PEMBUATAN SABUN MANDIMAKALAH

diajukan untuk memenuhi syarat mata kuliah Satuan Proses 2Program Diploma IV Program Studi D IV Teknik Kimia Produksi BersihJurusan Teknik KimiaPoliteknik Negeri Bandung

Oleh

Nur Afina LinawatiNIM 141424024

Rd. Ahmad FadhilahNIM 141424025

Rizka Rismayani SetiawanNIM 141424027

TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNGBANDUNG2015

PEMBUATAN SABUN MANDI

1.1 Pengertian SabunSabun adalah natrium (sodium) atau kalium (potassium) dari asam lemak rantai panjang (asam lemak: oleat, stearate, palmitat, dan miristat). Sabun merupakan produk hidrolisis lemak dengan basa (saponifikasi). Jika digunakan NaOH sebagai basa, maka sabun yang diperoleh dikenal dengan sabun keras, sabun yang digunakan untuk mencuci pakaian atau alat-alat rumah tangga. Sedangkan jika digunakan KOH, dikenal sebagai sabun lunak, digunakan untuk mandi. Sabun berfungsi sebagai emulgator terhadap kotoran, minyak dan oli sehingga kotoran-kotoran ini mudah terlepas dan terbawa melalui pembilasan dengan air. Sabun merupakan zat yang jika bereaksi dengan air sadah akan membentuk endapan. Sifat sabun ini menjadi kurang berfungsi apabila air untuk pencuci atau pembilasnya bersifat sadah.

1.2 Sifat Sabuna. Sabun adalah garam alkali dari asam lemak sehingga akan dihidrolisis parsial oleh air. Karena itu larutan sabun dalam air bersifat basa.CH3(CH2)16COONa + H2O >CH3(CH2)16COOH + OHb. Jika larutan sabun dalam air diaduk maka akan menghasilkan buih, peristiwa ini tidak akan terjadi pada air sadah. Dalam hal ini sabun dapat menghasilkan buih setelah garam-garam Mg atau Ca dalam air mengendap.CH3(CH2)16COONa + CaSO4 > Na2SO4+ Ca(CH3(CH2)16COO)2c. 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 CH3(CH2)16yang bertindak sebagai ekor yang bersifat hidrofobik (tidak suka air) dan larut dalam zat organik sedangkan COONa+sebagai kepala yang bersifat hidrofilik (suka air) dan larut dalam air.

1.3 Kegunaan Sabuna. Sabun sebagai PengemulsiJika air dan minyak dicampurkan, akan membentuk dua lapisan. Lapisan atas adalah minyak dan lapisan bawah adalah air. Jika campuran minyak dan air dikocok, minyak akan pecah menjadi butiran-butiran yang tersebar dalam campuran. Campuran ini disebut emulsi. Emulsi minyak-air tidak stabil. Jika dibiarkan, butiran-butiran minyak akan bergabung kembali seperti semula membentuk lapisan minyak di atas permukaan air.

Minyak dan air jika dicampurkan membentuk emulsi yang tidak stabil. Setelah ditambahkan sabun, terbentuk emulsi minyak-air yang stabil. Rantai karbon larut dalam minyak, dan gugus karboksil larut dalam air.

Jika sabun ditambahkan ke dalam emulsi minyak dan air maka emulsi tersebut menjadi stabil, tidak terpisah lagi. Hal ini disebabkan oleh bagian ekor sabun akan melarutkan butiran minyak, dan bagian kepala akan berada dan larut dalam air.

Gambar 2.Misel Butiran minyak seolah-olah dikelilingi oleh lapisan bermuatan negatif.

