Pembuatan Sabun dengan Menggunakan Kulit Buah Kapuk (Ceiba petandra) Sebagai Sumber Alkali
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
SABUN
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 [8]. Sabun adalah garam 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. Lapisan air yang mengandung gliserol dipisahkan, dan gliserol
dipulihkan dengan penyulingan. Lemak atau minyak yang digunakan dapat berupa
lemak hewani ataupun nabati, lilin, maupun minyak ikan laut.Pada saat ini teknologi
sabun telah berkembang pesat.Sabun dengan jenis dan bentuk yang bervariasi dapat
diperoleh dengan mudah dipasaran seperti sabun mandi, sabun cuci baik untuk
pakaian maupun untuk perkakas rumah tangga, hingga sabun yang digunakan dalam
industri.
Banyaknya prosuksi sabun cair di Indonesia dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Produksi Sabun Cair di Indonesia Tahun 2001-2005
Tahun
Frekuensi (kg)
Nilai (Rp)
2001
415.064
2.324.356.000
2002
883.956
4.950.164.000
2003
989.098
5.322.156.000
2004
1.240.082
7.923.653.000
2005
7.245.937
29.295.886.000
[9]
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa kebutuhan akan sabun di Indonesia
mengalami peningkatan setiap tahunnya. Hal ini menunjukkan bahwa kebutuhan
masyarakat akan sabun setiap tahunnya mengalami peningkatan. Oleh sebab itu perlu
dilakukan pembuatan sabun alami yang menggunakan kalium yang ada pada kulit
buah randu dan minyak sawit sebagai bahan bakuny
5
Universitas Sumatera Utara
6
Spesifikasi mutu sabun dapat di lihat pada tabel 2.2 berikut ini.
Tabel 2.2 Spesifikasi Mutu Sabun Mandi Cair Berdasarkan SNI 06 – 3532 – 1994
[10]
Kriteria Uji
Persyaratan (Satuan)
Keadaan
-
Penampilan
Cairan Homogen
-
Bau
Khas
-
warna
Khas
pH pada 25oC
8 – 11
Alkali Bebas
Maksimal 0,14 %
Bahan Aktif
Minimal 15 %
Bobot jenis pada 25oC
1,01 – 1,1 g/ml
Bilangan penyabunan
196 - 206
Sabun merupakan bahan logam alkali dengan rantai asam monocarboxylic
yang panjang.Larutan alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun bergantung
pada jenis sabun tersebut. Larutan alkali yang biasa yang digunakan pada sabun
keras adalah Natrium Hidroksida (NaoH) dan alkali yang biasa digunakan pada
sabun lunak adalah Kalium Hidroksida (KOH).
Sabun berfungsi untuk mengemulsi kotoran kotoran berupa minyak ataupun
zat pengotor lainnya. Sabun dibuat melalui proses saponifikasi lemak minyak dengan
larutan alkali membebaskan gliserol. Lemak minyak yang digunakan dapat berupa
lemak hewani, minyak nabati, lilin, ataupun minyak ikan laut.
Pada saat ini teknologi sabun telah berkembang pesat.Sabun dengan jenis dan
bentuk yang bervariasi dapat diperoleh dengan mudah dipasaran seperti sabun mandi,
sabun cuci baik untuk pakaian maupun untuk perkakas rumah tangga, hingga sabun
yang digunakan dalam industri.
Kandungan zat zat yang terdapat pada sabun juga bervariasi sesuai dengan
sifat dan jenis sabun.Zat zat tersebut dapat menimbulkan efek baik yang
menguntungkan maupun yang merugikan. Oleh karena itu, konsumen perlu
memperhatikan kualitas sabun dengan teliti sebelum membeli dan menggunakannya.
Universitas Sumatera Utara
7
Pada pembuatan sabun, bahan dasar yang biasa digunakan adalah : C12 – C18
Jika : < C12 : Iritasi pada kulit
> C20 : Kurang larut (digunakan sebagai campuran)
Sabun murni terdiri dari 95% sabun aktif dan sisanya adalah air, gliserin, garam dan
impurity lainnya. Semua minyak atau lemak pada dasarnya dapat digunakan untuk
membuat sabun. Lemak dan minyak nabati merupakan dua tipe ester. Lemak
merupakan campuran ester yang dibuat dari alcohol dan asam karboksilat seperti
asam stearat, asam oleat dan asam palmitat. Lemak padat mengandung ester dari
gliserol dan asam palmitat, sedangkan minyak, seperti minyak zaitun mengandung
ester dari gliserol asam oleat.
Bahan pembuatan sabun terdiri dari dua jenis, yaitu bahan baku dan bahan
pendukung. Bahan baku dalam pembuatan sabun adalah minyak atau lemak dan
senyawa alkali (basa). Bahan pendukung dalam pembuatan sabun digunakan untuk
menambah kualitas produk sabun, baik dari nilai guna maupun dari daya tarik. Bahan
pendukung yang umum dipakai dalam proses pembuatan sabun di antaranya natrium
klorida, natrium karbonat, natrium fosfat, parfum, dan pewarna [11].
2.2
JENIS – JENIS SABUN
Saat ini telah banyak ditemukan berbagai macam jenis bahan baku pembuatan
sabun diantaranya dari daun-daun, akar, biji-bijian dan kacang-kacangan yang dapat
di gunakan untuk membentuk sabun yang dapat membawa kotoran keluar dari
pakaian.Sabun merupakan garam logam alkali (Na) dengan asam lemak dan minyak
dari alam yang disebut trigliserida. Lemak dan minyak mempunyai dua jenis ikatan
yaitu ikatan jenuh dan ikatan tak jenuh dengan atom karbon 8-12 yang berikatan
dengan gliserin. Secara umum reaksi antara kaustik dengan gliserol menghasilkan
gliserol dan sabun yang disebut saponifikasi.
Setiap minyak dan lemak memiliki asam lemak yang berbeda-beda. Perbedaan
tersebut menyebabkan sabun yang akan dihasilkan juga akan berbeda-beda
tergantung kepada jenis minyak dan lemak yang digunakan. Minyak dan lemak
dengan kandungan asam lemak yang rantai pendek dan ikatan tak jenuh
Universitas Sumatera Utara
8
menghasilkan sabun cair sedangkan minyak dan lemak dengan kandungan asam
lemak rantai panjang dan jenuh menghasilkan sabun keras.
Sabun merupakan salah satu jenis surfaktan yang terbuat dari lemak dan minyak
alami. Surfaktan memiliki sifat biopolar. Bagian kepala bersifat hidrofobik dan
bagian ekor bersifat hidrofilik. Karena sifat inilah sabun dapat mengangkat kotoran
dari dalam pakaian.
Adapun jenis-jenis sabun dan fungsinya adalah sebagai berikut
1. Sabun Transaparan
Sabun ini adalh sabun yang tembus andang dan memiliki penampilan
yang tembus pandang. Sabun ini memiliki kadar yang ringan dan juga
mudah larut dalam air.
2. Deodorant Soap
Sabun ini bersifat sangat aktif dan biasanya digunakan untuk
menghilangkan bau pada tubuh. Sabun initidak dianjurkan untuk
digunakan ada bagian wajah karena dapat menyebabkan iritasi.
3. Acne Soap
Sabun ini dikhususkan untuk membunuh bakteri-bakteri ada jerawat.
Seringkali sabun jerawat ini meyebabkan kulit kering bila penggunaanya
di barengi denga penngunaan Acne lain yang menyebabkan terjadinya
iritasi pada kulit. Sehingga sebaiknya menggunakan pelembab pada kulit
[12].
4. Shaving Cream
Shaving Cream disebut juga dengan sabun Kalium.Bahan dasarnya
adalah
campuran
minyak
kelapa
dengan
asam
stearat
dengan
perbandingan 2:1.
5. Sabun Cair
Sabun cair dibuat melalui proses saponifikasi dengan menggunakan
minyak nabati serta menggunakan alkali (KOH). Untuk meningkatkan
kejernihan sabun, dapat ditambahkan gliserin atau alcohol.
