Abstrak
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebagai negara yang sedang berkembang, pembangunan industri di Indonesia merupakan salah satu usaha jangka panjang untuk merombak struktur perekonomian nasional.Sebagaimana pembangunan yang sedang berjalan saat ini, Indonesia sudah seharusnya menuju era industrialisasi untuk menjadi produsen dunia dalam memproduksi berbagai barang kebutuhan hidup yang bahan bakunya tersedia melimpah di Indonesia, seperti minyak goreng, sabun dan lain sebagainya.Salah satu kebutuhan manusia saat ini adalah sabun.Karena hampir semua manusia di seluruh bagian bumi memakai sabun untuk berbagai keperluan hidupnya.Selain itu sabun juga dipakai dalam dunia industri, seperti dalam industri pengolahan bijih tambang dan pembuatan minyak gemuk untuk mesin – mesin. Oleh karena itu kebutuhan pasar bagi dunia industri sabun sangat luas sekali, hal ini tentu akan sangat menguntungkan bagi negara – negara yang memiliki sumber daya alam bahan baku sabun.
Sabun dapat dibuat dari minyak (trigliserida), asam lemak bebas (FFA) dan metil ester asam lemak dengan mereaksikan basa alkali terhadap masing – masing zat. Salah satu minyak yang akan dipakai pada pembuatan sabun yaitu minyak kelapa sawit. Jika dibandingkan dengan minyak nabati lain, minyak kelapa sawit memiliki keistimewaan tersendiri, yakni rendahnya kandungan kolesterol dan dapat diolah lebih lanjut menjadi suatu produk yang tidak hanya dikonsumsi untuk kebutuhan pangan tetapi juga memenuhi kebutuhan non pangan (oleokimia) seperti sabun.
Disamping itu CPO dapat diuraikan untuk produksi minyak sawit padat (RBD Stearin) dan untuk produksi minyak sawit cair (RBD Olein).RBD Olein terutama digunakan untuk pembuatan minyak goreng. Sedangkan RBD Stearin terutama digunakan untuk pembuatan margarin dan shortening, disamping itu juga untuk bahan baku industri sabun dan deterjen. RBDPS akan digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan sabun padat ini, karena sudah murni, sehingga tidak perlu melakukan proses panjang untuk memurnikannya.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana reaksi kimia pada proses pembuatan sabun padat ? 2. Bagaimana proses pembuatan sabun padat ?
1.3 Tujuan
BAB II ISI
II.1. Tinjauan Pustaka II.1.1 Pengenalan Sabun
Sabun merupakan bahan logam alkali dengan rantai asam monocarboxylic yang panjang.Larutan alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun bergantung pada jenis sabun tersebut.Larutan alkali yang biasa yang digunakan pada sabun keras adalah Natrium Hidroksida (NaOH) dan alkali yang biasa digunakan pada sabun lunak adalah Kalium Hidroksida (KOH).
Sabun berfungsi untuk mengemulsi kotoran-kotoran berupa minyak ataupun zat pengotor lainnya. Sabun dibuat melalui proses saponifikasi lemak minyak dengan larutan alkali membebaskan gliserol. Lemak minyak yang digunakan dapat berupa lemak hewani, minyak nabati, lilin, ataupun minyak ikan laut.
Pada saat ini teknologi sabun telah berkembang pesat.Sabun dengan jenis dan bentuk yang bervariasi dapat diperoleh dengan mudah dipasaran seperti sabun mandi, sabun cuci baik untuk pakaian maupun untuk perkakas rumah tangga, hingga sabun yang digunakan dalam industri.
Kandungan zat-zat yang terdapat pada sabun juga bervariasi sesuai dengan sifat dan jenis sabun.Zat-zat tersebut dapat menimbulkan efek baik yang menguntungkan maupun yang merugikan.Oleh karena itu, konsumen perlu memperhatikan kualitas sabun dengan teliti sebelum membeli dan menggunakannya.
II.1.2.Macam-macam Sabun a. Shaving Cream
Shaving Cream disebut juga dengan sabun Kalium.Bahan dasarnya adalah campuran minyak kelapa dengan asam stearat dengan perbandingan 2:1.
Sabun cair dibuat melalui proses saponifikasi dengan menggunakan minyak jarak serta menggunakan alkali (KOH).
Untuk meningkatkan kejernihan sabun, dapat ditambahkan gliserin atau alkohol.
c. Sabun kesehatan
Sabun kesehatan pada dasarnya merupakan sabun mandi dengan kadar parfum yang rendah, tetapi mengandung bahan-bahan antiseptic dan bebas dari bakteri adiktif. Bahan-bahan yang digunakan dalam sabun ini adalah tri-salisil anilida, tri-klor carbanilyda, irgassan Dp300 dan sulfur. d. Sabun Chip
Pembutan sabun chip tergantung pada tujuan konsumen didalam menggunakan sabun yaitu sebagai sabun cuci atau sabun mandi dengan beberapa pilihan komposisi tertentu. Sabun chip dapat dibuat dengan berbagai cara yaitu melalui pengeringan, atau menggiling atau menghancurkan sabun yang berbentuk batangan.
e. Sabun Bubuk untuk mencuci
Sabun bubuk dapat diproduksi melalui dry-mixing.Sabun bubuk mengandung bermacam-macam komponen seperti sabun, sodasah, sodium metaksilat, sodium karbonat, sodium sulfat, dan lain-lain.
II.1.3.Bahan Baku Pembuatan Sabun
a. Bahan Baku: Minyak/Lemak
Minyak/lemak merupakan senyawa lipid yang memiliki struktur berupa ester dari gliserol. Pada proses pembuatan sabun, jenis minyak atau lemak yang digunakan adalah minyak nabati atau lemak hewan. Perbedaan antara minyak dan lemak adalah wujud keduanya dalam keadaan ruang. Minyak akan berwujud cair pada temperatur ruang (± 28°C), sedangkan lemak akan berwujud padat.
antara 12 sampai 18. Asam lemak dengan panjang rantai karbon kurang dari 12 akan menimbulkan iritasi pada kulit, sedangkan rantai karbon lebih dari 18 akan membuat sabun menjadi keras dan sulit terlarut dalam air. Kandungan asam lemak tak jenuh, seperti oleat, linoleat, dan linolenat yang terlalu banyak akan menyebabkan sabun mudah teroksidasi pada keadaan atmosferik sehingga sabun menjadi tengik. Asam lemak tak jenuh memiliki ikatan rangkap sehingga titik lelehnya lebih rendah daripada asam lemak jenuh yang tak memiliki ikatan rangkap, sehingga sabun yang dihasilkan juga akan lebih lembek dan mudah meleleh pada temperatur tinggi.
b. Bahan Baku: Alkali
Jenis alkali yang umum digunakan dalam proses saponifikasi adalah NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH, dan ethanolamines. NaOH, atau yang biasa dikenal dengan soda kaustik dalam industri sabun, merupakan alkali yang paling banyak digunakan dalam pembuatan sabun keras.KOH banyak digunakan dalam pembuatan sabun cair karena sifatnya yang mudah larut dalam air.Na2CO3 (abu soda/natrium karbonat) merupakan alkali yang murah dan dapat menyabunkan asam lemak, tetapi tidak dapat menyabunkan trigliserida (minyak atau lemak).
Ethanolamines merupakan golongan senyawa amin alkohol.Senyawa tersebut dapat digunakan untuk membuat sabun dari asam lemak.Sabun yang dihasilkan sangat mudah larut dalam air, mudah berbusa, dan mampu menurunkan kesadahan air.Sabun yang terbuat dari ethanolamines dan minyak kelapa menunjukkan sifat mudah berbusa tetapi sabun tersebut lebih umum digunakan sebagai sabun industri dan deterjen, bukan sebagai sabun rumah tangga.Pencampuran alkali yang berbeda sering dilakukan oleh industri sabun dengan tujuan untuk mendapatkan sabun dengan keunggulan tertentu.
Bahan baku pendukung digunakan untuk membantu proses penyempurnaan sabun hasil saponifikasi (pengendapan sabun dan pengambilan gliserin) sampai sabun menjadi produk yang siap dipasarkan. Bahan-bahan tersebut adalah NaCl (garam) dan bahan-bahan aditif.
NaCl merupakan komponen kunci dalam proses pembuatan sabun. Kandungan NaCl pada produk akhir sangat kecil karena kandungan NaCl yang terlalu tinggi di dalam sabun dapat memperkeras struktur sabun. NaCl yang digunakan umumnya berbentuk air garam (brine) atau padatan (kristal). NaCl digunakan untuk memisahkan produk sabun dan gliserin.
