Makalah Sabun - Kelompok 3 - PIK [PDF]

Citation preview

MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA PROSES PEMBUATAN SABUN



Diajukan sebagai tugas mata kuliah Proses Industri Kimia Pada Program Studi DIII Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia



Oleh : Nazzun Jihan Tuankho Farras Fauzan



(062030400138) (062030401240)



POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2021



KATA PENGANTAR



Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul “Proses Pembuatan Sabun”. Penyusun makalah ini bertujuan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Proses Industri Kimia. Tidak lupa juga kami mengucapkan terima kasih kepada Bu Aisyah Suci Ningsih selaku dosen pengampu mata kuliah Proses Industri Kimia.Tentunya makalah ini tidak akan maksimal jika tidak mendapat dukungan dari dosen pengampu kami. Kami menyadari bahwa makalah ini masih terdapat kekurangan, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk memperbaiki makalah ini. Oleh karena itu, kami berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dalam menambah wawasan dan pengetahuan khususnya dalam bidang industri. Palembang,



September 2021



Penyusun



ii



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL......................................................................................... i KATA PENGANTAR...................................................................................... ii DAFTAR ISI..................................................................................................... iii DAFTAR TABEL............................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR........................................................................................ v BAB I PENDAHULUAN................................................................................. 1.1 Latar Belakang.............................................................................................. 1.2 Rumusan Masalah......................................................................................... 1.3Tujuan............................................................................................................



1 1 2 2



BAB II PEMBAHASAN................................................................................... 2.1 Sejarah Industri....................................................................................... 2.1.1 PT WINGS..................................................................................... 2.1.2 PT Kao Indonesia........................................................................ 2.1.3 PT P&G......................................................................................... 2.1.4 PT Adimulia Sarimas Indonesia.................................................... 2.1.5 PT Total Chemindo Loka.............................................................. 2.2 Sifat dan Karakteristik Bahan Baku....................................................... 2.2.1 Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) ................ 2.2.2 Natrium Hidroksida....................................................................... 2.2.3 Air.................................................................................................. 2.2.4 EDTA (Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid) .............................. 2.2.5 Parfum............................................................................................ 2.3 Proses Pembuatan Sabun........................................................................ 2.4 Sifat dan Karakteristik Produk................................................................ 2.4.1 Sabun............................................................................................. 2.4.2 Gliserol.......................................................................................... 2.5 Neraca Massa..........................................................................................



3 3 3 5 6 7 7 8 8 10 11 11 12 13 16 16 17 18



BAB III PENUTUP........................................................................................... 20 3.1 Kesimpulan............................................................................................. 20 3.2 Saran....................................................................................................... 20 DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 21



iii



DAFTAR TABEL



2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8



Sifat Fisika RBDPS................................................................................. Sifat Fisika Natrium Hidroksida.............................................................. Sifat Fisika Air......................................................................................... Sifat Fisika EDTA................................................................................... Sifat Fisika Parfum.................................................................................. Sifat Fisika Sabun.................................................................................... Sifat Fisika Gliserol................................................................................. Neraca Massa Industri Sabun..................................................................



iv



9 10 11 12 12 16 17 19



DAFTAR GAMBAR



2.1 2.2



Diagram Alir Proses Pembuatan Sabun.................................................. 13 Flowsheet Pabrik Pembuatan Sabun....................................................... 14



v



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Industri kimia merupakan suatu industri yang mengembangkan berbagai proses, baik sistemnya, hasil dan sesuatu yang bisa dijadikan bernilai guna yang tinggi, disamping itu bertujuan menghasilkan suatu produk yang bermanfaat bagi kehidupan umat, bukan hanya itu industri kimia juga mengharapkan keuntungan di bidang finansial. Suatu penelitian kimia secara laboratorium yang menghasilkan suatu produk, metode atau cara yang baru yang lebih baik, dapat diangkat menjadi ide pendirian suatu industri kimia. Namun, sebelum pendirian suatu industri kimia tersebut direalisasikan, perlu dilakukan perhitungan awal, atau yang di sebut dengan perancangan industri kimia. Menteri