6. Sabun kesehatan
Sabun kesehatan pada dasarnya merupakan sabun mandi dengan kadar
parfum yang rendah, tetapi mengandung bahan-bahan antiseptic dan
Universitas Sumatera Utara
9
bebas dari bakteri adiktif. Bahan-bahan yang digunakan dalam sabun ini
adalah tri-salisil anilida, tri-klor carbanilyda, irgassan Dp 300 dan sulfur.
7. Sabun Chip
Pembutan sabun chip tergantung pada tujuan konsumen didalam
menggunakan sabun yaitu sebagai sabun cuci atau sabun mandi dengan
beberapa pilihan komposisi tertentu. Sabun chip dapat dibuat dengan
berbagai cara yaitu melalui pengeringan, atau menggiling atau
menghancurkan sabun yang berbentuk batangan [11].
2.3
MINYAK DAN LEMAK
Minyak berdasarkan sumbernya dapat dikelompokan menjadi:
2.3.1 Minyak Hewani
Minyak hewani adalah minyak yang berasal dari lemak hewan, beberapa
contoh minyak hewani
1.
Minyak Tallow
Tallow adalah lemak sapi atau domba yang dihasilkan oleh industry pengolahan
daging sebagai hasil samping. Kualitas dari tallow ditentukan dari warna, titier
(temperature solidifikasi dari asam lemak), kandungan FFA, bilangan sapofikasi,
dan bilangan iodin. Tallow dengan kualitas baik biasanya digunakan dalam
pembuatan sabun mandi dan tallow dengan kualitas rendah digunakan dala
pembuatan sabun cuci. Oleat dan strearat adalah asam lemak yang paling banyak
terdapat dalam tallow. Jumlah FFA dari tallow berkisar 0,75 – 7,0 %. Titer pada
tallow umumnya diatas 40 °C. Tallow dengan titer dibawah 40 °C dikenal
dengan grease.
2.
Minyak Lard
Lard merupakan minyak babi yang masih banyak mengandung asam lemak tak
jenih seperti oleat (60-65%) dan asam lemak jenuh seperti strearat (35-40%).
Jika digunakan sebagai pengganti tallow, lard harus dihidrogenasi parsial
terlebih dahulu untuk mengurangi ketidak jenuhannya. Sabun yang dihasilkan
dari lard berwarna putih dan mudah berbusa.
3.
Minyak Marine
Universitas Sumatera Utara
10
Minyak berasal dari mamalia laut (Paus) dan ikan laut. Marine oil memiliki
kandungan asam lemak tak jenuh yang cukup tinggi, sehingga harus
dihidrogenasi parsial terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan baku.
2.3.2 Minyak Nabati
Minyak hewani adalah minyak yang berasal dari lemak hewan, beberapa
contoh minyak nabati
1.
Minyak Kelapa Sawit
Minyak kelapa sawit umumnya digunakan sebagai pengganti tallow.Minyak
kelapa sawit dapat diperoleh dari pemasakan buah kelapa sawit. Minyak kelapa sawit
berwarnajingga kemerahan karena adanya kandungan zat warna karotenoid sehingga
jika akan digunakansebagai bahan baku pembuatan sabun harus dipucatkan terlebih
dahulu. Sabun yang terbuat dari 100% minyak kelapa sawit akan bersifat keras dan
sulit berbusa. Maka dari itu, jika akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan
sabun, minyak kelapa sawit harus dicampur dengan bahan lainnya.
2.
Minyak Kelapa
Minyak kelapa merupakan minyak nabati yang sering digunakan dalamindustri
pembuatan sabun.Minyak kelapa berwarna kuning pucat dan diperoleh melalui
ekstraksi dagingbuah yang dikeringkan (kopra). Minyak kelapa memiliki kandungan
asam lemak jenuh yang tinggi,terutama asam laurat, sehingga minyak kelapa tahan
terhadap oksidasi yang menimbulkan bau tengik.Minyak kelapa juga memiliki
kandungan asam lemak kaproat, kaprilat, dan kaprat.
3.
Minyak Zaitun
Minyak zaitun berasal dari ekstraksi buah zaitun.Minyak zaitun dengan kualitas
tinggi memiliki warna kekuningan.Sabun yang berasal dari minyak zaitun memiliki
sifat yangkeras tapi lembut bagi kulit [11].
2.4
MINYAK KELAPA SAWIT
Pohon kelapa sawit merupakan tanaman tropis yang berasal dari Afrika
Barat.Kelapa sawit memiliki Penggunaan sebagai makanan dan obat-obatan.Minyak
sawit
mentah
(CPO)
diperoleh
dari
buah
pohon
kelapa
sawit
(Elaeis
guineensis).Minyak ini kaya asam palmitat, carotene dan vitamin E. Minyak kelapa
sawit diekstrak dari mesocarp matang buah dari pohon kelapa sawit (Elaeis
Universitas Sumatera Utara
11
guineensis).Lima terkemuka negara produsen adalah Indonesia, Malaysia, Thailand,
Kolombia dan Nigeria.Buah sawit menghasilkan dua jenis minyak, yaitu minyak
sawit mentah (CPO) dari minyak mesocarp kelapa sawit dan inti dari dalam kernel
(PKO) [13].
Berikut data luas perkebunan besar kelapa sawit Indonesia tahun 2009-2013
Tabel 2.3 Data Luas Perkebunan Besar Kelapa Sawit Indonesia tahun 2009-2013 [9]
Tahun
Produksi (1000 Ton)
2009
4888,0
2010
5161,6
2011
5349,8
2012
5995,7
2013
6170,7
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak sawit terbesar di
dunia. Hal tersebut dapat di lihat dari data tabel di atas yang setiap tahunnya
menglami peningkatan. Sehingga pendirian industri sabun di Indonesia memiliki
potensi yang sayang besar.
Adapun taksonomi dari tumbuhan kelapa sawit adalah:
Kingdom
:Tumbuhan
Divisi
:Magnoliophyta
Kelas
:Liliopsida
Ordo
:Arecales
Famili
: Arecacee
Jenis
:Elaeis
Spesies
: E.guineensis
Gambar 2.1 Biji Kelapa Sawit
[14]
Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit (Elaeis
guinensis JACQ}. Secara garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah
(pericarp) dan inti (kernel). Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapis yaitu
lapisan luar atau kulit buah yang diseb but pericarp, lapisan sebelah dalam disebut
mesocarp atau pulp dan lapisan paling dalam disebut endocarp. Inti kelapa sawit
Universitas Sumatera Utara
12
terdiri dari lapisan kulit biji (testa), endosperm dan embrio. Mesocarp mengandung
kadar minyak rata-rata sebanyak 56%, inti (kernel) mengandung minyak sebesar
44%, dan endocarp tidak mengandung minyak [15].
Berikut ini adalah tabel komposisi asam lemak pada minyak sawit.
Tabel 2.4 Komosisi Asam Lemak Pada Minyak Sawit.
Asam Lemak
Indonesia
Malaysia
Miristik
0,5-0,8
0,4-0,8
Palmitik
46-51
46-50
Stearik
2-4
2-4
Oleik
40-42
38-42
Linoleik
6-8
6-8
[14]
Minyak sawit digunakan sebagai bahan baku minyak makan, margarin, sabun,
kosmetika, industri baja, kawat, radio, kulit dan industri farmasi. Minyak sawit dapat
digunakan untuk begitu beragam peruntukannya karena keunggulan sifat yang
dimilikinya yaitu tahan oksidasi dengan tekanan tinggi, mampu melarutkan bahan
kimia yang tidak larut oleh bahan pelarut lainnya, mempunyai daya melapis yang
tinggi dan tidak menimbulkan iritasi pada tubuh dalam bidang kosmetik.
Bagian yang paling populer untuk diolah dari kelapa sawit adalah buah.
Bagian daging buah menghasilkan minyak kelapa sawit mentah yang diolah menjadi
bahan baku minyak goreng dan berbagai jenis turunannya. Kelebihan minyak nabati
dari sawit adalah harga yang murah, rendah kolesterol, dan memiliki kandungan
karoten tinggi. Minyak sawit juga diolah menjadi bahan baku margarin.
Minyak inti menjadi bahan baku minyak alkohol dan industri kosmetika.
Bunga dan buahnya berupa tandan, bercabang banyak. Buahnya kecil, bila masak
berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit buahnya
mengandung minyak. Minyaknya itu digunakan sebagai bahan minyak goreng,
sabun, dan lilin. Ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak. Ampas yang
disebut bungkil itu digunakan sebagai salah satu bahan pembuatan makanan ayam.
Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang.
Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit (Elaeis
guinensis JACQ). Secara garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah
Universitas Sumatera Utara
13
(pericarp) dan inti (kernel). Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapis yaitu
lapisan luar atau kulit buah yang disebut pericarp, lapisan sebelah dalam disebut
mesocarp atau pulp dan lapisan paling dalam disebut endocarp. Inti kelapa sawit
terdiri dari lapisan kulit biji (testa), endosperm dan embrio. Mesocarp mengandung
kadar minyak rata-rata sebanyak 56%, inti (kernel) mengandung minyak sebesar
44%, dan endocarp tidak mengandung minyak.
Produk minyak kelapa sawit sebagai bahan makanan mempunyai dua aspek
kualitas. Aspek pertama berhubungan dengan kadar dan kualitas asam lemak,
kelembaban dan kadar kotoran. Aspek kedua berhubungan dengan rasa, aroma dan
kejernihan serta kemurnian produk. Kelapa sawit bermutu prima (SQ, Special
Quality) mengandung asam lemak (FFA, Free Fatty Acid) tidak lebih dari 2 % pada
saat pengapalan. Kualitas standar minyak kelapa sawit mengandung tidak lebih dari
5 % FFA. Setelah pengolahan, kelapa sawit bermutu akan menghasilkan rendemen
minyak 22,1 % ‐ 22,2 % (tertinggi) dan kadar asam lemak bebas 1,7 % ‐ 2,1 %
(terendah).
Minyak kelapa sawit seperti umumnya minyak nabati lainnya adalah
merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, sedangkan komponen penyusunnya
yang utama adalah trigliserida dan nontrigliserida [11].
Berikut ini adalah tabel dari komposisi trigliserida dan tabel komposisi asam
lemak dari minyak kelapa sawit.
Table 2.5 Komposisi Trigliserida Minyak Kelapa Sawit
Trigliserida
Jummlah (%)
Tripalmitin
3–5
Dipalmito - Stearine
1–3
Oleo - Miristopalmitin
0–5
Oleo - Dipalmitin
21 – 43
Oleo - Palmitostearine
10 – 11
Palmito - Diolein
32 – 48
Stearo - Diolein
0–6
Linoleo - Diolein
3 – 12
[16]
Universitas Sumatera Utara
14
Table 2.6 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit
Asam Lemak
Jumlah (%)
Rumus Molekul
Asam Kaprilat
-
C7H15COOH
Asam kaproat
-
C5H11COOH
Asam Miristat
1,1 – 2,5
C13H27COOH
Asam Palmitat
40 – 46
C15H31COOH
Asam Stearat
3,6 – 4,7
C17H35COOH
Asam Oleat
30 – 45
C17H33COOH
Asam Laurat
-
C11H23COOH
Asam Linoleat
7 – 11
C17H31COOH
[16]
2.5
SAPONIFIKASI
Sabun adalah garam alkali dari asam lemak dan dihasilkan menurut reaksi
asam lemak. Basa alkali yang umum digunakan untuk membuat sabun adalah
natrium(NaOH) dan amonia ((NH4OH) sehingga rumus molekul selalu dinyatakan
sebagai RCOONa, RCOOK atau RCOONH4.
Proses pembuaatan sabun dikenal dengan istilah saponifikasi. Saponifikasi
adalah reaksi hidrolisis asam lemak oleh adanya basa lemah (NaOH). Sabun
terutama mengandung C12 dan C16 selain itu juga mengandung asam karboksilat.
Berikut merupakan reaksi saponifikasi:
[12]
2.6
PROSES PEMBUATAN SABUN
Universitas Sumatera Utara
15
Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat sabun maka proses
pembuatan sabun dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu proses saponifikasi
trigliserida, netralisassi asam lemak dan proses saponifikasi metil ester asam lemak
2.6.1 Proses Saponifikasi Trigliserida
Proses ini merupakan proses yang paling tua diantara proses – proses
yang ada, karena bahan baku untuk proses ini sangat mudah diperoleh.
Trigliserida yang digunakan untuk proses ini dapat berupa minyak hewan,
nabati maupun minyak ikan laut.
Tahap pertama dari proses ini adalah mereaksikan trigliserida dengan
basa alkali sehingga akan menghasilkan sabun dan gliserol sebagai produk
samping. Lebih dari 99,5 % lemak dapat disaponifikasi pada proses ini [12].
2.6.2 Proses Saponifikasi Metil EsterAsam Lemak
Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi trigliserida hanya saja
pada proses ini menggunakan bahan baku metil ester dan basa alkali, selain itu
proses ini uga menghasilkan metanol senagai produk sampingnya. Metil ester
diperoleh dari hasil reaksi inter-seterifikasi trigliserida dengan metanol dengan
bantuan katalis tertentu.
Metil ester yang telah diperoleh direaksikan dengan basa NaOH
akanmenghasilkansabun dan metanol sebagai produk samping.
RCOOCH3 + NaOH
Metil Ester
Basa
RCOONa + CH3OH
Sabun
Metano
Universitas Sumatera Utara
16
[12]
2.7
FAKTOR
–
FAKTOR
YANG
MEMENGARUHI
PROSES
SAPONIFIKASI
1. Suhu Operasi
Proses saponifikasi trigliserida dapat berlangsung pada suhu kamar dan
prosesnya sangat cepat berlangsung.
Ditinjau dari segi termodinamikanya, kenaikan suhu akan menurunkan hasil,
hal ini dapat dilihat dari persamaan Van`t Hoff :
Kare a reaksi pe yabu a merupaka reaksi eksotermis (
egatif), maka
dengan kenaikan suhu akan dapat memperkecil harga K (konstanta
keseimbangan), tetapi jika ditinjau dari segi kinetika, kenaikan suhu akan
menaikan kecepatan reaksi. Hal ini dapat dilihat dari persamaan Arhenius
berikut ini:
Dalam hubungan ini, k adalah konstanta kecepatan reaksi, A adalah faktor
tumbukan, E adalah energi aktivasi (cal/gr mol), T adalah suhu (ºK), dan R
adalah tetapan gas ideal (cal/gr mol.K). Berdasarkan persamaan tersebut maka
dengan adanya kenaikan suhu berarti harga k (konstanta kecepatan reaksi)
bertambah besar. Jadi pada kisaran suhu tertentu, kenaikan suhu akan
mempercepat reaksi, yang artinya menaikan hasil dalam waktu yang lebih cepat.
Tetapi jika kenaikan suhu telah melebihi suhu optimumnya maka akan
menyebabkan pengurangan hasil karena harga konstanta keseimbangan reaksi K
akan turun yang berarti reaksi bergeser ke arah pereaksi atau dengan kata lain
hasilnya akan menurun. Turunnya harga konstanta keseimbangan reaksi oleh
naiknya suhu merupakan akibat dari reaksi penyabunan yang bersifat eksotermis
[17]
2. Pengadukan
Trigliserida, asam lemak, metil ester dan minyak sangat sukar larut dalam air,
sedangkan larutan basa seperti NaOH sangat larut dalam air. Sehingga jika
Universitas Sumatera Utara
17
kedua reaktan ini diiamkan akan terbentuk dua lapisan dan reaksinya akan
berlangsung lambat. Untuk menghindari hal tersebut maka pengadukan yang
cukup kuat perlu dilakukan agar seluruh partikel dari reaktan dapat terdispersi
satu sama lain dan dengan demikian laju reaksi akan semakin cepat.
3. Konsentrasi Reaktan
Dalam reaksi kimia, reaksi yang berlangsung cepat adalah pada saat awal
terjadinya reaksi, karena terdapat banyak reaktan dan produk yang masih sedikit.
Karena pada reaksi saponifikasi menghasilkan air sebagai produk samping yang
dapat membuat laju reaksi akan semakin kecil, maka untuk menghindari hal
tersebut dilakukan dengan cara melarutkan basa alkali dengan air yang
secukupnya sehingga menghasilkan larutan basa yang pekat.
