LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3
SURFAKTAN LAS DAN ABS SERTA PENGARUH SUHU TERHADAP PEMBUATAN SABUN Campuran aktif dalam sebagian bahan pembersih disebut bahan aktif permukaan atau Surfaktan. Zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karenacenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Molekul surfaktanmempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non polar(hidrofobik). Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatanikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepalakepalahidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhipermukaan air.Sumber bahan mentah surfaktan dapat berasal dari surfaktan oleokimia maupunsurfaktan petrokimia. Secara umum, kebanyakan rantai hidrokarbon dalam sebagian besarsurfaktan dan lain-lain surfaktan istimewa dihasilkan dari bahan mentah berikut: Lemak dan minyak biasa Petroleum Etilena Propilena. Surfaktan
dapat
digolongkan
menjadi
duagolongan
besar
berdasarkan
kelarutannya, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dansurfaktan yang larut dalam air. Surfaktan juga diklasifikasikan lagi dalam beberapa bagian, yaitu: surfaktan anionik, surfaktan kationik, surfaktan non-ionik, dan surfaktan amfoterik. Pada tugas khusus ini akan dijabarkan mengenai Surfaktan Anionik yaitu Surfaktan LAS, Surfaktan ABS, Perbandingan dari penggunaan Surfaktan LAS dan ABS serta Pengaruh Suhu terhadap pembuatan Sa bun.
near Al kyl Benze Benzene Sul Sul fonate) fonate) 1. Surfaktan LAS (L i near
Alkylbenzene merupakan bahan baku dasar untuk membuat Linear Alkylbenzene sulfonate. sulfonate. Linear alkylbenzene sulfonate sulfonate disebut juga dengan nama acid slurry. slurry. Acid slurry slurry merupakan bahan baku kunci dalam pembuatan serbuk deterjen sintetik dan deterjen cair. LAS adalah garam sulfanik acid yang memiliki banyak isomer (sekitar 26) dengan struktur C6H4 SO3- Na+ dan merupakan surfaktan anionik. Alkylbenzene yang merupakan bahan baku dasar pembuatan LAS disulponasi menggunakan asam sulfat, oleum atau SO3(g). Linear (g). Linear alkylbenzene sulfonate diperoleh sulfonate diperoleh dengan variasi proses yang berbeda pada bahan yang aktif, bebas asam, warna maupun viskositas. Bahan baku utama untuk membuat acid slurry adalah slurry adalah dodecyl benzene, benzene, linear alkyl benzene. benzene. Nama Kimia Acid Kimia Acid Slurry ada Slurry ada dua yaitu D.D.B.S.- Dodecyl D.D.B.S.- Dodecyl Benzene Sulphonate dan L.A.B.S -
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 Linear Alkyl Benzene Sulphonate. Di bawah ini adalah sifat-sifat dari LAS dan sifat kimia dari LAS. Dimana dari sifat-sifat di bawah ini dapat dijadikan suatu referensi dalam proses pembuatan sabun, sehingga sabun yang dihasilkan dapat sesuai dengan yang diinginkan.
