Sabun

Pengertian

Sabun merupakan zat yang jika bereaksi dengan air sadah akan membentuk endapan. Sabun terbentuk dari garam sodium atau potassium dari asam karboksilat panjang (seperti asam stearat, asam oleat atau palmitat dan asam myristat) sebagai hasil hidrolisis terhadap minyak atau lemak oleh basa (NaOH atau KOH). Sabun berfungsi sebagai emulgator terhadap kotoran, minyak dan oli sehingga kotoran-kotoran ini mudah terlepas dan terbawa melalui pembilasan dengan air. Sifat sabun ini menjadi kurang berfungsi apabila air untuk pencuci atau pembilasnya bersifat sadah.

2.4.2. Raw Material (bahan baku pembuatan sabun)

Bahan dasar sabun adalah minyak/ lemak dan NaOH (soda kaustik) dan KOH dengan bahan tambahan berupa pengharum, pewarna, bahan pengisi dan lain-lain. Lemak merupakan komponen utama dalam pembuatan sabun. Lemak ini mengandung campuran gliserida yang didapat dari lemak padat yang  diberi pemanasan. Lemak padat dirombak dengan dipanaskan, yang setelah itu membentuk lapisan diatas permukaan air sehingga dapat diambil dengan mudah. Lemak ini biasanya dicampur dengan minyak kelapa di ketel sabun atau penghidrolisis untuk meningkatkan kelarutan sabun tersebut. Dalam pembuatan sabun, fatty grases  (± 20%) adalah bahan baku yang paling penting setelah lemak. Lemak greases dapat didapatkan dari babi dan hewan domestik dimana bahan ini penting sebagai sumber gliserin dari asam karboksilat.

Penambahan minyak kelapa pada pembuatan sabun sangatlah penting. Sabun dengan bahan dasar minyak kelapa bertekstur kuat dan terlihat lebih mengkilat. Minyak kelapa sebagian besar mengandung gliserida dari asam laurtat dan asam myristat.

Bahan baku pembuatan sabun sangat banyak konsumennya, terutama soda kausatik, garam, soda ash, dan kausatik potassium, begitu pula sodium silikat, sodium bikarbonat, dan trisodium pospat.

Bahan anorganik yang ditambahkan pada pembuatan sabun disebut Builders. Tetrasodium piropospat dan sodium Tripolipospat merupakan bahan tambahan pada sabun yang dinamakan Builders.



2.4.3. Proses produksi sabun

Teknologi pembuatan sabun semakin berkembang. Computer mengontrol otomatisasi pabrik dalam saponifikasi continuous oleh NaOH dan lemak, untuk berproduksi dalam waktu 2 jam sama dengan pembuatan sabun secara keseluruhan (lebih dari 300 t/ day) debuat dengan 2-5 hari dengan metode traditional batch.

Prosedur ini melibatkan proses perombakan secara kontinyu, atau hidrolisis yang dapat ditunjukkan pada tabel berikut ini.

Tallow + Hydrolysis (splitting fats) à tallow fatty acid

Tallow fatty acid + NaOH à sodium salt

Tallow of fatty acid + Builders, etc à soap

Setelah terjadi pemisahan gliserin, asam karboksilat dinetralisasikan menjadi sabun. Proses kimia dasar dalam pembuatan sabun disebut saponifikasi, dengan reaksi sebagai berikut:

3NaOH + (C17H35COOH)3C3H5 à 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

Caustic soda      gliseril stearat                sodium stearat             gliserin

Prosedur ini untuk merombak atau menghidrolisis lemak dan kemudian setelah terpisah dari gliserin, asam lemak dinetralisasikan dengan larutan soda kaustik:

(C17H35COO)3C3H5 + 3H2O à 3C17H35COOH +C3H5(OH)3

C17H35COOH + NaOH à C17H35COONa + H2O

Biasanya lemak dan minyak dijual tidak terkomposisi gliserin dari asam lemak satu pun, tetapi dalam bentuk campuran. Namun demikian, beberapa asam lemak dengan kemurnian 90% atau lebih dapat ditempuh dengan proses yang khusus.

