PEMANFAATAN LIGNIN HASIL PROSES DELIGNIFIKASI PULP DARI KULIT BUAH KAKAO SEBAGAI PEREKAT.

PEMANFAATAN LIGNIN HASIL PROSES DELIGNIFIKASI

PULP DARI KULIT BUAH KAKAO SEBAGAI PEREKAT

PENELITIAN

PENELITIAN

Oleh:

ADI NUGRAHA W

0931010001

Nirma Noermala

0931010057

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

PENELITIAN

PEMANFAATAN LIGNIN HASIL PROSES DELIGNIFIKASI PULP DARI KULIT BUAH KAKAO SEBAGAI PEREKAT

Disusun Oleh :

ADI NUGRAHA WISUDAWAN

0931010001

Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Dosen Penguji Pada tanggal : 01 Juli 2013

PENGUJI I PEMBIMBING

Ir.Sutiyono, MT Ir.Tutuk Harsini, MT

NIP. 19600713 198703 1 001 NIP. 19520916 198203 2 001

PENGUJI II

Ir. Susilowati, MT NIP. 19621120 199103 2 001

Mengetahui

Dekan Fakultas Teknologi Industri

LEMBAR PENGESAHAN

PENELITIAN

PEMANFAATAN LIGNIN HASIL PROSES DELIGNIFIKASI PULP DARI KULIT BUAH KAKAO SEBAGAI PEREKAT

OLEH :

ADI NUGRAHA WISUDAWAN

0931010001

Mengetahui :

Dosen Pembimbing

YAYASAN KESEJAHTERAAN PENDIDIKAN DAN

PERUMAHAN

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ” VETERAN ”

JAWA TIMUR

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

KETERANGAN BEBAS REVISI

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Adi Nugraha Wisudawan

Npm : 0931010001

Jurusan : Teknik Kimia

Telah menyelesaikan revisi / tidak ada revisi *) Ujian Skripsi dengan judul : ” PEMANFAATAN LIGNIN HASIL PROSES DELIGNIFIKASI

PULP DARI BUAH KAKAO SEBAGAI PEREKAT ”

Surabaya, 1 Juli 2013 Dosen penguji yang memerintahkan revisi :

1. Ir. Sutiyono, MT (...)

2. Ir. Susilowati, MT (...)

Mengetahui : Dosen Pembimbing

Ir.Tutuk Harsini, MT

NIP. 19520916 198203 2 001

Penelit ian

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas karunia dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan skripsi ini.

Penelitian ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa tingkat akhir sebelum dinyatakan lulusan sebagai Sarjana Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa Timur.

Pada kesempatan ini penyusun melakukan penelitian dengan judul

“Pemanfaatan Lignin Hasil Proses Delignifikasi Pulp dari Kulit buah Kakao sebagai

Perekat”. Laporan penelitian yang kami dapatkan tersusun atas kerjasama dan berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada:

1. ALLAH SWT atas karunia dan rahmatNya kami bisa menyelesaikan laporan penelitian ini.

2. Kepada Orang tua tersayang, terima kasih atas dukungan dan doanya. 3. Ir. Sutiyono,MT. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas

Penelit ian

4. Ir. Retno Dewati,MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia, Fakutas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa timur.

5. Ir. Tutuk Harsini, MT. selaku Dosen Pembimbing dalam penelitian ini.

6. Ir. Susilowati, MT. selaku Dosen Penguji dalam penelitian ini.

7. Kepada teman – teman jurusan teknik kimia FTI-UPN ’VETERAN’ JATIM khususnya angkatan 2009 yang memberikan dukungan dan informasi dalam penyelesaian laporan ini.

8. Semua pihak yang tidak dapat dituliskan terperinci yang telah membantu hingga terselesainya proposal penelitian ini.

Penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya atas segala bantuan, fasilitas, yang telah diberikan kepada kami. Penyusun menyadari masih banyak kekurangan pada penyusunan laporan ini. Oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun atas proposal ini.

Akhir kata, penyusun mohon maaf yang sebesar - besarnya kepada semua pihak, apabila dalam penyusunan laporan ini penyusun melakukan kesalahan baik yang disengaja maupun tidak di sengaja.

Surabaya, Juni 2013

Penelit ian

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ... i

Daftar Isi ... iii

Daftar Tabel ... v

Daftar Gambar ... vi

Intisari .... ... vii

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ... 1

I.2. Tujuan Penelitian ... 3

I.3. Manfaat Penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Secara Umum ... 4

II.1.1 Lignin... 4

II.1.2 Formaldehide... 6

II.1.3 Penol ... 8

II.1.4 Risorcinol ... 11

II.1.5 Natrium Hidroksida (NaOH)... 14

II.1.6 Amonium Hidroksida (NH4OH) ... 16

II.2. Landasan Teori ... 17

Penelit ian

II.4 Blok Diagram Pembuatan Perekat LRF dan LPF ... 21

BAB III METODE PENELITIAN III.1. Bahan Yang Digunakan ... 22

III.2. Alat Yang Digunakan ... 22

III.3. Variabel Yang Digunakan ... 22

III.4. Gambar alat ... 22

III.5 Prosedur Penelitian ... 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Analisa Bahan Baku... 25