Perindustrian



Airlangga



Hartarto



berpandangan



bahwa Indonesia dalam proporsi ekonominya dapat dikategorikan sebagai sebuah negara industri. Pasalnya, sektor industri merupakan kontributor terbesar bagi perekonomian nasional dengan sumbangannya mencapai lebih dari 20 persen. Meskipun bukan termasuk negara perindustrian di dunia. Perindustrian di Indonesia mulai dari industri rumah tangga dengan beranggotakan komunitasnya saja, hingga industri global dengan berbagai kerjasama dan cabang-cabang dari negara lain. Adapun kota-kota besar di Indonesia yang merupakan kota perindustrian terbesar adalah Surabaya, siduarjo dan Bekasi. Beberapa perusahaan di kota tersebut merupakan cabang atau kerjasama dari negara lain misalnya PT. Kao Indonesia, yang salah satu hasil produknya adalah sabun dan deterjent. Tidak hanya perusahaan tersebut yang memproduksi sabun di Indonesia, namun juga PT. Wings Indonesia, PT. Unilever dan lain sebagainya. Sabun merupakan salah satu hasil industri yang cukup penting dan diproduksi selama lebih dari 2000 tahun, karena merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi masyarakat. Prdouksi ini berkembang dalam abad ke -19 dengan dikenalkannya bahan-bahan kimia dan proses pembuatan yang lebih efisien. Di



2



Indonesia



sudah



ada



industri



sabun



yang



ditunjang



dengan



semakin



berkembangnya banyak kota dan pertumbuhan penduduk yang juga semakin cepat. Maka dari penulis berharap agar mahasiswa mampu mengetahui sejarah perkembangan industry yang ada di Indonesia, sifat dan karakteristik bahan baku, sifat dan karakteristik produk, proses pembuatan sabun, serta menghitung neraca massa. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana sejarah industri sabun yang ada di indonesia? 2. Bagaimana sifat dan karakteristik bahan baku? 3. Bagaimana proses dalam pembuatan sabun? 4. Bagaimana sifat dan karakteristik produk? 5. Bagaimana menghitung neraca massa?



1.3 Tujuan 1. Agar mahasiswa mampu mengetahui sejarah industri sabun yang ada di indonesia 2. Agar mahasiswa mampu mengetahui sifat dan karakteristik bahan baku 3. Agar mahasiwa mampu mengetahui proses dalam pembuatan sabun 4. Agar mahasiswa mampu mengetahui sifat dan karakteristik produk 5. Agar mahasiwa mampu menghitung neraca massa



BAB II PEMBAHASAN



2.1 Sejarah Industri 2.1.1. PT WINGS WINGS Corporation didirikan pada tahun 1948 di Surabaya, Indonesia. Selama lima puluh tahun terakhir perusahaan ini telah berkembang dari sebuah industri



rumah



kecil



menjadi



pemimpin



pasar



(market



leader)



yang



mempekerjakan ribuan orang dengan pabrik-pabrik berlokasi di Jakarta dan Surabaya. Tujuan



WINGS



Corporation



adalah



memproduksi



produk-produk



berkualitas internasional dengan harga ekonomis. Produksi pertama Wings dimulai dengan pembuatan sabun cuci hijau buatan tangan. Dengan produk ini Wings berhasil menembus pasar kompetitif pada akhir 1940-an. Segera setelah itu, mereka memperkenalkan sebuah produk baru - krim deterjen yang sangat membantu kebutuhan toileteries rumah tangga. Seiring dengan perkembangan Wings yang begitu pesat, maka pabrik kedua P.T. Sayap Mas Utama, dibangun di Jakarta. Wings menghasilkan produk antara lain toilet sabun, bedak dan bar deterjen, floorcleaners, pelembut kain, dan pembalut untuk market di seluruh Indonesia dan sekitarnya. Sedangkan pabrik ketiga P.T. Lionindo Jaya dibangun di Jakarta bersama-sama dengan Lion Corporation Jepang untuk memproduksi merek seperti Emeron, Halaman Satu, Ciptadent, dan Mama. mereka termasuk shampoo, shower gel, produk perawatan kulit, pasta gigi, dan  mencuci piring cair. Setelah lima tahun, merek ini berhasil menangkap pangsa pasar yang signifikan di Indonesia. Kemudian Wings mengembangkan sayap usahanya secara vertikal dan horizontal, bahkan ke sektor lain seperti bahan bangunan. Dengan tetap berpijak pada filosofi "To produce Quality and Affordibility at the Convenience of our customers." Sejak tahun 1948 Wings telah berproduksi meski sangat sederhana



