LAPORAN TUGAS AKHIR PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KULIT KAYU POHON MANGGA (Mangifera indica L.) Disusun Oleh: MEY EKA LEGA WATY I 8310043 PINKY EKA MELYANASARI I 8310049 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 i
ii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR Segala puji syukur kehadirat Allah SWT. Yang telah melimpahkan rahmat dan anugerahnya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi Diploma Tiga Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. Laporan Tugas Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil sebagai hasil percobaan. Penyusun menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah menbantu sehingga dapat menyelesaikan laporan ini : 1. Bapak Bregas S. T. Sembodo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi DIII Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Ir. Endang Mastuti selaku dosen pembimbing tugas akhir. 3. Bapak dan ibu yang telah memberikan motivasi kepada kami. 4. Semua pihak yang telah membantu atas tersusunnya laporan tugas akhir ini. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini terdapat kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan adanya kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penyusun mengharap agar laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan dan pembaca yang memerlukan. Surakarta, Juli 2013 Penyusun vi
perpus d DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR KONSULTASI... iii KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix INTISARI... x BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Perumusan Masalah... 2 C. Tujuan... 2 D. Manfaat... 2 BAB II LANDASAN TEORI... 3 A. Tinjauan Pustaka... 3 B. Kerangka Pemikiran... 9 BAB III METODOLOGI... 10 A. Alat dan Bahan... 10 B. Lokasi... 10 C. Gambar Rangkaian Alat... 11 D. Cara Kerja... 12 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 19 BAB V PENUTUP... 26 A. Kesimpulan... 26 B. Saran... 26 DAFTAR PUSTAKA... 27 LAMPIRAN vii
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Pohon Mangga... 4 Gambar II.2 Struktur Tanin Terhidrolisis... 5 Gambar II.3 Struktur Tanin Terkondensasi... 6 Gambar II.4. Diagram Alir Proses Pembuatan Zat Warna Alami dari Kulit Kayu Pohon Mangga Menggunakan Ekstraksi Padat-Cair... 9 Gambar III.1. Rangkaian Alat Ekstraksi Soxhlet... 11 Gambar III.2. Rangkaian Alat Ekstraksi Batch... 11 viii
DAFTAR TABEL Tabel IV.1. Proses Ekstraksi Zat Warna Kulit Kayu Mangga... 19 Tabel IV.2. Hasil Uji Kelunturan Warna terhadap Pencucian dengan Staining Scale (SS/CD)... 21 Tabel IV.3. Hasil Uji Kelunturan Warna terhadap Pencucian dengan Grey Scale (GS/CD)... 22 Tabel IV.4. Hasil Uji Gosokan Kering dengan Staining Scale (SS/CD)... 23 Tabel IV.5. Hasil Uji Gosokan Basah dengan Staining Scale (SS/CD)... 24 ix
perpus d INTISARI MEY EKA LEGA WATY, PINKY EKA MELYANASARI, 2013, PENGAMBILAN ZAT WARNA ALAMI DARI KULIT KAYU POHON MANGGA (Mangifera indica L. DIPLOMA III TEKNIK KIMIA, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Zat warna dibedakan menjadi 2, yaitu zat warna sintetis dan zat warna alami. Zat warna sintetis sangat praktis digunakan serta dapat menimbulkan warna yang mencolok pada produk yang diwarnai. Hal ini membuat zat warna sintetis sering digunakan dalam industri makanan dan minuman, farmasi serta tekstil. Namun limbah buangan atau residu dari zat warna sintetis dapat mencemari lingkungan jika tidak diolah secara optimal. Maka dari itu zat warna alami mulai dipertimbangkan kembali untuk digunakan. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai zat warna alami adalah kulit kayu mangga (Mangifera indica L.). Sebagian masyarakat mengolah kulit kayu mangga hanya dengan merebus kulit kayunya untuk mendapatkan warna kuning kecoklatan untuk pewarna tekstil. Hal ini tidak praktis dalam pengolahan dan penyimpanan zat warna yang terkandung dalam kulit kayu mangga, sehingga perlu dilakukan pengolahan hasil zat warna dari kulit kayu mangga menjadi bentuk serbuk. Kandungan kimia kulit kayu mangga adalah triterpenoid, limonoid, flavonoid, saponin, terpenoid, alkaloid dan tanin. Adapun kandungan kulit kayu mangga yang dimanfaatkan untuk zat warna yaitu tanin dan flavonoid. Flavonoid merupakan senyawa polar, maka umumnya flavonoid cukup larut dalam pelarut polar seperti etanol, metanol, butanol, aseton, dimetil-sulfoksida, dimetilformamida, air, dan lain-lain. Pengambilan zat warna alami dari kulit kayu mangga diperoleh secara langsung yaitu ekstraksi secara batch. Sebelumnya dilakukan percobaan pendahuluan untuk menentukan kondisi operasi meliputi volume pelarut, waktu ekstraksi dan suhu ekstraksi. Kondisi optimum yang diperoleh dari percobaan adalah 25 gram kulit kayu mangga diekstrak dengan 450 ml air, diaduk dengan kecepatan 400 rpm, pada suhu 100 o C selama waktu 2,5 jam. Hasil yang diperoleh dari proses tersebut adalah 5,401 gram bubuk zat warna kulit kayu mangga dengan rendemen sebesar 21,60%. Pada pembuatan zat warna, kondisi yang digunakan yaitu, ratio berat bahan dengan volume pelarut 1:18 gram per ml, suhu ekstraksi 100 o C, waktu ekstraksi 2,5 jam dan kecepatan pengadukan 400 rpm. Hasil zat warna yang diperoleh dari 425 gram kulit kayu pohon mangga sebesar 68,216 gram. Pengujian penggunaan zat warna yang dihasilkan untuk pewarnaan kain batik dilakukan melalui uji tahan luntur warna terhadap pencucian dan uji tahan luntur warna terhadap gosokan. Dari uji tersebut diperoleh hasil bahwa pewarnaan jika larutan fiksasi yang digunakan larutan tawas. x
ABSTRACT MEY EKA LEGA WATY, PINKY EKA MELYANASARI, 2013, FINAL CHEMICAL ENGINEERING, SEBELAS MARET UNIVERSITY OF SURAKARTA. Color essence are differentiated into 2, synthetic color and natural color essence. Synthetic color essence is very practically used also it can make bright color to product which is colored. It makes synthetic color essence is often used in food, beverages, pharmacy and textile industry. However the waste or residue from synthetic essence can pollute environment if it is not optimally processed. Therefore the natural color essence begins to be considered to be used again. One of the materials that can be used as natural color essence is mango tree bark (mangifera indica L). Some people process the mango tree bark only by boiling the bark to get yellow to brown color for textile dye. This is not practical in the process and storing the essence in the mango tree bark, therefore it is needed to process the result of color essence from mango tree bark into powder. Chemical substances inside the mango tree bark are titerpenoid, limonoid, flavonoid, saponin, terpenoid, alkaloid and tannin. The substances which are used for color essence are tannin and flavonoid. Flavonoid is polar compound, so generally flavonoid soluble enough in polar solution like etanol, methanol, butanol, aseton, dimetil-sulfoksida, dimetilformamida, water and etc. Taking the color essence from the mango bark is done directly by batch extracting. Introduction experiment done at the beginning to decide operation condition include solution volume, extraction time and extraction temperature. Optimum condition got from the experiment is 25 gram mango tree bark extracted with 450 ml water; stir it in 400 rpm velocity in temperature 100 o C for 2.5 hours. The result got from that process is 5.401 gram color essence mango tree essence with rendemen 21.60%. In making color essence, condition used is ration weight of material with solution volume 1:8 gram per ml, extraction temperature 100 o C, extraction time 2.5 hours and velocity stirring 400 rpm. The result got from 425 gram mango tree bark is 68.216 gram. The test of color essence use in dying batik cloth is done through discolored endure to washing and test discolored endure to brushing. From that is alum liquid. xi