Pengaruh Suhu Adsorpsi Dan Jumlah Penambahan Karbon Aktif Terhadap Kecerahan Surfaktan Decyl Poliglikosida Dari D-Glukosa Dan Dekanol
PENGARUHSUHU ADSORPSI DAN JUMLAH
PENAMBAHAN KARBON AKTIF TERHADAP
KECERAHAN SURFAKTAN DECYL
POLIGLIKOSIDA DARI
D-GLUKOSA DAN
DEKANOL
SKRIPSI
Oleh
WALAD WIRAWAN
100405039
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APRIL 2015
PENGARUHSUHU ADSORPSI DAN JUMLAH
PENAMBAHAN KARBON AKTIF TERHADAP
KECERAHAN SURFAKTAN DECYL
POLIGLIKOSIDA DARI
D-GLUKOSA DAN
DEKANOL
SKRIPSI
Oleh
WALAD WIRAWAN
100405039
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APRIL 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH SUHU ADSORPSI DAN JUMLAH PENAMBAHAN KARBON
AKTIF TERHADAP KECERAHAN SURFAKTAN
DECYL POLIGLIKOSIDA DARI D-GLUKOSA
DAN DEKANOL
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku
Medan, April 2015 Walad Wirawan
NIM 100405039
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWTatas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Suhu Adsorpsi dan Jumlah Penambahan Karbon Aktif terhadap Kecerahan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara.Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh hasil surfaktan decyl poliglikosida dari D-glukosa dan dekanol dengan reaksi asetalisasi menggunakan katalis HCl, sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan khususnya dalam industri kosmetik. Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyakmendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapkan terima kasihdan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1.
Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc selaku pembimbing 2. PT. Ecogreen Oleochemicals Batam selaku penyumbang bahan baku
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, April 2015 Penulis, Walad Wirawan
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada : Orang tua tercinta, Afif danLailan Safina Hasibuan yang selalu berjuang tanpa kenal lelah, mendukung dan mendoakan putranya siang-malam.
Kedua adik tersayang, Yasir Putra dan Muhammad Al Asad atas pengertian dan dukungannya.
Dan sang pujaan hati, Aira Darusmy atas segala dukungan dan bantuannya.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Walad Wirawan NIM : 100405039 Tempat, tanggal lahir : Medan, 12Juni 1992 Nama orang tua : Afif, SE dan Dra. Lailan
Safina Hasibuan, MSi Alamat orang tua : Jl. Suka Cipta No 6 C Medan
Asal Sekolah:
- SD Harapan 2 Medan tahun 1998-2004
- SMP Harapan 1 Medan tahun 2004-2007
- SMA Harapan 1 Medan tahun 2007-2010 Beasiswa yang pernah diperoleh: 1.
Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2011 2. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2012 3. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2013
Pengalaman Kerja dan Organisasi: 1.
Covalen Study Group (CSG) periode 2012-2013 sebagai Kepala Bidang Kreatifitas dan Minat 2. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2013-2014 sebagai Anggota Bakat dan Minat
3. Asisten Laboratorium Kimia Organik Departemen Teknik Kimia FT USU tahun 2012-2014 modul Karbohidrat, Hidrokarbon, Pembuatan dan Analisa Mutu Sabun, dan Reaksi Substitusi.
Artikel yang dipublikasikan dalam Jurnal Teknik Kimia USU Vol 4 2015: 1.
Pengaruh Suhu Adsorpsi dan Jumlah Penambahan Karbon Aktif terhadap Kecerahan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol 2. Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis pada
Pembuatan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol
Prestasi non akademik yang pernah diperoleh: 1.
