Selasa, 02 April 2019

Detergen (Detergent), Pengertian Detergen, Sifat - Sifat Deterjen, Bentuk - Bentuk Detergen, Bahan Baku Detergen, Manfaat Detergen, Proses Pembuatan Detergen.

| Selasa, 02 April 2019
Pengertian Detergen - pustakapengetahuan.com


Pengertian Detergen

Detergen adalah campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan sabun, detergen mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh kesadahan air.


Sifat - Sifat Deterjen
  • Dapat melarutkan lemak
  • Tak dipengaruhi kesadahan air
  • Detergen adalah garam alkali alkil sulfat atau sulfoniat.
  • Molekul detergen harganya lebih murah dan sukar terdegradasi oleh bakteri pengurai.
  • Molekul detergen tidak bereaksi dengan ion Ca2+ dan ion Mg2+
  • Deterjen adalah campuran zat kimia dari sintetik ataupun alam yang memiliki sifat yang dapat menarik zat pengotor dari media.
  •  Deterjen digunakan sebagai sabun cuci pakaian 


Bentuk - Bentuk Detergen.

Detergen berdasarkan bentuk fisik.

1.Detergen cair,
bentuknya cair, penggunaan masih terbatas – biasanya pada laundry modern dengan mesin yang canggih

2.Detergen krim ( pasta ).
Secara fisik hampir sama dengan sabun colek. Namun sebenarnya ada perbedaan pada formulasi dan komposisi bahan baku

3.Detergen bubuk atau detergen powder

Yang paling umum dan banyak beredar di masyarakat adalah yang dipergunakan sebagai pencuci pakaian.


Detergen berdasar kondisi butiran bubuknya

1.Detergen powder dengan bubuk berongga

Jenis ini dihasilkan dengan proses Spray Drying ( proses pengkabutan disusul pengeringan ). Karena berongga detergen ini lebih ringan meski volumenya lebih besar.

2.Detergen powder dengan bubuk padat

Dihasilkan dengan proses Dry Mixing ( pencampuran pada kondisi kering ). Bubuknya sangat padat dan berat, sehingga volumenya kecil.

Proses Spray Drying umumnya hanya bisa dilakukan pada skala industri besar ( pabrikan ). Sedangkan pada Dry Mixing prosesnya tidak susah-susah amat, sangat mungkin untuk dilakukan dan diproduksi dalam skala rumah tangga. Karena pada dasarnya tinggal mencampurkan beberapa bahan baku yang sudah diformulasikan pada kondisi kering ( meskipun aktualnya setengah kering ) dalam suatu mesin pencampur / Mixer. ( Bayangan sederhananya adalah mencampur pasir, semen dan kerikil dalam mesin Molen )


Bahan Baku Detergen

Bahan baku detergen powder dapat dengan mudah dijumpai di toko-toko kimia.
Secara prinsip bahan baku penyusun detergen powder adalah :

1.Surfactan sebagai Bahan Aktif

Merupakan bahan inti. Yang umum dipakai adalah persenyawaan Sulfonate. Bisa berupa ABS ( Alkyl Benzene Sulfonate), ALS ( Alkyl Linier Benzene Sulfonate ), SLS ( Sodium Lauryl Sulfonate ) dsb. Sedangkan dipasaran dapat dijumpai dengan nama dagang masing-masing, misal : Emal, Texapone, Luthensol, Neoplex, Teepol, dsb. Jika dikehendaki lebih ramah lingkungan ALS lebih disukai karena lebih mudah terdegradasi ( terurai ).
Surfactan sebagai bahan aktif berfungsi ganda sebagai wetting agent ( pembasah ), penetrant ( penetrasi ), menurunkan tegangan muka, dsb, namun yang paling penting memberikan efek foaming ( pembusa ). Namun perlu dicatat - tidaklah seperti anggapan masyarakat pada umumnya - meskipun surfactan juga memberi efek pembersih, semakin banyak busa tidak berarti semakin bersih. Ada komponen lain yang sebenarnya lebih berfungsi sebagai pembersih.
Karena sebagai bahan inti kehadiran surfactan dalam formulasi detergen powder dibatasi untuk menekan biaya. Tergantung kegunaannya, komposisi yang digunakan antara 15 – 40 %.

