THE CORRELATION OF USING FORMIC ACID TO AMMONIA CONCENTRATION ON RUBBER SHEET PRODUCT QUALITY IMPROVEMENT

(1)

THE CORRELATION OF USING FORMIC ACID TO AMMONIA CONCENTRATION ON RUBBER SHEET PRODUCT QUALITY IMPROVEMENT

Januar Arif Fatkhurahman* dan Ikha Rasti Julia Sari Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri

Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim, dan Mutu Industri, Kementerian Perindustrian RI Jl. Ki Mangunsarkoro No.6, Telp. 024 - 8310216/Fax. 024-8414811 Semarang-50136

*Email : [email protected]

ABSTRACT

Rubber is one crop that accounts for foreign exchange. Ribbed Smoked Sheet rubber types (RSS) commonly is an excellent product of large state-owned plantation company, which in the last ten years has decreased the amount of exports. The main production processes in the rubber type of RSS is the addition of ammonia as an anticoagulant and formic acid as a coagulant. The amount of added ammonia is generally based on information from the garden and also the experience of workers, without do the analysis of ammonia concentration that based on existing work methods. Less precise information about the magnitude of the amount of ammonia added from the garden is one factor decreasing the quality of the products RSS, which caused less optimal provision of formic acid. In this research, analyzed the use of formic acid in the plant given by the optimal use of formic acid which is supposed to be based on the results of the analysis of the concentration of ammonia using the titration method. The accuracy of the use of formic acid will increase the quality of rubber sheet product

Keywords: ammonia, formic acid, quality of rubber sheet product

(2)

KORELASI PENGGUNAAN ASAM FORMIAT TERHADAP KADAR AMONIA DALAM PENINGKATAN MUTU PRODUK KARET SHEET

Januar Arif Fatkhurahman* dan Ikha Rasti Julia Sari Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri

Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim, dan Mutu Industri, Kementerian Perindustrian RI Jl. Ki Mangunsarkoro No.6, Telp. 024 - 8310216/Fax. 024-8414811 Semarang-50136

*Email : [email protected]

ABSTRAK

Karet merupakan salah satu hasil perkebunan yang menyumbang devisa negara. Karet jenis Ribbed Smoked Sheet (RSS) umumnya merupakan produk unggulan dari perusahan perkebunan besar milik negara, dimana pada sepuluh tahun terakhir mengalami penurunan jumlah ekspor. Proses produksi utama pada karet jenis RSS adalah penambahan amonia sebagai antikoagulan dan asam formiat sebagai koagulan. Besaran amonia yang ditambahkan pada umumnya didasarkan informasi dari kebun dan juga pengalaman pekerja, tanpa didasarkan pada analisis kadar amonia dari metode kerja yang telah ada. Informasi kurang presisi mengenai besaran jumlah amonia yang ditambahkan dari kebun menjadi salah satu faktor menurunnya kualitas produk RSS, yang disebabkan kurang optimalnya pemberian asam formiat. Pada kegiatan penelitian ini, dianalisis penggunaan asam formiat yang diberikan dipabrik dengan penggunaan asam formiat optimal yang seharusnya yang didasarkan dari hasil analisis kadar amoniak menggunakan metode titrasi. Ketepatan penggunaan asam formiat akan meningkatkan mutu produk karet sheet

Kata Kunci : Amonia, asam formiat, mutu produk karet sheet

(3)

1. PENDAHULUAN

Karet merupakan salah satu hasil perkebunan yang menyumbang devisa negara. Dari data BPS dilengkapi Gapkindo, pada tahun 2013 menyatakan bahwa total ekspor sebanyak 2,444 juta ton atau setara USD 7,861 M ilyar.

Karet adalah kebutuhan yang vital bagi kehidupan manusia sehari – hari, hal ini terkait dengan mobilitas manusia dan barang yang memerlukan komponen yang terbuat dari karet. Kebutuhan karet alam maupun sintetik terus meningkat sejalan dengan meningkatnya standar hidup manusia. Kebutuhan karet sintetik relatif lebih mudah dipenuhi karena sumber bahan baku relatif tersedia walaupun harganya mahal, akan tetapi karet alam dikonsumsi sebagai bahan baku industri tetapi diproduksi sebagai komoditi perkebuna n.

Jenis produk ekspor karet Indonesia pada tahun 1969 didominasi oleh sit asap (Ribbed Smoked Sheet-RSS), tetapi sepuluh tahun kemudian didominasi oleh jenis karet spesifikasi teknis (Standart Indonesian Rubber -SIR). Karet jenis RSS merupakan produk unggulan dari perusahan perkebunan nusantara.

Produk karet olahan RSS sangat baik digunakan sebagai bahan baku terutama bermacam-macam industri karet, sehingga permintaan semakin meningkat dari tahun ke tahun. Akan tetapi pada kenyataannya, produksi karet olaha n terutama RSS I pada beberapa perkebunan sangat fluktuatif, dimana pada sepuluh tahun terakhir mengalami penurunan dalam jumlah ekspor.

Prinsip pengolahan jenis karet sheet adalah mengubah lateks segar menjadi lembaran-lembaran sheet lewat proses penyaringan, pengenceran, pembekuan, penggilingan dan pengasapan. Dalam pengolahan karet sheet ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menghasilkan produk yang bermutu tinggi antara lain yaitu mesin penggilingan, kayu bakar untuk rumah pengasapan, air dan bahan kimia. Penggunaan bahan kimia didasarkan pada fungsinya. Biasanya di beberapa industri karet sheet digunakan asam formiat untuk membantu proses pembekuan dan juga digunakan untuk membantu penetralan. Pada lateks kebun yang ditambah dengan zat antikoag ulan diperlukan jumlah asam lebih banyak. Besarnya penambahan asam tergantung dari zat antikoagulan yang dipakai. Zat antikoagulan yang sering dipakai adalah amonia yang berfungsi mencegah terjadinya prakoagulasi selama di

(4)

perjalanan dari kebun ke pabrik. Amonia yang digunakan merupakan amonia yang beredar dipasaran dengan kadar 20%.

Menurut Tim Penulis (2008) menyatakan bahwa pengolahan karet memiliki posisi yang cukup penting dalam rangkaian agribisnis karet.

Pengolahan karet menentukan nilai tambah yang akan diperoleh. Hasil sadapan yang baik apabila tidak diolah dengan optimal akan mendapatkan harga yang rendah. Oleh karena itu pengolahan karet harus diperhatikan dengan baik sehingga diperoleh hasil olahan karet yang bermutu dan berharga jual tinggi.

Penelitian yang sudah pernah dilakukan oleh Harahap, N.A (2009) dalam penentuan kadar amonia dalam lateks pekat pengolahan crumb rubber di PT.

Bridgestone. Metode yang digunakan adalah titrasi, dengan zat peniter adalah HCl 0,1 M dengan indikator adalah methyl red.

Proses pengolahan karet ribbed smoked sheet di perusahaan perkebunan relatif masih sederhana, dimana kadar amonia hanya didasarkan dari informasi dari kebun tanpa melakukan pengujian/ verifikasi data untuk mengetahui kadar amonia riil yang diberikan. Kadar amonia ini berpengaruh dalam penambahan asam formiat yang dibutuhkan untuk penetralan amonia yang nantinya akan mempengaruhi mutu dari karet yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pemakaian asam formiat optimal yang dibutuhkan dalam pengolahan karet sheet didasarkan kadar amonia rill.

Perbandingan kadar asam formiat optimal dengan asam formiat yang riil dilaksanakan di kebun juga dapat digunakan untuk menentukan peranan pelaksanaan metode kerja sesuai aturan yang berlaku, untuk meningkatkan mutu lateks.

2. METODE

2.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Lokasi penelitian dilaksanakan di salah satu perusahaan karet sheet di wilayah propinsi Jawa Tengah, pada dari Bulan Juni – September 2014.

(5)

2.2. Ruang Lingkup Penelitian

Dalam penelitian ini hanya dibatasi pada proses pengolahan karet sheet yang dimulai dari penerimaan pabrik dalam bulking tank sampai proses di bak pembeku.Penggunaan asam formiat dibatasi untuk proses penetralan.

2.3. Peralatan dan Bahan Penelitian 2.3.1 Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian antara lain : analitical balance, gelas ukur, buret, gelas beaker, erlenmeyer, gelas ukur, pipet.

2.3.2 Bahan Penelitian

Bahan – bahan penelitian yang digunakan antara lain : lateks kebun, aquadest, indikator methyl red, larutan H2SO4 0,1 N dan larutan HCl 0,02 N.

2.4. Prosedur Kerja Pengujian Titrasi

Titrasi adalah suatu metode untuk menentukan kadar suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Metode titrasi ini menggunakan indikator yang sama yaitu methyl red, sedangkan zat penitrasi berbeda, walaupun keduanya tergolong asam kuat..

2.4.1 Metode Titrasi dengan zat peniter adalah H2SO4 0,1 N

Titrasi ini adalah metode pengujian kandungan amonia (NH3) yang sudah dibakukan yang dituangkan dalam meto de kerja. Prosedur analisa uji kadar amonia adalah sebagai berikut :

1. Tuang lateks ke dalam tabung chi, timbang dan catat beratnya (catat sebagai berat A)

2. Tuang lateks ± 2 gram ke gelas beaker yang sudah diberi aquadest sampai volume 250 ml dan tambahkan indikator methyl merah sebanyak 3 tetes

3. Lateks dalam tabung chi, ditimbang kembali (catat sebagai berat B) 4. Titrasi campuran lateks dengan aquadest dalam gelas beaker dengan

larutan H2SO4 0,1N sampai berubah warna menjadi merah jambu, catat penggunaan larutan titrasi (catat sebagai C)

(6)

Perhitungan :

Berat A – Berat B = D C (ml) x 0,17 = E Kadar NH3 = %

D E

2.4.2 Metode Titrasi dengan zat peniter adalah HCl 0,02 N

Metode titrasi ini berdasarkan dari penelitian sebelumnya Harahap, N.A (2009) dalam menentukan kadar amonia di lateks pekat dengan HCl 0,1 N dengan berat lateks yang dititrasi adalah 5 gram. Dalam penelitian ini digunakan HCl dengan konsentrasi 0,02 N dengan penggunaan lateks sebesar 2 gram, dimana nanti juga dimasukan dalam perhitungan. Prosedur adalah sebagai berikut :

1. Timbang lateks sebanyak ±2 gram

2. Tambahkan aquadest sebanyak 250 ml dan tambahkan indicator methyl merah sebanyak 3 tetes

3. Titrasi dengan larutan HCl 0,02 N sampai berubah warna menjadi merah jambu dan catat pemakaian larutan HCl

Perhitungan :

W NH VxMx1,7

3

% 

Dimana : V = larutan HCl 0,02 N yang digunakan (ml) M = Molaritas HCl 0,02 N

W = Berat sampel (gram)

2.5. Tahapan Penelitian

Tahapan percobaan penelitian digambarkan secara sistematis, seperti yang disajikan pada gambar 1.

2.6. Metode Analisis Data

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kuantitatif dengan teknik analisis deskriptif dan komparatif kuantitatif .

Data primer yang digunakan adalah data hasil titrasi, sedangkan untuk perhitungan-perhitungan digunakan data produksi kebun yang merupakan data

(7)

sekunder. Dalam menentukan kadar amonia riil digunakan dua metode titrasi, dimana hasilnya akan dihitung RSD dan digunakan table Horwitz untuk melihat keakuratannya. Sedangkan kadar amonia perhitungan, didasarkan data dari jumlah amonia yang ditambahkan di kebun. Dari ketiga data kadar amonia, dapat ditentukan jumlah asam formiat yang diperlukan untuk proses pengenceran. Selanjutnya dilakukan analisis diskriptif kuantitatif terhadap data yang ada.

Gambar 1. Tahapan Percobaan Penelitian

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Kadar Amonia Dalam Lateks Hasil Titrasi

Hasil titrasi kedua metode dilakukan pada lima jenis lateks yang berasal dari kebun yang berbeda. Setiap sampel lateks dilakukan titrasi dengan menggunakan ulangan (duplo). Analisis duplo dilakukan untuk melihat presisi dari kedua metode titrasi. Hasil Titrasi menggunakan larutan H2SO4 sebagai zat penitrasi disajikan dalam tabel 1, sedangkan tabel 3 zat penitrasi adalah larutan HCl 0,02 N.

(8)

Tabel 1. Hasil Titrasi Larutan H2SO4 0,1 N

Lateks

Berat Lateks

(gram) Selisih

Larutan H2SO4

(ml)

Koef Titrasi

C

Kadar Amonia

(%)

Amonia Rata-rata A B (%)

1

13,7 11,7 2 0,75 0,1275 0,064

0,0630

32,2 29,2 3 1,1 0,187 0,062

2

16,6 13,4 3,2 1,2 0,204 0,064

0,0616

31,6 29,6 2 0,7 0,119 0,060

3

14,9 11,7 3,2 1,1 0,187 0,058

0,0601 11,7 9,5 2,2 0,8 0,136 0,062

4

15,2 12,8 2,43 0,95 0,162 0,067

0,0691 33,3 31,5 1,8 0,75 0,1275 0,071

5

12,8 10,7 2,1 0,8 0,136 0,065

0,0625 31,2 28,8 2,4 0,85 0,1445 0,060

Sumber : Hasil Analisis BBTPPI, 2014

Tabel 2. Uji Keberterimaan Titrasi H2SO4 dengan Rasio Horwitz Fractional

(C) log C

%RSD diharapkan

(H)

%RSD Maksimal yg diterima (2H)

2H sampel (%)

Diterima / Tidak Diterima

0,00063 -3,20066 6,06 12,13 1,59 Diterima

1,59 Diterima

0,000616 -3,21042 6,08 12,17 3,90 Diterima

2,60 Diterima

0,000601 -3,22113 6,11 12,21 3,49 Diterima

3,16 Diterima

0,000691 -3,16052 5,98 11,96 3,04 Diterima

2,75 Diterima

0,000625 -3,20412 6,07 12,14 4,00 Diterima

4,00 Diterima

(9)

Berdasarkan hasil analisis penentuan kadar amonia menggunakan titrasi H2SO4, dari kelima pengukuran repeatibility, diperbandingkan dengan rasio Horwitz untuk %RSD yang diterima, Titrasi H2SO4 untuk menentukan konsentrasi amonia dalam lateks dapat diterima.

Tabel 3. Hasil Titrasi Larutan HCl 0,02 N

Lateks Konsentrasi HCl

Volume Lar. HCl

Berat Sampel

(gram)

Kadar Amonia

(%)

Amonia Rata-rata

(%)

1

0,02 3,9 2,1 0,063

0,0613

0,02 3,5 2,0 0,060

2

0,02 3,9 2,1 0,063

0,0622

0,02 3,6 2,0 0,061

3

0,02 3,6 2,0 0,061

0,0638

0,02 3,9 2,0 0,066

4

0,02 5 2,3 0,0749

0,0686

0,02 4,1 2,2 0,063

5

0,02 3,8 2,2 0,059

0,0591

0,02 3,5 2,0 0,060

Berdasarkan hasil analisis penentuan kadar amonia menggunakan titrasi HCl, dari kelima pengukuran repeatibility, diperbandingkan dengan rasio Horwitz untuk

%RSD yang diterima, Titrasi HCl untuk menentukan konsentrasi amonia dalam lateks dapat diterima.

Hasil titrasi dengan perbedaan larutan penitrasi diperoleh hasil yang presisi seperti yang tercantum pada tabel 2 dan 4. Presisi atau keseksamaan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang pada sampel yang diambil dari campuran yang homogen. Kedua metode ini dapat menjadi dasar dalam penentuan kadar amonia dalam lateks.

(10)

Tabel 4. Uji Keberterimaan Titrasi HCl dengan Rasio Horwitz Fractional

(C) log C

%RSD diharapkan

(H)

%RSD Maksimal yg diterima (2H)

2H sampel (%)

Diterima / Tidak Diterima

0,000613 -3,21254 6,09 12,18

2,77 Diterima 2,12 Diterima

0,000622 -3,20621 6,08 12,15

0,000638 -3,19518 6,05 12,11

4,39 Diterima 3,45 Diterima 0,000686 -3,16368 5,99 11,97

9,18 Diterima 8,16 Diterima 0,000591 -3,22841 6,12 12,25

3.2 Kadar Amonia dalam Lateks di Pabrik

Tabel 5. Hasil Perhitungan Kadar Amonia Dalam Lateks di Pabrik

Lateks

Volume (ml) Prosentase Amonia

(%)

Jumlah Amonia Riil (ml)

Volume Lateks

(ml)

Kadar Amonia Total Amonia (%)

1 1.025.000 2.600 20 520 1.022.400 0,051

2 1.550.000 1.900 20 380 1.548.100 0,025

3 1.775.000 3.300 20 660 1.771.700 0,037

4 1.925.000 5.600 20 1120 1.919.400 0,058

5 1.725.000 4.500 20 900 1.720.500 0,052

Dalam perhitungan kadar amonia dalam lateks di pabrik menggunakan data – data, antara lain : volume lateks dan amonia (volume total), jumlah

(11)

amoniak yang ditambahkan dan kadar amonia yang digunakan. Untuk hasil perhitungan kadar amonia dalam lateks yang digunakan disajikan dalam tabel 5.

Secara umum, kadar persen amonia yang digunakan seharusnya dilakukan verifikasi secara rutin untuk melihat kadar riil amonia. Prosentase amonia ini akan menentukan kadar amonia dalam lateks dan menentukan jumlah penggunaan asam formita yang dibutuhkan.

Korelasi Kadar Amonia terhadap Kebutuhan Asam Formiat

Menurut Muis (2007) menyatakan bahan kimia yang biasa digunakan dalam penggumpalan lateks adalah asam formiat dan asam asetat. Kedua asam ini dapat digunakan untuk menghambat terjadinya reaksi pengerasan pada karet selama penyimpanan.

Gambar 2. Korelasi Kadar Amonia dalam Lateks terhadap Kebutuhan Asam Formiat Asam formiat selain digunakan sebagai penggumpalan juga digunakan dalam penetralan dari penambahan amonia di kebun. Solichin, 1991 dalam Palupi (2008), nilai

(12)

viskositas awal dipengaruhi oleh kandungan amonia bahwa semakin tinggi kadar amonia yang diberikan maka akan semakin tinggi viskositas awal pada lateks.

Kalkulasi perhitungan jumlah asam formiat untuk penetralan didasarkan dari hasil titrasi amonia dan pemakaian asam formiat di pabrik. Dalam perhitungan ini menggunakan data antara lain : volume lateks, volume amonia, K3 (Kadar Karet Kering) dan taksasi kering/ bak.

Pada gambar 2 dapat dilihat bahwa terdapat korelasi kadar ammonia dalam lateks terhadap kebutuhan asam formiat di atas menunjukkan adanya perbedaan yang cukup signifikan antara kebutuhan asam formiat berdasarkan titrasi HCl dan H2SO4

terhadap penggunaan asam formiat di pabrik, terutama pada lateks sampel 2 dan 3.

Proses penambahan asam merupakan tahapan kritis dalam pengolahan karet RSS, disamping juga pada proses pengenceran. Faktor yang mempengaruhi mutu karet RSS, diantaranya; proses pengolahan karet di pabrik, proses pengeringan, dan pengasapan. (Utomo dan Suroso, 2004). Produk RSS hasil uji coba disajikan pada gambar 3.

Gambar 3. Produk RSS Hasil Uji Coba

Berdasarkan buku standar mutu RSS yang ditetapkan oleh Lembaga Contoh Standar Karet Indonesi (LCSKI) maupun yang tercantum dalam The Green Book bahwa penilaian dilakukan secara visual dengan melihat adanya cacat yang tampak saja, misalnya adanya kotoran, gelembung udara, warna tidak merata, lengket dan sebagainya.

(13)

Secara visual produk RSS hasil ujicoba sampel lateks dengan penambahan asam formiat berdasarkan perhitungan pabrik terdapat banyak gelembung – gelembung yang terjerap di dalam karet. The Green Book dalam Suseno (1989) menyatakan penggunaan zat antikoagulan yang berlebihan menjadi salah satu penyebab sheet mempunyai banyak gelembung-gelembung gas. Amonia sebagai zat antikoagulan dinetralkan dengan asam formiat, ketidaktepatan informasi kadar amonia dalam lateks dapat menyebabkan kekurangan dalam penambahan asam formiat yang menyebabkan cacat pada produk karet sheet. Karet sheet yang cacat akan menurunkan kualitas produk RSS sehingga tidak dapat menjadi RSS 1, hal ini jelas akan menurunkan harga jual. Sehingga diperlukan akurasi data kadar amonia dalam lateks sehingga penambahan asam formiat dapat diberikan secara tepat yang akan menjadi penentu peningkatan mutu karet sheet.

4. KESIMPULAN/ SARAN 4.1. Kesimpulan

Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil penelitian, dapat disimpulkan : 1) Pemakaian asam formiat pada pabrik belum optimal, berdasarkan uji banding

dengan titrasi H2SO4 dan HCl

2) Penggunaan ammonia sebagai zat antikoagulan yang berlebihan, diiringi dengan pemakaian asam formiat sebagai koagulan yang tidak tepat, menyebabkan cacat pada produk karet sheet.

4.2. Saran

Pemakaian kebutuhan asam formiat di dasarkan dari kadar amonia dalam lateks riil yang diketahui dari hasil pengujian dengan titrasi, hal ini diharapkan dapat mengurangi cacat pada produk karet ribbed smoked sheet.

5. UCAPAN TERIMA KASIH

Tulisan ini merupakan bagian dari kegiatan penelitian yang dibiayai oleh Anggaran DIPA Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri (BBTPPI)

(14)

Tahun 2014. Terimakasih kepada anggota tim penelitian : Nur Zen, ST; Eni Susana, ST dan Agus Purwanto, ST.

6. DAFTAR PUSTAKA

Harahap, N.A. 2009. Penentuan Kadar Amonia dalam Lateks dalam Pengolahan Crumb Rubber di PT. Bridgestone. Tugas Akhir Program Studi Diploma-3 Kimia Analis Departemen Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Muis, Y. 2007. Pengaruh Penggumpalan Asam Asetat, Asam Formiat, dan Berat Arang Tempurung Kelapa terhadap Mutu Lateks. Jurnal Sains Kimia. Vol 11, No. 1, 2007 : 21-24. Medan.

Palupi, N.P, dkk. 2008. Karakterisasi Perekat Siklo Karet Alam. Jurnal Teknologi Pertanian. ISSN 1858-2419. Vol. 4 No.1. Universitas Mulawarman. Samarinda Suseno, R.S. 1989. Pedoman Teknis Pengolahan Karet Sit yang Diasap (Ribbed

Smoked Sheet), Balai Penelitian Perkebunan Bogor.

Tim Penulis PS. 2008. Panduan Lengkap Karet. Cetakan I. Penebar Swadaya.

Bogor.

Utomo, T.P dan Suroso, E. 2004. Aplikasi Sistem Pakar pada Pengendalian Mutu Karet RSS. Proceeding Komputer dan Sistem Intelijen (KOMMIT2004). ISSN : 1411-6286. Auditorium Universitas Gunadarma, Jakarta 24-25 Agustus 2004.