PROSES PEMBUATAN SABUN SECARA INDUSTRI Sabun merupakan merupakan suatu bentuk senyawa yang dihasilkan dari reaksi saponifikasi. Saponifikasi adalah reaksi hidrolisis asam lemak oleh adanya basa kuat (misalnya NaOH). Hasil lain dari reaksi saponifikasi ialah ia lah gliserol. Selain C12 dan C 16, sabun juga disusun oleh berbagai gugus asam karboksilat . Prinsip utama kerja sabun ialah gaya tarik antara molekul kotoran, sabun, dan air . Kotoran yang menempel pada tangan manusia umumnya berupa lemak . Untuk mempermudah penjelasan, dapat ditinjau pada minyak goreng sebagai contoh . Minyak goreng mengandung asam lemak jenuh dan tidak jenuh . Asam lemak jenuh yang ada pada minyak goreng umumnya terdiri dari asam miristat, asam palmitat, asam laurat, dan asam kaprat. Asam lemak tidak jenuh dalam minyak goreng adalah asam oleat, asam linoleat, dan asam linolena . Asam lemak tidak lain adalah asam alkanoat atau asam karboksilat berderajat tinggi (rantai C lebih dari 6). Sabun yang banyak mengandung busa, terutama pada sabun cair yang terbuat dari minyak kelapa atau kopra ini biasanya menyebabkan rangsangan dan memungkinkan penyebab dermatitis bila dipakai . Oleh karena itulah penggunaanya dapat diganti dengan memakai minyak zaitun dan minyak kacang kedele atau minyak yang lain yang dapat menghasilkan sabun yang lebih lembut dan lebih baik. Tetapi para pemakai kurang menyukainya sebab sabun ini kelarutannya rendah dan tidak memberikan busa yang banyak. Dengan adanya perkembangan yang cukup pesat di dalam dunia industri, diharapkan adanya penambahan bahan bahan lain ke dalam sabun sehingga dapat menghasilkan sabun dengan sifat dan kegunaan baru. Bahan baku adalah bahan utama yang digunakan dengan persentase komposisi terbesar yang dapat membentuk suatu bagian integral dari suatu produk jadi. Bahan baku yang dibutuhkan pada proses pembuatan sabun adalah minyak atau lemak . Jumlah minyak atau lemak yang digunakan dalam proses pembuatan sabun harus dibatasi karena memiliki berbagai alasan, seperti kelayakan ekonomi, ekonomi, spesifikasi dari produk sabun tidak mudah untuk teroksidasi , dan mudah berbusa. Sabun itu merupakan garam dari asam karboksilat (asam alkanoat). Asam karboksilat yang memiliki struktur umum C nH2nO2, contohnya cuka, C 2H4O2.
1.
F lowsheet
Gambar 1. Proses Kontinyu Pembuatan Sabun
(Sumber : Arsyad M, 2012) 1.1.
Uraian Proses Bahan baku pada proses pembuatan sabun yaitu berupa trigleserin masuk
ke dalam kolom hidrolizer dengan penambahan katalis ZPO ( Zirconium Phosphate) akan terjadi proses hidrolisis dengan ditambahkannnya uap air panas yang masuk pada suhu 230-250°C dan tekanan 40-45 atm, sehingga trigleserin terpisah menjadi asam lemak dan trigleserin. Reaksi yang terjadi pada proses trigleserin ini yaitu: (RCOO)3C3H5 + 3H2O RCOOH + C3H5(OH)3 Asam lemak yang terbentuk lalu dimasukkan ke dalam flash tank agar suhunya turun dan asam lemak yang dihasilkan menjadi lebih pekat, kemudian dimasukkan ke kolom high vacum still hingga proses destilasi, pada proses ini asam lemak akan menguap sedangkan zat yang tidak diharapkan akan keluar melalui bawah kolom. Uap asam lemak yang terbentuk kemudian dilewatkan ke dalam cooler sehingga dihasilkan asam lemak yang terbentuk pasta murni lalu produk ini disimpan dalam holding tank . Pada proses pembuatan sabun , bahan baku merupakan asam lemak yang dipompakan ke dalam mixer , lalu ditambahkan NaOH atau kaustik soda kemudian diaduk dengan kecepatan ti nggi sehingga terjadi proses saponifikasi atau penyabunan. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah : RCOOH + NaOH
RCOONa
+ H 2O
Lalu dimasukkan ke dalam blender dengan kecepatan rendah agar campuran homogen. Pada blender terjadi pencampuran dengan baha-bahan lain yang
dibutuhkan seperti parfum, dan kloroform. Kemudian produk sabun yang telah jadi, dan untuk finishing diteruskan dengan pompa melalui beberapa jalur, untuk sabun batangan
dengan
menggunakan
tekanan,
untuk
menghasilkan
detergen
menggunakan alat pengering semprot ( spray dryer ) sehingga diperoleh sabun berupa serbuk atau bubuk, dan untuk sabun cair yang dikeluarkan dari bagian bawah alat secara langsung kemudian diikuti dengan operasi pengemasan. 1.2. 1.