Gambar 1.1 Struktur Molekul LAS (Sumber: Rosen, 1978) Berikut adalah Sifat atau karekteristik dari senyawa LAS (Rosen, 1978) antara lain: 1) Letak cincin benzennya acak sepanjang rantai karbon 2) Biasanya berbentuk garam Na atau Ca 3) Panjang rantai alkilnya 12 4) Murah dan banyak digunakan 5) Terionisasi sempurna sehingga larut dalam air, kehadiran sulfonik acid 6) Resisten terhadap pengolahan anaerob 7) Dapat terbiodegradasi pada kondisi aerob LAS merupakan salah satu jenis surfaktan anionik, dan seperti sabun, berfungsi untuk menghilangkan kotoran berminyak dan berlemak yang terdapat pada pakaian, piring, dan material lain. Surfaktan memiliki sifat menurunkan tegangan permukaan air sehingga pakaian menjadi basah. Selain itu juga untuk menjaga kotoran yang telah terangkat teteap berada dalam keadaan suspensi selama proses pencucuian sehingga terbaung bersama busa. LAS merupakan surfaktan yang paling banyak digunakan saat ini karena lebih efisien (rasio biaya-daya-guna) dan serbaguna, serta merupakan jenis yang paling aman dibandingkan jenis surfakatan lain karena laju biodegradabilitasnya tinggi. LAS merupakan surfaktan suatu bahan deterjen yang paling banyak dikonsumsi, mencapai 2,8x 10 6ton/thn pada tahun 1995. Pada LAS biasanya terdapat senyawa sulfonat aromatik yang produksinya mencapai 1,8 x 106 ton/thn pada tahun 1987. LAS adalah senyawa biodegradble yang biasanya terkandung pada air buangan sekitar 1 – 20
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 mg/l. Senyawa LAS yang umum digunakan dalam deterjen yaitu Natrium cilbenzene + Sulfonate (C18H29O5S Na ) dengan spesifikasi sebagai berikut: Penampakan berupa
cairan kental berwarna coklat tua, Warna (20 % gardner aktif) max`1 %, Warna (10 % kleff aktif) max 60 %, Kelembaban maksimum 1 %, H 2SO4 bebas max 2,0 %, Umur aktif min 96 %, dan Nilai keasaman (mg KOH/gr) dengan nilai 178 sampai 188. LAS dengan konsentrasi kurang lebih 0,02-1,0 mg/L pada lingkungan akuatik dilaporkan dapat merusak insang ikan, menyebabkan seksresi lendir yang berlebihan serta mengganggu pola renang pada larva kepah biru dan pada konsentrasi 40-60 mg/kg berat kering pada lumpur dapat mengganggu reproduksi dan pertumbuhan dari invertebrata tanah dan cacing tanah. Berbagai penelitian dalam ekotoksikologi juga membuktikan bahwa LAS dapat memberikan efek akut maupun kronis pada organisme akuatik. Sedangkan efek LAS terhadap kesehatan antara lain adalah LAS dapat memebrikan efek iritasi ringan apabila terpapar LAS selama 24 jam dengan konsentrasi sebesar 1%. Iritasi ringan yang dimaksud adalah delipidasi (penghilangan lemak) pada permukaan kulit, denaturasi protein pada lapisan epidermis luar, dan peningkatan lapisan luar kulit. Dilaporkan
tidak ada luka atau kematian yang terjadi setelah
penelanan surfaktan secara tidak sengaja oleh manusia. 1.1
Sifat – sifat Linear Alkylbenzene Sulfonate Tabel 1.1 Sifat-sifat LAS
Rumus Molekul
C12H25C6H4SO3 Na
Berat Molekul
348 gr/mol
Titik Didih
637 C
Titik Leleh
277 OC
Densitas
1198,4 kg/m3
Wujud
Cair
Kapasitas Panas
0,6 Kcal/kg.K
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3
1.2
Warna
Bening
Viskositas
23,87 Cp
Sifat Kimia Linear AlkylBenzene Sulfonate yaitu sangat larut dalam air dan bersifat sebagai surfaktan, berbusa.
2. Surfaktan ABS (Alkylbenzene Sulfonat)
Alkylbenzene Sulfonat merupakan surfaktan yang banyak digunakan dalam industri. Surfaktan ini berupa cairan kental berwarna coklat dan mudah larut dalam air. ABS ini digunakan untuk memproduksi deterjen rumah tangga termasuk bubuk cuci, cairan laundry, cairan cuci piring dan pembersih rumah tangga lainnya serta dalam berbagai aplikasi industri. 3.