Medali Emas PON XVII Kalimantan Timur tahun 2008 cabang olahraga Polo Air Putera
2. Medali Perunggu PON XVIII Riau tahun 2012 cabang olahraga Polo Air Putera
ABSTRAK
Alkil poliglikosida (APG) merupakan surfaktan nonionik yang banyak dibutuhkan
dan berpotensi sebagai surfaktan yang ramah lingkungan. Sumber karbohidrat
sebagai bahan baku APG, menyumbang gugus hidrofilik dan fatty alcohol sebagai
gugus hidrofobik. Beberapa zat yang tidak diinginkan, seperti: zat warna, terbentuk
selama sintesis APG dan menghasilkan warna yang gelap. Proses satu tahap
dilakukan dengan mereaksikan langsung D-glukosa dan dekanol dengan rasio molar
D-glukosa:dekanol 1:5 serta jumlah HCl sebagai katalis sebanyak 0,5 % berbasis
o massa D-glukosa selama 1 jam dengan suhu reaksi 90-105C. Selanjutnya
dinetralkan dengan NaOH 50 % sampai pH 8-10. Kemudian dimurnikan dengan
variasi jumlah penambahan karbon aktif sebanyak 1, 3, 5, 7, dan 9 % berbasis massa
o total larutan pada variasi suhu adsorpsi 30, 40, dan 50C, kemudian campuran
disaring dan didistilasi dalam keadaan vakum. Bahan baku dan produk dianalisis
dengan menggunakan spektoroskopi Fourier Transform Infrared (FT-IR) dan
spektrofotometer UV-Vis. % transmisi yang diperoleh berkisar antara 10,01 – 44,90. o% transmisi yang tertinggi diperoleh pada suhu adsorpsi 50 C dan jumlah penambahan karbon aktif 3 % yaitu sebesar 44,90.
Kata kunci : APG, D-glukosa, dekanol, karbon aktif, % transmisi
ABSTRACT
Alkyl plyglycosides (APG) is a nonionic surfactant which is environmentally
friendly. Carbohidrate source as APG’s raw material supplied the hydrophilic group,
and fatty alcohol acted as hydrophobic group. Some undesirable compounds formed during the APG synthesisand caused dark color. In direct synthesis, D-glucose reacts directly with decanol in molar ratio of D-glucose:decanol is 1:5 and 0,5 % of HCl as catalist based on weight of D-glucose for 1 hour at reaction temperature about 90-105
o
C. And then the solution is neutralized with NaOH 50 % on pH 8-10. Added
activated carbon with variation 1, 3, 5, 7, and 9 % based on weight of solution at
o
adsorption temperature with variation 30, 40, dan 50
C, then filtrate and distilate the
solution at vacuum condition. Raw material and product is analized using
spectroscopy fourier transform infrared (FT-IR) and spectroscopy UV-Vis. %
transmittance obtained is about 10,01 – 44,90. The highest % transmittance obtained
o at adsorption temperature 50 C and amount of activated carbon 3 % is about 44,90. Keyword : APG, D-glucose, decanol, activated carbon, % transmittanceDAFTAR ISI
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI ii
PRAKATA iii
DEDIKASI iv
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS v ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xii
DAFTARLAMPIRANxiii DAFTAR SINGKATAN xiv
DAFTAR SIMBOL xv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1
1 LATAR BELAKANG
1.2
3 PERUMUSAN MASALAH
1.3
3 TUJUAN PENELITIAN
1.4
4 MANFAAT PENELITIAN
1.5
4 RUANG LINGKUP PENELITIAN
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1
5 SURFAKTAN
2.2
6 SIFAT-SIFAT SURFAKTAN
2.2.1 Kestabilan dalam Emulsi
6
2.2.2 Tegangan Permukaan
6
2.2.3 Nilai Hydrophile-Lipophyle Balance (HLB)
6
