PEMBUATAN NANOSELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT DENGAN METODE HIDROLISIS ASAM ( Skipsi)
Oleh Yepi Triapriani
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
ABSTRAK
PEMBUATAN NANOSELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT (TKS) DENGAN METODE HIDROLISIS ASAM
Oleh Yepi Triapriani
Pada penelitian ini telah dilakukan pembuatan nanoselulosa dari tandan kosong sawit (TKS) dengan metode hidrolisis asam. Variasi yang dilakukan adalah konsentrasi H2SO4 yaitu 30%, 35%, 40%, dan 45%. Analisis FTIR menunjukkan tidak adanya perubahan gugus fungsi selulosa setelah dihidrolisis asam menjadi nanoselulosa. Melalui PSA, ukuran partikel dari masing-masing variasi konsentrasi H2SO4 (30%, 35%, 40%, 45%) bertutut-turut 262,1 nm sebanyak 17,9%, 206,5 nm sebanyak 19,3%, 175,3 nm sebanyak 17,4%, dan 43,2 nm sebanyak 29,1%. Hasil Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan hasil morfologi nanoselulosa yang teraglomerasi dengan ukuran partikel 39,6 nm – 2,1 µm. Berdasarkan difraktogram XRD, nanoselulosa yang dihasilkan memiliki persen kristalinitas sebesar 66%.
Kata Kunci : Tandan Kosong Sawit, Nanoselulosa, Hidrolisis Asam
ABSTRACT
NANOCELLULOSE MAKING FROM OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCH BY ACID HYDROLYSIS METHOD
By Yepi Triapriani
In this research has been done for the making process of nanocellulose from oil palm empty fruit bunch (OPEFB) using acid hydrolysis method. The variation of H2SO4 concentrations are 30%, 35%, 40%, and 45%. FTIR analysis presents no difference of functional group after acid hydrolysis into nanocellulose. By PSA, particle size from each variation of H2SO4 concentration (30%, 35%, 40%, 45%) in row 262,1 nm resulted 17,9%, 206,5 nm resulted 19,3%, 175,3 nm resulted 17,4%, dan 43,2 nm resulted 29,1%. The result of Scanning electron microscopy (SEM) presents morphology result of agglomerated nanocellulose with particle size 39,6 nm – 2,1 µm. Based on XRD difraktogram, nanocellulose resulted crystalinity percentage 66%.
Key Word: Oil Palm Empty Fruit Bunches (OPEFB), Nanocellulose, Acid Hydrolysis
PEMBUATAN NANOSELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT DENGAN METODE HIDROLISIS ASAM (Skripsi)
Oleh YEPI TRIAPRIANI
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA SAINS
Pada Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Seleman Ulu pada tanggal 8 April 1994, sebagai anak ketiga dari empat bersaudara, dari Bapak Misnardi dan Ibu Surya Parminingsih. Penulis mulai menempuh pendidikan di SD Negeri 1 Kedaton Bandar Lampung dan lulus pada tahun 2006. Kemudin penulis melanjutkan pendidikan di SMP Al-Azhar3 Bandar Lampung dan selesai pada tahun 2009. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 12 Bandar Lampung dan lulus pada tahun 2012. Pendidikan penulis dilanjutkan di Jurusan Kimis FMIPA Universitas Lampung pada tahun 2012 melalui jalur Undangan.
Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar untuk Fakultas Pertanian Unila pada tahun 2013-2014, asisten praktikum Kimia Dasar untuk Fakultas Pertanian Unila pada tahun 2014-2015, asisten praktikum Kimia Organik Jurusan Kimia dan Biologi FMIPA Unila pada tahun 2015 dan 2016. Penulis aktif di Lembaga Kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Kimia (HIMAKI) periode 2012/2013 sebagai anggota KAMI, dan pada tahun 2012-2014 sebagai anggota Pengembangan Organisasi (KPO). Pada tahun 2015 penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan di Laboratorium Kimia Organik Universitas Lampung.
Atas Rahmat Allah SWT Kupersembahkan Karya sederhanaku ini Teruntuk
Kedua orang tuaku tercinta yang senantiasa memberikan do’a, cinta, kasih sayang, motivasi, dukungan, dan semangat kepada ananda selama ini Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T dan semua Dosen Jurusan Kimia yang telah membimbing dan mendidik ananda selama menempuh pendidikan di kampus Seluruh keluarga besarku, teman, dan sahabatku Partner yang akan mendampingi hidupku Almamater tercinta Universitas Lampung
MOTO
“Tuntutlah ilmu. Di saat kamu miskin, ia akan menjadi hartamu. Di saat kamu kaya, ia akan menjadi perhiasanmu.”(Luqman Al-Hakim)
“Manfaatkanlah lima perkara sebelum lima perkara: masa mudamu sebelum datang masa tuamu, waktu sehatmu sebelum datang waktu sakitmu, masa kayamu sebelum datang kefakiranmu, masa luangmu sebelum datang masa sibukmu, dan hidupmu sebelum datang matimu”(HR. Al Hakim)
"Orang-orang hebat di bidang apapun bukan baru bekerja karena mereka terinspirasi, namun mereka menjadi terinspirasi karena mereka lebih suka bekerja. Mereka tidak menyia-nyiakan waktu untuk menunggu inspirasi" (Ernest Newman)
"Bersikaplah kukuh seperti batu karang yang tidak putusputus-nya dipukul ombak. Ia tidak saja tetap berdiri kukuh, bahkan ia menenteramkan amarah ombak dan gelombang itu" (Marcus Aurelius)
SANWACANA
Alhamdulillah tsummal hamdulillah, segala puji hanya bagi Allah, Rabb semesta alam yang telah memberikan nikmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul PEMBUATAN NANOSELULOSA DARI TANDAN KOSONG SAWIT DENGAN METODE HIDROLISIS ASAM. Bacaan Allahumma sholli wasallim wabaarik ‘alaihi semoga tetap terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang memberikan syafa’atnya kepada seluruh umatnya di dunia dan di akhirat, Aamiin.
Teriring do’a yang tulus, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku pembimbing I penulis yang telah membimbing, mendidik, dan mengarahkan penulis dengan kesabaran dan kasih sayang yang tulus sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Semoga barokah Allah selalu menyertai Beliau. 2. Bapak Andi Setiawan, Ph.D. selaku pembimbing II penulis yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran dan keikhlasan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan kebaikan.
3. Ibu Noviany, Ph.D. selaku pembahas penulis yang telah memberikan bimbingan, arahan, dan nasihat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan. 4. Bapak Mulyono, Ph.D. selaku pembimbing akademik penulis yang telah memberikan motivasi, arahan, dan nasihat sehingga penulis dapat menempuh pendidikan dengan baik di Jurusan Kimia FMIPA Unila. Semoga Allah selalu memberikan rahmat kepadanya. 5. Bapak Prof. Warsito, Ph.D. selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung. 6. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA Unila dan seluruh Bapak/Ibu dosen Jurusan Kimia FMIPA Unila. 7. Mbak Wiwit, Pak Gani, Mbak Nora, Mbak Liza, Uni Kidas, Mas Nomo, Pak Man, Pak John, dan Uni Gus. 8. Bapak Misnardi dan Ibu Surya Parminingsih yang telah membesarkan, merawat, dan mendidik penulis dengan segala cinta, kasih sayang, dan kesabaran yang tulus, serta Ayuk Yesi Meitasaridan M. Yandi Eko Saputra yang telah memberikan semangat, dukungan, dan keceriaan kepada penulis, semoga barokah Allah selalu menyertai mereka. 9. Terimakasih juga kepada Ibu Tati Fatimah, S.Pd. M.Si, dan Ibu Sri Purwatiningsih, S.Pd.M.Si yang telah memberikan motivasi, dukungan, dan semangat kepada penulis. 10. Kakak-kakakku semua Ridho Nahrowi, S.Si., Yulia Ningsih Nasution, S.Si., Mirfat Salim Abdat, S.Si., Junaidi Permana, S.Si., Rahmadya Teta Parasta, S.Si., Mbak Mardiyah, S.Si., Kak M. Nurul Fajri, Mbak Chyntia Gustiyanda
Patraini, S.Si., Kak Rahmat Kurniawan, S.Si. yang telah memberikan arahan, wejangan, dan motivasi kepada penulis. 11. Partner penelitianku Tiara Dewi Astuti dan Tazkia Nurul yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis, semoga Allah selalu memberikan kelancaran dan barokah kepada mereka. 12. Rekan kerja Laboratorium Kimia organik Ajeng Wulandari, Susy Isnaini, Ismi Khomsiah, Putri Ramadhona, Arif Nur Hidayat, Ayu Setianingrum, Radius Uliarta semoga barokah Allah selalu menyertai mereka. 13. Spesial teruntuk partner dalam segala hal Rian Indra Kurnia yang selalu ada saat susah maupun senang, yang selalu memberikan nasihat serta mengingatkan penulis dengan ketulusan hati dan kesabaran apabila penulis melakukan kesalahan. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan. 14. Spesial teruntuk sahabat-sahabatku Tiara Dewi Astuti, Debora Jovita, Derry Vardela, Handri Sanjaya, Tia Nurmelinda, S.Pd, Arief Arrohman, dan M. Aldo yang selalu memberikan keceriaan dan kasih sayang kepada penulis. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan. 15. Spesial juga untuk keluargaku tercinta kimia 2012, Tiara (Tante), Tazkia (Mama), Ismi (Nenek), Susy (Dedek), Ajeng, Dona (Bunda), Arif, Ayu Ninggrum, Radius, Tri Marital, Dewi AF (Dewong), Intan, Sukamto, Murni (Racun), Jean (Jeje), Adi, Nila, Reno, Anwar, Siti Aisah, Rifki, Imah, Indry, Indah (Iin), Fenti, Tiurma Deborah, Ferdinan, Ruli, Sofian, Dela, Arya, Edi, Ana, Feby (Ijut”), Ruwai (Mak Tiri), Erlita, Maria Ulfa, Ayu Imani (AIM), Rijal, Meta, Diani, Wiwin, Fifi, Putri, Syatira, Eka, Ulfatun, Dwi, Derry, Debby, Adit, Ubai, Febita, Elsa, Atma, Yunsi, Riandra, Rio, Welda yang
selalu memberikan keceriaan dan kasih sayang kepada penulis. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan. 16. Spesial juga untuk teman-teman KKN Desa Trimulyo, Ayu Wulan Sari (AWS), Meylita Zahra RE, Ananda Rizki Lerian, I Komang Erwin, M. Husaini, dan Okta Hadi Saputra yang pernah memberikan keceriaan, semangat, dan dukungan kepada penulis. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan. 17. Adik-adik bimbinganku Dona Meilani, Seila, Aulia Pertiwi, Siti serta adikadik penelitian Laboratorium Kimia Organik. 18. Seluruh mahasiswa kimia angkatan 2011, 2012, 2013, dan 2014. 19. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata, penulis memohon maaf kepada semua pihak apabila skripsi ini masih terdapat kesalahan dan kekeliruan, semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat sebagaimana mestinya, Aamiin.