Perbandingan surfaktan LAS dan BAS
Detergen 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 (A BS). 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 serta secara alami surfaktan ABS ini lebih sukar terurai oleh bakteri pengurai disebabkan adanya rantai bercabang pada strukturnya oleh karena itu di beberapa negara penggunaan ABS dilarang dan digantikan oleh surfaktan yang dapat dibiodegradasi. Namun terdapat beberapa alasan masih digunakannya surfaktan ABS, diantaranya: harganya yang murah, kestabilannya dalam bentuk krim atau pasta dan menghasilkan busa yang melimpah. Perkembangan selanjutnya ABS diganti dengan linear alkil sulfonat (LAS). Detergen ini memiliki rantai karbon yang panjang dan dapat dipecahkan oleh
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 mikroorganisme sehingga tidak menimbulkan busa pada air sungai. Akan tetapi, menurut Iqbalali (2009) dalam Wibawa (2009) menyatakan senyawa LAS menimbulkan kerugian yang tidak sedikit terhadap lingkungan dan lingkungan membutuhkan waktu selama 90 hari untuk mengurai LAS dan hanya 50% dari keseluruhan yang dapat diurai. Heath (2000) dalam Zahri (2005) menemukan bahwa tingkat toksisitas LAS lebih tinggi empat kali lipat lebih besar daripada ABS. Namun LAS dapat terdegradasi oleh mikroorganisme sedangkan ABS sangat sulit untuk diuraikan oleh mikroorganisme (Larson dan Woltering, 1995, dalam Zahri, 2005). 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. Sebagai contoh detergen dari produk PT Unilever yang berpusat di Perancis, dan detergen produk Kao.
4. Pengaruh Suhu pada Pembuatan Sabun
Sebelum dijelaskan alasan bagaimanakah pengaruh suhu pada pmbuatan sabun terlebih dahulu harus diketahui tentang saponifikasi dan tahapan pembuatan sabun itu sendiri. Saponifikasi pada dasarnya adalah proses pembuatan sabun yang berlangsung dengan mereaksikan asam lemak khususnya trigliserida dengan alkali yang menghasilkan gliserol dan garam karboksilat (sejenis sabun). Sabun merupakan garam (natrium) yang mempunyai rangkaian karbon yang panjang. Reaksi dibawah ini merupakan reaksi saponifikasi tripalmitin atau trigliserida. O CH2OC[CH2]14CH3
CH2OH
O CH2OC[CH2]14CH3
+
3 NaOH
CHOH
+
3CH3[CH2]14CO2Na
O CH2OH
CH2OC[CH2]14CH3
Tripalmitin (minyak dari sawit)
Larutan Basa (alkali)
Gliserol
Natrium Palmitat (Sabun)
Gambar 4.1 Reaksi Saponifikasi tripalmitin (Sumber: Andri, 2010)
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 Selain dari reaksi diatas sabun juga bisa dihasilkan dari reaksi netralisasi Fatty Acid (FA), namun disini hanya didapat sabun tanpa adanya Gliserin ( Glycerol ), karena saat proses pembuatan Fatty Acid , glycerol sudah dipisahkan tersendiri
Gambar 4.2 Reaksi saponifikasi Asam lemak (Sumber: Andri, 2010) Selain dari minyak atau lemak dan NaOH pada pembuatan sabun dipergunakan bahan-bahan tambahan sebagai berikut: 1) Cairan pengisi seperti tepung tapioka, gapleh dan lain-lain. 2) Zat pewarna 3) Parfum, agar baunya wangi. Zat pemutih, misal natrium sulfat .
