PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI α

PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI α-SELULOSA YANG DIISOLASI
DARI TANDAN KOSONG SAWIT
SKRIPSI
MAHYUNI HARAHAP
080802007
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI α-SELULOSA YANG DIISOLASI
DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis Guineensis Jack)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
MAHYUNI HARAHAP
080802007
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI
α-SELULOSA YANG DIISOLASI DARI
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis
Guineensis Jack)
: SKRIPSI
: MAHYUNI HARAHAP
: 080802007
: SARJANA (S1)
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Oktober 2012
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Saharman Gea, PhD
NIP.196811101999031001
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc
NIP.196007041989031003
Menyetujui
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP.195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN SELULOSA ASETAT DARI α-SELULOSA YANG DIISOLASI
DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (Elaeis Guineensis Jack)
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2012
MAHYUNI HARAHAP
080802007
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim.
Puji dan syukur kehadirat Allah swt. atas rahmad dan karunia-Nya, serta salawat
dan salam kepada Rasulullah saw. sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian
hingga selesainya penulisan skripsi ini sesuai waktu yang direncanakan.
Pada kesempatan ini penulis ingin memberikan penghargaan serta ucapan
terimakasih yang tulus kepada Ayahanda Hotmatua dan Ibunda Fatima Sari serta kakak
Nenni Liani Harahap dan adikku Minta Ito Harahap, Tarmizi Saleh Harahap, dan
Maarifan Akhyar Harahap atas kasih sayang, motivasi, dan bantuan moril dan material
yang tak terhingga kepada penulis selama ini.
Keberhasilan dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini juga tidak luput dari
segala bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati,
penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Saharman
Gea, PhD selaku dosen pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktunya
dan memberikan pemikiran serta petunjuk dan saran selama penulis melakukan
penelitian dan penyusunan skripsi ini sehingga dapat selesai.
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M. Sc selaku ketua
dan sekretaris jurusan yang telah mensyahkan skripsi ini.
3. Bapak dan ibu dosen serta staf administrasi Departemen Kimia FMIPA USU yang
telah membimbing dan memberikan disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.
4. Irviandi Winata yang telah setia menemani dan banyak membantu serta memberikan
motivasi kepada penulis.
5. Teman – teman stambuk 2008 khususnya Fenny Aulia yang telah setia menemani
penulis dan menjadi partner yang baik selama melakukan penelitian dan semua
teman-teman 2008 yang tidak penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas doa
dan bantuannya, sukses selalu.
6. Teman – teman di HMI Komisariat FMIPA USU.
7. Kak Sri Rahayu, Ibu Adriana, Bu Sumaya, Pak Nasrun, Pak Nanda, Bang Gusti,
Jennifer, Echa dan semua pihak yang telah membantu terimakasih atas doanya.
Akhirnya penulis menyadari kekurangan materi yang disajikan dalam skripsi ini,
disebabkan literatur dan pengetahuan yang dimiliki penulis. Untuk itu penulis
mengharapkan masukan dan saran yang membangun. Selanjutnya penulis
mempersembahkan skripsi ini kepada para pembaca semoga kiranya bermanfaat bagi
peneliti selanjutnya.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Pembuatan selulosa asetat dari α-selulosa yang diisolasi dari tandan kosong kelapa
sawit telah dilakukan. Tandan kosong kelapa sawit didelignifikasi dan diendapkan
dengan NaOH 17,5%. Selulosa asetat diperoleh melalui proses esterifikasi dan hidrolisis
α-selulosa. Kadar air selulosa asetat hasil penelitian sebesar 0,042% dan kadar asetil
sebesar 20,01%. Analisa spektrum FTIR menunjukkan adanya serapan khas gugus C=O
karbonil pada bilangan gelombang 1724,36 cm-1 (selulosa asetat) dan 1743,15 cm-1
(selulosa asetat komersial) serta gugus C-O asetil pada bilangan gelombang 1234,44
cm-1 dan 1232,52 cm-1. Hal ini menunjukkan esterifikasi αselulosa mejadi selulosa
asetat telah terjadi. Morfologi selulosa asetat diuji dengan SEM dan hasilnya
menunjukkan bahwa permukaan selulosa asetat lebih berbentuk serat dari pada selulosa
asetat komersial. Analisa degradasi termal dengan TGA menunjukkan bahwa selulosa
asetat dan selulosa asetat komersial mulai terdekomposisi pada suhu 260oC dengan
%residu masing-masing sebesar 10,71% dan 12,16%.
Universitas Sumatera Utara
MAKING OF CELLULOCE ACETATE OF
α-CELLULOCE ISOLATED FROM PALM EMPTY FRUIT BUNCHES
(Elaeis Guineensis Jack)
ABSTRACK
Making of cellulose acetate of α-cellulose isolated from palm empty fruit bunches have
been done. Palm empty fruit bunches delegnificationed and precipitated with 17,5%
NaOH. Cellulose acetate is obtained through a process of esterification and hydrolysis
α-cellulose. The water content of celluloce acetate results at 0,042% and 20,01% of the
acetyl content. FTIR analysis show that absorption characteristic of C=O carbonyl
group at wave number 1724,36 cm-1 (cellulose acetate) and 1743,15 cm-1 (commercial
celluloce acetate) and C-O acetyl group at wave numbers 1234,44 cm-1 and 1232,51
cm-.1 This suggests that esterification of α-cellulose into cellulose acetate have occured.
Morphology of celluloce acetate observed by SEM and result show that the surface of
celluloce acetat more fibrous than commercial cellulose acetate. Thermal degradation
analysis by TGA show that cellulose acetate and commercial cellulose acetate
decomposed at 260oC with %residu respectively 10,71% and 12,16%.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR SINGKATAN
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Permasalahan
1.3. Pembatasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Lokasi Penelitian
1.7. Metodologi Penelitian
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
x
1
4
4
4
5
5
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kelapa Sawit
2.2. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
2.3. Selulosa
2.4. Lignin
2.5. Hemiselulosa
2.6. Sumber-Sumber Selulosa
2.7. Sifat Kimia Selulosa
2.8. α-selulosa
2.9. Selulosa Asetat
2.10. Karakterisasi Polimer
2.10.1. Fourier Transform Infrared (FTIR)
2.10.2. Scanning Microscopy Electron (SEM)
2.10.3. Termogravimetri (TGA)
6
7
9
10
11
12
12
14
15
17
17
29
20
BAB III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Bahan-Bahan Penelitian
3.2. Alat-Alat Penelitian
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan Pereaksi
3.3.1.1. Pembuatan Larutan HNO3 3,5%
3.3.1.2. Pembuatan Larutan NaOH 2%
3.3.1.3. Pembuatan Larutan Na2SO3 2%
3.3.1.4. Pembuatan Larutan NaOCl 1,75%
3.3.1.4. Pembuatan Larutan H2O2
21
22
22
22
22
23
23
23
23
Universitas Sumatera Utara
3.3.2. Preparasi Serbuk TKKS
3.3.3. Isolasi α-selulosa dari TKKS
3.3.4. Esterifikasi α-selulosa
3.3.5. Analisa Kadar Air
3.3.6. Analisa Kadar Asetil
3.3.7. Analisa Gugus Gungsi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR)
3.3.8. Analisa Permukaan dengan Scanning Elecron Microscopy (SEM)
3.3.9. Analisa Termal dengan Termogravimetric 6
Differential Thermal Analysis (TGA)
3.4. Skema Pengambilan Data
3.4.1. Bagan Preparasi Serbuk TKKS
3.4.2. Bagan Isolasi α-selulosa dari TKKS
3.4.3. Bagan Esterifikasi α-selulosa
23
23
24
24
25
26
26
26
27
27
28
29
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Isolasi α-selulosa
4.1.2. Pembuatan Selulosa Asetat
4.2. Pembahasan
4.2.1. Analisa Kadar Air
4.2.2. Analisa Kadaar Asetil
4.2.3. Analisa Spektrum FTIR
4.2.4. Analisa Permukaan dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)
4.2.5. Analisa Termal dengan Termogravimetri (TGA)
30
30
31
33
33
33
33
36
37
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
39
39
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
40
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Komposisi kimia tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
Tabel 4.1. Bilangan gelombang α-selulosa
Tabel 4.2. Bilangan gelombang selulosa asetat
Tabel 4.3. Bilangan gelombang selulosa asetat komersial
Tabel 1. Hubungan antara derajat substitusi selulosa asetat dengan persentasi
asetil
Tabel 2. Karakteristik kelarutan selulosa asetat
8
34
35
35
47
47
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Struktur Selulosa
Gambar 2.2. Ikatan Hidrogen Intramolekuler dan Intermolekuler
di Antara Rantai-Rantai Polimer di Dalam Selulosa
Gambar 2.3. Esterifikasi Selulosa
Gambar 2.3. Struktur Selulosa Asetat
Gambar 4.1. α-selulosa yang diisolasi dari TKKS
Gambar 4.2. Selulosa Asetat
Gambar 4.4. Morfologi Selulosa Asetat dan Selulosa Asetat Komersial
Gambar 4.5. Termogram TGA Selulosa Asetat dan Selulosa Asetat Komersial
Lampiran 1 Sampel Penelitian
Lampiran 2 Spektrum FTIR α-selulosa Hasil Penelitian
Gambar 4 Spektrum FTIR Selulosa Asetat
Gambar 5 Spektrum FTIR Selulosa Asetat Komersial
9
13
16
16
31
32
37
38
43
44
45
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
AGU
IPAL
TBS
TKKS
CRT
CPO
FTIR
SEM
SNI
Rpm
TGA
TEM
= Anhidroglukosapiranosa
= Instalasi Pengolahan Air Limbah
= Tandan Buah Segar
= Tandan kosong kelapa sawit
= Cathode Ray Tube
= Crude Palm Oil
= Fourier Transform Infrared
= Scanning Electron Microscopy
= Standar Nasional Indonesia
= radian per meter
= Thermogravimetric Analysis
= Transision Electron Microscopy
Universitas Sumatera Utara