IV.2 Hasil Penelitian ... 25

IV.3. Grafik dan Pembahasan ... 27

BAB V KESIMPULAN DAN PEMBAHASAN V.1. Kesimpulan ... 30

V.2. Saran... 30

Daftar Pustaka... viii

Appendiks ... x

Penelit ian

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 kandungan kadar lignin pada kulit buah kakao ... 6

Tabel II.2 Sifat-sifat Formaldehid ... 7

Tabel II.3 Sifat-sifat Fenol ... 10

Tabel II.4 Sifat-sifat Risorcinol ... 12

Tabel II.5 Sifat-sifat Natrium Hidroksida ... 15

Tabel II.6 Sifat-sifat Amonium Hidroksida ... 17

Tabel IV.1 Kadar lignin kulit buah kakao ... 25

Tabel IV.2 Tabel Hasil Analisa Lignin Resorcinol Formaldehid dan Lignin Penol Formaldehid ... 26

Penelit ian

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Blok Diagram Pembuatan Perekat LRF dan LPF ... 21

Gambar IV.1 Hubungan antara Subtitusi Lignin dengan pH ... 27

Gambar IV.2 Hubungan antara Subtitusi Lignin dengan Densitas ... 27

Penelit ian

INTISARI

Lignin mengandung molekul-molekul polifenol yang dapat berfungsi sebagai bahan perekat, namun lignin harus dikopolimerisasi agar dapat dijadikan lem atau perekat. Salah satunya adalah Lignin Resorcinol Formaldehid (LRF) dan Lignin Penol Formaldehid (LPF), dimana LRF dan LPF selama ini masih import dari Belgia dan Jepang. Pada penelitian ini lignin yang digunakan adalah hasil limbah proses delignifikasi kulit buah kakao. Lignin digunakan untuk mengurangi emisi formaldehid yang dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan pencemaran lingkungan. Dengan demikian pembuatan perekat ini bertujuan untuk mengurangi konsumsi import akan perekat tersebut.

Penelitian ini dilakukan dengan cara mereaksikan penol atau resorcinol dengan formaldehid yang dengan variasi subtitusi lignin sebesar 10%, 15%, 20%, 25%, 30% berat lignin yang dihitung berdasarkan massa Penol.

Penelit ian

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Lignin merupakan komponen utama penyusun kimia kayu selain selulosa dan hemiselulosa. Lignin adalah polimer alami yang terdiri dari molekul-molekul polifenol yang berfungsi sebagai perekat sel-sel kayu satu sama lain, sehingga kayu menjadi keras dan kaku. Dengan adanya lignin maka kayu mampu meredam kekuatan mekanis yang dikenakan terhadapnya, sehingga memungkinkan usaha pemanfaatan lignin sebagai bahan perekat dan pengikat (binder) pada papan partikel dan kayu lapis (Rudatin, 1989)

Kandungan Lignin dalam tumbuhan berlignoselulosa dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku perekat lignin dan perekat likuida melalui proses likuifikasi. Saat ini lignin masih terbatas penggunaannya sebagai bahan baku perekat dan pengental ( Sjostrom, 1981). Amerika Serikat setiap tahunnya memproduksi lignin melalui proses Kraft dan metode soda sebanyak 20 juta ton/tahun sedangkan dengan proses sulfite dapat memproduksi lignosulfonate 1 juta Mg/tahun (David & Hon, 1996).

Lem merupakan bahan yang dapat merekatkan 2 benda atau lebih. Lem bisa dibuat dari bagian tumbuhan atau hewan, maupun bahan kimia dari minyak. ( wikipedia.org, 2013).

Penelit ian

yang direkatkan kembali dengan resin dari getah pohon. Di kuil Babilonia pun ditemukan sejumlah patung dengan biji mata dari gading yang ditempelkan dengan tar di rongga mata. Ini bukti, "lem" tar mampu bertahan selama 6000 tahun. (Srikandi, 2004)

di Indonesia telah berdiri lebih dari ratusan industri pengolahan kayu yang sebagian besar produksi di Indonesia menggunakan perekat urea formaldehid (UF). Fenol formaldehid (PF) dan melamin formaldehid (MF) yang diperuntukkan untuk memenuhi industri kayu (wood working).namun untuk keperluan struktural atau bangunan dan perkapalan masih menggunakan perekat import dari belgia dan Jepang, yaitu perekat tipe WBP dari jenis fenol risorcinol formaldehid (PRF) dan risorcinol formaldehid (RF).(Sucipto, 2009) Hasil penelitian Karina, M dkk., 1994 Pembuatan dan Karakterisasi Perekat Lignin Phenol Formaldehid (LPF) menunjukkan bahwa pH LPF berkisar antara 9,5-9,9, sedangkan pH perekat komersial adalah 12,71. Kandungan formaldehid perekat LPF adalah 0,01-1,25%, lebih rendah daripada perekat komersial yang mengandung formaldehid 1,42%. Viskositas terbaik pada LPF 20% yaitu 93,30 Cp, sedangkan viskositas perekat komersial adalah 73,00 cP.

