Kajian Pembuatan Karet Siklo Berbobot Molekul Rendah
KAJIAN PEMBUATAN KARET SIKLO
BERBOBOTMOLEKULRENDAH
OLEH :
SIT1 FU'ADAH CHUSNA
PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002
Dari liasil penelitian diperoleh kombinasi perlakuan terbaik adalah
peinberian hidrogen peroksida 4 bsk, nahium hipoklorit 4 bsk dan pernanasan 3
liari. Pada koinbinasi tersebut karet siklo yang dihasilkan paling cepat larut,
benvanlaputih dan berbentuk serbuk.
Pe~nberianhidrogen peroksida, natrium hipoklorit dan pemanasan mampu
menunmkan bobot moleku1 dari karet, nanun tidak semua perlakuan lnampu
inenghasilkan karet siklo yang mudah larut, benvarna putih dan berbentuk serbuk.
SURATPERNYATAAN
Dengan ini saya rnenyatakan baliwa tesis yang berjudul :
KAJIAN PEMBUATAN KARET SIKLO BERBOBOT MOLEKUL RENDAH
adalal~benar hasil karya saya sendiri dan beluin peniah dipublikasikan. Sernua
sulnber data dan infonnasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dari dapat
diperiksa kebenarannya.
KAJIAN PEMBUATAN KARET SLKLO
BERBOBOTMOLEKULRENDAH
SIT1 FU'ADAH CHUSNA
Tesis
gel=
sebagai salah satu syarat untuk ~ne~nperoleh
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002
Judul Tesis
: Kajian Pembuatan Karet Siklo Berbobot Molekul Rendah
Nama
:Siti Fu'adah Chusna
Nomor Pokok
: 99564
Program Studi
:Teknologi lndustri Pertanian
Menyetujui,
1. Komisi Pembimbing
Dr. Ir. lllah Sailah, MS.
Ketua
Drs. Chilwan Pandii, Aot., MSc.
Anggota
Drs. Yoharmus Syamsu. MSi.
Anggota
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi
Teknologi lndustri Pertanian
I
b + w h
Dr. Ir. lrawadi Jamaran
Tanggal Lulus : 12 September 2002
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 1 Februari 1975 dari pasaiga~i
H.A. Zawawi Moechtar, SH d m Hj. Siti Sa'adah. Penulis merupakan anak
pertalna dari li~nabersaudara. Pendidikan sarjana ditemnpul~di Program Studi
Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Islam Malang Iulus pada
taht~n 1998. Pada tallurn 1999, penulis diterilna di Program Stndi Teknologi
Industri Pertanian pada Program Pasca Sarjana IPB dan ~nenalnatkannyapada
taliun 2002. Beasiswa pendidikan pascasa~jaiadiperoleli dari BPPS (Beasiswa
Progra~nPasca Sarjana).
Alhamdulillaahirabbil'aalamiin,puji dan syukur penulis pa~~jatkan
kehadirat
Allah SWT yang telah mernberikan rahmat, berkat, hidayah dan karunia-Nya
sehingga pe11elitia11dan per~ulisai~
tesis yang berjuduil "Kajian Peinbuatai~Karet
Siklo Berbobot Molekd Rendah" dapat diselesaikan. Penulisan tesis irli dilakukan
untuk untuk mernenuhi salah sahi syarat dalam penyelesaian shldi di program
Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Program Pasca
S a i j a ~ Institut
a
Pertanian Bogor.
Pada keselnpatan ini penulis tnenyarnpaikan teriina kasil~yaig sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak, Ibu, Achsan, Chusnul, Chusni dan Ichsan, serta seluruh keluarga atas
doa, sernangat dan dorongan baik rnoril rnaupun materiil yang tiada henti.
2. Dr. Ir. Illah Sailah, MS., Drs. Chilwan Pandji, Apt., MSc dan Drs. Yoliannus
Syamsu, MSi. selaku Kornisi Pernbirnbing atas petunjuk, bailhlan d m
bilnbingannya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini.
3. H. Ary Achyar Alfa, MSi. atas ide beliau sel~inggapenelitian ini terlaksana.
4. Dr. Ir. Sudrajat, MSc. atas kesediailnya sebagai penguji.
5. Direktur dan staf Program Pasca Sajana Instih~tPertanian Bogor.
6. Ketua, staf dosen dan tata usaha Program Siudi Teknologi Industri Pertanian.
7. Kepada semua pihak yang telah ~nembantud m tidak dapat diseb~itkansatti
persatu.
Juga tak lupa ucapan terima kasih kepada M'Nelly, Yati, Fera, Arie, Pak
Ridwan, Pak Aos, Pak Anwar, Dani, serta staf dan karyawan BPTK-Bogor lain
yang tidak dapat disebutkan satu persahl, atas banh~an, kejasama dan
kebersamaannya selama penelitian. Yuli, Nunnah, Edy, Alex, Anti, Hendra, Asep,
Irpan, Oom, Fauzan, M'Fitri dan Upik, atas kebersamaannya selama penelitian.
Linda, Arif, M'Irin, Erin, Titi, M'Hesti, ternan-teman TIP '99, TIP '00, TIP '01
atas persahabatannya, serta teman-te~nan di Frycy, Aura, Radar 6, atas
kebersamaannya.
Akhir kata, selnoga tesis ini dapat bennanfaat bagi semua pihak yang
tnemnbut~~hkannya.
Bogor, September 2002
DAFTAR IS1
Hala~nan
xii
DAFTAR TABEL .................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakan
B. Tujuan Peneli
C. Ruang Lingkup
I1
TINJAUAN PUSTAKA
1
1
4
5
G. Bobot Molekul
111 METODOLOGI PENELITIAN
A. Baban dan Alat
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Karakterisasi Bahan B
1. KadarKaret Ke~ing
2. Kadar Nit~ogen
3. Viskositas I
4 . Analisis dengan GPC
................................
5. Analisis dengan Spek
B. Pengaruh Perlakuan Terhadap Lateks Bobot Molekul Rendah .......
1. Viskositas lntrinsik dan Bobot Molekul ....................................
2. Analisis dengan
........................ .......
3. Analisis dengan
C. Produk (Karet Siklo
1. Viskositas Intrin
2. Persentase Kelarutan dan Waktu Larut .......................
.
.........
3. Wama dan Bentuk
4. Analisis dengan GP
24
24
25
25
27
28
29
5 . Ailalisis dengan Spektroskopi lnfra Merah ...............................
6 . kiteria Karet Siklo Terbaik ....................................................
V
KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................
A . Kesimpulan ..................................................................................
B. Saran .........................................................................................
57
59
61
61
62
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................
63
LAMPIRAN ..........................................................................................
67
DAFTAR TABEL
Teks
Halani an
1. Ko~nposisilateks kebun dari pohon yang berumur 10 tahun ......................
9
2. Kornposisi bahan yang terdapat pada karet ala~n........................................
12
DAFTAR LAMPIRAN
Teks
Halanlan
1. Diagram alir pelaksanaan penelitian
67
2. Diagrani alir perlakuan pendahuluan
68
3. Diagram alir penurnran bobot rnolekul karet
69
. .
4. Prosed~lranalls~s
70
5. Hasil analisis terhadap lateks kebun dan lateks DPNR ............................
75
6. Hasil analisis viskositas int~insikdan bobot lnolekul pada lateks
bobot molekul rendah
76
7. Hasil analisis terhadap karet siklo
77
8. Hasil karakterisasi sifat fisik karet siklo .................................................
78
9. Hasil analisis keragaman viskositas intrinsik karet siklo ..........................
79
10. Hasil analisis keraga~nanbobot ~noleklrlkaret siklo .................................
80
I I. Hasil analisis keragainan persentase kelarutan karet siklo .......................
81
12. Hasil uji Duncan 5% viskositas intrinsik karet siklo ................................
82
13. Hasil uji Duncan 5% bobot molekul karet siklo .......................................
83
14. Hasil uji Duncan 5% persentase kelarutan karet siklo ..............................
84
DAFTAR GAMBAR
Teks
Halaman
1. Cis-trans isoinerisasi karet alam (Winspear. 1968) ..................................
11
2 . Protein dalam lateks (Tanaka. 1998) .........................................................
13
3 . Struktur inolekul karet siklo ....................................................................
18
4 . Kromatogra~nlateks kebun .......................................................................
37
5 . Kromatogram lateks DPNR .....................................................................
38
6 . Hasil analisis spektroskopi pada lateks kebun ..........................................
40
.
.
.......
41
8. Penganh hidrogen peroksida. nahium hipoklorit dan pemattasan
tedtadap viskositas intrinsik lateks bobot molekul rendah ......................
42
9. Pengaruh hidrogen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasan
terhadap bobot molekul lateks bobot molekul rendah ..............................
43
10. Kromatogram lateks bobot lnolekul rendah ............................................
44
11. Hasil analisis spektroskopi pada lateks bobot molekul rendah .................
45
12. Pengarub hidrogen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasm
terhadap viskositas intrinsik karet siklo ..................................................
46
13. Pengaruh hidragen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasan
terltadap bobot lnolekul karet siklo .......................................................
47
14. Pengat-til~hidrogen peroksida. nahium hipoklorit dan peinanasan
terhadap persentase kelarutan karet siklo ..................................................
52
15. Kromatogram karet siklo ..........................................................................
56
16. Hasil analisis spekt~oskopipada karet siklo .............................................
57
7 . Hasil analisis spekhoskopi pada lateks DPNR ............................
I. PENDANULUAN
A. Latar Belakang
Karet merupakan salali satu komoditas pertanian pengl~asil devisa
terbesar bagi negara Indonesia dari sektor perkebunan d m ekspor karet alatn
Indonesia pada 2001 mencapai 1.453,l ton (Biro Pusat Statistik, 2002). Areal
tanainan karet yang dimiliki Indonesia merupakan yaiig terluas di dunia yaitu
mencapai 3,5 juta hektar. Meskipun deinikian, Indonesia menempati urutan
kedua sebagai produsen karet alam dunia setelah Thailand. Pada tahun 2001
produksi karet alam Indonesia mencapai 1.576,5 ton. Meskipun hasil produksi
yang dicapai tinggi, tetapi hasil produksi tersebut masih dibawah Thailand
yang mencapai 2.357 ton pada tahun yang sama (International Rubber Study
Group, 2002). Hal ini disebabkan oleli produktivitas perkebuiian karet di
Indonesia rata-rata rendah yaitu kurang dari 600 kgha/tdiun, sementara mutu
bahan olah karet yang dihasilkan juga masill rendali karena sebagian besar
dihasilkan dari perkebunan rakyat. Selain itu, liampir selun~li produksi
perkeb~mankaret yaitu sekitar 95% diekspor dala~nbentuk bahan baku dm
hanya sekitar 5% saja yang digunakan di dalam negeri untuk pembuatan
barang jadi.
Meskipun j~rmlahproduksi dan konsutnsi karet alam lebih raidah dari
karet sintetik, tetapi posisi karet alatn belum dapat digaitikan oleli karet
sintetik. Hal ini karena keunggulan yang dimiliki ole11 karet alam tidak
dimiliki oleli karet sintetik sellingga karet alam masih tne~npunyaiprospek
t~ntukdikembangkan. Adapun beberapa kelebihan karet alam antara lain
adalah memiliki daya elastisitas atau daya lenting yang sempuma, plastisitas
yang baik sehingga pengolahannya lebih mudah, daya aus yang tinggi, tidak
rnudah panas dan melniliki daya tallan yang tinggi terhadap keretakan
(Anonim, 1997).
Peningkatan perolehan devisa dari perkebunan karet dapat dilakukan
dengan peningkatan produktivitas dan lnuhl bahan olah karet. Untuk
rneningkatkan produktivitas perkebunan karet dapat dilakukan dengan
peremajaan dengan menggunakan bibit unggul, pernupukan dan intensifikasi
pertanian serta pemberian stimulus pada pohon karet untuk meningkatkan
kandungan lateks. Selain itu peningkatan perolehan devisa dapat dilakukan
dengan diversitikasi jenis karet yang diekspor sehingga tidak hanya bahan
baku saja yang diekspor melainkan juga beberapa jenis barang jadi yang
terbuat dari karet alam. Salah satu jenis produk yang dapat dikembangkan dari
karet alan dan mempunyai prospek untuk diekspor adalah karet siklo.
Karet siklo merupakan salah satu bentuk karet alam yang dimodifikasi
dengan cara pemanasan menggunakan katalis asan. Sifat karet siklo berbeda
dari karet alan asalnya. Kelebihan karet siklo diantaranya adalah tahan
terhadap daya gosok dan mernpunyai daya rekat yang lebih baik. Penggunaan
utamanya adalah sebagai ballan baku cat, pelapis dan perekat. Sedangkan
potensi penginlaan karet siklo adalah sebagai ballan pengisi barang jadi karel
dan kulit tinlan.
Di Indonesia karet siklo telah diproduksi cukup lama, yaitu sejak tahun
1954. Tetapi selalna ini pe~nbuatankaret siklo kurang berkembaug dan secara
eksplisit data produksi karet siklo tidak tercatat pada Biro Pusat Statistik.
Tidak berke~nbwgnyapeinbuatan karet siklo di dala~nnegeri ini inungkin
dikarenakan adanya produk pengganti, salah satunya adalah high styrene
resine, yang dapat inenggantikan fungsi karet siklo dei~ganharga yang lebih
ekonomis, baik itu di dalan negeri mauptin di luar negeri. Tetapi dengan
adanya krisis ekonomi akhir-akhir ini, llarga produk penggruiti tersebut
seinakin mahal dan tidak terjangkau bagi industri penggunanya. Hal ini
merupakan peluang bagi industri karet siklo di dalain negeri karena dengan
inernprodtksi sendiri maka harganya akan lebih murah dan terjangkau.
Selama ini telah dihasilkan karet siklo produksi lokal yang l~asilnya
selain tmtuk memenuhi kebutuhan di dalan negeri juga diekspor ke berbagai
ilegara dengan harga $ 3 k g . Tetapi karet siklo yang dihasilkan tersebut
harganya relatif lnasih mahal karena biaya produksinya mas111 terlalu tinggi.
Hal ini karena pembuatan karet siklo selama ini inenggcmakan bahan baku
karet setengah jadi. Disamping itu, proses pembuatan karet siklo dilakukan
tanpa penghilangan protein seliingga inuhmya kurang baik. Oleh karei~aitu
diperlukan penelitian unhik meinperbaiki inutu karet siklo agar sesuai dengan
yang diharapkan dengan biaya y ang lebih rendah.
Dalain rangka menurunkan biaya produksi, pembuatan karet siklo dapat
dilakukan dengan inenggt~~lnakan
lateks kebtn yang berprotein rendall. Karet
yang ineinpunyai kandungan protein rendah biasanya disebut dengan DPNR
(Deproteinized Natural Rubber). Penunman kadar protein karet dapat
dilakukan dengan tnenggunakan enzim papain.
Peilurunan kadar protein sangat penting dilakukai~,karena berdasarkan
penelitian Yapa dan Lionel (1980) diketallui bahwa protein dapat
mengliambat proses siklisasi dalarn karet alarn. DPNR baik digunakan sebagai
ballan bako pembuatan karet siklo karena kandungan proteinnya rendah
sehingga proses siklisasi dapat berjalan dengan baik. Blla proses siklisasi
berjalan dengan baik maka akan diliasilkan karet siklo seperti yang
diharapkan, yaitu karet siklo yang mudali larut.
Icemudahan larumya karet siklo dipengaruhi ole11 bobot molekul karet.
Menurut Goonetilleke el al. (1993) bila bobot lnolekul karet siklo tinggi lnaka
&an sukar larut, sehingga agar dillasilkan karet siklo yang mudah larut perlu
dllakukan penurunan bobot molekul karet. Untuk lnenurunkan bobot rnolekul
karet dapat dilakukan dengan menambalikan liidrogen peroksida dan natriurn
hipoklorit kedala~nlateks.
6. Tujuan Penelitian
Tujuan umuln dari penelitian ini adalah untuk mengliasilkan karet siklo
yang mudah larut dari lateks DPNR de~igal rnenggunakatr beberapa
kombinasi perlakuan konsentrasi hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit
serta lama peinanasan.
Tujuan k h ~ s u s dari penelitian ini adalali tnenentukan konsentrasi
liidroge~iperoksida, konsentrasi natrium hipoklorit dan lama pemariasan yang
terbaik untuk proses penunman bobot lnolekul sehingga diliasilkan karet siklo
yang tnudah larut serta karakterisasi karet siklo yang dihasilkan.
C. Ruang Lingkup
Ruang lingkup penelitian tneliputi :
1. Karakterisasi dan analisis ballan baku yakni lateks keb~m dan lateks
DPNR.
2. Menentukan konsentrasi hidrogen peroksida, konsentrasi
natrium
hipoklotit dan lama pemanasan yang terbaik imtuk mengl~asilkanlateks
bobot tnolekul rendah.
3. Slklisasi lateks bobot molekul rendah ~mtuklnenghasilkan karet siklo.
4. Karakterisasi dan analisis lateks bobot molekul rendall dan produk yang
berupa karet siklo.
11. TINJAUAN PUSTAKA
A. Lateks
Lateks kebun adalah getah cair yang diperoleh dari bidang sadap pohon
karet l-levea brasiliensis, dimana pada tiap penyadapan akan dihasilkan 1-2
ons lateks per pohon. Pohon karet dapat tnulai disadap pada uinur 5 tahun dan
me~nilikirnasa produktif selalna 25-35 tahun. Urnur yang paling baik untuk
berproduksi adalah 13-17 tahun dan setelah itu tanaman karet akan mengalami
kerntmduran dalam menghasilkan lateks (Anonim, 1985).
Lateks inerupakan suatu sistetn koloid yang terdiri atas partikel karet
dan bbukan karet yang tersuspensi dalarn inedia cair yang disebutt serum.
Lateks ~nengandungbahan karet 25-40% dan serum 60-75%. Komposisi
lateks terdiri dari karet mumi 90-95%; protein 2-3%; asan le~nak1-2%; gula
0,2%; gararn dari Na, K, Mg, Ca, P, Cu, Mn dan Fe 0,5%. Semua zat yang
b~lkan karet tersebut baik susunan inaupun jurnlahnya beruball-ubah,
terganiung klon tanaman karet, kondisi tanah dan iklitn. Berat jenis lateks
adalab 0,945; senun 1,02 dan karet 0,91. Dengan adanya perbedaar~berat jenis
tersebut akan tnenyebabkan terjadinya pemisahan antara fraksi karet dan
sentm bila didiamkan dalain waktu tertentu (Goutara, Djahniko dan Tjiptadi,
1985).
Menurut Honggokusumo (1978), apabila lateks disentrihse dengan
kecepatan sekitar 18.000 putaran per tnenit, lateks akan terpisah meiijadi
empat fraksi utama. Fraksi paling atas adalah fraksi karet (& 37%) yang
benvarna p~ttill,sedangkan fraksi kedua adalah fraksi frey wyssling (* 3%)
yang benvarna kuning ju~gga,dan fraksi ketiga adalah fraksi serum (i50%)
yang benuarna jemih, serta fraksi yang paling bawah adalah fraksi dasar (i
10%) yang berwama ku~ningpucat.
Fraksi karet mengandung partikel karet dengan diarneter antara 0,05-3
mikron, rne~nilikiselubulng lapisan yang terdiri dari protein dar~lipid yang
berfungsi unh~klnemantapkan dispersi partikel karet di dala~nserum. Fraksi
frey wyssling berbentuk bulat dengan ukuran lebih besar daripada partikel
karet dengan diameter mencapai 8 mikron, juga mengandung lipid dan zat
warna P-karoten. Partikel frey wyssling ini sering terkunmg di antara partikel
karet dan di dalam fraksi bawal~.
Pada fraksi serum, atau biasa disebut serum-C (centrifuge serum)
mengandung bahan terlarut yang biasa terdapat di dalaln sel tanaman, seperti
ion-ion terutarna terdiri dari karbonat dan fosfat, magnesium, kalsiurn, kaliu~n,
ternbaga, besi, nahium, rubidium dan juga rnangan yang ~nasukke dalam
lateks pada saat lateks lnengalir lnelalui irisan sadapan. Selaiu ihl juga
mengandung air, asaln nukleat, protein, karbohidrat dan inositol yang
merupakan su~nberutalna asam lernak eteris (Volatile Fatty AcidIVFA),
khususnya quebracithol.
Fraksi bawah jumlahnya sekitar 10% dari volume lateks. Fraksi ini
terutarna terdiri atas partikel yang berbentuk bulat dengan ukuran relatif besar
yang diametemya sekitar 2 mikron. Fraksi bawah ini mengandung air, protein,
-
karet, karotenoid, ion-ion logam kalsiuln dan magnesium serta lutoid. Lutoid
ini bersifat kental, seperti gelatin dan diselubungi membran yang semi
penneabel dm1 mengandung senyawa nitrogel1 yang terdispersi di dalain suatii
cairan yang disebut sen~m-B(bottom senim).
Lateks kebuni yang baik iint~ikdiolali inenjadi lateks pekat, atau bahanbaliai lainnya hams memenuhi beberapa persyaratan, antara lain adalali : tidak
terdapat kotoran atau benda-benda lain seperti daun atau kayu; tidak
~nenganduilgbubur lateks, atau lateks yang telall mengalami prakoagulasi;
berbau segar daii ~neinpunyaikadar karet kering sekitar 28% (Anoniin, 1997).
Stem (1954) berpendapat bahwa variasi KKK lateks kebun dipeugaruhi
beberapa faktor, diantaranya adalall : ulnur tanaman, kondisi tanaman, ~ n u s i ~ n
dan tenggang waktu setelah penyadapan. Tanaman yang lebih tua akan
~nenghasilkanlateks dengan KKK yaiig lebih tinggi dibaildingkan tanaman
yang beniinur lebih muda. Sedangkan lateks yang disadap pada inusiin liujan
akan cenderung lebiln encer sehingga KKK-nya rendah. Sel~inggakaildmigail
KKK pada tiap pengainbilan lateks kebun akan berbeda-beda, meskipun
dia~nbildari pohon yang sana dalain satu liari. Hasil analisis koinposisi lateks
kebun dari pohon yang benirnur 10 tahun dapat dilillat pada Tabel 1.
Selanjuitnya Stem (1954) juga inengemukakan balnwa lateks keblui yang
bani disadap bagian terbesamya adalah air, yaitu hampir 60%. Sedangkan
karet terkandtmg dalam lateks sekitar 35% dan sisanya adalali bahan-balm
lain seperti protein dan fosfolipid. Lateks kebi~nbersifat encer karena bagiain
terbesamya adalah air rnaka dan KKKnya berkisar antara 30-35%.
Karena lateks kebun segar tnengaildui~g ballail-bahaii yai~g sailgat
diperlukan bagi pertu~nbuhanjasad renik, maka apabila ke dalam lateks tidak
segera ditainbahkan bahan pengawet mutunya akan mengalami pei~uriman.
Bahan bukan karet yang terkaridun~gdalarn lateks jurnlahnya relatif kecil dan
sebagian besar terlarut dalan air sedangkan yang laimya terdispersi pada
perm~lkaanpartikel karet (Triwijoso dan Siswantoro, 1989).
Tabel 1. Koinposisi lateks kebun dari pohon yang berurnur 10 taliun
Bahan
I
1
Persentase (%)
I
Karet
I
35,62
I
1
Abu
I
0.70
Gula
1
Air
I
1
0,34
1
I
I
59,66
iI
I
I
I
A
S~unber: Stem (1954)
B. I
BERBOBOTMOLEKULRENDAH
OLEH :
SIT1 FU'ADAH CHUSNA
PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002
Dari liasil penelitian diperoleh kombinasi perlakuan terbaik adalah
peinberian hidrogen peroksida 4 bsk, nahium hipoklorit 4 bsk dan pernanasan 3
liari. Pada koinbinasi tersebut karet siklo yang dihasilkan paling cepat larut,
benvanlaputih dan berbentuk serbuk.
Pe~nberianhidrogen peroksida, natrium hipoklorit dan pemanasan mampu
menunmkan bobot moleku1 dari karet, nanun tidak semua perlakuan lnampu
inenghasilkan karet siklo yang mudah larut, benvarna putih dan berbentuk serbuk.
SURATPERNYATAAN
Dengan ini saya rnenyatakan baliwa tesis yang berjudul :
KAJIAN PEMBUATAN KARET SIKLO BERBOBOT MOLEKUL RENDAH
adalal~benar hasil karya saya sendiri dan beluin peniah dipublikasikan. Sernua
sulnber data dan infonnasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dari dapat
diperiksa kebenarannya.
KAJIAN PEMBUATAN KARET SLKLO
BERBOBOTMOLEKULRENDAH
SIT1 FU'ADAH CHUSNA
Tesis
gel=
sebagai salah satu syarat untuk ~ne~nperoleh
Magister Sains pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian
PROGRAM PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002
Judul Tesis
: Kajian Pembuatan Karet Siklo Berbobot Molekul Rendah
Nama
:Siti Fu'adah Chusna
Nomor Pokok
: 99564
Program Studi
:Teknologi lndustri Pertanian
Menyetujui,
1. Komisi Pembimbing
Dr. Ir. lllah Sailah, MS.
Ketua
Drs. Chilwan Pandii, Aot., MSc.
Anggota
Drs. Yoharmus Syamsu. MSi.
Anggota
Mengetahui,
2. Ketua Program Studi
Teknologi lndustri Pertanian
I
b + w h
Dr. Ir. lrawadi Jamaran
Tanggal Lulus : 12 September 2002
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 1 Februari 1975 dari pasaiga~i
H.A. Zawawi Moechtar, SH d m Hj. Siti Sa'adah. Penulis merupakan anak
pertalna dari li~nabersaudara. Pendidikan sarjana ditemnpul~di Program Studi
Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Islam Malang Iulus pada
taht~n 1998. Pada tallurn 1999, penulis diterilna di Program Stndi Teknologi
Industri Pertanian pada Program Pasca Sarjana IPB dan ~nenalnatkannyapada
taliun 2002. Beasiswa pendidikan pascasa~jaiadiperoleli dari BPPS (Beasiswa
Progra~nPasca Sarjana).
Alhamdulillaahirabbil'aalamiin,puji dan syukur penulis pa~~jatkan
kehadirat
Allah SWT yang telah mernberikan rahmat, berkat, hidayah dan karunia-Nya
sehingga pe11elitia11dan per~ulisai~
tesis yang berjuduil "Kajian Peinbuatai~Karet
Siklo Berbobot Molekd Rendah" dapat diselesaikan. Penulisan tesis irli dilakukan
untuk untuk mernenuhi salah sahi syarat dalam penyelesaian shldi di program
Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Program Pasca
S a i j a ~ Institut
a
Pertanian Bogor.
Pada keselnpatan ini penulis tnenyarnpaikan teriina kasil~yaig sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak, Ibu, Achsan, Chusnul, Chusni dan Ichsan, serta seluruh keluarga atas
doa, sernangat dan dorongan baik rnoril rnaupun materiil yang tiada henti.
2. Dr. Ir. Illah Sailah, MS., Drs. Chilwan Pandji, Apt., MSc dan Drs. Yoliannus
Syamsu, MSi. selaku Kornisi Pernbirnbing atas petunjuk, bailhlan d m
bilnbingannya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini.
3. H. Ary Achyar Alfa, MSi. atas ide beliau sel~inggapenelitian ini terlaksana.
4. Dr. Ir. Sudrajat, MSc. atas kesediailnya sebagai penguji.
5. Direktur dan staf Program Pasca Sajana Instih~tPertanian Bogor.
6. Ketua, staf dosen dan tata usaha Program Siudi Teknologi Industri Pertanian.
7. Kepada semua pihak yang telah ~nembantud m tidak dapat diseb~itkansatti
persatu.
Juga tak lupa ucapan terima kasih kepada M'Nelly, Yati, Fera, Arie, Pak
Ridwan, Pak Aos, Pak Anwar, Dani, serta staf dan karyawan BPTK-Bogor lain
yang tidak dapat disebutkan satu persahl, atas banh~an, kejasama dan
kebersamaannya selama penelitian. Yuli, Nunnah, Edy, Alex, Anti, Hendra, Asep,
Irpan, Oom, Fauzan, M'Fitri dan Upik, atas kebersamaannya selama penelitian.
Linda, Arif, M'Irin, Erin, Titi, M'Hesti, ternan-teman TIP '99, TIP '00, TIP '01
atas persahabatannya, serta teman-te~nan di Frycy, Aura, Radar 6, atas
kebersamaannya.
Akhir kata, selnoga tesis ini dapat bennanfaat bagi semua pihak yang
tnemnbut~~hkannya.
Bogor, September 2002
DAFTAR IS1
Hala~nan
xii
DAFTAR TABEL .................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR
I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakan
B. Tujuan Peneli
C. Ruang Lingkup
I1
TINJAUAN PUSTAKA
1
1
4
5
G. Bobot Molekul
111 METODOLOGI PENELITIAN
A. Baban dan Alat
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Karakterisasi Bahan B
1. KadarKaret Ke~ing
2. Kadar Nit~ogen
3. Viskositas I
4 . Analisis dengan GPC
................................
5. Analisis dengan Spek
B. Pengaruh Perlakuan Terhadap Lateks Bobot Molekul Rendah .......
1. Viskositas lntrinsik dan Bobot Molekul ....................................
2. Analisis dengan
........................ .......
3. Analisis dengan
C. Produk (Karet Siklo
1. Viskositas Intrin
2. Persentase Kelarutan dan Waktu Larut .......................
.
.........
3. Wama dan Bentuk
4. Analisis dengan GP
24
24
25
25
27
28
29
5 . Ailalisis dengan Spektroskopi lnfra Merah ...............................
6 . kiteria Karet Siklo Terbaik ....................................................
V
KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................
A . Kesimpulan ..................................................................................
B. Saran .........................................................................................
57
59
61
61
62
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................
63
LAMPIRAN ..........................................................................................
67
DAFTAR TABEL
Teks
Halani an
1. Ko~nposisilateks kebun dari pohon yang berumur 10 tahun ......................
9
2. Kornposisi bahan yang terdapat pada karet ala~n........................................
12
DAFTAR LAMPIRAN
Teks
Halanlan
1. Diagram alir pelaksanaan penelitian
67
2. Diagrani alir perlakuan pendahuluan
68
3. Diagram alir penurnran bobot rnolekul karet
69
. .
4. Prosed~lranalls~s
70
5. Hasil analisis terhadap lateks kebun dan lateks DPNR ............................
75
6. Hasil analisis viskositas int~insikdan bobot lnolekul pada lateks
bobot molekul rendah
76
7. Hasil analisis terhadap karet siklo
77
8. Hasil karakterisasi sifat fisik karet siklo .................................................
78
9. Hasil analisis keragaman viskositas intrinsik karet siklo ..........................
79
10. Hasil analisis keraga~nanbobot ~noleklrlkaret siklo .................................
80
I I. Hasil analisis keragainan persentase kelarutan karet siklo .......................
81
12. Hasil uji Duncan 5% viskositas intrinsik karet siklo ................................
82
13. Hasil uji Duncan 5% bobot molekul karet siklo .......................................
83
14. Hasil uji Duncan 5% persentase kelarutan karet siklo ..............................
84
DAFTAR GAMBAR
Teks
Halaman
1. Cis-trans isoinerisasi karet alam (Winspear. 1968) ..................................
11
2 . Protein dalam lateks (Tanaka. 1998) .........................................................
13
3 . Struktur inolekul karet siklo ....................................................................
18
4 . Kromatogra~nlateks kebun .......................................................................
37
5 . Kromatogram lateks DPNR .....................................................................
38
6 . Hasil analisis spektroskopi pada lateks kebun ..........................................
40
.
.
.......
41
8. Penganh hidrogen peroksida. nahium hipoklorit dan pemattasan
tedtadap viskositas intrinsik lateks bobot molekul rendah ......................
42
9. Pengaruh hidrogen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasan
terhadap bobot molekul lateks bobot molekul rendah ..............................
43
10. Kromatogram lateks bobot lnolekul rendah ............................................
44
11. Hasil analisis spektroskopi pada lateks bobot molekul rendah .................
45
12. Pengarub hidrogen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasm
terhadap viskositas intrinsik karet siklo ..................................................
46
13. Pengaruh hidragen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasan
terltadap bobot lnolekul karet siklo .......................................................
47
14. Pengat-til~hidrogen peroksida. nahium hipoklorit dan peinanasan
terhadap persentase kelarutan karet siklo ..................................................
52
15. Kromatogram karet siklo ..........................................................................
56
16. Hasil analisis spekt~oskopipada karet siklo .............................................
57
7 . Hasil analisis spekhoskopi pada lateks DPNR ............................
I. PENDANULUAN
A. Latar Belakang
Karet merupakan salali satu komoditas pertanian pengl~asil devisa
terbesar bagi negara Indonesia dari sektor perkebunan d m ekspor karet alatn
Indonesia pada 2001 mencapai 1.453,l ton (Biro Pusat Statistik, 2002). Areal
tanainan karet yang dimiliki Indonesia merupakan yaiig terluas di dunia yaitu
mencapai 3,5 juta hektar. Meskipun deinikian, Indonesia menempati urutan
kedua sebagai produsen karet alam dunia setelah Thailand. Pada tahun 2001
produksi karet alam Indonesia mencapai 1.576,5 ton. Meskipun hasil produksi
yang dicapai tinggi, tetapi hasil produksi tersebut masih dibawah Thailand
yang mencapai 2.357 ton pada tahun yang sama (International Rubber Study
Group, 2002). Hal ini disebabkan oleli produktivitas perkebuiian karet di
Indonesia rata-rata rendah yaitu kurang dari 600 kgha/tdiun, sementara mutu
bahan olah karet yang dihasilkan juga masill rendali karena sebagian besar
dihasilkan dari perkebunan rakyat. Selain itu, liampir selun~li produksi
perkeb~mankaret yaitu sekitar 95% diekspor dala~nbentuk bahan baku dm
hanya sekitar 5% saja yang digunakan di dalam negeri untuk pembuatan
barang jadi.
Meskipun j~rmlahproduksi dan konsutnsi karet alam lebih raidah dari
karet sintetik, tetapi posisi karet alatn belum dapat digaitikan oleli karet
sintetik. Hal ini karena keunggulan yang dimiliki ole11 karet alam tidak
dimiliki oleli karet sintetik sellingga karet alam masih tne~npunyaiprospek
t~ntukdikembangkan. Adapun beberapa kelebihan karet alam antara lain
adalah memiliki daya elastisitas atau daya lenting yang sempuma, plastisitas
yang baik sehingga pengolahannya lebih mudah, daya aus yang tinggi, tidak
rnudah panas dan melniliki daya tallan yang tinggi terhadap keretakan
(Anonim, 1997).