4



dengan menggunakan minyak kelapa untuk memproduksi sabun cuci, dan menjual dari pintu ke pintu. Selanjutnya WINGS menghasilkan ratusan produk pembersih rumah tangga, dari pasta gigi dan shampo, untuk deterjen dan pembersih porselen. Bukan itu saja mereka juga mempekerjakan ribuan orang di puluhan pabrik manufaktur dan pusat distribusi di seluruh Indonesia. Merek utama seperti Ekonomi, SoKlin, dan GIV dikenal sebagai produk yang sangat baik dan berkualitas. Dengan kekuatan yang dimilikinya, WINGS mencoba berekspansi dengan mengekspor produk ke beberapa negara di dunia, dari Nigeria sampai Filipina. Wings telah berinvestasi baik integrasi hulu dan hilir. Sehingga memungkinkan bagi mereka menghasilkan secara konsisten produk-produk berkualitas dengan biaya lebih rendah berupa harga jual yang lebih rendah dibanding pesaingnya. Keberhasilan Wings ini didukung oleh berbagai aspek diantaranya karyawan yang berdedikasi tinggi untuk menghasilkan produk berkualitas dan competitive bagi pelanggan. Wings sendiri yang mampu mempertahankan kualitas sekaligus melakukan efisiensi sehingga saat krisis-pun justru dijadikan peluang untuk meluncurkan produk seperti Daia yang dipatok dengan harga lebih rendah dari Rinso dan Soklin. WINGS mendorong perekonomian bukan hanya nasional tapi internasional (khususnya Asia) melalui investasi dalam kapasitas tambahan, memperkenalkan produk-produk inovatif baru, mendorong proyek-proyek perbaikan seluruh organisasi, serta fokus pada human resource. Sehingga pada akhirnya Wings dapat menjamin kesuksesan di milenium baru mendatang. Mie Sedaap adalah salah satu produk andalan dari Wings. Mie Sedaap adalah produk mie instan inovatif, terpercaya dengan kualitasnya yang tinggi, bumbunya yang khas menyajikan cita rasa makanan Indonesia. Mie Sedaap pertama kali diluncurkan di pasaran pada tahun 2003, bersama PT. Karunia Alam Segar, anak perusahaan Wings. Periode sejarah Wings: a) 1948, Ferdinand Katuari dan Harjo Sutanto mendirikan Fa Wings, memproduksi sabun colek skala home industry, melalui sistem door to door. b) 1950 sabun mandi Wings mulai dipasarkan.



5



c) 1971, membangun perusahaan sabun dan detergen, misal merek Ekonomi. d) 1980, merek Wings Biru dan Dangdut dilepas ke pasaran. Mendirikan PT Unggul Indah Cahaya, produsen alkybenzene, bahan baku produk detergen, bersama beberapa inverstor. e) 1983 mendirikan PT Multipack. f) 1986 mengembangkan PT Petrocentral (intregasi vertical horizontal). g) 1989, terjun kebisnis keramik; PT Adyabuana Persada, merek Milan dan Hercules. Dan dibidang finance; Bank Ekonomi. Aliansi dengan Lion Corporation mendirikan PT Lionindo Jaya. h) 1990, merek Extra Aktif dan detergen merek So Klin. i) 1991, Fa Wings berganti menjadi PT Wings Surya. j) 1995, membeli plantation PT Damit Mitra Sekawan dan PT Gawi Makmur Kalimantan, menghasilkan oleochemical. Bersama Siam Cement bisnis gypsum dan semen fiber melalui PT Siam-Indo Gypsum Industry (merek Elephant). k) 1998, meluncurkan Daia saat krismon. l) 2000, membeli saham Ecogreen Oleochemical melalui konsorsium. m) 2001, mendirikan perusahaan sekuritas, EkoKapital. n) 2002, merambah property Pulogadung Trade Center, bersama Djarum. o) 2003, meluncurkan Mie Sedaap oleh PT. Karunia Alam Segar, Gresik.



2.1.2. PT Kao Indonesia Kao Corporation hadir di Indonesia dengan keyakinan bahwa bangsa yang bersih adalah bangsa yang sejahtera. Dan cara hidup yang sehat adalah cerminan



sebuah



tingkat



kehidupan



yang



lebih



baik.



Pada tahun 1985 Kao Corporation membuat sebuah langkah besar dengan menggandeng PT. DINO INDONESIA INDUSTRIAL Ltd. yang telah memproduksi bubuk deterjen Dino sejak tahun 1969. Gabungan dua perusahaan ini tetap bernama PT. Dino Indonesia Industrial Ltd. dengan perbandingan saham 50 : 50. Bersama PT. RODAMAS, KAO Corporation



6



terus berusaha memasyarakatkan cara hidup yang lebih bersih, lebih cantik dan lebih sehat. Pada tahun 1990, dibentuklah PT. DINOKAO INDONESIA yang memasarkan produk-produk PT. Dino Indonesia Industrial Ltd., dan di awal tahun 1997, PT. DINO INDONESIA INDUSTRIAL Ltd., bergabung dengan PT. DINOKAO INDONESIA menjadi PT. KAO INDONESIA.