Penelit ian

dibuat dengan rasio molar L : R : F = 1 : 0.6 : 2 dan penambahan paraformaldehida 0.5% memenuhi standar.

Penelitian yang dilakukan ini adalah pembuatan perekat lignin resorcinol formaldehid (LRF) dan lignin fenol formaldehid (LPF). Perbedaan perekat ini dengan yang lain adalah penggunaan lignin yang berasal dari hasil limbah proses delignifikasi kulit buah kakao yang ramah lingkungan sehingga mengurangi emisi formaldehid dan pencemaran lingkungan yang berasal dari limbah kakao. Sehubungan dengan kebutuhan perekat di Indonesia yang selama ini masih import diharapkan dapat menambah lapangan kerja baru dibidang industri perekat dan mengurangi kebutuhan perekat.

I.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk membuat perekat lignin resorcinol formaldehid dan lignin fenol formaldehid dari lignin limbah proses delignifikasi pulp dari kulit buah kakao yang dibandingkan dengan lem komersial.

I.3 Manfaat Penelitian

1. Mengurangi pencemaran lingkungan akibat limbah lignin hasil proses delignifikasi pulp.

2. Inovasi baru dalam bidang industri perekat.

Penelit ian

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Secara Umum II.1.1 Lignin

Lignin adalah komponen penyusun utama dari dinding sel tumbuhan dan beberapa algae. Lignin juga masih berikatan erat dengan selulosa dan hemiselulosa. Komponen ini merupakan komponen rantai/ cabang panjang yang terbentuk di dalam dinding sel. Keberadaan lignin sangat melimpah di alam yang mana merupakan komponen polimer organic kedua terbanyak di bumi setelah selulosa. Struktur dari lignin adalah kompleks, tidak teratur, acak, dan penyusun utamanya dari senyawa aromatic, yang mana menambah elastisitas matrik selulosa dan hemiselulosa. Akibat dari kekompleksan inilah lignin merupakan komponen linoselulosa yang sulit untuk dipecah. Hal ini dikarenakan struktur kristal pada lignin lebih tinggi daripada selulosa dan hemiselulosa.

Penelit ian

Fungsi utama lignin pada kayu adalah untuk mempererat serat-serat menjadi satu. Hemiselulosa baik yang terbuat dari rantai residu glukosa atau dari rantai residu gula lainnya selalu lebih pendek jika dibandingkan rantai selulosa terpendek, dan maksimal tersusun dari 150 residu gula. Selulosa adalah polimer alam turunan glukosa β -D-glukopyanose yang tersusun atas unsur-unsur C, H, O. Jumlah rantai glukosa pada selulosa sangat bervariasi. Panjang serat selulosa 0,3

sampai 0,7 μm (Cottral,1952).

Lignin dapat dibuat dari berbagai bahan, salah satunya adalah kulit buah kakao. Lignin didapatkan dengan cara menumbuk halus kulit kakao kering agar mudah larut dan direaksikan dengan asam sitrat. Hasil reaksi kulit kakao dengan asam sitrat berupa filtrat yang mengandung pektin. Endapan kulit kakao berikutnya direaksikan dengan alkohol untuk didapatkan hasil berupa filtrat yang mengandung lignin.

Lignin yang dihasilkan tidak mengandung 100% lignin maka perlu dilakukan proses kembali agar didapat lignin yang murni yaitu dengan cara mereaksikan larutan tersebut dengan proses pengasaman H2SO4 dan pengendapan dengan NaOH. Hasil yang didapatkan berupa

gumpalan atau endapan lignin murni. Lignin tersebut dihaluskan denga ukuran 100 mesh untuk kemudian dapat diproses lagi menjadi bahan baku pembuatan perekat lignin fenol formaldehid dan lignin resorcinol formaldehid.

Penelit ian

Tabel II.1: kandungan kadar lignin pada kulit buah kakao:

(Badan Penelitian dan Konsultasi Industri, 2013)

II.1.2 Formaldehide

Formaldehida merupakan senyawa organik dengan rumus CH2O atau HCHO. Ini merupakan aldehid paling sederhana, maka

nama sistematis metanal. Nama umum dari substansi berasal dari kesamaan dan kaitannya dengan asam format.

Ketika dilarutkan dalam air, formaldehida membentuk methanediol hidrat dengan rumus H2C (OH) 2. Diol ini membentuk kesetimbangan dengan serangkaian oligomer (polimer pendek), tergantung pada konsentrasi dan suhu. Sebuah larutan air jenuh, yang mengandung sekitar 40% formaldehid volume atau 37% massa, disebut "100% formalin". Sejumlah kecil stabilizer, seperti metanol, biasanya ditambahkan untuk menekan oksidasi dan polimerisasi. Sebuah kelas komersial khas formalin mungkin berisi 10-12% metanol di samping berbagai kotoran logam.

