BAB II PERENCANAAN PROSES

Transkripsi

1 BAB II PERENCANAAN PROSES 2.1. Proses Pembuatan Sabun Ada dua metode yang biasa digunakan untuk pembuatan sabun dari turunan minyak sawit dalam skala industri, yaitu saponifikasi dan netralisasi Saponifikasi Dalam skala industri, minyak dipanaskan secara bersamaan dengan senyawa alkali untuk mendapatkan hasil saponifikasi yang bagus. Reaksi harus berlangsung lambat antara minyak dan alkali dengan cara pemberian panas yang perlahan-lahan. Secara umum reaksi yang terjadi dapat digambarkan seperti dibawah ini : Trigliserida + 3NaOH 3RCOONa + gliserin Minyak dan alkali dipanaskan dan diaduk dan ketika suhu sudah mencapai suhu efisien, alkali ditambahkan secara perlahan-lahan kedalam reaktor. Saat sabun sudah mulai terbentuk penambahan alkali diatur untuk memaksimalkan terbentuknya sabun. Jika penambahan alkali sudah maksimal, sabun dipanaskan secara teratur dan kemudian dianalisa bilangan saponifikasinya. Saponifikasi sempurna jika sebahagian kecil sabun berwarna pink jika ditambahkan dengan penolpthalein atau ph asam. Sabun kemudian dicampurkan dengan garam NaCl dan dikeringkan. Sabun yang terbentuk kemudian dipisahkan dengan separator antara noodle soap dan kotoran (lye), kemudian campuran tersebut didiamkan selama beberapa jam atau semalam. Lye disaring dan noodle soap dipanaskan secara teratur dengan menggunakan steam (Yusof Basiron dkk, 2000).

2 Netralisasi Dalam proses ini turunan trigliserida murni di panaskan pada mixer dengan jacket panas. Separuh dari jumlah total alkali yang digunakan diumpankan secara perlahan-lahan dengan laju alir volume sekitar 200 ml/15-20 menit. Sisanya kemudian ditambahkan bersamaan dengan EDTA dan natrium klorida. Natrium klorida ditambahkan untuk mengurangi viscositas dari neat soap, EDTA digunakan sebagai zat anti oksidan dan juga sebagai pencegah kontaminasi logam dalam neat soap. Neat soap yang dihasilkan mengandung 60% total fatty matter (TMF), diperoleh melalui beberapa tahapan proses sebagai berikut : 1. Pengeringan Neat soap dikeringkan untuk mengurangi kandungan airnya sebesar %. Jika kandungan air terlalu tinggi maka proses terlalu padat sehingga proses berjalan lambat. 2. Pemurnian sabun Neat soap yang sudah dikeringkan akan dimurnikan dengan menggunakanr roll mill, plodder atau kombinasi keduanya. Dalam tahapan ini, neat soap dimanipulasi kedalam bentuk yang diinginkan, dihomogenkan agar terbentuk struktur sabun yang kristal. Kemudian sabun dipadatkan dengan plodder. 3. Pemotongan dan pembungkusan Proses selanjutnya adalah pemotongan sabun kedalam bentuk noodlenoodle untuk selanjutnya dibungkus.

3 (Sumber : Yusof Basiron dkk, 2000) 2.2. Pemilihan Proses Pembuatan noodle soap ini dilakukan dengan cara netralisasi asam palmitat dengan natrium hidroksida yang dikenal sebagai netralisasi asam lemak. Pemilihan proses ini didasarkan pada beberapa pertimbangan dan keuntungan bilas dibandingkan dengan proses yang lainnya. Perbandingan kedua proses tersebut adalah digambarkan pada tabel berikut ini : Tabel 2.1. Perbandingan proses pembuatan sabun No. Saponifikasi Netralisasi 1 Adanya proses pendahuluan yaitu Tidak ada proses pendahuluan fat splitting 2 Produk samping berupa gliserol Produk samping berupa air sehingga perlu media untuk penanganannya 3 Prosesnya rumit Prosesnya sudah umum digunakan dan mudah 2.3. Bahan Baku Utama Dan Penolong Bahan Baku Utama Bahan baku utama yang digunakan dalam proses pembuatan noodle soap (sodium palmitic) dan sifat-sifatnya adalah sebagai berikut (Perry, 1997) :

