Sifat fisiko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi

(1)

SIFAT FISIKO

D

IN

O-KIMIA ESTER GLISEROL GOND

HIDROGENASI

MEIYANA WAHYUNI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2011

(2)

RINGKASAN

MEIYANA WAHYUNI. E24060439. Sifat Fisiko-Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi. Dibimbing oleh WASRIN SYAFII dan BAMBANG WIYONO.

Gondorukem merupakan hasil hutan bukan kayu yang memiliki peluang besar untuk dikembangkan di Indonesia. Selama ini gondorukem yang banyak digunakan masih dalam bentuk non modifikasi. Gondorukem non modifikasi memiliki beberapa kelemahan seperti sifatnya yang mudah mengkristal bila dilarutkan, mudah teroksidasi oleh oksigen pada udara bebas karena sifat ketidakjenuhannya, dan mudah bereaksi dengan logam-logam berat seperti dalam pemanfaatannya pada pernis (Kirk & Othmer 2007). Kelemahan-kelemahan gondorukem ini dapat diatasi dengan memodifikasi gugus karboksil dan ikatan rangkap yang ada pada senyawa asam dalam gondorukem tersebut, salah satunya dengan proses hidrogenasi dan esterifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan gliserol sebagai agen pada proses esterifikasi terhadap sifat fisiko-kimia produk derivat gondorukem yang dihasilkan sehingga diharapkan dapat meningkatkan sifat fisoko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi, meningkatkan nilai tambah dan memperluas penggunaan dari produk derivat gondorukem yang dihasilkan.

Bahan yang digunakan yaitu gondorukem mutu WG (window glass), gas Hidrogen, katalis Nikel, Petroleum Benzene, Gliserol, dan bahan kimia untuk pengujian sifat fisiko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi. Pembuatan gondorukem hidrogenasi dilakukan dengan mencampurkan gondorukem dengan Petroleum Benzene, kemudian dimasukkan ke dalam sebuah reaktor dan dilakukan proses hidrogenasi dengan menggunakan suhu 125 ⁰C, tekanan 6-8 bar selama 1 jam (US Patent 2,739,947). Gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan digunakan bahan baku dalam pembuatan ester gliserol gondorukem hidrogenasi. Pembuatan ester gliserol gondorukem hidrogenasi yaitu dengan memanaskan 50 g gondorukem hidrogenasi dan ketika mencapai suhu 280 ⁰C ditambahkan gliserol pada taraf 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, dan 12%, suhu akan turun kemudian naik kembali dan ketika mencapai suhu 280 ⁰C dipertahankan selama 2 jam. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan ticetak pada wadah untuk kemudian dihitung nilai rendemennya dan diuji sifat fisiko-ki2mia (RSNI3 2010), yaitu warna dan penampakan, titik lunak, kelarutan dalam Toluena, kadar abu, bilangan asam, dan kadar logam (Pb dan As).

Esterifikasi gondorukem hidrogenasi dengan menggunakan gliserol menghasilkan rendemen 54,62-72,53%, warna yang gelap, larut dalam Toluena (1:1), titik lunak yang tinggi 102,67-116,50 ⁰C, kadar abu berkisar 154,07-510,38 ppm, menghasilkan bilangan asam yang rendah hingga 5,27-13,20 mg KOH/ g, kadar logam Pb ≤20 ppm dan kadar As ≤2 ppm. Penambahan gliserol mempengaruhi rendemen, titik lunak, bilangan asam, dan kadar abu. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan belum mampu digunakan sebagai food additive karena warnanya belum memenuhi standar produk China untuk ester gliserol gondorukem hidrogenasi food additive.

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Sifat Fisiko-Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi adalah karya saya sendiri di bawah bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Februari 2011

(4)

SIFAT FISIKO-KIMIA ESTER GLISEROL GONDORUKEM

HIDROGENASI

Karya Ilmiah

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

MEIYANA WAHYUNI

E24060439

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(5)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian :

Nama Mahasiswa : Meiyana Wahyuni

NRP : E24060439

Menyetujui: Komisi Pembimbing

Tanggal Lulus:

Sifat Fisiko-Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi

Ketua,

Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr NIP. 19541017 198003 1 004

Mengetahui,

Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc NIP. 1966 0212 199103 1 002

Anggota,

(6)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan kasih sayang-Nya sehingga penelitian dan karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan pada bulan Oktober-November 2010 ini adalah derivat gondorukem dengan judul Sifat Fisiko-Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian karya tulis ini. Penulis juga menyadari karya ini masih jauh dari sempurna. Segala kritikan dan saran penulis terima dengan senang hati. Semoga karya ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bogor, Februari 2011

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor, Jawa Barat pada tanggal 19 Mei 1988 sebagai anak pertama dari dua bersaudara pasangan Misar Ashari dan Muhini, S.Pd. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah lanjutan tingkat atas di SMA Negeri 1 Depok pada tahun 2006. Pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan memilih Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Pada tahun 2009 penulis memilih Bagian Kimia Hasil Hutan sebagai bidang keahlian.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif pada berbagai organisasi kemahasiswaan, yaitu Unit Kegiatan Mahasiswa Lingkung Seni Sunda Gentra Kaheman IPB sebagai Staf Divisi Pengembangan Sumber Daya Manusia periode 2007-2008 dan Bendahara periode 2008-2009, Himpunan Profesi Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) IPB sebagai Staf Departemen Peningkatan Mutu periode 2007-2008 dan Kepala Divisi Bidang Kewirausahaan periode 2008-2009 serta aktif pada berbagai kepanitiaan kegiatan. Penulis mengikuti kegiatan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Cilacap-Baturaden, Jawa Tengah dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Hutan Pendidikan Gunung Walat, Sukabumi. Penulis juga telah melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) di Pabrik Gondorukem dan Terpentin (PGT) Rejowinangun Unit II Jawa Timur dan PT. Perhutani Anugerah Kimia (PAK) Jawa Timur. Selama masa kuliah, penulis pernah menerima Beasiswa dari Tanabe dan PPA.

(8)

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak, Ibu, Adikku Ega dan seluruh keluarga yang telah mencurahkan kasih sayang, perhatian, doa, serta biaya sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan.

2. Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M. Agr dan Dr. Ir. Bambang Wiyono, M. For. Sc (Alm). selaku pembimbing yang telah memberi pengarahan dan nasihat dengan sabar kepada penulis.

3. Dr. Ir. Achmad, MS., Ir. Haryanto, MS., dan Ir. Nana Mulyana, MS selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktunya serta memberikan nasihat dan masukkan yang membangun kepada penulis.

4. Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor yang telah mengijinkan penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium Pengolahan Hasil Hutan Bukan Kayu, Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan, Bogor.

5. Ibu Evi, Bapak Achmad,Ibu Fuji dan Ibu Umi yang telah banyak memberikan pengalaman dan membantu penulis selama melakukan penelitian di laboratorium.

6. Seluruh dosen dan staf pegawai Fakultas Kehutanan terutama Bagian Kimia Hasil Hutan Departemen Hasil Hutan yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penulis.