Fungsi Alat Hidrolizer digunakan sebagai tempat terjadinya reaksi antara asam lemak dengan air .
2.
High vacum still digunakan untuk penampungan bahan dengan tekanan vakum agar diperoleh uap dari bagian top alat .
3.
Kondensor digunakan untuk proses pendinginan bahan .
4.
Pompa digunakan untuk mengalirkan zat ke dalam wadah dengan tekanan .
5.
Steam flash tank digunakan sebagai pemanasan dan dengan tekanan uap yang tinggi .
6.
Holding tank digunakan untuk tempat penampungan hasil kondensasi asam lemak yang masih belum murni yang akan dijadikan sebagai bahan baku pembuatan sabun dan detergen.
7.
Mixer digunakan sebagai tempat pencampuran dalam sistem emulsi sehingga menghasilkan suatu dispersi yang homogen.
8.
Blender digunakan sebagai tempat untuk memperhalus ukuran partikel agar sesuai dengan yang diinginkan .
2.
Bahan Baku Pembuatan Sabun
Lemak dan minyak yang umum digunakan dalam pembuatan sabun adalah trigliserida dengan tiga buah asam lemak yang tidak beraturan diesterifikasi dengan gliserol. Masing masing lemak mengandung sejumlah molekul asam lemak dengan rantai karbon panjang antara C12 (asam laurik) hingga C18 (asam stearat) pada lemak jenuh dan begitu juga dengan lemak tak jenuh. Campuran trigliserida diolah menjadi sabun melalui proses saponifikasi dengan larutan natrium hidroksida membebaskan gliserol. Sifat sifat sabun yang dihasilkan ditentukan oleh jumlah dan komposisi dari komponen asam-asam lemak yang digunakan. Komposisi asam-
asam lemak yang sesuai dalam pembuatan sabun dibatasi oleh panjang rantai dan tingkat kejenuhan. Pada umumnya, panjang rantai pada asam lemak tersebut yang kurang dari 12 atom karbon harus dihindari penggunaanya karena akan dapat membuat iritasi pada kulit, sebaliknya panjang rantai yang lebih dari 18 atom karbon akan membentuk sabun yang sukar larut dan sulit menimbulkan busa. Terlalu besar bagian asam-asam lemak tak jenuh menghasilkan sabun yang mudah teroksidasi bila terkena udara. Bahan baku untuk pembuatan sabun, yaitu: 2.1.
Minyak Jumlah minyak atau lemak yang akan digunakan dalam proses pembuatan
sabun harus dapat dibatasi pada penggunaanya. Hal ini dikarenakan adanya berbagai alasan, seperti kelayakan ekonomi, spesifikasi produk (sabun tidak mudah teroksidasi, mudah berbusa, dan mudah larut), dan lain-lain. Beberapa jenis minyak atau lemak yang biasa dipakai dalam proses pembuatan sabun di antaran ya: 2.1.1. Tallow Dan Lard Tallow adalah lemak sapi atau domba yang dihasilkan oleh industri pengolahan daging sebagai hasil samping . Kualitas dari tallow ditentukan dari warna, titer (temperatur solidifikasi dari asam lemak), kandungan FFA, bilangan saponifikasi, dan bilangan iodin . Tallow dengan kualitas baik biasanya digunakan dalam pembuatan sabun mandi dan tallow dengan kualitas rendah digunakan dalam pembuatan sabun cuci. Oleat dan stearat adalah asam lemak yang paling banyak terdapat dalam tallow. Jumlah FFA dari tallow berkisar antara 0,75-7,0 %. Titer pada tallow umumnya di atas 40°C. Tallow dengan titer di bawah 40°C dikenal dengan nama grease. Lalu ada lard yang merupakan minyak babi yang masih banyak mengandung asam lemak tak jenuh seperti oleat (60-65%) dan asam lemak jenuh seperti stearat (35-40%). Jika digunakan sebagai pengganti tallow, lard harus dihidrogenasi parsial terlebih dahulu untuk mengurangi ketidak jenuhannya. 2.1.2. Palm Oil Palm oil (minyak kelapa sawit). Minyak kelapa sawit umumnya digunakan sebagai pengganti tallow. Minyak kelapa sawit dapat diperoleh dari pemasakan buah kelapa sawit. Minyak kelapa sawit berwarna jingga kemerahan karena adanya kandungan zat warna karotenoid sehingga jika akan digunakan sebagai bahan baku
