PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SKRIPSI

Transkripsi

1 PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SKRIPSI Oleh SITI MAYSARAH DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2015

2 PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SKRIPSI Oleh SITI MAYSARAH SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2015

3 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, 15 januari 2015 Siti Maysarah NIM

4

5 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul Pembuatan Perekat Lignin Resorsinol Formaldehid dari Natrium Lignosulfonat Tandan Kosong Kelapa Sawit, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini: Penelitian ini membantu dalam memberikan informasi tentang potensi pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang memiliki kandungan lignin yang tinggi. Penelitian ini membantu memberikan informasi tentang pemanfaatan lignin tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai perekat Lignin Resorsinol Formaldehid (LRF). Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar besarnya kepada : 1. Ir. Netti Herlina, MT. selaku Dosen Pembimbing. 2. Ir. Renita Manurung, MT selaku dosen penguji dan koordinator skripsi. 3. Mhd. Hendra S Ginting, ST. MT. selaku dosen penguji. 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, Januari 2015 Penulis, Siti Maysarah

6 RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama: Siti Maysarah NIM: Tempat / Tanggal Lahir: Medan / 25 Juni 1990 Nama Orang Tua: Yusra Arwan Sinaga Alamat Orang Tua: Jl. Karya KM 7 No. 03 Balai Makam Duri Riau Asal Sekolah SD Taman Siswa Sugarang Bayu tahun SD N 081 Mandau tahun SMP N 6 Mandau tahun SMAK Padang tahun Beasiswa yang diperoleh : Beasiswa BBM tahun 2009 Universitas Sumatera Utara Pengalaman Organisasi / Kerja Covalen Study Grup sebagai Wakil Sekretaris Himpunan Mahasiswa Islam 2012 sebagai Bendahara Umum Himatek periode sebagai Wakil Bendahara Umum

7 DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada: 1. Orang tua penulis, Yusra A Sinaga dan Sugestini atas semua doa dan dukungan yang selalu diberikan kepada penulis. 2. Seluruh anggota keluarga penulis terutama untuk kakak-kakak penulis, Yusmalia Rachma Sinaga dan Yose Marlina Ade Sinaga atas doa dan dukungan yang telah diberikan. 3. Rekan penelitian, Mutiata Istiqomah. 4. Seluruh sahabat serta teman sejawat penulis angkatan 2009 Teknik Kimia USU. 5. Staff pengajar dan seluruh jajaran keluarga besar Departemen Teknik Kimia FT USU.

8 ABSTRAK Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah dari pabrik kelapa sawit yang pemanfaatnya masih terbatas. Pemanfaatan lignin dari tandan kosong kelapa sawit yang dilakukan adalah pembuatan perekat alami. Pembuatan perekat ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu pembuatan serbuk tandan kosong kelapa sawit bebas ekstraktif, isolasi lignin, pembuatan natrium lignosulfonat, pemurnian natrium lignosulfonat dan pembuatan perekat. Pembuatan perekat lignin resorsinol formaldehid ini dilakukan dengan perbedaan perbandingan mol NaLS : resorsinol : formaldehida yaitu 1:1:1; 1:1:2; dan 1:1:3. Analisa yang dilakukan pada perekat ini yaitu uji kenampakan, ph/keasaman, berat jenis, dan viskositas pada suhu kamar dan uji waktu glatinasi pada suhu C serta kadar sisa penguapan pada C. Hasil yang didapatkan dari uji kenampakan perekat memiliki warna coklat kehitaman. ph dari setiap perbandingan yaitu perbandingan 1:1:1 nilainya 11,2, perbandingan 1:1:2 nilainya 11,4 dan perbandingan 1:1:3 nilainya 12,0. Berat jenis perekat perbandingan 1:1:1 yaitu 1,2857, perbandingan 1:1:2 1,2119, dan perbandingan 1:1:3 nilai berat jenisnya 1,3097. Viskositas dari perbandingan 1:1:1 nilainya 108,83 cps, perbandingan 1:1:2 nilainya 94,31 cps dan perbandingan 1:1:3 nilainya 129,92 cps. Waktu glatinasi pada perekat ini tidak sesuai dengan standar. Sisa penguapan pada perbandingan 1:1:1 sebesar 50,77%, perbandingan 1:1:2 sebesar 42,35% dan perbandingan1:1:3 sebesar 41,01%. Dari perlakuan yang dilakukan dibandingkan dengan standar fenol formaldehida yaitu SNI fenol formaldehid cair. Kata kunci : tandan kosong kelapa sawit, lignin, natrium lignosulfonat, perekat, dan analisa