7. M. Adly Rahandi Lubis dan Murtini Ari Rachmawati atas suka, duka dan kerja samanya selama penelitian.

8. Hans Baihaqi, S. Hut yang telah memberikan semangat, doa dan perhatiannya kepada penulis.

9. Bateng 69 Crew : Poppy, Mira, Ria, Ayu, Syifa, A’yun, Mila, Tia, Renna, Asti, Nadya, Abhe, Asme, Asti dan Sri atas keceriaan dan kebersamaannya. 10. Sahabat-sahabat terbaikku Anjar, Depoy, Nova, Jule, Dita, Dimut, Wenny,

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR TABEL ... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

DAFTAR LAMPIRAN ... v

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 2

1.3 Manfaat ... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1 Gondorukem ... 3

2.1.1 Sifat-Sifat Gondorukem ... 3

2.1.2 Kegunaan Gondorukem ... 5

2.1.3 Klasifikasi Gondorukem ... 5

2.2 Gondorukem Modifikasi ... 7

2.2.1 Gondorukem Hidrogenasi ... 8

2.2.2 Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 9

2.3 Proses Hidrogenasi ... 11

2.4 Proses Esterifikasi ... 11

2.5 Gliserol ... 12

BAB III BAHAN DAN METODE ... 13

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 13

3.2 Alat dan Bahan ... 13

3.2.1 Alat ... 13

3.2.2 Bahan ... 13

3.3 Metode Penelitian ... 14

3.3.1 Pembuatan Gondorukem Hidrogenasi ... 14

3.3.2 Pembuatan Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 15

3.3.3 Rendemen ... 16

(10)

3.3.4.1 Uji Warna dan Penampakan ... 16

3.3.4.2 Uji Titik Lunak ... 16

3.3.4.3 Uji Kelarutan dalam Toluena (1:1) ... 17

3.3.5 Pengujian Sifat Kimia ... 17

3.3.5.1 Uji Kadar Abu ... 17

3.3.5.2 Uji Bilangan Asam ... 18

3.3.5.3 Uji Kadar Logam (Pb dan As)... 18

3.3.6 Analisis Data ... 20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 21

4.1 Rendemen ... 21

4.2 Sifat Fisis Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 22

4.2.1 Warna dan Penampakan ... 22

4.2.2 Titik Lunak ... 23

4.2.3 Kelarutan dalam Toluena ... 25

4.3 Sifat Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 25

4.3.1 Kadar Abu ... 25

4.3.2 Bilangan Asam... 27

4.3.3 Kadar Logam (Pb dan As) ... 28

4.4 Hubungan Penambahan Gliserol dengan Sifat Fisiko-Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 30

4.5 Perbandingan Kualitas Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi yang Dihasilkan dengan Standar Produk China ... 31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 35

5.1 Kesimpulan ... 35

5.2 Saran ... 35

DAFTAR PUSTAKA ... 36

(11)

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Klasifikasi Mutu Gondorukem Berdasarkan RSNI3 2010 ... 6 2. Persyaratan Khusus Mutu Gondorukem Berdasarkan RSNI3 2010 .... 6 3. Klasifikasi Kualitas Gondorukem Berdasarkan Standar Warna

Gardner ... 7 4. Persyaratan Umum Gondorukem Berdasarkan RSNI 3 2010 ... 7 5. Spesifikasi Gondorukem Hidrogenasi Non Food Grade ... 9 6. Spesifikasi Gliserol Ester Gondorukem Hidrogenasi Food Additive .. 11 7. Spesifikasi Gliserol Ester Gondorukem Hidrogenasi

Non Food Grade ... 11 8. Sifat Fisiko Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 32

(12)

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Struktur Kimia Asam-Asam Resin Tipe Abietat ... 4

2. Struktur Kimia Asam-Asam Resin Tipe Pimarat ... 5

3. Mekanisme Reaksi Hidrogenasi pada Gondorukem ... 8

4. Reaksi Pembentukkan Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 10

5. Struktur Kimia Gliserol ... 12

6. Urutan Kerja Penelitian ... 14

7. Pemasakan Gondorukem Hidrogenasi ... 15

8. Pemasakan Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 16

9. Pengujian Titik Lunak dengan Ring and Ball Apparatus ... 17

10. Histogram Rataan Rendemen Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 21

11. Gondorukem Hidrogenasi (atas), Dibandingkan Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi (bawah) ... 23

12. Histogram Rataan Titik Lunak Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 24

13. Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi Terlarut dalam Toluena ... 25

14. Histogram Rataan Kadar Abu Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 26

15. Histogram Rataan Bilangan Asam Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 27

16. Histogram Rataan Kadar Timbal (Pb) Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi ... 29

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemanfaatan hasil hutan bukan kayu (HHBK) mulai gencar dilakukan karena terjadi kecenderungan penurunan produktivitas hasil hutan kayu baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Jenis dan jumlah HHBK yang melimpah serta lebih kecilnya dampak kerusakan ekologi yang ditimbulkan dari pemanenan HHBK dibandingkan dengan pemanenan hasil hutan kayu juga menjadi penyebab pengolahan hutan di masa yang akan datang diarahkan untuk lebih meningkatkan pemanfaatan HHBK. Selain itu, HHBK juga memiliki peranan penting bagi masyarakat sekitar hutan karena dapat meningkatkan kesejahteraan mereka (Arnold & Manuel 1998).

Salah satu produk HHBK yang memiliki peluang besar untuk dikembangkan di Indonesia adalah gondorukem. Indonesia menjadi negara ketiga terbesar produsen gondorukem setelah China dan Brazil, menyumbangkan lebih dari 8% produksi gondorukem dunia (±55.000 ton). Produksi gondorukem Indonesia hampir seluruhnya berasal dari hutan pinus di pulau Jawa. Areal hutan pinus sebagai penghasil getah yang menjadi bahan baku gondorukem di pulau Jawa adalah seluas ±476.000 Ha, namun yang baru disadap untuk diambil getahnya adalah ±145.000 Ha. Dari luasan tersebut rata-rata dapat dihasilkan getah pinus sebanyak ±85.000 ton per tahun. Dari getah tersebut menghasilkan produk gondorukem ±60.000 ton dan terpentin ±12.000 ton (Perhutani 2006).

Gondorukem yang merupakan residu penyulingan dari getah (oleoresin) yang disadap dari pohon pinus (Pinus merkusii) dapat dimanfaatkan secara konvensional atau non modifikasi maupun modifikasi. Selama ini penggunaan gondorukem non modifikasi atau gondorukem yang belum mengalami proses lanjutan lebih banyak dibandingkan dengan gondorukem yang telah dimodifikasi. Penggunaan gondorukem non modifikasi diantaranya untuk bahan pengisi pada pembuatan kertas (sizing agent), pabrik tinta cetak, dan perekat.

(15)

cenderung mengkristal bila dilarutkan, mudah teroksidasi dengan oksigen pada udara terbuka karena sifat ketidakjenuhannya, dan mudah bereaksi dengan logam-logam berat seperti dalam pemanfaatannya untuk pernis (Kirk & Othmer 2007). Kelemahan-kelemahan gondorukem non modifikasi dapat diatasi dengan memodifikasi ikatan rangkap dan gugus karboksil yang ada pada senyawa asam dalam gondorukem tersebut, sehingga sekarang gondorukem modifikasi lebih banyak digunakan dari pada gondorukem non modifikasi.

Salah satu proses modifikasi gondorukem yang dapat dilakukan yaitu dengan proses hidrogenasi yang kemudian dilanjutkan dengan proses esterifikasi. Modifikasi gondorukem ini bertujuan untuk menurunkan bilangan asam yang terdapat dalam gondorukem, menghasilkan warna gondorukem yang lebih pucat, memiliki titik lunak yang tinggi, tahan terhadap oksidasi dan memperluas penggunaan produk sehingga dapat digunakan dalam industri makanan, misalnya industri minuman ringan dan permen karet.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan gliserol sebagai agen esterifikasi pada proses modifikasi gondorukem hidrogenasi terhadap rendemen dan sifat fisiko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan.

