BAB II

PRARANCANGAN PABRIK

A. Teori

Detergent merupakan campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu

pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan sabun,

detergent mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak

terpengaruh oleh kesadahan air. Detergent merupakan garam natrium dari asam sulfonat. Rantai

hidrokarbon, R, di dalam molekul sabun di atas mungkin rantai hidrokarbon yang lurus atau

rantai hidrokarbon yang bercabang.

Bahan utama detergent ialah garam natrium yaitu asam organik yang dinamakan asam

sulfonik. Asam sulfonik yang digunakan dalam pembuatan detergent merupakan molekul

berantai panjang yang mengandungi 12 hingga 18 atom karbon per molekul. Detergent pertama

disintesis pada tahun 1940-an, yaitu garam natrium dari alkyl hydrogen sulfat. Alkohol berantai

panjang dibuat dengan cara penghidrogenan lemak dan minyak. Alkohol berantai panjang ini

direaksikan dengan asam sulfat menghasilkan alkil hydrogen sulfat yang kemudian dinetralkan

dengan basa.

Natrium lauril sulfat adalah detergent yang baik. Karena garamnya berasal dari asam

kuat, larutannya hampir netral. Garam kalsium dan magnesiumnya tidak mengendap dalam

larutannya, sehingga dapat dipakai dengan air lunak atau air sadah. Pada masa kini, detergent

yang umum digunakan adalah alkil benzenesulfonat berantai lurus. Pembuatannya melalui tiga

tahap. Alkena rantai lurus dengan jumlah karbon 14-14 direaksikan dengan benzena dan katalis

Friedel-Craft (AlCl3 atau HF) membentuk alkil benzena. Sulfonasi dan penetralan dengan basa

melengkapi proses ini.

Rantai alkil sebaiknya tidak bercabang. Alkil benzenasulfonat yang bercabang bersifat

tidak dapat didegradasi oleh jasad renik (biodegradable). Detergent ini mengakibatkan masalah

polusi berat pada tahun 1950-an, yaitu berupa buih pada unit-unit penjernihan serta disungai dan

danau-danau. Sejak tahun 1965, digunakan alkil benzenasulfonat yang tidak bercabang.

Detergent jenis ini mudah didegradasi secara biologis oleh mikroorganisme dan tidak

berakumulasi di lingkungan kita.

Deterjen tersusun oleh beberapa bagian yaitu :

Bahan Aktif (Active Ingredient)

Bahan aktif merupakan bahan inti dari deterjen sehingga bahan ini harus ada dalam

proses pembuatan deterjen. Secara kimia bahan ini dapat berupa sodium lauryl sulfonate

(SLS). Beberapa nama dagang dari bahan aktif ini diantaranya Luthensol, Emal, dan

Neopelex (NP). Di pasar beredar beberapa jenis Emal dan NP, yaitu Emal-10, Emal-20,

Emal-30, NP-10, NP-20, dan NP-30. Secara fungsional bahan aktif ini mempunyai andil

dalam meningkatkan daya bersih. Ciri dari bahan aktif adalah busanya sangat banyak.

Bahan pengisi (filler)

Bahan ini berfungsi sebagai pengisi dari seluruh campuran bahan baku. Pemberian

bahan ini berguna untuk memperbanyak atau memperbesar volume. Keberadaan bahan ini

dalam campuran bahan baku deterjen semat-mata ditinjau dari aspek ekonomis. Pada

umumnya, sebagai bahan pengisi deterjen digunakan sodium sulfat. Bahan lain yang sering

digunakan sebagai bahan pengisi, yaitu tetra sodium pyrophosphate dan sodium sitrat. Bahan

pengisi ini berwarna putih, berbentuk bubuk, dan mudah larut dalam air.

Bahan penunjang (builder)

Salah satu contoh bahan penunjang adalah soda ash atau sering disebut soda abu yang

berbentuk bubuk putih. Bahan penunjang ini berfungsi meningkatkan daya bersih.