Peningkatan perolehan devisa dari perkebunan karet dapat dilakukan
dengan peningkatan produktivitas dan lnuhl bahan olah karet. Untuk
rneningkatkan produktivitas perkebunan karet dapat dilakukan dengan
peremajaan dengan menggunakan bibit unggul, pernupukan dan intensifikasi
pertanian serta pemberian stimulus pada pohon karet untuk meningkatkan
kandungan lateks. Selain itu peningkatan perolehan devisa dapat dilakukan
dengan diversitikasi jenis karet yang diekspor sehingga tidak hanya bahan
baku saja yang diekspor melainkan juga beberapa jenis barang jadi yang
terbuat dari karet alam. Salah satu jenis produk yang dapat dikembangkan dari
karet alan dan mempunyai prospek untuk diekspor adalah karet siklo.
Karet siklo merupakan salah satu bentuk karet alam yang dimodifikasi
dengan cara pemanasan menggunakan katalis asan. Sifat karet siklo berbeda
dari karet alan asalnya. Kelebihan karet siklo diantaranya adalah tahan
terhadap daya gosok dan mernpunyai daya rekat yang lebih baik. Penggunaan
utamanya adalah sebagai ballan baku cat, pelapis dan perekat. Sedangkan
potensi penginlaan karet siklo adalah sebagai ballan pengisi barang jadi karel
dan kulit tinlan.
Di Indonesia karet siklo telah diproduksi cukup lama, yaitu sejak tahun
1954. Tetapi selalna ini pe~nbuatankaret siklo kurang berkembaug dan secara
eksplisit data produksi karet siklo tidak tercatat pada Biro Pusat Statistik.
Tidak berke~nbwgnyapeinbuatan karet siklo di dala~nnegeri ini inungkin
dikarenakan adanya produk pengganti, salah satunya adalah high styrene
resine, yang dapat inenggantikan fungsi karet siklo dei~ganharga yang lebih
ekonomis, baik itu di dalan negeri mauptin di luar negeri. Tetapi dengan
adanya krisis ekonomi akhir-akhir ini, llarga produk penggruiti tersebut
seinakin mahal dan tidak terjangkau bagi industri penggunanya. Hal ini
merupakan peluang bagi industri karet siklo di dalain negeri karena dengan
inernprodtksi sendiri maka harganya akan lebih murah dan terjangkau.
Selama ini telah dihasilkan karet siklo produksi lokal yang l~asilnya
selain tmtuk memenuhi kebutuhan di dalan negeri juga diekspor ke berbagai
ilegara dengan harga $ 3 k g . Tetapi karet siklo yang dihasilkan tersebut
harganya relatif lnasih mahal karena biaya produksinya mas111 terlalu tinggi.
Hal ini karena pembuatan karet siklo selama ini inenggcmakan bahan baku
karet setengah jadi. Disamping itu, proses pembuatan karet siklo dilakukan
tanpa penghilangan protein seliingga inuhmya kurang baik. Oleh karei~aitu
diperlukan penelitian unhik meinperbaiki inutu karet siklo agar sesuai dengan
yang diharapkan dengan biaya y ang lebih rendah.
Dalain rangka menurunkan biaya produksi, pembuatan karet siklo dapat
dilakukan dengan inenggt~~lnakan
lateks kebtn yang berprotein rendall. Karet
yang ineinpunyai kandungan protein rendah biasanya disebut dengan DPNR
(Deproteinized Natural Rubber). Penunman kadar protein karet dapat
dilakukan dengan tnenggunakan enzim papain.
Peilurunan kadar protein sangat penting dilakukai~,karena berdasarkan
penelitian Yapa dan Lionel (1980) diketallui bahwa protein dapat
mengliambat proses siklisasi dalarn karet alarn. DPNR baik digunakan sebagai
ballan bako pembuatan karet siklo karena kandungan proteinnya rendah
sehingga proses siklisasi dapat berjalan dengan baik. Blla proses siklisasi
berjalan dengan baik maka akan diliasilkan karet siklo seperti yang
diharapkan, yaitu karet siklo yang mudali larut.
Icemudahan larumya karet siklo dipengaruhi ole11 bobot molekul karet.
Menurut Goonetilleke el al. (1993) bila bobot lnolekul karet siklo tinggi lnaka
&an sukar larut, sehingga agar dillasilkan karet siklo yang mudah larut perlu
dllakukan penurunan bobot molekul karet. Untuk lnenurunkan bobot rnolekul
karet dapat dilakukan dengan menambalikan liidrogen peroksida dan natriurn
hipoklorit kedala~nlateks.
6. Tujuan Penelitian
Tujuan umuln dari penelitian ini adalah untuk mengliasilkan karet siklo
yang mudah larut dari lateks DPNR de~igal rnenggunakatr beberapa
kombinasi perlakuan konsentrasi hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit
serta lama peinanasan.
Tujuan k h ~ s u s dari penelitian ini adalali tnenentukan konsentrasi
liidroge~iperoksida, konsentrasi natrium hipoklorit dan lama pemariasan yang
terbaik untuk proses penunman bobot lnolekul sehingga diliasilkan karet siklo
yang tnudah larut serta karakterisasi karet siklo yang dihasilkan.
C. Ruang Lingkup
Ruang lingkup penelitian tneliputi :
1. Karakterisasi dan analisis ballan baku yakni lateks keb~m dan lateks
DPNR.
2. Menentukan konsentrasi hidrogen peroksida, konsentrasi
natrium
hipoklotit dan lama pemanasan yang terbaik imtuk mengl~asilkanlateks
bobot tnolekul rendah.
3. Slklisasi lateks bobot molekul rendah ~mtuklnenghasilkan karet siklo.
4. Karakterisasi dan analisis lateks bobot molekul rendall dan produk yang
berupa karet siklo.
11. TINJAUAN PUSTAKA
A. Lateks
Lateks kebun adalah getah cair yang diperoleh dari bidang sadap pohon
karet l-levea brasiliensis, dimana pada tiap penyadapan akan dihasilkan 1-2
ons lateks per pohon. Pohon karet dapat tnulai disadap pada uinur 5 tahun dan
me~nilikirnasa produktif selalna 25-35 tahun. Urnur yang paling baik untuk
berproduksi adalah 13-17 tahun dan setelah itu tanaman karet akan mengalami
kerntmduran dalam menghasilkan lateks (Anonim, 1985).
Lateks inerupakan suatu sistetn koloid yang terdiri atas partikel karet
dan bbukan karet yang tersuspensi dalarn inedia cair yang disebutt serum.
Lateks ~nengandungbahan karet 25-40% dan serum 60-75%. Komposisi
lateks terdiri dari karet mumi 90-95%; protein 2-3%; asan le~nak1-2%; gula
0,2%; gararn dari Na, K, Mg, Ca, P, Cu, Mn dan Fe 0,5%. Semua zat yang
b~lkan karet tersebut baik susunan inaupun jurnlahnya beruball-ubah,
terganiung klon tanaman karet, kondisi tanah dan iklitn. Berat jenis lateks
adalab 0,945; senun 1,02 dan karet 0,91. Dengan adanya perbedaar~berat jenis
tersebut akan tnenyebabkan terjadinya pemisahan antara fraksi karet dan
sentm bila didiamkan dalain waktu tertentu (Goutara, Djahniko dan Tjiptadi,
1985).
Menurut Honggokusumo (1978), apabila lateks disentrihse dengan
kecepatan sekitar 18.000 putaran per tnenit, lateks akan terpisah meiijadi
empat fraksi utama. Fraksi paling atas adalah fraksi karet (& 37%) yang
benvarna p~ttill,sedangkan fraksi kedua adalah fraksi frey wyssling (* 3%)
yang benvarna kuning ju~gga,dan fraksi ketiga adalah fraksi serum (i50%)
yang benuarna jemih, serta fraksi yang paling bawah adalah fraksi dasar (i
10%) yang berwama ku~ningpucat.
Fraksi karet mengandung partikel karet dengan diarneter antara 0,05-3
mikron, rne~nilikiselubulng lapisan yang terdiri dari protein dar~lipid yang
berfungsi unh~klnemantapkan dispersi partikel karet di dala~nserum. Fraksi
frey wyssling berbentuk bulat dengan ukuran lebih besar daripada partikel
karet dengan diameter mencapai 8 mikron, juga mengandung lipid dan zat
warna P-karoten. Partikel frey wyssling ini sering terkunmg di antara partikel
karet dan di dalam fraksi bawal~.
Pada fraksi serum, atau biasa disebut serum-C (centrifuge serum)
mengandung bahan terlarut yang biasa terdapat di dalaln sel tanaman, seperti
ion-ion terutarna terdiri dari karbonat dan fosfat, magnesium, kalsiurn, kaliu~n,
ternbaga, besi, nahium, rubidium dan juga rnangan yang ~nasukke dalam
lateks pada saat lateks lnengalir lnelalui irisan sadapan. Selaiu ihl juga
mengandung air, asaln nukleat, protein, karbohidrat dan inositol yang
merupakan su~nberutalna asam lernak eteris (Volatile Fatty AcidIVFA),
khususnya quebracithol.
Fraksi bawah jumlahnya sekitar 10% dari volume lateks. Fraksi ini
terutarna terdiri atas partikel yang berbentuk bulat dengan ukuran relatif besar
yang diametemya sekitar 2 mikron. Fraksi bawah ini mengandung air, protein,
-
karet, karotenoid, ion-ion logam kalsiuln dan magnesium serta lutoid. Lutoid
ini bersifat kental, seperti gelatin dan diselubungi membran yang semi
penneabel dm1 mengandung senyawa nitrogel1 yang terdispersi di dalain suatii
cairan yang disebut sen~m-B(bottom senim).
Lateks kebuni yang baik iint~ikdiolali inenjadi lateks pekat, atau bahanbaliai lainnya hams memenuhi beberapa persyaratan, antara lain adalali : tidak
terdapat kotoran atau benda-benda lain seperti daun atau kayu; tidak
~nenganduilgbubur lateks, atau lateks yang telall mengalami prakoagulasi;
berbau segar daii ~neinpunyaikadar karet kering sekitar 28% (Anoniin, 1997).
Stem (1954) berpendapat bahwa variasi KKK lateks kebun dipeugaruhi
beberapa faktor, diantaranya adalall : ulnur tanaman, kondisi tanaman, ~ n u s i ~ n
dan tenggang waktu setelah penyadapan. Tanaman yang lebih tua akan
~nenghasilkanlateks dengan KKK yaiig lebih tinggi dibaildingkan tanaman
yang beniinur lebih muda. Sedangkan lateks yang disadap pada inusiin liujan
akan cenderung lebiln encer sehingga KKK-nya rendah. Sel~inggakaildmigail
KKK pada tiap pengainbilan lateks kebun akan berbeda-beda, meskipun
dia~nbildari pohon yang sana dalain satu liari. Hasil analisis koinposisi lateks
kebun dari pohon yang benirnur 10 tahun dapat dilillat pada Tabel 1.
Selanjuitnya Stem (1954) juga inengemukakan balnwa lateks keblui yang
bani disadap bagian terbesamya adalah air, yaitu hampir 60%. Sedangkan
karet terkandtmg dalam lateks sekitar 35% dan sisanya adalali bahan-balm
lain seperti protein dan fosfolipid. Lateks kebi~nbersifat encer karena bagiain
terbesamya adalah air rnaka dan KKKnya berkisar antara 30-35%.
Karena lateks kebun segar tnengaildui~g ballail-bahaii yai~g sailgat
diperlukan bagi pertu~nbuhanjasad renik, maka apabila ke dalam lateks tidak
segera ditainbahkan bahan pengawet mutunya akan mengalami pei~uriman.
Bahan bukan karet yang terkaridun~gdalarn lateks jurnlahnya relatif kecil dan
sebagian besar terlarut dalan air sedangkan yang laimya terdispersi pada
perm~lkaanpartikel karet (Triwijoso dan Siswantoro, 1989).
Tabel 1. Koinposisi lateks kebun dari pohon yang berurnur 10 taliun
Bahan
I
1
Persentase (%)
I
Karet
I
35,62
I
1
Abu
I
0.70
Gula
1
Air
I
1
0,34
1
I
I
59,66
iI
I
I
I
A
S~unber: Stem (1954)
B. I