1.3 Manfaat

1. Memberikan informasi baru mengenai modifikasi gondorukem dalam upaya pengembangan ilmu di bidang kimia hasil hutan.

(16)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gondorukem

Gondorukem merupakan resin padat yang secara alami terdapat dalam getah jenis-jenis pohon pinus. Gondorukem dihasilkan dari proses penyulingan getah pinus berbentuk padat dan berwarna kuning sampai kecokelatan (Kirk & Othmer 2007). Berdasarkan sumber dan cara memperolehnya gondorukem dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu gondorukem getah yang merupakan hasil destilasi getah yang diperoleh dari penyadapan pohon pinus, gondorukem kayu yang diperoleh dari ekstraksi tunggul pohon pinus tua, dan gondorukem tall oil yang merupakan hasil sampingan pabrik pulp kraft dengan bahan baku kayu pinus (Kirk & Othmer 2007).

2.1.1 Sifat-Sifat Gondorukem

Gondorukem merupakan senyawa kompleks yang larut dalam pelarut organik seperti etil alkohol, etil ester, dan benzena namun tidak larut dalam air (Kirk & Othmer 2007). Gondorukem getah dan gondorukem kayu terdiri dari 80-90% asam resin dan sekitar 10% komponennetral, sedangkan gondorukem tall oil terdiri dari 30-60% asam resin, 30% asam lemak, dan sekitar 10% komponen netral.

(17)

Komponen-komponen netral terdiri dari 60% ester asam lemak dan sisanya adalah sterol,

higher alcohol, dan hydrocarbon.

COOH

(18)

COOH H3C

CH3

H

CH3

HC _CH

2

H

COOH H3C

CH3

H H

CH

Asam Isopimarat Asam Pimarat

CH2

Gambar 2 Struktur kimia asam-asam resin tipe pimarat. Sumber : Kirk & Othmer (2007)

Warna gondorukem tergantung dari sumber dan metode pembuatannya. Warnanya sangat bervariasi mulai dari yang sangat pucat, merah gelap hingga hitam. Bila waktu pengolahan lama akan menghasilkan warna gondorukem yang lebih gelap, bilangan asam naik kemudian turun, sedangkan titik lunak turun kemudian naik. Biasanya produk ini tembus cahaya, rapuh pada suhu ruangan, serta mengandung bau dan rasa terpentin.

2.1.2 Kegunaan Gondorukem

Penggunaan Gondorukem bisa dalam bentuk non modifikasi maupun modifikasi. Gondorukem non modifikasi digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan kertas, pabrik tinta cetak, perekat, varnish, dan insulator listrik, sedangkan gondorukem modifikasi digunakan dalam industri karet tiruan, perekat, tinta cetak, cat pelitur, pelapis pada permukaan kayu, permen karet, dan minuman ringan.

2.1.3 Klasifikasi Gondorukem

(19)

Tabel 1 Klasifikasi mutu gondorukem berdasarkan RSNI3 2010

No Klasifikasi Mutu

Tanda Mutu

Dokumen Kemasan

1. Utama (U) X X

2. Pertama (P) WW WW

3. Kedua (D) WG WG

4. Ketiga (T) N N

Sumber: RSNI3 (2010)

Persyaratan dibagi menjadi dua, yaitu syarat khusus dan syarat umum. Syara khusus kualitas gondorukem dapat dilihat pada Table 2.

Tabel 2 Persyaratan khusus mutu gondorukem berdasarkan RSNI3 2010

No Uraian Satuan Persyaratan

Mutu U Mutu P Mutu D Mutu T

1.

Warna

a. MetodeLovibond

b. Metode Gardner

- -

X

≤ 6

WW

≤ 7

WG

≤ 8

N

≤ 9

2. Titik lunak °C > 78 > 78 > 76 > 74

3. Kadar kotoran % < 0,02 < 0,05 < 0,07 < 0,10

4. Kadar abu % < 0,02 < 0,04 < 0,05 < 0,08

5. Komponen menguap % < 2 < 2 < 2,5 < 3

Keterangan: U (utama) = kualita utama X (ekstra) = kuning jernih

P (pertama) = kualitas pertama WW (water white) = kuning

D(kedua) = kualitas kedua WG (window glass) = kuning kecoklatan

T(ketiga) = kualitas ketiga N (nancy) = kecoklatan

(20)

Tabel 3 Klasifikasi kualitas gondorukem berdasarkan standar warna gardner

Kualitas Nama Standar Warna Warna

X Ekstra 6 – 7 Kuning Pucat

WW Water White 6 – 7 Pucat

WG Window Glass 7 – 8

N Nancy 8 – 9

M Mary 9 – 10 Sedang

K Kate 10 – 11

I Isaac 10 – 11

H Harry 11

G George 12 – 13

F Frank 14 – 15

E Edward 16 – 17 Gelap

D Dolly 18 Hitam Kemerahan

Sumber : Gardner dalam Silitonga et al. (1973)

Selain persyaratan khusus, juga terdapat persyaratan umum gondorukem yang meliputi bilangan asam, bilangan penyabunan, dan bilangan iod yang tersaji pada Tabel 4.

Tabel 4 Persyaratan umum gondorukem berdasarkan RSNI3 2010

No. Uraian Mutu U

1. Bilangan asam 160 – 190

2. Bilangan penyabunan 170 – 220

3. Bilangan iod 5 – 25

2.2 Gondorukem Modifikasi

Gondorukem non modifikasi merupakan gondorukem yang diperoleh dari hasil penyadapan getah pinus, hasil sampingan pabrik pulp kraft dengan bahan baku kayu pinus, serta hasil ekstraksi tuggul kayu pinus tua, sedangkan gondorukem modifikasi merupakan gondorukem yang diperoleh melalui perlakuan kimia pada ikatan ganda atau gugus karboksil dari asam yang terkandung dalam gondorukem (Kirk & Othmer 2007).

(21)

gondorukem, sehingga sekarang gondorukem modifikasi lebih banyak digunakan di industri dari pada gondorukem non modifikasi. Proses modifikasi gondorukem dapat dilakukan melalui hidrogenasi, disproposionasi, fortifikasi, polimerisasi, oksidasi, dehidrogenasi, dan esterifikasi atau kombinasi proses tersebut, seperti hidrogenasi ester, sedangkan produk yang dihasilkan namanya sesuai dengan proses yang digunakan. Secara umum pemanfaatan derivat gondorukem lebih banyak ke arah non foodgrade dan hanya sebagian kecil saja yang pemanfaatannya untuk food grade.

2.2.1 Gondorukem Hidrogenasi

Proses hidrogenasi pada gondorukem terjadi dengan adanya gas hidrogen (H2), cairan gondorukem, dan katalis nikel yang ditempatkan pada ketel yang didisain sedemikian rupa di bawah kontrol tekanan dan suhu tertentu (Shahidi 2005). Gondorukem hidrogenasi diperoleh dengan menambahkan molekul hidrogen (H2) pada senyawa rantai tidak jenuh, asam abietat (termasuk isomerissi dari asam palustrat dan asam neoabietat) yang terdapat pada gondorukem, dan akan menghasilkan molekul yang lebih stabil, yaitu asam dehidroabietat, dan asam hidroabietat (Gambar 3).

Gondorukem hidrogenasi merupakan campuran yang kompleks karena terjadi reaksi simultan yang meliputi saturasi ikatan rangkap asam resin, cis/trans- isomerisasi ikatan rangkap, dan penempatan lokasi ikatan rangkap biasanya ke energi yang lebih rendah.

Gambar 3 Mekanisme reaksi hidrogenasi pada gondorukem.

(22)

Proses hidrogenasi terutama bertujuan untuk membuat minyak atau lemak bersifat plastis. Produk ini memiliki sifat transparan dengan warna terang dan mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi oksigen di udara. Pemanfaatan produk ini digunakan secara luas di industri perekatan untuk meningkatkan daya rekat pada hot-melt adhesives, pressure-sensitives adhesives

dan perekat lainnya. Selain itu gondorukem hidrogenasi ini digunakan juga pada industri makanan dan farmasi.