Keberadaan bahan ini dalam campuran tidak boleh terlalu banyak karena menimbulkan efek

samping, yaitu dapat mengakibatkan rasa panas di tangan pada saat mencuci pakaian. Bahan

penunjang lain adalah STTP (sodium tripoly phosphate) yang mempunyai efek samping yang

positif, yaitu dapat menyuburkan tanaman. Dalam kenyataannya, ada beberapa konsumen

yang menyiramkan air bekas cucian produk deterjen tertentu ke tanaman dan hasilnya lebih

subur. Hal ini disebabkan oleh kandungan fosfat yang merupakan salah satu unsur dalam jenis

pupuk tertentu.

Bahan tambahan (aditif)

Bahan aditif sebenarnya tidak harus ada dalam proses pembuatan deterjen bubuk.

Namun demikian, beberapa produsen justru selalu mencari hal-hal baru akan bahan ini karena

justru bahan ini dapat memberi kekhususan dan nilai lebih pada produk deterjen tersebut.

Dengan demikian, keberadaan bahan aditif dapat mengangkat nilai jual produk deterjen

bubuk tersebut.

Salah satu contoh dari bahan aditif adalah carboxyl methyl cellulose (CMC). Bahan

ini berbentuk serbuk putih dan berfungsi untuk mencegah kembalinya kotoran ke pakaian

sehingga disebut “antiredeposisi”. Selain CMC, masih banyak macam dari bahan aditif ini,

tetapi pada umumnya merupakan rahasia dari tiap-tiap perusahaan. Ini sebenarnya merupakan

tantangan bagi pelaku wirausaha untuk selalu mencari bahan aditif ini sehingga produk

deterjen bubuk mempunyai nilai lebih dan berdaya saing tinggi.

Bahan pewangi atau parfum

Parfum termasuk dalam bahan tambahan. Keberadaan parfum memegang peranan

besar dalam hal keterkaitan konsumen akan produk deterjen bubuk. Artinya, walaupun secara

kualitas deterjen bubuk yang ditawarkan bagus, tetapi bila salah memberi parfum akan

berakibat fatal dalam penjualannya. Parfum untuk deterjen berbentuk cairan berwarna

kekuning-kuningan dengan berat jenis 0,9. Dalam perhitungan, berat parfum dalam gram (g)

dapat dikonversikan ke mililiter (ml). Sebagai patokan 1 g parfum = 1,1 ml.

Pada dasarnya, jenis parfum untuk deterjen dapat dibagi ke dalam dua jenis, yaitu

parfum umum dan parfum eksklusif. Parfum umum mempunyai aroma yang sudah dikenal

umum di masyarakat, seperti aroma mawar dan aroma kenanga. Pada umumnya, produsen

deterjen bubuk menggunakan jenis parfum yang eksklusif. Artinya, aroma dari parfum

tersebut sangat khas dan tidak ada produsen lain yang menggunakannya. Kekhasan parfum

eksklusif ini diimbangi dengan harganya yang lebih mahal dari jenis parfum umum. Beberapa

nama parfum yang digunakan dalam pembuatan deterjen bubuk diantaranya bouquet, deep

water, alpine, dan spring flower.

Antifoam

Cairan antifoam digunakan khusus untuk pembuatan deterjen bubuk untuk mesin

cuci. Bahan tersebut berfungsi untuk meredam timbulnya busa. Persentase keberadaan

senyawa ini dalam formula sangat sedikit, yaitu berkisar antara 0,04-0,06%.

Berdasarkan muatan surfaktannya, deterjen diklasifikasikan menjadi tiga kelompok,

yaitu :

a. Deterjen anionik

Deterjen anionik merupakan detergen yang mengandung surfaktan anionik dan

dinetralkan dengan alkali. Detergen ini akan berubah menjadi partikel bermuatan

negatif apabila dilarutkan dalam air. Biasanya digunakan untuk pencuci kain.

Kelompok utama dari detergen anionik adalah :

Rantai panjang (berlemak) alkohol sulfat

Alkil aril sulfonat

Olefin sulfat dan sulfonat

b. Deterjen kationik

Merupakan detergen yang mengandung surfaktan kationik. Detergen ini akan berubah

menjadi partikel bermuatan positif ketika terlarut dalam air, biasanya digunakan pada

pelembut (softener). Selama proses pembuatannya tidak ada netralisasi tetapi bahan-bahan

yang mengganggu dihilangkan dengan asam kuat untuk netralisasi. Agen aktif permukaan

kationik mengandung kation rantai panjang yang memiliki sifat aktif pada permukaannya.