pembuatan sabun harus dipucatkan terlebih dahulu. Sabun yang terbuat dari 100% minyak kelapa sawit akan bersifat keras dan sulit berbusa. Maka dari itu, jika akan digunakan bahan palm oil atau minyak sawit sebagai bahan baku di dalam pembuatan sabun, minyak kelapa sawit harus dicampur dengan bahan lainnya. 2.1.3. Coconut Oil Dan Palm Kernel Coconut oil atau minyak kelapa merupakan minyak nabati yang sering digunakan dalam industri pembuatan sabun. Minyak kelapa berwar na kuning pucat dan diperoleh melalui ekstraksi daging buah yang dikeringkan (kopra). Minyak kelapa memiliki kandungan asam lemak jenuh yang tinggi, terutama asam laurat, sehingga minyak kelapa tahan terhadap oksidasi yang menimbulkan bau tengik. Minyak kelapa juga memiliki kandungan asam lemak kaproat, kaprilat, dan kaprat. Palm kernel oil (minyak inti kelapa sawit). Minyak inti kelapa sawit diperoleh dari biji kelapa sawit. Minyak inti sawit memiliki kandungan asam lemak yang mirip dengan minyak kelapa sehingga dapat digunakan sebagai pengganti minyak kelapa. Minyak inti sawit ini memiliki suatu kandungan asam lemak yang tak jenuh lebih tinggi dan asam lemak rantai pendek lebih rendah dari pada min yak kelapa. 2.1.4. Palm Oil Stearine, Marine Oil Dan Olive Oil Palm oil stearine atau minyak sawit stearin adalah minyak yang dihasilkan dari ekstraksi asam-asam lemak dari minyak sawit dengan pelarut aseton dan heksana. Kandungan asam lemak terbesar dalam minyak ini adalah stearin . Marine oil berasal dari mamalia laut dan ikan laut. Marine oil memiliki kandungan asam lemak tak jenuh yang cukup tinggi, sehingga harus dihidrogenasi parsial terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan baku . Castor oil (minyak jarak). Minyak ini berasal dari biji pohon jarak dan digunakan untuk membuat sabun transparan . Campuran minyak dan lemak pada industri pembuat sabun umumnya membuat sabun yang berasal dari campuran minyak dan lemak yang berbeda . Minyak kelapa sering dicampur dengan tallow karena memiliki sifat yang saling melengkapi. Minyak kelapa memiliki kandungan asam laurat dan miristat yang tinggi dan dapat membuat sabun mudah larut dan berbusa . Kandungan stearat dan dan palmitat yang tinggi dari tallow akan memperkeras struktur sabun. Kemudian ada juga olive oil yaitu minyak zaitun yang berasal dari ekstraksi buah zaitun.
Minyak zaitun dengan kualitas tinggi memiliki warna kekuningan. Sabun yang berasal dari minyak zaitun memiliki sifat yang keras tapi lembut bagi kulit. 2.2.
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. Na 2CO3 (abu soda atau natrium karbonat) merupakan suatu golongan alkali yang murah dan dapat menyabunkan asam lemak, tetapi tidak dapat menyabunkan trigliserida (minyak atau lema k). 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 pada alkali yang berbeda sering dilakukan oleh berbagai industri sabun dengan tujuan untuk mendapatkan sabun dengan keunggulan tertentu . 2.3.
Bahan Tambahan Bahan tambahan adalah bahan-bahan yang dapat digunakan dalam
membantu kelancaran proses produksi dan bahan ini termasuk bagian dari produk. Adapun bahan-bahan tambahan yang dapat digunakan adalah sebagai berikut: 1.
Parfum yang berfungsi sebagai pemberi aroma pada sabun
2.
Pewarna yang berfungsi sebagai pembentuk warna pada sabun
3.
TCC (Three Chloro Carbon) dan Irgasan berfungsi sebagai anti bakteri pada sabun kesehatan
2.4.