2. Bahan penetral reaksi

Surfactan umunya bersifat asam. Sehingga pada aplikasinya untuk mendapatkan hasil yang optimal perlu dinetralkan dengan penambahan basa. Bahan yang biasa dipakai dapat berupa Caustik Soda ( NaOH, jarang digunakan pada detergen powder, umunya pada detergen krim ) atau Soda Abu ( Na2CO3) Yang umum adalah Soda Abu. Karena selain bisa berfungsi sebagai penetral, Soda Abu juga dapat berfungsi sebagai bahan pengisi ( filler ), juga memberikan efek pembersih.
Namun yang perlu dicatat, pemakaian Soda Abu yang berlebihan akan memberikan rasa panas pada tangan juga korosif. Komposisi yang dipergunakan umunya berkisar antara 20 – 60 %.

Bahan pembersih

Selain Soda Abu bahan yang berfungsi utama sebagai pembersih adalah senyawa-senyawa Phospat, misal STPP, TSP, MonoSodium Phospat dan senyawa Phospate lainnya. Yang paling sering digunakan adalah STPP. Tergantung fungsi detergen, komposisi antara 10 – 40 %.

Bahan pengsisi ( Filler )

Filler sebenarnya tidak mempunyai fungsi secara teknis. Fungsi yang lebih utama adalah untuk menekan biaya, karena Filler adalah bahan pengisi volume pada formulasi bahan. Selain Soda Abu, umumnya yang digunakan adalah Sodium Sulfat ( pada beberapa kasus digunakan Sulfit ). Namun pada penggunaan Sodium Sulfat memberikan efek Sun Dry Builder. Sebagai pengsisi komposisinya dapat berkisar antara 30 – 60 %.

Keempat bahan tersebut merupakan bahan paling pokok / bahan paling dasar dalam pembuatan detergen powder. Namun untuk meningkatkan sifat pembersih dan efek daya tarik, biasanya ditambahkan dengan bahan additif lainnya.

Bahan additif

Berfungsi untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat atau kualitas detergen powder, dapat berupa :
  • CMC ( Carboxy Methyl Cellulosa ) memberi efek Redeposition Agent
  • Bahan pemutih ( biasanya dalam jumlah terbatas )
  • Bahan penambah efek pembersih ( misal senyawa Chromat )
  • Pewangi ( parfum )
  • Terkadang/sangat jarang / pewarna
  • Beberapa bahan additif lain sesuai fungsi


Manfaat / Kegunaan detergen

Deterjen dan sabun digunakan sebagai pembersih karena air murni tidak dapat menghapus atau menghilangkan kotoran pakaian/barang yang berminyak, atau terkena pengotor organik lainnya. Pada dasarnya, sabun dan deterjen memungkinkan minyak dan air untuk bercampur sehingga kotoran berminyak dapat dihilangkan selama pencucian.


Proses Pembuatan Detergen 


Proses Pembuatan Detergen Bubuk - pustakapengetahuan.com


Spray-drying merupakan proses modern dalam pembuatan deterjen bubuk
sintetik dimana dalam spray-drying terjadi proses pengabutan dan dilanjutkan
proses pengeringan.


Tahap - Tahap dalam Proses Spray - Drying.

Tahap-tahap dalam proses spray-drying dapat diperlihatkan pada gambar berikut:


Tahap-tahap dalam proses spray-drying - pustakapengetahuan.com

Gambaran proses pembuatan slurry adalah sebagai berikut :
  • Alat pengangkut ( conveyor ) mengumpulkan terus – menerus padatan yang telah ditimbang sebelum membawa padatan tersebut ke crutcher slurry.
  • Crutcher slurry juga menerima komponen– komponen liquid yang mengalir secara tetap dari damper yang mengumpulkan berbagai umpan.
  • Ketika formula padat, meliputi senyawa sulfon anionic dan sabun, asam lemak dan asam sulphonic dinetralisasikan dengan alkali dalam mixer sebelum umpan dikirim/dimasukkan ke dalam crutcher slurry. Dalam beberapa kasus, ketika tidak ada reaksi yang diharapkan dari komponen lain, asam menjadi umpan dan dinetralisaikan secara langsung didalam crutcher slurry yang dalam kasus ini bagian dalam dari crutcher slurry harus terbuat dari bahan – bahan stainless steel agar bagian dalamnya tidak rusak akibat asam.
  • Crutcher slurry merupakan mixer dengan kecepatan putaran yang tinggi yang didesain untuk penguraian fine dan membuat campuran menjadi homogen. Pengoperasian crutcher juga mencegah penumpukkan dan pembentukan gumpalan– gumpalan padat yang dapat menyumbat pipa aliran umpan.
  • Dari crutcher, slurry kemudian di transfer menuju vessel aging, dimana campuran tersebut dihomogenasasi lebih lanjut dan diatur berdasarkan derajat hidrosin yang dari garam anorgonik yang diperlukan seperti soda ash, natrium sulfat, dan sodium tripolyphosphate yang ada dalam formula.
  • Selanjutnya setelah slurry terbentuk barulah masuk ke spray drying tower. Produk yang dikeringkan dalam bentuk hollow bead dikumpulkan pada bagian atas menara Sprayd rying dan didinginkan serta dikristalisasikan melalui sistim pembawa airlift dengan aliran udara dingin.
  • Setelah pengankutan udara bubuk dasar disaring dan diberikan pengharum dan akhirnya dicampur dengan komponen-komponen yang sensitive terhadap suhu atau zat adiktif yang kemudian di simpan dalam silos dan akhirnya dibawa ke mesin pengepak poduk.