Pembuatan Sabun dalam Industri terdiri dari beberapa tahap, yaitu saponifikasi
lemak netral, pengeringan sabun, netralisasi asam lemak dan penyempurnaan sabun. Keempat tahapan itu akan dijabaran sebagai berikut: a. Saponifikasi Lemak Netral Pada proses saponifikasi trigliserida dengan suatu alkali, kedua reaktan tidak mudah bercampur. Reaksi saponifikasi dapat mengkatalis dengan sendirinya pada kondisi tertentu dimana pembentukan produk sabun mempengaruhi proses emulsi kedua reaktan tadi, menyebabkan suatu percepatan pada kecepatan reaksi. Komponen penting pada sistem ini mencakup pompa berpotongan untuk memasukkan kuantitas komponen reaksi yang benar ke dalam reaktor autoclave, yang 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 di kolam pencuci untuk memisahkan gliserin (sebagai larutan alkali yang digunakan) dari sabun. Separator sentrifusi berfungsi untuk memisahkan sisa – sisa larutan
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 alkali dari sabun. Sabun murni (60 – 63 % TFM) dinetralisasi dan dialirkan ke vakum spray dryer untuk menghasilkan sabun dalam bentuk butiran (78 – 82 % 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 vakum spray 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 dipanaskan terlebih dahulu disemprotkan di atas dinding ruang vakum melalui mulut pipa yang berputar.Lapisan tipis 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 multi sistem, yang merupakan versi pengembangan dari dryer sistem tunggal, memperkenalkan proses pengeringan sabun yang lebih luas dan lebih efisien daripada dryer sistem tunggal. c. Netralisasi Asam Lemak Reaksi
asam
basa
antara
asam-asam
lemak
dengan
alkali
untuk
menghasilkan sabun berlangsung lebih cepat daripada reaksi trigliserida dengan alkali. Reaksinya adalah sebagai berikut : RCOOH + NaOH RCOONa + H2O 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 sebagian pada tahap ini, kemudian dialirkan ke mixer dimana sabun tersebut disirkulasi kembali hingga netralisasi selesai. Penyelesaian proses netralisasi ditentukan oleh suatu pengukuran potensial elektrik (mV) alkalinitas. Sabun murni kemudian dikeringkan dengan vacum spray dryer untuk menghasilkan sabun butiran yang siap
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 untuk diolah menjadi sabun batangan. d. Penyempurnaan Sabun Dalam pembuatan produk sabun batangan, sabun butiran dicampurkan dengan zat pewarna, parfum, dan zat aditif lainnya ke dalam mixer (amalgamator). Campuran sabun ini kemudian diteruskan untuk digiling untuk mengolah campuran tersebut 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 tersebut merupakan tahap akhir penyelesaian pembuatan sabun. Sehingga berdasarkan penjabaran keempat tahapan dalam pembuatan sabun, diketahui pengaruh suhu pada pembuatan sabun itu terjadi pada tahapan Saponifikasi Lemak Netral, dimana untuk temperatur pemanasan trigliseridan dan alkali dengan rentang temperatur 80-100 oC. Jika temperatur terlalu tinggi maka akan memutuskan ikatan-ikatan trigliserida sehingga sabun yang dihasilkan terlalu encer yaitu tidak padat, sedangkan jika temperatur terlalu rendah maka campuran antara trigliserida dan alkil menjadi keras dan tidak menghasilkan garam (sabun) dan gliserol.
LILIANA COMERIORENSI 03111003061 SENIN JAM 8 KELOMPOK 3 DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Polutan Detergen. [Online]. (Tersedia: http://green.kompasiana. Com /polusi/2011/09/16/polutan-detergen-393973.html) diakses 9 September 2014
Anonim. 2013. Surfaktan. [Online]. (Tersedia: http://www.scribd.com /doc /152379300 /Surfaktan#download) diakses 9 September 2014
Anonim. 2014. Industri Deterjen. [Online]. (Tersedia: http://file.upi.edu /Direktori /FPMIPA
/JUR._PEND._KIMIA/196802161994022-SOJA_SITI_FATIMAH
/Kimia_ industri/INDUSTRI_DETERJEN.pdf) diakses 9 September 2014
Romadona, Dony. 2011. Surfaktan dan Produk. [Online]. (Tersedia:http://donyromadona
.blogspot.com/2012/09/surfaktan-dan-produk.html)
diakses
9
September 2014
Yunita, Rasti. 2012. Studi Biodegradasi Surfaktan Linear AlkylBenzenes Menggunakan Isolat Bakteri dari Situ Universitas Indonesia. [Online]. (Tersedia: http://lib.uik .ac.id/file?file=digital/20310926-S43234-Studi%20biodegradasi.pdf) diakses 10 September 2014
