Sabun Vs Deterjen

A.    SABUN

•               Pengenalan Sabun

Sabun merupakan bahan logam alkali dengan rantai asam monocarboxylic yang panjang. Larutan alkali yang digunakan dalam pembuatan abun 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.

•            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.

b.      Sabun Cair

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 dr y-m ixing. Sabun bubuk mengandung bermacam-macam komponen seperti sabun, sodasah, sodium metaksilat, sodium karbonat, sodium sulfat, dan lain-lain.

• .           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.

Minyak tumbuhan maupun lemak hewan merupakan senyawa trigliserida. Trigliserida yang umum digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun memiliki asam lemak dengan panjang rantai karbon 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.

c.       Bahan Pendukung

Bahan baku pendukung digunakan untuk membantu proses penyempurnaan sabun hasil saponifikasi (pegendapan sabun dan pengambilan gliserin) sampai sabun menjadi produk yang siap dipasarkan. Bahan-bahan tersebut adalah NaCl (garam) dan bahan-bahan aditif.

v  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.

v  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.

•               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

Pada proses batch, lemak atau minyak dipanaskan dengan alkali (NaOH atau KOH) berlebih dalam sebuah ketel. Jika penyabunan telah selesai, garam garam ditambahkan untuk mengendapkan sabun. Lapisan air yang mengandung garam, gliserol dan kelebihan alkali dikeluarkan dan gliserol diperoleh lagi dari proses penyulingan. Endapan sabun gubal yang bercampur dengan garam, alkali dan gliserol kemudian dimurnikan dengan air dan diendapkan dengan garam berkali-kali. Akhirnya endapan direbus dengan air secukupnya untuk mendapatkan campuran halus yang lama-kelamaan membentuk lapisan yang homogen dan mengapung.

 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.

5.      

•             Pembuatan Sabun dalam Industri

a.       Saponifikasi Lemak Netral

Pada proses saponifikasi trigliserida dengan suatu alkali, kedua reaktan tidak mudah bercampur. Reaksi saponifikasi dapat mengkatalisis dengan sendirinya pada kondisi tertentu dimana pembentukan produk sabun mempengaruhi proses emulsi kedua reaktan tadi, menyebabkan suatu percepatan pada kecepatan reaksi. Jumlah alkali yang dibutuhkan untuk mengubah paduan trigliserida menjadi sabun dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut :

Trigliserida + 3NaOH                 3RCOONa + Gliserin

NaOH = [SV x 0,000713] x 100/ NaOH (%) [SV / 1000] x [MV (NaOH)/MV(KOH)
Dimana SV adalah angka penyabunan dan MV adalah berat molekul

Komponen penting pada sistem ini mencakup pompa berpotongan untuk memasukkan kuantitas komponen reaksi yang benar ke dalam reaktor autoclave, yangt beroperasi pada temperatur dan tekanan yang sesuai dengan kondisi reaksi. Campuran saponifikasi disirkulasi kembali dengan autoclave. Temperatur campuran tersebut diturunkan pada mixer pendingin, kemudian dipompakan ke separator statis untuk memisahkan sabun yang tidak tercuci dengan larutan alkali yang digunakan. Sabun tersebut kemudian dicuci dengan larutan alkali pencuci dikolam pencuci untuk memisahkan gliserin (sebagai larutan alkali yang digunakan) dari sabun. Separator sentrifusi memisahkan sisa sisa larutan alkali dari sabun. Sabun murni (60-63 % TFM) dinetralisasi dan dialirkan ke vakum spray dryer untuk menghasilkan sabun dalam bentuk butiran (78-83 % TFM)yang siap untuk diproses menjadi produk akhir.

b.      Pengeringan Sabun

Sabun banyak diperoleh setelah penyelesaian saponifikasi (sabun murni) yang umumnya dikeringkan dengan vakum spray dryer. Kandungan air pada sabun dikurangi dari 30-35% pada sabun murni menjadi 8-18% pada sabun butiran atau lempengan. Jenis jenis vakumspray dryer, dari sistem tunggal hingga multi sistem, semuanya dapat digunakan pada berbagai proses pembuatan sabun. Operasi vakum spray dryer sistem tunggal meliputi pemompaan sabun murni melalui pipa heat exchanger dimana sabun dipanaskan dengan uap yang mengalir pada bagian luar pipa.