Tabel 5 Spesifikasi gondorukem hidrogenasi non food grade

Parameter HXB HXA HX

Penampilan Transparan

Warna

Gelas standar warna untuk

gondorukem Berhubungan dengan gelas standar warna

Lovibond Kuning (Maks) 4 8 12

Merah 0.7 1.0 1.6

Bil. Asam (mg KOH/g) (Min) 166

Titik lunak (R&B) (⁰C Min) 76

Kelarutan dalam alkohol (% Maks) 0.02

Bahan tak tersabunkan (% Maks) 7.0

Asam abietat (% Maks) 2.0

Asam dehidroabieatat (% Maks) 8.0

Tetrahydro rosin acid (% Min) 12

Sumber: Wuzhou (2003)

Adanya pelarut, asam aktif, dan penggunaan katalis akan membuat reaksi hidrogenasi menjadi lebih baik. Pelarut yang disarankan yaitu pelarut aromatik dan aliphatic hydrocarbons, ester serta alkohol. Asam aktif seperti hydrochloric, acetic, formic, dan phosphoric, dan katalis yang biasa digunakan yaitu platinum, palladinum, nikel raney, chromites of nickel, copper, dan zinc (Chatfield 1947). Penggunaan katalis bertujuan untuk mengurangi waktu reaksi dan untuk meningkatkan kualitas (Kirk & Othmer 2007).

2.2.2 Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi

(23)

gondorukem hidrogenasi, gondorukem fumarat, gondorukem polimerisasi, gondorukem disproposionasi, dan gondorukem dehidrogenasi.

Gondorukem esterifikasi diperoleh dari hasil reaksi antara asam lemak bebas dengan gliserol atau alkohol yang membentuk ester dan melepaskan molekul air. Pembentukan ester ini dapat dilakukan dengan interaksi langsung antara alkohol dengan gondorukem saling tukar posisi ester (ester interchange) atau dengan mereaksikan gondorukem dengan phenol, monobuthyl ether, diethylen glycol, dan lainnya.

H2COH H2 COOCR

HCOH + 3RCOOH H2 COOCR + 3H2O

H2COH H2 COOCR

(gliserol) (asam resin) (gliserol ester) (air)

Gambar 4 Reaksi pembentukan ester gliserol gondorukem hidrogenasi.

Sumber : Kirk dan Othmer (2007)

(24)

Tabel 6 Spesifikasi ester gliserol gondorukem hidrogenasi food additive

No Parameter Satuan Syarat

1. Kelarutan dalam Toluen (1:1) - Larut Sempurna

2. Warna, Maks - 8

3. Bilangan Asam mg KOH/g (Maks) 5-8

4. Titik Lunak (R & B) ⁰C (Min) 78-88

5. Specific Gravity, 25⁰C/25⁰C - 1.060-1.070

6. Kadar Abu % (Maks) 0.1

7. Kadar Arsenik % (Maks) 0.0002

8. Berat Logam % (Maks) 0.002

Tabel 7 Spesifikasi ester gliserol gondorukem hidrogenasi non food grade

No Parameter Satuan Syarat

1. Kelarutan dalam Toluena(1:1) - Larut Sempurna

2. Warna, Maks - 3-6

3. Bilangan Asam mg KOH/g (Maks) 9

4. Titik Lunak (R & B) ⁰C (Min) 85

5. Specific gravity, 25⁰C /25⁰C - 1.060-1.090

2.3 Proses Hidrogenasi

Hidrogenasi merupakan proses pemutusan ikatan rangkap (double bond) menjadi ikatan tunggal dengan bantuan katalis. Katalis yang umum digunakan adalah Nikel, Alumunium, dan Silika. Menurut Shahidi (2005), proses hidrogenasi pada gondorukem terjadi dengan adanya gas Hidrogen (H2), cairan gondorukem, serta katalis logam mulia yang terdapat pada periode IV, golongan VIII (unsur transisi dalam) sistem periodik yang kemudian ditempatkan pada reaktor yang didesain sedemikian rupa di bawah kontrol tekanan dan suhu tertentu. Variabel-variabel yang dapat mempengaruhi hasil dari hidrogenasi antara lain : suhu, derajat agitasi, tekanan dalam reaktor, konsentrasi katalis, jenis katalis, kemurnian gas hidrogen, feedstock source, dan feedstock quality (Shahidi 2005).

2.4 Proses Esterifikasi

(25)

klorida, namun ada beberapa katalis yang disarankan penggunaannya dalam proses esterifikasi, seperti calcium oxide, oxide of zinc, lead, calcium, barium, dan magnesium, metal (zinc, cadmium, alumunium, magnesium, copper, dan cobalt) (Chatfield 1947). Reaksi tanpa katalis dapat dilakukan pada suhu di atas 250 ⁰C.

Produk ester yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh kondisi pengolahannya, seperti suhu, tekanan, jenis dan jumlah katalis yang digunakan, sedangkan untuk kualitas gondorukem produknya dipengaruhi oleh proses lanjutannya seperti purifikasi.

2.5 Gliserol

Gliserol (gliserin; 1,2,3-trihidroksi propane; 1,2,3-propantriol) adalah salah satu agen esterifikasi yang merupakan senyawa alkoholtrihidroksi dengan rumus kimia C3H5(OH)3 bersifat tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau, berasa manis, dan memiliki viskositas yang tinggi. Gliserol larut dalam air karena memiliki tiga gugus hidroksil (OH). Gliserol di alam terdapat sebagai lemak (gliserida), dapat diperoleh dari hidrolisis lemak dapat digunakan sebagai pelarut, bahan anti beku dan sebagai plastisier. Gliserol meleleh pada suhu 20 ⁰C, mendidih pada suhu 182 ⁰C (20 mmHg), dan mengurai pada suhu 290 ⁰C. Gliserol digunakan secara luas di industri pembuatan permen, pernis, dan tinta (Mulyono 2005). Struktur kimia gliserol terlihat pada gambar 4 di bawah ini.

OH OH OH

H C C C H

(26)

BAB III

BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada tanggal 11 Oktober–26 November 2010 di Laboratorium Pengolahan Hasil Hutan Bukan Kayu, Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan (PUSTEKOLAH), Kementrian Kehutanan, Bogor.

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat

Reaktor hidrogenasi 1000 ml, softening point ring and ball apparatus, termometer, Hot Plate, komper listrik, gelas piala 250 ml, pengaduk, sudip, Erlenmeyer 250 ml, timbangan analitik, oven, desikator, Water Bath, gegep, cawan porselen 100 ml, tanur listrik, pembakar Macker, buret 50 ml, pipet volumetrik dan labu ukur 100 ml.

3.2.2 Bahan

(27)

3.3 Metode Penelit

penelitian disajikan pada Gambar 6.

n kerja penelitian.

Gondorukem Hidrogenasi

ondorukem hidrogenasi dilakukan dengan men gas hidrogen sebesar 6-8 bar selama 1 ja uk membuat gondorukem hidrogenasi disi tas WG yang telah dilarutkan dengan 100 dimasukkan ke dalam reaktor. Katalis Nikel h gondorukem ditambahkan ke dalam laruta uhu ±100 °C, setelah mencair agitator dinyalak

erata dan pada saat mencapai suhu 125 ⁰C gas n laju 1 ml/s dan tekanan 6-8 bar, kondi ma 1 jam. Gondorukem hidrogenasi yang diha bahan baku dalam pembuatan ester gliserol

(28)

Gambar 7 Pemasakan gondorukem hidrogenasi.

