STUDI PENGGUNAAN AMIDA ASAM LEMAK CAMPURAN MINYAK KELAPA SEBAGAI BAHAN PENGEMULSI LATEKS PEKAT TESIS Oleh ELFI SYAFRINI 087006010/KIM PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
STUDI PENGGUNAAN AMIDA ASAM LEMAK CAMPURAN MINYAK KELAPA SEBAGAI BAHAN PENGEMULSI LATEKS PEKAT TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh ELFI SYAFRINI 087006010/KIM PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Judul Tesis : STUDI PENGGUNAAN AMIDA ASAM LEMAK CAMPURAN MINYAK KELAPA SEBAGAI BAHAN PENGEMULSI LATEKS PEKAT Nama Mahasiswa : Elfi Syafrini Nomor Pokok : 087006010 Program Studi : Ilmu Kimia Menyetujui Komisi Pembimbing (Dr. Marpongahtun, MSc) Ketua (Dra. Yugia Muis, MSi) Anggota Ketua Program Studi Dekan (Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D) (Prof. Dr. Eddy Marlianto,MSc) Tanggal lulus : 17 Mei 2010
Telah diuji pada Tanggal : 17 Mei 2010 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. Marpongahtun, MSc Anggota : 1. Dra. Yugia Muis, MSi 2. Drs. Adil Ginting, MSc 3. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 4. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil 5. Prof. Dr. Yunazar Manjang
PERNYATAAN STUDI PENGGUNAAN AMIDA ASAM LEMAK CAMPURAN MINYAK KELAPA SEBAGAI BAHAN PENGEMULSI LATEKS PEKAT TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kemagisteran di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya serta pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Medan, Juni 2010 Penulis Elfi Syafrini
ABSTRAK Metil ester asam lemak campuran dapat dibuat melalui reaksi interesterifikasi antara minyak kelapa dan metanol dengan katalis H 2 SO 4(p) pada suhu 80 0 C selama 5 jam. Hasil ester asam lemak campuran ini direaksikan dengan urea selama 5 jam pada suhu 140 0 C menghasilkan amida asam lemak campuran. Amida tersebut ditambahkan pada lateks pekat dengan konsentrasi 0%; 0,03%; 0,05%; 0,07%; 0,09% dan waktu penyimpanan selama 0, 5, 10, 15, 20 dan 25 hari. Hasil yang diperoleh dianalisa dengan menggunakan GC, Spektroskopi FT IR, HLB dan MST. Data analisa menunjukkan bahwa terbentuknya metil ester asam lemak campuran dan amida asam lemak campuran. Aplikasi penggunaan amida asam lemak campuran pada lateks pekat memberikan nilai MST pada konsentrasi 0,09% dengan waktu penyimpanan 10 25 hari dan memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI). Kata kunci : Metil ester asam lemak campuran, Amida asam lemak campuran Lateks pekat dan Emulsifier
STUDY THE USE OF FATTY ACID AMIDE MIXTURE OF COCONUT OIL AS AN INGREDIENT EMULSIFIER CONCENTRATED LATEX ABSTRACT Fatty acid methyl ester mixture can be made through interesterification reaction between coconut oil and methanol with a catalyst H 2 SO 4(p) at a temperature of 80 0 C for five hours. The result of this mixture of fatty acid ester is reacted with urea for 5 hours at a temperature of 140 0 C to produce a mixture of fatty acid amide. Amide was added to the concentrated latex with a concentration of 0%, 0.03%, 0.05%, 0.07%, 0.09% and time of storage for 0, 5, 10, 15, 20 and 25 days. The results obtained were analyzed by using GC, Spectroscopy FT - IR, HLB and MST. Data analysis showed that the formation of a mixture of fatty acid methyl esters and fatty acid amide mixture. Applications use a mixture of fatty acid amide in concentrated latex MST values at 0.09% concentration with storage time 10-25 days and meet the Indonesian National Standard (SNI). Keyword : Methyl ester fatty acid mixture, Amide fatty acid mixture, Consentrated latex and Emulfisier