Bahan Penolong Bahan penolong adalah bahan yang digunakan secara ti dak langsung dalam
produk dan bukan merupakan komposisi produk, tetapi digunakan sebagai pelengkap produk. Adapun yang menjadi bahan tambahan adalah water (H2O). Adapun fungsi water (H2O) yaitu sebagai kebutuhan proses untuk pengenceran.
3.
Pembuatan Sabun Dalam Industri Sabun
Pada saat ini teknologi sabun telah berkembang pesat. Sabun dengan berbagai 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 berbagai industri. Berikut ini adalah beberapa tahapan-tahapan pada proses pembuatan sabun yang ada di industri. 3.1.
Direct Saponification Kata saponifikasi atau saponify berarti membuat sabun (dalam bahasa latin
arti sapon yang berarti sabun dan arti fy adalah akhiran yang berarti membuat). Saponifikasi adalah suatu proses pembuatan sabun yang berlangsung dengan mereaksikan asam lemak dengan alkali yang menghasilkan garam karbonil (sejenis sabun) dan gliserol (alkohol). Alkali yang biasanya digunakan pada proses adalah NaOH dan Na2CO3 maupun KOH dan K 2CO3. Ada dua produk yang akan dihasilkan dalam proses ini yaitu sabun dan gliserin. Secara teknik, sabun adalah hasil dari reaksi kimia antara fatty acid dan alkali. Fatty acid adalah lemak yang diperoleh dari lemak hewan dan nabati. Saponifikasi langsung lemak dan minyak adalah proses tradisional yang digunakan untuk produksi sabun. Secara komersial, hal ini dilakukan melalui proses ketel boiling batch atau proses kontinyu. 3.1.1. Continuous Saponification Systems Sebuah inovasi yang relatif baru dalam produksi sabun, Sistem ini telah menghasilkan efisiensi pengolahan yang lebih baik dan waktu pengolahan yang jauh lebih pendek. Ada beberapa sistem komersial yang tersedia, bahkan walaupun sistem ini berbeda dalam aspek desain atau operasi-operasi tertentu. Semua proses yang terjadi pada proses saponifikasi lemak dan minyak untuk sabun sama dengan proses umum yang ada. Umpan yang berupa campuran lemak dan minyak kemudian dimasukkan ke dalam pressurized , heated vessel yang biasa disebut sebagai autoclave, bersama dengan sejumlah kaustik soda, air, dan garam. Pada suhu (120 oC) dan tekanan (200 kPa), waktu yang digunakan untuk reaksi saponifikasi lebih cepat (<30 menit). Setelah dikontakkan dengan waktu kontak yang relatif singkat pada autoclave, larutan sabun dan campuran alkali kemudian dipompakan ke dalam cooling mixer dengan suhu di bawah 100 oC. Hasil
produk kemudian dipompakan ke dalam static separator dimana campuran alkali dengan kandungan gliserol (25-30%) dipisahkan dari larutan sabun menggunakan pengaruh gravitasi atau settling (pengendapan). Larutan sabun kemudian dicuci dengan larutan alkali dan garam. Hal ini sering dilakukan dalam sebuah kolom vertikal, yang merupakan suatu tabung yang terbuka berupa proses mixing or baffle stages. Larutan sabun dimasukkan ke bagian bawah kolom dan alkali atau larutan garam dipompakan dari atas. Larutan pada sabun yang masih bisa di recovery berada di atas kolom sedangkan alkali atau larutan garam berada di bawah. Proses pencucian menghilangkan impurities dan menghasilkan gliserol yang akan diproses lanjut. Proses pemisahan akhir menggunakan centrifugal , setelah dipisahkan, residu alkali dalam larutan sabun dinetralisasi melalui penambahan asam lemak yang akurat dalam steam-jacketed mixing vessel (crutcher). Sabun kini siap untuk digunakan dalam pembuatan sabun batang . 3.1.2. Boiler Batch Process Proses ini menghasilkan sabun dalam jumlah besar, menggunakan tangki baja terbuka yang dikenal dengan ketel yang dapat menyimpan hingga 130.000 kg bahan. Ketel dengan dasar berbentuk kerucut ini yang berisi koil uap terbuka untuk pemanasan dan agitasi. Untuk membuat sabun, proses lemak, minyak, soda kaustik, garam, dan air secara bersamaan ditambahkan ke ketel. Untuk menyelesaikan proses penyabunan, batch sabun dipanaskan untuk jangka waktu tertentu menggunakan steam sparging . Setelah menyelesaikan seluruh reaksi penyabunan, garam tambahan akan ditambahkan ke dalam ketel yang telah dipanaskan dengan uap untuk mengendapkan larutan sabun. Dadih sabun yang tersisa di ketel bi asanya dapat dicuci beberapa kali dengan menambahkan air untuk mengubahnya kembali ke bentuk cairan dan mengulangi dengan penambahan garam, mendidihkan, dan proses pemisahan sehingga hasil yang akan didapatkan bisa lebih maksimal. Proses mencuci memberikan yang lebih baik menghilangkan kotoran dari gliserol dan sabun. Setelah pencucian akhir, tingkat air di dalam sabun dadih yang tersisa dalam ketel disesuaikan untuk mencapai sifat-sifat fisik yang tepat untuk pengolahan tambahan. Proses ini disebut sebagai fitting . Produk yang tersisa dalam ketel adalah sabun murni dengan konsentrasi 70% dengan garam dan gliserol
tingkat rendah. Pada proses boiler batch ini akan memerlukan waktu yang cukup lama dan memerlukan beberapa hari untuk dapat menyelesaikannya dengan baik. 3.2.