3.3.2 Pembuatan ester gliserol gondorukem hidrogenasi

(29)

Gambar 8 Pemasakan ester gliserol gondorukem hidrogenasi.

3.3.3 Rendemen

Rendemen yang dihasilkan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Dimana :

A : Berat rosin hidrogenasi awal (g)

A’ : Berat ester gliserol gondorukem hidrogenasi (g) B : Berat gliserol yang digunakan (g)

3.3.4 Pengujian Sifat Fisiko

3.3.4.1Uji Warna dan Penampakan

Uji warna dan penampakan dilakukan dengan membandingkan langsung warna ester gliserol gondorukem hidrogenasi dengan warna gondorukem hidrogenasi secara visual.

3.3.4.2Uji Titik Lunak

Pengujian titik lunak dilakukan berdasarkan RSNI3 7636 tahun 2010 dengan softening point ring and ball apparatus. Contoh uji ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang telah dibuat serbuk halus dicairkan pada suhu rendah, masukkan ke dalam ring selanjutnya permukaan diratakan. Letakkan ring yang berisi contoh uji pada ring holder dan letakkan bola baja diatas contoh uji tersebut. Gelas piala volume 800 ml diisi aquades sampai

(30)

ketinggian 10,16–10,78 cm, panaskan perlahan-lahan sampai suhu awal + 40 ⁰C, masukan ring beserta bola baja dan termometer ke dalam gelas piala. Pemanasan dilanjutkan sampai gondorukem tersebut melunak dan bola baja turun menyentuh plat dasar. Titik lunak adalah suhu rata–rata dari hasil pembacaan pada waktu bola baja turun menyentuh plat dasar.

Gambar 9 Pengujian titik lunak dengan ring and ball apparatus.

3.3.4.3Uji Kelarutan dalam Toluena (1:1)

Pengujian kelarutan ester gliserol gondorukem hidrogenasi dilakukan dengan menggunakan Toluena sebagai pelarut. Satu gram ester gliserol gondorukem hidrogenasi dimasukkan ke dalam gelas piala 30 ml, kemudian dilarutkan dengan Toluena murni sebanyak 1 ml. Contoh uji dikatakan larut apabila gondorukem hidrogenasi ester gliserol menyatu dengan Toluena membentuk larutan.

3.3.5 Pengujian Sifat Kimia 3.3.5.1Uji Kadar Abu

(31)

sampai berat tetap Lakukan pekerjaan duplo. Perhitungan kadar abu dengan rumus:

Keterangan :

W : adalah berat cawan kosong, dinyatakan dalam g. W1 : adalah berat cawan + contoh uji, dinyatakan dalam g. W2 : adalah berat cawan + abu, dinyatakan dalam g.

3.3.5.2Uji Bilangan Asam

Timbang contoh uji ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang telah dibuat serbuk halus sebanyak ±4 g dalam erlenmeyer 250 ml yang sudah diketahui beratnya. Dalam erlenmeyer lain didihkan 100 ml alkohol, selama suhunya masih diatas 70 °C netralkan dengan larutan kalium hidroksida 0,5 N dan tambah indikator phenolphthalein sebanyak 0,5 ml. Tuangkan alkohol yang telah dinetralkan kedalam contoh uji. Dalam keadaan yang masih panas titrasi dengan kalium hidroksida 0,5 N. Titik akhir titrasi dicapai apabila penambahan 1 tetes basa menghasilkan sedikit perubahan warna dari tidak berwarna menjadi merah muda yang jelas dan dapat bertahan selama ±15 detik. Lakukan pekerjaan dua kali (duplo). Perhitungan bilangan asam dengan rumus :

Keterangan :

V = volume kalium hidroksida 0,5 N atau 0,1 N yang diperlukan, dinyatakan dalam mililiter.

N = normalitas kalium hidroksida.

W = berat contoh uji, dinyatakan dalam g. 56,1 = berat molekul KOH.

3.3.5.3Uji Kadar Logam

Pengujian kadar logam dilakukan di Laboratorium Bersama Departemen Kimia, FMIPA. IPB dengan menggunakan alat Atomic Absorption Spektrofotometer (AAS) seri 7000 dengan merk Shimadzu.

AV= . ,

Kadar Abu ( % ) = 2

(32)

A. Persiapan Contoh Uji AAS

Satu gram ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang akan diuji dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml, 10 ml Asam Nitrat pekat (HNO3) 65% ditambahkan, kemudian Erlenmeyer ditutup dengan plastik dan didiamkan selama satu malam di dalam ruang asam. Setelah sehari, Erlenmeyer dipanaskan di atas

hot plate pada suhu 100-110 ⁰C, akan timbul asap berwarna coklat. Angkat

Erlenmeyer setelah asap yang timbul berubah warna menjadi putih. Erlenmeyer

yang berisi contoh uji didinginkan beberapa saat lalu dibilas menggunakan aquades. Larutan contoh uji tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring

whatman 41, kemudian larutan contoh uji yang telah disaring dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Filtrat hasil saringan dimasukkan ke dalam botol

polyetilen 100 ml dan siap untuk diuji. Lakukan hal yang sama terhadap blanko.

B. Kadar Timbal (Pb)

Pengujian kadar logam Pb dalam ester gliserol gondorukem hidrogenasi menggunakan alat Atomic Absorption Spektrofotometer (AAS) seri AA7000 dengan merk Shimadzu. Parameternya pengujiannya yaitu panjang gelombang 217 Nano Meter, Slit Width (celah) 0.2 (paling sensitif), Lamp Current 10 mili Amper, Flameudara Acetilen (C2H2) udara sebagai Oksidan dan Acetilen sebagai bahan bakar, laju alir gas untuk Acetilen 2 liter/ menit, dan laju alir udara 15 liter/ menit.

Metode pengujiannya yaitu parameter pada program komputer diatur sesuai dengan pengujian logam Pb. Setelah itu larutan contoh uji diinjeksi ke dalam alat uji AAS selama ±4 detik. Larutan contoh uji yang telah masuk akan dikonversi menjadi atom, kemudian atom tersebut diberikan energi dari lampu katoda Pb. Besarnya energi yang diserap berbanding lurus dengan konsentrasi. Atom yang telah diberi lampu katoda ditangkap oleh detektor lalu diperbesar di amplifier

hingga hasilnya dapat dilihat pada layar komputer.

C. Pengujian Kadar Arsen (As)

(33)

193,7 Nano Meter, Slit Width (celah) 0.2 (paling sensitif), Lamp Current 12 mili Amper, Flame udara Acetilen (C2H2) udara sebagai Oksidan dan Acetilen sebagai bahan bakar, laju alir gas untuk Acetilen 2 liter/ menit, dan laju alir udara 15 liter/ menit.

Metode pengujiannya yaitu parameter pada program komputer diatur sesuai dengan pengujian logam As. Setelah itu, larutan contoh uji direduksi terlebih dahulu dengan campuran larutan Natrium Boroksida (NaBH4) dan HCl 5 N dengan menggunakan alat Hydride Vapoor Generator (HVG). Laju alir campuran larutan NaBH4 dan HCl 5 N kea lat HVG 1 ml/ menit, sedangkan laju alir larutan contoh uji 6,5 liter/ menit. Uap Arsen yang terbentuk masuk ke dalam alat AAS lalu dibakar dengan lampu arsen. Hasilnya pembakaran ditangkap oleh detektor lalu diperbesar di amplifier hingga hasil akhirnya dapat dilihat pada layar komputer.

3.3.6 Analisis Data

Analisis data yang dilakukan yaitu perancangan percobaan rancangan acak lengkap satu faktorial dengan faktor konsentrasi gliserol. Untuk mengetahui hubungan antara perlakuan dengan respon dilakukan analisis regresi linier sederhana satu faktorial. Model umum rancangan yang digunakan adalah :

Keterangan :

dimana : i =1,2,…,t dan j = 1,2,…,r

Yij : Nilai pengamatan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j : Rataan umum

τ : Pengaruh perlakuan ke-i

(34)

0 m hidrogenasi yang dihasilkan berkisar antara

ram rataan rendemen ester gliserol gondorukem emperlihatkan bahwa penambahan gliserol hi n ester gliserol gondorukem hidrogenas ningkatan rendemen, meskipun terjadi pe ol 10% dan 12%. Nilai rendemen yang me emakin banyaknya jumlah gliserol yang ditam

ster gliserol gondorukem hidrogenasi.

keragaman dengan selang kepercayaan 95% pa a penambahan gliserol memberikan pengar ndemen. Berdasarkan nilai R2 = 0,7312, ini menunj

lai rendemen ester gliserol gondorukem hidr bkan oleh faktor peningkatan penambahan gliserol njut Duncan menunjukkan bahwa penambahan

rendemen yang paling tinggi, akan tetapi penam

(35)

ini memberikan pengaruh yang sama terhadap nilai rendemen dengan penambahan gliserol 4%, 6%, 8%, 10%, dan 12%, sedangkan pada penambahan gliserol 2% memberikan pengaruh yang berbeda.

Rendemen yang rendah dihasilkan pada penambahan gliserol sebesar 2% yaitu 54,62%, hal ini diduga pada penambahan gliserol 2% lebih banyak komponen yang menguap karena dengan suhu dan waktu pemasakan yang sama penambahan gliserolnya paling sedikit. Banyaknya komponen yang menguap juga menyebabkan tingginya kekentalan pada gondorukem hidrogenasi ester gliserol yang sedang dimasak sehingga pada saat penuangan ke wadah pencetak masih banyak ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang menempel pada wadah gelas piala yang digunakan sebagai wadah pemasak sehingga dapat mengurangi rendemen. Selain itu, kandungan asam yang terdapat dalam gondorukem mudah terkristalisasi dan diduga dapat menghambat proses pemindahan tersebut. Semakin tinggi kandungan asam pada gondorukem menyebabkan semakin mudah mudah gondorukem terkristalisasi (Kustek 2005).

4.2 Sifat Fisiko Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi 4.2.1 Warna dan Penampakan

Gondorukem memiliki warna yang bervariasi, mulai dari kuning pucat, merah tua, bahkan hampir hitam dengan sedikit warna merah (Kirk & Othmer 2007). Tingkat kesempurnaan pengolahan, kerapuhan atau sifat-sifat gondorukem lainnya dapat diketahui dari warna gondorukem yang dihasilkan.

(36)

Kirk dan Othmer (2007) mengatakan bahwa pemanasan yang terlalu lama merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap pengotoran warna gondorukem. Selain itu pengotoran warna pada gondorukem juga diduga disebabkan karena pada asam resin terdapat senyawa-senyawa yang tidak tersabunkan dan senyawa yang memiliki berat molekul tinggi (Maeda & Yoshihiro 1989). Tingginya berat molekul dapat disebabkan oleh penambahan gliserol dalam proses pembuatan ester gliserol gondorukem hidrogenasi.

Gambar 11 Gondorukem hidrogenasi (atas) dibandingkan dengan ester gliserol gondorukem hidrogenasi (bawah).

4.2.2 Titik Lunak

(37)

95 nderungan semakin menurun seiring dengan

. Besarnya nilai titik lunak ini diduga disebabka dan waktunya lama, sehingga tingkat kemasaka alam gondorukem hidrogenasi dengan penam

lahnya sedikit sehingga diduga habis be genasi, selain itu juga diduga pada gondoruke kit. Hal ini menyebabkan nilai titik lunak ogenasi yang dihasilkan lebih tinggi dibanding nunjukan sifat khas gondorukem dan tingkat

n berhubungan erat dengan kadar terpentin yan kin kecil kadar terpentin sisa, makin tinggi ni

iko et al. 1973).

s keragaman (Lampiran 1) pada selang kepe a penambahan gliserol berpengaruh sangat nya ol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan. Be

nunjukkan bahwa 91,63% variasi nilai titik luna genasi yang dihasilkan disebabkan oleh fakt rol. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahw dan 4% memberikan pengaruh yang sama ter

(38)

lunak sehingga penambahan gliserol yang paling efektif untuk menghasilkan titik lunak yang tinggi pada penambahan gliserol 2%.

4.2.3 Kelarutan dalam Toluena (1:1)

Kelarutan adalah kemampuan suatu zat terlarut untuk larut dalam suatu pelarut. Kelarutan suatu senyawa bergantung pada sifat fisik dan kimia zat terlarut dan pelarut. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan larut dalam Toluena dengan perbandingan 1:1. Hal ini karena Toluena adalah hidrokarbon aromatik yang banyak digunakan dalam industri sebagai pelarut. Gondorukem larut dalam sebagian besar pelarut-pelarut organik, termasuk alipatik dan aromatik hidrokarbon, terpentin, keton, alkohol, ester, dan lainnya (Chatfield 1947). Kelarutan gondorukem dalam Toluena lebih lama dibandingkan kelarutannya dalam Etanol. Hal ini disebabkan karena sifat kepolaran dari pelarut tersebut. Toluena bersifat non polar dan Etanol bersifat polar sedangkan asam resin dalam gondorukem bersifat polar. Martin (1993) dalam Widyaningsih (2009) menyatakan bahwa pelarut polar dapat melarutkan zat polar atau senyawa polar lain, sedangkan zat polar tidak dapat larut atau hanya dapat larut sedikit dalam pelarut non polar. Widyaningsih (2009) menyatakan bahwa kelarutan suatu senyawa dapat dipengaruhi oleh kepolaran, jenis pelarut, volum pelarut, zat terlarut serta pengadukan.

Gambar 13 Ester gliserol gondorukem hidrogenasi terlarut dalam Toluena.

4.3 Sifat Kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi 4.3.1 Kadar Abu

(39)

0

hasilkan berkisar 154,07-510,38 ppm. Nilai ka a Gambar 14.

ram rataan kadar abu ester gliserol gondorukem memperlihatkan nilai kadar abu cenderung m nya persentase gliserol yang ditambahkan. N n dari penambahan gliserol sebesar 2%. Nilai

genasi yang tinggi diduga karena terdapat glis rangkap pada produk gondorukem yang dihas pada produk gondorukem. Kadar abu berkaita kecil nilai kadar abu maka semakin baik kualit ogenasi yang dihasilkan karena semakin nya nilai kadar kotoran dan kadar abu diduga g digunakan dalam penyulingan gondorukem. an yang terkandung di dalamnya baik yang k terlihat oleh mata tanpa alat pembantu. Kotor di sebagai hasil proses kimia dari getah dengan rat serta pengaruh sinar matahari (Sumadiwang

(40)

0

enasi yang dihasilkan disebabkan oleh fakt rol. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahw memiliki nilai kadar abu yang paling kecil ruh yang sama dengan penambahan gliserol se rhadap nilai kadar abu sehingga penambahan

bahan gliserol 4%.

am

m didefiniskan sebagai banyaknya KOH da menetralkan satu gram asam resin yang ter ukem (RSNI3 2010). Bilangan asam ester gliser

dihasilkan berkisar antara 5,27–13,20 mg KOH/

togram rataan bilangan asam ester gliserol drogenasi.

tas memperlihatkan bahwa nilai bilangan as m hidrogenasi cenderung mengalami penurunan

entase gliserol. Penurunan bilangan asam gondor diduga karena gugus karboksil asam resin pad

enasi bereaksi dengan gliserol membentuk ika a sifat asam dari gugus karboksil asam resin be

Hal ini menyebabkan jumlah atom H dal erdampak pada penurunan bilangan asam gondor

(41)

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa penambahan gliserol memberikkan pengaruh yang sangat nyata terhadap nilai bilangan asam pada ester gliserol gondorukem hidrogenasi. Berdasarkan nilai R2 = 0,9997, ini menunjukkan bahwa 99,97% variasi nilai bilangan asam ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan disebabkan oleh faktor peningkatan penambahan gliserol. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa penambahan gliserol sebesar 4%, 6%, 8%, 10%, dan 12% memberikan pengaruh yang sama terhadap nilai bilangan asam, akan tetapi penambahan gliserol 2% memberikan pengaruh yang berbeda pada nilai bilangan asam.

4.3.3 Kadar Logam Timbal (Pb) dan Arsen (As)

Logam Timbal adalah salah satu bahan logam berat yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan (Suharto 2005). Timbal berwarna putih kebiru-biruan dengan pancaran yang terang. Timbal sangat lunak, mudah dibentuk,

ductile, memiliki resistasi tinggi terhadap korosi dan bukan konduktor listrik yang baik (Mohsin 2006).

Keberadaan logam timbal di lingkungan sangat tidak diharapkan apalagi dalam makanan karena sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang merupakan hasil modifikasi gondorukem diharapkan dapat diaplikasikan sebagai tambahan dalam pembuatan makanan (minuman ringan dan permen karet) harus bebas dari logam berat seperti timbal (Pb) maupun Arsen (As). Pengujian kadar Timbal dan Arsen dalam ester gliserol gondorukem hidrogenasi dilakukan dengan metode Atomic Absorption Sektrofotometer (AAS). Hasil pengujian menunjukkan nilai rataan kadar timbal yang paling tinggi dihasilkan oleh ester gliserol gondorukem hidrogenasi dengan penambahan gliserol sebanyak 2% dan paling rendah pada penambahan gliserol 4% (Gambar 16).

(42)

0

s keragaman menunjukkan bahwa penambaha terhadap nilai kadar Pb pada ester gliser dihasilkan. Kadar Pb yang terdapat pada genasi ini diduga berasal dari Petroleum Benz digunakan sebagai pelarut dalam pembuata

merupakan bahan baku untuk pembuatan ogenasi mengandung ≤0,00001% Pb. Selain itu,

l dari kayu pinus.

(43)

Gambar 17 Histogra

is keragaman menunjukkan bahwa penambaha terhadap nilai kadar As pada ester gliser dihasilkan. Semakin kecil kadar Pb dan As dala

ogenasi maka semakin baik kualitas ondorukem ini dijadikan bahan tambahan unt

ringan dan permen karet).

Penambahan Gliserol dengan Sifat Fisik dorukem Hidrogenasi

ntara penambahan gliserol dengan sifat fis em hidrogenasi diketahui melalui analisis

aan yang dihasilkan dapat digunakan sebaga iko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogena

nasi (R2) tinggi maka hubungan regresi kedua rat atau semakin linier sehingga dapat mendug n variabel bebasnya.

(44)

bahwa nilai rendemen yang optimum diperoleh pada penambahan gliserol 8% yaitu sebesar 73,38% .

Analisis regresi linier sederhana dilakukan pada tingkat kubik karena pada tingkat ini menghasilkan nilai koefisien determinasi R2 paling tinggi. Hubungan antara penambahan gliserol dengan titik lunak ester gliserol gondorukem hidogenasi dapat dinyatakan dalam persamaan y = 76.2 + 22.3x - 3.84x2 + 0.182x3 dengan R2 sebesar 76,19%.. Dari persamaan ini diketahui bahwa titik lunak yang optimum diperoleh pada penambahan gliserol 4%, yaitu sebesar 115,61 ⁰C.

Analisis regresi linier satu faktorial dilakukan pada tingkat kubik karena pada tingkat ini menghasilkan nilai koefisien determinasi R2 paling tinggi. Hubungan antara penambahan gliserol dengan titik lunak ester gliserol gondorukem hidogenasi dapat dinyatakan dalam persamaan y = 168 - 86.0x + 12.8x2 - 0.569x3 dengan R2 sebesar 93,08%. Dari persamaan ini diketahui bahwa penambahan gliserol yang paling baik adalah 4% karena menghasilkan bilangan asam yang paling rendah.

Analisis regresi linier satu faktorial dilakukan pada tingkat kubik karena pada tingkat ini menghasilkan nilai koefisien determinasi R2 paling tinggi. Hubungan antara penambahan gliserol dengan titik lunak ester gliserol gondorukem hidogenasi dapat dinyatakan dalam persamaan y = 138 + 182x – 36,9x2 + 1,91x3 dengan R2 sebesar 43%. Dari persamaan ini diketahui bahwa penambahan gliserol yang paling baik adalah 8% karena menghasilkan kadar abu yang paling rendah yaitu 210.32 ppm.

4.5 Perbandingan Kualitas Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi yang Dihasilkan dengan Standar Produk China

(45)

Sifat-sifat fisiko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dibandingkan dengan standar produk China terdiri dari kelarutan dalam toluena (1:1), warna, bilangan asam, titik lunak, kadar abu, kadar Timbal (Pb), dan kadar Arsen (As). Dari ketujuh sifat ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan hanya warna yang tidak memenuhi standar China, sedangkan nilai titik lunak melebihi standar produk China untuk food grade. Adapun sifat-fisiko kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang diperoleh dengan penambahan gliserol pada persentase 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% dan 12% secara lengkap tersaji pada Tabel 8.

Tabel 8 Sifat Fisiko-Kimia Ester Gliserol Gondorukem Hidrogenasi

Keterangan : E = Edward (gelap)

N = Nancy (sedang)

Warna ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan yaitu gelap (E), warna ini tidak memenuhi standar produk China yang menyaratkan maksimal

Sifat Fisis-Kimia

Persentase Penambahan Gliserol (per 50 gram gondorukem)

(46)

grade untuk warna adalah sedang (N). Penurunan kualitas warna disebabkan oleh proses pemanasan yang berulang, menggunakan suhu tinggi dan dalam waktu yang lama sehingga menyebabkan terjadinya browning. Kirk & Othmer (2007) menyatakan bahwa faktor yang sangat berpengaruh terhadap pengotoran warna gondorukem adalah pemanasan yang terlalu lama. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi dapat larut dalam Toluena karena Toluena adalah hidrokarbon aromatik yang banyak digunakan dalam industri sebagai pelarut. Gondorukem larut dalam sebagian besar pelarut-pelarut organik, termasuk alipatik dan aromatik hidrokarbon, terpentin, keton, alkohol, ester, dan lainnya (Chatfield 1947).

Titik lunak ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan lebih tinggi dari standar produk China untuk food grade, namun memenuhi pada standar produk China untuk tujuan non food grade yang menyaratkan nilai titik lunak ≥ 85 ⁰C (Wuzhou 2002). Titik lunak yang tinggi dapat dipengaruhi oleh tingkat kemasakan. Tingkat kemasakan berhubungan erat dengan kadar terpentin yang tersisa dalam gondorukem. Makin kecil kadar terpentin sisa, makin tinggi nilai titik lunak gondorukem (Djatmiko et al. 1973).

