Pengaruh Rasio Molar Substrat Dan Konsentrasi Katalis Pada Pembuatan Surfaktan Decyl Poliglikosida Dari D-Glukosa Dan Dekanol

  

PENGARUH RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN

KONSENTRASI KATALIS PADA PEMBUATAN

SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA DARI

D-GLUKOSA DAN DEKANOL

SKRIPSI

  

Oleh

RAP LEANON

100405024

  

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

APRIL 2015

  

PENGARUH RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN

KONSENTRASI KATALIS PADA PEMBUATAN

SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA DARI

D-GLUKOSA DAN DEKANOL

SKRIPSI

  

Oleh

RAP LEANON

100405024

  

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 RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN KONSENTRASI

KATALIS PADA PEMBUATAN SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA

DARI D-GLUKOSA DAN DEKANOL

  yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.

  Medan, April 2015 Rap Leanon

  NIM 100405024

  

PENGESAHAN

  Skripsi dengan judul:

  

PENGARUH RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN KONSENTRASI

KATALIS PADA PEMBUATAN SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA

DARI D-GLUKOSA DAN DEKANOL

  dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang sarjana pada tanggal 15 April 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  Medan, April 2015 Mengetahui, Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing

  Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc Ir. Renita Manurung, MT NIP. 19710905 199512 2 001 NIP. 19681214 199702 2 002

  Dosen Penguji I Dosen Penguji II

  Dr. Rondang Tambun, ST, MT Ir. Mhd. Yusuf Ritonga, MT NIP. 19720612 200012 1 001 NIP. 19620819 198903 1 002

  

PRAKATA

  Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis pada Pembuatan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia Depertemen Teknik Kimia Fakultas Teknik dan Laboratorium Farmakologi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

  Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  

Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc

  selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik. 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, Rap Leanon NIM 100405024

UCAPAN TERIMA KASIH

  Penulis mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada : 1.

  Kedua orang tua penulis, David B. A. Pasaribu (Alm.) dan Tarida Marpaung atas segalanya.

  2. Walad Wirawan atas kerjasamanya selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.

  3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU.

  4. Ibu Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc, selaku dosen pembimbing penelitian yang telah membimbing dan memberi dukungan dari awal penelitian hingga penyelesaian skripsi ini.

  5. Bapak Dr. Rondang Tambun, ST, MT sebagai dosen penguji I yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini.

  6. Bapak Ir. Mhd. Yusuf Ritonga, MT sebagai dosen penguji II yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini.

  7. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  8. Abangda Ronald Pasaribu, ST. dan Adik Maria Pasaribu, cST. yang selalu memberikan dukungan, hiburan dan doanya.

  9. Keluarga besar Pasaribu dan Marpaung tanpa terkecuali yang sudah banyak membantu dari segi materiil maupun doa.

  10. Marthin Silalahi yang banyak membantu dan menyemangati selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.

  11. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia USU terkhusus stambuk 2010 tanpa terkecuali yang memberikan semangat.

RIWAYAT HIDUP PENULIS

  Nama : Rap Leanon NIM : 100405024 Tempat, tanggal lahir : Jakarta, 11 Mei 1991 Nama orang tua : Ir. David B. A. Pasaribu (Alm.) dan Tarida Marpaung, SH.

  Alamat orang tua : Jalan Kramat Jaya Baru Blok D-II no.38, Jakarta Pusat, Provinsi DKI Jakarta

  Asal Sekolah:

• SD N 011 Jakarta Selatan tahun 1997-1999
• SD Katolik Yos Sudarso Balikpapan tahun 1999-2001
• SD Swasta Charitas Jakarta Selatan tahun 2001-2003
• SMP Pangudi Luhur Jakarta Selatan tahun 2003 – 2006
• SMA N 66 Jakarta Selatan tahun 2006 – 2009 Beasiswa yang diperoleh: Beasiswa Tanoto Foundation 2011 Universitas Sumatera Utara Pengalaman Organisasi: 1.