2.8
MEKANISME PEMBERSIHAN KOTORAN OLEH SABUN
Mekanisme Pembersihan Kotoran oleh Sabun Minyak atau lemak atau asam
lemak sangat cocok untuk produk surfaktan karena stuktur molekulnya yang sangat
spesifik. Bagian ekor hidrokarbon akan memiliki afinitas terhadap alifatik
hidrokarbon dan senyawa rantai panjang lainnya, sedang karboksil akan memiliki
daya tarik terhadap air [18]
Gambar 2.2 Gugus Ampibik Pada Sabun
[18]
Kotoran yang menempel pada kulit umumnya adalah minyak, lemak dan
keringat. Zat-zat ini tidak dapat larut dalam air karena sifatnya yang non polar. Sabun
Universitas Sumatera Utara
18
digunakan untuk melarutkan kotoran-kotoran pada kulit tersebut. Sabun memiliki
gugus non polar yaitu gugus –R yang akan mengikat kotoran, dan gugus –COONa
yang akan mengikat air karena sama-sama gugus polar. Kotoran tidak dapat lepas
karena terikat pada sabun dan sabun terikat pada air [19].
2.9
KULIT BUAH KAPUK (CEIBA PETANDRA)
Tanaman
kapuk
randu
(Ceiba
petandra)
merupakan
tanaman
perkebunan/industri. Tanaman ini mampu tumbuh dan berproduksi di daerah dataran
rendah sampai dataran tinggi serta dapat dikembangkan di lahan–lahan marjinal,
kurang subur dan kurang sumber air. Peningkatan produksi kapuk berdampak positif
pada peningkatan pendapatan petani dan nilai ekspor. Harga kapuk berkisar
Rp6.000-Rp7.000/kg serat berbiji. Komoditas kapuk selain dibutuhkan pasar dalam
negeri juga diekspor ke sejumlah negara Asia seperti India, Singapura dan AS. Selain
itu, kapuk randu juga merupakan salah satu komoditi ekspor yang penting di
Indonesia.
Gambar 2.3 Pohon Kapuk Randu (Ceiba Petandra L)
[4]
Kapuk mempunyai banyak manfaat mulai dari seratnya sampai minyak bijinya.
Seratnya sebagai bahan pengisi kasur, alat pelampung, sedang bijinya menghasilkan
minyak goreng yang berkhasiat menurunkan kolesterol dalam darah. Jawa Tengah
pada umumnya dan Eks Karesidenan Pati pada khususnya merupakan salah satu
penghasil kapuk utama di Indonesia dan pernah menguasai pasaran dunia dengan
hasil sebesar 22.600 ton/tahun, yaitu pada tahun 1930-an dikenal dengan Java kapuk.
Universitas Sumatera Utara
19
Akan tetapi, saat sekarang ini produksinya sangat berkurang. Hal ini disebabkan
karena jumlah tanaman kapuk randu yang sudah banyak ditebang untuk memenuhi
kebutuhan yang lain misalnya sebagai bahan bangunan yang menggunakan kayu
randu [20]. Selain hal tersebut kulit iji kapuk juga dapat digunakan sebagai sumber
alkali alami yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun.
Gambar 2.4 Buah Kapuk (Ceiba Petandra)
[4]
Kapuk merupakan salah satu jenis tanaman tropis yang bermanfaat. Kapuk
dapat menghasilkan serat, dapat digunakan untuk makanan ternak dalam kehidupan
sehari-hari dan minyak bijinya dapat untuk industri,seperti pembuatan biodiesel.
Pohonnya berdiri kokoh dapat mencegah pengikisan tanah oleh air (erosi) dan
menjaga daerah aliran sungai. Tanaman ini tumbuh subur secara alami terdapat pada
16°LU di AS, terus ke Amerika Tengah sampai 16°LS di Amerika Selatan . [21]
Adapun taksonomi dari tanaman kapuk ini, yaitu:
Kingdom
: Plantae
Subkingdom
: Tracheobionta
Divisi
: Magnoliophyta
Sub divisi
: Spermatophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Sub kelas
: Dileniidae
Ordo
: Malvales
Keluarga
: Bombacaceae
Marga
: Ceiba
Universitas Sumatera Utara
20
: Ceiba Petandra L.Gaerth
Spesies
[22]
Menurut data Badan Pusat Statistik pada tahun 2014, jumlah produksi
tanaman perkebunan rakyat kapuk randu di Indonesia terdapat pada tahun 2001,
yaitu 91.200 ton. Data yang dihimpun jumlah produksi tanaman perkebunan rakyat
kapuk randu pada tahun 2014 terakhir sekitar 58.200 ton atau terjadi penurunan yang
cukup signifikan. [21]
Setelah mengalami proses pembakaran hingga menjadi abun, kapuk
randu(Ceiba Petandra) mengandung beberapa senyawa alkali yang bermanfaat bagi
kehidupan. Abu kulit buah kapuk randu yang lebih dikenal dengan istilah soda Q
mengandung senyawa Kalium Karbonat (K2CO3) 50,78 %, Natrium Karbonat
(Na2CO3) 26,27%, dan Natrium Hidroksida (NaOH) 4,37%. Data tersebut
berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Sulfindo. Sampai
sekarang abu kulit buah kapuk sebatas hanya digunakan untuk tambahan pada
industri sabun dan soda kue, belum ada usaha yang mumpuni untuk memisahkan
kalium dari soda Q padahal manfaat kalium cukup banyak salah satunya bahan dasar
pembuatan pupuk [23].
Tabel 2.7 Kandungan Komponen Soda Q Pada Biji Kapuk
Parameter
Unit
Kandungan NaOH
%
Kandungan Na2CO3
%
Kandungan K2CO3
%
Kandungan Cl dalam
%
NaCl
Kandungan SiO4
%
Kandungan SiO2
%
Kandungan Al dalam
%
Al2O3
Kandungan Fe dalam
%
FeO3
Kandungan Ca dalam
Ppm
CaO
Kandungan Mg dalam
Ppm
MgO
*Anaisa kadar diatas dalam berat 250 gram.
Jumlah
4,37
26,27
50,78
1,20
3,63
13,68
0,04
0,03
24,08
39,02
Universitas Sumatera Utara
21
Abu merupakan bahan anorganik yang tidak dapat dibakar dari sumber bahan
bakar yang tersisa setelah melalui pembakaran sempurna dan mengandung fraksi
mineral dari biomassa tersebut. Produk dasar biomassa menghasilkan residu abu,
yang melibatkan proses termokimia yang meliputi pembakaran, pirolisis dan
insinerasi dari biomassa tersebut [24].
2.10 KALIUM
Kalium/Potassium merupakan logam yang mempunyai berat molekul 39,1
gram/mol, titik didihnya 765,5 oC dan mempunyai titik leleh pada suhu 63,2 oC.
Logam ini dapat larut dalam cairan amonia, etilendiamin, anilin, beberapa logam,
membentuk paduan (alloys), dan larutan asam. Kalium sangat reaktif dengan
kelembaban.Hal ini dapat menghasilkan larutan korosif saat kontak langsung dengan
dengan air atau uap air. Reaksi ini sangat berbahaya karena melepaskan hidrogen
dengan panas yang cukup besar dapat menyebabkan pengapian atau ledakan. Kalium
juga sangat sensitif terhadap udara, Pembentukan peroksida dapat terjadi dalam
wadah yang telah dibuka dan tetap dalam penyimpanan [25]
Kalium merupakan mineral yang bermanfaat bagi tubuh kita yaitu berfungsi
untuk mengendalikan tekanan darah, terapi darah tinggi, serta membersihkan
karbondioksida di dalam darah. Kekurangan kalium dapat berefek buruk dalam tubuh
karena mengakibatkan hipokalemian yang menyebabkan frekuensi denyut jantung
melambat. Sedangkan untuk kelebihan kalium mengakibatkan hiperkalemia yang
menyebabkan aritmia jantung, konsentrasi yang lebih tinggi lagi yang dapat
menimbulkan henti jantung atau fibrilasi jantung, Kekurangan ion-ion kalsium dalam
tanah akan menyebabkan sumber kalsium yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh
semakin terhambat. Sedangkan kekurangan ion kalium menyebabkan daun seperti
terbakar dan akhirnya gugur.[26] Dalam bidang industri, kalium diperlukan pada
pembuatan kalium sulfat dalam industri cat dan pupuk [27].