Bandar Lampung, Juli 2016 Penulis
Yepi Triapriani
i
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
iv
I.
PENDAHULUAN ................................................................................ A. Latar Belakang ................................................................................ B. Tujuan Masalah .............................................................................. C. Manfaat Penelitian .........................................................................
1 1 3 4
II.
TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... A. Limbah Kelapa Sawit ...................................................................... B. Tandan Kosong Sawit .................................................................... 1. Selulosa ...................................................................................... 2. Hemiselulosa ............................................................................. 3. Lignin ........................................................................................ C. Nanoselulosa .................................................................................. 1. Sintesis Nanoselulosa ................................................................ 2. Kegunaan Nanoselulosa ............................................................ 3. Penelitian Terdahulu Tentang Nanoselulosa ............................. 4. Karakterisasi Nanoselulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS) .. A. Spektroskopi Infra Merah (IR) ............................................. B. Particel Size Analyzer (PSA) ............................................... C. Scaning Electron Micrascope (SEM) .................................. D. X-Ray Diffraction (XRD) .....................................................
5 5 6 6 9 10 12 12 15 17 18 18 22 24 26
III. METODELOGI PENELITIAN ......................................................... A. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................ B. Alat dan Bahan ............................................................................... C. Prosedur ......................................................................................... 1. Preparasi Sampel .......................................................................
27 27 27 28 28
ii
2. Isolasi α-Selulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS) ................ 3. Penentuan Kadar α-Selulosa Menggunakan Metode Uji SNI 04 44:2009 dan Penentuan Kadar Lignin Dengan Metode SNI 04 92:2008 ...................................................................................... 4. Pembuatan Nanoselulosa dari α-Selulosa dengan Metode Hidrolisis Asam ......................................................................... 5. Particel Size Analyzer (PSA) ..................................................... 6. Analisis SEM ............................................................................. 7. Analisis XRD .............................................................................
28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ A. Preparasi Sampel .............................................................................. B. Isolasi α-Selulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS) ...................... C. Penentuan Kadar α-Selulosa Menggunakan Metode Uji SNI 04 44:2009 dan Penentuan Kadar Lignin Dengan Metode SNI 04 92:2008 ............................................................................................ D. Pembuatan Nanoselulosa dari α-Selulosa dengan Metode Hidrolisis Asam ............................................................................... E. Analisis FTIR Nanoselulosa ............................................................ F. Particel Size Analyzer (PSA) ............................................................ G. Analisis SEM .................................................................................. H. Analisis XRD ...................................................................................
33 33 33
V.
SIMPULAN DAN SARAN .................................................................. A. Simpulan .......................................................................................... B. Saran .................................................................................................
45 45 45
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
46
LAMPIRAN
29 31 31 32 32
36 37 38 40 42 43
DAFTAR TABEL
1.
Halaman Jenis, Jumlah, dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit ................ 5
2.
Komposisi Tanda Kosong Sawit (TKS) ..................................................
6
3.
Contoh Serapan Yang Khas Dari Beberapa Gugus Fungsi .....................
22
4.
Kadar α-Selulosa dan Lignin ....................................................................
36
5.
Perbandingan Data Analisis FTIR ............................................................
40
6.
Nilai Difraktogram Selulosa dan Nanoselulosa ........................................
43
DAFTAR GAMBAR
1.
Halaman Struktur Selulosa ..................................................................................... 7
2.
Struktur α-Selulosa ..................................................................................
8
3.
Struktur β-Selulosa ..................................................................................
8
4.
Struktur Hemiselulosa .............................................................................
9
5.
Struktur Pembentukan Utama Lignin .....................................................
11
6.
Struktur Lignin ........................................................................................
11
7.
Hidrolisis Asam Menghilangkan Bagian Amorf ....................................
13
8.
Mekanisme Hidrolisis Asam ...................................................................
14
9.
Mekanisme Pembentukan Nanoselulosa dengan Ultrasonikasi ..............
14
10. Mekanisme Kerja Spektroskopi IR .........................................................
20
11. Alat PSA (Particel Size Analizer) .............................................................
23
12. Skema Alat Scanning Electron Microscope ...........................................
25
13. Hasil Preparasi Sampel ...........................................................................
33
14. Hasil Pembuatan α-Selulosa ...................................................................
34
15. Skema Reaksi Isolasi α-Selulosa ............................................................
35
16. Spektrum FTIR .......................................................................................
39
17. Hasil Analisis PSA ..................................................................................
41
18. Hasil Analisis SEM .................................................................................
42
19. Difraktogram XRD .................................................................................
44
1
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu penghasil kelapa sawit terbanyak di dunia. Dengan luas perkebunan 10.956.231 Hektar dan setiap satu hektar menghasilkan sekitar 20 ton/tahun tandan buah segar kelapa sawit (Kiswanto, et al, 2008). Dalam proses pengolahan buah segar kelapa sawit menjadi minyak kelapa sawit terdapat hasil samping yang berupa limbah padat dan limbah cair. Limbah padat yang dihasilkan dalam bentuk tandan kosong sawit (TKS), dalam satu ton tandan segar kelapa sawit akan menghasilakan 0,23-0,25 ton TKS (Pasaribu, 2012).
Tandan kosong sawit (TKS) memiliki beberapa komponen penyusun seperti lignin 21,27 %-36,68 %, hemiselulosa 6,61 %-15,96 %, dan selulosa 35,66 %57,75 % (Sudiyanti, et al., 2013). Selulosa merupakan polimer alam yang terdapat pada tanaman. Selulosa terdiri dari ikatan glukosa-glukosa dengan rantai linier dimana C-1 terikat pada C-4 pada glukosa berikutnya (Moon, et al., 2011). Berdasarkan jenis ikatannya selulosa dibedakan menjadi 3 yaitu, α- selulosa, βselulosa dan γ-selulosa. Kandungan α-selulosa yang terdapat pada TKS adalah 94,26% (Nahrowi, 2015). Tingginya kandungan α-selulosa pada TKS dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan nanoselulosa.
2
Nanoselulosa merupakan material jenis baru yang ditandai dengan adanya peningkatan kristalinitas, luas permukaan, peningkatan dispersi, dan biodegradasi. Adanya perubahan ukuran dan sifat dari nanoselulosa maka nanoselulosa dapat digunakan sebagai filler penguat polimer, aditif untuk pembawa obat (Ioelovich, 2012). produksi biodegradable, penguat membran, pengental untuk dispresi, dan media.
Berdasarkan penelitian terdahulu telah dilakukan pembuatan nanoselulosa dengan berbagai bahan baku, pulp (Felison et al, 2009), limbah potongan kelapa (Rosa et al, 2010), mikrokristalin selulosa (MCC) (Man, 2011), limbah katun (Xiong et al, 2012), serat bambu (Bernardo et al, 2012), ampas tebu (Li et al, 2012), limbah katun (Han, 2013), lapisan gelatin (Taokaew et al, 2013). Terdapat tiga metode yang digunakan untuk pembuatan nanoselulosa, diantaranya metode mekanik, metode biologis dan metode kimia.