  Koordinator Seksi Kehidupan Berbangsa dan Bernegara OSIS SMA 66 Jakarta periode 2008-2009 2. Panitia pelaksana Latihan Dasar Kepemimpinan Siswa SMA Negeri 66

  Jakarta tahun 2008 sebagai seksi acara 3. Panitia pelaksana Engineering Expo Pemerintahan Mahasiswa

  Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara tahun 2011 4. Anggota bidang Penelitian dan Pengembangan Himpunan Mahasiswa

  Teknik Kimia periode 2013-2014 Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal Teknik Kimia USU Vol.4, No.1 (2015):

  Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis pada Pembuatan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol

  

DEDIKASI

  Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada: Kedua orangtua yang telah membesarkanku, mengisi hidupku dengan tangis, tawa, canda dan memberikan pelajaran hidup yang sangat berharga

  

Hormatilah ayahmu dan ibumu, supaya lanjut umurmu ditanah yang diberikan

TUHAN, Allahmu, kepadamu (Keluaran 20:12)

  ABSTRAK

  Ada dua macam metode dalam memproduksi alkil poliglikosida (APG) yaitu metode langsung dan metode tak langsung. Pada penelitian ini dilakukan sintesis alkil poliglikosida dengan menggunakan metode langsung yaitu dengan mereaksikan langsung d-glukosa dan dekanol dengan variasi rasio molar d-

  mol GL

  glukosa:dekanol 1:10, 2:10, 4:10 dan 6:10 ( / mol C10 ) serta variasi konsentrasi HCl sebagai katalis 0,5; 1; 1,5 dan 2 (% berat glukosa) selama 3 jam dengan suhu reaksi 95

  C. Proses selanjutnya yaitu netralisasi dengan menggunakan basa kuat (NaOH) sampai pH 8-10 lalu larutan didistilasi dengan menggunakan distilasi vakum. Analisa yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisa densitas, rendemen dan gugus fungsi. Sintesis decyl poliglikosida dengan hasil densitas

  gr

  terbaik dengan nilai 1,05 / mL diperoleh pada rasio molar glukosa:dekanol sebesar

  mol GL

  2:10 ( / mol C10 ) dengan persen katalis 0,5%. Rendemen terbaik diperoleh

  mol GL

  dengan rasio molar substrat 2:10 ( / ) dan konsentrasi katalis 1,5%

  mol C10

  dengan nilai rendemen sebesar 84,09 %. Analisa gugus fungsi dengan menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FT-IR) terdeteksi gugus

• 1

  eter (COC) pada panjang gelombang 1032,33 cm dan gugus OH terdeteksi pada

• 1 panjang gelombang 3365,21 cm .

  Kata Kunci: d-glukosa, dekanol, decyl poliglikosida

  

ABSTRACT

  There are two methods to produce alkyl polyglucoside (APG) which are direct method and indirect method. In this research, APG synthesize with direct method that involves by directly reacting d-glucose with decanol with molar ratio

  mol GL

  variation of d-glucose:decanol are 1:10; 2:10; 4:10 and 6:10 ( / ) and

  mol C10

  HCl concentration as catalyst variation are 0,5; 1; 1,5 and 2 (% based on weight of d-glucose) in 3 hours with temperature reaction is 95 C. Next process is neutralizing with strong base (NaOH) until pH value is about 8-10 then the aqueous solutions are distillated with vacuum distillation. This research analyze density, yield and wavelength. Decyl polyglycoside synthetic optimum results

  gr mol GL

  best density value is 1,05 / mL in molar ratio of d-glucose:decanol 2:10 ( / mol

  

C10 ) and catalyst concentration 0,5%. Best yield in molar ratio of d-

mol GL

  glucose:decanol 2:10 ( / mol C10 ) and catalyst consentration 1,5% (% based on weight of d-glucose) with yield value is 84,09 %. Wavelength analysis of ether and OH linkage with Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy detected

• 1

  ether (COC) linkage at wavenumber 1032,33 cm and OH groups detected at

• 1 wavenumber 3365,21 cm .

