Perubahan Sifat Kimia Bentonit Asal Karangnunggal, Tasikmalaya Pada Proses Pembuatan Bleaching Earth Dengan Aktivasi Asam
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
RINGKASAN
Indri Lisyani Sutopo. Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam
(dibawah bimbingan Iskandar dan Budi Mulyanto).
Minyak sawit mentah atau lebih dikenal dengan singkatan CPO
merupakan bahan minyak goreng yang dihasilkan dari pohon kelapa sawit.
Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih dilakukan dengan proses
penjernihan menggunakan bleaching earth. Bahan dasar untuk pembuatan
bleaching earth adalah bentonit, yaitu bahan tambang yang mengandung mineral
liat montmorillonit yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl)
dan menghubungkannya dengan nilai bleach power dari bleaching earth yang
dihasilkan. Bentonit yang digunakan adalah Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2
(Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg) yang
semuanya berasal dari Karangnunggal, Tasikmalaya.
Aktivasi asam terhadap bentonit untuk dijadikan bleaching earth yaitu
dengan pemanasan menggunakan HCl 6 N selama 3 jam pada suhu 80-90 °C,
dengan perbandingan antara bentonit dan HCl 1 : 4 (b/v). Parameter yang
digunakan untuk mengetahui karakteristik bentonit adalah warna, angka
pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, susunan kimia, pH, KTK, sifat
thermal, gugus fungsional dan nilai bleach power.
Bentonit yang diteliti memiliki warna bervariasi, berat jenis antara 2.172.91 g/cm3 , angka pengembangan 1.0-1.6 yang menunjukkan tipe Ca-bentonit dan
kadar montmorillonit antara 68.2-98.8%, kecuali Pg yang hanya 9.1%. Dengan
kadar montmorillonit yang sangat rendah dipastikan contoh Pg bukanlah bentonit.
Pada proses aktivasi denga n asam terjadi pelarutan unsur- unsur K, Na, Ca,
Mg, Fe dan Al dalam jumlah bervariasi yang berasal dari kation-kation dalam
ruang antarlapisan dan unsur- unsur dalam lembar oktahedral. Hasil analisis XRD,
TG/DTA dan FT-IR menunjukkan bahwa semua bentonit yang diteliti
mengandung montmorillonit, kecuali bentonit Ch 1 dan Ch 3 yang juga
mengandung
kaolinit.
Hasil
analisis
kimia
dan
penghitungan
rumus
montmorillonit, menunjukkan bahwa bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan
negatif pada lapisan tetrahedralnya, sedangkan bentonit Kb 1 bermuatan negatif
pada lapisan oktahedral. Bentonit Pg dan Ch 2 memiliki muatan negatif yang
terletak pada kedua lapisan tetrahedral dan oktahedralnya.
Terlihat bahwa semakin tinggi kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 dalam
bentonit, maka nilai bleach power-nya juga semakin tinggi. Nilai bleach power
dari bentonit Ch 1, Ch 2, Ch 3, dan Kb 1 berkisar antara 79.3-81.7%, membuat
bentonit-bentonit tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku bleaching earth.
Bentonit Pg yang mempunyai kadar montmorillonit paling rendah (hanya 9.1%)
juga
memiliki
nilai
bleach
power
paling
rendah.
Disebabkan
kadar
montmorillonitnya yang rendah, contoh Pg tidak layak disebut sebagai bentonit.
SUMMARY
Indri Lisyani Sutopo. Chemical Change of Bentonite from Karangnunggal,
Tasikmalaya during the Process of Bleaching Earth Production with Acid
Activation (under supervision of Iskandar and Budi Mulyanto).
Crude palm oil or known as CPO is cooking oil material which is
produced by palm tree. Pure cooking oil is made from CPO by bleaching process
using bleaching earth. Raw material used as a bleaching earth is bentonite, one of
minerals that content high amount of montmorillonite. The purpose of this
research was to study the chemical and mineralogical change of bentonite from
Karangnunggal, Tasikmalaya before and after activation process with strong acid,
and related it with bleach power value. Five samples were used for this purpose
namely Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon
1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg), all from Karangnunggal, Tasikmalaya.
Acid activation to process bentonite to become bleaching earth was by
heating the material with 6N hydrocloric acid for 3 hours at temperature 80-90 °C.
Parameters used to evaluate bentonite characteristics were colour, swelling factor,
Specific Gravity (SG), montmorillonite content, chemical composition, pH,
Cation Exchange Capacity (CEC), thermal properties, functional group and bleach
power value.
Each bentonite had variation in colour, with specific gravity between 2.172.91 g/cm3 , swelling factor 1.0-1.6 that showed the type of Ca-bentonite and
montmorillonite content between 68.2-98.8%, except Pg that only had 9.1%. With
low amount of montmorillonite, Pg is not bentonite.
In acid activation process, the elements of K, Na, Ca, Mg, Fe and Al from
interlayer exchangeable cations and elements in octahedral sheets were dissolved
variably in the amount. The result of XRD, TG/DTA and FT-IR showed that all
examined bentonite contained montmorillonite, except Ch 1 and Ch 3 which also
contained kaolinite. From chemical analysis result and the montmorillonite
formula showed that bentonite Ch 1 and Ch 3 contained negative charge at
tetrahedral sheets, while Kb 1 contain negative charge at octahedral sheets.
Material Pg and bentonite Ch 2 contained negative charge in both tetrahedral and
octahedral sheets.
The amount of montmorillonite and SiO 2 determined the value of bleach
power for bleaching earth. With bleach power value between 79.3-81.7 %,
Karangnunggal bentonite Ch 1, Ch 2, Ch 3, and Kb 1 can be used as raw materials
of bleaching earth. Material Pg had lowest amount of montmorillonite (only
9.1%) and lowest bleach power. Because of Pg had low amount of
montmorillonite, it is not bentonite.
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Ilmu Tanah
Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul Penelitian
: Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching
Earth dengan Aktivasi Asam
Nama Mahasiswa
: Indri Lisyani Sutopo
Nomor Pokok
: A24102034
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Iskandar
Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc
NIP. 131 664 406
NIP. 130 933 587
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr
NIP. 130 422 698
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 12 Februari 1985
sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan bapak Bambang Sutopo
dengan ibu Hj. Inbandiyah.
Pada tahun 1989 sampai dengan tahun 1990, penulis memasuki Taman
Kanak-kanak Al-Hidayah, dilanjutkan Sekolah Dasar Negeri (SDN) Pamulang
Permai selama 6 tahun (1990-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri
(SLTPN) 1 Pamulang selama 3 tahun (1996-1999) dan Sekolah Menengah Umum
(SMU) Muhammadiyah 3 Jakarta selama 3 tahun (1999-2002).
Selepas SMU penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan duduk di Tingkat Persiapan
Bersama (TPB). Pada tahun 2002, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Program
Studi Ilmu Tanah, pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrohiim,
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat,
taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini disusun sebagai sala h satu syarat kelulusan untuk memperoleh
gelar Sarjana Pertanian (S1) pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya
Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dengan judul “Perubahan
Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan
Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam“.
Selama pelaksanaan penelitian sampai tulisan ini terselesaikan, penulis
telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan semangat dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya
kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Iskandar selaku dosen pembimbing I atas segala bantuan,
bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis sejak persiapan
sampai tersusunnya skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang
telah memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi
ini.
3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc sebagai pembimbing akademik
dan dosen penguji atas saran-saran dan bimbingannya.
4. Bapak Dr. Ir. Darmawan, M.Sc atas akses yang telah diberikan untuk
analisis XRD yang dilakukan di Jepang.
5. Kedua Orangtuaku, dan adikku tercinta serta seluruh keluarga besarku
yang telah memberikan dukungan moril dan materil selama ini.
6. Ibu Oktori, Ibu Yani, dan semua rekan-rekan di Laboratorium Mineralogi
Tanah atas kerjasamanya.
7. Ibu Tini atas bantuannya dalam mencari literatur.
8. Soilers 39 (antilantanida) yang akan selalu terpatri dalam ingatan, juga P9
yang tidak pernah tidur, you’re the best guys.
9. Aa atas doa, dukungan dan perhatiannya di saat-saat terakhir.
10. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah
banyak memberikan sumbangan baik moril maupun materil sejak awal
penelitian sampai tulisan ini diselesaikan.