UCAPAN TERIMA KASIH Puji Syukur penulis sampaikan Kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia yang dilimpahkannya sehingga tesis yang berjudul Studi Penggunaan Amida Asam Lemak Campuran Minyak Kelapa Sebagai Bahan Pengemulsi Lateks Pekat ini dapat diselesaikan dengan baik. Dengan selesainya tesis ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Gubernur Sumatera Utara c. q. Ketua Bappeda Provinsi Sumatera Utara yang memberikan beasiswa kepada penulis sebagai mahasiswa Sekolah Pascasarjana di. Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM & H. MSc (CTM). Sp.A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Magister Ilmu Kimia. Direktur Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc, Dekan FMIPA Prof. Dr. Eddy Marlianto, Msc dan Ketua Program Studi Magister Ilmu Kimia Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana FMIPA. Terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1. Ibu Dr. Marpongahtun, MSc selaku pembimbing utama dan Ibu Dra. Yugia Muis, Msi selaku anggota komisi pembimbing yang setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan, motivasi, kritk dan saran sehingga tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. 2. Bapak Drs. Adil Ginting, Msi, Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD, Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, MPhill dan Prof. Dr. Yunazar Manjang selaku penguji yang banyak memberikan masukan dan saran untuk membantu penulis menyelesaikan tesis ini
3. Bapak Drs. Adil Ginting, MSc selaku Kepala Laboratorium Kimia Organik dan asisten (Aspriadi, Roby, Mery, Maria, Yemima) di Laboratorium Kimia Organik yang telah banyak membantu serta memberikan kemudahan selama penulis melakukan penelitian sehingga selesainya penelitian ini. 4. Orang tua saya Ayahanda Syafruddin, Amd dan Ibunda Hj. Elfida Hasibuan, SPd. Abangnda M. Fahran Faisal, SP serta adik-adik saya (Syafwan Elfi Sandra, Amd dan Syafrizal Elfi Sandri, Amd) yang telah memberikan perhatian, kasih sayang dan motivasi baik dalam do a, tenaga dan materil kepada penulis dalam menyelesaikan pendidikan Magister Ilmu Kimia di. 5. Bapak dan Ibu Dosen Program Pascasarjana Ilmu Kimia Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan motivasi bagi penulis sampai selesainya tesis ini. 6. Bapak Kepala SMA Negeri 19 Medan Drs. H. Paimin yang memberikan rekomendasi kepada penulis untuk mengikuti pendidikan Program Magister Ilmu Kimia di Sekolah Pascasarjana. 7. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Ilmu Kimia Sekolah Pascasarjana angkatan 2008 yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tesis ini. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan Ilmu Pengetahuan demi kemajuan Nusa dan bangsa. Medan, Juni 2010 Penulis, Elfi Syafrini
RIWAYAT HIDUP Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Syafruddin, Amd dan Hj. Elfida Hasibuan, SPd yang lahir pada tanggal 26 Juli 1985 di Medan. Penulis menjalani masa pendidikan di SD Negeri 081234 Sibolga tamat tahun 1996, kemudian SMP Negeri 3 Sibolga tamat tahun 1999 dan melanjut ke SMA Negeri 16 Medan tamat tahun 2002. Pada tahun 2002, penulis melanjutkan pendidikannya ke Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri medan Jurusan Pendidikan Kimia dan lulus tahun 2007. Penulis menjadi pengajar di SMA Negeri 19 Medan dan SMA Swasta PGRI 12 Medan setelah mendapat gelar sarjananya sampai saat ini. Bulan September 2008, penulis melanjutkan pendidikan Program Magister di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam pada Program Studi Ilmu Kimia yang dibiayai oleh Pemerintah Provinsi Sumatera Utara Melalui BAPPEDA Sumatera Utara.
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... i ABSTRACT... ii UCAPAN TERIMA KASIH... iii RIWAYAT HIDUP... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR LAMPIRAN... x BAB I. PENDAHULUAN... 1 1. 1. Latar Belakang Masalah... 1 1. 2. Perumusan Masalah... 4 1. 3. Pembatasan Masalah... 4 1. 4. Tujuan Masalah... 4 1. 5. Manfaat Penelitian... 4 1. 6. Lokasi Penelitian... 5 1. 7. Metodologi Penelitian... 5 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 7 2. 1. Minyak kelapa... 7 2. 2. Asam Lemak... 9 2. 3. Metil Ester Asam lemak... 11 2. 4. Amida Asam Lemak... 15 2. 5. Lateks... 20 2. 6. Lateks Pekat... 23 2. 7. Surfaktan... 27 2. 8. Bahan Pemantap Lateks Pekat... 31
