PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) DAN ASAM ORGANIK DARI ASAP CAIR CANGKANG KELAPA SAWIT SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) DAN ASAM ORGANIK DARI ASAP CAIR CANGKANG KELAPA SAWIT SKRIPSI FADIL RAHMAD SIREGAR DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) DAN ASAM ORGANIK DARI ASAP CAIR CANGKANG KELAPA SAWIT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains FADIL RAHMAD SIREGAR DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3 PERSETUJUAN Judul : PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) DAN ASAM ORGANIK DARI ASAP CAIR CANGKANG KELAPA SAWIT Kategori : SKRIPSI Nama : FADIL RAHMAD SIREGAR Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : EKSTENSI (S1) KIMIA Departemen Fakultas Komisi Pembimbing : : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Juli 2013 Pembimbing II, Pembimbing I, Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D Prof. Dr. Thamrin, M.Sc NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP

4 PERNYATAAN PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) DAN ASAM ORGANIK DARI ASAP CAIR CANGKANG KELAPA SAWIT SKRIPSI Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2013 FADIL RAHMAD SIREGAR

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Adapun skripsi ini disusun merupakan salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang tiada terhingga dan kasih sayang yang tulus kepada Ayahanda Amran Siregar dan Ibunda tercinta Hj. Hamidah Lubis serta Abang-abang saya yang selama ini selalu sabar dan mendo akan, memberi perhatian serta dukungan dan bantuan moril juga material yang telah diberikan kepada penulis. Selanjutnya keberhasilan dari penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil. Dalam kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Prof.Dr.Thamrin,M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. 2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekertaris Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam khususnya Jurusan Kimia yang telah membantu penulis selama mengikuti perkuliahan. 4. Seluruh rekan-rekan Asisten dan pegawai Laboratorium Kimia Fisika dan Polimer FMIPA USU serta Laboratorium Bengkel Mekanik POLMED USU 5. Sahabatku yang sangat baik Sri Sepadany yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka dalam penyusunan skripsi ini. 6. Teman-teman stambuk 2011, rika silvany, silvi yuliani, fairuz fauza, rizka meliala, yang telah berbagi banyak ilmu yang bermanfaat. 7. Semua saudara dan teman-teman yang selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah dengan sabar mendengarkan segala keluh kesah dan memberikan masukannya kepada penulis. Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipat ganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin.

6 PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON (PAH) DAN ASAM ORGANIK DARI ASAP CAIR CANGKANG KELAPA SAWIT ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pengaruh suhu pirolisis asap cair cangkang kelapa sawit pada suhu C C dengan interval suhu 50 0 C menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS) dan Infra Merah Transformasi Fourier (FTIR) terhadap senyawa polycyclic aromatic hydrokarbon (PAH) dan asam organik. Hasil analisis dengan menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS) dan Infra Merah Transformasi Fourier (FTIR) menunjukkan tidak ada ditemukan senyawa polycyclic aromatic hydrokarbon (PAH). Akan tetapi hasil analisis tersebut menunjukkan adanya senyawa-senyawa asam organik seperti asam asetat dan asam propanoat. Dimana dengan semakin meningkatnya suhu pirolisis maka kadar senyawa-senyawa asam organik tersebut semakin meningkat. Kata Kunci: asap cair, FT-IR, GC-MS, PAH, asam organik

7 THE INFLUENCE OF PYROLYSIS TEMPERATURE ON POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON COMPOUNDS AND ORGANIC ACIDS FROM PALM OIL SHELL LIQUID SMOKE ABSTRACT Has done research into the effect of pyrolysis temperature liquid smoke palm oil shells at a temperature of C C with temperature interval 50 0 C, using Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) and Fourier Transform Infrared (FTIR) for polycyclic aromatic hydrocarbon compounds (PAH) and organic acids. Results of analysis using Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) and Fourier Transform Infrared (FTIR) showed no found polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) compounds. However, the results of this analysis indicate the presence of organic acid compounds such as acetic acid and propanoic acid. Where the pyrolysis temperature increasing the content of organic acid compounds is increasing. Key Words: FT-IR, GC-MS, liquid smoke, organic acid, PAH

