BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis jack) termasuk produk yang banyak diminati oleh investor karena nilai ekonominya cukup tinggi. Para investor menanam modalnya untuk membangun perkebunan dan pabrik pengolahan kelapa sawit. Pada tahun 1990-an luas perkebunan kelapa sawit mencapai lebih dari 1,6 juta ha yang tersebar di berbagai sentra produksi seperti Sumatera. Sumatera Utara merupakan sentra produksi terbesar mencapai 2.951.537 ton/ha pada tahun 2009 (Yan, 2012). Laju perkembangan industri kelapa sawit yang semakin pesat membutuhkan perhatian yang besar terutama dampaknya terhadap kelestarian lingkungan sekitarnya (Widhiastuti, 2001). Selama pengolahan kelapa sawit menjadi minyak sawit, 1 ton tandan buah segar (TBS) akan menghasilkan minyak sawit sebesar 0,21 ton dan inti sawit 0,05 ton, sisanya merupakan limbah padat seperti Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), sabut, dan cangkang biji (Darnoko, 1992). TKKS merupakan limbah terbesar yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit. Jumlah TKKS mencapai 30-35% dari berat TBS setiap pemanenan. Namun hingga saat ini, pemanfaatan TKKS belum dilakukan secara optimal (Hambali, 2008). Komponen terbesar dalam limbah padat TKKS adalah selulosa 40%, hemiselulosa 24%, lignin 21%. Ketiga komponen tersebut dapat dikonversikan menjadi berbagai bahan kimia, material, dan produk bernilai (Herawan, 2013). Selulosa (C 6 H 10 O 5 ) n adalah polisakarida yang merupakan pembentuk sel-sel kayu hampir 50%. Berat molekul selulosa kira-kira 300.000 (Sastrohamidjojo, 2009).
Karboksimetil selulosa atau Carboxymethyl Cellulose (CMC) banyak digunakan pada berbagai industri seperti: deterjen, cat, keramik, tekstil, kertas dan makanan. Fungsi CMC adalah sebagai pengental, penstabil emulsi atau suspensi dan bahan pengikat (Setiawan, 1990). Arum et al (2005) melakukan penelitian tentang karboksimetil selulosa (CMC) dari eceng gondok dengan menggunakan metode perbandingan pada penambahan natrium monokloroasetat dan NaOH. Dari penelitian yang dilakukan menunjukkan bahwa, penambahan NaOH sebesar 32,5 g telah membuat selulosa mengembang secara maksimal. Jika NaOH yang ditambahkan lebih dari 32,5 g maka sisa NaOH bereaksi dengan ClCH 2 COONa membentuk HOCH 2 COONa (natrium glikolat) dan NaCl yang mengakibatkan turunnya derajat substitusi. Nisaet al (2014) melakukan penelitian tentang CMC dari kulit buah kakao dengan metode perbandingan penambahan trikloroasetat dan variasi waktu. Hasil penelitian ini menunjukkan, perlakuan yang terbaik diperoleh dengan konsentrasi asam trikloroasetat 20% dan lama agitasi 1 jam yang menghasilkan CMC dengan derajat substitusi 0,10, ph 7,86, viskositas 6,33 cp, kadar air 13,51, kecerahan (L) 79,43,derajat kekuningan 2,40,dan derajat kemerahan 19,63. Melisa et al (2014) melakukan penelitian tentang perbandingan optimum dan waktu reaksi sintesis karboksimetil selulosa dari tongkol jagung manis untuk mendapatkan derajat substitusi terbaik. Kondisi optimum reaksi sintesis karboksimetil selulosa dari tongkol jagung manis diperoleh pada penambahan 7 g natrium monokloroasetat dan menggunakan 4 jam waktu reaksi. Karboksimetil selulosa yang dihasilkan mempunyai derajat substitusi 1,197, dengan rendemen 73,45% dan kadar air 7,47 %. Dari uraian diatas, peneliti tertarik untuk melakukan penelitian tentang optimasi berat natrium monokoroasetat dan waktu sintesis karboksimetil selulosa dari tandan kosong kelapa sawit. Dengan uji analisa gugus fungsi FT-IR, penentuan derajat substitusi (DS), viskositas.