Kelompok utama dari detergen kationik adalah :

Amina asetat (RNH3)OOCCH3 (R=8 sampai 12 atom C)

Alkil trimetil amonium klorida (RN(CH3))3+ (R=8 sampai 18 atom karbon)

Dialkil dimetil amonium klorida (R2N(CH3)2)+Cl- (R=8 sampai 18 atom karbon)

Lauril dimetil benzil amonium klorida (R2N(CH3)2CH2C2H6)Cl

c. Deterjen Nonionik

Deterjen nonionik adalah senyawa yang tidak mengandung molekul ion sementara,

kedua asam dan basanya merupakan molekul yang sama. Deterjen ini tidak akan berubah

menjadi partikel bermuatan apabila dilarutkan dalam air, tetapi dapat bekerja di dalam air

sadah dan dapat mencuci dengan baik hampir semua jenis kotoran. Kelompok utama deterjen

anionik ini adalah :

Etilen oksida atau propilen oksida.

Polimer polioksistilen

Alkil amida.

B. Proses Produksi dan Diagram Alir

1. Proses Produksi

Bahan dasarnya adalah dodekil benzena. Reaksi dilakukan dalam reaktor bersisi kaca

yang dipasang dengan mixer efisien. Dodekil benzena dimasukkan ke dalam reaktor kaca

dicampur dengan asam 22% oleum, pada suhu antara 32-46°C. Kemudian dicampurkan pada

suhu 46°C selama kurang lebih 2 jam sampai reaksi selesai. Tahapan berikutnya netralisasi

dengan NaOH yang memberikan 60% alkil aril sulfonat dan 40% diluet (natrium sulfat). Adapun

pembuatan deterjen dengan berbagai jenis deterjen dilakukan sebagai berikut :

a. Detergen Anionik

Pembentukan Alkil aril sulfonat

Alkil aril sulfonat terbentuk dari sulfonasi alkil benzena, alkil benzena mengandung

inti dengan satu atau lebih rangkaian alifatik (alkil). Inti alkil benzena bisa benzena, toluene,

xylena, atau fenol. Alkil benzena yang biasa digunakan adalah jenis DDB (deodecil

benzena). Pembuatan deodecil benzena (C6H6C12H25) dilakukan dengan alkilasi benzena

dengan alkena (C12H24) dibantu dengan katalis asam. Alkilasi benzena kemudian dilakukan

reaksi Fiedel-Craft. Detergen alkil benzena yang dihasilkan melalui proses Fiedel-Craft

memliki sifat degradasi biologis yang buruk karena terdapat 300 isomer dari propilen

tetramer.

Olefin sulfat dan sulfonat

Diproses dengan tiga cara, yaitu :

Proses Oxo Olefin direksikan dengan karbon monoksida dan hidrogen pada

suhu 160°C sampai 175°C dengan tekanan 100-250 atm, menghasilkan aldehida.

Aldehida kemudian dihidrogenasi dengan bantuan nikel sebagai katalis sehingga

menghasilkan suatu senyawa alkohol. Aldehida berkurang pada saat terbentuknya

alkohol. Alkohol yang dihasilkan dari proses oxo sebagian besar memiliki berat

molekul kecil dibandingkan berat molekul alkohol alami. Oxo-alkohol yang

memiliki berat molekul tinggi mengalami sulfonasi. Alkohol ini banyak digunakan

untuk kosmetik dan produk cairan rumah tangga (tidak digunakan untuk bahan dasar

pembuatan detergen).

Proses Alfol ( Proses Ziegar) Pada proses ini aluminium trietil dihilangkan

dengan logam aluminium dan hidrogen untuk menghasilkan dietilaluminium hidrida.

