## Jurnal Teknik Kimia USU
Journal homepage: https://talenta.usu.ac.id/jtk

## Pemanfaatan  Tandan  Pisang  Kepok  sebagai  Sumber  Alkali  pada Pembuatan Sabun Cair

## The Utilization of Kepok Banana Bunches as an Alkaline Source in Making Liquid Soap
Reny Elvira Amelia, Rosdanelli Hasibuan * , Irvan
Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater Kampus USU, Medan, 20155, Indonesia * Email: rosdanelli@usu.ac.id
Article history:

## ABSTRAK
Tandan  pisang  kepok  digunakan  sebagai  sumber  alkali  alami  pada  penelitian penentuan rasio minyak kelapa dan minyak kelapa sawit pada proses saponifikasi menggunakan abu tandan pisang. Alkali diperoleh dari proses kalsinasi dengan variasi  suhu 400 °C, 500 °C, 600 °C, dan 700 °C selama 4 jam. Karakterisasi kalium  dari  abu  tandan  pisang  kepok  menggunakan Atomic  Absorption Spectrophotometer menghasilkan  kalium  yang  tertinggi  sebesar  58,41%  pada suhu  600  °C.  Kalium  yang  diperoleh  digunakan  sebagai  sumber  alkali  dalam proses  saponifikasi  sabun  mandi  cair.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  variasi jumlah  alkali  (30%,  40%,  50%,  dan  60%),  rasio  minyak  kelapa  dan  minyak kelapa sawit (60:40, 70:30, 80:20, dan 90:10 (b/b)) dengan waktu reaksi 2,5 jam, 3 jam, dan 3,5 jam. Sabun mandi cair terbaik diperoleh pada rasio minyak kelapa dan minyak kelapa sawit 70:30 (b/b) dan jumlah alkali 30% dengan waktu reaksi 2,5 jam yaitu sebesar 81,34%.
Kata kunci: akali, saponifikasi, tandan pisang kepok, sabun cair

## ABSTRACT
Kepok  banana bunches were used as a source of  natural  alkali  in  the study  of determining  the ratio of coconut  oil  and palm oil in  the saponification process using  banana  bunch  ash.  Alkali  is  obtained  from  the  calcination  process  with variations in  temperature of 400 °C, 500 °C, 600 °C, and 700 °C for 4 hours. Characterization  of  potassium  from  Kepok  banana  bunch  ash  using  Atomic Absorption Spectrophotometer resulted in the highest potassium being 58.41% at  600  °C.  The  potassium  obtained  is  used  as  a  source  of  alkali  in  the saponification process of liquid bath soap. In this study, variations in the amount of alkali (30%, 40%, 50%, and 60%), the ratio of coconut oil and palm oil (60:40, 70:30, 80:20, and 90:10 (w/w)) with reaction times were carried out 2.5 hours, 3 hours, and 3.5 hours. The best liquid bath soap was obtained at a ratio of 70:30 (w/w) coconut oil and palm oil and 30% alkali with a reaction time of 2.5 hours which was 81.34%.
Keyword: alkaline, saponification, kepok banana bunches, liquid soap
Diterima : 14 Januari 2021 Direvisi : 27 Februari 2021 Disetujui : 17 Agustus 2021 Mulai online : 24 Maret 2023 E-ISSN: 2337-4888

## How to cite:
Reny  Elvira  Amelia,  Rosdanelli Hasibuan, Irvan. (2023). Pemanfaatan Tandan Pisang Kepok sebagai Sumber Alkali  pada  Pembuatan  Sabun  Cair. Jurnal Teknik Kimia USU, 12(1), 18- 23.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International. https://doi.org/10.32734/jtk.v12i1.5383

## 1.  Pendahuluan
Produk sabun mandi cair dengan penambahan bahan aktif alami masih jarang ditemukan di pasaran  [1]. Pada umumnya sabun diproduksi dengan menggunakan bahan aktif sintetik diantaranya Sodium Lauryl Sulfate (SLS) dan triklosan, butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), dan parabens yang digunakan  sebagai  antioksidan  dan/atau  bahan  pengawet.  Penggunaan  bahan  sintetis  tidak  ramah  terhadap kesehatan  dan  lingkungan  [2]. Bahan  ini  menyebabkan kulit  rusak, kering,  gatal,  dan  telah  diklasifikasikan sebagai karsinogenik (pemicu kanker) oleh badan internasional [3].
Perkembangan kosmetik beberapa tahun terakhir bergeser ke arah produk alami ( natural product ) karena adanya tren back to nature , sehingga produk sabun alami mulai diminati  [4]. Pembuatan sabun yang sudah sering dilakukan yaitu dengan menggunakan minyak nabati dan senyawa aktif untuk meningkatkan kegunaan sabun [5, 6]. Alternatif lain yang dapat dilakukan untuk menghasilkan sabun alami yaitu mengganti bahan aktif yang ada pada sabun dengan menggunakan sumber alkali alami pada pembuatan sabun sehingga lebih aman bagi kulit manusia dan lingkungan.
Minyak nabati yang umum digunakan pada pembuatan sabun adalah minyak kelapa, minyak kelapa sawit, dan Virgin Coconut Oil (VCO). Sabun yang berasal dari minyak kelapa dan minyak kelapa sawit merupakan contoh  minyak  yang  memenuhi  standar  kekentalan,  stabilitas  dan  tinggi  busa  [7].  Minyak  kelapa  dominan dengan asam laurat yang mampu memberikan sifat pembusaan yang baik pada sabun [8].
Sabun merupakan pembersih yang umum dikenal oleh masyarakat. Banyak penulis yang mendefinisikan sabun dengan cara berbeda. Sabun adalah produk utama dari reaksi kimia antara trigliserida dan larutan alkali [9]. Sabun adalah istilah umum untuk garam asam lemak rantai panjang dan sabun sebagai pembersih apapun yang diproduksi dalam bentuk butiran, batangan, serpihan, dan cair yang diperoleh dari mereaksikan berbagai asam lemak yang berasal dari alam dengan garam natrium atau kalium. Sabun adalah surfaktan anionik yang diproduksi  untuk  berbagai  macam  tujuan  mulai  dari  mencuci,  membersihkan,  mandi,  obat,  dan  sebagainya [10].  Pada  umumnya  proses  pembuatan  sabun  terbagi  menjadi  dua  metode  reaksi  yaitu  reaksi  penyabunan (saponifikasi)  dan  reaksi  netralisasi.  Reaksi  kimia  dari  reaksi  safonifikasi  dari  trigliserida  disajikan  pada Gambar 1.

## Gambar 1. Reaksi saponifikasi trigliserida
Prinsip dari reaksi saponifikasi yaitu tersabunkannya asam lemak dengan alkali. Asam lemak yang terdapat dalam keadaan bebas ataupun dalam keadaan terikat sebagai minyak atau lemak (gliserida) direaksikan dengan alkali sehingga menghasilkan sabun dan gliserol. Alkali sintetis yang digunakan pada pembuatan sabun dapat digantikan dengan alkali alami  sehingga lebih aman bagi kulit manusia dan lingkungan. Alkali alami dapat dihasilkan dari limbah pertanian seperti tandan kosong kelapa sawit [11], tandan pisang dan tanaman lainnya yang mengandung alkali.
Proses  pembuatan  sabun  yang  umum  adalah  reaksi  saponifikasi,  yaitu  reaksi  antara  trigliserida  dengan alkali membentuk sabun dan gliserol. Metode saponifikasi ada beberapa cara, antara lain adalah  metode panas ( Full  Boiled )  melibatkan  penggunaan  panas  yang  menghasilkan  sabun  dan  membebaskan  gliserol.  Tahap selanjutnya dilakukan pemisahan dengan penambahan garam, kemudian akan terbentuk 2 lapisan yaitu lapisan atas  merupakan  lapisan  sabun  yang  tidak  larut  didalam  air  garam  dan  lapisan  bawah  mengandung  gliserol, sedikit alkali, dan pengotor-pengotor dalam fase  air. Metode dingin merupakan metode yang paling mudah untuk  dilakukan  karena  tanpa  disertai  reaksi.  Namun  cara  ini  hanya  bisa  dilakukan  terhadap  minyak  yang berbentuk cair pada suhu kamar. Minyak dicampurkan dengan larutan alkali disertai pengadukan secara terus- menerus  hingga  reaksi  saponifikasi  selesai.  Hasil  campuran  larutan  akan  menebal  dan  kental.  Selanjutnya campuran  tersebut  dapat  ditambahkan  pewarna,  pewangi,  dan  zat  tambahan  lain  yang  diinginkan  untuk memproduksi  sabun.  Berbeda  dengan  metode  panas,  gliserol  yang  terbentuk  tidak  dipisahkan. Penggunaan metode ini menjadi suatu nilai tambah tersendiri karena gliserol merupakan humektan yang dapat memberikan kelembaban  pada  kulit  [12].  Pada  metode  semi-panas  dilakukan  modifikasi  terhadap  metode  dingin  yaitu dengan  mencampurkan  larutan  menggunakan  panas  pada  suhu  70 o C  -  80 o C.  Metode  ini  memungkinkan pembuatan sabun menggunakan lemak dengan titik leleh lebih tinggi [13].
Pembuatan sabun cair dengan menggunakan sumber alkali alami dapat dilakukan dengan memanfaatkan bahan organik. Sebagai contoh sumber kalium yang diperoleh pada batang pisang dengan suhu pembakaran
550 o C dan waktu 3 jam sebesar 33,4% [14]. Menurut Iriany et al. (2018), kalium dari kulit pisang diperoleh pada suhu pembakaran 400 o C dan waktu 4 jam sebesar 68,93% [15]. Berdasarkan hal tersebut perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui kadar kalium pada tandan pisang. Tandan Pisang merupakan bagian dari pohon pisang yang menghubungkan batang pisang dan buahnya. Pada penelitian ini tandan pisang akan digunakan sebagai  sumber  alkali  alami  pada  pembuatan  sabun  mandi  cair  transparan  dengan  mengkombinasi  minyak kelapa dan minyak kelapa sawit. Metode yang dilakukan dalam pembuatan sabun mandi cair pada penelitian ini  menggunakan  metode  semi  panas.  Proses  saponifikasi  antara  minyak  kelapa,  minyak  kelapa  sawit,  dan alkali  dilakukan  bertahap  sambil  dipanaskan  dan  diaduk.  Saponifikasi  dilakukan  dengan  menggunakan hot plate magnetic stirrer pada suhu 80 o C dan pengadukan 400 rpm [16].

## 2.  Metode Bahan dan Peralatan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  tandan  pisang  kepok,  minyak  kelapa  sawit,  dan aquadest .
Peralatan yang digunakan meliputi muffle furnace , cawan petri, neraca elektrik, beaker glass, erlenmeyer , termometer, oven , aluminium  foil , magnetic  stirrer ,  gelas  ukur, stopwatch ,  spatula,  piknometer,  pipet  tetes, buret, statif dan klem, pH meter dan kertas saring.

## Preparasi Abu Tandang Pisang
Tandan pisang dipotong-potong dengan ukuran seragam 2 cm selanjutnya dicuci dengan menggunakan air bersih  hingga  pH  normal.  Dikeringkan  di  dalam  oven  pada  suhu  110 o C  hingga  beratnya  konstan.  Tandan pisang kering dimasukan ke dalam furnance selama 4 jam dengan variasi suhu 400 o C, 500 o C, 600 o C, dan 700 o C. Hasil kalsinasi didinginkan di dalam desikator selama 24 jam. Abu tandan pisang dianalisa dengan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) untuk mengetahui kadar kaliumnya.
Abu tandan pisang yang telah dikalsinasi dilarutkan dalam aquadest dengan perbandingan 1:5 b/v. Larutan diaduk dan didiamkan selama 24 jam. Larutan disaring menggunakan kertas saring untuk memisahkan filtrat dan residu. Filtrat ditampung dan diukur nilai pH untuk menentukan derajat kebasaan.

## Proses Saponifikasi
Minyak kelapa dan minyak kelapa sawit dengan rasio 60:40, 70:30, 80:20, dan 90:10 (b/b) ditimbang sesuai variasi dan dimasukkan ke dalam beaker glass untuk dipanaskan di atas hot plate yang dilengkapi stirrer pada suhu 80 o C.  Filtrat  abu  tandan  pisang dicampurkan ke  dalam  minyak  yang  telah  dipanaskan  sambil  diaduk tambahkan air. Setelah jernih dimasukan ke dalam corong pemisah untuk memisahkan sabun cair dari minyak yang tidak tersabunkan.

## 3.  Hasil
Karaketrisasi Kalium Menggunakan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)
Gambar 2. Pengaruh suhu kalsinasi terhadap kadar kalium
Karakterisasi  abu  tandan  pisang  kepok  menggunakan Atomic  Absorption  Spectrophotometer (AAS) dilakukan  untuk  mengidentifikasi  presentasi  kandungan  kalium.  Hasil  analisa  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Hasil analisa AAS abu tandan pisang kepok menunjukkan kandungan kalium terbanyak diperoleh dari proses kalsinasi pada suhu 600 °C dengan waktu kalsinasi 4 jam yaitu sebesar 58,41%. Berdasarkan Gambar 2 dapat
11,47 39,52 58,41 20,90 0 10 20 30 40 50 60 70 400 500 600 700 K a d a r K a li u m ( % )
Suhu Kalsinasi (°C)
dilihat  bahwa  penambahan  suhu  kalsinasi  400  °C  –  600  °C  menghasilkan  kadar  kalium  yang  semakin meningkat,  namun  pada  suhu  700  °C  kadar  kalium  yang  dihasilkan  menurun.  Hal  ini  disebabkan  karena pembakaran pada suhu yang terlalu tinggi  dapat mengurangi kadar kalium yang diperoleh.
Pengaruh  Jumlah  Alkali  terhadap  Yield  Sabun  Mandi  Cair  pada  Rasio  Minyak  Kelapa  dan  Minyak Kelapa Sawit pada Berbagai Waktu Reaksi
Pengaruh penambahan jumlah alkali terhadap yield sabun mandi cair minyak kelapa dan  minyak kelapa sawit pada rasio 60:40, 70:30, 80:20, dan 90:10 (b/b) pada berbagai waktu reaksi dapat dilihat pada Gambar 3, Gambar 4, Gambar 5 dan Gambar 6.
Gambar 3. Hubungan waktu reaksi terhadap yield sabun dengan variasi jumlah alkali pada minyak kelapa dan minyak kelapa sawit rasio 60:40
Gambar 4. Hubungan waktu reaksi terhadap yield sabun dengan variasi jumlah alkali pada minyak kelapa dan minyak kelapa sawit rasio 70:30
Gambar 5. Hubungan waktu reaksi terhadap yield sabun variasi dengan jumlah alkali pada minyak kelapa dan minyak kelapa sawit rasio 80:20
30 35 40 45 50 55 60 65 70 2,5 3,0 3,5 Y ie ld S a b u n ( % ) Waktu Reaksi (jam) Kadar Alkali (%) 30 40 50 60 30 40 50 60 70 80 90 2,5 3 3,5 Y ie ld S a b u n ( % ) Waktu Reaksi (jam) Kadar Alkali (%) 30 40 50 60 30 40 50 60 70 80 90 2,5 3 3,5 Y ie ld S a b u n ( % ) Waktu Reaksi (jam) Kadar Alkali (%) 30 40
50 60
Gambar 6. Hubungan waktu reaksi terhadap yield sabun dengan variasi jumlah alkali pada minyak kelapa dan minyak kelapa sawit rasio 90:10
Gambar  3,  Gambar  4,  Gambar  5,  dan  Gambar  6  menyajikan  hubungan yield sabun  mandi  cair  yang dihasilkan  pada  kadar  alkali  terhadap  waktu  reaksi.  Kadar  alkali  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu sebanyak  30%,  40%,  50%  dan  60%.  Berdasarkan  hasil  penelitian  menunjukan yield sabun  mandi  yang dihasilkan  pada  setiap  kadar  alkali  yang  digunakan  menurun  seiring  bertambahnya  waktu  reaksi.  Hal  ini disebabkan karena saponifikasi merupakan reaksi eksotermis atau melepas panas. Semakin lama waktu reaksi akan mengurangi kadar air pada sabun sehingga sabun mengental. Konsentrasi kalium yang digunakan akan berpengaruh  terhadap  kualitas  sabun  yang  dihasilkan    karena    dapat    mempengaruhi yield sabun  tersebut. Jumlah yield sabun mandi cair terbanyak yang diperoleh sebesar 81,34% dari rasio minyak kelapa dan minyak kelapa sawit 70:30 (b/b) pada jumlah alkali 30% dan waktu reaksi 2,5 jam. Hal ini terjadi karena perbedaan minyak yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun. Rasio minyak kelapa dan minyak kelapa sawit ini merupakan perpaduan minyak yang tepat sebagai bahan baku pembuatan sabun cair. Minyak kelapa tinggi akan  kandungan  asam  lemak  laurat  dan  asam  lemak  miristat  yang  menyebabkan  minyak  mudah  untuk disabunkan  sedangkan  minyak  kelapa  sawit  dominan  dengan  asam  lemak  tak  jenuh  yang  membuat  sabun mudah meleleh dan mampu menjaga kestabilan busa sabun mandi cair.

## 4.  Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  tandan  pisang  kepok  dapat  digunakan  sebagai  sumber  alkali alami  dalam  proses  pembuatan  sabun  cair.  Jumlah  kalium  tertinggi  diperoleh  sebesar  58,41%  pada  suhu pembakaran 600 °C dan waktu 4 jam. Jumlah yield sabun mandi cair terbanyak yang diperoleh sebesar 81,34% dari rasio minyak kelapa dan minyak kelapa sawit 70:30 (b/b) pada jumlah alkali 30% dan waktu reaksi 2,5 jam. Berdasarkan hasil penelitian ini juga diperoleh yield sabun tertinggi untuk masing-masing rasio minyak diperoleh pada waktu reaksi 2,5 jam. Hasil dari penelitian ini diharapkan bagi industri pembuat sabun dapat meningkatkan produksi sabun cair dengan menggunakan bahan alami.

## 5.  Konflik Kepentingan
Semua penulis tidak memiliki konflik kepentingan ( conflict of interest ) pada publikasi artikel ini.

## Daftar Pustaka
[1]  U.  N.  Uswah,  A.  Widyasanti,  and  S.  Rosalinda,  “Perlakuan  bahan  baku  minyak  kelapa  ( Coconut  Oil ) dengan  variasi  konsentrasi Infused  Oil teh  putih  ( Camellia  Sinensis )  pada  pembuatan  sabun  cair,” J. Keteknikan Pertan. Trop. dan Biosist. , vol. 7, no. 1, pp. 67–77, 2019.
[2]  S. Alvin, A. A. Hairil, R. Winda, and 2018, “Saponifikasi asam lemak dari  lumpur minyak kelapa sawit ( sludge oil ) menggunakan basa abu sabut kelapa,” J. Kim. Katulistiwa , vol. 7, no. 2, pp. 8–17, 2018.
[3]  L. S.  Joshi  and  H.  A.  Pawar,  “Herbal  cosmetics  and  cosmeceuticals:  An  overview,” Nat. Prod.  Chem. Res. , vol. 3, no. 2, 2015.
[4]  A.  Duraisamy,  V.  Krishnan,  and  K.  P.  Balakrishnan,  “Bioprospecting  and  new  cosmetic  product development: A brief review on the current status,” Int. J. Nat. Prod. Res. , vol. 1, no. 3, pp. 26–37, 2011.
[5]  U. Mardiana and V. F. Solehah, “Pembuatan sabun berbahan dasar minyak jelantah dengan penambahan gel lidah buaya sebagai antiseptik alami,” J. Kesehat. Bakti Tunas Husada , vol. 20, pp. 252–260, 2020.
30 40 50 60 70 80 90 2,5 3 3,5 Y ie ld S a b u n ( % ) Waktu Reaksi (jam) Kadar Alkali (%) 30 40
50
60
[6]  D.  Rahmawati,  J.  Alpiana,  S.  Adiansyah,  B.  fara  A.  Matrani,  and  D.  S.  N.  Hayani,  “Pemberdayaan masyarakat  kecamatan  Masbagik  melalui  pemanfaatan  sisa/limbah  nanas  menjadi  sabun  alami,” J. Sinergi , vol. 1, no. 2, pp. 47–51, 2019.
[7]  S. A. S. E. Oktaria, L. P. Wrasiati, and N. M. Wartini, “Pengaruh jenis minyak dan konsentrasi larutan alginat terhadap karakteristik sabun cair cuci tangan,” J. Rekayasa dan Manaj. AgroIndustri , vol. 5, no. 2, pp. 47–57, 2017.
[8]  U. B. Eke, O. O. Dosumu, E. Oladipo, and F. O. Agunbiade, “Analysis of locally produced soap using Sheabutter Oil (SBO) blended with Palm- Kernel Oil (PKO),” Niger. J. Sci. , vol. 38, pp. 19–24, 2004.
[9]  F.  D.  Gunstone, The  Chemistry  of  Oil  and  Fats  Sources,  Composition,  Properties  and  Uses .  Oxford: Blackwell Publishing Ltd, 2004.
[10] S. A. Zauro, M. T. Abdullahi, A. Aliyu, A. Muhammad, I. Abubakar, and Y. M. Sani, “Production and analysis of soap using locally available raw-materials,” Appl. Chem. , vol. 96, no. 7, pp. 41479–41483, 2016.
[11] M. Imaduddin, Y. Yoeswono, and I. Tahir, “Ekstraksi kalium dari abu tandan kosong sawit sebagai katalis pada reaksi transesterifikasi minyak sawit,” Bull. Chem. React. Eng. Catal ., vol. 3, no. 1–3, pp. 14–20, 2008.
[12] S. B. Shrivastva, Soap, Detergent and Perfume Industry . Small Industry Research Institute 1975.
[13] S. T. Mabrouk, “Making usable, quality opaque or transparent soap,” J. Chem. Educ. , vol. 82, no. 10, pp. 1534–1537, 2005.
[14]  R. Hasibuan, F. Adventi, and R. Persaulian,  “Pengaruh suhu reaksi, kecepatan pengadukan dan waktu reaksi pada pembuatan sabun padat dari minyak kelapa ( Cocos nucifera L.),” J. Tek. Kim. USU , vol. 8, no. 1, pp. 11–17, 2019.
[15] D.  A.  Iryani,  A.  V.  Sofyan,  A.  T.  Putri,  and  E.  Febrianti,  “Sabun  mandi  cair  dari  ekstrak  KOH  kulit pisang,” Paten no. P00201708880, 2018.
[16] L. Sukeksi, R. D. Hidayati, and A. B. Paduana, “ Leaching kalium dari abu kulit coklat ( Theobroma cacao L.) menggunakan pelarut air,” J. Tek. Kim. USU , vol. 6, no. 2, pp. 30–34, 2017.