PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh
SITI MAYSARAH 090405053
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2015
PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
SKRIPSI Oleh
SITI MAYSARAH 090405053
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 15 januari 2015
Siti Maysarah NIM 090405053
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pembuatan Perekat Lignin Resorsinol Formaldehid dari Natrium Lignosulfonat Tandan Kosong Kelapa Sawit”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini: Penelitian ini membantu dalam memberikan informasi tentang potensi pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang memiliki kandungan lignin yang tinggi. Penelitian ini membantu memberikan informasi tentang pemanfaatan lignin tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai perekat Lignin Resorsinol Formaldehid (LRF). Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada : 1. Ir. Netti Herlina, MT. selaku Dosen Pembimbing. 2. Ir. Renita Manurung, MT selaku dosen penguji dan koordinator skripsi. 3.
Mhd. Hendra S Ginting, ST. MT. selaku dosen penguji.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan,
Januari 2015
Penulis,
Siti Maysarah
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Siti Maysarah NIM: 090405053 Tempat / Tanggal Lahir: Medan / 25 Juni 1990 Nama Orang Tua: Yusra Arwan Sinaga Alamat Orang Tua: Jl. Karya KM 7 No. 03 Balai Makam Duri Riau 28884
Asal Sekolah SD Taman Siswa Sugarang Bayu tahun 1996-1998 SD N 081 Mandau tahun 1998-2002 SMP N 6 Mandau tahun 2002 – 2005 SMAK Padang tahun 2005 – 2009 Beasiswa yang diperoleh : Beasiswa BBM tahun 2009 Universitas Sumatera Utara Pengalaman Organisasi / Kerja Covalen Study Grup 2011-2012 sebagai Wakil Sekretaris Himpunan Mahasiswa Islam 2012 sebagai Bendahara Umum Himatek periode 2012 – 2013 sebagai Wakil Bendahara Umum
DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada: 1. Orang tua penulis, Yusra A Sinaga dan Sugestini atas semua doa dan dukungan yang selalu diberikan kepada penulis. 2. Seluruh anggota keluarga penulis terutama untuk kakak-kakak penulis, Yusmalia Rachma Sinaga dan Yose Marlina Ade Sinaga atas doa dan dukungan yang telah diberikan. 3. Rekan penelitian, Mutiata Istiqomah. 4. Seluruh sahabat serta teman sejawat penulis angkatan 2009 Teknik Kimia USU. 5. Staff pengajar dan seluruh jajaran keluarga besar Departemen Teknik Kimia FT USU.
ABSTRAK Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah dari pabrik kelapa sawit yang pemanfaatnya masih terbatas. Pemanfaatan lignin dari tandan kosong kelapa sawit yang dilakukan adalah pembuatan perekat alami. Pembuatan perekat ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu pembuatan serbuk tandan kosong kelapa sawit bebas ekstraktif, isolasi lignin, pembuatan natrium lignosulfonat, pemurnian natrium lignosulfonat dan pembuatan perekat. Pembuatan perekat lignin resorsinol formaldehid ini dilakukan dengan perbedaan perbandingan mol NaLS : resorsinol : formaldehida yaitu 1:1:1; 1:1:2; dan 1:1:3. Analisa yang dilakukan pada perekat ini yaitu uji kenampakan, pH/keasaman, berat jenis, dan viskositas pada suhu kamar dan uji waktu glatinasi pada suhu 100 0C serta kadar sisa penguapan pada 105 0C. Hasil yang didapatkan dari uji kenampakan perekat memiliki warna coklat kehitaman. pH dari setiap perbandingan yaitu perbandingan 1:1:1 nilainya 11,2, perbandingan 1:1:2 nilainya 11,4 dan perbandingan 1:1:3 nilainya 12,0. Berat jenis perekat perbandingan 1:1:1 yaitu 1,2857, perbandingan 1:1:2 1,2119, dan perbandingan 1:1:3 nilai berat jenisnya 1,3097. Viskositas dari perbandingan 1:1:1 nilainya 108,83 cps, perbandingan 1:1:2 nilainya 94,31 cps dan perbandingan 1:1:3 nilainya 129,92 cps. Waktu glatinasi pada perekat ini tidak sesuai dengan standar. Sisa penguapan pada perbandingan 1:1:1 sebesar 50,77%, perbandingan 1:1:2 sebesar 42,35% dan perbandingan1:1:3 sebesar 41,01%. Dari perlakuan yang dilakukan dibandingkan dengan standar fenol formaldehida yaitu SNI 06-4567-1998 fenol formaldehid cair. Kata kunci : tandan kosong kelapa sawit, lignin, natrium lignosulfonat, perekat, dan analisa
