ISOLASI LIGNIN DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) SKRIPSI

(1)

ISOLASI LIGNIN DARI TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS)

SKRIPSI

OLEH

070405014

MASDAYANI RAMBE

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

APRIL 2013

(2)

ISOLASI LIGNIN DARI TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS)

SKRIPSI

OLEH

070405014

MASDAYANI RAMBE

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

ISOLASI LIGNIN DARI TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS)

Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi sarjana teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatra 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 duplikasi hasil jiblakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai aturan yang berlaku.

Medan, 15 April 2013

Masdayani Rambe 070405014

(4)

PENGESAHAN

Skripsi dengan judul :

ISOLASI LIGNIN DARI TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS)

dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada tanggal 22 Mei 2013 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Mengetahui, Medan, 5 Juni 2013

Koordinator Skripsi Dosen pembimbing

Dr. Ir. Iriany, M.Si

NIP. 19640613 199003 2 001 NIP. 19680425 199903 2004

Ir. Netti Herlina, MT

Dosen Penguji I Dosen penguji II

Prof.Dr.Ir. Rosdanelli Hasibuan,MT

NIP. 19680808 199403 2003 NIP. 19570725 198701 2001

Dra. Siswarni. MZ.MS

(5)

iv

PRAKATA

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Swt atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul “Isolasi Lignin Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit,” berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakulatas Teknik Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Melalui penelitian ini diperoleh kondisi optimum rendemen dan kadar kemurnian serta pencirian gugus fungsi yang tertinggi dari tandan kosong kelapa sawit. Sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan, khususnya dalam pembuatan lignin dari tandan kosong kelapa sawit. Manfaat lain yang diperoleh, yaitu dapat meningkatkan nilai ekonomis dari sekam padi dan mengurangi masalah limbah tandan kosong kelapa sawit.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis, untuk itu secara khusus penulis mengucapakan terima kasih kepada Ir. Netti Herlina, MT. yang telah banyak membantu.

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.

(6)

DEDIKASI

Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua penulis, A. Rambe dan R. Nasution yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan skripsi ini.

Dedikasi skripsi ini penulis tujukan kepada :

1. Kedua orang tua penulis, A. Rambe dan R. Nasution. 2. Keluarga penulis.

3. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Andi nata dan Harmaja simatupang atas kerjasamanya yang sangat baik selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.

6. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, khususnya semua stambuk 2007 yang memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.

(7)

vi

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Masdayani Rambe NIM : 070405014

Tempat/tgl lahir : P. Sidimpuan 22 juni 1989 Nama orang tua : Ahmad Rambe

Alamat orang tua :

Jl.Sibolga Km 14. Desa Sitaratoit Kec. Batang angkola, Kab. Tapsel Asal Sekolah

 SD Negeri No. 100150 Sitaratoit tahun 1995-2001

 MTS Swasta. YPKS Padang sidimpuan tahun 2001-2004

 Ponpes Bharuddin. Muara tais tahun 2004-2007 Beasiswa yang diperoleh :

Beasiswa Bantuan Mahasiswa (BBM) tahun 2008-2009 Pengalaman Organisasi :

1. Covalen Study Grup periode 2010/2011 sebagai anggota Bidang logostik.

2. Himatek sebagai anggota

Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal : Jurnal Teknik Kimia USU Article in press (2013)

(8)

ABSTRAK

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan salah satu limbah padat yang dihasikan oleh industri perkebunan kelapa sawit yang banyak mengandung serat. Ditinjau dari komposisi kimianya, TKKS mempunyai potensi untuk digunakan sebagai sebagai sumber bahan kimia yaitu lignin. Lignin dapat dimanfaatkan secara komersial sebagai bahan pengikat, perekat, pengisi, surfaktan, produk polimer, dispersan dan sumber bahan kimia lainnya. Penelitian ini menggunakan serbuk serat TKKS yang telah dibersihkan dari zat ekstraktif dengan mengekstraknya menggunakan benzene : etanol 96% (2:1, v/v) selama 6 jam. Serbuk serat ini kemudian dimasak dengan variasi pemasakan 1,2,3 jam dengan variasi penambahan NaOH 10%,15%,dan 20% sehingga diperoleh lindi hitam, dan variasi pengenceran lindi hitam pada saat isolasi lignin. Hasil penelitian menunjukkan rendemen lignin optimum yang diperoleh yaitu 16,42% dengan kemurnian lignin 84,21% pada perlakuan pemasakan 2 jam dengan penambahan NaOH 20% dan proses pengenceran.