Penelitian nanoselulosa menggunakan metode mekanik dengan ultrasonikasi telah dilakukan oleh Li, et al (2012), nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 50-250 x 10-20 nm. Pembuatan nanoselulosa dengan metode biologis telah dilakukan oleh Felison et al (2009) menggunakan enzim endoglucanase celluclast. Nanoselulosa yang diperoleh berukuran 30-80 x 100-1800 nm. Taokaew et al (2013) melaporkan bahwa telah membuat nanoselulosa dengan bakteri Acetobacter xylium, berdiameter 50-80 nm.
Pembuatan nanolelulosa menggunakan metode kimia telah dilakukan oleh Li et al (2012) menggunakan cairan ionik Butilmetilmidazolium klorida (bmimCl).
3
Nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 50-300 x 14-22 nm. Han (2013) menggunakan cairan ionik bmimCl. Nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 123 ± 34 x 12 ± 5 nm. Wang et al (2008) telah membuat nanoselulosa dengan hidrolisis asam sulfat, asam klorida dan air hasil destilasi, dihasilkan nanoselulosa 20-90 nm. Rosa et al (2010) menggunakan asam sulfat, nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 5-6 x 58-515 nm. Sadegifar et al (2011) menggunakan asam bromida (HBr), nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 100-400 x 7-8 nm. Ieolovich (2012) membuat nanoselulosa dengan variasi suhu reaksi dan rasio asam terhadap selulosa, dihasilkan nanoselulosa berukuran 1150-200 x 10-20 nm. Xiong et al (2012) menggunakan asam sulfat 63% berat, nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 10-65 nm. Bernando et al (2012) menggunakan asam sulfat 64% berat dan dihasilkan nanoselulosa berukuran 100-130 x 5-8 nm.
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan nanoselulosa dari TKS menggunakan metode hidrolisis asam dan ultrasonikasi. Asam yang digunakan adalah asam sulfat dengan berbagai variasi konsentrasi asam, yaitu 30%, 35%, 40%, dan 45%. Setelah didapatkan nanoselulosa dilakukan analisis kualitatif menggunakan FTIR, PSA (Particle Size Analyzer), SEM (Scanning Electron Microscope), dan XRD (X-Ray Diffraction).
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari Penelitian ini, yaitu: 1.
Mengisolasi α-selulosa dari TKS dengan metode delignifikasi
4
2.
Membuatan nanoselulosa dari α-selulosa melalui metode hidrolisis asam dengan variasi konsentrasi 30%, 35%, 40%, dan 45%.
3.
Menentukan konsentrasi optimum H2SO4 yang digunakan pada pembuatan α-selulosa menjadi nanoselulosa.
C. Manfaat Penelitian
Sedangkan manfaat yang diharapkan adalah: 1.
Mengubah limbah TKS menjadi produk yang memiliki nilai jual yang tinggi.
2.
Mengurangi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah TKS.
3.
Menjadikan limbah TKS sebagai bahan baku utama pada pembuatan selulosa menjadi nanoselulosa.
5
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Limbah Kelapa Sawit
Pada proses pengolahan kelapa sawit dihasilkan minyak kelapa sawit sebagai produk utama dan juga menghasilkan limbah sebagai hasil sampingnya. Limbah yang dihasilkan berupa limbah cair dan limbah padat, adapun limbah cair terjadi pada pengolahan tandan buah segar sedangkan limbah padat merupakan limbah yang pertama yang dihasilkan dari pengolahan kelapa sawit. Limbah padat yang terdiri dari tandan kosong, pelepah, cangkang, dan lain-lain. Jenis-jenis limbah dan pemanfaatannya dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel.1 Jenis, Jumlah, dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit
Jenis Tandan kosong
Wet Decanter Solid Cangkang Serabut (fiber) Limbah cair Air kondensat
Jumlah per ton Manfaat TBS (%) 23,0 Pupuk kompos, pulp kertas, papan partikel, energi 4,0 Pupuk, kompos, makanan ternak 6,5 Arang, karbon aktif, papan partikel 13,0 Energi, pulp kertas, papan partikel 50,0 Pupuk, air irigasi Air umpan boiler (Ditjen PPHP, 2006).
6
Limbah tandan kelapa sawit (TKS) merupakan limbah padat yang jumlahnya cukup banyak, TKS dihasilkan sebanyak 25% dari pengolahan Tandan Buah Segar (TBS), namun pemanfaatannya masih terbatas.
B. Tandan Kosong Sawit
Tandan kosong sawit (TKS) mengandung beberapa komponen yang penting, seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin dalam jumlah yang banyak. Komposisi TKS disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Tandan Kosong Sawit (TKS)
Komposisi
Kadar (%)
Kadar air Lignin Holoselulosa
8,56 25,83 56,49
α-Selulosa Hemiselulosa
33,25 23,24
Zat ekstraktif
4,19 (Ropiah, 2010).
1. Selulosa
Selulosa merupakan polimer tak bercabang yang dihasilkan dari tanaman. Strukturnya merupakan polisakarida dan jumlahnya sangat berlimpah dalam polimer alam, berupa serat dengan warna putih, tidak dapat larut dalam air dan pelarut organik yang merupakan polimer tak bercabang dari glukosa yang dihubungkan melalui ikatan beta 1,4 atau 1,4 beta glukosidase. Senyawa ini
7
hanya larut dalam pelarut ionik dan tidak dapat diproses secara termal karena dapat terdegradasi sebelum meleleh.
Selulosa merupakan homopolimer linear dengan ikatan (1→4) β unit glukopiranosa. Molekul lurus dengan unit glukosa rata-rata sebanyak 5000 ini beragregasi membentuk fibril yang terikat melalui ikatan hidrogen di antara gugus hidroksil pada rantai di sebelahnya. Selulosa adalah salah satu komponen utama dari ligniselulosa yang terdiri dari unit monomer D-glukosa yang terikat pada ikatan 1,4-glikosidik. Struktur selulosa dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Selulosa (Pushpamalar, 2006). Selulosa dengan rumus molekul 2(C6H10O5)n, dengan n adalah derajat polimerisasi. Panjang rangkaian selulosa tergantung pada derajat polimerisasinya. Semakin panjang rangkaian selulosa, maka rangkaian selulosa tersebut mempunyai serat yang lebih kuat, lebih tahan terhadap pengaruh bahan kimia, cahaya, dan mikroorganisme. Selulosa dapat dibedakan menjadi:
A. α-Selulosa α-Selulosa tidak dapat larut dalam larutan NaOH dengan kadar 17,5% pada suhu
8
20oC dan merupakan bentuk sebenarnya yang dikenal sebagai selulosa. Struktur dari α-Selulosa dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur α-Selulosa (Nuringtyas, 2010).
B. β-Selulosa β-Selulosa mudah larut dalam larutan NaOH yang mempunyai kadar 17,5% pada suhu 20oC dan mengendap pada larutan yang bersuasana asam. Struktur dari βSelulosa disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Struktur β-Selulosa (Nuringtyas, 2010).
C. γ-Selulosa γ-Selulosa mudah larut dalam larutan NaOH yang mempunyai kadar 17,5% pada suhu 20oC dan tidak akan terbentuk endapan setelah larutan dinetralkan.
9
α-Selulosa sangat menentukan sifat tahanan kertas, semakin banyak kadar dari αSelulosanya menunjukkan semakin tahan lama kertas tersebut. Dan mempunyai sifat hidrofilik yang lebih besar pada γ dan β-Selulosa dari pada α-Selulosanya (Solechudin dan Wibisono, 2002).
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan polisakarida dengan berat molekul kecil berantai pendek bila dibandingkan dengan selulosa dan banyak ditemukan pada kayu lunak. Hemiselulosa disusun oleh pentosan (C5H8O4) separti xylosa, arabinosa dan heksosan (C6H10O5) seperti manosa, glukosa, galaktosa. Pentosan terdapat pada kayu keras, sedangkan heksosan terdapat pada kayu lunak (Maga, 1987). Struktur hemiselulosa disajiakn pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur hemiselulosa ((Harmsen et al., 2010).
Hemiselulosa pada suhu rendah tidak larut dalam air. Prose hidrolisis hemiselulosa dilakukan pada suhu yang lebih rendah daripada selulosa yang mana kelarutannya akan terus bertambah seiring dengan naiknya suhu (Harmsen et al., 2010).
10
Hemiselulosa dapat mengalami reaksi oksidasi menjadi senyawa keto dan aldo dan dapat membentuk adisi pada gugus hidroksil. Hemiselulosa akan mengalami reaksi oksidasi dan degradasi terlebih dahulu daripada selulosa, karena rantai molekul hemiselulosa lebih pendek dan bercabang (Fengel dan Wenger, 1995).