Penulis
berharap
semoga
tulisan
ini
bermanfaat
bagi
yang
membutuhkannya.
Bogor, Januari 2007
Penulis
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
RINGKASAN
Indri Lisyani Sutopo. Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam
(dibawah bimbingan Iskandar dan Budi Mulyanto).
Minyak sawit mentah atau lebih dikenal dengan singkatan CPO
merupakan bahan minyak goreng yang dihasilkan dari pohon kelapa sawit.
Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih dilakukan dengan proses
penjernihan menggunakan bleaching earth. Bahan dasar untuk pembuatan
bleaching earth adalah bentonit, yaitu bahan tambang yang mengandung mineral
liat montmorillonit yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl)
dan menghubungkannya dengan nilai bleach power dari bleaching earth yang
dihasilkan. Bentonit yang digunakan adalah Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2
(Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg) yang
semuanya berasal dari Karangnunggal, Tasikmalaya.
Aktivasi asam terhadap bentonit untuk dijadikan bleaching earth yaitu
dengan pemanasan menggunakan HCl 6 N selama 3 jam pada suhu 80-90 °C,
dengan perbandingan antara bentonit dan HCl 1 : 4 (b/v). Parameter yang
digunakan untuk mengetahui karakteristik bentonit adalah warna, angka
pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, susunan kimia, pH, KTK, sifat
thermal, gugus fungsional dan nilai bleach power.
Bentonit yang diteliti memiliki warna bervariasi, berat jenis antara 2.172.91 g/cm3 , angka pengembangan 1.0-1.6 yang menunjukkan tipe Ca-bentonit dan
kadar montmorillonit antara 68.2-98.8%, kecuali Pg yang hanya 9.1%. Dengan
kadar montmorillonit yang sangat rendah dipastikan contoh Pg bukanlah bentonit.
Pada proses aktivasi denga n asam terjadi pelarutan unsur- unsur K, Na, Ca,
Mg, Fe dan Al dalam jumlah bervariasi yang berasal dari kation-kation dalam
ruang antarlapisan dan unsur- unsur dalam lembar oktahedral. Hasil analisis XRD,
TG/DTA dan FT-IR menunjukkan bahwa semua bentonit yang diteliti
mengandung montmorillonit, kecuali bentonit Ch 1 dan Ch 3 yang juga
mengandung
kaolinit.
Hasil
analisis
kimia
dan
penghitungan
rumus
montmorillonit, menunjukkan bahwa bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan
negatif pada lapisan tetrahedralnya, sedangkan bentonit Kb 1 bermuatan negatif
pada lapisan oktahedral. Bentonit Pg dan Ch 2 memiliki muatan negatif yang
terletak pada kedua lapisan tetrahedral dan oktahedralnya.
Terlihat bahwa semakin tinggi kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 dalam
bentonit, maka nilai bleach power-nya juga semakin tinggi. Nilai bleach power
dari bentonit Ch 1, Ch 2, Ch 3, dan Kb 1 berkisar antara 79.3-81.7%, membuat
bentonit-bentonit tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku bleaching earth.
Bentonit Pg yang mempunyai kadar montmorillonit paling rendah (hanya 9.1%)
juga
memiliki
nilai
bleach
power
paling
rendah.
Disebabkan
kadar
montmorillonitnya yang rendah, contoh Pg tidak layak disebut sebagai bentonit.
SUMMARY
Indri Lisyani Sutopo. Chemical Change of Bentonite from Karangnunggal,
Tasikmalaya during the Process of Bleaching Earth Production with Acid
Activation (under supervision of Iskandar and Budi Mulyanto).
Crude palm oil or known as CPO is cooking oil material which is
produced by palm tree. Pure cooking oil is made from CPO by bleaching process
using bleaching earth. Raw material used as a bleaching earth is bentonite, one of
minerals that content high amount of montmorillonite. The purpose of this
research was to study the chemical and mineralogical change of bentonite from
Karangnunggal, Tasikmalaya before and after activation process with strong acid,
and related it with bleach power value. Five samples were used for this purpose
namely Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon
1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg), all from Karangnunggal, Tasikmalaya.
Acid activation to process bentonite to become bleaching earth was by
heating the material with 6N hydrocloric acid for 3 hours at temperature 80-90 °C.
Parameters used to evaluate bentonite characteristics were colour, swelling factor,
Specific Gravity (SG), montmorillonite content, chemical composition, pH,
Cation Exchange Capacity (CEC), thermal properties, functional group and bleach
power value.
Each bentonite had variation in colour, with specific gravity between 2.172.91 g/cm3 , swelling factor 1.0-1.6 that showed the type of Ca-bentonite and
montmorillonite content between 68.2-98.8%, except Pg that only had 9.1%. With
low amount of montmorillonite, Pg is not bentonite.
In acid activation process, the elements of K, Na, Ca, Mg, Fe and Al from
interlayer exchangeable cations and elements in octahedral sheets were dissolved
variably in the amount. The result of XRD, TG/DTA and FT-IR showed that all
examined bentonite contained montmorillonite, except Ch 1 and Ch 3 which also
contained kaolinite. From chemical analysis result and the montmorillonite
formula showed that bentonite Ch 1 and Ch 3 contained negative charge at
tetrahedral sheets, while Kb 1 contain negative charge at octahedral sheets.
Material Pg and bentonite Ch 2 contained negative charge in both tetrahedral and
octahedral sheets.
The amount of montmorillonite and SiO 2 determined the value of bleach
power for bleaching earth. With bleach power value between 79.3-81.7 %,
Karangnunggal bentonite Ch 1, Ch 2, Ch 3, and Kb 1 can be used as raw materials
of bleaching earth. Material Pg had lowest amount of montmorillonite (only
9.1%) and lowest bleach power. Because of Pg had low amount of
montmorillonite, it is not bentonite.
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Ilmu Tanah
Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul Penelitian
: Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching
Earth dengan Aktivasi Asam
Nama Mahasiswa
: Indri Lisyani Sutopo
Nomor Pokok
: A24102034
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Iskandar
Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc
NIP. 131 664 406
NIP. 130 933 587
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr
NIP. 130 422 698
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 12 Februari 1985
sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan bapak Bambang Sutopo
dengan ibu Hj. Inbandiyah.
Pada tahun 1989 sampai dengan tahun 1990, penulis memasuki Taman
Kanak-kanak Al-Hidayah, dilanjutkan Sekolah Dasar Negeri (SDN) Pamulang
Permai selama 6 tahun (1990-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri
(SLTPN) 1 Pamulang selama 3 tahun (1996-1999) dan Sekolah Menengah Umum
(SMU) Muhammadiyah 3 Jakarta selama 3 tahun (1999-2002).
Selepas SMU penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan duduk di Tingkat Persiapan
Bersama (TPB). Pada tahun 2002, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Program
Studi Ilmu Tanah, pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrohiim,
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat,
taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini disusun sebagai sala h satu syarat kelulusan untuk memperoleh
gelar Sarjana Pertanian (S1) pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya
Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dengan judul “Perubahan
Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan
Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam“.
Selama pelaksanaan penelitian sampai tulisan ini terselesaikan, penulis
telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan semangat dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya
kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Iskandar selaku dosen pembimbing I atas segala bantuan,
bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis sejak persiapan
sampai tersusunnya skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang
telah memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi
ini.
3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc sebagai pembimbing akademik
dan dosen penguji atas saran-saran dan bimbingannya.
4. Bapak Dr. Ir. Darmawan, M.Sc atas akses yang telah diberikan untuk
analisis XRD yang dilakukan di Jepang.
5. Kedua Orangtuaku, dan adikku tercinta serta seluruh keluarga besarku
yang telah memberikan dukungan moril dan materil selama ini.
6. Ibu Oktori, Ibu Yani, dan semua rekan-rekan di Laboratorium Mineralogi
Tanah atas kerjasamanya.
7. Ibu Tini atas bantuannya dalam mencari literatur.
8. Soilers 39 (antilantanida) yang akan selalu terpatri dalam ingatan, juga P9
yang tidak pernah tidur, you’re the best guys.
