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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama NIM Program Studi Departemen Fakultas
: 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 : Sarjana (S1) Ekstensi Kimia : Kimia : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juni 2013 Komisi Pembimbing Pembimbing 2
:
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph. D NIP. 195204181980021001
Pembimbing 1
Prof. Dr. Tamrin, M. Sc NIP. 196007041989031003
Diketahui/Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua
Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
iv
PENGARUH SUHU PIROLISIS TERHADAP KADAR SENYAWA FENOLIK DARI ASAP CAIR CANGKANG SAWIT DAN KARAKTERISASINYA MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI GAS SPEKTROMETRI MASSA (GC-MS)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pengaruh suhu pirolisis terhadap kadar senyawa fenolik dari asap cair cangkang sawit dan karakterisasinya pada suhu 600 – 950oC dengan interval suhu ± 50oC 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 GCMS 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.
Universitas Sumatera Utara
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 – 950oC with interval about 50oC 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.
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
iv
Abstract
v
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Tabel
ix
Daftar Lampiran
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 2.1.
5
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
Universitas Sumatera Utara
vii
2.5.1. Pemurnian Asap Cair
20
BAB 3. Metode Penelitian 3.1.
3.2.
3.3.
22
Alat dan Bahan
22
3.1.1. Alat-alat Penelitian
22
3.1.2. Bahan-bahan Penelitian
22
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
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
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
36
37
5.1.
Kesimpulan
37
5.2.
Saran
37
DAFTAR PUSTAKA
39
LAMPIRAN
41
Universitas Sumatera Utara
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 ±600oC
26
Gambar 4.2. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600oC
27
Gambar 4.3. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750oC
28
Gambar 4.4. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750oC
29
Gambar 4.5. Data Spektra Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900oC
30
Gambar 4.6. Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900oC
31
Universitas Sumatera Utara
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 ±600oC
34
Tabel 4.4. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±750oC
35
Tabel 4.5. Senyawa Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit Suhu ±900oC
35
Universitas Sumatera Utara
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 ±600oC
45
Lampiran 5.
Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±600oC
46
Lampiran 6.
Data Spektra FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±750oC
47
Lampiran 7.
Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±750oC
48
Lampiran 8.
Data Spektra FTIR Asap Cair Cangkang Sawit Pada Suhu ±900oC
49
Lampiran 9.
Kromatogram Hasil Analisa Asap Cair Cangkang Sawit pada Suhu ±900oC
Universitas Sumatera Utara