2.1.3. PT P&G P&G adalah perusahaan internasional didirikan pada tahun 1873. Pendirinya yaitu William Procter dan James Gamble. Perusahaan ini diawali dengan produk kecil-kecilan seperti sabun dan lilin kemudian berkembang sesuai dengan misi dan tujuan perusahaan yaitu menghasilkan produk dan layanan berkualitas. P&G di Indonesia diawali oleh PT Richardson Merrel Indonesia (MRI) pada tahun 1970 melalui brand Vicks yang kemudian diakusisi oleh P&G pada tahun 1979. Kehadiran MRI di Indonesia digantikan dengan berdirinya PT Procter & Gamble Indonesia di tahun 1989 dan kemudian menjadi PT Procter & Gamble Home Products Indonesia pada tahun 1997 hingga saat ini. Produk PT P&G memiliki kualitas yang bagus dan terpercaya di dunia. Produk yang dihasilkannya yaitu Head & Shoulder, Pantene, dan Rejoice. Unilever Indonesia merupakan perusahaan multinasional didirikan pada 2 September 1929 di Britania Raya sebagai hasil penggabungan dari produsen margarin asal Belanda, Margarine Unie dan produsen sabun asal Inggris, Lever Brothers. Unilever merupakan perusahaan internasional dimana menghasilkan produkproduk berkualitas. Unilever adalah produsen barang rumah tangga terbesar ketiga di dunia, jika didasarkan pada besarnya pendapatan pada tahun 2012, di belakang P&G dan Nestlé. Unilever Indonesia didirikan pada 5 Desember 1933 sebagai Lever Zeepfabrieken N.V. Pada 22 Juli 1980, nama perusahaan diubah menjadi PT Lever Brothers Indonesia dan pada 30 Juni 1990, nama perusahaan diubah menjadi PT Unilever Indonesia Tbk. Unilver terbagi menjadi empat divisi yaitu Perawatan Rumah Tangga, Minuman dan Es Krim, Perawatan Tubuh, dan



7



Makanan. PT Produk Unilever Indonesia di bidang industri sabun ialah Pepsodent, Lux, Lifebuoy, Dove, Sunsilk, Clear, Rinso, Molto, Sunlight, dan lainlain. 2.1.4 PT Adimulia Sarimas Indonesia Adimulia Sarimas Industri (Sarimas) adalah perusahaan pembuatan sabun dengan pabrik kami berlokasi di Medan, Indonesia. Didirikan pada tahun 2002, perusahaan sejenis dari Grup Adimulia yang mempunyai bisnis inti di Perkebunan kelapa sawit dan Pabrik sejak tahun 1970. Bisnis inti yaitu pembuatan Sabun Mandi berdasarkan kategori yaitu Fruity Soaps, Beauty Sabun dan Sabun Obat. Bahan baku pembuatan sabun adalah 100% berdasarkan minyak nabati (tanpa minyak hewani) yaitu minyak kelapa sawit dan minyak kelapa. Fasilitas produksi terletak di 30.000 meter persegi di kawasan industri, sekitar 30 menit dari kota Medan dan memiliki laboratorium sendiri untuk memastikan kualitas sabun jadi kami memenuhi standar kami. PT Adimulia Sarimas memiliki dua produk sabun yaitu JOI Beauty Soaps dan SONOMA Fruity Soaps telah mendapatkan persetujuan kualitas dari Departemen Kesehatan Indonesia. Kedua produk ini saat ini diterima dengan baik di pasar lokal dan berkat mitra distribusi dan sudah didistribusikan menyebar di seluruh tempat di Indonesia. Produk sabun berhasil mengekspor ke pasar luar negeri di Kepulauan Pasifik, Asia, dan Afrika pada tahun 2004. Karena itulah perusahaan tersebut memiliki peluang berkembang ke seluruh dunia. 2.1.5. PT Total Chemindo Loka PT Total Chemindo Loka ialah sebuah perusahaan yang mempunyai operasi produksi di Malaysia, Singapore, dan Indonesia. PT Total Chemindo Loka berdomisili di Indonesia, bertanggung jawab memproduksi dan mendistribusikan dua merek detergen pencuci baju yaitu Bukrim dan Total. BuKrim adalah produk pertama yang diluncurkan ke pasar di Jakarta pada tahun 2004. Tahun selanjutnya meluncurkan produk barunya upaya untuk merebut pangsa pasar yang lebih luas. Menyadari kebutuhan untuk memperluas kapasitas produksi, BuKrim mengambil