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
SABUN
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 [8]. Sabun adalah garam 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. Lapisan air yang mengandung gliserol dipisahkan, dan gliserol
dipulihkan dengan penyulingan. Lemak atau minyak yang digunakan dapat berupa
lemak hewani ataupun nabati, lilin, maupun minyak ikan laut.Pada saat ini teknologi
sabun telah berkembang pesat.Sabun dengan jenis dan bentuk yang bervariasi dapat
diperoleh dengan mudah dipasaran seperti sabun mandi, sabun cuci baik untuk
pakaian maupun untuk perkakas rumah tangga, hingga sabun yang digunakan dalam
industri.
Banyaknya prosuksi sabun cair di Indonesia dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Produksi Sabun Cair di Indonesia Tahun 2001-2005
Tahun
Frekuensi (kg)
Nilai (Rp)
2001
415.064
2.324.356.000
2002
883.956
4.950.164.000
2003
989.098
5.322.156.000
2004
1.240.082
7.923.653.000
2005
7.245.937
29.295.886.000
[9]
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa kebutuhan akan sabun di Indonesia
mengalami peningkatan setiap tahunnya. Hal ini menunjukkan bahwa kebutuhan
masyarakat akan sabun setiap tahunnya mengalami peningkatan. Oleh sebab itu perlu
dilakukan pembuatan sabun alami yang menggunakan kalium yang ada pada kulit
buah randu dan minyak sawit sebagai bahan bakuny
5
Universitas Sumatera Utara
6
Spesifikasi mutu sabun dapat di lihat pada tabel 2.2 berikut ini.
Tabel 2.2 Spesifikasi Mutu Sabun Mandi Cair Berdasarkan SNI 06 – 3532 – 1994
[10]
Kriteria Uji
Persyaratan (Satuan)
Keadaan
-
Penampilan
Cairan Homogen
-
Bau
Khas
-
warna
Khas
pH pada 25oC
8 – 11
Alkali Bebas
Maksimal 0,14 %
Bahan Aktif
Minimal 15 %
Bobot jenis pada 25oC
1,01 – 1,1 g/ml
Bilangan penyabunan
196 - 206
Sabun merupakan bahan logam alkali dengan rantai asam monocarboxylic
yang panjang.Larutan alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun bergantung
pada jenis sabun tersebut. Larutan alkali yang biasa yang digunakan pada sabun
keras adalah Natrium Hidroksida (NaoH) dan alkali yang biasa digunakan pada
sabun lunak adalah Kalium Hidroksida (KOH).
Sabun berfungsi untuk mengemulsi kotoran kotoran berupa minyak ataupun
zat pengotor lainnya. Sabun dibuat melalui proses saponifikasi lemak minyak dengan
larutan alkali membebaskan gliserol. Lemak minyak yang digunakan dapat berupa
lemak hewani, minyak nabati, lilin, ataupun minyak ikan laut.
Pada saat ini teknologi sabun telah berkembang pesat.Sabun dengan jenis dan
bentuk yang bervariasi dapat diperoleh dengan mudah dipasaran seperti sabun mandi,
sabun cuci baik untuk pakaian maupun untuk perkakas rumah tangga, hingga sabun
yang digunakan dalam industri.
Kandungan zat zat yang terdapat pada sabun juga bervariasi sesuai dengan
sifat dan jenis sabun.Zat zat tersebut dapat menimbulkan efek baik yang
menguntungkan maupun yang merugikan. Oleh karena itu, konsumen perlu
memperhatikan kualitas sabun dengan teliti sebelum membeli dan menggunakannya.
Universitas Sumatera Utara
7
Pada pembuatan sabun, bahan dasar yang biasa digunakan adalah : C12 – C18
Jika : < C12 : Iritasi pada kulit
> C20 : Kurang larut (digunakan sebagai campuran)
Sabun murni terdiri dari 95% sabun aktif dan sisanya adalah air, gliserin, garam dan
impurity lainnya. Semua minyak atau lemak pada dasarnya dapat digunakan untuk
membuat sabun. Lemak dan minyak nabati merupakan dua tipe ester. Lemak
merupakan campuran ester yang dibuat dari alcohol dan asam karboksilat seperti
asam stearat, asam oleat dan asam palmitat. Lemak padat mengandung ester dari
gliserol dan asam palmitat, sedangkan minyak, seperti minyak zaitun mengandung
ester dari gliserol asam oleat.
Bahan pembuatan sabun terdiri dari dua jenis, yaitu bahan baku dan bahan
pendukung. Bahan baku dalam pembuatan sabun adalah minyak atau lemak dan
senyawa alkali (basa). Bahan pendukung dalam pembuatan sabun digunakan untuk
menambah kualitas produk sabun, baik dari nilai guna maupun dari daya tarik. Bahan
pendukung yang umum dipakai dalam proses pembuatan sabun di antaranya natrium
klorida, natrium karbonat, natrium fosfat, parfum, dan pewarna [11].
2.2
JENIS – JENIS SABUN
Saat ini telah banyak ditemukan berbagai macam jenis bahan baku pembuatan
sabun diantaranya dari daun-daun, akar, biji-bijian dan kacang-kacangan yang dapat
di gunakan untuk membentuk sabun yang dapat membawa kotoran keluar dari
pakaian.Sabun merupakan garam logam alkali (Na) dengan asam lemak dan minyak
dari alam yang disebut trigliserida. Lemak dan minyak mempunyai dua jenis ikatan
yaitu ikatan jenuh dan ikatan tak jenuh dengan atom karbon 8-12 yang berikatan
dengan gliserin. Secara umum reaksi antara kaustik dengan gliserol menghasilkan
gliserol dan sabun yang disebut saponifikasi.
Setiap minyak dan lemak memiliki asam lemak yang berbeda-beda. Perbedaan
tersebut menyebabkan sabun yang akan dihasilkan juga akan berbeda-beda
tergantung kepada jenis minyak dan lemak yang digunakan. Minyak dan lemak
dengan kandungan asam lemak yang rantai pendek dan ikatan tak jenuh
Universitas Sumatera Utara
8
menghasilkan sabun cair sedangkan minyak dan lemak dengan kandungan asam
lemak rantai panjang dan jenuh menghasilkan sabun keras.
Sabun merupakan salah satu jenis surfaktan yang terbuat dari lemak dan minyak
alami. Surfaktan memiliki sifat biopolar. Bagian kepala bersifat hidrofobik dan
bagian ekor bersifat hidrofilik. Karena sifat inilah sabun dapat mengangkat kotoran
dari dalam pakaian.
Adapun jenis-jenis sabun dan fungsinya adalah sebagai berikut
1. Sabun Transaparan
Sabun ini adalh sabun yang tembus andang dan memiliki penampilan
yang tembus pandang. Sabun ini memiliki kadar yang ringan dan juga
mudah larut dalam air.
2. Deodorant Soap
Sabun ini bersifat sangat aktif dan biasanya digunakan untuk
menghilangkan bau pada tubuh. Sabun initidak dianjurkan untuk
digunakan ada bagian wajah karena dapat menyebabkan iritasi.
3. Acne Soap
Sabun ini dikhususkan untuk membunuh bakteri-bakteri ada jerawat.
Seringkali sabun jerawat ini meyebabkan kulit kering bila penggunaanya
di barengi denga penngunaan Acne lain yang menyebabkan terjadinya
iritasi pada kulit. Sehingga sebaiknya menggunakan pelembab pada kulit
[12].
4. Shaving Cream
Shaving Cream disebut juga dengan sabun Kalium.Bahan dasarnya
adalah
campuran
minyak
kelapa
dengan
asam
stearat
dengan
perbandingan 2:1.
5. Sabun Cair
Sabun cair dibuat melalui proses saponifikasi dengan menggunakan
minyak nabati serta menggunakan alkali (KOH). Untuk meningkatkan
kejernihan sabun, dapat ditambahkan gliserin atau alcohol.
6. Sabun kesehatan
Sabun kesehatan pada dasarnya merupakan sabun mandi dengan kadar
parfum yang rendah, tetapi mengandung bahan-bahan antiseptic dan
Universitas Sumatera Utara
9
bebas dari bakteri adiktif. Bahan-bahan yang digunakan dalam sabun ini
adalah tri-salisil anilida, tri-klor carbanilyda, irgassan Dp 300 dan sulfur.