2. 9. Amida Asam Lemak Campuran Minyak Kelapa Sebagai Bahan Pemantap... 33 BAB III. METODE PENELITIAN... 35 3. 1. Peralatan... 35 3. 2. Bahan... 35 3. 3. Prosedur Penelitian... 36 3. 3. 1. Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Campuran... 36 3. 3. 2. Pembuatan Amida Asam Lemak Campuran... 36 3. 3. 3. Penentuan Tegangan Permukaan... 37 3. 3. 4. Pengujian Amida Asam Lemak Campuran pada Lateks Pekat... 37 3. 3. 5. Penentuan Waktu Kemantapan Mekanik (MST)... 38 3. 3. 6. Penentuan Jumlah Padatan Total (TSC)... 39 3. 4. Bagan Penelitian... 40 3. 4. 1. Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Campuran... 40 3. 4. 2. Pembuatan Amida Asam Lemak Campuran... 41 3. 4. 3. Pengujian Amida Asam Lemak Campuran pada Lateks Pekat... 42 3. 4. 4. Penentuan Waktu kemantapan Mekanik (MST)... 43 3. 4. 5. Penentuan Jumlah Padatan Total (TSC)... 44 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 45 4. 1. Metil Ester Asam Lemak Campuran... 45 4. 2. Amida Asam Lemak Campuran... 50 4. 3. Hubungan Amida Asam Lemak Campuran dengan Harga Keseimbangan Hidrofilik Lipofilik (HLB)... 54 4. 4. Pengujian Amida Asam Lemak Campuran pada Lateks Pekat... 57 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... 61 5. 1. Kesimpulan... 61 5. 2. Saran... 61 DAFTAR PUSTAKA... 62
DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 2. 1. Komposisi Asam Lemak Minyak Kelapa... 8 2. 2. Sifat Fisika dan Kimia Minyak Kelapa... 9 2. 3. Komposisi Lateks Segar... 23 2. 4. Spesifikasi Mutu Lateks Pekat... 26 2. 5. Harga HLB Beberapa Gugus Fungsi... 29 4. 1. Hasil Perolehan Metil Ester Asam Lemak Campuran... 45 4. 2. Komposisi Asam Lemak Campuran dari Minyak Kelapa... 47 4. 3. Hasil Perolehan Amida Asam Lemak Campuran... 50 4. 4. Nilai Tegangan Permukaan pada Berbagai Konsentrasi Surfaktan... 55 4. 5. Harga MST Lateks Pekat dengan Amida Asam Lemak Campuran pada Berbagai Waktu Penyimanan... 58 4. 6. Harga MST Lateks Pekat dengan Amonium Laurat Pada Berbagai Waktu Penyimpanan... 58
DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2. 1. Reaksi Pembentukan Trigliserida.. 7 2. 2. Reaksi Pembentukan Asam Lemak 11 2. 3. Reaksi Esterifikasi Metil Ester Asam Lemak.... 13 2. 4. Reaksi Interesterifikasi Metil Ester Asam Lemak.. 14 2. 5. Monomer dan Poliisoprena..... 21 2. 6. Skala yang Menunjukkan Fungsi Surfaktan Berdasarkan Nilai-nilai HLB... 30 3. 4. 1. Flow Sheet Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Campuran 40 3. 4. 2. Flow Sheet Pembuatan Amida Asam Lemak Campuran... 41 3. 4. 3. Flow Sheet Pengujian Amida Asam Lemak Campuran pada Lateks Pekat 42 3. 4. 4. Flow Sheet Penentuan Waktu Kemantapan Mekanik (MST).. 43 3. 4. 5. Flow Sheet Penentuan Jumlah Padatan Total (TSC).. 44 4. 1. Kromatogram Metil Ester Asam Lemak Campuran... 46 4. 2. Mekanisme Reaksi Pembentukan Metil Ester Asam Lemak Campuran... 48 4. 3. Spektrum FT IR Metil Ester Asam Lemak Campuran 49 4. 4. Mekanisme Pembentukan Amida Asam Lemak Campuran... 52 4. 5. Spektrum FT IR Amida Asam Lemak Campuran... 53 4. 6. Grafik antara Konsentrasi dengan Tegangan Permukaan.. 56 4. 7. Grafik antara MST dengan Waktu Peyimpanan Amida Asam Lemak Campuran. 59 4. 8. Grafik antara MST dengan Waktu Penyimpanan Amonium Laurat.. 59
DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1. Spektrum GC Metil Ester Asam Lemak Campuran... 65 2. Spektum FT IR Metil Ester Asam Lemak Campuran... 66 3. Spectrum FT IR Amida Asam Lemak Campuran... 67 4. Data Hasil Pengukuran Tegangan Permukaan Amida Asam Lemak Campuran 68 5. Grafik antara Tegangan Permukaan vs Konsentrasi.. 69 6. Perhitungan Harga HLB Amida Asam Lemak Campuran. 70 7. Spesifikasi Mutu Lateks Pekat... 71 8. Proses Pembuatan Amida Asam Lemak Campuran... 72 9. Amida Asam Lemak Campuran yang Dikeringkan... 73 10. Alat Pengujian CMC.. 74 11. Proses Pengambilan Lateks Pekat.. 75 12. Sampel lateks yang ditambahkan amida asam lemak pada Variasi konsentrasi. 76 13. Sampel lateks yang ditambahkan ammonium laurat pada Variasi konsentrasi. 77 14. Sampel Lateks yang akan Diuji.. 78 15. Alat saat Menguji Waktu kemantapan Mekanik (MST)... 79 16. Peneliti Melakukan Pengujian MST... 80