Hidrida dihilangkan dengan etena untuk menghasilkan 3 mol aluminium trietil. Dua

pertiganya didaur ulang, sementara sisa trietil direaksikan dengan etena untuk

menghasilkan campuran berat molekul tinggi pada aluminium alkil. Kemudian alkil

aluminium dioksidasi dan dihidrolisis dengan air untuk menghasilkan alkohol dan

aluminium hidroksida.

Proses WI. Welsh Pada proses ini alfa olefin direaksikan dengan hidrogen

bromida dengan bantuan peroksida atau cahaya ultraviolet. Alkil bromida diubah

menjadi ester melalui logam halida yang katalisasi dengan asam organik. Ester kemudian

dihidrolisis menghasilkan alkohol.

2. Detergen kationik

Amina asetat (RNH3)OOCCH3 Dihasilkan dengan menetralisasi amina lemak

dengan asam asetat dan dapat larut dalam air. Alkil trimetil ammonium klorida

(RN(CH3))3+Cl- Dihasilkan dari alkilasi lengkap amina lemak atau tetriari amina

dengan alkil halida lemak. Reaksi :

R-NH2 + CH3Cl RN (CH2)2Cl + HCl

R2NH + 2 CH2Cl R2N(CH2)2Cl + HCl

3. Detergen nonionik

Pembuatan detergen nonionik adalah :

Etilen oksida

Proses pembuatannya dengan mereaksikan senyawa yang mengandung

kelompok hidrofobik dengan etilen oksida atau propilen oksida, dilakukan pada

suhu 150-220°C. Hasil yang diperoleh dinetralkan dengan 30% asam sulfur dan

asam asetat glasial.

Amina oksida

Proses pembuatannya dengan mengoksidasi amina tetriari.

4. Detergen amfoterik

Proses pembuatannya yaitu amina lemak dasar (lauril amina) direksikan dengan

metil akrilat untuk menghasilkan ester N-lemak--amino propionik. Kemudian

disaponifikasi dengan NaOH membentuk garam natrium.

Reaksi : lauril amina + metil akrilat natrium lauril sarkosinat

2. Diagram alir

Gambar diagram alir pembuatan detergen.

BAB III

PENGENDALIAN MUTU

Serbuk deterjen pencuci sintetik merupakan produk formulasi campuran zat kimia yang

berfungsi sebagai bahan pencuci/pembersih pakaian yang digunakan oleh semua lapisan masyarakat.

Air limbah pencucian pakaian mempengaruhi kualitas air limbah domestik/rumah tangga dan

menyebabkan penambahan beban cemaran ke lingkungan. Tingginya kadar limbah tersebut dalam

badan air dapat terakumulasi, bahkan menjadi toksik dan berbahaya bagi lingkungan.

Konsumen, instansi pemerintah dan pihak yang berkepentingan lainnya mendorong produk

serbuk deterjen pencuci sintetik bermutu dan ramah lingkungan. Maka dari itu, produsen harus

mempehatikan mutu dan kualitas serta kondisi produk deterjen tersebut sebelum didistribusikan

kepada masyarakat.

Produsen dan produk serbuk deterjen sintetik harus memenuhi prasyarat sertifikasi ekolabel.

Kriteria ekolabel memuat persyaratan yang menyangkut parameter teknis produk dan parameter lain

yang terkait dengan aspek lingkungan, yang ditetapkan berdasarkan pertimbangan pada kinerja

produk dan dampak lingkungan penting sepanjang daur hidupnya.

A. Sistem Manajemen Lingkungan

Produsen harus menerapkan Sistem Manajemen Lingkungan yang menjamin konsistensi

pemenuhan persyaratan kriteria dan ambang batas sertifikasi ekolabel, pengendalian dampak

lingkungan serta pemenuhan penaatan peraturan perundang-undangan pengelolaan lingkungan.