ABSTRACT Oil palm empty fruit bunches (TKKS) are waste from palm oil mill utilization is still limited. Lignin utilization of oil palm empty fruit bunhes made of natural adhesive manufacture. Making adhesive is carried out in several stages namely the manufacture of powder oil palm empty fruit bunches free extractives, lignin isolation, the manufacture of sodium lignosulfonate, sodium purification lignosulfonate and the manufacture of adhesive.making the lignin resorcinol formaldehide adhesive is done by differences sodium lignosulfonate : resorcinol : formaldehyde mole ratio are ratio 1:1:1, ratio 1:1:2 and ratio 1:1:3. Analysis perrformed on this adhesive is a test appearance, pH/acidity, density and viscosity at room temperature and gelatinization time at 100 0C as well the rest levels of evaporation at 105 0C. The results obtained from testing the appearance of the adhesive has a blackish brown color. pH of each ratio is ratio 1:1:1 11,2, ratio 1:1:2 11,4 and ratio 1:1:3 12,0. Adhesive Densities are ration 1:1:1 1,2857, ratio 1:1:2 1,2119, and ratio 1:1:3 1,3097. Viscosities are ratio 1:1:1 108,83 cps, ratio 1:1:2 94,31 cps and ratio 1:1:3 129,92 cps. Adhesive gelatinization time don’t comport with standard. The rest of the evaporation are ratio 1:1:1 50,77%, ratio 1:1:2 42,35% and ratio 1:1:3 41,01%. Of thr treatment was compared with standard phenol formaldehyde which is SNI 06-4567-1998 liquid phenol formaldehyde. Keywords : oil palm empty fruit, lignin, sodium lignosulfonate, adhesive, analisys
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR
i
DAFTAR ISI
ii
DAFTAR GAMBAR
iv
DAFTAR TABEL
vi
BAB I
PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
4
1.3
TUJUAN PENELITIAN
5
1.4
MANFAAT PENELITIAN
5
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
5
BAB II
BAB III
BAB IV
TINJAUAN PUSTAKA
7
2.1
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
7
2.2
LIGNIN
8
2.3
ISOLASI LIGNIN
9
2.4
NATRIUM LIGNOSULFONAT
11
2.5
PEREKAT
14
2.6
PEREKAT RESORSINOL FORMALDEHIDA
15
2.7
ANALISIS EKONOMI
16
METODOLOGI PENELITIAN
18
3.1
TEMPAT DAN WAKTU
18
3.2
BAHAN DAN PERALATAN
18
3.3
PELAKSANAAN PENELITIAN
19
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
32
PREPARASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
32
4.2
UJI KENAMPAKAN
34
4.3
PH (DERAJAT KEASAMAN)
36
4.4
BERAT JENIS
38
4.5
VISKOSITAS
39
4.6
SISA PENGUAPAN
41
4.7
KARAKTERISTIK
SENYAWA
PENYUSUN
43
PENYUSUN
PEREKAT
LIGNIN
RESORSINOL
FORMALDEHID (LRF) BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
45
5.1
KESIMPULAN
45
5.2
SARAN
45
DAFTAR PUSTAKA
47
LAMPIRAN 1
50
LAMPIRAN 2
53
LAMPIRAN 3
61
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Struktur (1) P-Kumaril Alkohol (Unit P-Hidroksifenil), (2) Koniferil Alkohol (Unit Guaiasil), (3) Sinapil Alkohol (Unit
9
Siringil) Gambar 2.2
Reaksi Pembentukan Natrium Lignosulfonat
Gambar 2.3
Reaksi
Lignin
+
Formaldehid
(HCOH)
13
Ortho-
15
Hydroxymethyllignin Gambar 2.4
Ikatan Resorsinol-Formaldehid
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Serbuk Tandan Kosong Kelapa Sawit Bebas Ekstraktif
15 25
Gambar 3.2
Flowchart Isolasi Lignin
28
Gambar 3.3
Flowchart Prosedur Pembuatan Surfaktan Natrium Sulfonat
29
Gambar 3.4
Flowchart Pemurnian Surfaktan Natrium Lignosulfonat
30
Gambar 3.5
Flowchart Pembuatan Perekat
31
Gambar 4.1
Grafik FT-IR Lignin Isolat
33
Gambar 4.2a
Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:1
35
Gambar 4.2b
Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:2
35
Gambar 4.2c
Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:3
35
Gambar 4.3
Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai
37
pH/Keasaman Perekat LRF Gambar 4.4
Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai
39
Berat Jenis Perekat LRF Gambar 4.5
Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Viskositas
40
Perekat LRF Gambar 4.6
Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai Sisa
42
Penguapan Perekat LRF Gambar 4.7
Grafik FT-IR Perkat LRF
43
Gambar L.1
Monomer Lignin Dan NaLS
51
Gambar L3.1
Tandan Kosong Kelapa sawit Ukuran > 5 cm
61
Gambar L3.2
Tandan Kosong Kelapa Sawit Ukuran < 2 cm
61
Gambar L3.3
Tandan Kosong Kelapa Sawit Ukuran 50 mesh
61
Gambar L3.4
Pembuatan Natrium Lignosulfonat
62
Gambar L3.5
Pemurnian Natrium Lignosulfonat dengan destilasi
62
Gambar L3.6
Pemurnian Natrium Lignosulfonat dengan pemisahan corong pemisah
63
Gambar L3.7
Natrium Lignosulfonat Konstan
63
Gambar L3.8
Pembuatan perekat
64
Gambar L3.9a
Perbandingan 1:1:1 run 1
64
Gambar L3.9b
Perbandingan 1:1:1 run 2
64
Gambar L3.9c
Perbandingan 1:1:2 run 1
64
Gambar L3.9d
Perbandingan 1:1:2 run 2
64
Gambar L3.9e
Perbandingan 1:1:3 run 1
65
Gambar L3.9f
Perbandingan 1:1:3 run 2
65
Gambar L3.10
Uji pH
65
Gambar L3.11
Uji Berat Jenis
66
Gambar L3.12
Uji Viskositas
66
Gambar L3.13
Uji Sisa Penguapan
66
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1
Beberapa Penelitian Mengenai Pembuatan Perekat Lignin
3
Resorsinol Formaldehida Tabel 2.1
Komposisi Kimia Tandan Kosong Kalapa Sawit
8
Tabel 2.2
Persyaratan Mutu Fenol Formaldehidacair Untuk Perekat Kayu Lapis
Tabel 2.3
Rincian
Biaya
Pembuatan
Perekat
Lignin
14
Resorsinol
Formaldehid dari Natrium Lignosulfonat Tandan Kosong
17
Kelapa Sawit Tabel 4.1
Pencirian Gugus-Gugus Fungsi Lignin Isolat
34
Tabel 4.2
Hasil Uji kenampakan Perekat LRF
35
Tabel 4.3
Hasil Uji pH Perekat LRF
37
Tabel 4.4
Berat Jenis Perekat LRF
38
Tabel 4.5
Viskositas Perekat LRF
40
Tabel 4.6
Sisa Penguapan Perekat LRF
41
Tabel 4.7
Pencirian Gugus-Gugus Fungsi Perekat LRF
43
Tabel L1.1
Data Pengukuran pH/Keasaman
50
Tabel L1.2
Data Pengukuran Berat Jenis
50
Tabel L1.3
Data Pengukuran Viskositas
51
Tabel L1.4
Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 1
51
Tabel L1.5
Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 2
51
Tabel L1.6
Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 3
52
DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
DATA PERCOBAAN
50
L1.1
Data Pengukuran pH/Keasaman
50
L1.2
Data Pengukuran Berat Jenis
50
L1.3
Data Pengukuran Viskositas
51
L1.4
Data Pengukuran Sisa Penguapan
51
CONTOH PERHITUNGAN
53
L2.1
Berat Molekul Lignin Dan NaLS
53
L2.2
Pembuatan Reagensia
53
L2.3
LAMPIRAN 3
Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) 50 Mesh
55
L2.4
Perhitungan Perbandingan Perekat LRF
56
L2.5
Perhitungan Berat Jenis
57
L2.6
Perhitungan Viskositas
58
L2.7
Perhitungan Sisa Penguapan
59
DOKUMENTASI
61
L3.1
Bahan Baku (Tandan Kosong Kelapa Sawit)
61
L3.2
Pembuatan Natrium Lignosulfonat
62
L3.3
Pembuatan Perekat
64
L3.4
Analisa Perekat
64
DAFTAR SINGKATAN LRF
Lignin Resorsinol Formaldehid
NaLS
Natrium Lignosulfonat
SNI
Standar Nasional Indonesia
TKKS
Tandan Kosong Kelapa Sawit