(9)

viii

ABSTRACT

Oil palm empty fruit bunches (TKKS) is one of the solid waste generated by the palm oil industry that contain lots of fiber. Based from its chemical composition, TKKS has the potential to be used as a source of chemicals that lignin. Lignin can be used commercially as binders, adhesives, fillers, surfactants, polymer products, dispersants and other chemicals. This study used fiber powder TKKS cleared of extractive substances to extract them using benzene: 96% ethanol (2:1, v / v) for 6 hours. Fiber powder is then cooked with a variety of cooking 1,2,3 hours with the addition of NaOH variation of 10%, 15%, and 20% to obtain the black liquor, black liquor and dilution variations during lignin isolation. The results showed that the optimum yield of lignin obtained is 16.42% with 84.21% purity lignin in cooking 2 hour treatment with the addition of 20% NaOH and diluting the black liquor 1:2. The test results showed FT-IR has wavelengths lignin constituent functional groups in according with the standard lignin.

Keywords : oil palm empty fruit bunches,TKKS, lignin, lignin isolated

(10)

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... ii

PENGESAHAN... iii

DAFTAR LAMPIRAN... xiii

DAFTAR SINGKATAN... xiv

2.2.1 Pemanfaatan Lignin dalam Dunia Industr... 9

2.2.2 Delignifikasi ... 10

2.2.3 Isolasi Lignin ... 12

2.3 Tata Laksana Penelitian ... 13

2.3.1 Persiapan Bahan Baku... 13

2.3.2 Delignifikasi TKKS ... 13

(11)

x

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 15

3.1 Bahan dan Peralatan ... 15

3.1.1 Bahan ... 15

3.1.2 Peralatan ... 15

3.2 Diagram alir Penelitian ... 15

3.2.1 Pembuatan Serbuk TKKS ... 15

3.2.2 Proses Isolasi Lignin dari TKKS... 16

3.3 Uji Lignin pada Penelitian ... 18

3.2.1 Rendemen Lignin ... 18

3.2.2 Kadar Lignin ... 18

3.3.3 Analisa Lignin dengan Spektrofotometer FT-IR ... 19

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN... 20

4.1 Hasil Penelitian ... 20

4.2 Pembahasan ... 21

4.2.1 Rendemen Lignin ... 21

4.2.1.1 Pengaruh Waktu Pemasakan terhadap Rendemen Lignin ... 21

4.2.1.2 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Rendemen Lignin ... 22

4.2.1.3 Pengaruh Pengenceran Lindi terhadap Rendemen Lignin ... 23

4.2.2 Kemurnian Lignin ... 24

4.2.2.1 Pengaruh Waktu Pemasakan terhadap Kemurnian Lignin ... 25

4.2.2.2 Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Kemurnian Lignin ... 26

4.2.2.3 Pengaruh Pengenceran Lindi terhadap Kemurnian Lignin ... 27

4.2.3 Karakteristik Senyawa Penyusun Lignin berdasarkan FT-IR ... 28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 31

5.1 Kesimpulan ... 31

5.2 Saran ... 31

Daftar Pustaka ... 32

Lampiran A (Data Penelitian) ... 34

Lampiran B (Contoh Perhitungan) ... 35

Lampiran C (Gambar Penelitian) ... 37

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit...5

Gambar 2.2 (1) p-koumaril, (2) konoferil, (3) sinapil alcohol...7

Gambar 2.3 Struktur Lignin Kraft Pine...9

Gambar 2.4 Reaksi Lignin dengan gugus hidroksil NaOH...11

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Waktu Pemasakan terhadap Rendemen Lignin...21

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap rendemen lignin...22

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Pengenceran Lindi Hitam terhadap Rendemen Lignin………...23

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Waktu Pemasakan terhadap Kemurnian Lignin...25

Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Konsentrasi NaOH terhadap Kemurnian Lignin....26

Gambar 4.6 Pengaruh Pengenceran Lindi Hitam terhadap Kemurnian Lignin...27

Gambar 4.7 grafik FT-IR Isolat Lignin...28

(13)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit...6

Tabel 2.2 Sifat Fisik dan Morfologi Tandan Kosong Kelapa Sawit ...6

Tabel 2.3 Pemanfaatan Lign danTurunanya... 10

Tabel 4.1 Data Hasil Penelitian...10

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

(15)

xiv

DAFTAR SINGKATAN

TKKS Tandan Kosong Kelapa Sawit CPO Crude Oil Palm

EFB Empty Fruit Bunch