Butiran-butiran minyak seolah-olah larut dalam air dengan bantuan sabun. Dalam hal ini, peranan sabun dapat dijelaskan sebagai berikut:1. Bagian ekor sabun masuk (larut) ke dalam butiran minyak sebab sama-sama nonpolar.2. Bagian kepala sabun berada di luar permukaan butiran minyak sebab bersifat polar (tidak larut dalam minyak). Bagian kepala larut dalam air sebab sama-sama polar.3. Oleh karena bagian kepala sabun bermuatan negatif maka setiap butiran minyak seolah-olah dikelilingi oleh satu lapisan bermuatan negatif membentuk misel (lihat Gambar 2).4. Muatan negatif yang mengelilingi butiran minyak mengadakan tolakmenolak satu sama lain sehingga butiran-butiran minyak tidak akan bergabung membentuk lapisan minyak seperti semula. Jadi, sabun dikatakan menstabilkan emulsi minyak-air.

b. Sabun sebagai PencuciSabun biasanya garam natrium stearat atau natrium palmitat. Rumus umum sabun adalah RCOONa, dengan R adalah alkil dari hidrokarbon. Sabun yang dibuat dari garam natrium stearat, memiliki rumus C17H35COONa. Jika sabun dari garam stearat dilarutkan dalam air maka akan terionisasi sebagai berikut:C17H35COONa(aq) C17H35COO(aq) + Na+(aq)Ion stearat terdiri atas dua gugus, yaitu kepala ( COO ) bersifat ionik dan hidrofil, serta ekor (C17H35) bersifat hidrofob.

Tindakan sabun dalam membersihkan pakaian dari kotoran berdasarkan pada sifat kedua ujung ion stearat ini. Secara umum tindakan sabun dalam mencuci pakaian dibagi dalam dua tahap, yaitu tahap pembasahan ( etting) dan tahap pencucian (cleaning).1) Tahap PembasahanSemua molekul air akan tarik-menarik satu sama lain. Di dalam air, kekuatan baku-tarik ini seimbang dalam segala arah. Akan tetapi, di permukaan air akan terbentuk dua arah gaya tarik yaitu gaya tarik ke arah dalam dan gaya tarik ke arah samping, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3.Tarik-menarik antar molekul air.

Kedua arah tarikan ini menyebabkan air memiliki suatu gaya tegang. Gaya ini dinamakan tegangan permukaan air. Sifat dari tegangan permukaan menghalangi air untuk membasahi suatu objek yang akan dicuci. Jika sabun dicampurkan ke dalam air maka partikel-partikel sabun akan larut di dalam air dan tersebar di antara molekul-molekul air.

Penyebaran ini menurunkan gaya tarik antar molekul air. Penurunan gaya tarik ini melemahkan tegangan permukaan air. Dengan melemahnya tegangan permukaan air maka air dapat membasahi objek yang akan dicuci dengan mudah.

2) Tahap PencucianPakaian yang akan dicuci biasanya terdapat kotoran berupa lemak. Jika sabun diaduk bersama-sama pakaian yang berlemak maka ujung hidrofob akan larut dalam lemak, sedangkan ujung hidrofil berada dalam medium air. Selama pencucian, pergerakan molekul-molekul air akan menarik bagian kepala molekul sabun, dan kepala molekul sabun akan menarik bagian ekornya. Akibat tarikan itu, bagian ekor akan menarik lemak hingga pecah dan terpisah dari permukaan pakaian.

Lemak yang terlepas dari pakaian dibawa oleh gerakan air. Kotoran yang melekat pada lemak juga akan turut lepas. Lemak bersama-sama sabun dalam air akan membentuk emulsi.

2.4 Pembuatan Sabun dan Reaksi PembuatannyaSaat ini sabun dibuat dengan dua cara, yaitu:1. Proses Ketel Pembuatan sabun dengan cara Ketel melalui beberapa tahapan, yaitu:a. SaponifikasiMinyak atau lemak dan larutan NaOH dimasukkan ke ketel (steel tank), kemudian dipanaskan dengan uap panas.

b. Adisi oleh NaClSetelah saponifikasi, NaCl ditambahkan pada sabun, agar pembentukan endapan sabun lebih sempurna.

c. Finishing Sabun dipisahkan, dimurnikan dan dibentuk berupa batangan atau chip. Parfum, warna, dan zat lain ditambahkan agar sabun lebih menarik untuk dipasarkan. Gilserol yang terbentuk dipsahkan dari lapisan sabun.