Netralisasi Asam Lemak Pendekatan lain untuk memproduksi suatu sabun adalah melalui netralisasi
asam lemak dengan kaustik. Pendekatan ini membutuhkan proses bertahap di mana asam lemak diproduksi melalui hidrolisis lemak dan minyak dengan air, diikuti dengan netralisasi berikutnya dengan kaustik . Pendekatan ini memiliki sejumlah keuntungan lebih dibanding proses saponifikasi secara umum . Operasi sistem ini meliputi pemompaan reaktan melalui pemanasan terlebih dahulu menuju turbodisperser dimana interaksi reaktan-reaktan tersebut mengawali pembentukan sabun murni. Sabun tersebut yang direaksikan pada tahap ini, kemudian dialirkan ke mixer dimana sabun tersebut disirkulasi kembali hingga netralisasi selesai . Sabun murni kemudian dikeringkan dengan vakum spray dryer untuk menghasilkan sabun butiran yang siap untuk diolah menjadi sabun batangan . 3.3.
Tahap Hidrolisis Tahapan hidrolisis lemak dan minyak dengan air membutuhkan
pencampuran yang baik dimana secara normal keduanya merupakan fasa yang tidak saling larut. Reaksi dilakukan di bawah kondisi dimana air memiliki kelarutan yang cukup tinggi yaitu sekitar 10-25% dalam lemak dan minyak. Dalam prakteknya, proses ini dicapai di bawah tekanan tinggi yaitu sekitar 4-5,5 MPa (580psi-800psi) dan dengan suhu tinggi (240 oC-270oC) pada kolom stainless steel . ZnO kadangkadang ditambahkan sebagai katalis dengan lemak bahan baku dan minyak untuk dapat mempercepat reaksi. Bahan baku lemak dan minyak akan dimasukkan pada bagian bawah (bottom) dan air yang akan dimasukkan di bagian atas ( top) kolom. Kolom didesain terbuka atau didesain berisi baffle untuk meningkatkan pencampuran yang lebih baik melalui aliran turbulen. Steam yang bertekanan tinggi ditempatkan pada ketinggian tiga atau empat di kolom yang berbeda untuk pemanasan awal. Desain ini menetapkan pola aliran lawan dengan air bergerak melalui kolom dari atas ke bawah dan lemak dan minyak arah yang berlawanan. Sebagai bahan-bahan ini dicampurkan pada suhu dan tekanan tinggi . Keterkaitan ester dalam lemak dan minyak dihidrolisis untuk menghasilkan asam lemak dan
gliserol. Asam lemak yang terbentuk dilanjutkan melalui kolom bagian atas, sedangkan gliserol yang dihasilkan dilakukan pencucian melalui bagian bawah dengan fase air. Karena ini merupakan reaksi reversibel , penting untuk menghilangkan gliserin dari campuran melalui proses pencucian. Asam lemak yang dihasilkan pada bagian atas kolom mengandung air, lemak yang tidak terhidrolisis, dan Zn sisa seba gai katalis. Produk yang dihasilkan ini kemudian dilewatkan ke tahap pengeringan vakum dimana air tersebut dihilangkan melalui penguapan dan asam lemak didinginkan sebagai hasil dari proses penguapan. Produk kering aliran ini kemudian diteruskan ke sistem distilasi. Sistem distilasi memungkinkan untuk perbaikan kualitas asam lemak, yaitu, bau dan warna, melalui pemisahan asam lemak dari lemak yang saponisasi sebagian dan minyak yang masih mengandung katalis Zn . Hal ini dicapai dengan pemanasan produk steam dalam penukar panas dengan suhu sekitar 205 oC-232oC dan dimasukkan ke ruang hampa (flash still) pada tekanan 0,13kPa-0,8kPa atau (1-6 mm Hg) tekanan absolut. Asam lemak yang diuapkan pada kondisi ini akan dihilangkan dari bahan-bahan yang tidak diinginkan seperti trigliserida te rhidrolisis sebagian. Asam lemak yang menjadi uap kemudian akan melewati beberapa serangkaian alat pada kondensor air dingin untuk fraksionasi . Sistem bervariasi dalam jumlah kondensor