Selanjutnya, perombakan secara countercurrent lemak ini dikondisikan dalam keadaan vacuum untuk mencegah terjadinya oksidasi selama proses. Ini terisi dari bawah dari menara hidrolisis yang berbentuk seperti palung dengan kecepatan yang terkontrol yang akan memecah lemak menjadi tetesan tetesan. Menara mempunyai ukuran dengan tinggi 20 meter dan berdiameter 60 cm, dirancang dengan bahan stailess steel tipe 316. Lihat gambar dibawah ini.

Hydrolizer 250OC, 4 MPa

Hot water

Fats and catalyst

Blend tank

steam

Flash tank

Heat excanger

Fatty acid

steam

evaporator

Crude glycerin

High vacuum still

condensor

Bottoms to storage and recovery

steam

Distillate receiver

Fatty acid

Mixer neutralizer

Caustic soda

Cooling water

Soap blender

Conventional soap finishing: bar, flake or power

High pressure pump

Heat excanger

Flash tank

steam

air

freezer

Cutter, pack off

Aerated bar soap

Gambar 5. Cara pembuatan sabun, produksi asam lemak dan gliserin  (proses kontinyu).

Sumber: Austin, 1984

Minyak dimasukkan melalui bagian bawah tanki menara, karena densitasnya relative kecil (lebih kecil dari densitas air), maka lemak akan terangkat keatas dan sebagian kecil bahan lemak akan terlarut menjadi cairan gliserin. Pada waktu yang sama, H2O murni dimasukkan ke dalam menara melalui bagian atas, sehingga inilah yang disebut dengan proses hidrolisis lemak secara countercurret dimana proses ini akan mengekstrak gliserin yang terlarut dalam lemak. Kedua aliran ini bereaksi dalam keadaan tekanan dan suhu tinggi.

setelah perombakan selesai, asam lemak keluar dari bagian atas menara, sedangkan larutan gliserin keluar dari bawah menara yang otomatis akan terkontrol pada settling tank. Lihat gambar berikut ini (gliserin proses).

Flash tank

Sweet water from hydrolyzer 12 glycerol

To ejector

Crude glycerin settling tank

ST

DR

Crude glycerin (78% glycerol)

caustic

Glycerin still

HP steam

For skimmings

condensers

To ejector

steam

Still feed tank

Heat exchanger

Distilation roots

Product tanks

CP glicerol

HG glycerin

TD glycerin

Activated charcoal

Bleaching tank

filter

Refined glycerin (95-99% glycerol)

Gambar 6. Flowsheet pembuatan  gliserin dari hidrolisis sweet water.

Sumber: Austin, 1984

Meskipun campuran asam lemak yang dihasilkan dari metode di atas digunakan sebagai bahan pembuatan sabun, asam lemak dapat diproduksi sebagai produk keluaran, dan dapat dipisahkan lagi menjadi komponen yang berguna. Komposisi asam lemak dari perombakan tergantung pada lemak atau minyak yang dimasukkan.  Pada umumnya yang digunakan untuk produksi asam lemak meliputi lemak hewani, minyak kelapa, palm, biji kapas dan minyak kedelai. Proses lama yang banyak digunakan adalah panning dan pressing. Proses kristalisasi fraksional ini terbatas pada campuran asam lemak dimana yang siap untuk dipadatkan seperti Tallow Fatty Acid. Lelehan asam lemak mengalir ke panic, didinginkan, dibungkus dengan kain goni, dan ditekan. Pengekstrakan ini dapat direalisasikan pada penghasilan minyak merah (umumnya oleic acid ) dari padatan asam stearat. Total angka penekanan dapat mengindikasikan kemurnian produk. Untuk memisahkan asam lemak dari rantai panjang yang berbeda dapat ditempuh dengan cara distilasi, vacuum distillation adalah yang umum digunakan.