Bahan aditif merupakan bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam sabun yang bertujuan untuk mempertinggi kualitas produk sabun sehingga menarik konsumen. Bahan-bahan aditif tersebut antara lain : Builders, Fillers inert, Anti oksidan, Pewarna,dan parfum.
II.1.4 Metode-metode Pembuatan Sabun
Pada proses pembuatan sabun, digunakan metode-metode untuk menghasilkan sabun yang berkualitas dan bagus. Beberapa metode pembuatan sabun, yaitu:
a. Metode Batch
Sabun ini dapat dijual langsung tanpa pengolahan lebih lanjut, yaitu sebagai sabun industri yang murah.Beberapa bahan pengisi ditambahkan, seperti pasir atau batu apung dalam pembuatan sabun gosok.Beberapa perlakuan diperlukan untuk mengubah sabun gubal menjadi sabun mandi, sabun bubuk, sabun obat, sabun wangi, sabun cuci, sabun cair dan sabun apung (dengan melarutkan udara di dalamnya).
b. Metode Kontinu
Metode kontinu biasa dilakukan pada zaman sekarang.Lemak atau minyak dihidrolisis dengan air pada suhu dan tekanan tinggi, dibantu dengan katalis seperti sabun seng.Lemak atau minyak dimasukkan secara kontinu dari salah satu ujung reaktor besar. Asam lemak dan gliserol yang terbentuk dikeluarkan dari ujung yang berlawanan dengan cara penyulingan. Asam-asam ini kemudian dinetralkan dengan alkali untuk menjadi sabun.
II.1.5 Proses – 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.
a. Proses Saponifikasi Trigliserida
nabati.Pada saat ini, telah digunakan proses saponifikasi trigliserida sistem kontinu sebagai ganti proses saponifikasi trigliserida sistem batch. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah :
b. Proses Netralisasi Asam lemak
c. Proses Saponifikasi Metil Ester Asam Lemak
Metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi inter-esterifikasi trigliserida dengan metanol dengan bantuan katalis tertentu. Reaksinya adalah sebagai berikut:
Reaksi saponifikasi metil ester asam lemak dengan basa NaOH menghasilkan sabun dan metanol.Reaksi ini dilangsungkan dalam reaktor air tubular pada suhu 120OC 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 alir tubular kedua untuk menyempurnakan reaksi penyabunan.Sabun yang dihasilkan kemudian dikeringkan dalam pengeringan vakum seperti telah disebutkan di atas. 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 :
RCOOCH3 + NaOH RCOONa + CH3OH
II.2.Kondisi Operasi
Dalam semua proses pembuatan sabun, umumnya variabel – veriabel proses utama yang cukup menentukan tingkat keberhasilan proses saponifikasi dalam reaktor adalah sebagai berikut :
1. Suhu Operasi
Proses Safonifikasi Trigliserida dapat berlangsung pada suhu kamar dan prosesnya sangat cepat sehingga sesuai untuk produksi skala besar. Pada proses industri, suhu reaksi saponifikasi dipilih berada diatas titik cair bahan baku dan biasanya berada dibawah titik didih air (tekanan operasi 1atm). Hal ini bertujuan:
a. Memudahkan pencampuran antar reaktan.
b. Daya pengadukan dapat direduksi menjadi lebih kecil.
c. Transportasi cairan melalui pompa – pompa dan pipa – pipa lebih mudah karena viskositas berkurang.
d. jika suhu berada diatas titik didih air maka tekanan dalam reaktor lebih besar dari 1 atm untuk menghindari penguapan air.
Suhu operasi reaksi penyabunan yang umum diterapkan adalah berkisar antara 80 – 950C (Riegel, 1985), walaupun ada sampai 1200C pada tekanan ketel 2 atm.
2. Pengadukan
Pada proses saponifikasi modern, reaktor sudah dilengkapi dengan
turbodisper yang mampu berputar pada kecepatan 3000 rpm (50 rps) untuk
menjamin dispersi molekul – molekul reaktan sesempurna mungkin (Spitz, 1995).
3. Konsentrasi reaktan Dalam reaksi kimia
Reaksi yang berlangsung paling cepat adalah pada saat awal reaksi, dimana masih terdapat banyak reaktan dan sedikit produk. Karena air merupakan produk reaksi, maka menurut prinsip kesetimbangan akan menghambat pembentukan sabun dan membuat laju reaksi semakin kecil. Untuk menghindari hal ini maka seharusnya tidak digunakan air yang berlebihan dalam umpan (larutan NaOH dan NaCl) dengan cara membuat konsentrasi larutan ini sepekat mungkin.
