Makalah Bahan-Bahan KImia Pada Detergen

KATA PENGANTAR

            Saya ucapkan puji syukur atas kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan petunjuk-Nya, serta nikmat dan hidayah-Nya, saya dapat menyalesaikan tugas makalah. Makalah ini  membahas tentang bahan-bahan kimia pada produk ditergent ini telah saya susun guna menyelesaikan tugas kimia .

        Saya menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari harapan sempurna, untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran atas terbuatnya makalah ini. Dan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca umumnya. Amin .

Peranap, 12 September 2014

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Reaksi sulfatasi ialah reaksi pemasukan gugus –OSO₃H ke dalam suatu senyawa, sedangkan sulfonasi adalah reaksi pemasukan gugus -SO₃H ke dalam suatu senyawa. Proses ini banyak dilakukan atau dikenakan terhadap senyawa-senyawa organic. Jadi proses sulfatasi hampir sama dengan proses sulfonasi hanya beda pada gugus yang dimasukkan,kedua proses tersebut dapat terjadi bersama-sama untuk suatu kondisi tertentu,tergantung senyawa yang diproses.

            Umumnya proses ini dikenakan terhadap gliserida-gliserida asam lemak jenuh atau tidak jenuh yang mengandung gugus OH karena hasilnya lebih mahal atau bermanfaat.

Senyawa-senyawa yang dapat dikenakan proses sulfatasi atau sulfonasi antara lain hidro karbon ikatan tidak jenuh, pulp terutama ligninnya, minyak tumbuh-tumbuhan atau hewani terutama minyak ikan.

      Hasil proses sulfatasi/sulfonasi tidak langsung dapat dimanfaatkan untuk proses lain atau dipasarkan, agar memenuhi standar kebutuhan maka harus dilakukan pengolahan seperti pemisahan dan pemurnian. Salah satu pemanfaatan proses sulfonasi di dalam industri dapat ditemui dalam industri pembuatan deterjen.

B.      Rumusan masalah

1. Menjelaskan Sejarah Deterjen
2. Menjelaskan Zat-zat yang Terdapat di Dalam Deterjen
3. Menjelaskan Penggolongan Deterjen
4. Menjelaskan Bahan Baku Pembuatan Deterjen
5. Menjelaskan Pembuatan Deterjen
6. Menjelaskan Dampak Deterjen terhadap Lingkungan
7. Menjelaskan Penanggulangan Limbah Deterjen
8. Menjelaskan Pabrik Deterjen di Indonesia

BAB II

PEMBAHASAN

1.  Sejarah Deterjen

            Deterjen sintetik yang pertama dikembangkan oleh Jerman pada waktu Perang Dunia II dengan tujuan agar lemak dan minyak dapat digunakan untuk keperluan lainnya. Pada saat ini ada lebih 1000 macam deterjen sintetik yang ada di pasaran. Fritz Gunther, ilmuwan Jerman, biasa disebut sebagai penemu surfactant sintetis dalam deterjen tahun 1916. Namun, baru tahun 1933 deterjen untuk rumah tangga diluncurkan pertama kali di AS. Kelebihan deterjen, mampu lebih efektif membersihkan kotoran meski dalam air yang mengandung mineral. Tapi, ia pun menimbulkan masalah. Sebelum tahun 1965, deterjen menghasilkan limbah busa di sungai dan danau. Ini karena umumnya deterjen mengandung alkylbenzene sulphonate yang sulit terurai. Setelah 10 tahun dilakukan penelitian (1965), ditemukan linear alkylbenzene sulphonate (LAS) yang lebih ramah lingkungan. Bakteri dapat cepat menguraikan molekul LAS, sehingga tidak menghasilkan limbah busa.

            Salah satu deterjen yang pertama dibuat adalah garam natrium dari lauril hidrogen sulfat. Tetapi pada saat ini, kebanyakan deterjen adalah garam dari asam sulfonat.Deterjen dalam kerjanya dipengaruhi beberapa hal, yang terpenting adalah jenis kotoran yang akan dihilangkan dan air yang digunakan. Deterjen, khususnya surfaktannya, memiliki kemampuan yang unik untuk mengangkat kotoran, baik yang larut dalam air maupun yang tak larut dalam air. Salah satu ujung dari molekul surfaktan bersifat lebih suka minyak atau tidak suka air (hidrofobik), akibatnya bagian ini mempenetrasi kotoran yang berminyak. Ujung molekul surfaktan satunya lebih suka air (hidrofilik), bagian inilah yang berperan mengendorkan kotoran dari kain dan mendispersikan kotoran, sehingga tidak kembali menempel ke kain. Akibatnya warna kain akan dapat dipertahankan.

