunakan : surfaktan kationik, dengan rantai alkil C12-C20.

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan pada emulsi aspalSumber : Rosen and Dahanayake (2000).Tabel. Surfaktan yang digunakan pada industri papan gipsum

    Surfaktan KationikRCONHCH2CH2NH3 +X-R N+H2CH2CH2 NH3+ 2X-R N+H2CH2CH2CH2NH3+2X-R N+(CH3)3Cl-R CONHCH2CH2 N(CH3)3+X-R N(CH2CH2OH)2R N+(O-)(CH3)2R = C4 - C18X- = Cl-, Br-, CH3SO4-

    SurfaktanWaring blender foam ht, cm in 4% brineR O(C2H4O)2-4SO4- Na+R (OC2H4)4-6 O P(O) (OH)2 Mono/di 90:10 R = C6-C1114 - 1612 - 16

  • Lapangan Minyak Proses rekoveri minyak bumi dari formasi bawah tanah, umumnya dilakukan peretakan atau pemecahan batuan yang mengandung minyak bumi untuk menciptakan arus saluran. Surfaktan diperlukan untuk memecah water-bearing zone yang terbentuk akibat tingginya viskositas, dan mencegah formasi air agar tidak merembes ke sumur bor saat sumur diproduksi. Jenis surfaktan yang digunakan : surfaktan kationik, dengan rantai panjang C18-C22 dan linear. Surfaktan digunakan pada konsentrasi yang rendah ( 93 oC atau 200 oF)

  • Tabel. Surfaktan yang digunakan pada larutan fracturingSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    SurfaktanViskositas 100-1 s/shear rate at 5% (by wt)C16H33N+(CH3)3 . CH2(COO-)287C18H37 N+(CH3)3 . HOCH2C6H4COO-90C18H37 N+(CH3)3 . CH2(COO-)2110R N+ (CH3)3 . CH2(COO-)2140RN+(CH2CH2OH)2CH3Cl-180R = C22

  • Firefighting Foam Busa berperan penting dalam memadamkan api karena bahan bakar, dengan cara mengurangi densitas air relatif terhadap minyak atau bensin dan mencegah terjadinya kontak bahan bakar dengan oksigen di udara. 3 karakteristik surfaktan yang diperlukan :-mampu membasahi dan menyebarkan busa secara menyeluruh ke bahan bakar (menciptakan penghalang)-Memiliki kekuatan pembusaan dan stabilitas busa dalam air sadah dan air garam-emulsifikasi minyak/air yang lemah Surfaktan yang digunakan umumnya merupakan campuran dari berbagai jenis surfaktan, namun yang utama digunakan adalah C6-C10 fluorosurfaktan, baik berupa surfaktan amfoterik maupun anionik.

  • Tabel. Fluorosurfaktan yang digunakan pada hydrocarbon firefighting foamSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    FluorosurfaktanC6-10F13-21CH2CH(OCO CH3) CH2 N+ (CH3)2 CH2COO-C8H17CH2CH2S CH2CH2CONH C(CH3)2 CH2SO3- Na+C6-10F13-21CH2CH2N+(CH3)3 CH3SO4-C6-10F13-21SO2N(CH2 CH2) C3H6N+(CH3)3. CH3SO4-C2F4CONH C3 H6N+(CH3)2 CH2 CH2 CO2-C8F17CH2CH2 S CH2 CH2 COO-Li+

  • Tekstil Surfaktan digunakan sebagai antistatic agent untuk serat tekstil Jenis surfaktan utama yang digunakan : surfaktan anionikTabel. Surfaktan yang digunakan sebagai antistatic agentSumber : Rosen and Dahanayake (2000).

    Surfaktan Anionik :- Ethoxylated (6-10 EO) dodecylphenol phosphate ester- Ethoxylated (5-10 EO) linear (C10-C16) alcohol phosphate ester- Ethoxylated (5-10 EO) tridecylalcohol phosphate ester- Ethoxylated (0-4 EO) alkyl (C12-C14) sulfateSurfaktan Nonionik :- Ethoxylated (15-20 SEO) castor oil sorbitan monolaurate- Ethoxylated (5-10 SEO) sorbitan monolaurateSurfaktan kationik :- Ethoxylated (6-12 mol SEO) tallow amine)

  • Industrial Water Treatment Polielektrolit sintetis yang bersifat larut air diperlukan pada proses pengolahan dan purifikasi air limbah industri. Polielektrolit yang digunakan adalah yang memiliki muatan positif, mengingat partikel limbah padat di industri bermuatan negatif. Polimer yang sering digunakan adalah kopolimer dari monomer amine. Polimer dibuat dengan cara teknologi polimerisasi emulsi, dimana monomer dipolimerisasi dalam sistem emulsi air/paraffinic oil.

  • Industri Logam Metalworking fluid (MWF) digunakan untuk pelumasan dan pendinginan selama berlangsung operasi pemotongan logam. Surfaktan digunakan dalam MWF sebagai emulsifier, lubricant, dispersant, wetting agent, bahkan sebagai corrosion inhibitor. MWF dikelompokkan atas 4 macam , yaitu straight oil, soluble oil, semi-synthetic, dan synthetic. jenis surfaktan yang digunakan : surfaktan anionik, berupa garam dari fosfat ester dan asam lemak, dengan rantai alkil C12-C18 Surfaktan mampu membentuk kompleks yang sangat kuat dengan metal hingga membentuk monomolecular film, dengan gugus hidrofobik berorientasi menjauhi permukaan logam. Untuk soluble oil dan semi-synthetic oil digunakan surfaktan nonionik atau anionik.

  • PlastikA. Antistatic Agent-Syarat surfaktan yang digunakan : * memiliki kemampuan migrasi ke permukaan plastik dengan orientasi grup hidrofilik yang polar diarahkan ke udara untuk membentuk ionic film di permukaan plastik, * kompatibel dengan plastik* stabil terhadap panas hingga suhu >260 oC (500 oF) * resistant terhadap dekomposisi, volatilisasi, dan oksidasi.-Jenis surfaktan yang digunakan : surfaktan anionik, jenis phosphate ester. B. Slip and Mold Release Agent-Syarat surfaktan yang digunakan : kompatibel dan larut dalam resin pada suhu tinggi. -Fungsi untuk mengurangi surface tackiness dan mencegah permukaan agar tidak saling melekat.

  • -Jenis surfaktan yang digunakan : alkanolamida dan surfaktan jenis phosphate ester, rantai panjang C18-C22. -Bila stabilitas warna dan suhu tidak diperlukan : digunakan amida rantai alkil tidak jenuh (oleat, linoleat, euracyl).C. Defogging Agent-Seringkali plastik berembun akibat penetrasi lampu atau cahaya, jika digunakan untuk mengemas produk pangan akan berpengaruh buruk terhadap pangan dan penerimaan konsumen.-Surfaktan yang umum digunakan : surfaktan jenis polyoxyethylenated atau polyhydroxylated dengan rantai alkil C9-C12. Lebih disukai apabila memilki struktur aromatik pada gugus hidrofobiknya.

  • TERIMA KASIH