Sabun yang sudah dikeringkan dan didinginkan tersimpan pada dinding ruang vakum dan dipindahkan dengan alat pengerik sehingga jatuh di plodder, yang mengubah sabun ke bentuk lonjong panjang atau butiran. Dryer dengan mulai memperkenalkan proses pengeringan sabun yang lebih luas dan lebih efisien daripada dryer sistem tunggal.

c.       Netralisasi Asam Lemak

Reaksi asam basa antara asam dengan alkali untuk menghasilkan sabun berlangsung lebih cepat daripada reaksi trigliserida dengan alkali.

RCOOH + NaOH             RCOONa + H2O

Jumlah alkali (NaOH) yang dibutuhkan untuk menetralisasi suatu paduan asam lemak dapat dihitung sebagai berikut :

NaOH = {berat asam lemak x 40) / MW asam lemak

Berat molekul rata rata suatu paduan asam lemak dapat dihitung dengan

persamaan :

MW asam lemak = 56,1 x 1000/ AV

Dimana AV (angka asam asam lemak paduan) = mg KOH yang dibutuhkan untuk menetralisasi 1 gram asam lemak

d.      Penyempurnaan Sabun

Dalam pembuatan produk sabun batangan, sabun butiran dicampurkan dengan zat pewarna, parfum, dan zat aditif lainnya kedalamm ixer(analgamator). Campuran sabun ini klemudian diteruskan untuk digiling untuk mengubah campuran tersebur menjadi suatu produk yang homogen. Produk tersebut kemudian dilanjutkan ke tahap pemotongan. Sebuah alat pemotong dengan mata pisau memotong sabun tersebut menjadi potongan potongan terpisah yang dicetak melalui proses penekanan menjadi sabun batangan sesuai dengan ukuran dan bentuk yang diinginkan. Proses pembungkusan, pengemasan, dan penyusunan sabun batangan merupakan tahap akhir.

•            Cara Kerja Sabun

Keadaan kotor yang kita jumpai saat membuat sabun berbeda sekali dengan kegunaan sabun yang tiada bandingnya untuk membersihkan kotoran. Sekilas sabun adalah bahan ajaib yang bisa membersihkan segala kotoran, dia bisa membedakan yang mana yang kotoran dan yang mana yang bukan. Dia juga bisa menyatukan/membawa sekaligus air dan kotoran yang dilekatkan oleh badan kita dengan keringat yang mengandung minyak, padahal kita tahu bahwa air dan minyak tidak mungkin bersatu. Tapi bahab ajaib itu sebenarnya tidak ada. Untuk mengetahui cara kerjanya kita harus melihat dulu susunan molekul sabun.

Molekul sabun terdiri dari bagian yang disebut ekor dan kepala. Ekor sabun terdiri dari bahan minyak dan kepala sabun terdiri dari bahan air (lihat bahan pembuat sabun). Karena ekor sabun terdiri dari minyak, maka ekor sabun akan bisa menyatu dengan kotoran yang terdiri dari minyak juga. Sementara itu kepala sabun yang terdiri dari air akan melekat dengan molekul air. Itulah sebabnya sabun bisa membawa minyak dan air sekaligus.

8.     

B.     DETERJEN

1.      Pengenalan Deterjen

Deterjen merupakan salah satu produk industri yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, terutama untuk keperluan rumah tangga dan industri. Deterjen dapat berbentuk cair, pasta, atau bubuk yang mengandung konstituen bahan aktif pada permukaannya dan konstituen bahan tambahan. Konstituen bahan aktif adalah berupa surfaktan yang merupakan singkatan dari surface active agents, yaitu bahan yang menurunkan tegangan permukaan suatu cairan dan di antarmuka fasa (baik cair-gas maupun cair-cair) untuk mempermudah penyebaran dan pemerataan. Adapun konstituen tambahan dapat berupa pembangun, zat pengisi, zat pendorong, diantaranya adalah : Garam dodesilbenzena sulfonat, natrium lauril eter sulfat, kokonum sitrat, dan metil paraben.

Deterjen pertama yang dihasilkan yaitu natrium lauril sulfat (NSL) yang berasal dari lemak trilausil yang kemudian direduksi dengan hidrogen dibantu dengan katalis. Setelah itu, direaksikan dengan asam sulfat lalu dinetralisasi. Karena proses produksinya yang mahal, maka penggunaan NSL ini tidak dilanjutkan.

Industri deterjen selanjutnya dikembangkan dengan menggunakan alkil benzena sulfonat (ABS). Akan tetapi, ABS ini memiliki dampak negatif terhadap lingkungan karena molekul ABS ini tidak dapat dipecahkan oleh mikroorganisme sehingga berbahaya bagi persediaan suplai air tanah. Selain itu, busa dari ABS ini menutupi permukaan air sungai sehingga sinar matahari tidak bisa masuk pada dasar sungai yang dapat menyebabkan biota sungai menjadi mati dan sungai menjadi tercemar.

Perkembangan selanjutnya ABS diganti dengan linear alkil sulfonat (LAS). Detergen ini memiliki rantai karbon yang panjang dan dapat dipecahkan oleh mikroorganisme sehingga tidak menimbulkan busa pada air sungai. Akan tetapi, LAS juga memiliki kekurangan yaitu dapat membentuk fenol, suatu bahan kimia beracun.

Deterjen yang beredar di pasaran atau yang dikonsumsi sebagian masyarakat Indonesia merupakan hasil produksi dalam negeri, tetapi dengan lisensi dari perusahaan luar negeri.

2.      Bahan Baku Pembuatan Deterjen

a.       Surfaktan

Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai ujung berbeda yaitu hidrofil (suka air) dan hidrofob (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan, meningkatkan daya pembasahan air sehingga kotoran yang berlemak dapat dibasahi, mengendorkan dan mengangkat kotoran dari kain dan mensuspensikan kotoran yang telah terlepas. Secara garis besar, terdapat empat kategori surfaktan yaitu:

v  Anionik : Alkyl Benzene Sulfonate (ABS), Linier Alkyl Benzene Sulfonate (LAS), dan Alpha Olein Sulfonate (AOS)

v  Kationik : Garam Ammonium

v  Non ionik : Nonyl phenol polyethoxyle

v  Amphoterik : Acyl Ethylenediamines

b.      Builder

Builder (pembentuk) berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan dengan cara menon-aktifkan mineral penyebab kesadahan air.

v  Fosfat : Sodium Tri Poly Phosphate (STPP)

Garam posfat digunakan sebagai pembina (builder) dalam detergen dimana ia memberikan perlembutan air (water softening), kealkalian dan penghilangan kotoran serta penyebaran (dispersion).

Juga sebagai bahan bantu pada proses terbaik semasa pembuatan detergen seperti penyerapan surfaktan cair dan pengikatan air bebas.

Fosfat yang paling lazim digunakan dalam aplikasi detergen adalah garam sodium dan potassium pirofosfat dan tripolifosfat.

v  Asetat : Nitril Tri Acetate (NTA) dan Ethylene Diamine Tetra Acetate (EDTA)

v  Silikat : Zeolit

v  Sitrat : Asam Sitrat

c.      Filler

Filler (pengisi) adalah bahan tambahan deterjen yang tidak mempunyai kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas. Contohnya adalah sodium karbonat. Sodium karbonat merupakan bahan deterjen multifungsi. Diantaranya adalah untuk kekerasan air (melalui pemendakan), sumber kealkalian, pengisi (filler), pembawa dan bahan bantu pengaglomeratan (agglomeration) untuk serbuk.

d.     Aditif

Aditif adalah bahan suplemen / tambahan untuk membuat produk lebih menarik, misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna dst, tidak berhubungan langsung dengan daya cuci deterjen. Additives ditambahkan lebih untuk maksud komersialisasi produk. Contoh : Enzim, Boraks, Sodium klorida, Carboxy Methyl Cellulose (CMC).

3.      Jenis-jenis Deterjen

Berdasarkan senyawa organik yang dikandungnya, deterjen dikelompokkan menjadi :

a.      Deterjen anionik (DAI)

Merupakan deterjen yang mengandung surfaktan anionik dan dinetralkan dengan alkali. Deterjen ini akan berubah menjadi partikel bermuatan negatif apabila dilarutkan dalam air. Biasanya digunakan untuk pencuci kain. Kelompok utama dari deterjen anionik adalah :

·         Rantai panjang (berlemak) alkohol sulfat

·         Alkil aril sulfonat

·         Olefin sulfat dan sulfonat

b.      Deterjen kationik

Merupakan deterjen yang mengandung surfaktan kationik. Deterjen ini akan berubah menjadi partikel bermuatan positif ketika terlarut dalam air, biasanya digunakan pada pelembut (softener). Selama proses pembuatannya tidak ada netralisasi tetapi bahan-bahan yang mengganggu dihilangkan dengan asam kuat untuk netralisasi. Agen aktif permukaan kationik mengandung kation rantai panjang yang memiliki sifat aktif pada permukaannya. Kelompok utama dari deterjen kationik adalah :

·         Amina asetat (RNH3)OOCCH3 (R=8 sampai 12 atom C)

·         Alkil trimetil amonium klorida (RN(CH3))3+ (R=8 sampai 18 atom karbon)

·         Dialkil dimetil amonium klorida (R2N(CH3)2)+Cl- (R=8 sampai 18 atom C)

·         Lauril dimetil benzil amonium klorida (R2N(CH3)2CH2C2H6)Cl

c.       Deterjen nonionik

Merupakan senyawa yang tidak mengandung molekul ion sementara, kedua asam dan basanya merupakan molekul yang sama. Deterjen ini tidak akan berubah menjadi partikel bermuatan apabila dilarutkan dalam air tetapi dapat bekerja di dalam air sadah dan dapat mencuci dengan baik hampir semua jenis kotoran. Kelompok utama dari deterjen nonionik adalah :

·         Etilen oksida atau propilen oksida

·         Polimer polioksistilen

HO(CH2CH2O)a(CHCH2O)b(CH2CH2O)cH CH3

                             CH₃

·         Alkil amida

HOCHCH3NH2-HOOCC17O38 R

                    R

d.      Deterjen Amfoterik

Deterjen jenis ini mengandung kedua kelompok kationik dan anionik. Detergen ini dapat berubah menjadi partikel positif, netral, atau negatif bergantung kepada pH air yang digunakan. Biasanya digunakan untuk pencuci alat-alat rumah tangga. Kelompok utama dari deterjen ini adalah : Natrium lauril sarkosilat ( CH3(CH2)10CH2NHCH2CH2CH2COONa) dan natrium mirazol.

Menurut kandungan gugus aktifnya maka detergen diklasifikasikan sebagai berikut :

a.      Detergen jenis keras

Detergen jenis keras sukar dirusak oleh mikroorganisme meskipun bahan tersebut dibuang akibatnya zat tersebut masih aktif. Jenis inilah yang menyebabkan pencemaran air.

Contoh: Alkil Benzena Sulfonat (ABS).

ABS merupakan suatu produk derivat alkil benzen. Proses pembuatan ABS ini adalah dengan mereaksikan Alkil Benzena dengan Belerang Trioksida, asam Sulfat pekat atau Oleum. Reaksi ini menghasilkan Alkil Benzena Sulfonat. Jika dipakai Dodekil Benzena, maka persamaan reaksinya adalah:

C₆H₅C₁₂H₂₅ + SO₃ = C₆H₄C₁₂H₂₅SO₃H (Dodekil Benzena Sulfonat)

Reaksi selanjutnya adalah netralisasi dengan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Dodekil Benzena Sulfonat

b.      Detergen jenis lunak

Detergen jenis lunak, bahan penurun tegangan permukaannya mudah dirusak oleh mikroorganisme, sehingga tidak aktif lagi setelah dipakai .

Contoh: Lauril Sulfat atau Lauril Alkil Sulfonat. (LAS).

Proses pembuatan (LAS) adalah dengan mereaksikan Lauril Alkohol dengan asam Sulfat pekat menghasilkan asam Lauril Sulfat dengan reaksi:

C₁₂H₂₅OH + H₂SO₄ = C₁₂H₂₅OSO₃H + H₂O

Asam Lauril Sulfat yang terjadi dinetralisasikan dengan larutan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Lauril Sulfat.

4.      Pembuatan Deterjen

Alkil aril sulfonat terbentuk dari sulfonasi alkil benzena, alkil benzena mengandung inti dengan satu atau lebih rangkaian alifatik (alkil). Inti alkil benzena bisa benzena, toluene, xylena, atau fenol. Alkil benzena yang biasa digunakan adalah jenis DDB (deodecil benzena).

Pembuatan deodecil benzena (C₆H₆C₁₂H₂₅) dilakukan dengan alkilasi benzena dengan alkena (C₁₂H₂₄) dibantu dengan katalis asam. Alkilasi benzena kemudian dilakukan reaksi Fiedel-Craft. Detergen alkil benzena yang dihasilkan melalui proses Fiedel-Craft memliki sifat degradasi biologis yang buruk karena terdapat 300 isomer dari propilen tetramer.

 Blok Diagram Sabun 

Informasi tentang industri deterjen dapat diunduh disini Industri deterjen.pdf