Pembuatan selulosa hidroksi metil ester lemak sawit dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Dan Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)
PEMBUATAN SELULOSA HIDROKSI METIL ESTER LEMAK SAWIT
DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
DAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT (ALSD)
ABSTRAK
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah padat Pabrik
Kelapa Sawit (PKS) yang jumlahnya hampir sama dengan jumlah Minyak Sawit
Mentah/Crude Plam Oil (CPO) yang dihasilkan. TKKS mengandung selulosa yang
sangat tinggi sehingga TKKS dapat digunakan sebagai sumber selulosa yang potensial.
Turunan selulosa dari TKKS yang dapat dibuat adalah selulosa asetat. Asam Lemak
Sawit Distilat (ALSD) merupakan hasil samping dari Pabrik Minyak Goreng Kelapa
Sawit (PMGKS) yang jumlahnya sekitar 3,5 % dari CPO yang diolah. ALSD
mengandung sekitar 50 % asam lemak sawit tak jenuh yang dapat dimanfaatkan sebagai
bahan baku pembuatan senyawa epoksi. Reaksi antara selulosa asetat dengan epoksi ester
lemak sawit diharapkan diperoleh produk biopolimer yang dapat bermanfaat dan bernilai
ekonomis. Pemisahan asam lemak jenuh dan tak jenuh di dalam ALSD dilakukan dengan
alat Short Path Distillation Molecular Plant type KDL 5 , kondisi optimum untuk
pemisahan ini adalah pada suhu wiper 350 oC dan suhu evaporator 200 oC. Proses
epoksidasi asam lemak tak jenuh hasil pemisahan optimum pada waktu reaksi 6 jam
ditandai dengan turunnya Bilangan Iod dari 64,5 menjadi 2,0 g I 2 /100 g sampel dan
adanya Bilangan Oksiran 2,23 g O/100g sampel. Isolasi selulosa dari TKKS
menggunakan basa memberikan rendemen 63,15 %. Pita-pita serapan yang muncul pada
spektrum FTIR selulosa TKKS sama dengan pita-pita serapan selulosa standar. Asetilasi
selulosa dari TKKS telah dapat dilakukan ditandai dengan adanya kandungan asetil 43,05
% pada suhu 40 oC selama 20 menit waktu reaksi. Spektrum FTIR selulosa asetat TKKS
sangat berbeda dengan spktrum FTIR dari selulosa TKKS. Sementara itu spektrum FTIR
selulosa asetat dari TKKS sama persis dengan spektrum FTIR selulosa asetat standar.
Reaksi antara selulosa asetat dari TKKS dengan senyawa epoksi ester lemak sawit (9epoksi metil ester lemak sawit) dilakukan di dalam pelarut metanol kering dengan
bantuan katalis natrium metoksi. Produk hasil reaksi (selulosa-9-(10-hidroksi-metil ester
lemak sawit)) merupakan padatan berwarna putih dengan perolehan sebesar 47 % dan
kadar asetil 1,76 % serta oksiran oksigennya 0. Hasil ini menunjukkan telah
berkurangnya gugus asetil di dalam selulosa dan cincin oksiran dari senyawa epoksi
sudah terbuka semuanya. Ada perbedaan yang nyata pada spektrum FTIR dari selulosa
hidroksi metil ester lemak sawit (produk) dengan spektrum selulosa asetat maupun
spektrum 9-epoksi metil ester lemak sawit (reagen). Di samping itu, hasil analisis SEM
dan XRD menegaskan adanya perbedaan antara selulosa TKKS, selulosa asetat TKKS,
dan hasil reaksi antara selulosa asetat TKKS dengan senyawa epoksi dari lemak sawit.
Dengan demikian diduga telah terjadi reaksi antara selulosa asetat dengan senyawa epoksi
ester lemak sawit menjadi selulosa hidroksi metil ester lemak sawit.
Kata kunci : Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), Asam Lemak Sawit Distilat
(ALSD), selulosa, epoksi.