tetapi sistem tiga kondensor adalah sistem yang umum digunakan. Asam lemak biasanya dipisahkan menjadi heavy cut , mid-cut , dan very light cut . Light cut sering dihilangkan karena mengandung banyak zat yang menyebabkan bau yang tidak enak pada asam lemak . Asam lemak yang diperoleh dari berbagai proses tersebut dapat digunakan secara langsung atau dimanipulasi lebih lanjut untuk dapat diperbaiki atau diubah kinerja dan stabilitas. Hardering adalah suatu operasi dimana beberapa ikatan tak jenuh yang terdapat di dalam asam-asam lemak di eliminasi melalui proses hidrogenasi atau suatu penambahan gugus H 2 di karbon-karbon ikatan rangkap . Proses ini pada awalnya dimaksudkan untuk meningkatkan bau dan memperbaiki warna asam lemak melalui eliminasi dari ikatan rangkap tak jenuh . Namun, seiring perkembangan dalam penggunaan asam lemak , hidrogenasi
merupakan proses komersial penting untuk mengubah sifat fisik dari asam lemak . Hardering biasanya dicapai dengan melewatkan asam lemak yang telah dipanaskan melalui serangkaian tubes packed dengan katalis dengan kehadiran gas hidrogen . Katalis yang paling sering digunakan adalah Ni.Hardering ditentukan oleh jumlah hidrogen, suhu reaksi, tekanan, dan waktu tinggal . Asam lemak yang telah melewati proses hardering kemudian disaring untuk menghilangkan sisa katalis dan selanjutnya didinginkan dalam flash tank dimana kelebihan gas hidrogen dihilangkan. Selain pengurangan tingkat ketidak jenuhan dalam asam le mak , proses juga dapat mengkonversi beberapa konfigurasi cis asam lemak tak jenuh ke dalam konfigurasi trans. Konversi pada suatu proses juga dapat mempengaruhi sifat produk jadi dan biasanya dikendalikan untuk spesifikasi yang diinginkan . 3.4.
Netralisasi Tahap pembentukan sabun dari asam lemak dicapai melalui reaksi asam
lemak dengan kaustik yang sesuai . Reaksi pada tahap netralisasi ini berlangsung dengan sangat cepat untuk beberapa kaustik yang banyak digunakan, misalnya , NaOH atau KOH, dan memerlukan perhitungan yang tepat dan pencampuran yang akurat untuk memastikan efektivitas proses . Meskipun relatif mudah, dalam prakteknya, beberapa pertimbangan proses harus ditangani dengan baik . Pertama, perbandingan yang tepat dari lemak asam, dan kaustik, air , serta garam harus dijaga untuk menjamin dalam pembentukan fase larutan sabun yang diinginkan. Proses ini dikontrol untuk menghindari terbentuknya sabun menengah, yang memiliki viskositas tinggi dan tidak menghilang dengan cepat. Kedua, pencampuran yang baik antara minyak dan air diperlukan untuk memastikan terbentuknya fase campuran larutan sabun yang baik. Ketiga, karena panas yang dibebaskan dari reaksi, temperatur proses harus dipertahankan dalam batas-batas tertentu agar tidak terlalu panas dan mendidih atau berbusa. Ada berbagai proses komersial untuk tahap netralisasi. Umumnya, asam lemak dipanaskan pada suhu 50oC-70oC dan dicampurkan dengan zat kaustik, garam, air pada suhu 25oC-30oC. Steam dialirkan ke dalam sebuah high shear mixing system, yang pada umumnya disebut sebagai neutralizer . Campuran yang dipanaskan dengan suhu
antara 85oC dan 95oC kemudian dipompakan ke dalam tangki penerima yang efektif untuk mencampurkan sabun baik melalui sistem resirkulasi dan agitasi. Setelah steam tersebut dikontakkan dengan waktu tinggal di tangki penerima untuk memastikan adanya berbagai komposisi yang seragam, sabun yang dihasilkan dipompakan ke tangki penyimpanan atau dilanjutkan ke proses finishing . 3.5.
