Sintesis Asam Etoksi Lignosulfonat sebagai Surfaktan dari Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit

A Ardinal, M Rif'at

Abstract


Synthesis of ethoxy lignosulfonic acid as a surfactant from a waste of palm oil empty fruit bunch was aimed to isolate lignin, studying the ethylation of the lignin and sulfonation of the alkyl lignin to produce ethoxy lignosulfonic acid moreover to investigate its activity as the surfactant. At first, lignin was isolated from the waste of palm oil empty fruit bunch by sulfate method, then lignin was alkylated with diethylsulfate (DES), and the resulted ethoxy lignin was sulfonated using sodium bisulfite. Each product was characterized by FT-IR and the success of the sulfonation was proven by SEM-EDX. Surfactant test properties included: determination of critical micelle concentration (CMC) with turbidimetry method, foam stability, emulsions index and emulsion stability. Lignin isolation gave lignin as light brown solid in 27.8% yield. Alkylation reaction of lignin with diethyl sulfate produced ethoxy lignin in 83.0% yield. Sulfonation of ethoxy lignin using sodium bisulfite afforded ethoxy lignosulfonic acid in 88.5% yield. It was known that there was a significant increase in oxygen percentage at the sulfonation process. Ethoxy lignosulfonic acid as the surfactant has CMC of 1.6 g/L, the surfactant concentration of 1.5 g/L gave stable foam for 100 minutes, the surfactant has an emulsion index of 35% in a gasoline-water system and 56% in the cooking oil-water system. The emulsion on both systems was stable for four days of measurement.

ABSTRAK

Sintesis asam etoksi lignosulfonat sebagai surfaktan dari limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dilakukan dengan tujuan mengisolasi lignin dari TKKS, mempelajari etilasi terhadap lignin dan sulfonasi terhadap etoksi lignin untuk menghasilkan asam etoksi lignosulfonat serta uji aktifitasnya sebagai surfaktan. Lignin diisolasi dari TKKS dengan metode sulfat, lalu dialkilasi dengan dietil sulfat (DES) dan disulfonasi dengan natrium bisulfit. Tiap produk dikarakterisasi dengan FT-IR dan untuk mengetahui keberhasilan sulfonasi diketahui dengan SEM-EDX. Uji sifat surfaktan yang dilakukan antara lain: penentuan konsentrasi kritis misel (KKM) dengan metode turbidimetri, pengukuran kestabilan busa, indeks emulsi dan kestabilan emulsi. Isolasi lignin dari TKKS menghasilkan padatan cokelat terang lignin dengan rendemen 27,8%. Alkilasi lignin dengan DES menghasilkan etoksi lignin dengan rendemen 83,0%. Sulfonasi etoksi lignin dengan natrium bisulfit menghasilkan asam etoksi lignosulfonat dengan rendemen 88,5%. Keberhasilan reaksi sulfonasi etoksi lignin dikonfirmasi dari kenaikan persen atom oksigen menggunakan SEM-EDX. Senyawa asam etoksi lignosulfonat sebagai surfaktan memiliki KKM 1,6 g/L, pada konsentrasi surfaktan 1,5 g/L dan volume busa stabil selama 100 menit. Surfaktan asam etoksi lignosulfonat memiliki indeks emulsi 35% pada sistem bensin-air dan 56% pada sistem minyak goreng-air. Emulsi yang terbentuk pada kedua sistem stabil selama empat hari pengukuran.


Keywords


ethoxy lignosulfonic acid; lignin; surfactant

Full Text:

PDF (Indonesian)

References


Directorate General of Estate Crops, 2015. Statistik Perkebunan Indonesia 2014-2016: Kelapa sawit. Tree Crop Estate Stat. Indones. 2014-2016 79.

Dzikrulloh, G.S.A.S.T., 2008. Studi pengaruh perbandingan reaktan lignin NaHSO3 dan pH terhadap natrium lignosulfonat (NaLS) 1, 133–139.

Fiona, P.R , Eva, L.. dan Y., 2012. Pembuatan surfaktan natrium lignosulfonat dari tandan kosong kelapa sawit dengan sulfonasi lansung. J. Tek. Kim. No. 1, Vol, 41–46.

Hermawan F, 2016. Sintesis etil lignosulfonat dari limbah batang tembakau untuk pengemban surfaktan, Skripsi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, UGM, Yogyakarta.

Hiemenz, P.C., Rajagopalan, R., 1997. Principles of colloid and surface chemistry. Marcel Dekker. https://doi.org/10.1016/0021-9797(79) 90045-6

Ibrahim, M.N., Daud, W.R., 2004. Characterization of lignin precipitated from the soda black liquor of oil palm empty fruit bunch fibers by various mineral acids. Ajstd 21, 57–67.

McMurry, J., 2012. Organic Chemistry, 8th Edition. Belmont, CA Brooks Cole/Cengage Learn. 2012. 1376. https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/08302-X

Mursiti, S., Matsjeh, S., 2013. Isolasi, identifikasi dan elusidasi struktur senyawa alkaloid dalam eksrak metanol-asam nitrat dari biji mahoni bebas minyak (Swietenia macrophylla, King) Info Artikel. J. MIPA 36, 169–177.

Piispanen, P.S., 2002. Synthesis and characterization of surfactants based on natural products, Thesis.

Pranowo, D., Suputa dan Tutik., D., 2006. Sintesis 4-(3,4-dimetoksi-fenil)-3-buten-2-on dan uji aktivitasnya sebagai atraktan lalat buah, J. Chem., 6(1), 99-103 6, 99–103.

Rachim, P.F., Mirta, E.L., Thoha, M.Y., 2012. Pembuatan surfaktan natrium lignosulfonat dari tandan kosong kelapa sawit dengan sulfonasi langsung. J. Tek. Kim.

Shrestha, L.K., Sharma, S.C., Sato, T., Glatter, O., Aramaki, K., 2007. Small-angle X-ray scattering (SAXS) study on nonionic fluorinated micelles in aqueous system. J. Colloid Interface Sci. 316, 815–824. https://doi.org/ 10.1016/j.jcis.2007.08.005

Simatupang, H., Nata, A., Herlina, N., 2012. Studi isolasi dan rendemen lignin dari tandan kosong kelapa Sawit ( Tkks ). J. Tek. Kim. USU 1, 20–24.

Singh, P., Sulaiman, O., Hashim, R., Peng, L.C., Singh, R.P., 2013. Using biomass residues from oil palm industry as a raw material for pulp and paper industry: Potential benefits and threat to the environment. Environ. Dev. Sustain. https://doi.org/10.1007/ s10668-012-9390-4

Soraya, D.F., Sopiah, N., Kholik, M.A., 2014. Pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit sebagai bioabsorben dalam penanganan pencemaran minyak. Pros. Semin. Nas. Pengelolaan Sumber d. Alam dan Lingkung. 284–288.

Sudiyani, Y., Styarini, D., Triwahyuni, E., Sudiyarmanto, Sembiring, K.C., Aristiawan, Y., Abimanyu, H., Han, M.H., 2013. Utilization of biomass waste empty fruit bunch fiber of palm oil for bioethanol production using pilot - Scale unit, in: Energy Procedia. pp. 31–38. https://doi.org/10.1016/j.egypro .2013.05.005

Wuryaningsih, 2008. Surfaktan sudah seharusnya dikembangkan besar-besaran, www.lipi.go.id, diakses pada 17 Mei 2016, Journal of Chemical Information.




DOI: http://dx.doi.org/10.24960/jli.v7i2.3369.81-91

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




Copyright (c) 2017 Jurnal Litbang Industri


Our journal indexed by:




Copyright © Baristand Industri Padang, 2015. Powered By OJS

Theme design credited to MEV edited by JLI

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License