8



keputusan mengakuisisi PT Total Chemindo Loka, produsen dari produk serupa di bawah merek detergen TOTAL pada bulan Juli 2005. TOTAL ialah produk detergen cuci baju terbaik di Indonesia pada tahun 1985. Dalam perjalanannya, TOTAL banyak mengalami goncangan. Di tahun 2005, TOTAL diambil alih oleh manajemen baru dari PT Total Chemindo Loka. Manajemen baru tersebut berhasil membuat TOTAL menjadi lebih sukses, baik dalam menambah kapasitas output dan memperbesar porsi pasar merek ini. Hari ini, TOTAL adalah merek favorit untuk mencuci baju yang peduli kebutuhan konsumennya, yang datang baik dari dalam negeri maupun luar negeri. Dilengkapi dengan kekuatan logistik yang kompeten, aliansi strategi dengan pengecer, dan jaringan distribusi yang luas, produk Total tersedia luas di seluruh daerah di Indonesia. Sampai saat ini, PT Total Chemindo Loka mengoperasikan 3 pabrik pengolahan yang memproduksi hingga 10.000 ton output sebulan. 2.2 Sifat dan Karakteristik Bahan Baku Bahan baku adalah bahan utama yang digunakan dengan persentase komposisi terbesar yang membentuk integral dari suatu produk jadi. Berikut ini adalah bahan baku utama dan bahan baku pembantu untuk pembuatan sabun. 2.2.1



Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) Dari buah kelapa sawit dapat diperoleh dua jenis minyak, yaitu minyak



sawit mentah (Crude Palm Oil) yang diperoleh dari daging buah dan minyak inti sawit (Crude Palm Kernel Oil). Minyak sawit terdiri dari fraksi padat (stearin) dan fraksi cair (olein). Pada proses fraksinasi akan didapatkan fraksi stearin sebanyak 20 persen dan fraksi olein (minyak makan) sebanyak 80 persen. Stearin memiliki slip melting point sekitar 44,5 - 56,2°C sedangkan olein pada kisaran 1323°C. Hal ini menunjukkan bahwa stearin yang memiliki slip melting pont lebih tinggi akan berada dalam bentuk padat pada suhu kamar (Harjono, 2009). Dari uraian tersebut diatas terlihat bahwa stearin yang dihasilkan dalam proses pembuatan minyak kelapa sawit cukup banyak dan potensial untuk dijadikan sabun padat dengan menggunakan proses saponifikasi dengan kriteria pengujian sesuai Standar Nasional Indonesia yang meliputi analisis kadar air yang



9



terdapat dalam sabun padat, jumlah alkali bebas sebagai NaOH, jumlah asam lemak, kadar asam lemak bebas, dan kadar minyak mineral yang terkandung dalam sabun mandi padat.



Tabel 2.1 Sifat Fisika RBDPS Sifat Fisika Rumus kimia



RBDPS [CH3(CH2)16CO2]3C3H5



Berat molekul



312 gr/mol



Specific gravity (25oC)



0,862



Titik leleh



73,1oC



Titik didih



310oC



Densitas



0,862 gr/cm3



Heat capacity (CP)



1.912,23 kJ/mol K (0,5126



ΔHf 25oC



kkal/kgoC)



Angka sabun



- 468.318,1100 kkal/kmol



Angka asam



188,8



Iodine value



197,2



Tegangan muka



55



Bentuk (1 atm, 30oC)



35,4 dyne/cm (200C)



Warna



Padat (Kristal) Kekuningan



Adapun juga sifat kimia dari RBDPS adalah sebagai berikut. a. Tidak larut dalam air, sedikit larut dalam alcohol dingin, sangat larut dalam alcohol panas, dan eter b. Dengan alcohol membentuk ester asam lemak menurut reaksi esterifikasi biasa c. Rantai alkil (R) bisa berupa rantai karbon jenuh atau tak jenuh d. Ikatan karbon tak jenuh mudah teroksidasi oleh oksigen di udara e. Bersifat asam dalam air, dengan air membentuk ion f. Bereaksi dengan basa membentuk garam (Perry, 2008)



10



2.2.2



Natrium Hidroksida Tabel 2.2 Sifat Fisika Natrium Hidroksida Sifat Fisika Rumus kimia



Natrium Hidroksida NaOH



Berat molekul



40 gr/mol



Bentuk molekul (1 atm,30oC)



Padatan (Kristal)



Kelarutan dalam air



111 gr/100 ml (200oC)



Kelarutan dalam gliserol



Larut



Berat molekul



40 gr/cm3



Densitas



2,130 gr/cm3



Specific gravity



2,13



ΔHof Kristal



-426,73 kJ/mol



Kapasitas panas



80,3



Titik leleh pada 1 atm



318,4oC



Titik didih pada 1 atm



139oC



Temperatur kritis



2546oC



Tekanan kritis



248,9977 atm



Volume kritis



0,2 m3/kmol (Perry, 2008)



