Pengaruh Suhu Adsorpsi Dan Jumlah Penambahan Karbon Aktif Terhadap Kecerahan Surfaktan Decyl Poliglikosida Dari D-Glukosa Dan Dekanol

viii

PENGARUHSUHU ADSORPSI DAN JUMLAH

PENAMBAHAN KARBON AKTIF TERHADAP

KECERAHAN SURFAKTAN DECYL

POLIGLIKOSIDA DARI

D-GLUKOSA DAN

DEKANOL

SKRIPSI

Oleh

100405039

WALAD WIRAWAN

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

ix

PENGARUHSUHU ADSORPSI DAN JUMLAH

PENAMBAHAN KARBON AKTIF TERHADAP

KECERAHAN SURFAKTAN DECYL

POLIGLIKOSIDA DARI

D-GLUKOSA DAN

DEKANOL

SKRIPSI

Oleh

100405039

WALAD WIRAWAN

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PENGARUH SUHU ADSORPSI DAN JUMLAH PENAMBAHAN KARBON AKTIF TERHADAP KECERAHAN SURFAKTAN

DECYL POLIGLIKOSIDA DARI D-GLUKOSA DAN DEKANOL

dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku

Medan, April 2015

iii

PRAKATA

Puji dan syukur kehadirat Allah SWTatas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Suhu Adsorpsi dan Jumlah Penambahan Karbon Aktif terhadap Kecerahan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Universtas Sumatera Utara.Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.

Melalui penelitian ini diperoleh hasil surfaktan decyl poliglikosida dari D-glukosa dan dekanol dengan reaksi asetalisasi menggunakan katalis HCl, sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan khususnya dalam industri kosmetik.

Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyakmendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khusus penulis mengucapkan terima kasihdan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc selaku pembimbing

2. PT. Ecogreen Oleochemicals Batam selaku penyumbang bahan baku

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, April 2015 Penulis,

iv

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :

Orang tua tercinta, Afif danLailan Safina Hasibuan yang selalu berjuang tanpa kenal lelah, mendukung dan mendoakan putranya siang-malam.

Kedua adik tersayang, Yasir Putra dan Muhammad Al Asad atas pengertian dan dukungannya.

Dan sang pujaan hati, Aira Darusmy atas segala dukungan

v

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Walad Wirawan

NIM : 100405039

Tempat, tanggal lahir : Medan, 12Juni 1992

Nama orang tua : Afif, SE dan Dra. Lailan Safina Hasibuan, MSi Alamat orang tua :

Jl. Suka Cipta No 6 C Medan

Asal Sekolah:

• SD Harapan 2 Medan tahun 1998-2004

• SMP Harapan 1 Medan tahun 2004-2007

• SMA Harapan 1 Medan tahun 2007-2010 Beasiswa yang pernah diperoleh:

1. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2011 2. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2012 3. Beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) tahun 2013 Pengalaman Kerja dan Organisasi:

1. Covalen Study Group (CSG) periode 2012-2013 sebagai Kepala Bidang Kreatifitas dan Minat

2. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2013-2014 sebagai Anggota Bakat dan Minat

3. Asisten Laboratorium Kimia Organik Departemen Teknik Kimia FT USU tahun 2012-2014 modul Karbohidrat, Hidrokarbon, Pembuatan dan Analisa Mutu Sabun, dan Reaksi Substitusi.

Artikel yang dipublikasikan dalam Jurnal Teknik Kimia USU Vol 4 2015: 1. Pengaruh Suhu Adsorpsi dan Jumlah Penambahan Karbon Aktif

terhadap Kecerahan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol

2. Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis pada Pembuatan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol

Prestasi non akademik yang pernah diperoleh:

1. Medali Emas PON XVII Kalimantan Timur tahun 2008 cabang olahraga Polo Air Putera

vi

ABSTRAK

Alkil poliglikosida (APG) merupakan surfaktan nonionik yang banyak dibutuhkan dan berpotensi sebagai surfaktan yang ramah lingkungan. Sumber karbohidrat

sebagai bahan baku APG, menyumbang gugus hidrofilik dan fatty alcohol sebagai

gugus hidrofobik. Beberapa zat yang tidak diinginkan, seperti: zat warna, terbentuk selama sintesis APG dan menghasilkan warna yang gelap. Proses satu tahap dilakukan dengan mereaksikan langsung D-glukosa dan dekanol dengan rasio molar D-glukosa:dekanol 1:5 serta jumlah HCl sebagai katalis sebanyak 0,5 % berbasis

