Pembuatan Hidrogel dari Rumput Laut (Eucheuma cottonii) dengan Metode Karboksimetilasi dan Metode Crosslinking cover 1
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN HIDROGEL DARI RUMPUT LAUT (Eucheuma
cottonii) DENGAN METODE KARBOKSIMETILASI DAN
METODE CROSSLINKING
Disusun Oleh:
ATIKA SARI ASTUTI S
I 8313007
FARADILA ARDHINING TYAS I 8313020
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya
sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir. Laporan tugas akhir ini
disusun sebagai salah satu syarat kelulusan untuk menyelesaikan pendidikan pada
Program Studi Diploma III Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Dalam menyusun laporan tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan
saran, bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun
tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu melancarkan semua hal selama
perencanaan, pengerjaan dan penyelesaian tugas akhir.
2. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T.,M.T. selaku ketua Program Studi Diploma III
Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta, dan selaku pembimbing
tugas akhir yang telah memberi pemikiran dan saran yang sangat bermanfaat
bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir.
3. Orang tua dan keluarga yang telah memberi dukungan baik secara material
maupun non material.
4. Teman-teman DIII Teknik Kimia 2013 Universitas Sebelas Maret Surakarta,
atas pengalaman belajar dan berproses bersama-sama selama 3 tahun.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Akhirnya penulis berharap
agar laporan ini bermanfaat bagi para pembaca.
Surakarta,
Penulis
commit to user
v
Juli 2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...........................................................................................
Lembar Pengesahan .................................................................................
Lembar Konsultasi ......................................................................................
Kata Pengantar ..........................................................................................
Daftar Isi ....................................................................................................
Daftar Gambar ...........................................................................................
Daftar Tabel ..............................................................................................
Intisari ................................................................................................... ....
i
ii
iii
v
vi
vii
viii
ix
BAB 1 PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang ....................................................................................
I.2. Perumusahan Masalah ..........................................................................
I.3. Tujuan Program ..................................................................................
I.4. Manfaat ...............................................................................................
1
2
2
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Rumput Laut ........................................................................................
II.2. Hidrogel ...............................................................................................
II.3. Karaginan ............................................................................................
II.4. Modifikasi Karboksimetilasi ...............................................................
II.5. Modifikasi Ikatan Silang (Crosslinking) .............................................
II.6. Swelling Degree...................................................................................
BAB III METODOLOGI
III.1.Bahan dan Alat
III.1.1. Bahan..........................................................................................
III.1.2. Alat .............................................................................................
III.2 Lokasi Pelaksanaan ...........................................................................
III.3 Penjelasan Proses ..............................................................................
III.4 Metode Analisis ................................................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Swelling Degree pada Media Air .......................................................
IV.2 Swelling Degree pada Media Urin Buatan.........................................
IV.3. Swelling Degree pada Media Urea ....................................................
IV.4. Perbandingan Swelling Degree pada Beberapa Media ......................
BAB V PENUTUP
V.1 Kesimpulan ........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
commit to user
vi
3
4
4
5
5
6
7
8
8
9
22
25
27
28
30
32
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.2. Proses Pencucian Rumput Laut ............................................. 9
Gambar III.3. Proses Pemanasan Rumput Laut ......................................... 10
Gambar III.4. Proses Penyaringan .............................................................. 11
Gambar III.5. Proses Pencucian Rumput Laut ........................................... 12
Gambar III.6. Proses Ekstraksi Rumput Laut ............................................. 13
Gambar III.7. Proses Pemanasan pada Film Preparation .......................... 13
Gambar III.8. Diagram Alir Proses Persiapan Rumput laut ....................... 14
Gambar III.9. Diagram Alir Proses Ekstraksi rumput Laut ......................... 15
Gambar III.10.Diagram Alir Proses Film Preparation ................................. 16
Gambar III.11. Proses Karboksimetilasi ...................................................... 17
Gambar III.12. Diagram Alir Proses Karboksimetilasi ................................ 18
Gambar III.13. Diagram Alir Proses Crosslinking ....................................... 19
Gambar III.14. Diagram Alir Analisis.......................................................... 21
Gambar III.15. Kenampakan Hidrogel Sebelum Uji Swelling ..................... 22
Gambar III.16. Kenampakan Hidrogel Sesudah Uji Swelling
Selama 1 jam ....................................................................... 23
Gambar IV.1. Grafik Antara Swelling Degree dengan Waktu pada
Media Air .............................................................................. 25
Gambar IV.2. Grafik Antara Swelling Degree dengan Waktu pada
Media Urin Buatan ................................................................ 27
Gambar IV.3. Grafik Antara Swelling Degree dengan Waktu pada
Media Urea ............................................................................ 28
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Komposisi Kimia Rumput Laut...............................................