7. Sabun Chip
Pembutan sabun chip tergantung pada tujuan konsumen didalam
menggunakan sabun yaitu sebagai sabun cuci atau sabun mandi dengan
beberapa pilihan komposisi tertentu. Sabun chip dapat dibuat dengan
berbagai cara yaitu melalui pengeringan, atau menggiling atau
menghancurkan sabun yang berbentuk batangan [11].
2.3
MINYAK DAN LEMAK
Minyak berdasarkan sumbernya dapat dikelompokan menjadi:
2.3.1 Minyak Hewani
Minyak hewani adalah minyak yang berasal dari lemak hewan, beberapa
contoh minyak hewani
1.
Minyak Tallow
Tallow adalah lemak sapi atau domba yang dihasilkan oleh industry pengolahan
daging sebagai hasil samping. Kualitas dari tallow ditentukan dari warna, titier
(temperature solidifikasi dari asam lemak), kandungan FFA, bilangan sapofikasi,
dan bilangan iodin. Tallow dengan kualitas baik biasanya digunakan dalam
pembuatan sabun mandi dan tallow dengan kualitas rendah digunakan dala
pembuatan sabun cuci. Oleat dan strearat adalah asam lemak yang paling banyak
terdapat dalam tallow. Jumlah FFA dari tallow berkisar 0,75 – 7,0 %. Titer pada
tallow umumnya diatas 40 °C. Tallow dengan titer dibawah 40 °C dikenal
dengan grease.
2.
Minyak Lard
Lard merupakan minyak babi yang masih banyak mengandung asam lemak tak
jenih seperti oleat (60-65%) dan asam lemak jenuh seperti strearat (35-40%).
Jika digunakan sebagai pengganti tallow, lard harus dihidrogenasi parsial
terlebih dahulu untuk mengurangi ketidak jenuhannya. Sabun yang dihasilkan
dari lard berwarna putih dan mudah berbusa.
3.
Minyak Marine
Universitas Sumatera Utara
10
Minyak berasal dari mamalia laut (Paus) dan ikan laut. Marine oil memiliki
kandungan asam lemak tak jenuh yang cukup tinggi, sehingga harus
dihidrogenasi parsial terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan baku.
2.3.2 Minyak Nabati
Minyak hewani adalah minyak yang berasal dari lemak hewan, beberapa
contoh minyak nabati
1.
Minyak Kelapa Sawit
Minyak kelapa sawit umumnya digunakan sebagai pengganti tallow.Minyak
kelapa sawit dapat diperoleh dari pemasakan buah kelapa sawit. Minyak kelapa sawit
berwarnajingga kemerahan karena adanya kandungan zat warna karotenoid sehingga
jika akan digunakansebagai bahan baku pembuatan sabun harus dipucatkan terlebih
dahulu. Sabun yang terbuat dari 100% minyak kelapa sawit akan bersifat keras dan
sulit berbusa. Maka dari itu, jika akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan
sabun, minyak kelapa sawit harus dicampur dengan bahan lainnya.
2.
Minyak Kelapa
Minyak kelapa merupakan minyak nabati yang sering digunakan dalamindustri
pembuatan sabun.Minyak kelapa berwarna kuning pucat dan diperoleh melalui
ekstraksi dagingbuah yang dikeringkan (kopra). Minyak kelapa memiliki kandungan
asam lemak jenuh yang tinggi,terutama asam laurat, sehingga minyak kelapa tahan
terhadap oksidasi yang menimbulkan bau tengik.Minyak kelapa juga memiliki
kandungan asam lemak kaproat, kaprilat, dan kaprat.
3.
Minyak Zaitun
Minyak zaitun berasal dari ekstraksi buah zaitun.Minyak zaitun dengan kualitas
tinggi memiliki warna kekuningan.Sabun yang berasal dari minyak zaitun memiliki
sifat yangkeras tapi lembut bagi kulit [11].
2.4
MINYAK KELAPA SAWIT
Pohon kelapa sawit merupakan tanaman tropis yang berasal dari Afrika
Barat.Kelapa sawit memiliki Penggunaan sebagai makanan dan obat-obatan.Minyak
sawit
mentah
(CPO)
diperoleh
dari
buah
pohon
kelapa
sawit
(Elaeis
guineensis).Minyak ini kaya asam palmitat, carotene dan vitamin E. Minyak kelapa
sawit diekstrak dari mesocarp matang buah dari pohon kelapa sawit (Elaeis
Universitas Sumatera Utara
11
guineensis).Lima terkemuka negara produsen adalah Indonesia, Malaysia, Thailand,
Kolombia dan Nigeria.Buah sawit menghasilkan dua jenis minyak, yaitu minyak
sawit mentah (CPO) dari minyak mesocarp kelapa sawit dan inti dari dalam kernel
(PKO) [13].
Berikut data luas perkebunan besar kelapa sawit Indonesia tahun 2009-2013
Tabel 2.3 Data Luas Perkebunan Besar Kelapa Sawit Indonesia tahun 2009-2013 [9]
Tahun
Produksi (1000 Ton)
2009
4888,0
2010
5161,6
2011
5349,8
2012
5995,7
2013
6170,7
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak sawit terbesar di
dunia. Hal tersebut dapat di lihat dari data tabel di atas yang setiap tahunnya
menglami peningkatan. Sehingga pendirian industri sabun di Indonesia memiliki
potensi yang sayang besar.
Adapun taksonomi dari tumbuhan kelapa sawit adalah:
Kingdom
:Tumbuhan
Divisi
:Magnoliophyta
Kelas
:Liliopsida
Ordo
:Arecales
Famili
: Arecacee
Jenis
:Elaeis
Spesies
: E.guineensis
Gambar 2.1 Biji Kelapa Sawit
[14]
Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit (Elaeis
guinensis JACQ}. Secara garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah
(pericarp) dan inti (kernel). Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapis yaitu
lapisan luar atau kulit buah yang diseb but pericarp, lapisan sebelah dalam disebut
mesocarp atau pulp dan lapisan paling dalam disebut endocarp. Inti kelapa sawit
Universitas Sumatera Utara
12
terdiri dari lapisan kulit biji (testa), endosperm dan embrio. Mesocarp mengandung
kadar minyak rata-rata sebanyak 56%, inti (kernel) mengandung minyak sebesar
44%, dan endocarp tidak mengandung minyak [15].
Berikut ini adalah tabel komposisi asam lemak pada minyak sawit.
Tabel 2.4 Komosisi Asam Lemak Pada Minyak Sawit.
Asam Lemak
Indonesia
Malaysia
Miristik
0,5-0,8
0,4-0,8
Palmitik
46-51
46-50
Stearik
2-4
2-4
Oleik
40-42
38-42
Linoleik
6-8
6-8
[14]
Minyak sawit digunakan sebagai bahan baku minyak makan, margarin, sabun,
kosmetika, industri baja, kawat, radio, kulit dan industri farmasi. Minyak sawit dapat
digunakan untuk begitu beragam peruntukannya karena keunggulan sifat yang
dimilikinya yaitu tahan oksidasi dengan tekanan tinggi, mampu melarutkan bahan
kimia yang tidak larut oleh bahan pelarut lainnya, mempunyai daya melapis yang
tinggi dan tidak menimbulkan iritasi pada tubuh dalam bidang kosmetik.
Bagian yang paling populer untuk diolah dari kelapa sawit adalah buah.
Bagian daging buah menghasilkan minyak kelapa sawit mentah yang diolah menjadi
bahan baku minyak goreng dan berbagai jenis turunannya. Kelebihan minyak nabati
dari sawit adalah harga yang murah, rendah kolesterol, dan memiliki kandungan
karoten tinggi. Minyak sawit juga diolah menjadi bahan baku margarin.
Minyak inti menjadi bahan baku minyak alkohol dan industri kosmetika.
Bunga dan buahnya berupa tandan, bercabang banyak. Buahnya kecil, bila masak
berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit buahnya
mengandung minyak. Minyaknya itu digunakan sebagai bahan minyak goreng,
sabun, dan lilin. Ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak. Ampas yang
disebut bungkil itu digunakan sebagai salah satu bahan pembuatan makanan ayam.
Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang.
Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit (Elaeis
guinensis JACQ). Secara garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah
Universitas Sumatera Utara
13
(pericarp) dan inti (kernel). Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapis yaitu
lapisan luar atau kulit buah yang disebut pericarp, lapisan sebelah dalam disebut
mesocarp atau pulp dan lapisan paling dalam disebut endocarp. Inti kelapa sawit
terdiri dari lapisan kulit biji (testa), endosperm dan embrio. Mesocarp mengandung
kadar minyak rata-rata sebanyak 56%, inti (kernel) mengandung minyak sebesar
44%, dan endocarp tidak mengandung minyak.
Produk minyak kelapa sawit sebagai bahan makanan mempunyai dua aspek
kualitas. Aspek pertama berhubungan dengan kadar dan kualitas asam lemak,
kelembaban dan kadar kotoran. Aspek kedua berhubungan dengan rasa, aroma dan
kejernihan serta kemurnian produk. Kelapa sawit bermutu prima (SQ, Special
Quality) mengandung asam lemak (FFA, Free Fatty Acid) tidak lebih dari 2 % pada
saat pengapalan. Kualitas standar minyak kelapa sawit mengandung tidak lebih dari
5 % FFA. Setelah pengolahan, kelapa sawit bermutu akan menghasilkan rendemen
minyak 22,1 % ‐ 22,2 % (tertinggi) dan kadar asam lemak bebas 1,7 % ‐ 2,1 %
(terendah).
Minyak kelapa sawit seperti umumnya minyak nabati lainnya adalah
merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, sedangkan komponen penyusunnya
yang utama adalah trigliserida dan nontrigliserida [11].
Berikut ini adalah tabel dari komposisi trigliserida dan tabel komposisi asam
lemak dari minyak kelapa sawit.
Table 2.5 Komposisi Trigliserida Minyak Kelapa Sawit
Trigliserida
Jummlah (%)
Tripalmitin
3–5
Dipalmito - Stearine
1–3
Oleo - Miristopalmitin
0–5
Oleo - Dipalmitin
21 – 43
Oleo - Palmitostearine
10 – 11
Palmito - Diolein
32 – 48
Stearo - Diolein
0–6
Linoleo - Diolein
3 – 12
[16]
Universitas Sumatera Utara
14
Table 2.6 Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa Sawit
Asam Lemak
Jumlah (%)
Rumus Molekul
Asam Kaprilat
-
C7H15COOH
Asam kaproat
-
C5H11COOH
Asam Miristat
1,1 – 2,5
C13H27COOH
Asam Palmitat
40 – 46
C15H31COOH
Asam Stearat
3,6 – 4,7
C17H35COOH
Asam Oleat
30 – 45
C17H33COOH
Asam Laurat
-
C11H23COOH
Asam Linoleat
7 – 11
C17H31COOH
[16]
2.5
SAPONIFIKASI
Sabun adalah garam alkali dari asam lemak dan dihasilkan menurut reaksi
asam lemak. Basa alkali yang umum digunakan untuk membuat sabun adalah
natrium(NaOH) dan amonia ((NH4OH) sehingga rumus molekul selalu dinyatakan
sebagai RCOONa, RCOOK atau RCOONH4.
Proses pembuaatan sabun dikenal dengan istilah saponifikasi. Saponifikasi
adalah reaksi hidrolisis asam lemak oleh adanya basa lemah (NaOH). Sabun
terutama mengandung C12 dan C16 selain itu juga mengandung asam karboksilat.
Berikut merupakan reaksi saponifikasi:
[12]
2.6
PROSES PEMBUATAN SABUN
Universitas Sumatera Utara
15
Berdasarkan bahan baku yang digunakan untuk membuat sabun maka proses
pembuatan sabun dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu proses saponifikasi
trigliserida, netralisassi asam lemak dan proses saponifikasi metil ester asam lemak
2.6.1 Proses Saponifikasi Trigliserida
Proses ini merupakan proses yang paling tua diantara proses – proses
yang ada, karena bahan baku untuk proses ini sangat mudah diperoleh.
Trigliserida yang digunakan untuk proses ini dapat berupa minyak hewan,
nabati maupun minyak ikan laut.
Tahap pertama dari proses ini adalah mereaksikan trigliserida dengan
basa alkali sehingga akan menghasilkan sabun dan gliserol sebagai produk
samping. Lebih dari 99,5 % lemak dapat disaponifikasi pada proses ini [12].
2.6.2 Proses Saponifikasi Metil EsterAsam Lemak
Proses ini hampir sama dengan proses saponifikasi trigliserida hanya saja
pada proses ini menggunakan bahan baku metil ester dan basa alkali, selain itu
proses ini uga menghasilkan metanol senagai produk sampingnya. Metil ester
diperoleh dari hasil reaksi inter-seterifikasi trigliserida dengan metanol dengan
bantuan katalis tertentu.
Metil ester yang telah diperoleh direaksikan dengan basa NaOH
akanmenghasilkansabun dan metanol sebagai produk samping.
RCOOCH3 + NaOH
Metil Ester
Basa
RCOONa + CH3OH
Sabun
Metano
Universitas Sumatera Utara
16
[12]
2.7
FAKTOR
–
FAKTOR
YANG
MEMENGARUHI
PROSES
SAPONIFIKASI
1. Suhu Operasi
Proses saponifikasi trigliserida dapat berlangsung pada suhu kamar dan
prosesnya sangat cepat berlangsung.
Ditinjau dari segi termodinamikanya, kenaikan suhu akan menurunkan hasil,
hal ini dapat dilihat dari persamaan Van`t Hoff :
Kare a reaksi pe yabu a merupaka reaksi eksotermis (
egatif), maka
dengan kenaikan suhu akan dapat memperkecil harga K (konstanta
keseimbangan), tetapi jika ditinjau dari segi kinetika, kenaikan suhu akan
menaikan kecepatan reaksi. Hal ini dapat dilihat dari persamaan Arhenius
berikut ini:
Dalam hubungan ini, k adalah konstanta kecepatan reaksi, A adalah faktor
tumbukan, E adalah energi aktivasi (cal/gr mol), T adalah suhu (ºK), dan R
adalah tetapan gas ideal (cal/gr mol.K). Berdasarkan persamaan tersebut maka
dengan adanya kenaikan suhu berarti harga k (konstanta kecepatan reaksi)
bertambah besar. Jadi pada kisaran suhu tertentu, kenaikan suhu akan
mempercepat reaksi, yang artinya menaikan hasil dalam waktu yang lebih cepat.
Tetapi jika kenaikan suhu telah melebihi suhu optimumnya maka akan
menyebabkan pengurangan hasil karena harga konstanta keseimbangan reaksi K
akan turun yang berarti reaksi bergeser ke arah pereaksi atau dengan kata lain
hasilnya akan menurun. Turunnya harga konstanta keseimbangan reaksi oleh
naiknya suhu merupakan akibat dari reaksi penyabunan yang bersifat eksotermis
[17]
2. Pengadukan
Trigliserida, asam lemak, metil ester dan minyak sangat sukar larut dalam air,
sedangkan larutan basa seperti NaOH sangat larut dalam air. Sehingga jika
Universitas Sumatera Utara
17
kedua reaktan ini diiamkan akan terbentuk dua lapisan dan reaksinya akan
berlangsung lambat. Untuk menghindari hal tersebut maka pengadukan yang
cukup kuat perlu dilakukan agar seluruh partikel dari reaktan dapat terdispersi
satu sama lain dan dengan demikian laju reaksi akan semakin cepat.
3. Konsentrasi Reaktan
Dalam reaksi kimia, reaksi yang berlangsung cepat adalah pada saat awal
terjadinya reaksi, karena terdapat banyak reaktan dan produk yang masih sedikit.
Karena pada reaksi saponifikasi menghasilkan air sebagai produk samping yang
dapat membuat laju reaksi akan semakin kecil, maka untuk menghindari hal
tersebut dilakukan dengan cara melarutkan basa alkali dengan air yang
secukupnya sehingga menghasilkan larutan basa yang pekat.
2.8
MEKANISME PEMBERSIHAN KOTORAN OLEH SABUN
Mekanisme Pembersihan Kotoran oleh Sabun Minyak atau lemak atau asam
lemak sangat cocok untuk produk surfaktan karena stuktur molekulnya yang sangat
spesifik. Bagian ekor hidrokarbon akan memiliki afinitas terhadap alifatik
hidrokarbon dan senyawa rantai panjang lainnya, sedang karboksil akan memiliki
daya tarik terhadap air [18]
Gambar 2.2 Gugus Ampibik Pada Sabun
[18]
Kotoran yang menempel pada kulit umumnya adalah minyak, lemak dan
keringat. Zat-zat ini tidak dapat larut dalam air karena sifatnya yang non polar. Sabun
Universitas Sumatera Utara
18
digunakan untuk melarutkan kotoran-kotoran pada kulit tersebut. Sabun memiliki
gugus non polar yaitu gugus –R yang akan mengikat kotoran, dan gugus –COONa
yang akan mengikat air karena sama-sama gugus polar. Kotoran tidak dapat lepas
karena terikat pada sabun dan sabun terikat pada air [19].
2.9
KULIT BUAH KAPUK (CEIBA PETANDRA)
Tanaman
kapuk
randu
(Ceiba
petandra)
merupakan
tanaman
perkebunan/industri. Tanaman ini mampu tumbuh dan berproduksi di daerah dataran
rendah sampai dataran tinggi serta dapat dikembangkan di lahan–lahan marjinal,
kurang subur dan kurang sumber air. Peningkatan produksi kapuk berdampak positif
pada peningkatan pendapatan petani dan nilai ekspor. Harga kapuk berkisar
Rp6.000-Rp7.000/kg serat berbiji. Komoditas kapuk selain dibutuhkan pasar dalam
negeri juga diekspor ke sejumlah negara Asia seperti India, Singapura dan AS. Selain
itu, kapuk randu juga merupakan salah satu komoditi ekspor yang penting di
Indonesia.
Gambar 2.3 Pohon Kapuk Randu (Ceiba Petandra L)
[4]
Kapuk mempunyai banyak manfaat mulai dari seratnya sampai minyak bijinya.
Seratnya sebagai bahan pengisi kasur, alat pelampung, sedang bijinya menghasilkan
minyak goreng yang berkhasiat menurunkan kolesterol dalam darah. Jawa Tengah
pada umumnya dan Eks Karesidenan Pati pada khususnya merupakan salah satu
penghasil kapuk utama di Indonesia dan pernah menguasai pasaran dunia dengan
hasil sebesar 22.600 ton/tahun, yaitu pada tahun 1930-an dikenal dengan Java kapuk.
Universitas Sumatera Utara
19
Akan tetapi, saat sekarang ini produksinya sangat berkurang. Hal ini disebabkan
karena jumlah tanaman kapuk randu yang sudah banyak ditebang untuk memenuhi
kebutuhan yang lain misalnya sebagai bahan bangunan yang menggunakan kayu
randu [20]. Selain hal tersebut kulit iji kapuk juga dapat digunakan sebagai sumber
alkali alami yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun.
Gambar 2.4 Buah Kapuk (Ceiba Petandra)
[4]
Kapuk merupakan salah satu jenis tanaman tropis yang bermanfaat. Kapuk
dapat menghasilkan serat, dapat digunakan untuk makanan ternak dalam kehidupan
sehari-hari dan minyak bijinya dapat untuk industri,seperti pembuatan biodiesel.
Pohonnya berdiri kokoh dapat mencegah pengikisan tanah oleh air (erosi) dan
menjaga daerah aliran sungai. Tanaman ini tumbuh subur secara alami terdapat pada
16°LU di AS, terus ke Amerika Tengah sampai 16°LS di Amerika Selatan . [21]
Adapun taksonomi dari tanaman kapuk ini, yaitu:
Kingdom
: Plantae
Subkingdom
: Tracheobionta
Divisi
: Magnoliophyta
Sub divisi
: Spermatophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Sub kelas
: Dileniidae
Ordo
: Malvales
Keluarga
: Bombacaceae
Marga
: Ceiba
Universitas Sumatera Utara
20
: Ceiba Petandra L.Gaerth
Spesies
[22]
Menurut data Badan Pusat Statistik pada tahun 2014, jumlah produksi
tanaman perkebunan rakyat kapuk randu di Indonesia terdapat pada tahun 2001,
yaitu 91.200 ton. Data yang dihimpun jumlah produksi tanaman perkebunan rakyat
kapuk randu pada tahun 2014 terakhir sekitar 58.200 ton atau terjadi penurunan yang
cukup signifikan. [21]
Setelah mengalami proses pembakaran hingga menjadi abun, kapuk
randu(Ceiba Petandra) mengandung beberapa senyawa alkali yang bermanfaat bagi
kehidupan. Abu kulit buah kapuk randu yang lebih dikenal dengan istilah soda Q
mengandung senyawa Kalium Karbonat (K2CO3) 50,78 %, Natrium Karbonat
(Na2CO3) 26,27%, dan Natrium Hidroksida (NaOH) 4,37%. Data tersebut
berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan di Laboratorium Sulfindo. Sampai
sekarang abu kulit buah kapuk sebatas hanya digunakan untuk tambahan pada
industri sabun dan soda kue, belum ada usaha yang mumpuni untuk memisahkan
kalium dari soda Q padahal manfaat kalium cukup banyak salah satunya bahan dasar
pembuatan pupuk [23].
Tabel 2.7 Kandungan Komponen Soda Q Pada Biji Kapuk
Parameter
Unit
Kandungan NaOH
%
Kandungan Na2CO3
%
Kandungan K2CO3
%
Kandungan Cl dalam
%
NaCl
Kandungan SiO4
%
Kandungan SiO2
%
Kandungan Al dalam
%
Al2O3
Kandungan Fe dalam
%
FeO3
Kandungan Ca dalam
Ppm
CaO
Kandungan Mg dalam
Ppm
MgO
*Anaisa kadar diatas dalam berat 250 gram.
Jumlah
4,37
26,27
50,78
1,20
3,63
13,68
0,04
0,03
24,08
39,02
Universitas Sumatera Utara
21
Abu merupakan bahan anorganik yang tidak dapat dibakar dari sumber bahan
bakar yang tersisa setelah melalui pembakaran sempurna dan mengandung fraksi
mineral dari biomassa tersebut. Produk dasar biomassa menghasilkan residu abu,
yang melibatkan proses termokimia yang meliputi pembakaran, pirolisis dan
insinerasi dari biomassa tersebut [24].
2.10 KALIUM
Kalium/Potassium merupakan logam yang mempunyai berat molekul 39,1
gram/mol, titik didihnya 765,5 oC dan mempunyai titik leleh pada suhu 63,2 oC.
Logam ini dapat larut dalam cairan amonia, etilendiamin, anilin, beberapa logam,
membentuk paduan (alloys), dan larutan asam. Kalium sangat reaktif dengan
kelembaban.Hal ini dapat menghasilkan larutan korosif saat kontak langsung dengan
dengan air atau uap air. Reaksi ini sangat berbahaya karena melepaskan hidrogen
dengan panas yang cukup besar dapat menyebabkan pengapian atau ledakan. Kalium
juga sangat sensitif terhadap udara, Pembentukan peroksida dapat terjadi dalam
wadah yang telah dibuka dan tetap dalam penyimpanan [25]
Kalium merupakan mineral yang bermanfaat bagi tubuh kita yaitu berfungsi
untuk mengendalikan tekanan darah, terapi darah tinggi, serta membersihkan
karbondioksida di dalam darah. Kekurangan kalium dapat berefek buruk dalam tubuh
karena mengakibatkan hipokalemian yang menyebabkan frekuensi denyut jantung
melambat. Sedangkan untuk kelebihan kalium mengakibatkan hiperkalemia yang
menyebabkan aritmia jantung, konsentrasi yang lebih tinggi lagi yang dapat
menimbulkan henti jantung atau fibrilasi jantung, Kekurangan ion-ion kalsium dalam
tanah akan menyebabkan sumber kalsium yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh
semakin terhambat. Sedangkan kekurangan ion kalium menyebabkan daun seperti
terbakar dan akhirnya gugur.[26] Dalam bidang industri, kalium diperlukan pada
pembuatan kalium sulfat dalam industri cat dan pupuk [27].
Universitas Sumatera Utara