PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SKRIPSI

PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL

FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

SITI MAYSARAH

090405053

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

JANUARI 2015

PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL

FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

SITI MAYSARAH

090405053

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

JANUARI 2015

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

PEMBUATAN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID DARI NATRIUM LIGNOSULFONAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

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 dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan, 15 januari 2015

Siti Maysarah NIM 090405053

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Pembuatan Perekat Lignin Resorsinol Formaldehid dari Natrium Lignosulfonat Tandan Kosong Kelapa Sawit”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini:

Penelitian ini membantu dalam memberikan informasi tentang potensi pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang memiliki kandungan lignin yang tinggi.

Penelitian ini membantu memberikan informasi tentang pemanfaatan lignin tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai perekat Lignin Resorsinol Formaldehid (LRF).

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada :

1. Ir. Netti Herlina, MT. selaku Dosen Pembimbing.

2. Ir. Renita Manurung, MT selaku dosen penguji dan koordinator skripsi. 3. Mhd. Hendra S Ginting, ST. MT. selaku dosen penguji.

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, Januari 2015 Penulis,

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: Siti Maysarah NIM: 090405053

Tempat / Tanggal Lahir: Medan / 25 Juni 1990 Nama Orang Tua: Yusra Arwan Sinaga

Alamat Orang Tua: Jl. Karya KM 7 No. 03 Balai Makam Duri Riau 28884

Asal Sekolah

SD Taman Siswa Sugarang Bayu tahun 1996-1998 SD N 081 Mandau tahun 1998-2002

SMP N 6 Mandau tahun 2002 – 2005 SMAK Padang tahun 2005 – 2009 Beasiswa yang diperoleh :

Beasiswa BBM tahun 2009 Universitas Sumatera Utara Pengalaman Organisasi / Kerja

Covalen Study Grup 2011-2012 sebagai Wakil Sekretaris Himpunan Mahasiswa Islam 2012 sebagai Bendahara Umum Himatek periode 2012 – 2013 sebagai Wakil Bendahara Umum

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:

1. Orang tua penulis, Yusra A Sinaga dan Sugestini atas semua doa dan dukungan yang selalu diberikan kepada penulis.

2. Seluruh anggota keluarga penulis terutama untuk kakak-kakak penulis, Yusmalia Rachma Sinaga dan Yose Marlina Ade Sinaga atas doa dan dukungan yang telah diberikan.

3. Rekan penelitian, Mutiata Istiqomah.

4. Seluruh sahabat serta teman sejawat penulis angkatan 2009 Teknik Kimia USU.

5. Staff pengajar dan seluruh jajaran keluarga besar Departemen Teknik Kimia FT USU.

ABSTRAK

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah dari pabrik kelapa sawit yang pemanfaatnya masih terbatas. Pemanfaatan lignin dari tandan kosong kelapa sawit yang dilakukan adalah pembuatan perekat alami. Pembuatan perekat ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu pembuatan serbuk tandan kosong kelapa sawit bebas ekstraktif, isolasi lignin, pembuatan natrium lignosulfonat, pemurnian natrium lignosulfonat dan pembuatan perekat. Pembuatan perekat lignin resorsinol formaldehid ini dilakukan dengan perbedaan perbandingan mol NaLS : resorsinol : formaldehida yaitu 1:1:1; 1:1:2; dan 1:1:3. Analisa yang dilakukan pada perekat ini yaitu uji kenampakan, pH/keasaman, berat jenis, dan viskositas pada suhu kamar dan uji waktu glatinasi pada suhu 100 0C serta kadar sisa penguapan pada 105 0C. Hasil yang didapatkan dari uji kenampakan perekat memiliki warna coklat kehitaman. pH dari setiap perbandingan yaitu perbandingan 1:1:1 nilainya 11,2, perbandingan 1:1:2 nilainya 11,4 dan perbandingan 1:1:3 nilainya 12,0. Berat jenis perekat perbandingan 1:1:1 yaitu 1,2857, perbandingan 1:1:2 1,2119, dan perbandingan 1:1:3 nilai berat jenisnya 1,3097. Viskositas dari perbandingan 1:1:1 nilainya 108,83 cps, perbandingan 1:1:2 nilainya 94,31 cps dan perbandingan 1:1:3 nilainya 129,92 cps. Waktu glatinasi pada perekat ini tidak sesuai dengan standar. Sisa penguapan pada perbandingan 1:1:1 sebesar 50,77%, perbandingan 1:1:2 sebesar 42,35% dan perbandingan1:1:3 sebesar 41,01%. Dari perlakuan yang dilakukan dibandingkan dengan standar fenol formaldehida yaitu SNI 06-4567-1998 fenol formaldehid cair.