Dalam praktek umumnya digunakan NaOH 50% dan larutan NaCl jenuh (Spitz, 1995) untuk mempercepat laju reaksi penyabunan.
Proses yang dipilih dari Pra Rancangan pabrik pembuatan sabun padat dari RBDPS oleh Ade Friadi Lubis ini adalah proses Saponifikasi Trigliserida dengan mempertimbangkan faktor-faktor sebagai berikut :
1. Suhu operasi dan tekanan relatif lebih rendah dari dua proses yang lain sehingga lebih hemat dalam pemakaian energi dan desain peralatan lebih sederhana.
2. Proses lebih sederhana dibandingkan dua proses yang lain.
3. Bahan baku tersedia dari proses pengolahan sawit menjadi minyak sawit.
4. Diharapkan konversi reaksi dapat mencapai 99,5% sehingga secara ekonomis proses ini sangat layak didirikan dalam skala pabrik.
II.3. Uraian Proses
Proses Saponifikasi ini dapat dibagi menjadi tiga tahap proses, yaitu: 1. Tahap persiapan umpan
2. Tahap reaksi Saponifikasi Trigliserida
3. Tahap pengeringan dan Finishing sabun
II.3.1. Tahap persiapan umpan
Umpan terdiri dari RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) dan NaOH.RBDPS di masukkan kedalam tangki yang dilengkapi dengan pemanas, dipanaskan terlebih dahulu menggunakan Steam sampai suhu 900C sebelum dipompa ke dalam reaktor. Sedangkan NaOH dilarutkan dalam air proses yang bersuhu 300C sampai konsentrasi masing-masing 50% massa. RBDPS dan campuran larutan NaOH kemudian dipompakan ke dalam reaktor.
II.3.2. Tahap reaksi Saponifikasi Trigliserida
RBDPS, dan campuran larutan NaOH dipompakan masuk kedalam reaktor (tangki pencampur) yang diberi jaket pemanas untuk di panaskan sampai suhu 900C untuk dihomogenkan dan sekaligus bereaksi membentuk sabun dan air. Lebih dari 99,5% lemak / minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini dengan waktu tinggal 1,8 jam dan kondisi operasi 900C tekanan 1 atm (Spitz,1995). Hasil reaksi kemudian dipompakan ke unit pemisah separator yang bekerja dengan prinsip perbedaan densitas. Pada unit ini akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan sabun pada bagian atas dan lapisan Impurities pada bagian bawah. Impurities
terdiri dari gliserol, sisa alkali dan air yang secara keseluruhan membentuk lapisan yang lebih berat dari sabun sehingga berada pada lapisan bagian bawah di dalam pemisah statis. Proses selanjutnya adalah penambahan aditif dan pengeringan sabun dalam unit pengeringan (dryer).
sabun (pembersih dan pemutih) yang dapat mengangkat kotoran pada kulit.Dan Pewangi (Essential) yang berfungsi untuk memberikan kesegaran dan keharuman pada sabun.Zat tambahan ini dicampurkan dalam Tangki Pencampur yang dilengkapi oleh jaket pemanas untuk menjaga sabun tetap cair (suhu tetap) dan campuran homogen. Jumlah aditif yang ditambahkan sesuai dengan spesifikasi mutu yang diinginkan seperti pada table 2.2. Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun. Kandungan air dalam sabun biasanya diturunkan dari 30 – 35% ke 8 – 18% (Riegel, 1985). Unit pengeringan sabun ini biasanya berupa unit vakum spray chamber.
II.3.3. Tahap Pengeringan dan Finishing Sabun
II.4. Reaksi Lengkap Pembuatan Sabun padat RBDPS = CH2–OOC–R–CH–OOC–R–CH2–OOC–R
Dengan R = (CH2)16CH3
Maka :
CH2–OOC–(CH2)16CH3–CH–OOC–(CH2)16CH3–CH2–OOC–(CH2)16CH3
BAB III PENUTUP III.1 Kesimpulan
1. Reaksi yang digunakan dalam pembuatan sabun padat adalah :
Daftar Pustaka
Friadi, Ade Lubis ,. 2009. “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Padat dari RBDPS(Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 600.000 Ton/Tahun”.Universitas Sumatera Utara.Medan.
Riegel, Emil Raymond,.1985. “Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry”, 9th Edition, Van Nostrand Reinhold, New York.
