PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES
2.1 Proses Pembuatan Sabun
Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat sabun maka sampai saat ini telah dikenal tiga macam proses pembuatan sabun, yaitu proses saponifikasi trigliserida, netralisasi asam lemak dan proses saponifikasi metil ester asam lemak.
Perbedaan antara ketiga proses ini terutama disebabkan oleh senyawa impuritis yang ikut dihasilkan pada reaksi pembentukan sabun. Senyawa impuritis ini harus dihilangkan untuk memperoleh sabun yang sesuai dengan standar mutu yang diinginkan. Karena perbedaan sifat dari masing – masing proses, maka unit operasi yang terlibat dalam pemurnian ini pun berbeda pula.
2.1.1 Netralisasi Asam Lemak
Proses ini disebut proses netralisasi asam lemak karena pada proses ini menggunakan asam lemak sebagai bahan baku disamping kaustik soda. Baik asam lemak jenuh maupun tidak keduanya digunakan untuk memproduksi sabun. Dalam industri, asam lemak yang telah dipisahkan dari gliserida di dalam kolom
splitting, diumpankan ke multi heat exchanger, menggunakan pompa piston, dan
dipanaskan sampai suhu 110-1200C dengan menggunakan steam. Disamping itu kaustik soda juga dipanaskan dan diumpankan melalui pompa piston yang sama namun pada head yang berbeda. Perbandingan antara kaustik soda dan asam lemak dinyatakan dengan bilangan asam dari asam lemak umpan. Sebanyak 1,2-1,4% NaCl ditambahkan ke dalam reaksi untuk mengontrol viskositas larutan. Garam NaCl adalah larutan elektrolit yang biasa digunakan untuk mempertahankan viskositas sabun tetap rendah. Ketiga komponen ini diumpankan ke turbodisperser yaitu mixer, pompa untuk sirkulasi dan tangki netralisasi merupakan bagian terpenting pada proses ini. Asam lemak dan kaustik soda dicampur dalam turbodisperser yang dilengkapi pengaduk. Kualitas campuran
dipengaruhi oleh pengadukan. Dari turbodisperser campuran sabun, asam lemak dan kaustik soda dialirkan ke dalam mixer yang dilengkapi dengan jaket pendingin melalui bagian bawah mixer. Hasil pencampuran berupa asam lemak dan kaustik soda yang tidak bereaksi kemudian akan dikeluarkan lagi dari saluran di bagian samping mixer untuk diumpankan kembali ke turbodisperser dengan bantuan pompa sirkulasi. Selanjutnya dilakukan sistem kontrol netralisasi, sabun yang masuk ke mixer diteruskan ke holding mixer. Sistem pengontrol ini digunakan oleh Mazzoni (Spitz, 1995).
Dari Holding Mixer, sabun yang telah terbentuk dikeringkan. Pada hasil akhir akan diperoleh 58-60 % asam lemak dalam produk sabun yang dihasilkan. Mazzoni memperkenalkan sistem yang lain pada proses pembuatan sabun melalui netralisasi asam lemak, yaitu dengan menggunakan Na2CO3 akan membentuk CO2 menurut persamaan reaksi sebagai berikut :
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O (Winarno,1991)
Gas CO2 yang terbentuk dipisahkan dengan gas separator dimana gas CO2 dihilangkan dengan steam. Disamping memisahkan CO2, gas separator juga dapat memisahkan senyawa-senyawa volatile lain yang terdapat pada sabun, sehingga dihasilkan sabun yang lebih murni. Proses netralisasi asam lemak dengan Na2CO3 dan NaOH ini dikenal dengan nama Mazzoni CC, sedangkan proses yang terdahulu yakni netralisasi asam lemak dengan menggunakan NaOH dengan nama
Mazzoni. Secara keseluruhan proses netralisasi asam lemak ini dinyatakan dalam
persamaan reaksi sebagai berikut :
RCO2H + NaOH RCO2Na + H2O Asam lemak Natrium Hidroksida Sabun Air
(Ketaren,1950)
2.1.2 Proses Saponifikasi Trigliserida Langsung
Proses ini merupakan proses yang banyak digunakan dalam industri, karena bahan baku untuk proses ini sangat mudah diperoleh dan produk samping yang dihasilkan memiliki nilai jual yang tinggi. Dahulu digunakan lemak hewan
dan sekarang telah digunakan pula minyak nabati. Pada saat ini, telah digunakan proses saponifikasi trigliserida sistem kontinyu sebagai ganti proses saponifikasi trigliserida sistem batch. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah :
RCO– OCH2 CH2 - OH RCO – OCH + 3NaOH 3RCOONa + CH - OH RCO – OCH2 CH2 - OH Trigliserida Sabun Gliserin (Riegel’s, 1985)
Tahap pertama dari proses saponifikasi trigliserida ini adalah mereaksikan trigliserida dengan basa alkali (NaOH, KOH atau NH4OH) untuk membentuk sabun dan gliserol serta impurities. Lebih dari 99,5 % lemak / minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini (Spitz,1996). Kemudian hasil reaksi dipompakan ke unit pemisah statis (separator) yang berkerja dengan prinsip perbedaan densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan recycle pada bagian bawah. Recycle terdiri dari gliserin, sisa alkali, sodium klorida, impurities, air yang secara keseluruhan membentuk lapisan yang lebih berat dari sabun sehingga berada pada lapisan bagian bawah didalam pemisah statis.
Proses selanjutnya adalah penambahan aditif dan pengeringan sabun dalam unit pengeringan (dryer). Zat aditif yang ditambahkan adalah gliserol, yang berfungsi sebagai pelembut dan pelembab pada kulit, EDTA yang berfungsi sebagai surfaktan pada sabun (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit. Dan gliserin (additive) yang berfungsi sebagai pelembab (moisturizer) pada sabun. Zat tambahan ini dicampurkan dalam tangki pencampur yang dilengkapi oleh jaket pemanas untuk menjaga sabun tetap cair (suhu tetap). Jumlah aditif yang ditambahkan sesuai dengan spesifikasi mutu yang diinginkan. Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun. Kandungan air dalam sabun biasanya diturunkan dari 30 – 35% ke 8 – 18% (Riegel, 1985).
2.1.3 Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak
Proses ini dilakukan dengan jalan mereaksikan trigliserida (lemak/minyak) dengan basa menggunakan katalis untuk menghasilkan sabun dan methanol. Tahap awal metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi inter-esterifikasi trigliserida dengan metanol dengan bantuan katalis tertentu. Reaksinya adalah sebagai berikut:
Trigliserida RCOOMe + Gliserin
(Riegel’s, 1985)
Reaksi saponifikasi metil ester asam lemak dengan basa NaOH menghasilkan sabun dan metanol. Reaksi ini berlangsung dalam reactor dengan air turbular pada suhu 1200C tekanan 1 atm dengan konversi reaksi yang cukup tinggi. Metanol yang terdapat dalam campuran reaksi dipisahkan dengan menggunakan flash drum, dan kemudian campuran sabun ini dimasukkan kembali ke reaktor aliran turbular kedua untuk menyempurnakan reaksi penyabunan. Sabun yang dihasilkan kemudian dikeringkan dalam pengeringan vakum.
Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi asam lemak, perbedaannya terletak pada produk samping yang dihasilkan, yaitu : air pada proses netralisasi asam lemak dan metanol pada proses metil ester asam lemak. Reaksi penyabunan metil ester adalah sebagai berikut :
RCOOMe + NaOH RCOONa + MeOH
(Riegel’s,1985)