Formaldehida adalah sebuah blok bangunan dalam sintesis senyawa lain signifikansi khusus dan industri. Ini menunjukkan sebagian besar sifat kimia aldehida lain, tetapi lebih reaktif. Misalnya lebih mudah teroksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi asam format

Bahan Kadar Lignin Kulit Buah Kakao Kering 11,81%

Penelit ian

komersial). Formaldehida merupakan elektrofil baik, berpartisipasi dalam reaksi substitusi aromatik elektrofilik dengan senyawa aromatik, dan bisa mengalami reaksi adisi elektrofilik dan alkena dan aromatik. Formaldehida bisa mengalami reaksi Cannizzaro dengan adanya katalis dasar untuk menghasilkan asam format dan metanol. Tabel II.2 Sifat-sifat Formaldehid :

Rumus molekul CH2O

Massa molar 30.03 g mol−1

Penampilan Gas tak berwarna berbau tajam Massa jenis and fase 0.8153 g/cm³ (−20 °C)

Kelarutan dalam air 400 g dm−3

Titik lebur -92 °C, 181 K, -134 °F Titik didih -19 °C, 254 K, -2 °F Keasaman (pKa) 13.3

Kebasaan (pKb) 0.7 (www.wikipedia.org, 2013)

Perekat Formaldehyde

Penelit ian

crosslinking. Namun, sifat bervariasi tergantung pada coreactant yang digunakan dengan formaldehyde.

Lem formaldehyde adalah jenis perekat kayu yang menghasilkan ikatan dengan terjadinya reaksi antara formaldehyd dengan phenol, urea resorcinol, melamine, atau campurannya.

Perekat urea-formaldehyde adalah jenis yang paling mahal dari semua jenis perekat kayu, tetapi mereka memiliki daya tahan yang buruk dalam kondisi basah. Lem phenol-formaldehyde menawarkan keseimbangan yang baik antara biaya dan ketahanan terhadap air. Melamine yang lebih mahal bisa digunakan karena mereka memberikan ketahanan terhadap air yang baik, dan memiliki warna yang lebih muda dibandingkan dengan resin phenol. (Sari, 2012)

II.1.3 Fenol

Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal berwarna kuning yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil (-OH) yang

berikatan dengan cincin fenil.

Fenol memiliki kelarutan dalam air, yakni 8,3 gram/100 ml. Fenol memiliki sifat yang cenderung asam, artinya ia dapat melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut menjadikan anion fenoksida C6H5O− yang dapat dilarutkan dalam air.

Penelit ian

alkohol alifatik lainnya tidak dapat bereaksi seperti itu. Pelepasan ini diakibatkan pelengkapan orbital antara satu-satunya pasangan oksigen dan sistem aromatik, yang mendelokalisasi beban negatif melalui cincin tersebut dan menstabilkan anionnya.

Fenol dapat digunakan sebagai antiseptik seperti yang digunakan Sir Joseph Lister saat mempraktikkan pembedahan antiseptik. Fenol merupakan komponen utama pada anstiseptik dagang, triklorofenol atau dikenal sebagai TCP (trichlorophenol). Fenol juga merupakan bagian komposisi beberapa anestitika oral, misalnya semprotan kloraseptik.

Fenol berfungsi dalam pembuatan obat-obatan (bagian dari produksi aspirin, pembasmi rumput liar, dan lainnya. Selain itu fenol juga berfungsi dalam sintesis senyawa aromatis yang terdapat dalam batu bara. Turunan senyawa fenol (fenolat) banyak terjadi secara alami sebagai flavonoid alkaloid dan senyawa fenolat yang lain. Contoh dari senyawa fenol adalah eugenol yang merupakan minyak pada cengkeh. Tabel II.3 Sifat-sifat Fenol :

Rumus molekul C6H6O

Massa molar 94.11 g/mol

Penampilan Kristal berwarna kuning Massa jenis and fase 1.07 g/cm3

Kelarutan dalam air 8.3 g/100 mL (20 °C)

Penelit ian

Fenol Formaldehid

Resin fenol formaldehida (PF) adalah polimer sintetis yang diperoleh reaksi fenol atau fenol tersubstitusi dengan formaldehida. Resin fenolik terutama digunakan dalam produksi papan sirkuit. Mereka lebih dikenal namun untuk produksi produk dibentuk termasuk kolam bola, meja laboratorium, dan sebagai pelapis dan perekat.