Universitas Sumatera Utara
SYNTHESIS OF CELLULOSE HYDROXY PALM FATTY METHYL ESTER
FROM PALM OIL EMPTY FRUIT BUNCHES (EFB)
AND PALM FATTY ACID DISTILLATE (PFAD)
ABSTRACT
Palm Oil Empty Fruit Bunches (EFB) is one of the solid waste plant oil palm,
which amount almost equal to the amount of Crude Palm Oil (CPO). Palm oil
EFB contains cellulose which is can be used as a source of cellulose. Derivative
of cellulose from palm oil EFB that can be made cellulose acetate. Palm Fatty
Acid Distillate (PFAD) is a by product of palm oil refinery which amount for
about 3.5% of the CPO is processed. PFAD contains about 50% unsaturated fatty
acid that can be utilized as raw material for epoxy compounds. The reaction
between cellulose acetate with an epoxy fatty acid are expected to biopolymers
that can be useful and economically valuable. Separation of saturated fatty acids
and unsaturated in the PFAD performed by means of Short Path Molecular
Distillation Plant type KDL 5. The process of epoxidation of unsaturated fatty
acid has been successfully characterized by falling iodine value from 64.5 to 2.0 g
I2/100 g sample and 2.23 g of oxirane O/100g of samples. Epoxidation reaction is
optimum at a reaction time of 6 hours. Isolation of cellulose from palm oil EFB
with base is obtained yield of 63.15%. Fourier Transform Infra Red (FTIR)
spectra of cellulose from palm oil EFB is same with the spectra of cellulose
standard. Acetylation of cellulose from palm oil EFB can be done by the presence
of acetyl content of 43.05% at 40 ° C for 20 min reaction time. FTIR spectra of
cellulose acetate from palm oil EFB appeared in 1.756 cm-1 are typical for
group-C = O ester acetate. Meanwhile, FTIR spectra of cellulose acetate from
palm oil EFB exactly the same FTIR spectra of cellulose acetate standard. The
reaction between cellulose acetate from palm oil EFB with the epoxy compound in
dry methanol solvent in the presence of sodium methoxy has been done. Products
of reaction (cellulose hydroxyl palm fatty methyl ester) is a white solid with the
yield 47 % and acetil contents 1.76 % and oxygen oxiranes 0. This result showed
reduce the acetil content in the produsct and has no oxygen oxiranes. There are
noticeable differences in the FTIR spectra of cellulose hydroxyl palm fatty methyl
ester with cellulose acetic or cellulose. Thus alleged to have occurred between
cellulose acetate reaction with the epoxy fatty methyl ester compound become to
cellulose hydroxyl palm fatty methyl ester.
Key words: Palm Oil Empty Fruit Bunches (EFB), Palm Fatty Acid Distillate
(PFAD), cellulose, epoxy, biopolymer.
Universitas Sumatera Utara
DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
DAN ASAM LEMAK SAWIT DISTILAT (ALSD)
ABSTRAK
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah padat Pabrik
Kelapa Sawit (PKS) yang jumlahnya hampir sama dengan jumlah Minyak Sawit
Mentah/Crude Plam Oil (CPO) yang dihasilkan. TKKS mengandung selulosa yang
sangat tinggi sehingga TKKS dapat digunakan sebagai sumber selulosa yang potensial.
Turunan selulosa dari TKKS yang dapat dibuat adalah selulosa asetat. Asam Lemak
Sawit Distilat (ALSD) merupakan hasil samping dari Pabrik Minyak Goreng Kelapa
Sawit (PMGKS) yang jumlahnya sekitar 3,5 % dari CPO yang diolah. ALSD
mengandung sekitar 50 % asam lemak sawit tak jenuh yang dapat dimanfaatkan sebagai
bahan baku pembuatan senyawa epoksi. Reaksi antara selulosa asetat dengan epoksi ester
lemak sawit diharapkan diperoleh produk biopolimer yang dapat bermanfaat dan bernilai
ekonomis. Pemisahan asam lemak jenuh dan tak jenuh di dalam ALSD dilakukan dengan
alat Short Path Distillation Molecular Plant type KDL 5 , kondisi optimum untuk
pemisahan ini adalah pada suhu wiper 350 oC dan suhu evaporator 200 oC. Proses
epoksidasi asam lemak tak jenuh hasil pemisahan optimum pada waktu reaksi 6 jam
ditandai dengan turunnya Bilangan Iod dari 64,5 menjadi 2,0 g I 2 /100 g sampel dan
adanya Bilangan Oksiran 2,23 g O/100g sampel. Isolasi selulosa dari TKKS
menggunakan basa memberikan rendemen 63,15 %. Pita-pita serapan yang muncul pada
spektrum FTIR selulosa TKKS sama dengan pita-pita serapan selulosa standar. Asetilasi
selulosa dari TKKS telah dapat dilakukan ditandai dengan adanya kandungan asetil 43,05
% pada suhu 40 oC selama 20 menit waktu reaksi. Spektrum FTIR selulosa asetat TKKS
sangat berbeda dengan spktrum FTIR dari selulosa TKKS. Sementara itu spektrum FTIR
selulosa asetat dari TKKS sama persis dengan spektrum FTIR selulosa asetat standar.
