PENGARUH RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN
KONSENTRASI KATALIS PADA PEMBUATAN
SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA DARI
D-GLUKOSA DAN DEKANOL
SKRIPSI
Oleh
100405024
RAP LEANON
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PENGARUH RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN
KONSENTRASI KATALIS PADA PEMBUATAN
SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA DARI
D-GLUKOSA DAN DEKANOL
SKRIPSI
Oleh
100405024
RAP LEANON
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 RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN KONSENTRASI KATALIS PADA PEMBUATAN SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA
DARI D-GLUKOSA DAN DEKANOL
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.
Medan, April 2015
ii
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH RASIO MOLAR SUBSTRAT DAN KONSENTRASI KATALIS PADA PEMBUATAN SURFAKTAN DECYL POLIGLIKOSIDA
DARI D-GLUKOSA DAN DEKANOL
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang sarjana pada tanggal 15 April 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Medan, April 2015
Mengetahui,
Koordinator Skripsi
NIP. 19681214 199702 2 002 Ir. Renita Manurung, MT
Dosen Pembimbing
NIP. 19710905 199512 2 001 Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc
Dosen Penguji I
NIP. 19720612 200012 1 001 Dr. Rondang Tambun, ST, MT
Dosen Penguji II
iii
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis pada Pembuatan Surfaktan Decyl Poliglikosida dari D-Glukosa dan Dekanol”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia Depertemen Teknik Kimia Fakultas Teknik dan Laboratorium Farmakologi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc
selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.
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
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua penulis, David B. A. Pasaribu (Alm.) dan Tarida Marpaung atas segalanya.
2. Walad Wirawan atas kerjasamanya selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU. 4. Ibu Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc, selaku dosen pembimbing
penelitian yang telah membimbing dan memberi dukungan dari awal penelitian hingga penyelesaian skripsi ini.
5. Bapak Dr. Rondang Tambun, ST, MT sebagai dosen penguji I yang telah memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini. 6. Bapak Ir. Mhd. Yusuf Ritonga, MT sebagai dosen penguji II yang telah
memberikan kritik dan saran dalam pengerjaan laporan hasil penelitian ini. 7. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
8. Abangda Ronald Pasaribu, ST. dan Adik Maria Pasaribu, cST. yang selalu memberikan dukungan, hiburan dan doanya.
9. Keluarga besar Pasaribu dan Marpaung tanpa terkecuali yang sudah banyak membantu dari segi materiil maupun doa.
10.Marthin Silalahi yang banyak membantu dan menyemangati selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Rap Leanon NIM : 100405024
Tempat, tanggal lahir : Jakarta, 11 Mei 1991
Nama orang tua : Ir. David B. A. Pasaribu (Alm.) dan Tarida Marpaung, SH. Alamat orang tua :
Jalan Kramat Jaya Baru Blok D-II no.38, Jakarta Pusat, Provinsi DKI Jakarta
Asal Sekolah:
• SD N 011 Jakarta Selatan tahun 1997-1999
• SD Katolik Yos Sudarso Balikpapan tahun 1999-2001
• SD Swasta Charitas Jakarta Selatan tahun 2001-2003
• SMP Pangudi Luhur Jakarta Selatan tahun 2003 – 2006
• SMA N 66 Jakarta Selatan tahun 2006 – 2009 Beasiswa yang diperoleh:
Beasiswa Tanoto Foundation 2011 Universitas Sumatera Utara Pengalaman Organisasi:
1. Koordinator Seksi Kehidupan Berbangsa dan Bernegara OSIS SMA 66 Jakarta periode 2008-2009
2. Panitia pelaksana Latihan Dasar Kepemimpinan Siswa SMA Negeri 66 Jakarta tahun 2008 sebagai seksi acara
3. Panitia pelaksana Engineering Expo Pemerintahan Mahasiswa Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara tahun 2011
4. Anggota bidang Penelitian dan Pengembangan Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia periode 2013-2014
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal Teknik Kimia USU Vol.4, No.1 (2015):
vi
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
Kedua orangtua yang telah membesarkanku, mengisi hidupku dengan tangis, tawa, canda dan memberikan pelajaran hidup yang sangat berharga
Hormatilah ayahmu dan ibumu, supaya lanjut umurmu ditanah yang diberikan
vii
ABSTRAK
Ada dua macam metode dalam memproduksi alkil poliglikosida (APG) yaitu metode langsung dan metode tak langsung. Pada penelitian ini dilakukan sintesis alkil poliglikosida dengan menggunakan metode langsung yaitu dengan mereaksikan langsung glukosa dan dekanol dengan variasi rasio molar d-glukosa:dekanol 1:10, 2:10, 4:10 dan 6:10 (mol GL/mol C10) serta variasi konsentrasi
HCl sebagai katalis 0,5; 1; 1,5 dan 2 (% berat glukosa) selama 3 jam dengan suhu reaksi 95 0C. Proses selanjutnya yaitu netralisasi dengan menggunakan basa kuat (NaOH) sampai pH 8-10 lalu larutan didistilasi dengan menggunakan distilasi vakum. Analisa yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisa densitas, rendemen dan gugus fungsi. Sintesis decyl poliglikosida dengan hasil densitas terbaik dengan nilai 1,05 gr/mL diperoleh pada rasio molar glukosa:dekanol sebesar
2:10 (mol GL/mol C10) dengan persen katalis 0,5%. Rendemen terbaik diperoleh
dengan rasio molar substrat 2:10 (mol GL/mol C10) dan konsentrasi katalis 1,5%
dengan nilai rendemen sebesar 84,09 %. Analisa gugus fungsi dengan menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FT-IR) terdeteksi gugus eter (COC) pada panjang gelombang 1032,33 cm-1 dan gugus OH terdeteksi pada panjang gelombang 3365,21 cm-1.