9. Aa atas doa, dukungan dan perhatiannya di saat-saat terakhir.
10. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah
banyak memberikan sumbangan baik moril maupun materil sejak awal
penelitian sampai tulisan ini diselesaikan.
Penulis
berharap
semoga
tulisan
ini
bermanfaat
bagi
yang
membutuhkannya.
Bogor, Januari 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..........................................................................................
1
Tujuan ........................................................................................................
2
TINJAUAN PUSTAKA
Bentonit .....................................................................................................
3
Aktivasi Bentonit .......................................................................................
6
CPO (Crude Palm Oil) ..............................................................................
7
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................
8
Bahan dan Alat ..........................................................................................
8
Metode Penelitian ......................................................................................
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Bentonit ....................................................................................
11
Sifat Struktural Bentonit ............................................................................
12
Sifat Kimia Bentonit dan Bleaching Earth ...............................................
19
Kaitan Bleach Power dengan Sifat-sifat Bentonit .....................................
20
KESIMPULAN ..............................................................................................
23
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
24
LAMPIRAN ...................................................................................................
26
DAFTAR TABEL
Teks
Nomor
Halaman
1.
Penetapan Karakteristik dan Metode Analisis Bentonit .................
2.
Karakteristik Fisik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya
(Sutiani, 2006) ...............................................................................
3.
10
11
Hasil pembacaan kurva TG/DTA bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya ..................................................................................
13
4.
Hasil Analisis Kimia Total Montmorillonit ....................................
16
5.
Langkah Perhitungan Penentuan Rumus Montmorillonit untuk
Mt Ch 1 ..........................................................................................
6.
16
pH dan Kapasitas Tukar Kation Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)........
19
7.
Jumlah Unsur- unsur Terlarut pada Proses Aktivasi Bentonit .........
20
8.
Hasil Analisis Kimia Total pada Bentonit dan Bleaching Earth ....
20
9.
Nilai Bleach Power Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya
Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006) .............................
10.
21
Nilai absorban dan % T bentonit Karangnunggal, Tasikmalaya pada
panjang gelombang 546 nm Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani,
2006) ..............................................................................................
22
Lampiran
17.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 2 .......
42
18.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 3 ......
43
19.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Kb 1 ......
44
20.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Pg ..........
45
DAFTAR GAMBAR
Teks
Nomor
1.
Halaman
Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968) ................................
5
Lampiran
1.
Beberapa Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya ....................
26
2.
Diffraktogram Bentonit Cihamirung 1 (Mt Ch1) ............................
27
3.
Diffraktogram Bentonit Cihamirung 2 (Mt Ch 2) ...........................
28
4.
Diffraktogram Bentonit Cihamirung 3 (Mt Ch 3) ...........................
29
5.
Diffraktogram Bentonit Kebon 1 (Mt Kb 1) .................................
30
6.
Diffraktogram Bentonit Panyosogan (Mt Pg) .................................
31
7.
Kurva TG/DTA Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1...................................
32
8.
Kurva TG/DTA Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 ..................................
33
9.
Kurva TG/DTA Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ..................................
34
10.
Kurva TG/DTA Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ................................
35
11.
Kurva TG/DTA Bentonit Pg dan Mt Pg ........................................
36
12.
Kurva FT-IR Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1 ......................................
37
13.
Kurva FT-IR Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 .....................................
38
14.
Kurva FT-IR Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ......................................
39
15.
Kurva FT-IR Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ......................................
40
16.
Kurva FT-IR Bentonit Pg dan Mt Pg .............................................
41
21.
Perbandingan Warna CPO Hasil Penjernihan dengan Bentonit asal
Karangnunggal Sebelum dan Sesudah Aktivasi ............................
46
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Minyak sawit mentah (Crude Palm Oil - CPO) merupakan komoditas
pertanian yang menjadi salah satu pemasok unggulan bagi devisa negara. Pada
tahun 2005 Indonesia mengekspor 10.4 juta ton CPO dari total produksi 13.3 juta
ton CPO (Kompas, 2006). Dengan asumsi seluruh sisa ekspor sebesar sekitar 2.9
juta ton digunakan untuk menghasilkan minyak goreng, dan untuk menjernihkan
CPO digunakan bleaching earth dengan dosis 2 %, maka setiap tahun diperlukan
bleaching earth sebanyak 58.000 ton. Bleaching earth adalah bahan aktif yang
digunakan untuk menghilangkan atau menyerap pigmen-pigmen berwarna kuning
jingga (ß-karoten) dalam CPO sehingga dihasilkan minyak goreng yang layak
konsumsi.
Bahan dasar yang digunakan untuk membuat bleaching earth adalah
bentonit. Bentonit merupakan istilah bahan galian yang digunakan di dalam dunia
perdagangan untuk sejenis batu liat yang mengandung mineral montmorillonit.
Nama bentonit ini pertama kali digunakan oleh Knight pada tahun 1898, berasal
dari suatu jenis batu liat yang sangat plastis (koloid) yang terdapat pada formasi
Benton, Rock Creek, Wyoming, Amerika Serikat. Oleh Gillson, 1960 (dalam
Anonim, 1987) bentonit didefinisikan sebagai mineral liat yang terdiri lebih dari
85% montmorillonit.
Ada dua macam bentonit yang ditemukan di alam, yaitu natrium bentonit
dan kalsium bentonit. Natrium bentonit mempunyai sifat mengembang (swelling)
yang relatif tinggi dan dipakai antara lain sebagai bahan untuk lumpur pemboran
minyak bumi. Sebaliknya, kalsium bentonit mempunyai sifat tidak mengembang
(non-swelling) yang biasa digunakan antara lain sebagai baha n penjernih
(bleaching earth), khususnya untuk menjernihkan warna minyak sawit mentah.
Salah satu cara untuk mengolah bentonit menjadi bleaching earth adalah
menggunakan asam kuat. Pada penelitian-penelitian terdahulu belum diketahui
dengan jelas kaitan antara sifat-sifat bleaching earth dan sifat-sifat kimia bentonit
dengan nilai bleach power. Nilai bleach power adalah kemampuan bleaching
earth untuk menjernihkan CPO.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi perubahan sifat
kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebelum dan
sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl) dan menghubungkannya
dengan nilai bleach power.
TINJAUAN PUSTAKA
Bentonit
Bentonit adalah bahan tambang yang merupakan batuan dengan
kandungan mineral liat montmorillonit yang tinggi. Gillson (1960 dalam Anonim,
1987) mendefinisikan bentonit sebagai batu liat yang mengandung lebih dari 85%
mineral
liat
montmorillonit.
Mineral
ini
memiliki
rumus
umum
Al2 O3 .4SiO 2.xH2 O. Tipe bentonit dibagi menjadi dua, yaitu Na-bentonit dan Cabentonit. Tipe Na-bentonit mempunyai kemampuan mengembang hingga delapan
kali apabila dicelupkan ke dalam air dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam
air. Tipe Ca-bentonit adalah jenis yang kurang mengembang apabila dicelupkan
ke dalam air. Sebagian besar endapan bentonit di Indonesia digolongkan ke dalam
jenis Ca-bentonit yang tidak mengembang (non-swelling bentonite). Deposit
bentonit di Indonesia tersebar di P. Jawa, P. Sumatera, sebagian P. Kalimantan,
dan P. Sulawesi. Cadangannya diperkirakan sekitar 380 juta ton (Arifin dan
Sudradjat, 1997).
Penggunaan utama dari Na-bentonit adalah pada industri lumpur bor, yaitu
sebagai lumpur pembilas dalam pemboran minyak bumi, gas bumi dan uap panas
bumi. Selain yang tersebut di atas Na-bentonit juga dapat digunakan dalam
industri minyak sawit, industri kimia, farmasi, sebagai bahan penyumbat
kebocoran bendungan dan kolam-kolam, pencampur semen, insektisida, sabun
dan sebagainya. Sedangkan untuk jenis Ca-bentonit umumnya dipergunakan
dalam industri penyaringan lilin, minyak kelapa sawit, dalam industri besi baja
sebagai zat perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja, dalam industri
kimia sebagai katalisator, zat pemutih, zat penyerap lateks, zat penyerap tinta
cetak dan sebagainya.