2.  Zat-zat yang Terdapat di Dalam Deterjen

Adapun Zat-zat yang terdapat dalam deterjen yaitu:

1. Surfaktan yaitu untuk mengikat lemak dan membasahi permukaan
2. Abrasive untuk menggosok kotoran
3. Substansi untuk mengubah pH yang mempengaruhi penampilan ataupun stabilitas dari komponen lain
4. Water softener untuk menghilangkan efek kesadahan
5. Oxidants untuk memutihkan dan menghancurkan kotoran
6. Material lain selain surfaktan untuk mengikat kotoran didalam suspensi
7. Enzim untuk mengikat protein, lemak, ataupun karbohidrat didalam kotoran.

3.  Penggolongan Deterjen

1 Penggolongan Deterjen Berdasarkan Bentuk Fisiknya.

            Berdasarkan bentuk fisiknya deterjen dibedakan atas :

1. Deterjen Cair
2. Deterjen Krim
3. Deterjen Bubuk

2 Penggolongan Deterjen Berdasarkan Ion yang Dikandungnya.

            Berdasarkan ion yang dikandungnya, deterjen dibedakan atas :

1. Cationic detergents

Deterjen yang memiliki kutub positif disebut sebagai cationic detergents. Sebagai tambahan selain adalah bahan pencuci yang bersih, mereka juga mengandung sifat antikuman yang membuat mereka banyak digunakan di rumah sakit. Kebanyakan deterjen jenis ini adalah turunan dari ammonia.

2. Anionic detergents

Deterjen jenis ini adalah merupakan deterjen yang memiliki gugus ion negatif.

3. Neutral atau Non-ionic Detergents

Nonionic detergen banyak digunakan untuk keperluan pencucian piring. Karena deterjen jenis ini tidak memiliki adanya gugus ion apapun, deterjen jenis ini tidak bereaksi dengan ion yang terdapat dalam air sadah. Nonionic detergents kurang mengeluarkan busa dibandingkan dengan ionic detergents.

4. Bahan Baku Pembuatan Deterjen

1 Bahan Aktif (Active Ingredients)

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.

2 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.

3 Bahan Penunjang

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 yanhg 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.

4 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.

5.  Bahan Pewangi (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%.

5.  Pembuatan Deterjen

 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 :

1 Pembuatan Detergen Anionik

a. 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.

b. Olefin sulfat dan sulfonat.

Diproses dengan tiga cara, yaitu :

b.1 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).

b.2 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.

b.3 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. Reaksinya :

2 Pembuatan Detergen Kationik

a. Amina asetat (RNH₃)OOCCH₃

Dihasilkan dengan menetralisasi amina lemak dengan asam asetat dan dapat larut dalam air.

b. Alkil trimetil ammonium klorida (RN(CH₃))₃+Cl^-

Dihasilkan dari alkilasi lengkap amina lemak atau tetriari amina dengan alkil halida lemak. Reaksi :

1. R-NH₂ + 3 CH₃Cl → RN(CH₂)₂Cl + HCl

2. R₂NH + 2 CH₂Cl → R₂N(CH₂)₂Cl + HCl

3 Detergen Nonionik

Pembuatan detergen nonionik adalah :

a. 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.

b. Amina oksida

Proses pembuatannya dengan mengoksidasi amina tetriari. d. 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.

6. Dampak Deterjen terhadap Lingkungan

Masalah yang ditimbulkan akibat pemakaian detergen terletak pada pemakaian jenis surfaktan dan gugus pembentuk.

a.  Akibat Surfaktan

Di dalam air, sisa detergen harus mampu mengalami degradasi (penguraian) oleh bakteri-bakteri yang umumnya terdapat di alam. Lambatnya proses degradasi ini mengakibatkan timbulnya busa di atas permukaan air, dalam jumlah yang makin lama makin banyak. Hal ini disebabkan oleh bentuk struktur surfaktan yang dipakai. Jika struktur kimia berupa rantai lurus, gugus surfaktan ini mudah diuraikan.

C-C-C-C-C-C-C-C-C- (terurai cepat)

          SO₃Na

 Sedangkan jika struktur berupa rantai bercabang, maka surfaktan ini sulit dipecahkan.

             C

C-C-C-C-C-C-C-C-C- (terurai lambat)

                                 C

       SO3Na

b. Akibat Gugus Pembentukan

Masalah yang ditimbulkan oleh gugus pembentuk yaitu gugus ini akan mengalami hidrolisis yang menghasilkan ion ortofosfat.

P3O105- + 2H₂O → 2HPO₄^2- + H₂PO₄^-

Kedua gugus ini sangat berpengaruh dalam proses eutrofikasi, yang bisa mengakibatkan tanaman alga dan tanaman air tumbuh secara liar.

7.  Penanggulangan Limbah Deterjen

Pada produksi surfaktan anionik digunakan H₂SO₄ encer dengan reaktor film tipis. Terdapat dua macam limbah atau buangan utama yang harus diperhatikan yaitu limbah air cucian dari pembersih bejana yang dinetralkan dan sisa SO₃ yang tidak bereaksi.