2.3
8 ALKIL POLIGLIKOSIDA
2.3.1 Fatty Alcohol
10
2.3.2 Sumber Karbohidrat
11
2.3.3 Katalis
12
2.4
13 REAKSI ASETILASI
2.5
15 PROSES PENCOKLATAN
2.6
16 ADSORPSI
2.7
17 KARBON AKTIF
2.8
17 ANALISIS EKONOMI
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
20
3.1
20 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
3.2
20 BAHAN DAN PERALATAN
3.2.1 Bahan Penelitian
20
3.2.2 Peralatan
20
3.3
21 RANCANGAN PENELITIAN
3.4
21 PROSEDUR PENELITIAN
3.4.1 Prosedur Utama
21
3.4.2 Prosedur Analisis
22
3.4.2.1 Analisis Identifikasi APG dengan Spektroskopi FT-IR
22
3.4.2.2 Analisis Pengukuran Kecerahan APG
22
3.4.2.3 Analisis Perhitungan Rendemen APG
23
3.5
23 FLOWCHART PENELITIAN
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
25
4.1 ANALISIS IDENTIFIKASI APG DENGAN SPEKTROSKOPI
25 FT-IR
4.2 ANALISIS KECERAHAN SURFAKTAN APG
26
4.2.1 Pengaruh Suhu Adsorpsi terhadap Kecerahan APG
27
4.2.2 Pengaruh Jumlah Penambahan Karbon Aktif
28 terhadap Kecerahan Surfaktan APG
4.3 ANALISIS PERHITUNGAN RENDEMEN SURFAKTAN APG
29 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
31
5.1 KESIMPULAN
31
5.2 SARAN
31 DAFTAR PUSTAKA
33
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Diagram Skematik dari Sebuah Molekul Surfaktan5 Gambar 2.2 Kegunaan dari Suatu Produk Dilihat dari Nilai HLB-nya
7 Gambar 2.3 Struktur Molekul dari Alkil Poliglikosida
9 Gambar 2.4 Diagram Balok Produksi Alkil Poliglikosida dengan Berbagai Sumber Karbohidrat
10 Gambar 2.5 Rute Produksi Fatty Alcohol dari Lemak dan Minyak Alami 11
Gambar 2.6 Sumber Karbohidrat untuk Sintesis Alkil Poliglikosida SkalaPabrik
12 Gambar 2.7 Rantai Glukosa dalam Bentuk Linier Maupun Cincin
12 Gambar 2.8 Reaksi Pembentukan Hemiasetal dan Hemiketal
13 Gambar 2.9 Reaksi Pembentukan Asetal
14 Gambar 2.10 Reaksi Pembentukan Alkil Poliglikosida Satu Tahap
15 Gambar 2.11 Proses Perubahan D-Glukosa Menjadi HMF
16 Gambar 2.12 Penyerapan suatu Zat oleh Pengadsorpsi
16 Gambar 3.1 FlowchartProsedur Utama
23 Gambar 4.1 Hasil Spektrum APG dari Hasil Optimum (a) Gugus Eter dan (b) Gugus OH
25 Gambar 4.2 Penampakan Visual APG
27 Gambar 4.3 Pengaruh Suhu Adsorpsi terhadap Kecerahan Surfaktan APG
27 Gambar 4.4 Pengaruh Jumlah Penambahn Karbon Aktif terhadap Kecerahan Surfaktan APG
28 Gambar 4.5 Hasil Perhitungan Rendemen
30 Gambar L3.1 Foto Proses Asetalisasi
41 Gambar L3.2 Foto Proses Adsorpsi
41 Gambar L3.3 Foto Proses Filtrasi
42 Gambar L3.4 Foto Proses Distilasi
42 Gambar L3.5 Foto Produk Akhir APG
42 Gambar L3.6 Foto Penampakan Visual APG dengan Rentang % Transmisi 39,24 – 44,90
43 Gambar L3.7 Foto Penampakan Visual APG dengan Rentang % Transmisi 26,27 – 34,56
43 Gambar L3.8 Foto Penampakan Visual APG dengan Rentang % Transmisi 10,01 – 20,91
43 Gambar L4.1 Hasil Spektrum D-Glukosa
44 Gambar L4.2 Hasil Spektrum Dekanol
44 Gambar L4.3 Hasil Spektrum APG dari Hasil Optimum
45
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu terkaitPenggunaan Adsorben untukMeningkatkan Kecerahan Surfaktan APG
2 Tabel 2.1 Harga HLB
7 Tabel 3.1 Rancangan Penelitian
21 Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Karakteristik Peak dari APG
26 Tabel 4.2 Hasil Penampakan Visual APG
27 Tabel L1.1 Data Hasil Analisis % Transmisi dan Rendemen
37