massa D-glukosa selama 1 jam dengan suhu reaksi 90-105 oC. Selanjutnya

dinetralkan dengan NaOH 50 % sampai pH 8-10. Kemudian dimurnikan dengan variasi jumlah penambahan karbon aktif sebanyak 1, 3, 5, 7, dan 9 % berbasis massa

total larutan pada variasi suhu adsorpsi 30, 40, dan 50 oC, kemudian campuran

disaring dan didistilasi dalam keadaan vakum. Bahan baku dan produk dianalisis

dengan menggunakan spektoroskopi Fourier Transform Infrared(FT-IR) dan

spektrofotometer UV-Vis. % transmisi yang diperoleh berkisar antara 10,01 – 44,90. % transmisi yang tertinggi diperoleh pada suhu adsorpsi 50 oC dan jumlah penambahan karbon aktif 3 % yaitu sebesar 44,90.

vii

ABSTRACT

Alkyl plyglycosides (APG) is a nonionic surfactant which is environmentally

friendly. Carbohidrate source as APG’s raw material supplied the hydrophilic group,

and fatty alcohol acted as hydrophobic group. Some undesirable compounds formed during the APG synthesisand caused dark color. In direct synthesis, D-glucose reacts directly with decanol in molar ratio of D-glucose:decanol is 1:5 and 0,5 % of HCl as catalist based on weight of D-glucose for 1 hour at reaction temperature about 90-105

o

C. And then the solution is neutralized with NaOH 50 % on pH 8-10. Added activated carbon with variation 1, 3, 5, 7, and 9 % based on weight of solution at adsorption temperature with variation 30, 40, dan 50 oC, then filtrate and distilate the solution at vacuum condition. Raw material and product is analized using spectroscopy fourier transform infrared (FT-IR) and spectroscopy UV-Vis. %

transmittance obtained is about 10,01 – 44,90. The highest % transmittance obtained

at adsorption temperature 50 oC and amount of activated carbon 3 % is about 44,90.

viii

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI ii

PRAKATA iii

DEDIKASI iv

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS v

ABSTRAK vi

DAFTAR SINGKATAN xiv

DAFTAR SIMBOL xv

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1LATAR BELAKANG 1

1.2PERUMUSAN MASALAH 3

1.3TUJUAN PENELITIAN 3

1.4MANFAAT PENELITIAN 4

1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1SURFAKTAN 5

2.2SIFAT-SIFAT SURFAKTAN 6

2.2.1 Kestabilan dalam Emulsi 6

2.2.2 Tegangan Permukaan 6

2.2.3 Nilai Hydrophile-Lipophyle Balance (HLB) 6

2.3ALKIL POLIGLIKOSIDA 8

2.3.1 Fatty Alcohol 10

2.3.2 Sumber Karbohidrat 11

2.3.3 Katalis 12

ix

2.5PROSES PENCOKLATAN 15

2.6ADSORPSI 16

2.7KARBON AKTIF 17

2.8ANALISIS EKONOMI 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 20

3.1LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 20

3.2BAHAN DAN PERALATAN 20

3.2.1 Bahan Penelitian 20

3.2.2 Peralatan 20

3.3RANCANGAN PENELITIAN 21

3.4PROSEDUR PENELITIAN 21

3.4.1 Prosedur Utama 21

3.4.2 Prosedur Analisis 22

3.4.2.1 Analisis Identifikasi APG dengan Spektroskopi FT-IR 22 3.4.2.2 Analisis Pengukuran Kecerahan APG 22 3.4.2.3 Analisis Perhitungan Rendemen APG 23

3.5FLOWCHART PENELITIAN 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 25

4.1 ANALISIS IDENTIFIKASI APG DENGAN SPEKTROSKOPI 25 FT-IR

4.2 ANALISIS KECERAHAN SURFAKTAN APG 26

4.2.1 Pengaruh Suhu Adsorpsi terhadap Kecerahan APG 27 4.2.2 Pengaruh Jumlah Penambahan Karbon Aktif 28

terhadap Kecerahan Surfaktan APG

4.3 ANALISIS PERHITUNGAN RENDEMEN SURFAKTAN APG 29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 31

5.1 KESIMPULAN 31

5.2 SARAN 31

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Diagram Skematik dari Sebuah Molekul Surfaktan 5 Gambar 2.2 Kegunaan dari Suatu Produk Dilihat dari Nilai HLB-nya 7 Gambar 2.3 Struktur Molekul dari Alkil Poliglikosida 9 Gambar 2.4 Diagram Balok Produksi Alkil Poliglikosida dengan Berbagai

Sumber Karbohidrat 10

Gambar 2.5 Rute Produksi Fatty Alcohol dari Lemak dan Minyak Alami 11 Gambar 2.6 Sumber Karbohidrat untuk Sintesis Alkil Poliglikosida Skala

Pabrik 12

Gambar 2.7 Rantai Glukosa dalam Bentuk Linier Maupun Cincin 12 Gambar 2.8 Reaksi Pembentukan Hemiasetal dan Hemiketal 13

Gambar 2.9 Reaksi Pembentukan Asetal 14

Gambar 2.10 Reaksi Pembentukan Alkil Poliglikosida Satu Tahap 15 Gambar 2.11 Proses Perubahan D-Glukosa Menjadi HMF 16 Gambar 2.12 Penyerapan suatu Zat oleh Pengadsorpsi 16

Gambar 3.1 FlowchartProsedur Utama 23

Gambar 4.1 Hasil Spektrum APG dari Hasil Optimum (a) Gugus Eter dan (b)

Gugus OH 25

Gambar 4.2 Penampakan Visual APG 27

Gambar 4.3 Pengaruh Suhu Adsorpsi terhadap Kecerahan Surfaktan APG 27 Gambar 4.4 Pengaruh Jumlah Penambahn Karbon Aktif terhadap Kecerahan

Surfaktan APG 28

Gambar 4.5 Hasil Perhitungan Rendemen 30

Gambar L3.1 Foto Proses Asetalisasi 41

Gambar L3.2 Foto Proses Adsorpsi 41

Gambar L3.3 Foto Proses Filtrasi 42

Gambar L3.4 Foto Proses Distilasi 42

Gambar L3.5 Foto Produk Akhir APG 42

Gambar L3.6 Foto Penampakan Visual APG dengan Rentang % Transmisi

xi

Gambar L3.7 Foto Penampakan Visual APG dengan Rentang % Transmisi

26,27 – 34,56 43

Gambar L3.8 Foto Penampakan Visual APG dengan Rentang % Transmisi

10,01 – 20,91 43

Gambar L4.1 Hasil Spektrum D-Glukosa 44

Gambar L4.2 Hasil Spektrum Dekanol 44

xii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu terkaitPenggunaan Adsorben untuk

Meningkatkan Kecerahan Surfaktan APG 2

Tabel 2.1 Harga HLB 7

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian 21

Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Karakteristik Peak dari APG 26

Tabel 4.2 Hasil Penampakan Visual APG 27

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 37

L2.1 DATA HASIL ANALISIS % TRANSMISI DAN

RENDEMEN 37

LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 38

L2.1 PERHITUNGAN KEBUTUHAN BAHAN BAKU 38 L2.1.1 Perhitungan Kebutuhan D-Glukosa 38 L2.1.2 Perhitungan Kebutuhan Dekanol 39 L2.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN KATALIS 39

L2.3 PERHITUNGAN RENDEMEN APG 40

LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN 41

L3.1 FOTO PROSES ASETALISASI 41

L3.2 FOTO PROSES ADSORPSI 41

L3.3 FOTO PROSES FILTRASI 42

L3.4 FOTO PROSES DISTILASI 42

L3.5 FOTO PRODUK APG 42

L3.6 FOTO PENAMPAKAN VISUAL APG 43

LAMPIRAN 4 HASIL ANALISIS IDENTIFIKASI BAHAN BAKU DAN

APG 44

xiv

DAFTAR SINGKATAN

APG HMF CMC

Alkil Poliglikosida Hidroksil Metil Furfural

Critical Micelle Concentration

FT-IR Fourier Transform Infrared

xv

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

T Transmitan

-A Absorbansi -

% T Persen transmisi -

I Intensitas radiasi yang dilewatkan pada sampel

-

I0 Intensitas awal radiasi yang datang -

b/b Perbandingan massa terhadap massa gram/gram

o/w Oil in water -