Tabel IV.1. Data Rerata Swelling Degree (SD) Hidrogel pada Media
Air ............................................................................................
Tabel IV.2. Data Rerata Swelling Degree (SD) Hidrogel pada Media Urin
Buatan ......................................................................................
Tabel IV.3. Data Rerata Swelling Degree (SD) Hidrogel pada Media
Urea ..........................................................................................
Tabel IV.4. Data Swelling Degree Hidrogel di Berbagai Media
pada t=1 jam .............................................................................
Tabel IV.5. Data Swelling Degree Hidrogel di Berbagai Media
pada t=2 jam .............................................................................
commit to user
viii
3
25
27
28
29
29
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Atika Sari Astuti S dan Faradila Ardhining Tyas, 2016, ” PEMBUATAN
HIDROGEL DARI RUMPUT LAUT (Eucheuma cottonii) DENGAN
METODE KARBOKSIMETILASI DAN METODE CROSSLINKING.
Program Studi DIII Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kima, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret
Salah satu sumber daya laut yang melimpah di Indonesia adalah rumput
laut. Namun jumlah rumput laut yang melimpah tidak diikuti dengan pengolahan
yang maksimal sehingga harga jual produk rumput laut rendah. Oleh karena itu, di
dalam tugas akhir ini dibahas cara mengolah rumput laut (Eucheuma cottonii)
menjadi hidrogel sebagai absorben dengan metode karboksimetilasi dan metode
crosslinking. Kemudian dilakukan perbandingan kemampuan swelling hidrogel
dengan cara direndam di beberapa media untuk mengetahui potensi hidrogel.
Misalnya hidrogel berpotensi sebagai absorben pada produk disposable diapers,
sebagai media tanaman, dan sebagai controlled release pupuk.
Proses awal pembuatan hidrogel adalah membuat rumput laut dalam
keadaan kering, bersih, dan sudah dipotong kecil-kecil. Kemudian 10 gram
rumput laut direndam pada larutan KOH 0,3 N 100 mL semalam. Setelah itu,
rendaman rumput laut dipanaskan selama 30 menit dengan suhu 60oC. Lalu
rendaman disaring. Setelah disaring, rumput laut dicuci sampai pH netral. Setelah
pH netral, proses ekstraksi dilakukan dengan 500 mL aquades selama 1 jam
dengan suhu 80oC. Kemudian suspensi disaring dan endapan direndam dengan
etanol 96% dingin. Endapan yang terbentuk dipanaskan dengan sedikit aquades
sampai meleleh. Lelehan dituang ke loyang teflon dan dipanaskan sampai kering
membentuk film.
Modifikasi karboksimetilasi bertujuan memberi sifat daya serap yang
besar pada hidrogel. Karboksimetilasi dilakukan dengan alkalisasi, yaitu
merendam 10 gram film karaginan dengan alkoholik NaOH 28 mmol. Selanjutnya
menambahkan 10 gram NaMCA dan 3,3 mL etanol 70% ke hasil alkalisasi dan
dipanaskan selama 4 jam dengan suhu 70oC. Setelah itu, film diambil dan dicuci
dengan etanol 96%. Kemudian film dikeringkan.
Modifikasi crosslinking bertujuan memberi sifat kuat pada hidrogel.
Langkah kerja crosslinking adalah dengan merendam film karaginan ke dalam
larutan GA 3%. Kemudian film dioven dengan suhu 110oC selama 25 menit. Lalu
film dicuci dengan aquades dan direndam dengan etanol 96%. Setelah itu film
dikeringkan.