Reaksi antara selulosa asetat dari TKKS dengan senyawa epoksi ester lemak sawit (9epoksi metil ester lemak sawit) dilakukan di dalam pelarut metanol kering dengan
bantuan katalis natrium metoksi. Produk hasil reaksi (selulosa-9-(10-hidroksi-metil ester
lemak sawit)) merupakan padatan berwarna putih dengan perolehan sebesar 47 % dan
kadar asetil 1,76 % serta oksiran oksigennya 0. Hasil ini menunjukkan telah
berkurangnya gugus asetil di dalam selulosa dan cincin oksiran dari senyawa epoksi
sudah terbuka semuanya. Ada perbedaan yang nyata pada spektrum FTIR dari selulosa
hidroksi metil ester lemak sawit (produk) dengan spektrum selulosa asetat maupun
spektrum 9-epoksi metil ester lemak sawit (reagen). Di samping itu, hasil analisis SEM
dan XRD menegaskan adanya perbedaan antara selulosa TKKS, selulosa asetat TKKS,
dan hasil reaksi antara selulosa asetat TKKS dengan senyawa epoksi dari lemak sawit.
Dengan demikian diduga telah terjadi reaksi antara selulosa asetat dengan senyawa epoksi
ester lemak sawit menjadi selulosa hidroksi metil ester lemak sawit.
Kata kunci : Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), Asam Lemak Sawit Distilat
(ALSD), selulosa, epoksi.
Universitas Sumatera Utara
SYNTHESIS OF CELLULOSE HYDROXY PALM FATTY METHYL ESTER
FROM PALM OIL EMPTY FRUIT BUNCHES (EFB)
AND PALM FATTY ACID DISTILLATE (PFAD)
ABSTRACT
Palm Oil Empty Fruit Bunches (EFB) is one of the solid waste plant oil palm,
which amount almost equal to the amount of Crude Palm Oil (CPO). Palm oil
EFB contains cellulose which is can be used as a source of cellulose. Derivative
of cellulose from palm oil EFB that can be made cellulose acetate. Palm Fatty
Acid Distillate (PFAD) is a by product of palm oil refinery which amount for
about 3.5% of the CPO is processed. PFAD contains about 50% unsaturated fatty
acid that can be utilized as raw material for epoxy compounds. The reaction
between cellulose acetate with an epoxy fatty acid are expected to biopolymers
that can be useful and economically valuable. Separation of saturated fatty acids
and unsaturated in the PFAD performed by means of Short Path Molecular
Distillation Plant type KDL 5. The process of epoxidation of unsaturated fatty
acid has been successfully characterized by falling iodine value from 64.5 to 2.0 g
I2/100 g sample and 2.23 g of oxirane O/100g of samples. Epoxidation reaction is
optimum at a reaction time of 6 hours. Isolation of cellulose from palm oil EFB
with base is obtained yield of 63.15%. Fourier Transform Infra Red (FTIR)
spectra of cellulose from palm oil EFB is same with the spectra of cellulose
standard. Acetylation of cellulose from palm oil EFB can be done by the presence
of acetyl content of 43.05% at 40 ° C for 20 min reaction time. FTIR spectra of
cellulose acetate from palm oil EFB appeared in 1.756 cm-1 are typical for
group-C = O ester acetate. Meanwhile, FTIR spectra of cellulose acetate from
palm oil EFB exactly the same FTIR spectra of cellulose acetate standard. The
reaction between cellulose acetate from palm oil EFB with the epoxy compound in
dry methanol solvent in the presence of sodium methoxy has been done. Products
of reaction (cellulose hydroxyl palm fatty methyl ester) is a white solid with the
yield 47 % and acetil contents 1.76 % and oxygen oxiranes 0. This result showed
reduce the acetil content in the produsct and has no oxygen oxiranes. There are
noticeable differences in the FTIR spectra of cellulose hydroxyl palm fatty methyl
ester with cellulose acetic or cellulose. Thus alleged to have occurred between
cellulose acetate reaction with the epoxy fatty methyl ester compound become to
cellulose hydroxyl palm fatty methyl ester.
Key words: Palm Oil Empty Fruit Bunches (EFB), Palm Fatty Acid Distillate
(PFAD), cellulose, epoxy, biopolymer.
Universitas Sumatera Utara