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 90-105

  C. 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 50

  C, 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, % transmittance

DAFTAR 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 Surfaktan

  5 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 Skala

  Pabrik

  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 untuk

  Meningkatkan 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