8 DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR SINGKATAN ii iii iv v vi vii ix x xi xii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Permasalahan Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Lokasi Penelitian 5 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Cangkang Sawit Pengawetan Asap cair Sebagai Pengawet Makanan Pembuatan Asap Cair Kandungan Asap Cair Senyawa Fenol Senyawa Karbonil Senyawa Asam Senyawa Hidrokarbon Polisiklik Aromatis Senyawa Benzo(a)piren Proses Pirolisis Pirolisis Selulosa Pirolisis Hemiselulosa Pirolisis Lignin Manfaat Kegunaan Asap Cair Asap Cair Grade Asap Cair Grade Asap Cair Grade 1 14

9 2.8. Polisiklik Aromatis Hidrokarbon Asam Organik Gas Chromatografy Mass Spectrofotometry 18 BAB 3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Alat-alat Bahan-bahan Metode Penelitian Penyediaan Bahan Baku Proses Pembuatan Asap Cair dari Cangkang Sawit Skema Pengambilan Data Penyediaan Bahan Baku Proses Pembuatan Asap Cair dari Cangkang Sawit 22 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Identifikasi Kandungan Senyawa Asap Cair Menggunakan Gas Chromatografi Mass Spectra (GCMS) Identifikasi Kandungan Senyawa Asap Cair Menggunakan Inframerah Transformasi Fourier (FTIR) Pembahasan Hubungan Kenaikan Suhu dengan Volume Asap Cair Hubungan Kenaikan Suhu dengan Pembentukan Asam-Asam Organik Hubungan Kenaikan Suhu dengan Pembentukan Fenol Senyawa PAH maupun turunannya dalam Asap Cair 36 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 38 DAFTAR PUSTAKA 39 LAMPIRAN

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Senyawa Polisiklik Aromatik Hidrokarbon yang Bersifat Karsinogenik dan Faktor Potensi Relatif Karsinogenitasnya 16 Tabel 4.1. Volume Asap Cair Pada Berbagai Suhu Pirolisi Cangkang Sawit 23 Tabel 4.2. Data Senyawa Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±600 o C menggunakan GCMS 25 Tabel 4.3. Data Senyawa Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±750 o C menggunakan GCMS 27 Tabel 4.4. Data Senyawa Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±900 o C menggunakan GCMS 29

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Alat Untuk membuat Asap Cair 9 Gambar 2.2. Struktur dan Pirolisis Selulosa 12 Gambar 4.1. Kromatogram Hasil Analisa GCMS Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±600 o C 24 Gambar 4.2. Kromatogram Hasil Analisa GCMS Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±750 o C 26 Gambar 4.3. Kromatogram Hasil Analisa GCMS Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±900 o C 28 Gambar 4.4. Spectrum Hasil analisa FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±600 o C 30 Gambar 4.5. Spectrum Hasil analisa FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±750 o C 31 Gambar 4.6. Spectrum Hasil analisa FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±900 o C 32 Gambar 4.7. Grafik Hubungan kenaikan Suhu dengan Volume Asap Cair 33 Gambar 4.8. Grafik Hubungan kenaikan Suhu dengan Luas Area Asam Organik 34 Gambar 4.9. Grafik Hubungan kenaikan Suhu dengan Luas Area Fenol 36

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar Alat Reaktor Pirolisa 42 Lampiran 2. Spektra Puncak 6 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±600 o C 43 Lampiran 3. Spektra Puncak 9 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±600 o C 44 Lampiran 4. Spektra Puncak 10 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±600 o C 45 Lampiran 5. Spektra Puncak 3 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±750 o C 46 Lampiran 6. Spektra Puncak 5 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±750 o C 47 Lampiran 7. Spektra Puncak 3 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±900 o C 48 Lampiran 8. Spektra Puncak 5 pada Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Kelapa Sawit Suhu ±900 o C 49

13 DAFTAR SINGKATAN GCMS FTIR PAH DNA = Gas Chromatografi Mass Spectra = Fourier Transformasi Infra Red = Polycyclic Aromatic Hydrocarbon = Deoxyribo Nucleic Acid