3. Lignin
Lignin merupakan bagian dari tumbuhan yang berada dalam lamelar tengah dan dinding sel yang berfungsi sebagai perekat antar sel, sehingga adanya lignin tidak dikehendaki dalam proses pembuatan Pulp. Lignin adalah polimer kompleks dan bersifat amorf. Karena adanya sifat amorf pada lignin maka sulit diketahui secara pasti sifat fisik dan bentuk molekulnya (Fengel dan Wenger, 1995).
Lignin membentuk sistem komposit dengan efisiensi tinggi, yang disintesis dari karbon, oksigen, hidrogen, dan energi matahari. Lignin memiliki fungsi biologi membantu melindungi tanaman dari serangan biologi dan membantu transportasi air dengan cara menutup dinding sel tanaman mencegah kebocoran air.
Molekul lignin merupakan turunan dari tiga monomer fenil propana, yaitu kumaril alkohol, koniferil alkohol, dan sinafil alkohol (Gambar 5). Ketiga monolignol ini dipolimerisasi dengan cara proses radikal kopling yang menghubungkan karbonkarbon atau ikatan eter. Ikatan tersebut terjadi pada beberapa posisi yang berbeda pada masing-masing unit fenolik, yang menyebabkan banyak ikatan berbeda. Tipe ikatan yang paling umum ditemukan pada molekul lignin antara lain β-O-4, α-O-4, β-5, 5-5, 4-O-5, β-1, dan β-β. Setidaknya ada 20 jenis ikatan yang berbeda
11
yang telah ditemukan. Jenis ikatan eter diketahui mendominasi pada lignin asli, diperkirakan untuk menyusun sekitar setengah sampai dua pertiga dari total ikatan lignin (McDonald, 2006). Struktur pembentuk utama lignin dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5.
Struktur Pembentuk Utama Lignin (McDonald, 2006).
Pelarut yang dapat melarutkan lignin secara signifikan terdiri dari alkohol dengan molekul kecil, dioksan, aseton, piridin dan dimetil sulfoksida. Selain itu, telah dilakuakan penelitian bahwa dengan adanya kenaikan suhu, terjadi pelunakan termal lignin, yang mengikuti reaksi depolimerisasi asam (Harmsen et al., 2010). Struktur lignin disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Struktur Lignin (Gregory, 2007).
12
C. Nanoselulosa
Partikel nanoselulosa merupakan material jenis baru yang mengalami perubahan, perubahan ini berupa peningkatan kristalinitas, luas permukaan, peningkatan dispersi dan biodegradasi. Dengan adanya perubahan dari selulosa menjadi nanoselulosa menyebabkan terjadinya perubahan sifat dari selulosa dapat dimanfaatkan sebagai filler penguat polimer, aditif untuk produksi biodegradable, penguat membran, pengental untuk dispersi, dan media pembawa obat (Ioelovich, 2012).
1. Sintesis Nanoselulosa
Penelitian tentang nanoselulosa sudah banyak dilakukan dengan metode penelitian yang berbeda–beda. Salah satunya yaitu metode yang telah dilakukan oleh Arup Mandal (2011). Sintesis nanoselulosa dari α-selulosa terdiri dari empat tahap, yaitu hidrolisis asam, sentrifuse, ultrasonikasi, dan freezer drying. Pada tahap hidrolisis asam, α-selulosa ditambah H2SO4 dan dibantu oleh proses pemanasan selama 5 jam dengan suhu 50oC sambil diaduk.
Lalu larutan hasil hidrolisis asam ditambah akudes, hal ini bertujuan untuk memberhentikan reaksi berlebih yang terjadi saat proses hidrolisis asam. Proses hidrolisis asam bertujuan untuk menghilangkan bagian amorf dari rantai selulosa sehingga isolasi kristal selulosa dapat dilakukan (Isdin, 2010). Berdasarkan fasenya polimer dibagi menjadi dua jenis, yaitu: Amorf merupakan polimer yang tersusun tidak teratur dan memiliki suhu transition glass (Tg). Contoh fase amorf
13
yaitu karet dan polietena yang ada pada kehidupan sehari-hari, Kristalin merupakan polimer yang mempunyai susunan rantai yang teratur dan memiliki titik leleh. Contohnya pati, selulosa, dan lain-lain (Stevano, 2013).
Pembuatan nanoselulosa oleh hidrolisa asam terjadi pada temperatur yang cukup tinggi dan berada pada media asam dalam waktu yang cukup lama. Akibat dari keadaan menyebabkan terjadinya reaksi yaitu selulosa terhidrolisa menjadi selulosa dengan berat molekul yang rendah. Keaktifan asam pekat untuk menghidrolisis selulosa berbeda-beda. Untuk keaktifan yang sangat tinggi dimiliki oleh asam oksalat. asam nitrat, asam sulfat dan asam klorin adalah asam yang aktif, sedangkan asam-asam organik merupakan asam asam yang tidak aktif. Asam sulfat yang pekat (75%) akan menyebabkan selulosa berbentuk gelatin, asam nitrat pekat akan menyebabkan selulosa membentuk ester sedangkan asam fosfat pada temperatur rendah akan menyebabkan sedikit berpengaruh pada selulosa (Solechudin dan Wibisono, 2002). Gambaran secara fisik hidrolisis asam dapat menghilangkan bagian amorf dari selulosa dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Hidrolisis asam dapat menghilangkan bagian amorf dari selulosa (Oke, 2010).
14
Mekanisme hidrolisis asam secara reaksi kimia dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Mekanisme hidrolisis asam (Yue, et al, 2007).
Tahap sentrifuse, tahap ini dilakukan untuk memisahkan antara endapan dengan larutan berdasarkan perbedaaan berat molekul. Tahap selanjutnya yaitu ultrasonikasi yang bertujuan untuk menurunkan ukuran nanoselulosa dengan bantunan gelombang ultrasonik. Mekanisme pembentukan nanoselulosa dengan ultrasonikasi dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Mekanisme pembentukan nanoselulosa dengan ultrasonikasi (Li et al, 2012).
15
Tahap yang terakhir yaitu freeze drying yang digunakan untuk memisahkan nanoselulosa dari sisa akuades. Freeze drying atau liofilisasi adalah suatu cara pengeringan tanpa pemanasan. Cara ini cocok untuk sampel yang sensitif terhadap panas serta sampel yang mudah teroksidasi dalam keadaan panas. Langkah pertama dalam freeze drying yaitu dengan membekukan sampel, yang kemudian di vakum untuk menghilangkan kandungan air dalam sampel (Settle, 1997).
2. Kegunaan Nanoselulosa
Senyawa nanoselulosa telah banyak digunakan dalam bidang industri dan kehidupan sehari-hari. Misalnya dapat digunakan sebagai filler penguat polimer, aditif untuk produksi biodegradable, penguat membran, pengental untuk dispersi, dan media pembawa obat (Ioelovich, 2012).
Nanoselulosa dapat dimodifikasi menjadi berbagai macam produk, seperti:
a. Biomedical Nanokomposit dibuat lapis demi lapis (Layer-By-Layer) dengan polidialildimetilamonium klorida (PDDA) menghasilkan komposit berlapis yang dapat digunakan dibidang biomedical (Podsaidlo et al, 2005).
Nanokomposit dibuat dari campuran antara nanoselulosa dengan kopolimer polyvinyl alcohol dan polyvinyl acetate, hasil menunjukkan semakin banyak filler (bahan pengisi nanoselulosa) yang terdapat dalam lembaran polimer dapat
16
meningkatkan sifat termal dan derajat kristalinitas pada saat polimer kering (Rohani et all, 2008).
b. Material Biokompatibel Nanoselulosa ditambah dengan polyelectolyte multilayer (PEM) yang kemudian lembaran yang memiliki sifat mekanik dan optic yang baik (Cranston dan Gray, 2006).
c. Katalis dan Katalis Pendukung Template komposit dibuat dari nanoselulosa untuk titania berpori. Material titania memiliki luas permukaan yang tinggi (170-200 m2/g) yang dapat digunakan sebagai katalis, dan pndukung katalis (Shin dan Exarhos, 2007).
d. Biomaterial dalam bidang pangan Nanoselulosa ditambahkan kedalam larutan 1-(2-hidroksietil)-3-metilimidazolinium klorida ([HeMIM]Cl) yang mengandung matrik selulosa yang kemudian membentuk lembaran komposit. Lembaran komposit ini mengalami peningkatan sifat mekanik (kekuatantarik), stabilitas termal dan ramah lingkungan (Ma et al, 2011). Nanoselulosa dicampur dengan kitosa untuk menghasilkan nanokomposit, penambahan nanoselulosa mengakibatkan naiknya nilai kekuatan tarik (tensile strength) sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pengepakan makanan (Khan et all, 2012).
e. Polimer Komposit
17
Nanokomposit dibuat dari poliurenta dengan fraksi rendah selulosa, menghasilkan polimer komposit yang mengalami peningkatan kekuatan tarik, dan modulus young (Pie et al, 2011). f. Perangkat Sensor Gas Shopsowitz et all (2011) membuat karbon mesoporous kiral nematik yang merupakan hasil turunan dari nanoselulosa yang dikomposit dengan lembaran SiO2. Karbon mesoporous memiliki peran penting dalam perangkat elektronik contohnya perangakat sensor gas.
g. Bahan aktif anti racun Asam polilaktik (PLA) ditambah dengan nanoselulosa sehingga menghasilkan nanokomposit yang berguna untuk bahan aktif anti racun. Penambahan nanoselulosa memperkuat sifat barrier pada hasil polimer komposit (Fortunati et all, 2012).
3. Penelitian Tentang Nanoselulosa
Berdasarkan penelitian terdahulu telah dilakukan pembuatan nanoselulosa menggunakan metode mekanik dengan ultrasonikasi, daya yang digunakan pada saat sintesis 1500W. Nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 50-250 x 10-20 nm (Li, et al., 2012). Dan beberapa penelitian terdahulu juga menggunakan metode kimia dengan cara hidrolisis asam kuat. Wang et al (2008) menggunakan asam sulfat, asam klorida dan air hasil destilasi dengan perbandingan 3:1:6 (v/v) yang disertai pengadukan 50 Hz (3000 rpm) selama 10 jam, dihasilkan nanoselulosa bekururan 20-90 nm. Rose et al (2010) menggunakan bahan dasar potongan
18
kelapa yang sudah didelignifikasi pada tahap sebelumnya, yang kemudian potongan kelapa hasil delignifikasi dihidrolisis dengan asam sulfat, dihasilkan nanoselulosa berukuran 5-6 x 58-515 nm. Sadegifar et al (2011) menggunakan asam bromida (HBr) dengan konsentrasi 2,5 M suhu yang digunakan 80o selama 3 jam, lalu disaring menggunakan kertas Whattman. Nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 100-400 x 7-8 nm.
Ieolovich (2012) membuat nanoselulosa dengan variasi suhu reaksi dan rasio asam terhadap selulosa, dihasilkan nanoselulosa berukuran 1150-200 x 10-20 nm. Xiong et al (2012) dengan bahan dasar limbah katun yang dihidrolisis menggunakan asam sulfat 63% berat sebanyak 33 mL pada suhu 44oC dengan pengadukan dan ultrasonikasi pada 50 Hz selama 3 jam, lalu ditambah air hasil destilasi yang bertujuan untuk menghentikan proses hidrolisis, air hasil destilasi ditambahkan sebanyak 5 kali volume campuran. Nanoselulosa yang dihasilkan berukuran 10-65 nm. Bernando et al (2012) menggunakan bahan dasar serat bambu, sebelum tahap hidrolisis serat bambu di rendam pada NaOH 2% w/w selama 4 jam dan dibleaching pada suhu 80oC selama 3 jam. Selanjutnya pulp yang sudah dibleaching dihidrolisis menggunakan asam sulfat 64% berat dan dihasilkan nanoselulosa berukuran 100-130 x 5-8 nm.
4. Karakterisasi Nanoselulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS)
A. Spektroskopi Infra Merah (IR)
Spekroskopi IR adalah sebuah metode analisis instrumentasi pada senyawa kimia
19
yang menggunakan radiasi sinar infra merah. Spektroskopi IR berguna untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada senyawa organik. Bila suatu senyawa diradiasi menggunakan sinar inframerah, maka sebagian sinar akan diserap oleh senyawa, sedangkan yang lainnya akan diteruskan. Serapan ini diakibatkan karena molekul senyawa organik mempunyai ikatan yang dapat bervibrasi. Vibrasi molekul dapat dialami oleh semua senyawa organik, namun ada beberapa yang tidak terdeteksi oleh spektrometri IR. Cahaya terdiri dari berbagai frekuensi elektromagnetik yang berkesinambungan yang berbeda. Radiasi inframerah adalah salah satu bagian dari spektrum elektromagnetik yang terletak antara cahaya tampak dan gelombang mikro. Rentang panjang gelombang inframmerah yang digunakan untuk tujuan analisis adalah 2,5x10 -6m sampai dengan 16x10 -6m. Satuan yang digunakan dalam spektroskopi inframerah adalah mikrometer dan bilangan gelombang. Namun para ahli kimia lebih banyak menggunakan satuan bilangan gelombang yaitu cm -1. Nilai 2,5-16 μ sama dengan 4000-625 cm-1(Samsiah, 2009).
Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya suatu gugus fungsi spesifik. Dasar Spektroskopi IR dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini. Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik. Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak, yaitu:
- Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.
20
- Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan - Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.
Bila ikatan bergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekuensi vibrasi dan tetapan gaya (k) dari pegas dan massa (m1) dan (m2) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi (Winarno dan Fardiaz, 1980 dalam Dwi, 2013). Mekanisme kerja Spektroskopi IR disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10. Mekanisme Kerja Spektroskopi IR (Dwi, 2013). Adapun proses instrumen analisis sampelnya meliputi: 1. The source: energi inframerah yang dipancarkan dari sebuah benda hitam menyala. Balok ini melewati melalui logam yang mengontrol jumlah energi yang diberikan kepada sampel. 2. Interoferometer: sinar memasuki interferometer “spectra encoding” mengambil tempat, kemudian sinyal yang dihasilkan keluar dari interferogram.
21
3. Sampel: sinar memasuki kompartemen sampel dimana diteruskan melalui cermin dari permukaan sampel yang tergantung pada jenis analisis. 4. Detektor: sinar akhirnya lolos ke detektor untuk pengukuran akhir. Detektor ini digunakan khusus dirancang untuk mengukur sinar interfrogram khusus. Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red adalah TetraGlycerine Sulphate (TGS) atau Mercury Cadmium Telluride (MCT). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekuensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi inframerah. 5. Komputer: sinyal diukur secara digital dan dikirim ke komputer untuk diolah oleh Fourier Transformation berada. Spektrum disajikan untuk interpretasi lebih lanjut.
Menurut Sri (2012), prinsip kerja spektroskopi IR adalah adanya interaksi energi dengan materi. Misalkan dalam suatu percobaan berupa molekul senyawa kompleks yang ditembak dengan energi dari sumber sinar yang akan menyebabkan molekul tersebut mengalami vibrasi. Sumber sinar yang digunakan adalah keramik, yang apabila dialiri arus listrik maka keramik ini dapat memancarkan infrared.
Vibrasi dapat terjadi karena energi yang berasal dari sinar infrared tidak cukup
22
kuat untuk menyebabkan terjadinya atomisasi ataupun eksitasi elektron pada molekul senyawa yang ditembak dimana besarnya energi vibrasi tiap atom atau molekul berbeda tergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga dihasilkan frekuensi yang berbeda pula. Beberapa contoh serapan yang khas dari beberapa gugus fungsi disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Contoh serapan yang khas dari beberapa gugus fungsi Gugus
Jenis Senyawa -1
Daerah Serapan (cm ) C-H alkana 2850-2960, 1350-1470 C-H alkena 3020-3080, 675-870 C-H aromatik 3000-3100, 675-870 C-H alkuna 3300 C=C alkena 1640-1680 C=C aromatik (cincin) 1500-1600 C-O alkohol, eter, asam karboksilat,ester 1080-1300 C=O aldehida, keton, asam karboksilat, ester 1690-1760 O-H alkohol, fenol(monomer) 3610-3640 O-H alkohol, fenol (ikatan H) 2000-3600 (lebar) O-H asam karboksilat 3000-3600 (lebar) N-H amina 3310-3500 C-N amina 1180-1360 -NO2 nitro 1515-1560, 1345-1385 (Sri, 2012).
B. PSA (Particel Size Analyzer)
Distribusi ukuran partikel merupakan karakteristik khusus untuk nanopartikel. Suatu material dapat dikatakan nanopartikel bila ukuran partikelnya dibawah 100 nm. Ada beberapa metode yang digunakan untuk menentukan ukuran dari nanopartikel, yaitu:
1. PCS (Photon Correlation Spectroscopy)
23
PCS digunakan untuk menentukan ukuran partikel sampel padat dalam medium cair, partikel-partikel sampel akan bergerak acak megikutin aturan gerak Brown, pengukuran dilakukan dengan menembakkan partikel-partikel yang bergerak acak menggunakan laser. Lalu PCS akan menentukan distribusi ukuran rata-rata.
2. DLS (Dynamic Light scattering) DLS digunakan untuk menentukan ukuran partikel dengan sampel suspensi yang bergerak pada pola acak, prinsip yang digunakan pada DLS partikel yang berukuran lebih besar akan bergerak lambat bila dibangingkan dengan partikel yang berukuran kecil (Jahanshahi et al, 2008).
PSA dalam menentukan ukuran partikel menggunakan metode LAS (Laser Diffraction). Ada dua metode LAS, yaitu:
1. Metode basah (Wet Dispersion Unit) Metode basah menggunakan media pendispersi untuk mendispersikan sampel uji.
2. Metode Kering (Dry Dispersion Unit) Metode kering menggunakan udara untuk melarutkan partikel dan membawanya ke sensing zone.
PSA-DLS sering menggunakan metode basah, pengukuran dengan metode basah lebih akurat bila dibandingkan dengan metode kering (Susanti, 2013).