2. HidrolisisDi industry, pembuatan sabun dengan cara ini melalui tahapan, yaitu:a. Hidrolisis minyak atau lemak dengan air yang dikatalis oleh ZnO pada temperature dan tekanan tinggi.b. Distilasi vakum asam lemak yang terbentuk.c. Netralisasi asam lemak dengan NaOH.Pembuatan Sabun di IndustriPada skala indutri, Sabun dapat dibuat melalui prosesbatch atau kontinu. Pada prosesbatch, 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. Pada proses kontinu, yaitu yang biasa dilakukan sekarang lemak atau minyak di 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 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 hanya NaOH dan KOH, namun kadang juga menggunakan NH4OH. Sabun yang dibuat dengan NaOH lebih lambat larut dalam air dibandingkan dengan sabun yang dibuat dengan KOH. Sabun yang terbuat dari alkali kuat (NaOH, KOH) mempunyai nilai pH antara 9,0 sampai 10,8 sedangkan sabun yang terbuat dari alkali lemah (NH4OH) akan mempunyai nilai pH yang lebih rendah yaitu 8,0 sampai 9,5.

Asam lemak terdiri dari rantai karbon panjang yang berakhir dengan gugus asam karboksilat pada ujungnya. Trigliserida yang merupakan bahan baku pembuatan sabun memiliki tiga gugus asam lemak yang terikat pada gugus gliserol. Apabila trigliserida direaksikan dengan alkali (NaOH atau KOH), maka ikatan antara atom oksigen pada gugus karboksilat dan atom karbon pada gliserol akan terpisah. Reaksi ini dinamakan reaksi saponifikasi. Atom oksigen mengikat sodium yang berasal dari sodium hidroksida sehingga ujung dari rantai asam karboksilat akan larut dalam air. Garam sodium dari asam lemah inilah yang kemudian disebut sabun. Sedangkan gugus OH dalam hidroksida akan berikatan dengan molekul gliserol, apabila ketiga gugus asam lemak tersebut lepas maka reaksi saponifikasi dinyatakan selesai. Reaksi tersebut sebagai berikut :

Struktur kimia sabun adalah sebagai berikut :

Prinsip Pembuatan SabunDibawah ini merupakan susunan prinsip pembuatan sabun padat:1. Pengangkutan lemak dan minyak.2. Pengangkutan dan pembuatan soda kaustik.3. Pencanpuran katalis, ZnO, dengan leburan lemak dan pemanasan pada tanki pencampur.4. Lemak panas dan katalis masuk ke dalam menara hidrolisis melalui bagian bawah.5. Perombakan lemak terjadi secaracountercurrentdi dalamhydrolyzerpada suhu 2500C dan tekana 4,1 MPa. butiran lemak akan naik ke atas berlawanan dengan fase cairnya.6. Fasa cairnya (H2O) akan melarutkan rombakan gliserin (12%), jatuh ke bawah dan terpisah.7. Kemudian fasa gliserin-air di uapkan dan dimurnikan. Didapatkan gliserin.8. Fasa asam lemak yang keluar dari bagian atashydrolizerdikeringkan dalamflash tankmenggunakan cahaya kilasan dan dipanaskan dengan cepat.9. Di dalamhigh-vacuum still,asam lemak didistilasi dari bawah.10.Sabun di bentuk dengan melanjutkan penetralisasian menggunakan 50% soda kaustik dalam mixer-neutralizer dengan kecepatan tinggi.11.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 prosesfinishingsabun padat.12.Prosesfinishingini 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.

DAFTAR PUSTAKA

Ilmu kimia. Trigliserida. No date. http:// Trigliserida%20_%20Ilmu%20Kimia.html.

Maulana, Puri. 2013. Pengertian Sabun dan Detergen, Struktur, Kegunaan, Fungsi, Pembuatan, Contoh, Kimia. http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/10/pengertian-sabun-dan-detergen-struktur-pembuatan-fungsi.html [4 Oktober 2015]Modul Praktikum Satuan Proses II

http://yprawira.wordpress.com/reaksi-saponifikasi-pada-proses-pembuatan-sabun/

CHHHCO2-Na+CHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHH