I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kasus penanganan limbah pertanian dan perkebunan kakao sampai saat ini masih merupakan kendala dalam program penanganan limbah di tingkat petani. Masalah ini di antaranya adalah keterbatasan waktu, tenaga kerja, maupun keterbatasan areal pembuangan. Kulit kakao merupakan limbah yang belum termanfaatkan secara optimal sampai saat ini. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian (Wulan, 2001) diketahui bahwa kulit buah kakao sebagai bahan sisa dapat mencapai 2.000.000 ton/tahun, permukaan kulit luarnya yang paling banyak mengandung pigmen sekitar 16% dari berat kulit seluruhnya atau setara dengan 320.000 ton/tahun sehingga sangat potensial untuk dimanfaatkan. Hingga saat ini pemanfaatan kulit kakao hanya digunakan sebagai pakan ternak, pupuk dan pewarna alami.
Kulit buah kakao (shell fod husk) adalah merupakan limbah agroindustri yang
dihasilkan tanaman kakao (Theobroma cacao L.) Buah kakao terdiri dari 74 % kulit buah, 2 % plasenta dan 24 % biji. Hasil analisis proksimat mengandung 22 % protein dan 3-9 % lemak (Nasrullah dan Ella, 1993). Mengingat kandungan senyawa kimia yang terdapat dalam kulit buah kakao yaitu campuran flavonoid atau tannin terkondensasi, seperti antosianidin, katekin, leukoantosianidin yang terikat dengan glukosa (Sartini, dkk. 2007). Maka ekstrak kulit kakao dapat dimanfaatkan sebagai inhibitor kerak anorganik.
permukaan suatu subtansi. Kerak terbentuk karena unsur kimia yang larut dalam air terlalu jenuh. Dalam keadaan larutan lewat jenuh, beberapa molekul akan bergabung membentuk inti kristal. Inti kristal ini akan terlarut bila ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel kritis (inti kritis) dan akan berkembang bila ukurannya lebih besar dari partikel kritis, maka akan dimulailah pertumbuhan kristal. Karena mempunyai muatan ion lebih rendah maka kristal-kristal yang telah terbentuk cenderung menggumpal dan terbentuklah kerak (Lestari dkk., 2004).
Kerak tersebut dapat mengganggu transfer panas sehingga menurunkan efisiensi dan
menghambat proses pengaliran pada aliran fluida. Selain itu, kerak yang terakumulasi dalam pipa-pipa saluran dan beberapa bagian dalam aliran fluida menyebabkan proses
pengoperasian terganggu karena terbentuknya korosi sehingga peralatan produksi menjadi rusak (Dyer and Graham, 2003). Akibatnya, biaya dan kerugian menjadi besar karena sebagian besar biaya perawatan alat digunakan untuk memperbaiki komponen yang rusak akibat terakumulasinya kerak.
Kalsium karbonat (CaCO3) merupakan salah satu endapan penyusun kerak yang sering dijumpai pada peralatan industri yang melibatkan air garam. Untuk mengatasi masalah ini, berbagai metode kontrol endapan kerak telah dilakukan, salah satunya dengan menurunkan pH larutan melalui penambahan asam dan water treatment. Namun metode ini dinilai kurang efektif karena penambahan asam dapat meningkatkan laju korosi sedangkan water treatment memerlukan biaya yang cukup besar. Solusi yang lebih efektif dan efisien adalah dengan penambahan aditif antikerak ke dalam aliran fluida dan alat-alat industri (Amjad, 1995).
(chelat) antara inhibitor kerak dengan unsur-unsur pembentuk kerak. Senyawa kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar serta dapat mencegah kristal kerak untuk melekat pada permukaan pipa (Asnawati, 2001).
Pada penelitian ini digunakan ekstrak kulit kakao dan NALCO 72990 sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat. Karena ekstrak kulit kakao diketahui mengandung senyawa tannin selain itu kakao memiliki keunggulan yakni sebagai green inhibitor. Dengan demikian pemanfaatan limbah kulit kakao ini akan lebih optimal. Sedangkan NALCO 72990 merupakan produk paten dari perusahaan National Aluminium Company
(NALCO). berdasarkan hasil penelitian dari Chandyto (1991) diperkirakan bahan kimia yang
terdapat dalam NALCO 72990 diantaranya adalah senyawa fosfat (terutama ortofosfat), seng,
dan senyawa organik lainnya. Bahan kimia ini bersifat larut dalam air, tetapi membentuk
lapisan-lapisan yang tidak larut pada permukaan logam.
Berdasarkan uraian tersebut di atas, maka pada penelitian ini akan dipelajari pengaruh penambahan ekstrak kulit kakao dan NALCO sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3) dengan konsentrasi yang berbeda.
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
1. Mengetahui senyawa yang terkadung dalam ekstrak kulit kakao.
3. Membandingkan efek penambahan ekstrak kulit kakao dan NALCO sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3).
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini dapat memberikan pengetahuan mengenai pencegahan timbulnya kerak, dan dapat dikembangkan untuk memperoleh inhibitor kerak yang efektif, terutama untuk
I. TINJAUAN PUSTAKA
A. Kerak
Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang terendapkan dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu substansi (Kemmer, 1979). Kerak terbentuk karena tercapainya keadaan larutan lewat jenuh. Dalam keadaan larutan lewat jenuh beberapa molekul akan bergabung membentuk inti kristal. Inti kristal ini akan terlarut
kembali jika ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel kritis sementara itu kristal-kristal akan berkembang bila ukurannya lebih besar dari partikel kritis. Apabila ukuran inti kristal menjadi lebih besar dari inti kritis, maka akan mulailah pertumbuhan kristal, dari kristal kecil membentuk kristal dengan ukuran yang lebih besar (penebalan lapisan kerak). Kristal-kristal yang terbentuk mempunyai muatan ion lebih rendah dan cenderung untuk menggumpal sehingga terbentuklah kerak (Lestari, 2008; Hasson and Semiat, 2005).
Kerak juga dapat terbentuk karena campuran air yang digunakan tidak sesuai. Campuran air tersebut tidak sesuai jika air berinteraksi secara kimia dan mineralnya mengendap jika dicampurkan. Contoh tipe air yang tidak sesuai adalah air laut dengan konsentrasi SO4 2-tinggi dan konsentrasi Ca2+ rendah dan air formasi dengan konsentrasi SO42- sangat rendah tetapi konsentrasi Ca2+ tinggi. Campuran air ini menyebabkan terbentuknya endapan CaSO4 (Badr and Yassin, 2007).
Proses pengendapan senyawa-senyawa anorganik biasa terjadi pada peralatan-peralatan industri yang melibatkan air garam seperti industri minyak dan gas, proses desalinasi dan ketel serta industri kimia. Hal ini disebabkan karena terdapatnya unsur-unsur anorganik pembentuk kerak seperti logam kalsium dalam jumlah yang melebihi kelarutannya pada keadaan kesetimbangan.
Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang mengendap dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu substansi yang kontak atau berada dalam air (Kemmer, 1979). Pada peralatan industri, kerak terbentuk karena unsur kimia yang larut dalam air terlalu jenuh. Dalam keadaan larutan lewat jenuh beberapa molekul akan bergabung membentuk inti kristal. Inti kristal ini akan terlarut bila ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel kritis (inti kritis), sementara itu kristal-kristal akan berkembang bila
ukurannya lebih besar dari partikel kritis. Apabila ukuran inti kristal menjadi lebih besar dari inti kritis, maka akan mulailah pertumbuhan kristal.
Laju pertumbuhan kristal ditentukan oleh laju difusi zat terlarut pada permukaan kristal dan laju pengendapan zat terlarut pada kristal tersebut. Daya dorong difusi zat-zat terlarut adalah perbedaan antara konsentrasi zat-zat terlarut pada permukaan kristal dan pada larutan.
Kristal-kristal yang telah terbentuk mempunyai muatan ion lebih rendah dan cenderung untuk menggumpal sehingga terbentuklah kerak (Lestari dkk,. 2004).
C. Faktor Pembentuk Kristal
Ukuran kristal yang terbentuk selama pengendapan, tergantung terutama pada dua faktor penting, yaitu laju pembentukan inti (nukleasi) dan laju pertumbuhan kristal. Laju
pembentukan inti dapat dinyatakan dengan jumlah inti yang terbentuk dalam satuan waktu. Jika laju pembentukan inti tinggi, banyak sekali kristal yang akan terbentuk yang terdiri dari partikel-partikel kecil. Laju pembentukan inti tergantung pada derajat lewat - jenuh dari larutan. Semakin tinggi derajat lewat - jenuh maka semakin besar kemungkinan untuk membentuk inti baru sehingga akan semakin besar laju pembentukan inti.
Laju pertumbuhan kristal merupakan faktor penting lainnya yang akan mempengaruhi ukuran kristal yang terbentuk selama pengendapan berlangsung. Semakin tinggi laju pertumbuhan maka kristal yang terbentuk akan besar. Laju pertumbuhan kristal juga tergantung pada derajat lewat - jenuh (Svehla, 1990).
Menurut Lestari dkk faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan kerak adalah sebagai berikut
1. Kualitas Air
Pembentukan kerak dipengaruhi oleh konsentrasi komponen-komponen kerak (kesadahan kalsium, konsentrasi karbonat, dan lain-lain), pH dan konsentrasi bahan penghambat kerak di dalam air. Ada berbagai indeks yang digunakan untuk
Pada umumnya komponen pembentukan kerak cenderung mengendap atau menempel sebagai kerak pada temperatur tinggi. Hal ini disebabkan karena kelarutannya menurun dengan naiknya temperatur. Laju pengerakan mulai meningkat pada temperatur air 50οC atau lebih dan kadang-kadang masalah kerak terjadi pada temperatur air di atas 60οC.
3. Laju Alir Air
Laju pembentukan kerak akan meningkat dengan turunnya laju air sistem. Dalam kondisi tanpa pemakaian penghambat kerak, pada sistem laju alir air 0,6 m/detik laju pembentukan kerak hanya seperlima dibanding pada laju alir air 0,2 m/detik (Lestari dkk,. 2004 ).
D. Pembentukan Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3)
Kerak kalsium karbonat (CaCO3) yang sering dijumpai pada pipa-pipa peralatan industri dapat menimbulkan masalah-masalah seperti mengecilnya diameter pipa sehingga
menghambat aliran fluida pada sistem pipa tersebut. Terganggunya aliran fluida
menyebabkan suhu semakin naik dan tekanan semakin tinggi sehingga kemungkinan pipa akan pecah (Asnawati, 2001).
Pembentukan kerak merupakan proses kristalisasi yang biasanya terdiri dari empat tahap, yaitu:
1. Tercapainya keadaan larutan yang lewat jenuh 2. Pembentukan inti kristal
3. Pertumbuhan kristal pada sekeliling inti
(Hasson and Semiat, 2005).
Kalsium adalah logam putih perak dan agak lunak. Ia melebur pada 845°C Kalsium membentuk kation kalsium(II), Ca2+, dalam larutan-larutan air. Garam-garamnya biasa berupa bubuk putih dan membentuk larutan yang tak berwarna kecuali anionnya berwarna (Svehla, 1990). Kalsium karbonat (CaCO3) berupa endapan amorf putih terbentuk dari reaksi antara ion kalsium (Ca2+) dalam bentuk CaCl2 dengan ion karbonat (CO32-) dalam bentuk Na2CO3 (Svehla, 1990).
Ca2+ + CO32- CaCO3
Karbonat dari kalsium tidak larut dalam air dan hasil kali kelarutannya menurun dengan naiknya ukuran Ca2+ (Cotton and Wilkinson, 1989). Pada operasi produksi minyak bumi, pembentukan kerak dapat mengurangi produktivitas sumur akibat tersumbatnya penorasi, pompa, valve, dan fitting (Halimatuddahliana, 2003). Oleh karena itu, perlu dilakukan pencegahan pembentukan kerak untuk mengurangi atau menghilangkan kerak kalsium karbonat yang terdapat pada peralatan-peralatan industri.
E. Metode Pencegahan Terbentuknya Kerak Kalsium Karbonat
Beberapa metode yang pernah dilakukan untuk mencegah terbentuknya kerak kalsium karbonat pada peralatan-peralatan industri adalah sebagai berikut:
1. Pengendalian pH
menghasilkan H2O dan CO2 sehingga pembentukan kerak CaCO3 dapat dicegah (Al-Deffeeri, 2006).
CaCO3 + 2H+ Ca2+ + H2O + CO2
Kelarutan bahan pembentuk kerak biasanya meningkat pada pH yang lebih rendah. Namun pada pH 6,5 atau kurang, korosi pada baja, karbon, tembaga, dan paduan tembaga dengan cepat akan berlangsung sehingga pH efektif untuk mencegah pengendapan kerak hanyalah pada pH 7 sampai 7,5.
Oleh karena itu, suatu sistem otomatis penginjeksian asam diperlukan untuk
mengendalikan pH secara tepat. Selain itu, asam sulfat dan asam klorida mempunyai tingkat bahaya yang cukup tinggi dalam penanganannya. Saat ini, penghambatan kerak dengan hanya penginjeksian asam semakin jarang digunakan (Lestari dkk., 2004).
2. Pelunakan dan pembebasan mineral air make-up
Untuk mencegah terjadinya kerak pada air make-up yang mengandung kesadahan tinggi (± 250 ppm CaCO3) perlu adanya pelunakan dengan menggunakan kapur dan soda abu (pengolahan kapur dingin).
Masalah kerak tidak akan dijumpai jika yang digunakan adalah air bebas mineral karena seluruh garam-garam terlarut dapat dihilangkan. Oleh karena itu, pemakaian air bebas mineral merupakan metode yang tepat untuk menghambat kerak di dalam suatu sistem dengan pembebanan panas tinggi dimana pengolahan konvensional dengan bahan penghambat kerak tidak berhasil (Lestari dkk., 2004). Namun penggunaan air bebas mineral dalam industri-industri besar membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga dapat menurunkan efisiensi kerja.
Pada umumnya, inhibitor kerak adalah bahan kimia yang menghentikan atau
mencegah terbentuknya kerak bila ditambahkan pada konsentrasi yang kecil pada air (Halimatuddahliana, 2003). Penggunaan bahan kimia ini sangat menarik, karena dengan dosis yang sangat rendah dapat mencukupi untuk mencegah kerak dalam periode yang lama (Cowan danWeintritt, 1976). Prinsip kerja dari scale inhibitor yaitu pembentukan senyawa kompleks ( kelat) antara inhibitor kerak dengan unsur-unsur pembentuk kerak. Senyawa kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar (Patton, 1981). Biasanya, penggunaan bahan kimia tambahan untuk mencegah pembentukan kerak didukung dengan penggunaan bola-bola spons untuk membersihkan secara mekanis permukaan bagian dalam pipa.
Umumnya, terdapat beberapa syarat-syarat yang harus dimiliki senyawa kimia sebagai inhibitor kerak yaitu (Al-Deffeeri, 2006) :
1. Inhibitor kerak harus menunjukkan kestabilan termal yang cukup dan efektif untuk mencegah terbentuknya air sadah dari pembentukkan kerak 2. Inhibitor kerak harus dapat merusak struktur kristal dan padatan
tersuspensi lain yang mungkin akan terbentuk
3. Inhibitor kerak juga harus memiliki tingkat keamanan yang tinggi dalam penggunaannya sehingga tidak menimbulkan efek samping yang
berbahaya bagi lingkungan sekitar.
Mekanisme kerja scale inhibitor ada dua, yaitu (Halimatuddahliana, 2003):
2. Dalam banyak hal bahan kimia dapat dengan mudah mencegah menempelnya suatu partikel-partikel pada permukaan padatan.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis inhibitor untuk mendapatkan efektifitas kerja inhibitor yang baik yakni (Cowan dan Weintritt 1976) :
1. Jenis scale, dengan diketahuinya komposisi scale, dapat dilakukan pemilihan scale inhibitor yang tepat.
2. Kekerasan scale.
3. Temperatur, pada umumnya keefektifan inhibitor berkurang apabila temperatur meningkat. Setiap inhibitor mempunyai batas maksimum temperatur operasi agar dapat berfungsi dengan baik.
4. pH, kebanyakan scale inhibitor konvensional tidak efektif pada pH rendah.
5. Kesesuaian bahan kimia, scale inhibitor yang digunakan harus sesuai dengan bahan kimia lain yang juga digunakan untuk kepentingan operasi seperti corrosion inhibitor. Beberapa scale inhibitor ada yang bereaksi dengan kalsium, magnesium atau barium membentuk scale pada konsentrasi yang tinggi.
6. Padatan terlarut, semakin banyak padatan terlarut maka semakin tinggi konsentrasi inhibitor yang digunakan.
7. Kesesuaian dengan kondisi air, kandungan ion-ion kalsium, barium, dan magnesium yang ada dalam air akan menyebabkan terjadinya reaksi dengan beberapa jenis inhibitor sehingga menimbulkan masalah baru yaitu terbentuknya endapan. Sehingga jenis inhibitor harus dipilih sesesuai
8. lklim, setiap inhibitor mempunyai titik lebur tertentu dan cara menginjeksikan ke dalam sistem, sehingga untuk menghindari terjadinya pembekuan ataupun perubahan komposisi dari inhibitor.
Indonesia merupakan negara penghasil kakao terbesar ke-3 dunia setelah Pantai Gading dan Ghana. Ditinjau dari segi produktivitas, Indonesia masih berada di bawah produktivitas rata-rata negara lain penghasil kakao. Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan tumbuhan
berwujud pohon yang berasal dari Amerika Selatan. Dari biji tumbuhan ini dihasilkan produk olahan yang dikenal sebagai cokelat. Kakao merupakan tumbuhan tahunan (perennial) berbentuk pohon, di alam dapat mencapai ketinggian 10 m. Meskipun demikian, dalam pembudidayaan tingginya dibuat tidak lebih dari 5m tetapi dengan tajuk menyamping yang meluas. Hal ini dilakukan untuk memperbanyak cabang produktif.
Pada dasarnya, kulit buah kakao dapat dimanfaatkan sebagai sumber unsur
hara tanaman dalam bentuk kompos, pakan ternak, produksi biogas dan sumber
pektin. Sebagai bahan organik, kulit buah kakao mempunyai komposisi hara dan
senyawa yang sangat potensial sebagai medium tumbuh tanaman. Kadar air dan
bahan organik pada kakao lindak sekitar 86%, pH 5,4, N total 1,30%, C organik
33,71%, P2O5 0,186%, K2O 5,5%, CaO 0,23%, dan MgO 0,59% (Soedarsono, dkk 1997; Didiek
dan Away 2004).
Kerajaan : Plantae
Divisi : Magnoliophyta
Kelas : Magnoliopsida
Ordo : Malyales
Famili : Malvaceae (Sterculiaceae)
Genus : Theobroma
Spesies : T. cacao
Nama binomial : Theobroma cacao L
Gambar 1`. Tanaman Kakao
Kakao (Theobroma cacao) merupakan tumbuhan berwujud pohon yang berasal dari delapan negara penghasil kakao terbesar adalah (data tahun panen 2010) yaitu :
1. Pantai Gading (38%) 2. Ghana (19%)
3. Indonesia (13%, sebagian besar kakao curah) 4. Nigeria (5%)
5. Brasil (5%) 6. Kamerun (5%) 7. Ekuador (4%) 8. Malaysia (1%)
Sebagian besar daerah produsen kakao di Indonesia menghasilkan kakao curah. Kakao curah berasal dari varietas-varietas yang self-incompatible. Kualitas kakao curah biasanya rendah, meskipun produksinya lebih tinggi. Bukan rasa yang diutamakan tetapi biasanya kandungan lemaknya.
%, dan kadar bahan organiknya sekitar 55,7% (Soedarsono dkk, 1997). Dalam kulit buah kakao mengandung campuran flavonoid tannin terkondensasi atau terpolimerisasi, seperti antosianidin, katekin, leukoantosianidin yang terikat dengan glukosa (Sartini, dkk. 2007).
G. NALCO 72990
NALCO 72990 merupakan produk paten dari perusahaan National Aluminium Company
(NALCO). Karena merupakan produk paten, maka komposisi kimia yang terkandung dalam
NALCO 72990 tidak diberitahukan kepada konsumen penguna. Tetapi berdasarkan hasil
penelitian dari Chandyto (1991) diperkirakan bahan kimia yang terdapat dalam NALCO
72990 diantaranya adalah senyawa fosfat (terutama ortofosfat), seng, dan senyawa organik
lainnya. Bahan kimia ini bersifat larut dalam air, tetapi membentuk lapisan-lapisan yang
tidak larut pada permukaan logam. Dosis penggunaan NALCO 72990 sesuai dengan
petunjuk resmi dari perusahaan NALCO adalah 100 ppm. NALCO 72990 merupakan
produk yang mahal. Adapun harga dari NALCO 72990 ini mencapai 25 dolar per liter.
Dari penelusuran literatur yang penulis pelajari, diketahui bahwa inhibitor NALCO 72990
efektif dalam mengurangi laju korosi . Tetapi efektivitasnya masih mempunyai kelemahan
terutama sangat bergantung pada pH, konsentrasi, dan komposisi kimia yang terdapat dalam
air. Selain itu NALCO 72990 juga memberikan pengaruh terhadap terjadinya penurunan pH,
kenaikan konduktivitas, dan total padatan terlarut (TDS) dalam air pendingin. Pengaruh ini
akan menyebabkan kinerja pembuangan panas oleh sistem pendingin sekunder RSG-GAS
menjadi berkurang, yang disebabkan spesifikasi kualitas air sistem tidak tercapai.
H. Analisis Menggunakan Seeded dan Unseeded Experiment,Scanning Electron
Pada penelitian ini dilakukan beberapa analisis terhadap kristal kalsium sulfat yang terbentuk. Analisis tersebut meliputi analisis Seeded Experiment, Unseeded Experiment analisis morfologi permukaan kristal kalsium karbonat (CaCO3) menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM), dan analisis distribusi ukuran partikel menggunakan Particle Size Analyzer (PSA). Hal ini bertujuan untuk mengetahui seberapa efektif senyawa yang terkandung di dalam kulit gambir guna menghambat pembentukkan kerak CaCO3.
1. Seeded experiment
Seeded Experiment merupakan salah satu metode pembentukkan kristal dengan cara menambahkan bibit kristal ke dalam larutan pertumbuhan. Penambahan bibit kristal (seeded experiment) dilakukan untuk mendorong terjadinya proses
kristalisasi dengan lebih cepat. Adanya area permukaan bibit kristal akan
mempermudah pertumbuhan kristal menjadi lebih besar. Semakin cepat terjadinya proses kristalisasi maka akan semakin cepat laju pertumbuhan inti kristal kalsium sulfat untuk membentuk kristal yang lebih besar (Hardie, 1967; Bremere, 1999). Hal ini dilakukan untuk melihat laju pertumbuhan kerak kalsium karbonat setelah ditambahkan ekstrak kulit kakao dengan penambahan bibit kristal (seeded
experiment).
2. Unseeded experiment
Unseeded Experiment merupakan salah satu metode pembentukkan kristal dengan cara tanpa menambahkan bibit kristal ke dalam larutan pertumbuhan. Hal ini dilakukan untuk melihat laju pertumbuhan kerak kalsium karbonat setelah
ditambahkan ekstrak kulit kakao dengan tanpa penambahan bibit kristal (unseeded experiment).
Scanning Electron Microscope (SEM) adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang dapat mengamati dan menganalisis karakteristik struktur mikro dari bahan padat yang konduktif maupun yang nonkonduktif. Sistem pencahayaan pada SEM
menggunakan radiasi elektron yang mempunyai λ = 200 – 0,1 Å, daya pisah (resolusi) yang tinggi sekitar 5 nm sehingga dapat dicapai perbesaran hingga ± 100.000 kali dan menghasilkan gambar atau citra yang tampak seperti tiga dimensi karena mempunyai depth of field yang tinggi. Sehingga SEM mampu
menghasilkan gambar atau citra yang lebih baik dibandingkan dengan hasil mikroskop optik (MO). Aplikasi mikroskop elektron ini tidak hanya terbatas pada analisis logam dan paduan di bidang metalurgi, melainkan dapat diaplikasikan di berbagai bidang lain, seperti farmasi, pertanian, biologi, kedokteran, dan industri bahan elektronika, komponen mesin serta pesawat terbang.
Pada prinsipnya mikroskop elektron dapat mengamati morfologi, struktur mikro, komposisi, dan distribusi unsur. Untuk menentukan komposisi unsur secara kualitatif dan kuantitatif perlu dirangkaikan satu perangkat alat EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometer) atau WDS (Wavelength Dispersive X-ray
Spectrometer) (Handayani dkk., 1996). Skema bagan dari SEM dapat dilihat pada Gambar 2.
4. Particle Size Analyzer (Sedigraf)
Metode sedigraf digunakan untuk menentukan distribusi ukuran partikel yang secara luas sudah dipakai dalam berbagai aplikasi sejak tahun 1967. Instrumen sudah melalui pembuktian dalam kecepatan, kemampuan penanganan sampel, dan reduksi data dan presentasi sejak diperkenalkan. Dasar metode analisis,
pengukuran partikel dengan mengukur kecepatan dan penentuan fraksinasi massa dengan kerelatifan absorbsi sinar-X pada energi yang rendah.
Sedigraph menggunakan sinar-X sebagai tanda horizontal tipis untuk mengukur konsentrasi partikel massa secara langsung dalam medium cairan. Ini dilakukan pada pengukuran pertama intensitas massa, Imax dari garis dasar atau
keterangan/informasi yang ditransmisikan sinar-X yang sudah diproyeksikan melalui medium cairan sebelum pengenalan sampel (lihat Gambar 3). Sebagai sirkulasi cairan yang berkelanjutan, sampel berupa padatan dimasukkan ke wadah cairan dan dicampur sampai penyebaran aliran suspensi sampel berupa padatan homogen dan penyebaran cairan dipompa melalui sel.
Sampel berupa padatan lebih banyak mengabsorbsi sinar-X daripada cairan, oleh karena itu transmisi sinar-X dikurangi. Sejak pencampuran suspensi yang
homogen, intensitas diasumsikan sebagai nilai konstan, Imin, untuk transmisi sinar-X dalam skala pengurangan yang penuh.
menempati tempat pertama di bawah zona pengukuran dan pada akhirnya, semua partikel menempati level ini dan yang tertinggal hanya cairan yang bersih. Semakin banyak partikel besar yang menempati di bawah zona pengukuran dan tidak
digantikan dengan ukuran partikel yang sama yang menempati dari atas, maka pelemahan sinar-X berkurang (Webb, 2002).
I. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilakukan pada bulan Juni – November 2011 di Laboratorium Kimia Anorganik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Analisis menggunakan Inframerah (IR) merek Fourer Transform Infrared Varian 2000 Scimitar Series di lakukan di Laboratorium Biomassa. Analisis menggunakan SEM merek JEOL JSM 6360 la dilakukan di Laboratorium Pusat Survei Geologi ( PPPGL ) Bandung,
sedangkan analisis menggunakan instrument PSA merek COULTER LS 1000 dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Kimia LIPI Serpong.
B. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini berupa alat-alat gelas yang biasa digunakan di laboratorium, botol film, magnetik stirer, kertas saring, neraca analitik, waterbath, botol-botol plastik, SEM merek JEOL JSM 6360 la, PSA merek COU LLTER 1000.
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah akuades, CaCl2 anhidrat dari Chemical Products, Na2CO3dari Chemical Products, ekstrak kulit kakao dan NALCO
72990.
C. Prosedur Kerja
Ekstrak kulit kakao dibuat dengan cara mengeringkan kulit buah kakao kemudian dihaluskan. Sebanyak 100 gram serbuk kulit kakao dilarutkan dengan akuades hingga mencapai volume 1 liter. Larutan kakao diaduk menggunakan stirer selama 2-3 jam, kemudian disaring. Diperoleh ekstrak kakao dengan konsentrasi 100.000 ppm. Ekstrak kakao yang diperoleh dianalisis menggunakan spektrofotometer IR.
2. Preparasi Kristal
Bibit kristal dibuat dengan mencampurkan larutan CaCl2 anhidrat 1M dan larutan Na2CO3 1M masing-masing dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk hingga mengendap sempurna. Kemudian endapan dipisahkan melalui proses penyaringan menggunakan kertas saring. Kristal dicuci dengan akuabides untuk menghilangkan sisa-sisa cairan induk dan kotoran. Kristal yang diperoleh dikeringkan dengan aseton. Prosedur ini diulang beberapa kali sampai diperoleh jumlah bibit kristal sebanyak 50 gram dan cukup untuk melakukan prosedur berikutnya. Selanjutnya kristal ini akan digunakan sebagai bibit kristal yang akan diamati pertumbuhannya.
3. Pengujian Ekstrak Kulit Kakao dan NALCO sebagai Inhibitor dalam Pengendapan Kristal CaCO3 dengan Metode Penambahan bibit Kristal
(Seeded Experiment) dan Tanpa Penambahan Bibit Kristal (Unseeded
Experiment)
Tahapan untuk menguji ekstrak kulit kakao sebagai inhibitor dalam pengendapan Kristal CaCO3 dengan metode tanpa penambahan bibit kristal (unseeded
experiment) dilakukan dengan rangkaian percobaan sebagai berikut:
a. Penentuan Laju Pertumbuhan CaCO3 Tanpa Inhibitor Pada
Konsentrasi Yang Berbeda dan Dengan Penambahan Bibit Kristal
menghomogenkan larutan. Kemudian masing-masing larutan dituangkan ke dalam botol plastik sebanyak 8 buah botol plastik masing-masing sebanyak 25 mL. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam water bath pada suhu 80°C selama 10 menit. Kemudian masing-masing larutan dalam botol plastik dicampurkan, lalu ke dalam larutan tersebut masing-masing ditambahkan 200 mg bibit kristal. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 80°C. Pengamatan dilakukan selama satu jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan yang berbeda yaitu 0,075 dan 0,100 M. Endapan yang terbentuk ditimbang dan
kemudian morfologinya dianalisis dengan SEM. Analisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.
b. Penentuan Laju Pertumbuhan CaCO3 Dengan Penambahan Inhibitor
Pada Konsentrasi Yang Berbeda dan Dengan Penambahan Bibit Kristal
masing-masing larutan dalam botol plastik dicampurkan, lalu ke dalam larutan tersebut masing-masing ditambahkan 100 mg bibit kristal. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam waterbath pada suhu 80°C. Pengamatan
dilakukan selama satu jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan yang berbeda yaitu 0,075 dan 0,100 M. Endapan yang terbentuk ditimbang dan
kemudian morfologinya dianalisis dengan SEM. Untuk menganalisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.
c. Penentuan Laju Pertumbuhan CaCO3 Tanpa Inhibitor Pada
Konsentrasi Yang Berbeda dan Tanpa Penambahan Bibit Kristal
dianalisis dengan SEM. Untuk analisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.
d. Penentuan Laju Pertumbuhan CaCO3 dengan Penambahan Inhibitor
Pada Konsentrasi Yang Berbeda dan Dengan Tanpa Penambahan Bibit Kristal
Larutan pertumbuhan dibuat dengan cara membuat larutan 0,050 M CaCl2 dan larutan 0,050 M Na2CO3 serta menambahkan inhibitor dengan konsentrasi 50 ppm (diulang dengan konsentrasi inhibitor 150, dan 250 ppm). Pada masing-masing larutan sebanyak 50 mL, kemudian masing-masing- masing-masing dilarutkan dalam akuades hingga mencapai volume 200 mL, selanjutnya masing - masing larutan dipindahkan ke dalam gelas piala dan diaduk untuk menghomogenkan larutan. Kemudian masing-masing larutan dituangkan ke dalam botol plastik sebanyak 8 buah botol plastik masing-masing sebanyak 25 mL. Botol-botol ini kemudian ditempatkan ke dalam water bath pada suhu 80°C selama 10 menit. Kemudian masing-masing larutan dalam botol plastik dicampurkan dan dimasukkan kembali ke dalam waterbath. Pengamatan dilakukan selama satu jam, dan setiap 5 menit satu botol diambil untuk ditimbang berat kristal yang terbentuk dengan cara menyaring larutan dalam botol tersebut menggunakan kertas saring. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan yang berbeda yaitu 0,075 dan 0,100 M.
Endapan yang terbentuk ditimbang dan kemudian morfologinya dianalisis dengan SEM. Untuk analisis perubahan ukuran kristal, distribusi ukuran partikel dalam kelimpahan endapannya dilakukan dengan menggunakan PSA.
Data yang diperoleh berupa jumlah endapan terhadap waktunya dengan variasi
1
I. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh simpulan berikut : 1. Berdasarkan pita serapan inframerah dari ekstrak kulit kakao menunjukkan
bahwa dalam ekstrak kulit kakao terdapat gugus-gugus fungsi yang mendukung adanya senyawa tanin, katekin dan kuarsetin dalam ekstrak kulit kakao yang dapat menghambat laju pertumbuhan kerak kalsium karbonat.
2. Ekstrak kulit kakao dan senyawa NALCO 72990 mampu berperan sebagai inhibitor pada pembentukan kerak CaCO3.
3. Analisis menggunakan (SEM) menunjukkan bahwa morfologi permukaan kerak CaCO3 sebelum penambahan inhibitor lebih sempurna dan kokoh dibandingkan sesudah penambahan inhibitor senyawa ekstrak kulit kakao dan NALCO 72990.
4. Analisis menggunakan PSA menunjukkan bahwa distribusi ukuran
partikel kerak CaCO3.mengalami penurunan setelah ditambahkan inhibitor senyawa ekkstrak kulit kakao terlihat pada nilai tengah ukuran partikel kerak CaCO3.
2
dan 150 ppm untuk NALCO 72990 menggunakan metode unseeded experiment. Sedangkan untuk metode seeded experiment konsentrasi optimum sebesar 250 ppm untuk kedua inhibitor cukup signifikan dalam menghambat laju pembentukan endapan CaCO3.
6. Senyawa NALCO 72990 memiliki kemampuan yang lebih tinggi dalam menghambat kerak CaCO3 dibandingkan senyawa ekstrak kulit kakao.
B. Saran
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa senyawa ekstrak kulit kakao dan NALCO 72990 mampu menghambat pertumbuhan kerak CaCO3..Hal ini
ABSTRAK
STUDI PENDAHULUAN EKSTRAK KULIT KAKAO (Theobroma cacao L.) DAN NALCO 72990 SEBAGAI PEMBENTUKAN INHIBITOR KERAK
KALSIUM KARBONAT (CaCO3)
Oleh
Yuni Rahmania
ABSTRACT
THE PRELIMINARY STUDIES OF LEATHER COCOA EXTRACT
(Theobroma cacao L.) AND NALCO 72990 AS THE INHIBITOR OF
CALCIUM CARBONATE SCALE (CaCO3)
By
Yuni Rahmania
It has been researched on the effect of skin extracts of cocoa and NALCO 72990 as inhibitors of the crust of calcium carbonate (CaCO3). The results showed that the bark extract of cocoa and 72990 NALCO can be used as an inhibitor to inhibit the growth of CaCO3 crust at a concentration of 0.05 M. Solution growth Value percentage inhibition experiments, the highest seeded at a concentration of 250 ppm, respectively 11,81 and 100%, while the unseeded experiment at a
PERSEMBAHAN
Puji dan Syukur Kehadirat Tuhan Yang Maha Baik
Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati
Kupersembahkan karya kecil ini Kepada:
Tuhan Yesus Kristus
Atas Segala Limpahan rahmat, Kasih Karunia,
dan KemurahanNya Yang Tak Berkesudahan
Kepada orang-orang yang senantiasa mencurahkan
Kasih sayang, motivasi, nasehat, do’a tanpa lelah kepadaku
Bapak dan Ibu Tersayang
Suamiku Albertus Andi Wibowo
Kakak dan adik-adikku Tercinta
Eka Fitriani, Rama Aksal S., Zahwa Sellya Diwani dan Yose Renaldi
Seluruh keluarga besarku terima kasih
atas segala doa, air mata, keceriaan,
Dukungan dan kasih sayang yang dengan sabar
dan tulus di berikan
STUDI PENDAHULUAN EKSTRAK KULIT KAKAO (THEOBROMA
CACAO L.) DAN NALCO 72990 SEBAGAI INHIBITOR PEMBENTUKAN
KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3)
(Skripsi)
Oleh Yuni Rahmania
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
STUDI PENDAHULUAN EKSTRAK KULIT KAKAO (THEOBROMA
CACAO L.) DAN NALCO 72990 SEBAGAI INHIBITOR PEMBENTUKAN
KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3)
Oleh
Yuni Rahmania
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Sarjana Sains
Pada
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
Judul Penelitian : Studi Pendahuluan Ekstrak Kulit Kakao
(Theobroma cacao L.)
dan NALCO 72990 sebagai
Inhibitor Pembentukan Kerak Kalsium
Karbonat (CaCO
3)
Nama : Yuni Rahmania
NPM : 0717011074
Jurusan : Kimia
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Menyetujui 1.Komisi Pembimbing
Prof.Suharso, Ph.D. Prof. Sutopo Hadi, Ph. D
NIP. 196905301995121001 NIP. 197104151995121001
2.Ketua Jurusan Kimia
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Prof. Suharso, Ph.D. ...
Sekretaris : Prof. Sutopo Hadi, Ph.D.. ...
Penguji
Bukan pembimbing : Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T ...
2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Prof. Suharso, Ph.D
NIP. 196905301995121001
MOTTO
“
Janganlah Larut Dalam satu Kesedihan Karena
Masih ada Hari esok Yang Menyongsong Dengan
sejuta kebahagiaan
”
“Menjadi Orang Penting Itu Baik Tetapi Lebih Penting
menjadi Orang Baik”
“
Tanah yang digadaikan bisa kembali Dalam keadaan
lebih berharga Tetapi Kejujuran yang Pernah
Digadaikan Tidak Akan Pernah Bisa Ditebus
PERSEMBAHAN
Puji dan Syukur Kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati
Kupersembahkan karya kecil ini Kepada:
Tuhan Yang Maha Baik
Atas Segala Limpahan rahmat, Kasih Karunia,
dan KemurahanNya Yang Tak Berkesudahan
Kepada orang-orang yang senantiasa mencurahkan
Kasih sayang, motivasi, nasehat, do’a tanpa lelah kepadaku
Bapak dan Ibu Tersayang
Suamiku Albertus Andi Wibowo
Kakak dan adik-adikku Tercinta
Eka F., Rama Aksal S., Zahwa Sellya D., dan Yose R.
Seluruh keluarga besarku terima kasih
atas segala doa, airmata, keceriaan,
Dukungan dan kasih sayang yang dengan sabar
dan tulus di berikan
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Purworejo pada 29 Mei 1989, merupakan putri kedua dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Suparno dan Ibu Parmiati. Penulis mulai
menjejakkan kaki dibangku sekolah untuk pertama kalinya di Taman Kanak-kanak Darul Falah Purworejo dan lulus pada tahun 1995. Menyelesaikan pendidikan di Sekolah Dasar Negeri 1 Purworejo tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 2 Kotagajah tahun 2004, dan Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Kotagajah tahun 2007. Penulis terdaftar sebagai mahasiswi di Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung pada tahun 2007 melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas limpahan rahmat, kasih karuniaNya yang tak pernah berkesudahan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi dengan judul” STUDI PENDAHULUAN EKSTRAK KULIT KAKAO (THEOBROMA CACAO L.) DAN NALCO 72990 SEBAGAI INHIBITOR PEMBENTUKAN KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3)” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung,
Penulis menyadari bahwa selesainya skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Prof.Suharso, Ph. D selaku Dekan Fakultas MIPA dan Pembimbing Utama atas kesediannya untuk memberikan bimbingan ,motivasi, arahan,saran dan kritik yang telah diberikan kepada penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak Prof. Sutopo Hadi, Ph.D, selaku Pembimbing Kedua yang telah
3. Bapak Dr.Eng. Suripto Dwi Yuwono,MT selaku Pembahas yang telah memberikan arahan, masukan dan kritik yang membangun kepada penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini.
4. Bapak Andi Setiawan, Ph. D selaku Ketua Jurusan Kimia 5. Bapak Syaiful Bahri, M.Si selaku Pembimbing Akademik
6. Seluruh Dosen Kimia di Fakultas MIPA yang telah memberikan ilmu, arahan,dan motivasi selama penulis kuliah.
7. Ibu Zipora Sembiring, M.S selalu pembimbing kerja Praktik.
8. Suamiku tercinta Albertus Andi Wibowo yang selalu memberikan motivasi untuk tetap maju. Terimakasih sayang atas kasih sayang yang telah engkau berikan menjadi kekuatan bagiku.
9. Kedua Orang Tua Penulis Bapak Suparno dan Ibu Tercinta Parmiati yang telah memberikan limpahan kasih sayang, dukungan dan motivasi kepada penulis. Bapak dan ibu mertua penulis bapak R. Wuryanto dan ibu Y.
Sunarsih yang selalu memberikan kasih sayang dan dukungan semangat bagi penulis.
10.Kakak-kakak tercinta Eka Fitriani, Yuda Aris S., Agustina Yeni W, Yustinus Dwi Subagyo terima kasih untuk kebersamaan, motivasi, dukungan doa, dan keceriaan yang diberikan kepada penulis.
12.Keponakan-keponakan tercinta M. Kelvin Adytia, Wahdi Khoiru Anam dan Dionisius K. Ardhito. Terimakasih telah mengisi hari-hari tante dengan penuh kebahagiaan.
13.Keluarga besarku Tercinta terima kasih untuk, motivasi, doa ,dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.
14.Teruntuk sahabat Dewi Asmarani S.Si dan Rivera M.B. Siallagan, S.Si, Yanti Lianita, Refi Indarosa, Ratna Maulina Dewi, S.Si, Feby Dwi Indri S., S.Si, dan Dewi puspa ningrum Cantik terimakasih atas segala kesabaran, keceriaan, motivasi, bantuan, dukungan, teman berbagi saat susah maupun senang kau menjadi inspirasiku untuk terus belajar, kerja keras untuk meraih impian, tak pernah takut untuk mencoba,dan perjuangan yang kita lalui bersama sampai selesainya skripsi ini.
16.Adik-adikku anorganik 08 Miftasani, Putri, Ramli, Sri, Eli, Dewa , Ani, Albert,Rudi dan Robi terima kasih atas kebersamaan dan bantuan yang telah diberikan selama melakukan penelitian.
17. Seluruh mahasiswa Jurusan Kimia angkatan 2004, 2005,2006, 2007, 2008 2009, 2010, 2011 atas persaudaraan, kebersamaan, dan semangatnya 18.Seluruh civitas akademik Jurusan Kimia FMIPA Unila yang telah
memberikan bantuan kepada penulis.
19.Septianing Dyah Awalia terimakasih atas kebersamaan yang telah terjalin selama ini i love you.
20.Serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para
pembaca dan semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas semua kebaikan mereka. Amin.
Bandar Lampung, 9 Februari 2012.