Pemurnian Sabun Pemurnian sabun adalah suatu bentuk perlakuan atau treatment untuk
menghilangkan berbagai zat pengotor atau impurities yang terlarut di dalam suatu larutan alkali dan mengolah lagi senyawa gliserin yang terbebas pada saat proses reaksi pembentukkan saponifikasi. Asumsi tentang pemurnian sabun yaitu: 1.
Giserol merupakan jumlah total pelarut dalam pencucian larutan alkali.
2.
Gliserol ada pada sabun yang dilarutkan dalam larutan alkali.
3.
Ketika sabun dicampurkan dengan pencucian larutan alkali, gliserol pindah dari larutan alkali pada sabun menjadi pencucian alkali sampai konsentrasi keduanya stabil.
4.
Bila campuran tadi dibiarkan di stele kemudian dipisahkan menjadi dua lapisan bagian yaitu lapisan atasnya adalah sabun dan lapisan bawahnya untuk pencucian alkali .
5.
Ketika pencucian meningkat, kebanyakan gliserol diekstrak pada saat banyaknya larutan alkali yang dikorbankan .
3.5.1. Proses Pencucian Sabun 1.
Proses pembasahan, perlakuan terhadap kotoran dan lemak-lemak .
2.
Proses menghilangkan kotoran dari permukaan.
3.
Mengatur kotoran-kotoran supaya tetap stabil dari larutannya.
3.6.
Tahapan Proses Akhir
3.6.1. Crutching Crutching yaitu tahapan jika sabun murni yang berasal dari ketel atau proses lainnya akan dicampurkan dengan menggunakan bahan lain, maka sebelum dibentuk atau dikeringkan, dilakukan pencampuran terlebih dahulu. Campuran itu dilarutkan di dalam mesin crutcher dahulu. Crutcher adalah bejana yang berbentuk silindris dengan ukuran kecil, kapasitasnya 680 kilogaram sampai 2279 kilogram
dan dilengkapi dengan pengaduk. Crutcher juga digunakan di dalam pencampuran alkali dengan lemak di dalam pembuatan sabun dengan proses pendinginan. 3.6.2. Framming Framming yaitu metode yang digunakan untuk mengubah sabun murni atau cairan sabun panas menjadi padatan yang mudah dibentuk menjadi batangan atau disebut dengan framming . Framming dilakukan pada cairan sabun yang berada pada suhu 57 oC-62oC didalam suatu frame yang memiliki berat 454-545 kg berbentuk persegi. Untuk memadatkan sabun murni diperlukan waktu 3-7 hari . Sabun yang telah dicetak dapat dipotong menjadi bagian kecil. Penambahan zat adiktif antioksidan stabilizer dilakukan pada saat crutching sebelum framming . 3.6.3. Drying Drying yaitu proses pengeringan yang sederhana untuk menghilangkan kadar air atau yang biasa dikenal dengan spray drying proses. Sabun yang mengandung air dilewatkan melalui spray nozzles. Partikel-partikel kecil ini dikeluarkan oleh spray nozzles dalam bentuk kering . Pengeringan juga dapat dilakukan pada vakum atau di dalam atmospherik flash drying . 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 . 3.6.4. Penyempurnaan Sabun Penyempurnaan sabun dalam pembuatan produk sabun batangan , sabun butiran dicampurkan dengan zat pewarna, parfum , dan zat aditif lainnya kedalam mixer (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 . Pada proses pembungkusan, pengemasan , dan penyusunan sabun batangan merupakan suatu tahapan akhir pada pembuatan sabun.
4.
Klasifikasi Proses
4.1.
Proses 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 mengaundung 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 yang ada pada proses batch ini harus direbus dengan menggunakan air yang secukupnya untuk mendapatkan campuran halus yang lama-kelamaan membentuk lapisan yang homogen dan mengapung. Sabun ini dapat dijual langsung tanpa dengan menggunakan pengolahan lebih yang lanjut, yaitu sebagai sabun industri yang murah . Beberapa bahan pengisi ditambahkan, seperti pasir atau batu apung dalam pembuatan sabun gosok. Beberapa perlakuan pada proses batch ini yaitu 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) . 4.2.