Mekanisme kerja spray drying

Prinsip dasar Spray drying adalah memperluas permukaan cairan yang akan dikeringkan dengan cara pembentukan droplet yang selanjutnya dikontakkan dengan udara pengering yang panas. Udara panas akan memberikan energi untuk proses penguapan dan menyerap uap air yang keluar dari bahan.

Bahan (cairan) yang akan dikeringkan dilewatkan pada suatu nozzle (saringan bertekanan) sehingga keluar dalam bentuk butiran (droplet) yang sangat halus. Butiran iniselanjutnya masuk kedalam ruang pengering yang dilewati oleh aliran udara panas. Hasil pengeringan berupa bubuk akan berkumpul dibagian bawah ruang pengering yang selanjutnya dialirkan ke bak penampung.

Secara umum proses pengeringan dengan metode spray drying melalui 5 tahap :
  • Penentuan konsentrasi : konsentrasi bahan yang akan dikeringkan harus tepat, kandungan bahan terlarut 30% hingga 50%. Jika bahan yang digunakan sangat encer dengan total padatan terlarut yang sangat rendah maka harus dilakukan pemekatan terlebih dahulu melalui proses evaporasi. Jika kadar air bahan yang akan dikeringkan terlalu tinggi maka proses spray drying kurang maksimal dimana bubuk yang dihasilkan masih mengandung kadar air yang tinggi. Selin itu juga menyebabkan kebutuhn energi yang tinggi dalam proses pengeringan.
  • Perbandingan konsumsi energy yang akan dibutuhkan sesuai dengan Total Solid (konsentrasi) feed (bahan) yang masuk ke dalam spray drying:

-       10 % = 23.650 kJ/kg powder                 - 40% = 3.970 kJ/kg Powder
-       20% = 10.460 kJ/kg powder                  - 50% = 2.680 kJ/kg powder
-       30% = 6.170 kJ/kg powder
  • Atomization : Bahan yang akan dimasukkan dalam alat spray drier harus dihomogenisasikan terlebih dahulu agar ukuran droplet yang dihasilkan seragam dan tidak terjadi penyumbatan atomizer. Homogenisasi dilakukan dengan cara pengadukan. selanjutnya bahan dialirkan kedalam atomizer berupa ring/wheel dengan lubang-lubang kecil yang berputar. Atomization merupakan proses pembentukan droplet, dimana bahan cair yang akan dikeringkan dirubah ukurannya menjadi partikel (droplet) yang lebih halus. Tujuan dari atomizer ini adalah untuk memperluas permukaan sehingga pengeringan dapat terjadi lebih cepat. Pada Industri makanan, luas permukaan droplet setelah melalui atomizer adalah mencapai 1-400 mikrometer.
  • Kontak droplet dengan udara pengering : Pada sebagian besar spray dryer, nozzle(atomizer) tersusun melingkar seperti pada gambar 2. Dan pada tengahnya disemprotkan udara panas bertekanan tinggi dengan suhu mencapai 300 0C. Udara panas dan droplet hasil atomisasi disemprotkan ke bawah. Kondisi ini menyebabkan terjadinya kontak antara droplet dengan udara panas sehingga terjadi pengeringan secara simultan.
  • Pengeringan droplet : adanya kontak broplet dengan udara panas menyebabkan evaporasi kadungan air pada droplet hingga 95% sehingga dihasilkan bubuk. Bubuk yang telah kering jatuh ke bawah drying chamber (ruang pengering) yang berukuran tinggi sekitar 25 m dan diameter 5 m. dari atas chamber hingga mencapai dasar hanya memerlukan waktu selama beberapa detik.
  • Separasi : udara hasil pengeringan dipisahkan dengan pengambilan udara yang mengandung  serpihan serbuk dalam chamber, selanjutnya udara akan memasuki separator. Udara hasil pengeringan dan serpihan serbuk  dipisahkan dengan menggunakan gaya sentrifulgal. Selanjutnya udara dibuang, dan serpihan bahan dikembalikan dengan cara di blow sehingga  bergabung lagi dengan produk dalam line proses.



Desain Spray Dryer
  • Atomizer  merupakan bagian terpenting pada spray drier dimana memiliki fungsi untuk menghasilkan droplet dari cairan yang akan dikeringkan. Droplet yang terbentuk akan didistribusikan (disemprotkan) secara merata pada alat pengering agar terjadi kontak dengan udara panas. Ukuran droplet yang dihasilkan tidak boleh terlalu besar karena proses pengeringan tidak akan berjalan dengan baik. Disamping itu ukuran droplet juga tidak boleh terlalu kecil karena menyebabkan terjadinyaover heating.
  •  Chamber  merupakan ruang dimana terjadi kontak antara droplet cairan yang dihasilkan oleh atomizer dengan udara panas untuk pengeringan. Kontak udara panas dengan droplet akan menghasilkan bahan kering dalam bentuk bubuk. Bubuk yang terbentuk akan turun ke bagian bawah chamber dan akan dialirkan dalam bak penampung.
  • Heater : Heater berfungsi sebagai pemanas udara yang akan digunakan sebagai pengering. Panas yang diberikan harus diatur sesuai dengan karakteristik bahan, ukuran droplet yang dihasilkan dan jumlah droplet. Suhu udara pengering yang digunakan diatur agar tidak terjadi over heating.
  • Cyclone : Cyclone berfungsi sebagai bak penampung hasil proses pengeringan. Bubuk yang dihasilkan akan dipompa menuju Cyclone.
  • Bag Filter ; Bag Filter  berfungsi untuk menyaring atau memisahkan udara setelah digunakan pengeringan dengan bubuk yang terbawa setelah proses.


Parameter Kritis Spray Drying
  • Suhu pengering yang masuk : Semakin tinggi suhu udara yang digunakan untuk pengeringan maka proses penguapan air pada bahan akan semakin cepat, namun suhu yang tinggi memungkinkan terjadinya kerusakan secara fisik maupun kimia pada bahan yang tidak tahan panas.
  • Suhu pengering yang keluar : Suhu pengering yang keluar mengontrol kadar air bahan  hasil pengeringan (bubuk) yang terbentuk.
  • Viskositas bahan (larutan) yang masuk : Viskositas bahan yang akan dikeringkan mempengaruhi partikel yang keluar melalui nozel. Viskositas yang rendah menyebabkan kurangnya energi dan tekanan dalam menghasilkan partikel pada atomization.
  • Jumlah padatan terlarut : Jumlah padatan terlarut pada bahan yang masuk diatas 30% agar ukuran partikel yang terbentuk tepat.
  • Tegangan permukaan : Tegangan permukaan yang tinggi dapat menghambat proses pengeringan, umumnya untuk menurunkan tegangan permukaan dilakukan penambahan emulsifier. Emulsifier juga dapat menyebabkan ukuran partikel yang keluar dari nozzle lebih kecil sehingga mempercepat proses pengeringan.
  • Suhu bahan yang masuk : Peningkatan suhu bahan yang akan dikeringkan sebelum memasuki alat akan membawa energi sehingga proses pengeringan akan lebih cepat.
  • Tingkat volatilitas bahan pelarut : bahan pelarut dengan tingkat volatilitas yang tinggi dapat mempercepat proses pengeringan. Namun dalam prakteknya air menjadi pelarrut utama dalam bahan pangan yang dikeringkan.


Demikianlah yang dapat kami sampaikan, jika ada kesalahan dan kekurangannya, kami mohon yang sebesar - besarnya. Silahkan tinggalkan pesan yang sifatnya membangun, Semoga bermanfaat. Terima Kasih.

Pengertian Sabun dan Bahan Pembuatan Sabun
https://www.pustakapengetahuan.com/2019/04/sabun-soap-pengertian-sabun-bahan.html

Persamaan dan Perbedaan Detergen
https://www.pustakapengetahuan.com/2019/04/persamaan-dan-perbedaan-sabun-dengan.html

Related Posts

Tidak ada komentar:

Posting Komentar