viii
ABSTRACT
There are two methods to produce alkyl polyglucoside (APG) which are direct method and indirect method. In this research, APG synthesize with direct method that involves by directly reacting d-glucose with decanol with molar ratio variation of d-glucose:decanol are 1:10; 2:10; 4:10 and 6:10 (mol GL/mol C10) and
HCl concentration as catalyst variation are 0,5; 1; 1,5 and 2 (% based on weight of d-glucose) in 3 hours with temperature reaction is 95 0C. Next process is neutralizing with strong base (NaOH) until pH value is about 8-10 then the aqueous solutions are distillated with vacuum distillation. This research analyze density, yield and wavelength. Decyl polyglycoside synthetic optimum results best density value is 1,05 gr/mL in molar ratio of d-glucose:decanol 2:10 (mol GL/mol C10) and catalyst concentration 0,5%. Best yield in molar ratio of
d-glucose:decanol 2:10 (mol GL/mol C10) and catalyst consentration 1,5% (% based on
weight of d-glucose) with yield value is 84,09 %. Wavelength analysis of ether and OH linkage with Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy detected ether (COC) linkage at wavenumber 1032,33 cm-1 and OH groups detected at wavenumber 3365,21 cm-1.
ix
DAFTAR ISI
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
UCAPAN TERIMAKASIH iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS v
DEDIKASI vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Masalah 3
1.3 Tujuan Penelitian 3
1.4 Manfaat Penelitian 3 1.5 Ruang Lingkup Penelitian 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Surfaktan 5
2.2 Surfaktan Alkil Poliglikosida 7
2.3 Alkohol Lemak 8
2.4 D-Glukosa 9
x
3.1 Lokasi Penelitian 16 3.2 Bahan dan Peralatan 16
3.2.1 Bahan 16
3.2.2 Peralatan 16
3.3 Prosedur Penelitian 18 3.4 Flowchart Pembuatan Decyl Poliglikosida 18 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 20
4.1 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis terhadap
Densitas Decyl Poliglukosida 20 4.2 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis terhadap
Rendemen Decyl Poliglukosida 22 4.3 Analisa Spektroskopi Fourier Transform Infrared (FT-IR) 23 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 27
5.1 Kesimpulan 27
5.2 Saran 28
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Produksi Surfaktan dan Contoh Produksinya 7 Gambar 2.2 Struktur Busa dari Alkil Poliglikosida dengan Perbandingan
Surfaktan Standar 8 Gambar 2.3 Sintesis Alkil Poliglikosida dengan Satu dan Dua Tahap 10 Gambar 2.4 Proses Pembuatan Alkil Poliglikosida dengan Satu Tahap 11 Gambar 2.5 Proses Sintesis APG Satu Tahap 11 Gambar 3.1 FlowchartPembuatan Decyl Poliglikosida 19 Gambar 4.1 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis Terhadap
Densitas Decyl Poliglikosida 20 Gambar 4.2 Pengaruh Rasio Molar Substrat dan Konsentrasi Katalis Terhadap
Rendemen Decyl Poliglikosida 22 Gambar 4.3 Reaksi Sintesis APG Satu Tahap 24 Gambar 4.4 Analisa Spektroskopi FT-IR D-Glukosa 24 Gambar 4.5 Analisa Spektroskopi FT-IR Dekanol 25 Gambar 4.6 Hasil Analisa Spektroskopi FT-IR Decyl Poliglikosida Hasil
Sintesis 25
Gambar L3.1 Hasil Analisa Spektroskopi FTIR D-Glukosa 36 Gambar L3.2 Hasil Analisa Spektroskopi FTIR Dekanol 36 Gambar L3.3 Hasil Analisa Spektroskopi FT-IR Decyl Poliglikosida 37 Gambar L4.1 Rangkaian Alat Proses Asetilasi 38 Gambar L4.2 Rangkaian Alat Destilasi Vakum 38 Gambar L4.3 Decyl Poliglikosida dengan Rasio Molar Substrat 1:10
(mol GL/mol C10
Gambar L4.4 Decyl Poliglikosida dengan Rasio Molar Substrat 2:10
) 38
(mol GL/mol C10
Gambar L4.5 Decyl Poliglikosida dengan Rasio Molar Substrat 4:10
) 39
(mol GL/mol C10
Gambar L4.6 Decyl Poliglikosida dengan Perbandingan Substrat 6:10
) 39
xii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Pembuatan Alkil Poliglikosida dengan
Satu Tahap 2
Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Kimia dari Berbagai Alkohol Lemak 9 Tabel 2.2 Karakteristik Peak APG 14 Tabel 2.3 Perkiraan Biaya Bahan Baku Pembuatan Decyl Poliglikosida 15 Tabel 4.1 Karakteristik Panjang Gelombang D-Glukosa 25 Tabel 4.2 Karakteristik Panjang Gelombang Surfaktan APG dari Alkohol
Lemak C10
Tabel L1.1.1 Data Densitas pada Perbandingan 1:10 (
26
mol GL
/mol C10
Tabel L1.1.2 Data Densitas pada Perbandingan 2:10 (
) 32
mol GL
/mol C10
Tabel L1.1.3 Data Densitas pada Perbandingan 4:10 (
) 32
mol GL
/mol C10
Tabel L1.1.4 Data Densitas pada Perbandingan 6:10 (
) 32
mol GL
/mol C10
Tabel L1.2 Data Rendemen Decyl Poliglikosida 33 ) 32
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN 32
L1.1 Data Densitas 32
L1.2 Data Rendemen 33
L1.3 Data Pengamatan 34
LAMPIRAN 2 PERHITUNGAN 35