  Key words: d-glucose, decanol, decyl polyglycoside

DAFTAR ISI

  9

  2.1 Surfaktan

  5

  2.2 Surfaktan Alkil Poliglikosida

  7

  2.3 Alkohol Lemak

  8

  2.4 D-Glukosa

  2.5 Katalis dalam Pembuatan Alkil Poliglikosida

  3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  9

  2.6 Sintesis Alkil Poliglikosida

  10

  2.7 Karakteristik Alkil Poliglikosida dengan Spektroskopi FTIR

  13

  2.8 Potensi Ekonomi Decyl Poliglikosida

  14 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  16

  5

  Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii

  PRAKATA iii

  DAFTAR LAMPIRAN xiii

  UCAPAN TERIMAKASIH iv

  RIWAYAT HIDUP PENULIS v

  DEDIKASI vi

  ABSTRAK vii

  ABSTRACT viii

  DAFTAR ISI ix

  DAFTAR GAMBAR xi

  DAFTAR TABEL xii

  BAB I PENDAHULUAN

  3

  1

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Perumusan Masalah

  3

  1.3 Tujuan Penelitian

  3

  1.4 Manfaat Penelitian

  1.5 Ruang Lingkup Penelitian

  3.1 Lokasi Penelitian

  16

  3.2 Bahan dan Peralatan

  16

  3.2.1 Bahan

  16

  3.2.2 Peralatan

  16

  3.3 Prosedur Penelitian

  18

  3.4 Flowchart Pembuatan Decyl Poliglikosida

  18 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  20

  4.1 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis terhadap Densitas Decyl Poliglukosida

  20

  4.2 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis terhadap Rendemen Decyl Poliglukosida

  22

  4.3 Analisa Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FT-IR)

  23 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  27

  5.1 Kesimpulan

  27

  5.2 Saran

  28 DAFTAR PUSTAKA

  29

  

DAFTAR GAMBAR

  39 (

  )

  38 (

  mol GL

  /

  mol C10

  Gambar L4.5 Decyl Poliglikosida dengan Rasio Molar Substrat 4:10 )

  mol GL

  mol GL

  / mol C10 Gambar L4.6 Decyl Poliglikosida dengan Perbandingan Substrat 6:10

  )

  39 (

  mol GL

  /

  mol C10

  )

  / mol C10 Gambar L4.4 Decyl Poliglikosida dengan Rasio Molar Substrat 2:10

  38 Gambar L4.3 Decyl Poliglikosida dengan Rasio Molar Substrat 1:10 (

  Halaman

  20 Gambar 4.2 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis Terhadap Rendemen Decyl Poliglikosida

Gambar 2.1 Produksi Surfaktan dan Contoh Produksinya

  7 Gambar 2.2 Struktur Busa dari Alkil Poliglikosida dengan Perbandingan Surfaktan Standar

  8 Gambar 2.3 Sintesis Alkil Poliglikosida dengan Satu dan Dua Tahap

  10 Gambar 2.4 Proses Pembuatan Alkil Poliglikosida dengan Satu Tahap

  11 Gambar 2.5 Proses Sintesis APG Satu Tahap

  11 Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Decyl Poliglikosida

  19 Gambar 4.1 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis Terhadap Densitas Decyl Poliglikosida

  22 Gambar 4.3 Reaksi Sintesis APG Satu Tahap

  38 Gambar L4.2 Rangkaian Alat Destilasi Vakum

  24 Gambar 4.4 Analisa Spektroskopi FT-IR D-Glukosa

  24 Gambar 4.5 Analisa Spektroskopi FT-IR Dekanol

  25 Gambar 4.6 Hasil Analisa Spektroskopi FT-IR Decyl Poliglikosida Hasil Sintesis

  25 Gambar L3.1 Hasil Analisa Spektroskopi FTIR D-Glukosa

  36 Gambar L3.2 Hasil Analisa Spektroskopi FTIR Dekanol

  36 Gambar L3.3 Hasil Analisa Spektroskopi FT-IR Decyl Poliglikosida

  37 Gambar L4.1 Rangkaian Alat Proses Asetilasi

  39

  

DAFTAR TABEL

  / mol C10 Tabel L1.1.3 Data Densitas pada Perbandingan 4:10 (

  32 Tabel L1.4 Data Pengamatan

  33 )

  Tabel L1.2 Data Rendemen Decyl Poliglikosida

  mol C10

  /

  mol GL

  32

  )

  / mol C10 Tabel L1.1.4 Data Densitas pada Perbandingan 6:10 (

  mol GL

  32

  )

  mol GL

  Halaman

  32

  )

  / mol C10 Tabel L1.1.2 Data Densitas pada Perbandingan 2:10 (

  mol GL

  26

  10 Tabel L1.1.1 Data Densitas pada Perbandingan 1:10 (

  25 Tabel 4.2 Karakteristik Panjang Gelombang Surfaktan APG dari Alkohol Lemak C

  15 Tabel 4.1 Karakteristik Panjang Gelombang D-Glukosa

  14 Tabel 2.3 Perkiraan Biaya Bahan Baku Pembuatan Decyl Poliglikosida

  9 Tabel 2.2 Karakteristik Peak APG

  2 Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Kimia dari Berbagai Alkohol Lemak

  Satu Tahap

Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Pembuatan Alkil Poliglikosida dengan

  34