24
Gambar 11. Alat PSA (Particel Size Analyzer) Fritsch Analysette 22 Keunggulan PSA (Particel Size Analyzer) sebagai alat pengukuran partikel, yaitu:
1. Akurat dan mudah digunakan, pengukuran partikel dengan PSA lebih akurat daripada pengukuran dengan SEM dan TEM. Karena pengukuran partikel dengan PSA, sampel didispersikan ke dalam media sehingga ukuran yang dihasilkan adalah ukuran single particle. 2. Hasil yang didapat dalam bentuk distribusi, sehingga menggambarkan kondisi sampel keseluruhan. 3. Rentang pengukuran dengan PSA dari 0,6 nanometer sampai 7 mikrometer (Rusli, 2011).
C. SEM (Scanning Electron Micrascope)
SEM (Scanning Electron Microscope) adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang menggunakan berkas elektron untuk menggambarkan bentuk permukaan dari material yang dianalisis. Fungsi SEM adalah dengan memindai terfokus balok halus elektron ke sampel. Elektron berinteraksi dengan sampel komposisi molekul. Energi dari elektron menuju ke sampel secara langsung dalam proporsi jenis interaksi elektron yang dihasilkan dari sampel. Serangkaian energi elektron
25
terukur dapat dihasilkan yang dianalisis oleh sebuah mikroprosesor yang canggih yang menciptakan gambar tiga dimensi atau spektrum elemen yang unik yang ada dalam sampel dianalisis.
Prinsip kerja dari SEM adalah sebagai berikut: 1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda. 2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel. 3. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai. 4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (Sri, 2001).
Beberapa keunggulan SEM, yaitu: 1. Kemampuan untuk menggambarkan area yang besar secara komparatif dari spesimen. 2. Kemampun untuk menggambarkan materi bulk, dan berbagai mode analitikal yang tersedia untuk mengukur komposisi dan sifat dasar dari spesimen (Marlina, 2007).
Skema alat Scanning Electron Microscope dapat dilihat pada Gambar 12.
26
Gambar 12. Skema alat Scanning Electron Microscope (Ayyad, 2011).
D. XRD (X-Ray Diffraction)
XRD merupakan salah satu metode karakteristik material yang paling sering digunakan. XDR digunakan untuk mengedentifikasi fasa kristalin dalam material dengan menentukan parameter struktur kisi dan untuk mendapatkan ukuran partikel. Prinsip dasar dari XRD adalah mendifraksi cahaya melalui celah kristal, difraksi cahaya oleh kristal atau kisi-kisi mampu terjadi pada saat difraksi berasal dari radius yang mempunyai panjang gelombang dan jarak antar atom sebesar 1 angstrom. Radiasi yang digunakan dalam bentuk sinar-X, elektron dan neutron. Sinar-X adalah proton dengan energi tinggi yang mempunyai panjang gelombang 0,5 sampai 2,5 angstrom. Ketika sinar-X berinteraksi dengan material, maka sebagian sinar-X akan diabsorbsi, ditransmisikan, dan sisanya dihamburkan terdifraksi. Hamburan inilah yang dideteksi oleh XRD (Callister, 2009).
27
III.
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret sampai dengan bulan Juni 2016 di Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung, analisis FTIR dilakukan di Institut Teknologi Bandung, analisis PSA (Particle Size Analyzer) dilakukan PT. Nanotech Herbal, analisis SEM (Scanning Electron Microscope) dilakukan di UPT Laboratorium Terpadu dan Sentra Inovasi Teknologi Universitas Lampung dan analisis XRD (X-Ray Diffraction) dilaksanakan di Universitas Gajah Mada.
B. Alat dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan adalah gelas beker, erlenmeyer, corong pemisah, pipet tetes, gelas ukur, oven, refluks, kertas saring, indikator universal, alumunium foil, neraca analitik, pengaduk, gunting, blender, penangas, saringan, stopwatch, buret, batang pengaduk, hot plat stirrer, termometer, lemari asam, sentrifuse, ultrasonikasi, freezer-drying, FTIR, PSA (Particle Size Analyzer), SEM (Scanning Electron Microscope), dan XRD (X-Ray Diffraction). Sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah tandan kosong sawit (TKS), larutan HNO3 35%, NaNO2%, larutan NaOH 2%, larutan Na2SO3 2%, larutan NaOCl 1,75%,
28
larutan NaOH 17,5%, H2O2 10%, larutan K2Cr2O7 0,5 N, larutan FAS 0,1 N, larutan H2SO4, dan akuades.
C. Prosedur
1. Preparasi Sampel
Sampel yang diambil dari pabrik kelapa sawit di Desa Wates dicuci dengan air dan dijemur di bawah sinar matahari selama satu hari. TKS yang setengah kering dibelah menjadi empat dan dijemur lagi di bawah sinar matahari selama satu hari agar kadar airnya berkurang. Kemudian TKS dipotong menjadi berukuran sekitar 2 cm lalu di blender agar didapatkan serat yang lebih halus.
2. Isolasi α-Selulosa Dari Tandan Kosong Sawit (TKS) Sebanyak75 gram serat TKS dimasukkan ke dalam gelas beaker, kemudian ditambahkan 1 L campuran HNO3 3,5% dan 10 mg NaNO2, dipanaskan di atas hot plate pada suhu 90oC selama 2 jam. Setelah itu disaring dan ampas dicuci hingga filtrat netral. Selanjutnya di refluks dengan 750 ml larutan yang mengandung NaOH 2% dan Na2SO3 2% pada suhu 50oC selama 1 jam. Kemudian disaring dan ampas dicuci sampai netral. Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan 250 ml larutan NaOCl 1,75% pada temperatur mendidih selama 0,5 jam. Kemudian disaring dan ampas dicuci sampai pH filtrat netral. Setelah itu dilakukan pemurnian α-selulosa dari sampel dengan 500 ml larutan NaOH 17,5% pada suhu 80oC selama 0,5 jam. Kemudian disaring, dicuci hingga filtrat netral dan diputihan dengan H2O2 10% pada suhu 60oC dalam oven selama
29
1 jam.
3. Penentuan Kadar α-selulosa menggunakan metode uji SNI 0444:2009 dan Kadar lignin menggunakan Metode SNI 0492:2008.
Timbang sampel 1,5 g ± 0,1 g dengan ketelitian 0,1 mg. Sampel dimasukkan ke dalam gelas piala tinggi 300 mL dan tambahkan 75 mL larutan natrium hidroksida 17,5%, sebelumnya sesuaikan dulu pada suhu 25oC ± 0,2oC. Catat waktu pada saat larutan natrium hidroksida ditambahkan. Aduk pulp dengan alat sampai terdispersi sempurna. Hindari terjadinya gelembung udara dalam suspensi pulp selama proses pengadukan. Ketika pulp telah terdispersi, angkat pengaduk dan bersihkan pulp yang menempel pada ujung batang pengaduk.
Cuci pengaduk dengan 25 mL larutan natrium hidroksida 17,5%, tambahkan ke dalam gelas piala, sehingga total larutan yang ditambahkan ke dalam pulp adalah 100 mL. Aduk suspensi pulp dengan batang pengaduk dan simpan dalam penangas 25oC ± 0,2oC. Setelah 30 menit dari penambahan pertama larutan natrium hidroksida, tambahkan 100mL akuades suhu 25oC ± 0,2oC pada suspensi pulp dan aduk segera dengan batang pengaduk. Simpan gelas piala dalam penangas untuk 30 menit berikutnya sehingga total waktu ekstraksi seluruhnya sekitar 60 menit ± 5 menit. Setelah 60 menit, aduk suspensi dengan batang pengaduk dan tuangkan ke dalam corong masir.
Buang 10 mL sampai 20 mL filtrat pertama, kemudian kumpulkan filtrat sekitar 100 mL dalam labu yang kering dan bersih. Pulp jangan dibilas atau dicuci dengan akuades dan jaga agar tidak ada gelembung yang melewati pulp pada saat
30
menyaring. Pipet filtrat 25 mL dan 10 mL larutan kalium dikromat 0,5 N ke dalam labu 250 mL. Tambahkan dengan hati-hati 50 mL asam sulfat pekat dengan menggoyang labu. Biarkan larutan tetap panas selama 15 menit, panaskan pada suhu 125oC sampai 135oC kemudian tambahkan 50 mL aquades dan dinginkan pada suhu ruangan.
Tambahkan 2 tetes sampai 4 tetes indikator ferroin dan titrasi dengan larutan ferro ammonium sulfat (FAS) 0,1 N sampai berwarna ungu. Pada kelarutan pulp tinggi (kandungan selulosa alfa rendah), titrasi balik dikromat kurang dari 10 mL, volume filtrat dikurangi menjadi 10 mL dan penambahan asam sulfat menjadi 30 mL. Lakukan titrasi blanko dengan mengganti filtrat pulp dengan 12,5 mL larutan natrium hidroksida 17,5% dan 12,5 mL akuades. Hasil analisis yang dapat ditentukan keadaan yang paling optimum menggunakan rumus berikut:
Dimana: X= α-selulosa, dinyatakan dalam persen (%); V1 = volume titrasi blanko, dinyatakan dalam mililiter (mL); V2 = volume titrasi filtrat pulp, dinyatakan dalam mililiter (mL); N = normalitas larutan ferro ammonium sulfat; A = volume filtrat pulp yang dianalisa, dinyatakan dalam mililiter (mL); W = berat kering oven contoh uji pulp, dinyatakan dalam gram (g).
