KARAKTERISTIK ARANG AKTIF TEMPURUNG BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum Linn) DAN APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN MINYAK NYAMPLUNG SANTIYO WIBOWO

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK ARANG AKTIF TEMPURUNG BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum Linn) DAN APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN MINYAK NYAMPLUNG SANTIYO WIBOWO SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Karakteristik Arang Aktif Tempurung Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum Linn) dan Aplikasinya Sebagai Adsorben Minyak Nyamplung adalah benar hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Bogor, Agustus 2009 Santiyo Wibowo NRP E

3 ABSTRACT SANTIYO WIBOWO. The Properties of Activated Carbons from Nyamplung Shell (Calophyllum inophyllum Linn) as Adsorbent of Nyamplung Oil. Under direction of WASRIN SYAFII and GUSTAN PARI The waste of nyamplung shell could be converted to be activated carbons as gaseous and liquid adsorbent. Nyamplung shell was carbonized into charcoal, then activated by using 0%, 5% and 10% H 3 PO 4 at two temperatures (700 and 800 o C) and two duration (60 and 120 minutes). The nyamplung shell, charcoal and activated carbons structure were analized by using infrared spectrometer, X-ray difractometer (XRD), scaning electron microscope (SEM), and GCMS Pyrolisis. The quality of charcoal and activated carbons were tested by using SNI and SNI The optimum activated carbons was applied as adsorbent for purification of nyamplung oil at four levels; 5, 10, 15, 20% and 0% (control). The result showed that carbonization and activation caused alteration of functional group, pore opening, chemical reduction, and increasing of cristalinity degree of the charcoal and activated carbons. The optimum condition to produced activated carbons were soaking in H 3 PO 4 10% at temperature 700 o C for 120 minutes. The better treatment for purification of nyamplung oil was by using 20% activated carbons. Key words: activated carbons, nyamplung shell, nyamplung oil

4 RINGKASAN SANTIYO WIBOWO. Karakteristik Arang Aktif Tempurung Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum Linn) dan Aplikasinya Sebagai Adsorben Minyak Nyamplung. Dibimbing oleh WASRIN SYAFII dan GUSTAN PARI. Arang aktif merupakan salah satu bahan yang diperlukan industri dalam proses poduksi, baik industri pangan maupun non pangan. Arang aktif digunakan sebagai bahan penjerap (adsorbsi) untuk menghilangkan bau, gas beracun, dan warna, atau sebagai bahan penyaring/penjenih air, pemurni dan pemucat, misalnya pada industri pemurnian gula, gas, minyak dan lemak, minuman, pengolahan pulp, pupuk, kimia, dan farmasi. Tempurung nyamplung merupakan limbah dari pengusahaan minyak biji nyamplung yang belum digali pemanfaatannya. Salah satu kemungkinan pemanfaatannya adalah dikonversi menjadi arang aktif yang akan diaplikasikan pada penjernihan minyak nyamplung. Saat ini minyak nyamplung hanya dimanfaatkan sebagai bahan campuran pembuatan batik dan batu bata atau sebagai bahan bakar alternatif. Di pihak lain minyak nyamplung mempunyai potensi sebagai bahan obat dan kosmetik. Untuk memperoleh minyak yang berkualitas baik terutama sebagai bahan obat dan kosmetik, minyak perlu dimurnikan terlebih dahulu. Pemurnian bertujuan untuk menghilangkan rasa, bau, warna, kotoran, dan memperpanjang umur simpan. Salah satu cara pemurnian minyak adalah menggunakan bahan penyerap arang aktif. Pada penelitian ini dilakukan pengkajian yang bertujuan untuk mengidentifikasi karakteristik arang aktif tempurung biji nyamplung, mendapatkan kondisi yang optimal dalam pembuatan arang aktif tempurung biji nyamplung, dan mengetahui pengaruh arang aktif terhadap sifat fisiko-kimia minyak nyamplung. Tempurung biji nyamplung dikarbonisasi pada suhu 500 o C selama 5 jam. Arang yang dihasilkan kemudian diberi perlakuan perendaman dengan 0, 5 dan 10% H 3 PO 4, selanjutnya diaktivasi pada suhu 700 dan 800 o C, selama 60 dan 120 menit. Analisis pola struktur dilakukan terhadap tempurung, arang dan arang aktif menggunakan FTIR, XRD, SEM, EDX dan GCMS Pyrolisis. Mutu arang diuji dengan SNI dan arang aktif diuji dengan SNI Kondisi optimal pembuatan arang aktif dihitung menggunakan index bilangan iod. Selanjutnya diaplikasikan dalam pemurnian minyak nyamplung dengan konsentrasi 0, 5, 10, 15 dan 20%.