Polimer fenol-formaldehida adalah polimer sintetis tertua komersial, pertama kali diperkenalkan sekitar 100 tahun yang lalu. Penemu mereka, Leo Bakeland, tidak tahu apa yang terjadi di tabung reaksinya, tapi ia dapat menghasilkan benda yang tangguh, ringan, kaku, padat tahan kimia dari dua bahan-bahan murah. Dia segera menjadi orang kaya, di kelas yang sama dengan penemu-penemu terkenal djamannya seperti Alfred Nobel, Henry Ford, Andrew Carnegie, George Eastman, dll

Karena phenol resorcinol memiliki tiga sisi yang reaktif, mereka mampu membentuk ikatan crosslinking untuk membentuk suatu perekat thermosetting. Resorcinol membentuk copolymer yang baik dengan formaldehyde pada suhu kamar. Dengan demikian, diperlukan suatu rasio formaldehyde resorcinol yang rendah untuk membuat non crosslink novolak polymer. Tetapi penambahan formaldehyde harderner juga dibutuhkan sebelum menerapkan perekat untuk kayu pada suatu pengeringan yang komplet.

Penelit ian

dalam reaktor yang terpisah, dan kemudian "pra-polimer" ditransfer ke cetakan, di mana reaksi selesai. (http://chem.chem.rochester.edu)

II.1.4 Risorcinol

Resorcinol adalah 1,3-isomer dari benzenediol dengan formula C6H4(OH)2. Resorsinol juga digunakan sebagai perantara kimia untuk

sintesis obat-obatan dan senyawa organik lainnya. Hal ini digunakan dalam produksi pewarna diazo dan plasticizer dan sebagai UVabsorber dalam resin.

Sebuah penggunaan muncul resorsinol adalah sebagai molekul template kimia supramolekul. -OH kelompok pada ikatan hidrogen bentuk resorsinol untuk menargetkan molekul, menahan mereka dalam orientasi yang tepat untuk reaksi. Banyak reaksi tersebut dapat dilakukan dalam keadaan padat, sehingga mengurangi atau menghilangkan penggunaan pelarut yang dapat membahayakan lingkungan.

Penelit ian

Tabel II.4 Sifat-sifat Risorcinol : Rumus molekul C6H6O2

Massa molar 110.1 g/mol Penampilan Padatan putih Massa jenis and fase 1.28 g/cm3, solid Kelarutan dalam air 110 g/100 mL at 20 °C Titik lebur 110 °C, 383 K, 230 °F Titik didih 277 °C, 550 K, 531 °F Keasaman (pKa) 9.15

(www.wikipedia.org, 2013)

Risorcinol Formaldehid

Resin Resorcinol - formaldehyde (RF) memiliki kelebihan dibandingkan dengan resin PF karena dapat kering pada suhu kamar karena memiliki kecepatan reaksi yang 10x lebih cepat. Resorcinol adalah 1,3-dihydroxybenzene, yang merupakan bahan yang sangat reaktif karena efek gabungan dari dua gugus hidroxyl pada cincin aromatik dalam pengaktifan posisi 2 -, 4 -, dan 6- pada saat bereaksi dengan formaldehyde untuk reaksi samping, dan dengan hydroxymethyl resorcinol pada reaksi kondensasi. Pengaktifan kedua langkah tersebut menghasilkan proses modifikasi dan polimerisasi yang cepat.

Penelit ian

perekat untuk kayu, ikatan epoxy untuk Douglas-fir, polyurethanedan epoxy untuk yellow birch dan Douglas-fir, yellow cedar, dengan perekat PRF, dan epoxy pada Sitka spruce. Primer asli ini harus diproduksi sesaat sebelum digunakan dan memiliki waktu penggunaan pendek tetapi beberapa pengembangan dalam process telah memecahkan masalah ini.

Seperti resin phenol-formaldehyde, perekat ini membentuk ikatan sangat tahan lama. Mereka memiliki ketahanan terhadap degradasi dan kegagalan ikatan. Kelemahan utama untuk perekat resorcinol adalah harganya yang tinggi. Pengembangan terhadap perekat Phenol-resorcinol-formaldehyde (PRF) telah banyak dilakukan untuk menurunkan biaya dengan tetap mempertahankan sifatnya yang kering pada suhu kamar. Perekat PRF ini banyak digunakan dalam laminasi kayu dan finger joint.

Penelit ian

II.1.5 Natrium Hidroksida (NaOH)

Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.

Penelit ian

Tabel II.5 Sifat-sifat Natrium Hidroksida : Rumus molekul NaOH

Massa molar 39,9971 g/mol Penampilan zat padat putih Massa jenis and fase 2,1 g/cm³, padat Kelarutan dalam air 111 g/100 ml (20 °C) Titik lebur 318 °C (591 K) Titik didih 1390 °C (1663 K) Kebasaan (pKb) -2,43

(www.wikipedia.org, 2013)

II.1.6 Amonium Hidroksida

Amonium Hidroksida adalah larutan gas amoniak (NH3) dalam

air, berbau khas menusuk hidung H3. Biasanya senyawa ini didapati

Penelit ian

pengangkutan amonia berjumlah lebih besar dari 3.500 galon (13,248 L) harus disertai surat izin.