4 1. Asam Palmitat /CH 3 (CH 2 ) 14 COOH Fungsi : Sebagai reaktan untuk pembentukan noodle soap. Titik Didih Densitas : 270,4374 kg/kmol : 9,5 0 C (760 mmhg) : C (760 mm Hg) : 0,8505 gr/ml 2. Natrium Hidroksida (NaOH) Fungsi : Sebagai reaktan untuk pembentukan noodle soap. Titik Didih Densitas : 40 kg/kmol : 318,4 0 C (760 mmhg) : C (760 mm Hg) : 2,130 gr/ml Bahan Baku Penolong Bahan baku penolong dan bahan aditif yang digunakan dalam proses pembuatan noodle soap (sodium stearic) dan sifat-sifatnya adalah sebagai berikut (Perry, 1997) : 1. Demin Water (H 2 O) Fungsi : Sebagai kebutuhan proses untuk pengenceran : 18 kg/kmol : 0 0 C (760 mmhg)

5 Titik Didih Densitas : C (760 mm Hg) : 0,9965 gr/ml 2. Ethylenediaminetetraacetic (CH 3 COO) 2 NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 (CH 3 COO) 2 Fungsi : Sebagai zat antioksidan untuk memperlambat teroksidasinya produk. Titik Didih Densitas : 192,0 kg/kmol : C (760 mmhg) : 11 0 C (760 mm Hg) : 1,140 gr/ml 3. Natrium Klorida (NaCl) Fungsi : Sebagai bahan pembentuk kristal sabun. Titik Didih Densitas : 58,5 kg/kmol : 800,4 0 C (760 mmhg) : C (760 mmhg) : 2,163 gr/ml 4. Titanium Dioksida (TiO 2 ) Fungsi : Sebagai bahan pembentuk kristal sabun. Titik Didih : 80 kg/kmol : C (760 mmhg) : C (760 mmhg)

6 Densitas : 3,90 gr/ml 2.4. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Dalam reaksi netralisasi asam lemak untuk menghasilkan sabun, ada beberapa faktor yang mempengaruhinya yaitu (Spitz, 1995) : 1. Suhu Operasi Suhu yang tinggi akan mempercepat terjadinya reaksi tetapi dengan pengadukan yang lambat. Selain itu, juga dapat meningkatkan selektivitas. Biasanya, suhu operasi antara C. 2. Tekanan Operasi Peningkatan tekanan akan meningkatkan kinetika reaksi tetapi menurunkan selektivitas. 3. Pengadukan Meningkatkan kecepatan pengadukan akan dapat meningkatkan kecepatan reaksi dan penurunan selektivitas yang besar. 4. Katalis Penambahan katalis dapat meningkatkan kinetika reaksi dan sedikit memperkecil selektivitas Asam Palmitat Asam palmitat merupakan asam lemak jenuh yang mempunyai atom C sebanyak 16 dengan titik cair 62,9 0 C, dan besarnya kurang lebih sekitar 10 persen dari berat minyak. Rumus bangun asam palmitat adalah sebagai berikut :

7 Asam palmitat terdapat pada berbagai minyak yang bersumber dari bahan nabati. Minyak wijen mengandung 9,1% asam palmitat, minyak jagung 8,1%, minyak kedelai 7-10%, minyakk kacang tanah 6,3%, minyak jambu mentee 4,1-17,3%, minyak tengkawang 18% %, minyak biji kapas 23,4% dann minyak kelapa 7,5-10,5% %. Kandungan asam palmitat yang paling banyak terdapat pada minyak sawit yaitu sekitar 40-46% (Ketaren, 1986). Asam palmitat p juga terdapat pada lemak hewani seperti lard mengandung 30% asam palmitat, p mentega 25% dan lemak manusia mengandung 25% asam palmitat (Fessenden, 1987) Noodle soap Noodle soap dibuat dari minyak nabati sepertii CPO, minyak kelapaa atau minyak zaitun, dan dari minyakk hewani. Minyak tersebut disaponkan, biasanya dengan natrium hidroksida sehingga terbentuk garamm fatty acid. Noodle soap adalah bentuk awal dari sabun. Gambar 1.2. Noodle soap dalam bentuk toilet soap Perusahaan sabun biasanya membeli bahan baku sabunn dalam bentuk noodle soap dan kemudian diolah oleh perusahaan tersebut ke tahapan pengolahan

8 berikutnya seperti pemberian warna, pengharum, dan komponen lain yang dapat menjadikan sabun sebagai merk dagang. Yang pertama dilakukan dalam memproduksi noodle soap untuk memenuhi kebutuhan perusahaan sabun adalah sabun dipadatkan dan dibuat berbentuk silinder padat dan kemudian dibungkus. Spesifikasi noodle soap yang diproduksi biasanya berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan perusahaan sabun yang akan menggunakannya sebagai bahan baku, bentuknya pun dibuat sedemikian rupa agar kelihatan bagus seperti toilet soap, laundry soap, translucent soap dan lain-lain ( 2009) Deskripsi Proses Bahan baku yang dibutuhkan terdiri dari asam palmitat, NaOH, NaCl, H 2 O dan beberapa zat aditif berupa EDTA, gliserin dan TiO2. Asam palmitat dipompakan ke tangki penampungan asam palmitat (T-01), dengan perkiraan suhu 60 0 C dan selama penyaluran terjadi pengurangan suhu, sehingga untuk menjaga suhu bahan baku tangki penampungan asam palmitat dilengkapi dengan jaket pemanas. Dan begitu juga dengan bahan baku yang lain., untuk NaOH dimasukkan ke dalam tangki penampungan (T-02), NaCl pada tangki penampungan (T-03) sedangkan zat aditif pada tangki penampungan (T-04). Selanjutnya asam palmitat, NaOH dan NaCl diumpankan dari tangki penampungan ke dalam mixer (M-01). NaCl diumpankan dari tangki penampungan ke dalam mixer (M-01). NaCl digunakan untuk mengurangi viscositas dari neat soap. Di dalam mixer, semua bahan baku diaduk dengan stirrer jenis helical ribbon, suhu operasi pada mixer berkisar 85 0 C. Reaksi penyabunan yang terjadi dalam mixer adalah sebagai berikut :

9 R-COOH + NaOH R-COO-Na + H 2 O Neat soap yang terbentuk pada mixer (M-01) dipompakan ke dalam mixer (M-02). Kemudian zat aditif separti EDTA yang berfungsi sebagai zat antioksidan untuk memperlambat teroksidasinya produk dan juga sebagai pencegah kontaminasi logam dalam neat soap, TiO 2 yang berfungsi sebagai bahan pembentuk kristal sabun dan gliserin berfungsi sebagai pelembab, dipompakan ke dalam mixer (M-02) dari tangki bahan baku (T-04). Pada mixer (M-02) pencampuran antara Neat Soap dangan zat zat ditif tidak menghasilkan reaksi. Pencampuran antara bahan bahan aditif ini dengan sabun dilakukan pada suhu operasi 85 0 C. Neat soap yang sudah terbentuk kemudian diipanaskan secara bertahap pada dua buah evaporator (V-01,V-02) untuk mengurangi kandungan air dengan suhu C dan C. Pemanasan harus dilakukan secara bertahap agar neat soap yang terbentuk tidak menghasilkan kerak sabun dan warnanya putih mengkilat dan tidak kekuningan kuningan (Basiron, 2004). Neat soap yang kandungan airnya sudah berkurang antara 10-15%, kemudian dipompakan kedalam vacum spray chamber (VSC-01). Pada Vacum Spray Chamber, kandungan air pada neat soap juga dikurangi tetapi dalam kondisi vacum. Sehingga dihasilkan neat soap yang moisturenya (kandungan airnya) memenuhi standar pasar. Uap air dari neat soap akan dihisap menggunakan ejector (E-01) dan kemudian akan dikondensasikan oleh condenser dan ditransfer ke dalam cooling tower. Neat soap dari VSC di-plodd-kan pada plodder (PL-01) dan dipotongpotong untuk dibentuk menjadi noodle-noodle.

10 Dalam perancangan ini akan dihasilkan noodle soap dalam toilet soap yang dengan spesifikasinya adalah sebagai berikut: a. TMF (total fatty matter) 70-80% TMF adalah jumlah sodium palmitat yang terbentuk b. NaC1 0,06% c. Kandungan air 11-13% d. Free caustic 0,05% e. EDTA 0,1% f. TIO2 0,2% (Sumber : Advances In Oil Palm Research, 2000) Kemudian noodle-noodle soap tersebut di-packing kedalam karung plastik dan karung kertas dan siap untuk disimpan digudang penyimpanan produk akhir (G-02) untuk selanjutnya dijual ke pabrik pengolahan sabun selanjutnya Penentuan Kapasitas Prarancangan pembuatan noodle soap dari asam palmitat dan natrium hidroksida dengan proses netralisasi direncanakan berproduksi pada tahun 2015 dengan kapasitas produksi ton/tahun.

11