Proses Kontinyu Pada proses kontinyu yaitu yang biasa dilakukan sekarang , lemak atau
minyak hidrolisis 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 pada proses kontinyu ini dikeluarkan dari ujung yang berlawanan dengan cara penyulingan . Asam-asam ini kemudian dinetralkan dengan alkali untuk menjadi sabun . Pada umumnya, alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun pada umumnya hanya NaOH dan KOH, namun kadang juga menggunakan NH 4OH. Sabun yang dibuat dengan NaOH lebih lambat larut dalam air dibandingkan dengan sabun yang dibuat dengan KOH. Sabun yang terbuat dari alkali kuat (NaOH atau KOH) mempunyai nilai pH antara 9 sampai 10,8 sedangkan sabun yang terbuat dari alkali lemah (NH4OH) akan mempunyai nilai pH yang lebih rendah yaitu 8,0 sampai 9,5.
5.
Kegunaan Produk
Sabun berfungsi sebagai bahan pembersih, dalam penggunaannya sesuai dengan jenis sabun itu sendiri, yaitu sabun mandi biasanya mengandung K +, karena mudah diuraikan oleh mikroorganisme, digunakan untuk membersihkan tubuh ketika mandi. Sabun cuci batangan biasanya mengandung Na +, karena sukar diuraikan, dapat juga digunakan untuk mencuci pakaian dan barang lai nnya. Sabun colet digunakan untuk mencuci berbagai peralatan rumah tangga. Sabun biasanya berbentuk padatan tercetak yang disebut batang karena sejarah dan bentuk umumnya. Penggunaan sabun cair juga telah telah meluas, terutama pada saranasarana publik. Jika diterapkan pada suatu permukaan, air bersabun secara efektif akan mengikat partikel dalam suspensi mudah dibawa oleh air bersih. Di negara berkembang, deterjen sintetik telah menggantikan sabun sebagai alat bantu mencuci atau membersihkan. Banyak sabun merupakan campuran garam natrium atau kalium dari asam lemak yang dapat diturunkan dari minyak atau lemak dengan direaksikan dengan alkali seperti natrium atau kalium hidroksida pada suhu 80 – 100 °C melalui suatu proses yang dikenal dengan saponifikasi. Lemak akan mengalami terhidrolisis oleh basa, menghasilkan gliserol dan sabun mentah. Secara tradisional, alkali yang digunakan adalah kalium yang dihasilkan dari pembakaran tumbuhan, atau dari arang kayu. Sabun mempunyai sifat membersihkan. Sifat ini disebabkan proses kimia koloid, sabun (garam natrium dari asam lemak) digunakan untuk mencuci kotoran yang bersifat polar maupun non polar, karena sabun mempunyai gugus polar dan non polar. Molekul sabun mempunyai rantai hydrogen CH3(CH2)16 yang bertindak sebagai ekor yang bersifat hidrofobik dan larut dalam zat organik sedangkan COONa + sebagai kepala yang bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Sabun memiliki kelarutan yang tinggi dalam air, tetapi sabun tidak larut menjadi partikel yang lebih kecil tapi larut menjadi ion-ion. Sabun pada dikenal dalam dua wujud, sabun cair dan sabun padat. Perbedaan utama dari kedua wujud sabun ini adalah alkali yang digunakan dalam reaksi pembuatan sabun. Dalam sabun terdapat zat aktif yang disebut surfaktan. Zat aktif ini merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai ujung berbeda yaitu hidrofil dan hidrofob. Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, M. 2012. Pengolahan Limbah Pabrik Sabun dari Soap Gliserin Menjadi Triasetin. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan 2(2): 1-5. Kurniawan,
Yantonius.
2011.
Proses
Saponifikasi.
(Online).
http://repository.usu.ac.id/254/proses_saponifikasi. (Diakses Pada Tanggal 13 Februari 2017). Saputra, Rahmad. 2015. Bahan-Bahan Pembuatan Sabun Pada Industri . (Online). http://repository.ipb.ac.id/179/. (Diakses Pada Tanggal 13 Februari 2017). Septono. 2011. Pembuatan Sabun Cair Transparan. Surakarta: UNS. Suswanto, B. 2011. Syarat Mutu Sabun. Jakarta: Standar Nasional Indonesia.