1.2 Permasalahan Pada penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah : 1. Berapa berat optimum natrium monokloroasetat yang diperlukan dalam pembuatan CMC? 2. Berapa waktu optimum yang diperlukan dalam pembuatan CMC? 3. Bagaimana hasil karakterisasi FT-IR, penentuan derajat substitusi (DS), viskositas dari CMC yang diperoleh? 1.3 Pembatasan Masalah Penelitian ini mengambil batasan-batasan sebagai berikut: 1. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) yang digunakan berasal dari limbah PT.PP London Sumatera Indonesia tbk Desa Naga Timbul, Kecamatan Galang Kabupaten Deli Serdang. 2. Variasi α selulosa : natrium monokloroasetat adalah 5:5, 5:6, 5:7, 5:8, dan 5:9 g. 3. Variasi waktu reaksi pembuatan CMC 1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam, dan 5 jam yang dipanaskan pada suhu 60 o C. 4. Karakterisasi CMC meliputi, analisa derajat substitusi menggunakan metode titrasi asam basa, analisis viskositas menggunakan Viskometer Ostwald, analisis gugus fungsi menggunakan FT-IR.
1.4 TujuanPenelitian Penelitian ini bertujuan : 1. Untuk menentukan berat optimum natrium monokloroasetat yang diperlukan dalam pembuatan CMC. 2. Untuk menentukan waktu optimum yang diperlukan dalam pembuatan CMC. 3. Untuk menentukan hasil karakterisasi FT-IR, penentuan derajat substitusi (DS), viskositas dari CMC. 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang pemanfaatan limbah TKKS sebagai bahan baku pembuatan CMC. 1.6 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Labarotarium Ilmu Dasar LIDA USU Medan, Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM. 1.7 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan 2 tahap, yaitu: 1. Pada tahap ini adalah penyiapan serbuk TKKS kemudian diisolasi untuk mendapatkan α- selulosa. Karakterisasi yang digunakan adalah analisis gugus fungsi dengan menggunakan Spektroskopi FTIR Variabel yang digunakan adalah : - Variabel tetap : Suhu ( o C) Waktu (menit) Berat serbuk TKKS (g) Volume (ml) - Variabel Terikat : - Spektrum infra merah
2. Tahap kedua adalah Pembuatan CMC dari tandan kosong kelapa sawit melalui proses: 1. Alkalisasi dengan penambahan isopropanol, metanol, dan aquadest dan diaduk selama 10 menit. Ditambahkan NaOH 40 % dan di panaskan pada suhu 60 o C selama 1 jam. 2. Karboksimetilasi dengan penambahan variasi α-selulosa : natrium monokloroasetat variasi 5:5, 5:6, 5:7, 5:8, dan 5:9 g dengan variasi waktu selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam, diaduk pada suhu 60 o C. 3. Netralisasi dengan penambahan asam asetat glasial sampai ph netral dan didekantasi. Residu ditambah metanol diaduk dan disaring. Dibungkus dengan aluminium foil dikeringkan dalam oven selama 4 jam pada suhu 60 o C. Karboksilmetil selulosa yang dihasilkan diuji FT-IR, analisis derajat substitusi menggunakan metode substitusi, analisis viskositas menggunakan visikometer ostwald. Variabel- Variabel yang digunakan adalah: - Variabel tetap: -Berat alpha selulosa (g) - Variabel bebas: -Berat natrium monokloroasetat (g) -Waktu (jam) - Variabel terikat:-analisis gugus fungsi FT-IR -Penentuan derajat substitusi (DS) -Viskositas