Dalam kurun waktu 2 jam uji swelling, hidrogel yang dikarboksimetilasi
kemudian dicrosslinking memiliki kemampuan serap yang tinggi pada media air
dan urea sehingga baik diaplikasikan sebagai media tanaman dan controlled
release pupuk. Kemudian hidrogel kontrol memiliki kemampuan serap yang tinggi
pada media urin buatan sehingga tepat diaplikasikan sebagai absorben pada
disposable diapers.
commit to user
ix
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN HIDROGEL DARI RUMPUT LAUT (Eucheuma
cottonii) DENGAN METODE KARBOKSIMETILASI DAN
METODE CROSSLINKING
Disusun Oleh:
ATIKA SARI ASTUTI S
I 8313007
FARADILA ARDHINING TYAS I 8313020
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya
sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir. Laporan tugas akhir ini
disusun sebagai salah satu syarat kelulusan untuk menyelesaikan pendidikan pada
Program Studi Diploma III Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Dalam menyusun laporan tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan
saran, bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun
tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu melancarkan semua hal selama
perencanaan, pengerjaan dan penyelesaian tugas akhir.
2. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T.,M.T. selaku ketua Program Studi Diploma III
Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta, dan selaku pembimbing
tugas akhir yang telah memberi pemikiran dan saran yang sangat bermanfaat
bagi penulis untuk menyelesaikan tugas akhir.
3. Orang tua dan keluarga yang telah memberi dukungan baik secara material
maupun non material.
4. Teman-teman DIII Teknik Kimia 2013 Universitas Sebelas Maret Surakarta,
atas pengalaman belajar dan berproses bersama-sama selama 3 tahun.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang
bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Akhirnya penulis berharap
agar laporan ini bermanfaat bagi para pembaca.
Surakarta,
Penulis
commit to user
v
Juli 2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...........................................................................................
Lembar Pengesahan .................................................................................
Lembar Konsultasi ......................................................................................
Kata Pengantar ..........................................................................................
Daftar Isi ....................................................................................................
Daftar Gambar ...........................................................................................
Daftar Tabel ..............................................................................................
Intisari ................................................................................................... ....
i
ii
iii
v
vi
vii
viii
ix
BAB 1 PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang ....................................................................................
I.2. Perumusahan Masalah ..........................................................................
I.3. Tujuan Program ..................................................................................
I.4. Manfaat ...............................................................................................
1
2
2
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Rumput Laut ........................................................................................
II.2. Hidrogel ...............................................................................................
II.3. Karaginan ............................................................................................
II.4. Modifikasi Karboksimetilasi ...............................................................
II.5. Modifikasi Ikatan Silang (Crosslinking) .............................................
II.6. Swelling Degree...................................................................................
BAB III METODOLOGI
III.1.Bahan dan Alat
III.1.1. Bahan..........................................................................................
III.1.2. Alat .............................................................................................
III.2 Lokasi Pelaksanaan ...........................................................................
III.3 Penjelasan Proses ..............................................................................
III.4 Metode Analisis ................................................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Swelling Degree pada Media Air .......................................................
IV.2 Swelling Degree pada Media Urin Buatan.........................................
IV.3. Swelling Degree pada Media Urea ....................................................
IV.4. Perbandingan Swelling Degree pada Beberapa Media ......................
BAB V PENUTUP
V.1 Kesimpulan ........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
commit to user
vi
3
4
4
5
5
6
7
8
8
9
22
25
27
28
30
32
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.2. Proses Pencucian Rumput Laut ............................................. 9
Gambar III.3. Proses Pemanasan Rumput Laut ......................................... 10
Gambar III.4. Proses Penyaringan .............................................................. 11
Gambar III.5. Proses Pencucian Rumput Laut ........................................... 12
Gambar III.6. Proses Ekstraksi Rumput Laut ............................................. 13
Gambar III.7. Proses Pemanasan pada Film Preparation .......................... 13
Gambar III.8. Diagram Alir Proses Persiapan Rumput laut ....................... 14
Gambar III.9. Diagram Alir Proses Ekstraksi rumput Laut ......................... 15
Gambar III.10.Diagram Alir Proses Film Preparation ................................. 16
Gambar III.11. Proses Karboksimetilasi ...................................................... 17
Gambar III.12. Diagram Alir Proses Karboksimetilasi ................................ 18
Gambar III.13. Diagram Alir Proses Crosslinking ....................................... 19
Gambar III.14. Diagram Alir Analisis.......................................................... 21
Gambar III.15. Kenampakan Hidrogel Sebelum Uji Swelling ..................... 22
Gambar III.16. Kenampakan Hidrogel Sesudah Uji Swelling
Selama 1 jam ....................................................................... 23
Gambar IV.1. Grafik Antara Swelling Degree dengan Waktu pada
Media Air .............................................................................. 25
Gambar IV.2. Grafik Antara Swelling Degree dengan Waktu pada
Media Urin Buatan ................................................................ 27
Gambar IV.3. Grafik Antara Swelling Degree dengan Waktu pada
Media Urea ............................................................................ 28
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Komposisi Kimia Rumput Laut...............................................