Air cucian biasanya sedikit mengandung bahan aktif permukaan anionik yang biasanya diolah dengan proses biologi yang serupa dengan pengolahan limbah utama. Degradasi bakterial pada kondisi aerob mengubah surfaktan anionik menjadi karbon dioksida dan air. Limbah asam dari reactor dicuci dan dinetralisasi dengan air kapur membentuk kalsium sulfat yang tidak larut. Gas sulfonat yang dihasilkan dialirkan ke dalam siklon untuk memisahkan kabut asam dari gas-gas. Asam hasil pemisahan di masukkan kembali ke aliran produknya dan bila gas itu masih mengandung SO₃ akan dilewatkan kembali ke zona reaksi. Gas cerobong yang mengandung SO₂ dan SO₃ mula-mula akan dilewatkan ke dalam pengendap elektrostatik untuk mengusir asam sulfat dan asam sulfit yang mungkin terbentuk karena adanya uap dalam instalasinya. Gas dari pengendapan akan dimasukkan ke dalam suatu penggosok arus, yang akan bercampur dengan suatu larutan soda kaustik di dalam air. Proses ini digunakan untuk mengusir semua residu SO₂ dan SO₃, sehingga dihasilkan udara bersih.

8.  Pabrik Deterjen di Indonesia

       Salah satu dari sekian banyak deterjen yang beredar di Indonesia adalah Rinso. Rinso diluncurkan sebagai merek deterjen pertama di negara ini. Akan tetapi, sebenarnya ini adalah merek yang paling lazim digunakan di Amerika Serikat, Inggris dan Australia sejak tahun 1918. Pada tahun 1970 setelah menyadari potensi bangsa ini Unilever memposisikan Indonesia sebagai pangkalan Rinso.

       Beberapa produk deterjen dari Rinso adalah sebagai berikut

1. Rinso Matic Top Load dan Rinso Matic Front Load

Mesin cuci bukaan atas  membutuhkan deterjen dengan tingkat bahan aktif tinggi, seperti Rinso Matic Top Load. Busa melimpah yang dihasilkan oleh deterjen ini tidak memberatkan motor mesin cuci bukaan atas, sehingga hasil pencucian menjadi bersih.

Lain halnya dengan mesin cuci bukaan depan, busa yang melimpah dapat membuat mesin cuci bekerja lebih berat. Akibatnya, umur motor mesin menjadi lebih pendek dan pakaian tak akan bersih secara sempurna. Oleh karena itu, gunakan deterjen dengan bahan aktif rendah namun memiliki alkalinitas aktif dan kadar enzim tinggi seperti Rinso Matic Front Load.

2. Rinso Cair dan Rinso Molto Ultra Cair

Busanya lebih banyak daripada deterjen bubuk biasa yang membuat Rinso Cair mampu membersihkan lebih efektif dalam proses pencucian. Tidak ada sisa butir-butir deterjen setelah proses pencucian, seperti yang umum terjadi dalam proses pencucian menggunakan deterjen bubuk.

3. Rinso Molto Ultra dan Rinso Color and Care

Rinso Molto Ultra dan Rinso Color and Care adalah deterjen bubuk dengan fungsi tambahan. Rinso Molto Ultra mengkombinasikan daya cuci hebat dari Rinso Anti Noda dengan kelembutan dan kesegaran dari Molto Ultra sehingga hasil cucian menjadi bersih menyeluruh hingga kedalam serat kain dan mengandung softening beads untuk hasil yang ekstra lembut.

4. Rinso Anti Noda

Rinso anti noda telah memperkenalkan kemampuannya dalam “menghilangkan noda dalam 1 kali kucek” dan merupakan salah satu produk deterjen terbaik Indonesia.

BAB III

KESIMPULAN

Reaksi sulfatasi ialah reaksi pemasukan gugus –OSO₃H ke dalam suatu senyawa, sedangkan sulfonasi adalah reaksi pemasukan gugus -SO₃H ke dalam suatu senyawa. Salah satu contoh penerapan proses sulfonasi pada industri dapat ditemui dalam industri deterjen. Proses pembuatan deterjen yang berbahan baku dodekil benzena adalah sebagi berikut dimana 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).

            Salah satu pabrik deterjen di Indonesia adalah Rinso dari Unilever. Produk yang dihasilkan antara lain adalah Rinso Matic Top Load dan Rinso Matic Front Load, Rinso Cair dan Rinso Molto Ultra Cair, Rinso Molto Ultra dan Rinso Color and Care, dan Rinso Anti Noda. Produksi deterjen di Indonesia meningkat setiap tahunnya dan berdasarkan hasil peramalan produksi deterjen di Indonesia pada tahun 2023 dan 2033 adalah 1164310,71 ton dan 1461060,71 ton.

DAFTAR PUSTAKA

http://ocw.usu.ac.id/course/download/4140000062-teknologi-oleokimia/tkk-322_handout_deterjen.pdf  (5 Mei 2013)

http://www.rinso.co.id/category/produk/ (5 Mei 2013)

http://www.thefreelibrary.com (5 Mei 2013)