Amonia yang digunakan secara komersial dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini menunjukkan tidak adanya air pada bahan tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33 °C, cairan amonia harus disimpan dalam tekanan tinggi atau temperatur amat rendah. Walaupun begitu, kalor penguapannya amat tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung reaksi biasa di dalam sungkup asap. "Amonia rumah" atau amonium hidroksida adalah larutan NH3 dalam air.

Konsentrasi larutan tersebut diukur dalam satuan baumé. Produk larutan komersial amonia berkonsentrasi tinggi biasanya memiliki konsentrasi 26 derajat baumé (sekitar 30 persen berat amonia pada 15.5 °C). Amonia yang berada di rumah biasanya memiliki konsentrasi 5 hingga 10 persen berat amonia. Amonia umumnya bersifat basa (pKb=4.75), namun dapat juga bertindak sebagai asam yang amat lemah (pKa=9.25).

Tabel II.6 Sifat-sifat Amonium Hidroksida : Rumus molekul NH4OH

Massa molar 17.0306 g/mol

Penampilan Gas tak berwarna berbau tajam Massa jenis and fase 0.6942 g/L, gas.

Kelarutan dalam air 89.9 g/100 ml pada 0 °C Titik lebur -77.73 °C (195.42 K) Titik didih -33.34 °C (239.81 K) Keasaman (pKa) 9.25

Penelit ian

II.2 Landasan Teori

Lignin dapat dihasilkan dari limbah proses delignifikasi pulp, pada penelitian ini filtrat lignin berasal dari kulit buah kakao yang didelignifikasi menggunakan alkohol. Filtrat ini kemudian diproses kembali untuk dapat diambil endapannya dengan menggunakan proses pengasaman dengan asam sulfat sehingga lignin powder yang dihasilkan berupa lignosulfonat. Lignin tersebut dihaluskan dengan ukuran 100 mesh untuk kemudian dapat diproses lagi menjadi bahan baku pembuatan perekat lignin fenol formaldehid dan lignin resorcinol formaldehid.

Pembuatan perekat Lignin Resorcinol Formaldehide dan Lignin Phenol Formaldehide dilakukan dengan menggunakan metode Y. Bedard dan B. Riedl, 1990. Pembuatan dengan metode tersebut diketahui menghasilkan perekat dengan distribusi berat molekul yang tinggi, kohesi perekat dan adesi kayu yang baik (J.S.M. Kazayawoko, 1992).

Pada proses pembuatan perekat LPF formaldehid digunakan sebagai pengikat gugus hidrolik pada penol sehingga membentuk Ortho,para-hydroxymethylphenol dengan reaksi dibawah ini:

Penelit ian

Selain itu formaldehid juga bereaksi dengan lignin membentuk ikatan senyawa Ortho-hydroximethyllignin.

Lignin Formaldehid Ortho-hydroxymethyllignin

Dari kedua reaksi diatas, Ortho,para-hydroxymethylphenol membentuk ikatan ether dan jembatan methylene dengan Ortho-hydroxymethyllignin membentuk senyawa lignin penol formaldehid.

Penelit ian

Sedangkan untuk pembuatan perekat Lignin Resorcinol Formaldehid, formaldehid diadisi dengan Risorcinol kemudian dikondensasi dan direaksikan kembali dengan formaldehid membentuk ikatan silang senyawa polimer resorcinol formaldehid. Dimana senyawa tersebut telah siap untuk bereaksi dengan lignin membentuk lignin resorcinol formaldehid.

Penelit ian

III.3 Hipotesa

Penelit ian

BAB III

METODE PENELITIAN

III.1 Bahan yang Digunakan

Penelitian ini menggunakan bahan baku lignin yang berasal dari kulit buah kakao yang telah diekstraksi. Kulit buah kakao sendiri didapatkan dari Blitar. Sedangkan untuk Penol, Risorcinol, Formaldehide 37%, Natrium hidroksida 50%, dan Amonium hidroksida 50% dibeli ditoko bahan kimia BRATACO daerah Tidar, Surabaya.

III.2 Alat yang digunakan

Peralatan yang digunakan yaitu beaker glass, spatula, gelas ukur, erlenmeyer, pipet, labu ukur, termometer, kompor.

III.3 Variabel

Penelit ian

III.4 Gambar Alat

Pembuatan Lignin Powder Pembuatan Perekat

III.5 Prosedur Penelitian

Proses penelitian yang dijalankan adalah sebagai berikut :

1. Persiapan Bahan

Kulit kakao dibersihkan dari kotoran – kotoran dan dikeringkan dengan bantuan panas sinar matahari selama 4-7 hari untuk menghilangkan kadar airnya, lalu di tumbuk hingga halus dan dianalisa kadar lignin dari kakao kering tersebut.

2. Jalannya Proses Ekstraksi

Penelit ian

3. Pembuatan Perekat LRF dan LPF

Mula-mula 10 gram Penol atau 10 gram Risorsinol dilarutkan dalam 1,2 ml aquadest diaduk-aduk lalu ditambahkan 20 ml Formaldehide dan lignin powder sesuai dengan variabel, diaduk. Tetesi 1,15 ml larutan NaOH 50% selama 10 menit, setelah itu dipanaskan sampai temperatur 85°C selama 6 menit, kemudian temperatur diturunkan sampai 30-40°C. Tambahkan 1,15 ml larutan NaOH 50% dan 0,7 ml larutan NH4OH 30%.

Penelit ian

III.6 Blok Diagram Pembuatan Perekat LRF dan LPF

Gambar II.1 Blok Diagram Pembuatan Perekat LRF dan LPF Dilakukan Uji:

 Viskositas

 Densitas

 pH

 Kereaktifan

 Daya rekat

Lignin powder 10%; 15%; 20%; 25%; 30%

(% berat)

Penol 10 gram / Risorcinol 10 gram

Aqudest 1,2 ml

Formaldehide 37%, 20 ml

Dipanaskan 85°C selama 6 menit Ditetesi NaOH 50%, 1,15 ml

NH4OH 30%, 0,7 ml

Perekat Lignin Penol Formaldehid (LPF) Perekat Lignin Risorcinol Formaldehid (LRF)

Penelit ian

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Analisa Bahan Baku

Berdasarkan uji Balai Penelitian dan Konsultasi Industri (BPKI) Surabaya, Jawa Timur, analisa bahan baku yaitu kulit buah kakao kering yang sudah ditumbuk hingga halus dan kulit buah kakao yang telah didelignifikasi, diperoleh komposisi lignin dengan acuan metode Spektrofotometer sebagai berikut:

Tabel IV.1: Kadar lignin kulit buah kakao

Bahan Kadar Lignin Kulit Buah Kakao Kering 11,81%

Kulit Buah kakao yang terdelignifikasi 71,85%

(Badan Penelitian dan Konsultasi Industri, Surabaya, 2013)

IV.2 Hasil Penelitian

Penelit ian

Tabel IV.2: Tabel Hasil Analisa Lignin Resorcinol Formaldehid dan Lignin Penol Formaldehid

Bahan pH Densitas (ρ) (gr/ml)

Viskositas (μ) (Cps)

LRF 10% 10,2 1,0802 5,80

LRF 15% 10,1 1,0979 6,45

LRF 20% 9,8 1,1639 6,62

LRF 25% 9,7 1,2169 6,90

LRF 30% 9,5 1,2365 7,26

LPF 10% 8,9 0,8848 4,48

LPF 15% 8,7 0,9181 4,82

LPF 20% 8,5 0,9333 5,22

LPF 25% 8,4 1,0645 5,40

LPF 30% 8,3 1,1044 5,60

Penelit ian

IV.3 Grafik dan Pembahasan

Gambar IV.1: Pengaruh Substitusi Lignin pada nilai pH

Dari Gambar diatas dapat dilihat bahwa untuk lignin resorcinol formaldehid (LRF) memiliki pH antara 10,2 hingga 9,5 dan lignin penol formaldehid (LPF) dengan pH antara 8,9 hingga 8,3. Hal ini dikarenakan kadar keasaman tergantung pada subtitusi lignin, dimana semakin banyak subsitusi lignin maka sifatnya semakin asam. Sedangkan untuk pH lem komersial yaitu 4,4 dikarenakan bahan baku untuk pembuatan lem yang berbeda sehingga menghasilkan pH yang berbeda pula maka perbandingan kembali merujuk pada peneliti terdahulu, dimana pada penelitian Karina, M dkk pH LPF berkisar antara 9,5-9,9 maka LPF yang mendekati pH tersebut adalah pada subtitusi lignin 20%, 25%, 30% sedangkan untuk LRF pada penelitian Ruhendi, S pH berkisar antara 11,38-11,49 maka LRF yang mendekati pH tersebut adalah pada substitusi lignin 10%. Sesuai data diatas maka LRF dinyatakan sesuai dengan standart pH sedangkan LPF belum memenuhi standar. 0 2 4 6 8 10 12 14

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

N il a i p H

Subt itusi Lignin

LRF LPF

Penelit ian

Gambar IV.2: Pengaruh Substitusi Lignin pada Nilai Densitas

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa untuk lignin resorcinol formaldehid (LRF) memiliki densitas antara 1,0802 gr/ml hingga 1,2365 gr/ml dan lignin penol formaldehid (LPF) dengan pH antara 0,8848 gr/ml hingga 1,1044 gr/ml. Hal ini dikarenakan reaksi lignin dan formaldehid menyebabkan pertambahan densitas atau massa jenis. Sedangkan untuk densitas lem komersial yaitu 1,1143 gr/ml. Dengan demikian densitas perekat LRF yang mendekati lem komersial adalah pada substitusi lignin 15% sebesar 1,0979 gr/ml, sedangkan untuk densitas perekat LPF yang mendekati lem komersial adalah pada substitusi lignin 30% sebesar 1,1044 gr/ml. Dengan data tersebut menandakan densitas LRF dan LPF sesuai dengan standart lem komersial.