Untuk menentukan kadar lignin menggunakan metode SNI 0492:2008, dimana 1gram sampel dimasukkan ke dalam labu bundar. Kemudian ditambah 15 mL
31
H2SO4 72%, ditutup dengan penutup kaca serta diaduk selama 2-3 menit dan direndam didalam bak perendam suhu 20oC selama 2 jam. Campuran tersebut ditambah akuades sebanyak 560 mL dan dididihkan dengan refluks selama 4 jam. Setelah itu campuran tersebut didiamkan selama 24 jam sampai lignin mengendap sempurna. Kemudian endapan lignin dicuci dan disaring menggunakan kertas saring yang telah diketahui bobotnya. Endapan lignin tersebut di oven pada suhu 100oC dan ditimbang. Untuk mengetahui bobot ligninnya digunakan rumus:
L= x 100% Dimana: A = Endapan Lignin (gram) B = Berat Sampel (gram)
4. Pembuatan Nanoselulosa Dari α-Selulosa dengan Metode Hidrolisis Asam
Sebanyak 5 gram sampel, dimasukkan kedalam labu bundar 1000 mL, ditambah 100 mL H2SO4 dengan variasi konsentrasi yaitu 30%, 35%, 40%, dan 45%, (v/v) direfluks selama 5 jam dengan suhu 50oC sambil diaduk, setelah itu tambahkan 100 mL akuades dan didinginkan. Kemudian disentrifuse 12000 rpm selama 15 menit, dicuci dengan akuades sambil disentrifuse. Setelah itu suspense koloid diultrasonikasi selama 5 menit dalam ice bath dan difreeze-drying.
32
5. PSA (Particle Size Analyzer)
Nanoselulosa kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan PSA untuk mengetahui distribusi ukuran partikelnya. Sejumlah sampel nanoselulosa dimasukkan ke dalam chamber yang telah berisi air pada Wet Dispersion Unit hingga indikator menunjukkan angka 10-12 (berwarna hijau).
6. Analisis SEM
Analisis SEM dilakukan dengan cara membekukan sampel diatas permukaan alumuniun hingga kering. Selanjutnya memercikkan emas ke dalam sampel selama 30 detik dengan alat polaron. Kemudian menampilkan hasil dengan stereoscan.
7. Analisis XRD
Analisis XDR digunakan untuk menentukan % kristalinitas dan juga ukuran kristal seperti yang diterangkan oleh Mohkami and Talaepour (2011). Nilai % kristalinitas ditentukan dengan rumus (I002-Iam/I002) x 100 %, sedangkan ukuran kristal ditentukan dengan rumus Dhkl = kλ/(Bhkl cos Ө). Keterangan : I002
= intensitas maksimum puncak kristal pada 2 Ө antara 22o dan 23o
Iam
= intensitas maksimum puncak kristal pada 2 Ө antara 18o dan 19o
Dhlk
= ukuran kristal
k
= konstanta Scherrer (0,84)
λ
= panjang gelombang X-Ray
Bhkl
= refleksi hkl yang diukur pada 2 Ө
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Adapun simpulan dari penelitian ini sebagai berikut: 1.
Didapatkan α-selulosa dengan kadar 94,53%.
2.
Hasil analisis FTIR nanoselulosa sama dengan hasil analisis FTIR selulosa.
3.
Hasil optimum untuk mendapatkan nanoselulosa terdapat pada konsentrasi H2SO4 45%, ditunjukkan dari analisis PSA, SEM dan XRD.
B. Saran
Adapun saran untuk penelitian berikutnya yaitu pengunaan H2SO4 dengan konsentrasi 45% berbahaya sehingga disarankan untuk menurunkan konsentrasi H2SO4 yang digunakan pada proses hidrolisis asam dan untuk mendapatkan hasil nano lama waktu saat hidrolisis asam ditambah.
46
DAFTAR PUSTAKA
A. Dufresne, Nanocellulose: From Nature to High Performance Tailored Materials, Walter de Gruyter, Berlin, Germany, 1st edition, 2012.
Ariyandi, Nono. 2006. Pembuatan Nanosfer Berbasis Biodegradable Polilaktat dengan Metode Sonofikasi. Skripsi. Institusi Pertanian Bogor. Bogor
Arup, Mandal., Isolation of nanocellulose from waste sugarcane bagasse (SCB) and its characterization. Carbohydrate Polymers, 2011, 86, 1291-1299
Aulia, Marpongahtun, Saharman Gea. 2013. Studi Penyediaan Nanokristal Selulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS). Jurnal FMIPA USU.
Ayyad, O. D. 2011. Novel Strategies The Synthesis of Metal Nanoparticle and Nanostructure (Tesis).Universitas de Barcelona. Barcelona.
Badan Standarisasi Nasional. 2009. Pulp Cara Uji Kadar Selulosa Alfa, Beta dan Gamma. SNI 0444: 2009.
Bernardo, S. L. B.; Fabiano V. P.; Jean, L. P.; Bruno J., Preparation morphology and structure of cellulose nanocrystals from bamboo fibers. Cellulose, 2012, 19, 1527–1536.
Callister, William. D, Jr. 2009. Materials Science and Engineering an Introduction 7th Edition. John Willey and Son, Inc.: Salk Lake City, Utah.
47
Cao, X.; Chen, Y.; Chang, P. R.; Muir, A. D.; Falk, G., Starch-based nanocomposites reinforced with flax cellulose nanocrystals. eXPRESS Poly mer Letters 2008, 2(7), 502–510
Cranston, E. D.; Derek G., Morphological and Optical Characterization of Polyelectrolyte Multilayers Incorporating Nanocrystalline Cellulose. Biomacromolecules, 2006, 7, 2522-2530
Ditjen PPHP. 2006. Pedoman Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit. Departemen Pertanian. Jakarta.
Dwi, Winarto. 2013. Spektroskopi Inframerah. http:// ilmukimia.org201307spektroskopi-inframerah-ir.html. Diakses pada 18 November 2015. F. Fahma, S. Iwamoto, N. Hori, T. Iwata, and A. Takemura, “Effect of pre-acidhydrolysis treatment on morphology and properties of cellulose nanowhiskers from coconut husk,” Cellulose, vol. 18, no. 2, pp. 443–450, 2011.
Feng, W., Bai, X.D.; Lian, Y.Q., Liang, J., Wang, X.G. dan Yoshino, K. 2003. Well Aligned Polyaniline/Carbon Nanotube Composite Films Grown by inSitu Aniline Polymerization, Carbon. 41: 1551 –1557.
Fengel, D. dan G.Wegener. 1995. Kayu, Kimia, Ultrastruktur,. Reaksi-reaksi. edisi 1, Gajah Mada Press. Yogyakarta.
Filson, P. B.; Benjamin, E.; Dawson A.; Diane S. B., Enzymatic-mediated production of cellulose nanocrystals from recycled pulp. Green Chemistry, 2009, 11, 1808– 1814
Fortunati, E.; Peltzer, M.; Armentano, I.; Torre, L.; Jiménez, A.; Kenny, J. M., Effects of modified cellulose nanocrystals on the barrier and migration properties of PLA nano-biocomposites. Carbohydrate Polymers, 2012, 90, 948-956
48
Gregory, A. P. 2007. Green Chemistry. http://www.research.uky.edu /images /lignin.jpg. Diakses pada tanggal 26 Desember 2015 pukul 19:00 WIB.
Halomoan, Ivan. 2015. Teknik Preparasi Nanopartikel Kitosan Melalui Metode Gelasi Ionik dengan Penambahan Triopolifosfat sebagai Cross-Linker dan Karakterisasinya. FMIPA Unila. Lampung.
Han, J.; Chengjun, Z.; Alfred, D. F.; Guangping, H.; Qinglin, W., Characterization of cellulose II nanoparticles regenerated from 1-butyl-3-methylimidazolium chloride. Carbohydrate Polymers, 2013, 94, 773-781
Harahap, Mahyuni, Thamrin, dan Saharman Gea. 2012. Pembuatan Selulosa Asetat Dari α-Selulosa Yang Diisolasi Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal FMIPA USU.
Harmsen, P. F. H., W. J. J. Huijgen., L. M. B. Lopez., and R. R. C. Bakker. 2010. Literature Review of Physical and Cemical Pretreatment Processes For Lignocellulosic Biomass. Food & Biodased Research. 10. 013.
Ioelovich,M., Optimal Conditions for Isolation of Nanocrystalline Cellulose Particles. Nanocrystals and Nanotechnology,2012,2(2), 9-13
Isdin O., Nanoscience in nature: cellulose nanocrystals. Surg, 2010, 3(2)
Jahanshahi dan Babaei. 2008. Protein Nanoparticle: A Unique System as Drug Delivery Vehicles. J. Biotechnology. 7: 4926-4934.