Berikut beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penjaminan sistem manajemen lingkungan :

No Aspek Lingkungan Persyaratan

1. Bahan yang dilarang Bahan karsinogenik, genotoksik, mutagenik,

teratogenik dan toksik terhadap manusia dan

lingkungan serta yang termasuk dalam klasifikasi

Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) yang dilarang

dalam Peraturan Pemerintah Nomor 74 Tahun 2001

tentang Bahan Berbahaya dan beracun

Bahan yang terdaftar sebagai mutagen atau

karsinogen pada manusia dan hewan menurut

“International Agency for Research on Cancer”

(IARC) kelas 1

Moskusxylene, moskusambrete, moskene,

moskusketone dan pewangi yang dilarang oleh IFRA

(International Fragrance Registration Agency).

Asam Etilen Diamin Tetraasetat (EDTA), Alkil

fenol etoksilat (APEO) dan Asam Nitriloasetat

(NTA)EDTA (Etilen Diamin Tetraasetat)

2. pH

Nilai pH larutan deterjen < 10,5 diukur dalam larutan

sesuai dosis pencucian yang direkomendasikan oleh

produsen

3. Fosfat

Total kandungan fosfat dalam deterjen (diukur sebagai

STTP) < 18 gr per 100 gr produk deterjen (18 % berat

produk)

4. Kandungan surfaktanKandungan bahan surfaktan sesuai dengan yang

tercantum dalam SNI 06-4594-1998

5.Daya Biodegradasi

surfaktan

Tiap surfaktan harus dapat segera terbiodegradasi secara

aerobik . Tingkat daya biodegradasi adalah > 90%

dicapai dalam 28 hari, dengan 70% dicapai pada 10 hari

pertama pengujian

6.Enzim

Enzim yang digunakan tidak boleh mengandung

mikroorganisme

7. Toksisitas Lingkungan

Terhadap masing-masing produk deterjen (formulasi)

harus dilakukan pengujian :

a) Toksisitas akut terhadap biota perairan

b) Koefisien partisi oktanol-air (log Pow / Kow) < 3

B. Mutu Produk

Produsen harus menerapkan Sistem Manajemen Mutu yang menjamin konsistensi pemenuhan

standar mutu produk. Produk harus memenuhi Standar Mutu Produk SNI No. 06-4594-1998 versi

terbaru, kecuali pada parameter yang ditetapkan lain pada standar kriteria ini, dan produsen harus

menerapkan Sistem Manajemen Mutu, guna memberikan jaminan bahwa pengawasan terhadap mutu

produk dilaksanakan secara konsisten oleh produsen.

C. Kemasan

1. Bahan Kemasan

Syarat utama bahan kemasan yang digunakan untuk produk serbuk deterjen ialah kemasan

harus terbuat dari bahan yang dapat didaur ulang. Bila mungkin, kemasan produk juga dapat

digunakan kembali. Beberapa contoh bahan kemasan plastik yang dapat didaur ulang :

Polyethylene Terephthalate (PET) ; High Density Polyethylene (HDPE); Low Density

Polyethylene, (LDPE) ; Polypropylene (PP); Polystyrene (PS) ; dll.

Persyaratan bahan kemasan dalam kriteria ekolabel :

a. Kemasan plastik

Harus memiliki simbol plastik daur-ulang pada kemasan dan kode jenis resinnya.

Kemasan atau label tidak boleh mengandung PVC atau bahan organik terklorinasi

Harus terbuat dari plastik yang dapat didaur ulang

b. Kemasan karton

Kemasan karton harus terbuat dari bahan yang dapat didaur ulang

2. Kandungan logam berat

Total kandungan logam berat (Pb, Cd, Hg dan Cr6+) dalam kemasan (termasuk printing) < 100

ppm.

3. Informasi untuk konsumen

Untuk perlindungan serta edukasi kepada konsumen, serta dalam rangka peningkatan

kesadaran akan peduli kesehatan dan lingkungan, persyaratan berikut mengenai informasi untuk

konsumen harus dipenuhi :

Produk mencantumkan secara rinci komposisi bahan aktif deterjen.

Produk harus disertai dengan instruksi pemakaian untuk lebih memaksimalkan

fungsinya dan meminimalisasi limbah.

Mencantumkan nama, alamat dan nomor telepon produsen dan atau pemohon atau

layanan konsumen untuk informasi yang lebih detail.

Produk sebaiknya mencantumkan peringatan untuk perlindungan kesehatan dan

lingkungan.