Adapun juga sifat kimia dari natrium hidroksida adalah sebagai berikut. a. Bereaksi dengan asam membentuk garam b. Bereaksi dengan Al2O3 membentuk AlO2- yang larut dalam air c. Bereaksi dengan halide (X) menghasilkan NaOX dan asam halida d. Bereaksi dengan ester membentuk garam dan senyawa alcohol (Kirk & Othmer, 1998)



11



2.2.3



Air Tabel 2.3 Sifat Fisika Air Sifat Fisika Rumus kimia



Air H2O



Berat molekul



18 gr/mol



Titik beku pada 1 atm



0oC



Titik didih normal 1 atm



100oC



Densitas pada 30oC



995,68 kg/m3



Viskositas pada 1 atm,



30oC 8,949 mP



ΔHof (25oC)



- 57,8 kkal/mol



ΔHVL (100oC)



9,717 kkal/mol



Wujud (1 atm, 30oC)



Cair (Perry, 1997 ; Reklaitis, 1 942)



Adapun juga sifat kimia dari air adalah sebagai berikut. a. Bereaksi dengan karbon menghasilkan metana, hidrogen, karbon dioksida, monoksida membentuk gas sintetis (dalam proses gasifikasi batubara)



b. Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium, dan logam – logam reaktif lain membebaskan H2



c. Air dapat mengoksidasi logam d. Bereaksi dengan trigliserida (minyak / lemak) menghasilkan asam lemak dan gliserol (reaksi hidrolisis trigliserida)



e. Air dapat berfungsi sebagai media reaksi dan katalis, misalnya dalam reaksi substitusi garam – garam padat dan perkaratan permukaan logam – logam (Kirk dan Othmer, 1976)



2.2.4



EDTA (Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid)



12



EDTA merupakan surface active agent yang mengandung gugus hidrofilik dan lipofilik dalam satu molekul yang sama. Secara umum kegunaan surfaktan adalah untuk menghasilkan busa sabun lebih banyak dan menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi dan mengontrol jenis formasi emulsi yaitu misalnya oil in water (O/W) atau water in oil (W/O). (Riegel’s 1985). Tabel 2.4 Sifat Fisika EDTA Sifat Fisika Rumus kimia



EDTA C10H16N2O8



Berat molekul



118 gr/mol



Titik beku pada 1 atm



220oC



Titik didih pada 1 atm



117oC



Densitas



0,910 gr/cm3



Wujud (1 atm, 30oC)



White powder



Bentuk



Padatan (serbuk)



Adapun juga sifat kimia dari EDTA adalah sebagai berikut. a. Bersifat sebagai antioksida, mencegah oksidasi berkatalis ion logam b. Larut dalam air (Kirk dan Othmer, 1976) 2.2.5



Parfum Tabel 2.5 Sifat Fisika Parfum Sifat Fisika Fase



Parfum Cair



Warna



Kuning bening



Kemurnian



Minimal 95% (w/w)



Impuritas



Maksimal 5% berat air



Wujud (1 atm, 30oC)



Cair



13



2.3 Proses Pembuatan Sabun Pembuatan sabun dengan reaksi saponifikasi fase cair dari stearin (RBDPS) dengan natrium hidroksida (NaOH) dan menghasilkan produk samping gliserol mempunyai konversi reaksi 99,5% dengan waktu tinggal 80 menit pada suhu 90 oC dan tekanan atmosferis. (Spizt, 2009). Persamaan reaksinya sebagai berikut.



Gambar 2.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Sabun



14



Gambar 2.2 Flowsheet Pabrik Pembuatan Sabun Proses pembuatan sabun padat ini dapat dibagi menjadi tiga tahap proses, yaitu 1. Tahap Persiapan Umpan Umpan terdiri dari RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) dan NaOH 50% massa. RBDPS dipompakan kedalam tangki yang dilengkapi dengan pemanas, dipanaskan terlebih dahulu menggunakan steam sampai suhu 90oC sebelum dipompa ke dalam reaktor. Sedangkan NaOH dilarutkan dalam air proses yang bersuhu 30oC. RBDPS dan campuran larutan NaOH kemudian dipompakan ke dalam reaktor. 2. Tahap Reaksi Saponifikasi Trigliserida RBDPS, dan campuran larutan NaOH dipompakan masuk ke dalam reaktor yang diberi jaket pemanas untuk dipanaskan sampai suhu 90oC untuk dihomogenkan dan sekaligus bereaksi membentuk sabun dan air. Lebih dari 99,5% lemak/minyak berhasil disaponifikasi pada proses ini dengan waktu 80 menit dan kondisi operasi 90oC 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.