Kata kunci : tandan kosong kelapa sawit, lignin, natrium lignosulfonat, perekat, dan analisa

ABSTRACT

Oil palm empty fruit bunches (TKKS) are waste from palm oil mill utilization is still limited. Lignin utilization of oil palm empty fruit bunhes made of natural adhesive manufacture. Making adhesive is carried out in several stages namely the manufacture of powder oil palm empty fruit bunches free extractives, lignin isolation, the manufacture of sodium lignosulfonate, sodium purification lignosulfonate and the manufacture of adhesive.making the lignin resorcinol formaldehide adhesive is done by differences sodium lignosulfonate : resorcinol : formaldehyde mole ratio are ratio 1:1:1, ratio 1:1:2 and ratio 1:1:3. Analysis perrformed on this adhesive is a test appearance, pH/acidity, density and viscosity at room temperature and gelatinization time at 100 0C as well the rest levels of evaporation at 105 0C. The results obtained from testing the appearance of the adhesive has a blackish brown color. pH of each ratio is ratio 1:1:1 11,2, ratio 1:1:2 11,4 and ratio 1:1:3 12,0. Adhesive Densities are ration 1:1:1 1,2857, ratio 1:1:2 1,2119, and ratio 1:1:3 1,3097. Viscosities are ratio 1:1:1 108,83 cps, ratio 1:1:2 94,31 cps and ratio 1:1:3 129,92 cps. Adhesive gelatinization time don’t comport with standard. The rest of the evaporation are ratio 1:1:1 50,77%, ratio 1:1:2 42,35% and ratio 1:1:3 41,01%. Of thr treatment was compared with standard phenol formaldehyde which is SNI 06-4567-1998 liquid phenol formaldehyde.

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR i DAFTAR ISI ii DAFTAR GAMBAR iv DAFTAR TABEL vi BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 4 1.3 TUJUAN PENELITIAN 5 1.4 MANFAAT PENELITIAN 5

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7

2.1 TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) 7

2.2 LIGNIN 8

2.3 ISOLASI LIGNIN 9

2.4 NATRIUM LIGNOSULFONAT 11

2.5 PEREKAT 14

2.6 PEREKAT RESORSINOL FORMALDEHIDA 15

2.7 ANALISIS EKONOMI 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18

3.1 TEMPAT DAN WAKTU 18

3.2 BAHAN DAN PERALATAN 18

3.3 PELAKSANAAN PENELITIAN 19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 32

4.1 PREPARASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

(TKKS) 32 4.2 UJI KENAMPAKAN 34 4.3 PH (DERAJAT KEASAMAN) 36 4.4 BERAT JENIS 38 4.5 VISKOSITAS 39 4.6 SISA PENGUAPAN 41

PENYUSUN PEREKAT LIGNIN RESORSINOL FORMALDEHID (LRF)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 45

5.1 KESIMPULAN 45 5.2 SARAN 45 DAFTAR PUSTAKA 47 LAMPIRAN 1 50 LAMPIRAN 2 53 LAMPIRAN 3 61

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Struktur (1) P-Kumaril Alkohol (Unit P-Hidroksifenil), (2)

Koniferil Alkohol (Unit Guaiasil), (3) Sinapil Alkohol (Unit Siringil)

9

Gambar 2.2 Reaksi Pembentukan Natrium Lignosulfonat 13

Gambar 2.3 Reaksi Lignin + Formaldehid (HCOH)  Ortho-Hydroxymethyllignin

15

Gambar 2.4 Ikatan Resorsinol-Formaldehid 15

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Serbuk Tandan Kosong Kelapa Sawit

Bebas Ekstraktif 25

Gambar 3.2 Flowchart Isolasi Lignin 28

Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Pembuatan Surfaktan Natrium Sulfonat 29 Gambar 3.4 Flowchart Pemurnian Surfaktan Natrium Lignosulfonat 30

Gambar 3.5 Flowchart Pembuatan Perekat 31

Gambar 4.1 Grafik FT-IR Lignin Isolat 33

Gambar 4.2a Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:1 35

Gambar 4.2b Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:2 35

Gambar 4.2c Uji Kenampakan Perbandingan 1:1:3 35

Gambar 4.3 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai pH/Keasaman Perekat LRF

37

Gambar 4.4 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai Berat Jenis Perekat LRF

39

Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Viskositas Perekat LRF

40

Gambar 4.6 Pengaruh Penambahan Mol Formaldehida Terhadap Nilai Sisa Penguapan Perekat LRF

42

Gambar 4.7 Grafik FT-IR Perkat LRF 43

Gambar L.1 Monomer Lignin Dan NaLS 51

Gambar L3.1 Tandan Kosong Kelapa sawit Ukuran > 5 cm 61

Gambar L3.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit Ukuran < 2 cm 61

Gambar L3.4 Pembuatan Natrium Lignosulfonat 62 Gambar L3.5 Pemurnian Natrium Lignosulfonat dengan destilasi 62 Gambar L3.6 Pemurnian Natrium Lignosulfonat dengan pemisahan corong

pemisah 63

Gambar L3.7 Natrium Lignosulfonat Konstan 63

Gambar L3.8 Pembuatan perekat 64

Gambar L3.9a Perbandingan 1:1:1 run 1 64

Gambar L3.9b Perbandingan 1:1:1 run 2 64

Gambar L3.9c Perbandingan 1:1:2 run 1 64

Gambar L3.9d Perbandingan 1:1:2 run 2 64

Gambar L3.9e Perbandingan 1:1:3 run 1 65

Gambar L3.9f Perbandingan 1:1:3 run 2 ₆₅

Gambar L3.10 Uji pH 65

Gambar L3.11 Uji Berat Jenis 66

Gambar L3.12 Uji Viskositas 66

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Beberapa Penelitian Mengenai Pembuatan Perekat Lignin

Resorsinol Formaldehida

3

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tandan Kosong Kalapa Sawit 8

Tabel 2.2 Persyaratan Mutu Fenol Formaldehidacair Untuk Perekat Kayu

Lapis 14

Tabel 2.3 Rincian Biaya Pembuatan Perekat Lignin Resorsinol Formaldehid dari Natrium Lignosulfonat Tandan Kosong Kelapa Sawit

17

Tabel 4.1 Pencirian Gugus-Gugus Fungsi Lignin Isolat 34

Tabel 4.2 Hasil Uji kenampakan Perekat LRF 35

Tabel 4.3 Hasil Uji pH Perekat LRF 37

Tabel 4.4 Berat Jenis Perekat LRF 38

Tabel 4.5 Viskositas Perekat LRF 40

Tabel 4.6 Sisa Penguapan Perekat LRF 41

Tabel 4.7 Pencirian Gugus-Gugus Fungsi Perekat LRF 43

Tabel L1.1 Data Pengukuran pH/Keasaman 50

Tabel L1.2 Data Pengukuran Berat Jenis 50

Tabel L1.3 Data Pengukuran Viskositas ₅₁

Tabel L1.4 Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 1 51 Tabel L1.5 Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 2 51 Tabel L1.6 Data Pengukuran Sisa Penguapan Perbandingan 1 : 1 : 3 52

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN 50

L1.1 Data Pengukuran pH/Keasaman 50

L1.2 Data Pengukuran Berat Jenis 50

L1.3 Data Pengukuran Viskositas 51

L1.4 Data Pengukuran Sisa Penguapan 51

LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 53

L2.1 Berat Molekul Lignin Dan NaLS ₅₃

L2.2 Pembuatan Reagensia ₅₃

L2.3 Kandungan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

50 Mesh 55

L2.4 Perhitungan Perbandingan Perekat LRF 56

L2.5 Perhitungan Berat Jenis 57

L2.6 Perhitungan Viskositas 58

L2.7 Perhitungan Sisa Penguapan 59

LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI 61

L3.1 Bahan Baku (Tandan Kosong Kelapa Sawit) 61

L3.2 Pembuatan Natrium Lignosulfonat ₆₂

L3.3 Pembuatan Perekat 64

DAFTAR SINGKATAN

LRF Lignin Resorsinol Formaldehid NaLS Natrium Lignosulfonat

SNI TKKS

Standar Nasional Indonesia Tandan Kosong Kelapa Sawit