9 ABSTRACT Oil palm empty fruit bunches (TKKS) are waste from palm oil mill utilization is still limited. Lignin utilization of oil palm empty fruit bunhes made of natural adhesive manufacture. Making adhesive is carried out in several stages namely the manufacture of powder oil palm empty fruit bunches free extractives, lignin isolation, the manufacture of sodium lignosulfonate, sodium purification lignosulfonate and the manufacture of adhesive.making the lignin resorcinol formaldehide adhesive is done by differences sodium lignosulfonate : resorcinol : formaldehyde mole ratio are ratio 1:1:1, ratio 1:1:2 and ratio 1:1:3. Analysis perrformed on this adhesive is a test appearance, ph/acidity, density and viscosity at room temperature and gelatinization time at C as well the rest levels of evaporation at C. The results obtained from testing the appearance of the adhesive has a blackish brown color. ph of each ratio is ratio 1:1:1 11,2, ratio 1:1:2 11,4 and ratio 1:1:3 12,0. Adhesive Densities are ration 1:1:1 1,2857, ratio 1:1:2 1,2119, and ratio 1:1:3 1,3097. Viscosities are ratio 1:1:1 108,83 cps, ratio 1:1:2 94,31 cps and ratio 1:1:3 129,92 cps. Adhesive gelatinization time don t comport with standard. The rest of the evaporation are ratio 1:1:1 50,77%, ratio 1:1:2 42,35% and ratio 1:1:3 41,01%. Of thr treatment was compared with standard phenol formaldehyde which is SNI liquid phenol formaldehyde. Keywords : oil palm empty fruit, lignin, sodium lignosulfonate, adhesive, analisys

10 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR i DAFTAR ISI ii DAFTAR GAMBAR iv DAFTAR TABEL vi BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN RUANG LINGKUP PENELITIAN 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) LIGNIN ISOLASI LIGNIN NATRIUM LIGNOSULFONAT PEREKAT PEREKAT RESORSINOL FORMALDEHIDA ANALISIS EKONOMI 16 BAB III METODOLOGI PENELITIAN TEMPAT DAN WAKTU BAHAN DAN PERALATAN PELAKSANAAN PENELITIAN 19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN PREPARASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) UJI KENAMPAKAN PH (DERAJAT KEASAMAN) BERAT JENIS VISKOSITAS SISA PENGUAPAN KARAKTERISTIK SENYAWA PENYUSUN 43

11 PENYUSUN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID (LRF) BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN SARAN 45 DAFTAR PUSTAKA 47 LAMPIRAN 1 50 LAMPIRAN 2 53 LAMPIRAN 3 61

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur (1) P-Kumaril Alkohol (Unit P-Hidroksifenil), (2) Koniferil Alkohol (Unit Guaiasil), (3) Sinapil Alkohol (Unit 9 Siringil) Gambar 2.2 Reaksi Pembentukan Natrium Lignosulfonat 13 Gambar 2.3 Reaksi Lignin + Formaldehid (HCOH) Ortho- 15 Hydroxymethyllignin Gambar 2.4 Ikatan Resorsinol-Formaldehid 15 Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Serbuk Tandan Kosong Kelapa Sawit Bebas Ekstraktif 25 Gambar 3.2 Flowchart Isolasi Lignin 28 Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Pembuatan Surfaktan Natrium Sulfonat 29 Gambar 3.4 Flowchart Pemurnian Surfaktan Natrium Lignosulfonat 30 Gambar 3.5 Flowchart Pembuatan Perekat 31 Gambar 4.1 Grafik FT-IR Lignin Isolat 33 Gambar 4.2a Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:1 35 Gambar 4.2b Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:2 35 Gambar 4.2c Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:3 35 Gambar 4.3 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai 37 ph/keasaman Perekat LRF Gambar 4.4 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai 39 Berat Jenis Perekat LRF Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Viskositas 40 Perekat LRF Gambar 4.6 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai Sisa 42 Penguapan Perekat LRF Gambar 4.7 Grafik FT-IR Perkat LRF 43 Gambar L.1 Monomer Lignin Dan NaLS 51 Gambar L3.1 Tandan Kosong Kelapa sawit Ukuran > 5 cm 61 Gambar L3.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit Ukuran < 2 cm 61 Gambar L3.3 Tandan Kosong Kelapa Sawit Ukuran 50 mesh 61

13 Gambar L3.4 Pembuatan Natrium Lignosulfonat 62 Gambar L3.5 Pemurnian Natrium Lignosulfonat dengan destilasi 62 Gambar L3.6 Pemurnian Natrium Lignosulfonat dengan pemisahan corong pemisah 63 Gambar L3.7 Natrium Lignosulfonat Konstan 63 Gambar L3.8 Pembuatan perekat 64 Gambar L3.9a Perbandingan 1:1:1 run 1 64 Gambar L3.9b Perbandingan 1:1:1 run 2 64 Gambar L3.9c Perbandingan 1:1:2 run 1 64 Gambar L3.9d Perbandingan 1:1:2 run 2 64 Gambar L3.9e Perbandingan 1:1:3 run 1 65 Gambar L3.9f Perbandingan 1:1:3 run 2 65 Gambar L3.10 Uji ph 65 Gambar L3.11 Uji Berat Jenis 66 Gambar L3.12 Uji Viskositas 66 Gambar L3.13 Uji Sisa Penguapan 66

14 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Beberapa Penelitian Mengenai Pembuatan Perekat Lignin 3 Resorsinol Formaldehida Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tandan Kosong Kalapa Sawit 8 Tabel 2.2 Persyaratan Mutu Fenol Formaldehidacair Untuk Perekat Kayu Lapis 14 Tabel 2.3 Rincian Biaya Pembuatan Perekat Lignin Resorsinol Formaldehid dari Natrium Lignosulfonat Tandan Kosong 17 Kelapa Sawit Tabel 4.1 Pencirian Gugus-Gugus Fungsi Lignin Isolat 34 Tabel 4.2 Hasil Uji kenampakan Perekat LRF 35 Tabel 4.3 Hasil Uji ph Perekat LRF 37 Tabel 4.4 Berat Jenis Perekat LRF 38 Tabel 4.5 Viskositas Perekat LRF 40 Tabel 4.6 Sisa Penguapan Perekat LRF 41 Tabel 4.7 Pencirian Gugus-Gugus Fungsi Perekat LRF 43 Tabel L1.1 Data Pengukuran ph/keasaman 50 Tabel L1.2 Data Pengukuran Berat Jenis 50 Tabel L1.3 Data Pengukuran Viskositas 51 Tabel L1.4 Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 1 51 Tabel L1.5 Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 2 51 Tabel L1.6 Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 3 52

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN 50 L1.1 Data Pengukuran ph/keasaman 50 L1.2 Data Pengukuran Berat Jenis 50 L1.3 Data Pengukuran Viskositas 51 L1.4 Data Pengukuran Sisa Penguapan 51 LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 53 L2.1 Berat Molekul Lignin Dan NaLS 53 L2.2 Pembuatan Reagensia 53 L2.3 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) 50 Mesh 55 L2.4 Perhitungan Perbandingan Perekat LRF 56 L2.5 Perhitungan Berat Jenis 57 L2.6 Perhitungan Viskositas 58 L2.7 Perhitungan Sisa Penguapan 59 LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI 61 L3.1 Bahan Baku (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 61 L3.2 Pembuatan Natrium Lignosulfonat 62 L3.3 Pembuatan Perekat 64 L3.4 Analisa Perekat 64

16 DAFTAR SINGKATAN LRF NaLS SNI TKKS Lignin Resorsinol Formaldehid Natrium Lignosulfonat Standar Nasional Indonesia Tandan Kosong Kelapa Sawit