Montmorillonit yang terdapat dalam bentonit merupakan mineral liat tipe
2:1 mengembang- mengerut yang tergolong ke dalam kelompok smektit dan
mempunyai komposisi kimia yang beragam. Namun demikian, rumusnya sering
dinyatakan sebagai Al2 O3 .4SiO 2.xH2 O. Nama montmorillonit dikhususkan untuk
anggota
smektit
dengan
substitusi
terutama
pada
lembar
oktahedral.
Montmorillonit mempunyai Mg dan ion- ion feri dalam posisi oktahedral (Tan,
1993).
Mineral- mineral montmorillonit umumnya berupa butiran sangat halus,
sedang lapisan- lapisan penyusunnya tidak terikat dengan kuat. Dalam kontaknya
dengan air, mineral- mineral tersebut menunjukkan pengembangan antarlapis yang
menyebabkan volumenya meningkat menjadi dua kali lipat atau lebih. Diperoleh
petunjuk bahwa jarak basal montmorillonit meningkat secara signifikan dengan
penyerapan air. Potensi mengembang- mengerut dan adanya muatan negatif yang
tinggi merupakan penyebab mineral ini dapat menerima dan menjerap ion-ion
logam dan kation-kation organik. Jerapan kation-kation organik menghasilkan
pembentukan komplek organo- mineral. Kation organik diyakini mampu
menggantikan kation-kation anorganik pada posisi antarlapis. Lapisan tunggal,
dan kadang-kadang juga lapisan ganda dari molekul- molekul organik dijerap
tergantung pada ukuran kation dan defisit muatan dari lapisan mineralnya (Tan,
1993). Struktur mineral liat montmorillonit disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968)
Proses substitusi isomorfik dianggap sebagai sumber utama muatan negatif
dalam mineral liat tipe 2:1. Sebagian dari silikon dalam lapisan tetrahedral dapat
diganti oleh ion yang berukuran sama, yang biasanya adalah Al3+. Dengan cara
yang sama, sebagian dari Al dalam lembar oktahedral dapat digantikan oleh Mg2+,
tanpa mengganggu struktur kristal. Penggantian oleh satu ion bervalensi tiga
(Al3+) untuk satu ion bervalensi empat (Si4+) merupakan sebab timbulnya satu
muatan negatif pada lempeng silikat yang sebelumnya netral. Banyaknya
pengga ntian menentukan jumlah muatan negatif (Soepardi, 1983).
Besi, seng dan magnesium dapat menempati tempat yang diduduki oleh
aluminium sebagai ion pusat dalam unit- unit yang membentuk lempeng
oktahedral. Substitusi isomorfik ion bervalensi dua (Mg2+) yang menggantikan ion
bervalensi tiga (Al3+ ) meninggalkan suatu muatan negatif yang tidak diimbangi
oleh muatan yang berasal dari atom-atom oksigen dalam lempeng (Soepardi,
1983; Diaz dan Persie, 2001).
Aktivasi Bentonit
Bentonit alami pada umumnya hanya mampu menyerap ion- ion bermuatan
positif, baik ion anorganik maupun organik. Hal ini terjadi karena mineral liat
montmorillonit yang terdapat dalam bentonit mempunyai lapisan silikat yang
bermuatan negatif dengan lingkungan permukaan mineral yang bersifat hidrofilik.
Untuk meningkatkan kemampuan bentonit dalam menyerap senyawasenyawa organik, terutama yang bersifat nonpolar, seperti senyawa-senyawa
hidrokarbon aromatik, maka bentonit tersebut perlu diaktivasi terlebih dahulu.
Aktivasi ini dimaksudkan untuk mengubah sebagian struktur lapisan silikat, sifat
muatan lapisan silikat atau mengubah lingkungan permukaan mineral dari
hidrofilik menjadi hidrofobik.
Aktivasi seperti disebutkan di atas dapat dilakukan dengan berbagai cara,
seperti interkalasi dengan senyawa-senyawa heksadesil trimetil amonium atau
HDTMA (Jaynes dan Boyd, 1991), dimetil distearil amonium atau DMDA
(Stockmeyer, 1990), polimer hidroksi aluminium atau PHA (Hováth et al., 1991;
Iskandar dan Reichenbach, 1993; Iskandar, 1994) dan asam (Lagaly, 1993).
Aktivasi bentonit dengan HDTMA atau DMDA akan meningkatkan luas
permukaan spesifik dan porositas mikro karena meningkatnya jarak basal dari 12 -
14 Å menjadi sekitar 20 Å, serta mengubah sifat permukaannya dari hidrofilik
menjadi hidrofobik. Hal yang hampir sama juga diperoleh dari aktivasi dengan
PHA. Dibandingkan dengan zeolit yang memiliki ukuran pori < 8 Å, pori yang
dihasilkan dari aktivasi ini relatif lebih besar. Sementara itu aktivasi bentonit
dengan asam, yang menyebabkan terlarutnya sebagian ion- ion Al, Mg dan Fe
pada lapisan oktaeder, akan menghasilkan suatu bahan yang kaya SiO 2 serta
memiliki luas permukaan spesifik dan volume pori mikro yang tinggi. Bentonitbentonit hasil aktivasi ini tidak terdispersi dalam air sehingga mudah mengendap.
Dengan demikian selain sebagai bahan penyerap, bentonit hasil aktivasi berperan
juga sebagai flokulan yang dapat memudahkan terflokulasinya partikel-partikel
terdispersi.
Minyak Sawit Mentah (Crude Palm Oil - CPO)
Minyak sawit mentah atau biasa dikena l dengan singkatan CPO
merupakan hasil pengolahan kelapa sawit yang merupakan bahan baku pembuatan
minyak goreng. Menurut Suharto (2006), dalam 20 tahun terakhir (1985-2005)
pertambahan kebun kelapa sawit di Indonesia mencapai 5 juta ha. Dengan luas
areal tersebut Indonesia sudah menduduki posisi pertama negara yang memiliki
areal perkebunan minyak sawit terluas di dunia (Siagian, 2003). Sebagian besar
hasil produksi CPO Indonesia diekspor dan sisanya sebagian besar digunakan
untuk keperluan pembuatan minyak goreng. Pengolahan CPO menjadi minyak
goreng yang jernih nampaknya belum dilakukan secara maksimal karena kualitas
bleaching earth yang digunakan diperkirakan masih rendah.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dimulai pada bulan Februari 2006 sampai dengan bulan Juni
2006. Penelitian dilakukan di Bagian Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lima macam bentonit
yang berasal dari desa Sarimanggu, Karangnunggal, Tasikmalaya (Cihamirung 1,
Cihamirung 2, Cihamirung 3, Kebon 1, dan Panyosogan), dan bahan-bahan kimia
untuk analisis laboratorium (HCl pekat, bromoform-alkohol dengan berat jenis =
2.10 g/ml, KBr dan lain- lain).
Alat-alat
yang
digunakan
dalam
analisis
laboratorium
adalah
spektrofotometer, Lovibond Tintometer, FTIR, TG/DTA, centrifuse, pH-meter,
freeze dryer, membrane dialysis, tabung destilasi, penangas air, muffle furnace,
alat-alat gelas dan lain- lain.
Metode Penelitian
Persiapan Contoh
Bongkahan besar bentonit alami dipecah menjadi bongkah-bongkah kecil
lalu dikeringkan dalam oven 60 °C, selanjutnya ditumbuk dan diayak sampai lolos
saringan berukuran 100 mesh sehingga menjadi serbuk bentonit.
Pemisahan Fraksi Liat
Pemisahan fraksi liat dilakukan untuk memperoleh montmorillonit
berukuran
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
RINGKASAN
Indri Lisyani Sutopo. Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam
(dibawah bimbingan Iskandar dan Budi Mulyanto).
Minyak sawit mentah atau lebih dikenal dengan singkatan CPO
merupakan bahan minyak goreng yang dihasilkan dari pohon kelapa sawit.
Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih dilakukan dengan proses
penjernihan menggunakan bleaching earth. Bahan dasar untuk pembuatan
bleaching earth adalah bentonit, yaitu bahan tambang yang mengandung mineral
liat montmorillonit yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl)
dan menghubungkannya dengan nilai bleach power dari bleaching earth yang
dihasilkan. Bentonit yang digunakan adalah Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2
(Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg) yang
semuanya berasal dari Karangnunggal, Tasikmalaya.
Aktivasi asam terhadap bentonit untuk dijadikan bleaching earth yaitu
dengan pemanasan menggunakan HCl 6 N selama 3 jam pada suhu 80-90 °C,
dengan perbandingan antara bentonit dan HCl 1 : 4 (b/v). Parameter yang
digunakan untuk mengetahui karakteristik bentonit adalah warna, angka
pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, susunan kimia, pH, KTK, sifat
thermal, gugus fungsional dan nilai bleach power.
Bentonit yang diteliti memiliki warna bervariasi, berat jenis antara 2.172.91 g/cm3 , angka pengembangan 1.0-1.6 yang menunjukkan tipe Ca-bentonit dan
kadar montmorillonit antara 68.2-98.8%, kecuali Pg yang hanya 9.1%. Dengan
kadar montmorillonit yang sangat rendah dipastikan contoh Pg bukanlah bentonit.
Pada proses aktivasi denga n asam terjadi pelarutan unsur- unsur K, Na, Ca,
Mg, Fe dan Al dalam jumlah bervariasi yang berasal dari kation-kation dalam
ruang antarlapisan dan unsur- unsur dalam lembar oktahedral. Hasil analisis XRD,
TG/DTA dan FT-IR menunjukkan bahwa semua bentonit yang diteliti
mengandung montmorillonit, kecuali bentonit Ch 1 dan Ch 3 yang juga
mengandung
kaolinit.
Hasil
analisis
kimia
dan
penghitungan
rumus
montmorillonit, menunjukkan bahwa bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan
negatif pada lapisan tetrahedralnya, sedangkan bentonit Kb 1 bermuatan negatif
pada lapisan oktahedral. Bentonit Pg dan Ch 2 memiliki muatan negatif yang
terletak pada kedua lapisan tetrahedral dan oktahedralnya.
Terlihat bahwa semakin tinggi kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 dalam
bentonit, maka nilai bleach power-nya juga semakin tinggi. Nilai bleach power
dari bentonit Ch 1, Ch 2, Ch 3, dan Kb 1 berkisar antara 79.3-81.7%, membuat
bentonit-bentonit tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku bleaching earth.
Bentonit Pg yang mempunyai kadar montmorillonit paling rendah (hanya 9.1%)
juga
memiliki
nilai
bleach
power
paling
rendah.
Disebabkan
kadar
montmorillonitnya yang rendah, contoh Pg tidak layak disebut sebagai bentonit.
SUMMARY
Indri Lisyani Sutopo. Chemical Change of Bentonite from Karangnunggal,
Tasikmalaya during the Process of Bleaching Earth Production with Acid
Activation (under supervision of Iskandar and Budi Mulyanto).
Crude palm oil or known as CPO is cooking oil material which is
produced by palm tree. Pure cooking oil is made from CPO by bleaching process
using bleaching earth. Raw material used as a bleaching earth is bentonite, one of
minerals that content high amount of montmorillonite. The purpose of this
research was to study the chemical and mineralogical change of bentonite from
Karangnunggal, Tasikmalaya before and after activation process with strong acid,
and related it with bleach power value. Five samples were used for this purpose
namely Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon
1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg), all from Karangnunggal, Tasikmalaya.
Acid activation to process bentonite to become bleaching earth was by
heating the material with 6N hydrocloric acid for 3 hours at temperature 80-90 °C.
Parameters used to evaluate bentonite characteristics were colour, swelling factor,
Specific Gravity (SG), montmorillonite content, chemical composition, pH,
Cation Exchange Capacity (CEC), thermal properties, functional group and bleach
power value.
Each bentonite had variation in colour, with specific gravity between 2.172.91 g/cm3 , swelling factor 1.0-1.6 that showed the type of Ca-bentonite and
montmorillonite content between 68.2-98.8%, except Pg that only had 9.1%. With
low amount of montmorillonite, Pg is not bentonite.
In acid activation process, the elements of K, Na, Ca, Mg, Fe and Al from
interlayer exchangeable cations and elements in octahedral sheets were dissolved
variably in the amount. The result of XRD, TG/DTA and FT-IR showed that all
examined bentonite contained montmorillonite, except Ch 1 and Ch 3 which also
contained kaolinite. From chemical analysis result and the montmorillonite
formula showed that bentonite Ch 1 and Ch 3 contained negative charge at
tetrahedral sheets, while Kb 1 contain negative charge at octahedral sheets.
Material Pg and bentonite Ch 2 contained negative charge in both tetrahedral and
octahedral sheets.
The amount of montmorillonite and SiO 2 determined the value of bleach
power for bleaching earth. With bleach power value between 79.3-81.7 %,
Karangnunggal bentonite Ch 1, Ch 2, Ch 3, and Kb 1 can be used as raw materials
of bleaching earth. Material Pg had lowest amount of montmorillonite (only
9.1%) and lowest bleach power. Because of Pg had low amount of
montmorillonite, it is not bentonite.
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Ilmu Tanah
Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul Penelitian
: Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching
Earth dengan Aktivasi Asam
Nama Mahasiswa
: Indri Lisyani Sutopo
Nomor Pokok
: A24102034
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Iskandar
Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc
NIP. 131 664 406
NIP. 130 933 587
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr
NIP. 130 422 698
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 12 Februari 1985
sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan bapak Bambang Sutopo
dengan ibu Hj. Inbandiyah.
Pada tahun 1989 sampai dengan tahun 1990, penulis memasuki Taman
Kanak-kanak Al-Hidayah, dilanjutkan Sekolah Dasar Negeri (SDN) Pamulang
Permai selama 6 tahun (1990-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri
(SLTPN) 1 Pamulang selama 3 tahun (1996-1999) dan Sekolah Menengah Umum
(SMU) Muhammadiyah 3 Jakarta selama 3 tahun (1999-2002).
Selepas SMU penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan duduk di Tingkat Persiapan
Bersama (TPB). Pada tahun 2002, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Program
Studi Ilmu Tanah, pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrohiim,
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat,
taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini disusun sebagai sala h satu syarat kelulusan untuk memperoleh
gelar Sarjana Pertanian (S1) pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya
Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dengan judul “Perubahan
Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan
Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam“.
Selama pelaksanaan penelitian sampai tulisan ini terselesaikan, penulis
telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan semangat dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya
kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Iskandar selaku dosen pembimbing I atas segala bantuan,
bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis sejak persiapan
sampai tersusunnya skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang
telah memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi
ini.
3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc sebagai pembimbing akademik
dan dosen penguji atas saran-saran dan bimbingannya.
4. Bapak Dr. Ir. Darmawan, M.Sc atas akses yang telah diberikan untuk
analisis XRD yang dilakukan di Jepang.
5. Kedua Orangtuaku, dan adikku tercinta serta seluruh keluarga besarku
yang telah memberikan dukungan moril dan materil selama ini.
6. Ibu Oktori, Ibu Yani, dan semua rekan-rekan di Laboratorium Mineralogi
Tanah atas kerjasamanya.
7. Ibu Tini atas bantuannya dalam mencari literatur.
8. Soilers 39 (antilantanida) yang akan selalu terpatri dalam ingatan, juga P9
yang tidak pernah tidur, you’re the best guys.
9. Aa atas doa, dukungan dan perhatiannya di saat-saat terakhir.
10. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah
banyak memberikan sumbangan baik moril maupun materil sejak awal
penelitian sampai tulisan ini diselesaikan.
Penulis
berharap
semoga
tulisan
ini
bermanfaat
bagi
yang
membutuhkannya.
Bogor, Januari 2007
Penulis
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
RINGKASAN
Indri Lisyani Sutopo. Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam
(dibawah bimbingan Iskandar dan Budi Mulyanto).
Minyak sawit mentah atau lebih dikenal dengan singkatan CPO
merupakan bahan minyak goreng yang dihasilkan dari pohon kelapa sawit.
Pengolahan CPO menjadi minyak goreng yang jernih dilakukan dengan proses
penjernihan menggunakan bleaching earth. Bahan dasar untuk pembuatan
bleaching earth adalah bentonit, yaitu bahan tambang yang mengandung mineral
liat montmorillonit yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui perubahan sifat kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya sebelum dan sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl)
dan menghubungkannya dengan nilai bleach power dari bleaching earth yang
dihasilkan. Bentonit yang digunakan adalah Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2
(Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon 1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg) yang
semuanya berasal dari Karangnunggal, Tasikmalaya.
Aktivasi asam terhadap bentonit untuk dijadikan bleaching earth yaitu
dengan pemanasan menggunakan HCl 6 N selama 3 jam pada suhu 80-90 °C,
dengan perbandingan antara bentonit dan HCl 1 : 4 (b/v). Parameter yang
digunakan untuk mengetahui karakteristik bentonit adalah warna, angka
pengembangan, berat jenis, kadar montmorillonit, susunan kimia, pH, KTK, sifat
thermal, gugus fungsional dan nilai bleach power.
Bentonit yang diteliti memiliki warna bervariasi, berat jenis antara 2.172.91 g/cm3 , angka pengembangan 1.0-1.6 yang menunjukkan tipe Ca-bentonit dan
kadar montmorillonit antara 68.2-98.8%, kecuali Pg yang hanya 9.1%. Dengan
kadar montmorillonit yang sangat rendah dipastikan contoh Pg bukanlah bentonit.
Pada proses aktivasi denga n asam terjadi pelarutan unsur- unsur K, Na, Ca,
Mg, Fe dan Al dalam jumlah bervariasi yang berasal dari kation-kation dalam
ruang antarlapisan dan unsur- unsur dalam lembar oktahedral. Hasil analisis XRD,
TG/DTA dan FT-IR menunjukkan bahwa semua bentonit yang diteliti
mengandung montmorillonit, kecuali bentonit Ch 1 dan Ch 3 yang juga
mengandung
kaolinit.
Hasil
analisis
kimia
dan
penghitungan
rumus
montmorillonit, menunjukkan bahwa bentonit Ch 1 dan Ch 3 memiliki muatan
negatif pada lapisan tetrahedralnya, sedangkan bentonit Kb 1 bermuatan negatif
pada lapisan oktahedral. Bentonit Pg dan Ch 2 memiliki muatan negatif yang
terletak pada kedua lapisan tetrahedral dan oktahedralnya.
Terlihat bahwa semakin tinggi kadar montmorillonit dan kadar SiO 2 dalam
bentonit, maka nilai bleach power-nya juga semakin tinggi. Nilai bleach power
dari bentonit Ch 1, Ch 2, Ch 3, dan Kb 1 berkisar antara 79.3-81.7%, membuat
bentonit-bentonit tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku bleaching earth.
Bentonit Pg yang mempunyai kadar montmorillonit paling rendah (hanya 9.1%)
juga
memiliki
nilai
bleach
power
paling
rendah.
Disebabkan
kadar
montmorillonitnya yang rendah, contoh Pg tidak layak disebut sebagai bentonit.
SUMMARY
Indri Lisyani Sutopo. Chemical Change of Bentonite from Karangnunggal,
Tasikmalaya during the Process of Bleaching Earth Production with Acid
Activation (under supervision of Iskandar and Budi Mulyanto).
Crude palm oil or known as CPO is cooking oil material which is
produced by palm tree. Pure cooking oil is made from CPO by bleaching process
using bleaching earth. Raw material used as a bleaching earth is bentonite, one of
minerals that content high amount of montmorillonite. The purpose of this
research was to study the chemical and mineralogical change of bentonite from
Karangnunggal, Tasikmalaya before and after activation process with strong acid,
and related it with bleach power value. Five samples were used for this purpose
namely Cihamirung 1 (Ch 1), Cihamirung 2 (Ch 2), Cihamirung 3 (Ch 3), Kebon
1 (Kb 1), dan Panyosogan (Pg), all from Karangnunggal, Tasikmalaya.
Acid activation to process bentonite to become bleaching earth was by
heating the material with 6N hydrocloric acid for 3 hours at temperature 80-90 °C.
Parameters used to evaluate bentonite characteristics were colour, swelling factor,
Specific Gravity (SG), montmorillonite content, chemical composition, pH,
Cation Exchange Capacity (CEC), thermal properties, functional group and bleach
power value.
Each bentonite had variation in colour, with specific gravity between 2.172.91 g/cm3 , swelling factor 1.0-1.6 that showed the type of Ca-bentonite and
montmorillonite content between 68.2-98.8%, except Pg that only had 9.1%. With
low amount of montmorillonite, Pg is not bentonite.
In acid activation process, the elements of K, Na, Ca, Mg, Fe and Al from
interlayer exchangeable cations and elements in octahedral sheets were dissolved
variably in the amount. The result of XRD, TG/DTA and FT-IR showed that all
examined bentonite contained montmorillonite, except Ch 1 and Ch 3 which also
contained kaolinite. From chemical analysis result and the montmorillonite
formula showed that bentonite Ch 1 and Ch 3 contained negative charge at
tetrahedral sheets, while Kb 1 contain negative charge at octahedral sheets.
Material Pg and bentonite Ch 2 contained negative charge in both tetrahedral and
octahedral sheets.
The amount of montmorillonite and SiO 2 determined the value of bleach
power for bleaching earth. With bleach power value between 79.3-81.7 %,
Karangnunggal bentonite Ch 1, Ch 2, Ch 3, and Kb 1 can be used as raw materials
of bleaching earth. Material Pg had lowest amount of montmorillonite (only
9.1%) and lowest bleach power. Because of Pg had low amount of
montmorillonite, it is not bentonite.
PERUBAHAN SIFAT KIMIA BENTONIT
ASAL KARANGNUNGGAL, TASIKMALAYA
PADA PROSES PEMBUATAN BLEACHING EARTH
DENGAN AKTIVASI ASAM
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Pertanian Pada Program Studi Ilmu Tanah
Fakultas Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
INDRI LISYANI SUTOPO
A24102034
PROGRAM STUDI ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2007
Judul Penelitian
: Perubahan Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya pada Proses Pembuatan Bleaching
Earth dengan Aktivasi Asam
Nama Mahasiswa
: Indri Lisyani Sutopo
Nomor Pokok
: A24102034
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Iskandar
Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc
NIP. 131 664 406
NIP. 130 933 587
Mengetahui,
Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. H. Supiandi Sabiham, M.Agr
NIP. 130 422 698
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 12 Februari 1985
sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari pasangan bapak Bambang Sutopo
dengan ibu Hj. Inbandiyah.
Pada tahun 1989 sampai dengan tahun 1990, penulis memasuki Taman
Kanak-kanak Al-Hidayah, dilanjutkan Sekolah Dasar Negeri (SDN) Pamulang
Permai selama 6 tahun (1990-1996), Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri
(SLTPN) 1 Pamulang selama 3 tahun (1996-1999) dan Sekolah Menengah Umum
(SMU) Muhammadiyah 3 Jakarta selama 3 tahun (1999-2002).
Selepas SMU penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan duduk di Tingkat Persiapan
Bersama (TPB). Pada tahun 2002, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Program
Studi Ilmu Tanah, pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrohiim,
Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat,
taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini disusun sebagai sala h satu syarat kelulusan untuk memperoleh
gelar Sarjana Pertanian (S1) pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya
Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, dengan judul “Perubahan
Sifat Kimia Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya pada Proses Pembuatan
Bleaching Earth dengan Aktivasi Asam“.
Selama pelaksanaan penelitian sampai tulisan ini terselesaikan, penulis
telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan semangat dari berbagai pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya
kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Iskandar selaku dosen pembimbing I atas segala bantuan,
bimbingan, saran, motivasi dan kesabaran kepada penulis sejak persiapan
sampai tersusunnya skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ir. Budi Mulyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang
telah memberikan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi
ini.
3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc sebagai pembimbing akademik
dan dosen penguji atas saran-saran dan bimbingannya.
4. Bapak Dr. Ir. Darmawan, M.Sc atas akses yang telah diberikan untuk
analisis XRD yang dilakukan di Jepang.
5. Kedua Orangtuaku, dan adikku tercinta serta seluruh keluarga besarku
yang telah memberikan dukungan moril dan materil selama ini.
6. Ibu Oktori, Ibu Yani, dan semua rekan-rekan di Laboratorium Mineralogi
Tanah atas kerjasamanya.
7. Ibu Tini atas bantuannya dalam mencari literatur.
8. Soilers 39 (antilantanida) yang akan selalu terpatri dalam ingatan, juga P9
yang tidak pernah tidur, you’re the best guys.
9. Aa atas doa, dukungan dan perhatiannya di saat-saat terakhir.
10. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu yang telah
banyak memberikan sumbangan baik moril maupun materil sejak awal
penelitian sampai tulisan ini diselesaikan.
Penulis
berharap
semoga
tulisan
ini
bermanfaat
bagi
yang
membutuhkannya.
Bogor, Januari 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..........................................................................................
1
Tujuan ........................................................................................................
2
TINJAUAN PUSTAKA
Bentonit .....................................................................................................
3
Aktivasi Bentonit .......................................................................................
6
CPO (Crude Palm Oil) ..............................................................................
7
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................
8
Bahan dan Alat ..........................................................................................
8
Metode Penelitian ......................................................................................
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisik Bentonit ....................................................................................
11
Sifat Struktural Bentonit ............................................................................
12
Sifat Kimia Bentonit dan Bleaching Earth ...............................................
19
Kaitan Bleach Power dengan Sifat-sifat Bentonit .....................................
20
KESIMPULAN ..............................................................................................
23
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
24
LAMPIRAN ...................................................................................................
26
DAFTAR TABEL
Teks
Nomor
Halaman
1.
Penetapan Karakteristik dan Metode Analisis Bentonit .................
2.
Karakteristik Fisik Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya
(Sutiani, 2006) ...............................................................................
3.
10
11
Hasil pembacaan kurva TG/DTA bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya ..................................................................................
13
4.
Hasil Analisis Kimia Total Montmorillonit ....................................
16
5.
Langkah Perhitungan Penentuan Rumus Montmorillonit untuk
Mt Ch 1 ..........................................................................................
6.
16
pH dan Kapasitas Tukar Kation Bentonit asal Karangnunggal,
Tasikmalaya Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006)........
19
7.
Jumlah Unsur- unsur Terlarut pada Proses Aktivasi Bentonit .........
20
8.
Hasil Analisis Kimia Total pada Bentonit dan Bleaching Earth ....
20
9.
Nilai Bleach Power Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya
Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani, 2006) .............................
10.
21
Nilai absorban dan % T bentonit Karangnunggal, Tasikmalaya pada
panjang gelombang 546 nm Sebelum dan Sesudah Aktivasi (Sutiani,
2006) ..............................................................................................
22
Lampiran
17.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 2 .......
42
18.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Ch 3 ......
43
19.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Kb 1 ......
44
20.
Langkah Perhitungan Rumus Montmorillonit untuk Mt Pg ..........
45
DAFTAR GAMBAR
Teks
Nomor
1.
Halaman
Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968) ................................
5
Lampiran
1.
Beberapa Bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya ....................
26
2.
Diffraktogram Bentonit Cihamirung 1 (Mt Ch1) ............................
27
3.
Diffraktogram Bentonit Cihamirung 2 (Mt Ch 2) ...........................
28
4.
Diffraktogram Bentonit Cihamirung 3 (Mt Ch 3) ...........................
29
5.
Diffraktogram Bentonit Kebon 1 (Mt Kb 1) .................................
30
6.
Diffraktogram Bentonit Panyosogan (Mt Pg) .................................
31
7.
Kurva TG/DTA Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1...................................
32
8.
Kurva TG/DTA Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 ..................................
33
9.
Kurva TG/DTA Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ..................................
34
10.
Kurva TG/DTA Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ................................
35
11.
Kurva TG/DTA Bentonit Pg dan Mt Pg ........................................
36
12.
Kurva FT-IR Bentonit Ch 1 dan Mt Ch 1 ......................................
37
13.
Kurva FT-IR Bentonit Ch 2 dan Mt Ch 2 .....................................
38
14.
Kurva FT-IR Bentonit Ch 3 dan Mt Ch 3 ......................................
39
15.
Kurva FT-IR Bentonit Kb 1 dan Mt Kb 1 ......................................
40
16.
Kurva FT-IR Bentonit Pg dan Mt Pg .............................................
41
21.
Perbandingan Warna CPO Hasil Penjernihan dengan Bentonit asal
Karangnunggal Sebelum dan Sesudah Aktivasi ............................
46
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Minyak sawit mentah (Crude Palm Oil - CPO) merupakan komoditas
pertanian yang menjadi salah satu pemasok unggulan bagi devisa negara. Pada
tahun 2005 Indonesia mengekspor 10.4 juta ton CPO dari total produksi 13.3 juta
ton CPO (Kompas, 2006). Dengan asumsi seluruh sisa ekspor sebesar sekitar 2.9
juta ton digunakan untuk menghasilkan minyak goreng, dan untuk menjernihkan
CPO digunakan bleaching earth dengan dosis 2 %, maka setiap tahun diperlukan
bleaching earth sebanyak 58.000 ton. Bleaching earth adalah bahan aktif yang
digunakan untuk menghilangkan atau menyerap pigmen-pigmen berwarna kuning
jingga (ß-karoten) dalam CPO sehingga dihasilkan minyak goreng yang layak
konsumsi.
Bahan dasar yang digunakan untuk membuat bleaching earth adalah
bentonit. Bentonit merupakan istilah bahan galian yang digunakan di dalam dunia
perdagangan untuk sejenis batu liat yang mengandung mineral montmorillonit.
Nama bentonit ini pertama kali digunakan oleh Knight pada tahun 1898, berasal
dari suatu jenis batu liat yang sangat plastis (koloid) yang terdapat pada formasi
Benton, Rock Creek, Wyoming, Amerika Serikat. Oleh Gillson, 1960 (dalam
Anonim, 1987) bentonit didefinisikan sebagai mineral liat yang terdiri lebih dari
85% montmorillonit.
Ada dua macam bentonit yang ditemukan di alam, yaitu natrium bentonit
dan kalsium bentonit. Natrium bentonit mempunyai sifat mengembang (swelling)
yang relatif tinggi dan dipakai antara lain sebagai bahan untuk lumpur pemboran
minyak bumi. Sebaliknya, kalsium bentonit mempunyai sifat tidak mengembang
(non-swelling) yang biasa digunakan antara lain sebagai baha n penjernih
(bleaching earth), khususnya untuk menjernihkan warna minyak sawit mentah.
Salah satu cara untuk mengolah bentonit menjadi bleaching earth adalah
menggunakan asam kuat. Pada penelitian-penelitian terdahulu belum diketahui
dengan jelas kaitan antara sifat-sifat bleaching earth dan sifat-sifat kimia bentonit
dengan nilai bleach power. Nilai bleach power adalah kemampuan bleaching
earth untuk menjernihkan CPO.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi perubahan sifat
kimia dan mineralogi bentonit asal Karangnunggal, Tasikmalaya sebelum dan
sesudah proses aktivasi menggunakan asam kuat (HCl) dan menghubungkannya
dengan nilai bleach power.
TINJAUAN PUSTAKA
Bentonit
Bentonit adalah bahan tambang yang merupakan batuan dengan
kandungan mineral liat montmorillonit yang tinggi. Gillson (1960 dalam Anonim,
1987) mendefinisikan bentonit sebagai batu liat yang mengandung lebih dari 85%
mineral
liat
montmorillonit.
Mineral
ini
memiliki
rumus
umum
Al2 O3 .4SiO 2.xH2 O. Tipe bentonit dibagi menjadi dua, yaitu Na-bentonit dan Cabentonit. Tipe Na-bentonit mempunyai kemampuan mengembang hingga delapan
kali apabila dicelupkan ke dalam air dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam
air. Tipe Ca-bentonit adalah jenis yang kurang mengembang apabila dicelupkan
ke dalam air. Sebagian besar endapan bentonit di Indonesia digolongkan ke dalam
jenis Ca-bentonit yang tidak mengembang (non-swelling bentonite). Deposit
bentonit di Indonesia tersebar di P. Jawa, P. Sumatera, sebagian P. Kalimantan,
dan P. Sulawesi. Cadangannya diperkirakan sekitar 380 juta ton (Arifin dan
Sudradjat, 1997).
Penggunaan utama dari Na-bentonit adalah pada industri lumpur bor, yaitu
sebagai lumpur pembilas dalam pemboran minyak bumi, gas bumi dan uap panas
bumi. Selain yang tersebut di atas Na-bentonit juga dapat digunakan dalam
industri minyak sawit, industri kimia, farmasi, sebagai bahan penyumbat
kebocoran bendungan dan kolam-kolam, pencampur semen, insektisida, sabun
dan sebagainya. Sedangkan untuk jenis Ca-bentonit umumnya dipergunakan
dalam industri penyaringan lilin, minyak kelapa sawit, dalam industri besi baja
sebagai zat perekat pasir cetak dalam proses pengecoran baja, dalam industri
kimia sebagai katalisator, zat pemutih, zat penyerap lateks, zat penyerap tinta
cetak dan sebagainya.
Montmorillonit yang terdapat dalam bentonit merupakan mineral liat tipe
2:1 mengembang- mengerut yang tergolong ke dalam kelompok smektit dan
mempunyai komposisi kimia yang beragam. Namun demikian, rumusnya sering
dinyatakan sebagai Al2 O3 .4SiO 2.xH2 O. Nama montmorillonit dikhususkan untuk
anggota
smektit
dengan
substitusi
terutama
pada
lembar
oktahedral.
Montmorillonit mempunyai Mg dan ion- ion feri dalam posisi oktahedral (Tan,
1993).
Mineral- mineral montmorillonit umumnya berupa butiran sangat halus,
sedang lapisan- lapisan penyusunnya tidak terikat dengan kuat. Dalam kontaknya
dengan air, mineral- mineral tersebut menunjukkan pengembangan antarlapis yang
menyebabkan volumenya meningkat menjadi dua kali lipat atau lebih. Diperoleh
petunjuk bahwa jarak basal montmorillonit meningkat secara signifikan dengan
penyerapan air. Potensi mengembang- mengerut dan adanya muatan negatif yang
tinggi merupakan penyebab mineral ini dapat menerima dan menjerap ion-ion
logam dan kation-kation organik. Jerapan kation-kation organik menghasilkan
pembentukan komplek organo- mineral. Kation organik diyakini mampu
menggantikan kation-kation anorganik pada posisi antarlapis. Lapisan tunggal,
dan kadang-kadang juga lapisan ganda dari molekul- molekul organik dijerap
tergantung pada ukuran kation dan defisit muatan dari lapisan mineralnya (Tan,
1993). Struktur mineral liat montmorillonit disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Sketsa Struktur Montmorillonit (Grim, 1968)
Proses substitusi isomorfik dianggap sebagai sumber utama muatan negatif
dalam mineral liat tipe 2:1. Sebagian dari silikon dalam lapisan tetrahedral dapat
diganti oleh ion yang berukuran sama, yang biasanya adalah Al3+. Dengan cara
yang sama, sebagian dari Al dalam lembar oktahedral dapat digantikan oleh Mg2+,
tanpa mengganggu struktur kristal. Penggantian oleh satu ion bervalensi tiga
(Al3+) untuk satu ion bervalensi empat (Si4+) merupakan sebab timbulnya satu
muatan negatif pada lempeng silikat yang sebelumnya netral. Banyaknya
pengga ntian menentukan jumlah muatan negatif (Soepardi, 1983).
Besi, seng dan magnesium dapat menempati tempat yang diduduki oleh
aluminium sebagai ion pusat dalam unit- unit yang membentuk lempeng
oktahedral. Substitusi isomorfik ion bervalensi dua (Mg2+) yang menggantikan ion
bervalensi tiga (Al3+ ) meninggalkan suatu muatan negatif yang tidak diimbangi
oleh muatan yang berasal dari atom-atom oksigen dalam lempeng (Soepardi,
1983; Diaz dan Persie, 2001).
Aktivasi Bentonit
Bentonit alami pada umumnya hanya mampu menyerap ion- ion bermuatan
positif, baik ion anorganik maupun organik. Hal ini terjadi karena mineral liat
montmorillonit yang terdapat dalam bentonit mempunyai lapisan silikat yang
bermuatan negatif dengan lingkungan permukaan mineral yang bersifat hidrofilik.
Untuk meningkatkan kemampuan bentonit dalam menyerap senyawasenyawa organik, terutama yang bersifat nonpolar, seperti senyawa-senyawa
hidrokarbon aromatik, maka bentonit tersebut perlu diaktivasi terlebih dahulu.
Aktivasi ini dimaksudkan untuk mengubah sebagian struktur lapisan silikat, sifat
muatan lapisan silikat atau mengubah lingkungan permukaan mineral dari
hidrofilik menjadi hidrofobik.
Aktivasi seperti disebutkan di atas dapat dilakukan dengan berbagai cara,
seperti interkalasi dengan senyawa-senyawa heksadesil trimetil amonium atau
HDTMA (Jaynes dan Boyd, 1991), dimetil distearil amonium atau DMDA
(Stockmeyer, 1990), polimer hidroksi aluminium atau PHA (Hováth et al., 1991;
Iskandar dan Reichenbach, 1993; Iskandar, 1994) dan asam (Lagaly, 1993).
Aktivasi bentonit dengan HDTMA atau DMDA akan meningkatkan luas
permukaan spesifik dan porositas mikro karena meningkatnya jarak basal dari 12 -
14 Å menjadi sekitar 20 Å, serta mengubah sifat permukaannya dari hidrofilik
menjadi hidrofobik. Hal yang hampir sama juga diperoleh dari aktivasi dengan
PHA. Dibandingkan dengan zeolit yang memiliki ukuran pori < 8 Å, pori yang
dihasilkan dari aktivasi ini relatif lebih besar. Sementara itu aktivasi bentonit
dengan asam, yang menyebabkan terlarutnya sebagian ion- ion Al, Mg dan Fe
pada lapisan oktaeder, akan menghasilkan suatu bahan yang kaya SiO 2 serta
memiliki luas permukaan spesifik dan volume pori mikro yang tinggi. Bentonitbentonit hasil aktivasi ini tidak terdispersi dalam air sehingga mudah mengendap.
Dengan demikian selain sebagai bahan penyerap, bentonit hasil aktivasi berperan
juga sebagai flokulan yang dapat memudahkan terflokulasinya partikel-partikel
terdispersi.
Minyak Sawit Mentah (Crude Palm Oil - CPO)
Minyak sawit mentah atau biasa dikena l dengan singkatan CPO
merupakan hasil pengolahan kelapa sawit yang merupakan bahan baku pembuatan
minyak goreng. Menurut Suharto (2006), dalam 20 tahun terakhir (1985-2005)
pertambahan kebun kelapa sawit di Indonesia mencapai 5 juta ha. Dengan luas
areal tersebut Indonesia sudah menduduki posisi pertama negara yang memiliki
areal perkebunan minyak sawit terluas di dunia (Siagian, 2003). Sebagian besar
hasil produksi CPO Indonesia diekspor dan sisanya sebagian besar digunakan
untuk keperluan pembuatan minyak goreng. Pengolahan CPO menjadi minyak
goreng yang jernih nampaknya belum dilakukan secara maksimal karena kualitas
bleaching earth yang digunakan diperkirakan masih rendah.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dimulai pada bulan Februari 2006 sampai dengan bulan Juni
2006. Penelitian dilakukan di Bagian Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan,
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lima macam bentonit
yang berasal dari desa Sarimanggu, Karangnunggal, Tasikmalaya (Cihamirung 1,
Cihamirung 2, Cihamirung 3, Kebon 1, dan Panyosogan), dan bahan-bahan kimia
untuk analisis laboratorium (HCl pekat, bromoform-alkohol dengan berat jenis =
2.10 g/ml, KBr dan lain- lain).
Alat-alat
yang
digunakan
dalam
analisis
laboratorium
adalah
spektrofotometer, Lovibond Tintometer, FTIR, TG/DTA, centrifuse, pH-meter,
freeze dryer, membrane dialysis, tabung destilasi, penangas air, muffle furnace,
alat-alat gelas dan lain- lain.
Metode Penelitian
Persiapan Contoh
Bongkahan besar bentonit alami dipecah menjadi bongkah-bongkah kecil
lalu dikeringkan dalam oven 60 °C, selanjutnya ditumbuk dan diayak sampai lolos
saringan berukuran 100 mesh sehingga menjadi serbuk bentonit.
Pemisahan Fraksi Liat
Pemisahan fraksi liat dilakukan untuk memperoleh montmorillonit
berukuran