15



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 zat aditif dan pengeringan sabun dalam unit pengeringan (dryer). Zat aditif yang ditambahkan adalah gliserin 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 pewangi (essential) yang berfungsi untuk memberikan kesegaran dan keharuman pada sabun. Zat tambahan ini dicampurkan di dalam tangki pencampur yang dilengkapi jaket pemanas untuk menjaga sabun tetap cair (suhu tetap) dan campuran homogen. Jumlah aditif yang ditambahkan sesuai dengan spesifikasi mutu yang diinginkan Tahap berikutnya adalah proses pengeringan sabun. Kandungan air di dalam sabun diturunkan dari 30-35% ke 8-18% (Riegel, 1995). Unit pengeringan sabun berupa vakum Spray chamber. 3. Tahap Pengeringan dan Finishing sabun Pengeringan sabun dilakukan di unit vakum Spray Chamber. Campuran sabun cair dari tangki pencampur dipompa unit Flash Drum, yang mengalami proses flash pada tekanan tinggi sehingga dihasilkan uap air jenuh bersuhu 100 oC yang terpisah dari sabun dan keluar melalui bagian atas Flash Drum. Kandungan air dalam sabun yang keluar dari bagian bawah flash drum direncanakan tinggal 18% sebelum dikeringkan lebih lanjut dalam vacum dryer. Sabun kemudian dipompakan ke unit vakum spray chamber. Kondisi vakum dihasilkan dengan menggunakan pompa vakum. Dari unit pengeringan ini sabun yang dihasilkan berupa sabun berbentuk semisolid dipompakan ke unit Finishing yang terdiri dari satuan mesin pembentukan sabun batang dan disebut Bar Soap Finishing Machine (BSFM) dan mesin packaging. Dari unit ini sabun ditransfer ke unit penyimpanan dengan Belt Conveyor untuk penyimpanan sementara sebelum dijual.



16



2.4 Sifat dan Karakteristik Produk 2.4.1



Sabun Sabun adalah produk utama yang dihasilkan. Sabun termasuk salah satu



jenis surfaktan yang terbuat dari minyak atau lemak alami. Surfaktan mempunyai struktur bipolar, bagian kepala bersifat hidrofilik dan bagian ekor bersifat hidrofobik. Karena sifat inilah sabun mampu mengangkat kotoran (biasanya lemak) dari badan atau pakaian (Permono, 2001). Sabun adalahn garam logam logam alkali (biasanya garam natrium) dari asam-asam lemak. Sabun mengandung garam C16 dan C18 namun dapat juga mengandung beberapa karboksilat dengan bobot atom lebih rendah. Tabel 2.6 Sifat Fisika Sabun Sifat Fisika



Sabun



Rumus kimia



C17H35COONa



Berat molekul



306 gr/mol



Specific gravity (25oC)



0,9



Titik didih



352oC



Titik beku



53,5oC



Densitas



0,9124 gr/cm3



Wujud (1 atm, suhu kamar



Padat



Adapun juga sifat kimia dari sabun adalah sebagai berikut. a. Memiliki pH sekitar 10 b. Sabun dapat bereaksi dengan air buangan membentuk senyawa garam – garam kalsium dan magnesium yang langsung terendapkan c. Sabun memiliki dua bagian, bagian kepala (COONa) yang bersifat polar dan bagian ekor (R-CH3) yang bersifat nonpolar d. Bagian kepala bersifat hidrofil (suka air) dan bagian ekor bersifat hidrofob (takut air) dapat berinteraksi dengan kotoran yang selanjutnya didispersikan ke dalam air.



17



2.4.2



Gliserol Gliserol termasuk produk sampingan utama dari proses pembuatan sabun.



Gliserol digunakan sebagai pelembab dalam tembakau, industry farmasi, dan komestik. Sifat melembabkan ini timbul dari gugus hidroksil yang dapat berikatan hydrogen dengan air dan mencegah air itu menguap. (Ralph J. Fesenden, 1992). Tabel 2.7 Sifat Fisika Gliserol Sifat Fisika



Gliserol



Rumus kimia



C3H8O3



Berat molekul



92 gr/mol



Titik leleh pada 1 atm



17,9oC



Titik didih pada 1 atm



290oC



Densitas



1,26 gr/cm3



ΔHof



139,8 kkal/mol



Cp pada 300oC



2,406 kJ/kg.K



Wujud (1 atm, suhu 30oC)