Selain warna dan titik lunak, bilangan asam merupakan salah satu sifat khas kimia gondorukem untuk mengetahui kualitas dari gondorukem tersebut. Tujuan utama proses esterifikasi gondorukem hidrogenasi yaitu menurunkan bilangan asam agar dapat memperluas penggunaannya. Bilangan asam pada produk yang dihasilkan dengan penambahan gliserol lebih dari 2% telah memenuhi standar produk China (Tabel 8). Penurunan bilangan asam ini disebabkan gugus karboksil asam resin pada ester gliserol gondorukem hidrogenasi bereaksi dengan gliserol membentuk ikatan ester. Atom H sebagai pembawa sifat asam dari gugus karboksil asam resin berikatan dengan OH dari gliserol. Hal ini menyebabkan jumlah atom H dalam asam resin berkurang yang berdampak pada penurunan bilangan asam gondorukem yang dihasilkan.

(47)

Kualitas getah dipengaruhi kotoran yang terkandung di dalamnya baik yang dapat terlihat maupun yang tidak terlihat oleh mata tanpa alat pembantu. Kotoran yang tidak terlihat dapat terjadi sebagai hasil proses kimia dari getah dengan air dan logam yang mudah berkarat serta pengaruh sinar matahari (Sumadiwangsa 1974

dalam Silitonga 1988).

(48)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Penambahan gliserol mempengaruhi rendemen, titik lunak, bilangan asam, dan kadar abu. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang diperoleh memiliki rendemen 54,62-72,53%, titik lunak 102,67-116,50 ⁰C, bilangan asam 5,27-13,20 mg KOH/ g, dan kadar abu 154,07-510,38 ppm.

2. Berdasarkan standar kualitas China, ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan bilangan asam, titik lunak, kelarutan dalam toluena, kadar abu, kadar Pb, dan kadar As, namun tidak memenuhi persyaratan untuk warna.

3. Proses esterifikasi dengan gliserol pada gondorukem hidrogenasi dapat menurunkan bilangan asam menjadi 5,21 -13,20 mg KOH/ g.

4. Ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan belum dapat digunakan untuk food additive karena warna tidak memenuhi standar produk China.

5. Penambahan gliserol yang optimum adalah 4%.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan metode penghilangan senyawa yang tidak tersabunkan dan senyawa yang memiliki berat molekul tinggi pada gondorukem produk agar diperoleh ester gliserol gondorukem hidrogenasi dengan kualitas warna yang bagus.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai penambahan gliserol 4%-8% agar diperoleh sifat fisiko-kimia ester gliserol gondorukem hidrogenasi yang baik.

(49)

DAFTAR PUSTAKA

Arnold JEM, Manuel RP. 1998. The Role of Non-timber Forest Products in Conservation and Development. Di dalam: Eva W, Andrew I, editor.

Income from the Forest. Jakarta: SMT Grafika Desa Putera. hlm 17-41. Chatfield HW. 1947. Varnish Constituents. Leonard Hill Limited, 17 Stratford

Place. W. 1.London.

Djatmiko B, Suwardi S, Semangat K. 1973. Pengolahan dan Pengawasan Kualitas Gondorukem dan Terpentin. Laporan no. 9. Lembaga Penelitian Hasil Hutan. Bogor.

Kirk RE, Othmer DF. 2007. Encyclopedia of Chemical Technology 4th. Volume ke-21. The Interscience Encyclopedia, Inc. New York.

Kutsek GJ, penemu; United States Patent Office. 6 Sep 2005. Inhibition of Rosin Crystallization. US Patent 6,939,944 B2.

Maeda M, Yoshihiro K, penemu; United States Patent Office. 11 Jul 1989. Process Preparing Rosin Ester with Esterification and Hydrogenation. US Patent 4 847 010.

Mohsin, Yulianto. 2006. Timbal.

http://www.chem-is-try.org/tabel-periodik/timbal [9 Des 2010].

Mulyaningrum. 2008. Metil Ester Gondorukem Sebagai Kandidat Bahan Bakar Nabati.[Tesis].Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor.

Mulyono. 2005. Kamus Kimia. Jakarta: Bumi Aksara.

[Perhutani] Perum Perhutani. 2006. Indonesian Gondorukem Outlook. Persentation to 2006 China Gondorukem Trade Conference. Guangzho. [RSNI3] Rancangan Standar Nasional Indonesia. 2010. Gondorukem. Indonesia:

RSNI3; (RSNI3 7636:2010).

Shahidi F. 2005. Edible Oil and Fat Products : Processing Technologies. Volume 5 Sixth Edition. A John Wiley & Sons, Inc. Publication.

Silitonga T. 1988. Pengaruh Anhidrida Asam Maleat Terhadap Sifat-Sifat Sabun Gondorukem. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, Vol.5, No.4. PP. 173-176. Suharto. 2005. Dampak Pencemaran Logam Timbal (Pb) Terhadap Kesehatan

Masyarakat.

http://www.co.pdpersi.co.id/?show=detailnews&kode=880&tbl=keshing [ 9

(50)

Wati IJ. 2005. Esterifikasi Gondorukem dengan Penambahan Gliserol atau Pentaerithritol [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Widyaningsih L. 2009. Pengaruh Penambahan Kosolven Propilen Glikol terhadap Kelarutan Asam Mefenamat.[Skripsi].Surakarta : Universitas Muhamadiyah Surakarta.

Wuzhou. 2002. Specifications of Glycerol of Gum Rosin and Glycerol Ester of Hydrogenated Rosin. Sun Shine Forestry & Chemicals Guangxi. China. Wuzhou. 2003a. Hydrogenated Rosin and High-hydregenated Rosin. Sun Shine

Forestry & Chemicals Guangxi. China.

(51)

(52)

SAS output data hasil hidrogenasi-esterifikasi-Gliserol 3 uji beda jarak Duncan,dan persamaan regresi satu variable:Y = f(P),per regr tsb

bisa bentuk linier,kuadratik,dan kubik,dalam memilih mana yg paling fit, pilihlah yg koef determinasi (R2) terbesar,dan perubahan tak banyak:misal dari linier ke kuadratk,dst

General Linear Models Procedure

Duncan's Multiple Range Test for variable: Y1

(53)

(54)

SAS output data hasil hidrogenasi-esterifikasi-Gliserol 22

uji beda jarak Tukey dan Duncan,dan persamaan regresi satu variable:Y = f(P),per regr tsb bisa bentuk linier,kuadratik,dan kubik,dalam memilih mana yg paling fit, pilihlah yg koef determinasi (R2) terbesar,dan perubahan tak banyak:misal dari linier ke kuadratk,dst

(55)

(56)

R = ulangan: r1,r2, r3

Rancangan acak lengkap dengan satu faktor/perlakukan (P) Model Yijk = u + Pj + eij

Y1=rendemen, Y2=titik lunak (softening point), Y3=bilangan asam Sekiranya pengaruh P nyata terhadap Y, penelahan dilanjutkan dengan

uji beda jarak Tukey dan Duncan,dan persamaan regresi satu variable:Y = f(P),per regr tsb bisa bentuk linier,kuadratik,dan kubik,dalam memilih mana yg paling fit, pilihlah yg koef determinasi (R2) terbesar,dan perubahan tak banyak:misal dari linier ke kuadratk,dst

Dependent Variable: Y3

Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F

Model 6 76323.29295875 12720.54882646 8952.68 0.0001

Error 14 19.89211560 1.42086540

Corrected Total 20 76343.18507435

R-Square C.V. Root MSE Y3 Mean

0.999739 3.728339 1.19200059 31.97136000

Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F

P 6 76323.29295875 12720.54882646 8952.68 0.0001

Source DF Type III SS Mean Square F Value Pr > F

P 6 76323.29295875 12720.54882646 8952.68 0.0001

NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate