PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA FENOLIK DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETRI MASSA (GC-MS) SKRIPSI SRI SEPADANY BR. PANJAITAN 110822017 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA FENOLIK DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETRI MASSA (GC-MS) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains SRI SEPADANY BR. PANJAITAN 110822017 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
i PERSETUJUAN Judul : Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Kadar Senyawa Fenolik dari Asap Cair Cangkang Sawit dan Karakterisasinya Menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS) Kategori : Skripsi Nama : Sri Sepadany Br. Panjaitan NIM : 110822017 Program Studi : Sarjana (S1) Ekstensi Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Juni 2013 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph. D Prof. Dr. Tamrin, M. Sc NIP. 195204181980021001 NIP. 196007041989031003 Diketahui/Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001
ii PERNYATAAN PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP SENYAWA KADAR FENOLIK DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETRI MASSA (GCMS) SKRIPSI Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juni 2013 SRI SEPADANY BR. PANJAITAN 110822017
iii PENGHARGAAN Alhamdulillahirobbil alamiin Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT Yang Maha Esa, atas Karunia dan RahmatNya Penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan program Sarjana (S1) Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Dengan rasa hormat Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Tamrin, M.Sc. dan Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph. D. selaku pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan bimbingan dan meluangkan waktu serta pikirannya dalam memberikan petunjuk dan saran untuk menyempurnakan skripsi ini. Juga tak lupa mengucapkan terima kasih secara khusus kepada Dekan FMIPA USU, Bapak Prof. Dr. Sutarman, M. Sc. Ketua Departemen Kimia FMIPA USU, Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS, kepada Ibu Cut Fatimah Zuhra dan Ibu Yugia Muis selaku anggota penguji dalam Seminar Hasil dan Sidang, kepada seluruh dosen di Departemen Kimia FMIPA USU, staf dan pegawai di FMIPA USU, kepada asisten dan Laboran Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU, kepada yang terkasih Dwi Fadly, rekan-rekan kuliah, khususnya Tami, Dinna, dukungan kalian sangat berharga buat Penulis, kepada CV. Warna Warni Musik yang memberikan banyak ijin waktu dan materil kepada Penulis untuk melaksanakan penelitian dalam waktu kerja, dan kepada semua pihak yang telah membantu Penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, serta ribuan terima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis. Tanpa mereka Penulis tidak dapat sampai pada saat ini. Semoga Allah SWT melimpahkan Karunia dan RahmatNya, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan kita semua. Medan, Juni 2013 SRI SEPADANY BR. PANJAITAN
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA FENOLIK DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETRI MASSA (GC-MS) iv ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar senyawa fenolik dari asap cair cangkang sawit dan karakterisasinya pada suhu 600 950 o C dengan interval suhu ± 50 o C menggunakan Kromatografi Gas Spektrometri Massa (GC-MS) dan Infra Merah Transformasi Fourier (FTIR). Asap cair cangkang sawit diperoleh melalui proses pirolisis, destilasi, kemudian dianalisa senyawa fenoliknya dengan GC- MS dan FTIR. Hasil analisa menunjukkan adanya kandungan fenol yang dengan seiring bertambahnya suhu maka kandungan fenol pun semakin berkurang. Kata Kunci : Cangkang Sawit, Pirolisis, Asap Cair, Senyawa Fenolik.
v THE TEMPERATURE EFFECT OF PYROLISIS ON CONCENTRATION OF PHENOLIC COMPOUNDS FROM PALM OIL SHELL SMOKE LIQUID AND THE CHARACTERIZATION USING GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) ABSTRACT The temperature effect of pyrolisis on concentration of phenolic compounds from oil shell smoke liquid and the characterization at 600 950 o C with interval about 50 o C using Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) and Fourier Transform Infra Red (FTIR) has been done. Oil shell smoke liquid obtained through pyrolysis and distillation, then analyzed by GC-MS and FTIR. The results showed that palm oil shell produced smoke liquid and shows that the phenolic compound that with was increasing temprature, the phenolic compound was decreasing. Keywords : Palm Shell, Pyrolisis, Liquid Smoke, Phenolic Compound.
vi DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel Daftar Lampiran i ii iii iv v vi viii ix x BAB 1. Pendahuluan 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Permasalahan 3 1.3. Pembatasan Masalah 3 1.4. Tujuan Penelitian 3 1.5. Manfaat Penelitian 3 1.6. Metodologi Penelitian 4 1.7. Lokasi Penelitian 4 BAB 2. Tinjauan Pustaka 5 2.1. Cangkang Sawit 5 2.1.1. Asap Cair 6 2.1.2. Komposisi Penyusun Asap Cair 13 2.2. Senyawa Fenolik 15 2.3. Manfaat Asap Cair 17 2.4. Jenis Asap Cair 18 2.5. Reaktor Pirolisa 19
vii 2.5.1. Pemurnian Asap Cair 20 BAB 3. Metode Penelitian 22 3.1. Alat dan Bahan 22 3.1.1. Alat-alat Penelitian 22 3.1.2. Bahan-bahan Penelitian 22 3.2. Tahap Penelitian 22 3.2.1. Penyediaan Bahan Baku 22 3.2.2. Pembuatan Asap Cair Cangkang Sawit 23 3.2.3. Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Menggunakan FTIR 23 3.2.4. Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Menggunakan GCMS 23 3.3. Skema Pengambilan Data 24 3.3.1. Penyediaan Bahan Baku 24 3.3.2. Pembuatan Asap Cair Cangkang Sawit 24 BAB 4. Hasil dan Pembahasan 25 4.1. Hasil Penelitian 25 4.2. Pembahasan 32 4.2.1. Analisa Kandungan Senyawa pada Asap Cair Cangkang Sawit menggunakan GCMS 32 4.2.2. Analisa Kandungan Senyawa pada Asap Cair Cangkang Sawit menggunakan FTIR 36 BAB 5. Kesimpulan dan Saran 37 5.1. Kesimpulan 37 5.2. Saran 37 DAFTAR PUSTAKA 39 LAMPIRAN 41
viii DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Contoh Senyawa Fenolik yang Terdapat didalam Asap Cair 10 Gambar 2.2. Struktur Lignin 10 Gambar 2.3. Mekanisme Pirolisis Lignin dari Kayu Lunak 11 Gambar 2.4. Mekanisme Pirolisis Lignin dari Kayu Keras 12 Gambar 4.1. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600 o C 26 Gambar 4.2. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600 o C 27 Gambar 4.3. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750 o C 28 Gambar 4.4. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750 o C 29 Gambar 4.5. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900 o C 30 Gambar 4.6. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900 o C 31
ix DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Komposisi Rata-rata Total Gas yang dihasilkan pada Proses Karbonisasi Kayu 8 Tabel 2.2. Senyawa Penyusun Asap Cair yang dipisah Berdasarkan Titik Didihnya 15 Tabel 4.1. Volume Asap Cair dari Cangkang Sawit pada Berbagai Suhu 25 Tabel 4.2. Kandungan Terbesar Asam Asetat dan Fenol pada Asap Cair Cangkang Sawit pada Masing-masing Suhu 33 Tabel 4.3. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±600 o C 34 Tabel 4.4. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±750 o C 35 Tabel 4.5. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±900 o C 35
x DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar Alat Reaktor Pirolisa 42 Lampiran 2. Spesifikasi Alat Gas Kromatografi Spektrometri Massa (GC-MS) 43 Lampiran 3. Data Spektra FTIR Asap Cair Cangkang Sawit 44 Lampiran 4. Data Spektra FTIR Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600 o C 45 Lampiran 5. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600 o C 46 Lampiran 6. Data Spektra FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±750 o C 47 Lampiran 7. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750 o C 48 Lampiran 8. Data Spektra FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±900 o C 49 Lampiran 9. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900 o C