Cair



Adapun juga sifat kimia dari gliserol adalah sebagai berikut. a. Zat cair bening, lebih kental dari air dan rasanya manis b. Larut dalam air dan alcohol dengan semua perbandingan c. Tidak larut dalam eter, benzene, dan kloroform d. Senyawa turunan alkohol (polialkohol) dengan tiga gugus OH (Kirk & Othmer, 1998) e. Dengan asam nitrat membentuk gliserol trinitrat f. Bersifat higroskopis sehingga digunakan sebagai pelembab g. Bereaksi dengan kalsium bisulfat membentuk akrolein (Kent & Riegel, 2007)



18



2.5 Neraca Massa PT Total Chemindo Loka ialah sebuah perusahaan yang mempunyai operasi produksi di Malaysia, Singapura, dan Indonesia. PT Total Chemindo Loka berdomisili di Indonesia bertanggung jawab memproduksi dan mendistribusi dua merek detergen pencuci baju, yaitu Bukrim dan Total. Produksi PT ini tidak sesuai terkadang 3 cabang PT produksi 10.000 ton dalam per bulan. Reaksi saponifikasi : [CH3(CH2)16CO2]3C3H5 + RBDPS



3NaOH



→ 3C3H5COONa +



Natrium Hidroksida



Sabun



C3H8O3 Gliserol



Basis sabun 300 kg/jam Diketahui : BM 3C3H5COONa Maka mol



=



300 306 kg/kmol



= 306 kg/kmol = 0,980 kmol



Sesuaikan dengan koefisien pada reaksi pembuatan, maka : [CH3(CH2)16CO2]3C3H5 + 0,980 kmol



3NaOH 2,94 kmol



BM [CH3(CH2)16CO2]3C3H5 = 312 kg/kmol BM 3NaOH



= 40 kg/kmol



BM 3C3H5COONa



= 306 kg/kmol



BM C3H8O3



= 92 kg/kmol



→ 3C3H5COONa + 0,980 kmol



C3H8O3 0,980 kmol



19



Tabel 2.8 Neraca Massa Industri Sabun Komponen Mol



Input BM



Mol



Output BM



Massa



Massa



RBPDS



(kmol) 0,980



(kg/kmol) 312



(kg) 305,76



(kmol) -



(kg/kmol) 312



(kg) -



NaOH



2,94



40



117,6



-



40



-



C3H5COONa



-



306



-



0,980



306



299,88



C3H8O3 Total



-



92



400,00



0,980



92



90,16 400,00



Persamaan neraca massa : Massa input = Massa output Massa input



= Massa RBDPS + Massa NaOH = 305,76 kg + 117,6 kg = 400,00 kg



Massa output = Massa sabun + Massa gliserol = 299,88 kg + 90,16 kg = 400,00 kg



BAB III PENUTUP



Sabun merupakan suatu bentuk senyawa yang dihasilkan dari reaksi saponifikasi. Saponifikasi adalah reaksi hidrolisis asam lemak oleh adanya basa lemah (NaOH). Hasil dari reaksi saponifikasi ialah sabun dan gliserol. Selain C12 dan C16, sabun juga disusun oleh gugus asam karboksilat. Hidrolisis ester dalam suasana basa biasa disebut saponifikasi. Proses pembuatan sabun dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap persiapan umpan, tahap reaksi saponifikasi trigliserida, serta tahap pengeringan dan finishing sabun. Selain bahan baku sabun RBDPS dan alkali (natrium hidroksida), pada sabun juga ditambahkan parfum, EDTA, dan gliserol sebagai zat aditif. Persamaan neraca massa adalah massa output = massa input sehingga didapatkan 400,00 kg = 400,00 kg. Kami berharap seluruh mahasiswa Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya, khususnya bagi kami agar semakin berkembang wawasan tentang industri sabun dan proses pembuatan sabun dan juga memahami neraca massa pembuatan sabun. Kami sadar masih banyak kekurangan pada makalah kami, maka dari itu kami sangat mengharapkan saran yang membangun. Kami mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini sehingga makalah ini terselesaikan dengan tepat waktu.



20



DAFTAR PUSTAKA



Fauzi, Indah Gusti, dkk. Industri Sabun. FMIPA Universitas Negeri Padang: Padang. Khanifa, Lita dan Nur Ana Dwi Puspasari. 2018. Perancangan Pabrik Sabun dari Refined Bleached Deodorizad Palm Stearin (RBDPS) Kapasitas 53.000 ton/tahun. Fakultas Teknologi Industri UII: Yogyakarta. Patoni, Anton, dkk. Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sabun Mandi Dari Rbdps (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) Dengan Kapasitas 100.000 Ton/Tahun. Universitas Jaya Baya: Jakarta Timur. Spitz, L. 2009. Soap Manufacturing Technology. AOCS Press. Champaign Illinois.



21