Tabel IV.1. Data Rerata Swelling Degree (SD) Hidrogel pada Media
Air ............................................................................................
Tabel IV.2. Data Rerata Swelling Degree (SD) Hidrogel pada Media Urin
Buatan ......................................................................................
Tabel IV.3. Data Rerata Swelling Degree (SD) Hidrogel pada Media
Urea ..........................................................................................
Tabel IV.4. Data Swelling Degree Hidrogel di Berbagai Media
pada t=1 jam .............................................................................
Tabel IV.5. Data Swelling Degree Hidrogel di Berbagai Media
pada t=2 jam .............................................................................
commit to user
viii
3
25
27
28
29
29
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Atika Sari Astuti S dan Faradila Ardhining Tyas, 2016, ” PEMBUATAN
HIDROGEL DARI RUMPUT LAUT (Eucheuma cottonii) DENGAN
METODE KARBOKSIMETILASI DAN METODE CROSSLINKING.
Program Studi DIII Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kima, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret
Salah satu sumber daya laut yang melimpah di Indonesia adalah rumput
laut. Namun jumlah rumput laut yang melimpah tidak diikuti dengan pengolahan
yang maksimal sehingga harga jual produk rumput laut rendah. Oleh karena itu, di
dalam tugas akhir ini dibahas cara mengolah rumput laut (Eucheuma cottonii)
menjadi hidrogel sebagai absorben dengan metode karboksimetilasi dan metode
crosslinking. Kemudian dilakukan perbandingan kemampuan swelling hidrogel
dengan cara direndam di beberapa media untuk mengetahui potensi hidrogel.
Misalnya hidrogel berpotensi sebagai absorben pada produk disposable diapers,
sebagai media tanaman, dan sebagai controlled release pupuk.
Proses awal pembuatan hidrogel adalah membuat rumput laut dalam
keadaan kering, bersih, dan sudah dipotong kecil-kecil. Kemudian 10 gram
rumput laut direndam pada larutan KOH 0,3 N 100 mL semalam. Setelah itu,
rendaman rumput laut dipanaskan selama 30 menit dengan suhu 60oC. Lalu
rendaman disaring. Setelah disaring, rumput laut dicuci sampai pH netral. Setelah
pH netral, proses ekstraksi dilakukan dengan 500 mL aquades selama 1 jam
dengan suhu 80oC. Kemudian suspensi disaring dan endapan direndam dengan
etanol 96% dingin. Endapan yang terbentuk dipanaskan dengan sedikit aquades
sampai meleleh. Lelehan dituang ke loyang teflon dan dipanaskan sampai kering
membentuk film.
Modifikasi karboksimetilasi bertujuan memberi sifat daya serap yang
besar pada hidrogel. Karboksimetilasi dilakukan dengan alkalisasi, yaitu
merendam 10 gram film karaginan dengan alkoholik NaOH 28 mmol. Selanjutnya
menambahkan 10 gram NaMCA dan 3,3 mL etanol 70% ke hasil alkalisasi dan
dipanaskan selama 4 jam dengan suhu 70oC. Setelah itu, film diambil dan dicuci
dengan etanol 96%. Kemudian film dikeringkan.
Modifikasi crosslinking bertujuan memberi sifat kuat pada hidrogel.
Langkah kerja crosslinking adalah dengan merendam film karaginan ke dalam
larutan GA 3%. Kemudian film dioven dengan suhu 110oC selama 25 menit. Lalu
film dicuci dengan aquades dan direndam dengan etanol 96%. Setelah itu film
dikeringkan.
Dalam kurun waktu 2 jam uji swelling, hidrogel yang dikarboksimetilasi
kemudian dicrosslinking memiliki kemampuan serap yang tinggi pada media air
dan urea sehingga baik diaplikasikan sebagai media tanaman dan controlled
release pupuk. Kemudian hidrogel kontrol memiliki kemampuan serap yang tinggi
pada media urin buatan sehingga tepat diaplikasikan sebagai absorben pada
disposable diapers.
commit to user
ix