Dibawah ini merupakan susunan prinsip pembuatan sabun padat:

    Pengangkutan lemak dan minyak.
    Pengangkutan dan pembuatan soda kaustik.
    Pencanpuran katalis, ZnO, dengan leburan lemak dan pemanasan pada tanki pencampur.
    Lemak panas dan katalis masuk ke dalam menara hidrolisis melalui bagian bawah.
    Perombakan lemak terjadi secara countercurrent di dalam hydrolyzer  pada suhu 2500C dan tekana 4,1 MPa. butiran lemak akan naik ke atas berlawanan dengan fase cairnya.
    Fasa cairnya (H2O) akan melarutkan rombakan gliserin (±12%), jatuh ke bawah dan terpisah.
    Kemudian fasa gliserin-air di uapkan dan dimurnikan. Didapatkan gliserin.
    Fasa asam lemak yang keluar dari bagian atas hydrolizer dikeringkan dalam flash tank menggunakan cahaya kilasan dan dipanaskan dengan cepat.
    Di dalam high-vacuum still, asam lemak didistilasi dari bawah.
    Sabun di bentuk dengan melanjutkan penetralisasian menggunakan 50% soda kaustik dalam mixer-neutralizer dengan kecepatan tinggi.
    Sabun murni ini dibebaskan pada suhu 93oC kedalam tanki pencampuran dengan digoncangkan secara perlahan untuk keluar dari penetralisasian. Pada saat ini sabun murni dapat dianalisis: 0.002 hingga 0.10 % NaOH, 0.3 hingga 0.6% NaCl, dan ±30% H2O. sabun murni ini dapat diolah, dipotong atau dikeringkan, tergantung pada permintaan produk. Diagram alir pada gambir 29.3 menggambarkan proses finishing sabun padat.
    Proses finishing ini dapat di detailakan: tekanan yang dilakukan pada sabun murni mencapai 3.5 MPa, dan sabun dipanaskan pada suhu 200oC dalam steam exchanger dengan tekan tinggi. Sabun panas ini, dilepaskan pada tanki yang bertekanan atmosfer, dimana dikeringkan (hingga mencapai 20 %) karena larutan sabun dapat terbentuk diatas titik didihnya pada tekanan atmosfer. Pada hubungan ini, pasta sabun dicampur dengan udara dalam mesin, dimana sabun juga didinginkan oleh sirkulasi air laut, yang kemudian keluar dari 105oC menjadi 65oC. Pada temperatur ini, sabun dilanjutkan dengan pemotongan dengan ukuran sabun padat. Lalu segera didinginkan, dicap, dan dibungkus dengan operasi mesin. Proses ini berlangsung selama 6 jam.

BAB III

PENUTUP

3.1.Kesimpulan

    Pembuatan detergen dan sabun pada skala industri merupakan gabungan dari ilmu-ilmu exact sebegitu rupa, dan memerlukan alat-alat yang perlu pengendalian khusus dan mempunyai spesifikasi tertentu.
    Pada proses pembuatan detergen, yang pertma kali dilakukan adalah dengan pembuatan surfaktan. Lalu hasil surfaktan ini, untuk membuat detergent dicampur dengan phospat, silikat dan dry scrap. Adapun komposisi surfaktan adalah alkyl benzene sulfonat,  fatty alcohol, oleum dan larutan NaOH. Proses pembuatan detergen melalui alat crutcer yang dilanjutkan ke drop tank setelah itu dipompa ke spray tower untuk pembentukan serbuk. Serbuk ini di angkat dengan lift udara dan diberi aroma (parfum) kemudian menuju packing.
    Pada proses pembuatan sabun, raw material (bahan baku) yang digunakan adalah lemak, basa kausatik (NaOH atau KOH), dan katalis. Pertama-tama lemak dan katalis dimasukkan sebagai feed awal menuju ke blend tank, setelah itu menuju Hidrolizer. Pada hidrolizer lemak dihidrolisis yang dapat membentuk asam lemak (gas) dan gliserin. Setelah itu asam lemak menuju heat exchanger, lalu ke high vacuum still yang dilanjutkan ke kondensor dan distillate receiver. Pada distillate receiver muncul hasil samping berupa asam lemak. Kemudian dari distillate receiver dilanjutkan ke mixer neutralizer dimana ditambahkannya soda kausatik yang setelah itu menuju soap blender dan menghasilkan sabun padat. Untuk produksi sabun cair, maka proses tidak cukup sampai disini, dilanjutkan menuju high pressure pump lalu heat exchanger, flash tank dan packing. Selain sabun yang diproduksi pada proses ini, gliserin dan asam lemak merupakan hasil samping yang cukup besar pemroduksiannya.