5 Hasil analisis pola struktur menunjukkan terjadinya perubahan pola pada tempurung, arang dan arang aktif nyamplung. Ini dilihat dari perubahan gugus fungsi, derajat kristalinitas, penampakan permukaan, perubahan unsur dan senyawa kimia. Kondisi optimal untuk memproduksi arang aktif tempurung nyamplung dihasilkan pada proses menggunakan aktivator H 3 PO 4 10%, suhu aktivasi 700 o C dan lama aktivasi 120 menit. Arang aktif tersebut sudah memenuhi persyaratan SNI Penggunaan arang aktif tempurung biji nyamplung berpengaruh nyata terhadap kadar air, bilangan asam, bilangan iod, bilangan peroksida dan kejernihan minyak nyamplung tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap bilangan penyabunan dan iod. Arang aktif sebesar 20% memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya karena menghasilkan minyak dengan kadar air, bilangan asam, peroksida terendah, kejernihan tertinggi, dan meningkatkan ph minyak. Kata kunci : arang aktif, tempurung biji nyamplung, minyak nyamplung

6 Hak cipta milik IPB tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar pihak IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

7 KARAKTERISTIK ARANG AKTIF TEMPURUNG BIJI NYAMPLUNG (Calophyllum inophyllum Linn) DAN APLIKASINYA SEBAGAI ADSORBEN MINYAK NYAMPLUNG SANTIYO WIBOWO Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Science pada Mayor Ilmu Teknologi Hasil Hutan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

8 HALAMAN PENGESAHAN Judul Tesis Nama NRP : Karakteristik Arang Aktif Tempurung Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum Linn) dan Aplikasinya Sebagai Adsorben Minyak Nyamplung : Santiyo Wibowo : E Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr Ketua Dr. Gustan Pari, M.Si, APU Anggota Diketahui: Kordinator Mayor Ilmu Teknologi Hasil Hutan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc MS Prof.Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, Tanggal Ujian : Tanggal Lulus :

9 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat ALLAH SWT, atas Rahmat dan Ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesakan karya ilmiah berjudul Karakteristik Arang Aktif Tempurung Biji Nyamplung (Calophyllum inophyllum Linn) dan Aplikasinya Sebagai Adsorben Minyak Nyamplung yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor Ilmu Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Selama persiapan dan pelaksaaan penelitian sampai selesainya karya ilmiah ini, penulis banyak memperoleh bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dengan setulus hati dan penghargaan kepada : Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr. Gustan Pari, M.Si, APU selaku Anggota Komisi Pembimbing. Ir. Deded Syarif Nawawi, M.Sc atas kesediaanya selaku dosen penguji, Ketua dan Sekretaris Program Mayor Ilmu Teknologi Hasil Hutan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Kepala Balai Penelitian Kehutanan Aek Nauli. Kepala Pusat Penelitian Hasil Hutan, Ketua Kelompok Peneliti Pengolahan Kimia dan Energi Hasil Hutan dan Kepala Laboratorium Terpadu Puslitbang Hasil Hutan Bogor yang telah memberikan ijin dan penggunaan fasilitas laboratorium. Seluruh Laboran di Lab. Pengolahan Kimia dan Energi Hasil Hutan Bogor. Rekan-rekan Research School Angkatan 2007 atas bantuan dan kebersamaannya. Kepada orang tua (Sanly Suratman dan Ratna Komala Sari), mertua (Gafar BA dan Djanewar), istri tercinta (Rozza Tri Kwatrina) dan buah hati tersayang (Nurul Afiyah dan Alya Zahra Nazifah). Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas bantuan doa dan materi yang diberikan. Akhir kata semoga karya tulis ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan. Bogor, Agustus 2009 Santiyo Wibowo

10 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Teluk Betung pada tanggal 24 Agustus 1973 sebagai anak pertama dari pasangan Sanly Suratman dan Ratna Komala Sari. Penulis menamatkan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 2 Teladan, Rawa Laut, Bandar Lampung pada tahun 1986, Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 2 Tanjung Karang, Lampung pada tahun 1989 dan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 2 Tanjung Karang, Lampung pada tahun Pada tahun 1992, penulis diterima sebagai mahasiswa di Fakultas Pertanian, Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Universitas Lampung dan berhasil memperoleh gelar Sarjana pada tahun Pada tahun 1998, penulis diterima sebagai Pegawai Negeri Sipil di Departemen Kehutanan. Pada tahun 2007, penulis mendapat kesempatan untuk melanjutkan pendidikan di Pascasarjana IPB pada program mayor Ilmu Teknologi Hasil Hutan. Penulis menikah dengan Rozza Tri Kwatrina, S.Si dan dikaruniai oleh ALLAH SWT dua orang putri bernama Nurul Afiyah dan Alya Zahra Nazifah.