0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

N il a i D e n s it a s Variabel LRF LPF

Penelit ian

Gambar IV.3: Pengaruh Substitusi Lignin pada Nilai viskositas

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa untuk lignin resorcinol formaldehid (LRF) memiliki viskositas antara 5,80 cPs hingga 7,26 cPs dan lignin penol formaldehid (LPF) dengan viskositas antara 4,48 cPs hingga 5,60 cPs. Sedangkan untuk lem komersial viskositasnya 6,55 cPs. Dengan demikian viskositas lignin resorcinol formaldehid LRF yang mendekati lem komersial adalah pada subtitusi lignin 15% sebesar 6,45 Cps dan untuk Lignin Penol Formaldehid (LPF) yang mendekati viskositas lem komersial adalah pada subtitusi lignin 30% sebesar 5,60 Cps. Uji viskositas dilakukan untuk menentukan kelenturan atau kekentalan bahan. Data tersebut menunjukkan bahwa perekat LRF dan LPF mendekati standart lem komersial.

Dari hasil analisa pH, densitas dan viskositas diatas dimana yang merujuk pada hasil terbaik adalah pada perekat lignin resorcinol formaldehid (LRF) dengan substitusi lignin 15%, lignin penol formaldehid (LPF) dengan substitusi lignin 30% dan lem komersial, maka dilakukan kembali uji kereaktifan dan daya rekatnya yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini:

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

N il a i V is k o s it a s

Subt it usi Lignin

LRF LPF

Penelit ian

Tabel IV.3: Hasil analisa kereaktifan bahan dan daya rekat Bahan Kereaktifan Daya Rekat Lem Komersial 36,71% 3,65 kg/cm2 LRF 26,52% 3,42 kg/cm2 LPF 7,31% 0,15 kg/cm2

Penelit ian

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan uraian hasil penelitian dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin besar substitusi lignin perekat yang dihasilkan semakin bersifat asam, begitu pula dengan densitasnya semakin banyak substitusi lignin semakin besar densitasnya. Perekat Lignin Resorsinol Formaldehid yang mendekati viskositas lem komersial adalah pada subtitusi lignin 15% dan untuk perekat Lignin Penol Formaldehid yang memiliki viskositas mendekati lem komersial adalah pada subtitusi lignin 30%. Dan perekat yang memiliki kualitas mendekati perekat komersial adalah pada perekat Lignin Resorcinol Formaldehid yaitu sebesar 3,42 kg/cm2.

V.2 Saran

Penelit ian

DAFTAR PUSTAKA

Anonimus.2013.Amonium Hidroksida.

http://id.wikipedia.org/wiki/Amonium-hidroksida Anonimus.2013.Fenol.http://en.wikipedia.org/wiki/Fenol

Anonimus.2013.Formaldehid.http://id.wikipedia.org/wiki/Formaldehid Anonimus.2013.Lem.http://id.wikipedia.org/wiki/Lem

Anonimus.2013.Natrium Hidroksida.http://id.wikipedia.org/wiki/Natrium-Hidroksida Anonim.2013.Phenol-Formaldehyde

Polymers.http://chem.chem.rochester.edu/~chem421/novolak.htm Anonimus.2013.Resorcinol.http://en.wikipedia.org/wiki/Resorcinol

Cottral, leslie, G.1952.Introduction to Stuff Preparation for Paper Making.Charles Griffin and Company Limited.London, 42-45.

David, N & Hon, S.1996.Chemical Modification of Lignocellulosic Materials.New York,USA: Mercer Dekker Inc.

Douglas CJ. 1996. Phenylpropannoid metabolism and lignin biosynthesis: from weeds to trees. Trends Plant Sci. 1: 171-178.

Penelit ian

Kazayawoko, J.S.M., B. Riedl, J. Poliquin dan L.M. Matuana. 1992. Holzforschung, Vol. 46, No. 3 : 257-262.

Rudatin, S.1989.Potensi dan Prospek Pemanfaatan lignin dari Limbah Industri Pulp dan Kertas di Indonesia.Berita Selulosa (25)1:14-17.

Sari.2012.Lem Resorcinol dan Phenol-Resorcinol Formaldehyde.

http://www.wisnoe.com/index.php/en/informasi-dan-bisnis/25-the-projectSrikandi.2004.Lem.http://asal-usul.blogspot.com/2004/10/lem.html Sari.2012. Formaldehyde adhesives.

http://www.wisnoe.com/index.php/en/woodworking-knowledge/pengeleman-kayu/23-pengeleman-kayu-bagian-12

Sjostrom, E.1981.Wood Chemistry Fundamentals and Application.Laboratory of Wood Chemistry.Helsinki,Finlandia: Academic Press.