Khan, A.; Ruhul, A. K.; Stephane, S.; Canh, L. T.; Bernard, R.; Jean, B.; Gregory, C.; Victor, T.; Musa R. K.; Monique L., Mechanical and barrier properties of nanocrystalline cellulose reinforced chitosan based nanocomposite films. Carbohydrate Polymers, 2012, 90, 1601–1608.
49
Kiswanto. 2008. Teknologi Budidaya Kelapa Sawit. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Jakarta.
Lani. N. S, N. Ngadi, A. Johari, M. Jusoh. 2014. Isolation, Characterization, and Application of Nanocellulose from Oil Palm Empty Fruit Bunch Fiber as Nanocomposites. Jurnal Teknik Kimia Universitas Teknologi Malaysia.
Li, J.; Wei, X.; Wang, Q., Homogeneous isolation of nanocellulose from sugarcare bagasse by high pressure homogenization. Carbohydrate Polmers,2012,90(4), 1069-1613
Li, W.; Yue, J.; Liu, S., Preparation of nanocrystalline cellulose via ultrasound and its reinforcement capability for poly(vinyl alcohol) composites. Ultrasonics Sonochemistr,2012, 19, 479-485
M. Jonoobi, A. Khazaeian, P. M. Tahir, S. S. Azry, and K. Oksman, “Characteristics of cellulose nanofibers isolated from rubberwood and empty fruit bunches of oil palm using chemomechanical process,” Cellulose, vol. 18, no. 4, pp. 1085–1095, 2011.
Ma, H.; Zhou, B.; Li, H. S.; Li, Y. Q.; Ou, S. Y., Green composite films composed of nanocrystalline cellulose and a cellulose matrix regenerated from functionalized ionic liquid solution. Carbohydrate Polymers, 2011, 84, 383–389
Maga. Y.A. 1987. Smoke in Food Processing. CSRC Press. Inc. Boca Raton. Florida.
Man, Z.; Nawshad, M.; Ariyanti, S.; Mohamad, A. B.; Vignesh, K. M.; Sikander, R., Preparation of Cellulose Nanocrystals Using an Ionic Liquid. Journal of Polymer and the Environment, 2011 , 19, 726-731
Marlina, L. 2007. Sintesis Nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) untuk Aplikasi Sebagai Tinta Pengaman (Skripsi). FMIPA ITB. Bandung.
50
McDonald, A. G. 2006. Chemical and Thermal Characterization of Three Industrial Lignins and Their Corresponding Lignin Esters. (T). University of Idaho. Moskow.
Mohadi, R., Saputra, Adi., dan Lesbani,A. 2014. Studi Interaksi Internasional Ion Logam Mn+2 dengan Selulosa dari Serbuk Kayu. Jurnal Kimia FMIPA UNSRI. ISSN 1907-9850. 8(1), Januari 2014 pp 1-8.
Moon, R. J., CelluloseNanomaterials Review: Structure Properties and Nanocomposites. Chemical Society, 2011, 40, 3941-3994
Nahrowi, Ridho. 2015. Konversi Selulosa Menjadi Karboksimetil Selulosa dari Tandan Kosong Sawit. FMIPA UNILA. Bandar Lampung.
Nuringtyas, T.R. 2010 . Karbohidrat. Gajah Mada University. Yogyakarta. Nurul, Tazkia. 2016. Pengaruh Konsentrasi NaOH pada Karakterisasi α-Selulosa dari Tandan Kosong Sawit (TKS). FMIPA UNILA. Bandar Lampung.
Pasaribu, Subur P. 2012. Pengaruh Berat Abu Tandan Kosong Kelapa Sawit dalam Pemanfaatannya sebagai Katalis pada Sintesis Biodiesel Minyak Biji Jarak Pagar (Jatropa Curcas L). (j). Universitas Mulawarman. Samarinda.
Patraini, C. G. 2014. Pembuatan Selulosa Asetat dari α-Selulosa Tandan Kosong Sawit (TKS). (S). Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Podsiadlo, P.; Seok, Y. C.; Bongsup, S.; Jungwoo, L.; Meghan, C.; Nicholas, A. K., Molecularly Engineered Nanocomposites: Layer-by-Layer Assembly of Cellulose Nanocrystals. Biomacromolecules, 2005, 6, 2914-2918
51
Pushpamalar, V., Langford, S.J., Ahmad, M. and Lim, Y.Y. 2006. Optimization of Reaction Conditions For Preparing Carboxymethyl Cellulose From Sago Waste Carbohyd. Polym. 64: 312-318
R.Li,J.Fei,Y.Cai,Y.Li,J.Feng,andJ.Yao,“Cellulosewhiskers extracted from mulberry: a novel biomass production”, Carbohydrate Polymers,Vol.76,No.1,PP.94– 99,2009.
Roohani, M.; Youssef, H.; Naceur, M. B.; Ghanbar E.; Ali, N. K.; Alain D., Cellulose whiskers reinforced polyvinyl alcohol copolymers Nanocomposites. European Polymer Journal, 2008, 44, 2489–2498
Ropiah, D. 2010. Pemanfaatan Hidrosilat Tandan kosong Kelapa Sawit (TKKS) untuk Produksi Etanol Dengan Pichia stipitis. (S). Program Studi Kimia. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Jakarta.
Rosa, M. F.; Medeiros, E. S.; Malmonge, J. A.; Gregorski K. S.; Wood, D. F.; Mattoso, L. H. C.; Glenn, G.; Orts, W. J.; Imam, S. H., Cellulose nanowhiskers from coconut husk fibers: Effect of preparation conditions on their thermal and morphological behavior. Carbohydrate Polymers, 2010, 81, 83-92
Rusli, P. R. 2011. Pembuatan dan Karakterisasi Nanopartikel Titanium Dioksida Fasa Anatase dengan Metode Sol Gel (Skripsi). Universitas Negeri Medan. Medan.
Sadeghifar, H.; Ilari, F.; Sarah, P. C.; Dermot F. B.; Dimitris S. A., Production of cellulose nanocrystals using hydrobromic acid and click reactions on their surface. Springer. Journal Material Science, 2011
Said, E.Gumbira. 1996. Penanganan dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit, Cetakan Pertama. Trubus Agri Widya. Bogor.
52
Settle, Frank A. 1997. Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry.Prentice-Hall, Inc. New Jersey. Hal. 25-30;247-252;309-311;481-485.
Shin, Y.; Exarhos, G. J., Template synthesis of porous titania using cellulose nanocrystals. Materials Letters, 2007, 61, 2594–2597
Shopsowitz, K. E.; Wadood, Y. H.; Mark J. M., Chiral Nematic Mesoporous Carbon Derived From Nanocrystalline Cellulose. Angewandte Chemie International Edition, 2011, 50, 10991 –10995
Solechudin dan Wibisono. 2002. Buku kerja praktek. PT Kertas Lecces Persero, Probolinggo.
Sri, Bandiyah. 2012. Spektrofotometer IR. http://bandiyahsriaprilliafst09.web.unair.ac.idartikel_detail-48339-Umum-Spektrofotometer-IR.html. Diakses pada 18 November 2015.
Stevano, R. 2013. Karakterisasi Plastik Biodegradable dari Campuran Kitosan dan Polivinil Alkohol Menggunakan Metode Tanpa Pelarut (Skripsi). Universitas Lampung. Lampung.
Sudiyanti,Yan. 2013.Pemanfaatan Limbah Biomassa Industri Kelapa Sawit untuk Produksi Bioetanol Generasi 2 dan Co- Products. Lembaga Ilmu Penelitian Indonesia. Jakarta
Susanti, L. 2013. Mengetahui Ukuran Partikel dengan Particle Size Analyzer (PSA). http://nanoherbal-technology.com/mengetahui-ukuran-partikeldengan-particlesize-analyzer-psa. Diakses pada tanggal 10 November 2015 pukul 20.30 WIB.
Wang, H.; Changbin, Z.; Hong, H.; Lian W., Glucose production from hydrolysis of cellulose over a novel silica catalyst under hydrothermal conditions. Journal of Environmental Sciences, 2012, 24(3), 473–478
53
Winarno, F.G., S. Fardiaz, dan D. Fardiaz. 1980. Pengantar Teknologi Pangan. Gramedia. Jakarta.
Xiong, R.; Xinxing, Z.; Dong, T.; Zehang, Z.; Canhui, L., Comparing microcrystalline with spherical nanocrystalline cellulose from waste cotton fabrics. Cellulose, 2012, 19, 1189–1198.
Yue, Y., A Comparative Study of Cellulose I and II Fibers and Nanocrystals. Louisiana: Heilongjiang Institute of Science and Technology, 2007
Zhang, J.; Thomas, J. E.; Yunqiao, P.; Arthur J. R.; Facile Synthesis of Spherical Cellulose Nanoparticel. Carbohydrate Polymers, 2007, 69,607-611.
