Feedback

Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif

Informasi dokumen
ADSORPSI β-KAROTEN YANG TERKANDUNG DALAM MINYAK KELAPA SAWIT (CRUDE PALM OIL) MENGGUNAKAN ADSORBEN KARBON AKTIF SKRIPSI Oleh OLYVIA PUTRI WARDHANI 110405006 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN OKTOBER 2015 Universitas Sumatera Utara ADSORPSI β-KAROTEN YANG TERKANDUNG DALAM MINYAK KELAPA SAWIT (CRUDE PALM OIL) MENGGUNAKAN ADSORBEN KARBON AKTIF SKRIPSI Oleh OLYVIA PUTRI WARDHANI 110405006 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN UNTUK MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER 2015 Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara DEDIKASI Skripsi ini saya persembahkan untuk : Bapak & Ibu tercinta Bapak Wandeh dan Ibu Syafrida Zul Orang tua dengan seluruh perhatian, nasehat dan kasih sayang yang telah membesarkan dan mendidikku hingga seperti saat ini. Terima kasih atas pengorbanan, cinta kasih sayang dan do’a yang tak pernah putus selalu kalian berikan kepadaku. Universitas Sumatera Utara RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama NIM Tempat, tanggal lahir Nama orang tua Alamat orang tua : Olyvia Putri Wardhani : 110405006 : Medan, 08 Oktober 1993 : Wandeh dan Syafrida Zul : Jalan Garu 1 Gg. Apel No. 9 –e Sp. Limun, Medan Asal Sekolah: SD Swasta Nur Hasanah tahun 1999-2005 SMP Swasta ERIA tahun 2005 – 2008 SMA Swasta Al- Ulum tahun 2008 – 2011 Pengalaman Kerja dan Organisasi: 1. Covalen Study Group (CSG) periode 2013-2014 sebagai Anggota Hubungan Masyarakat (HUMAS) 2. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2013/2014 sebagai Anggota Bidang Sosial dan Kerohanian (SOSROH) 3. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015 sebagai Bendahara Umum (BENDUM) 4. Kerja Praktek di PT Pacific Palmindo KIM II Medan (2015). Artikel yang akan dipublikasikan pada : 1. Jurnal Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Minyak kelapa sawit mentah (CPO) adalah sumber alami terkaya karotenoid. Karotenoid dalam CPO (500-700 ppm) memberikan warna oranye-merah pada karakteristik minyak sawit mentah. Warna pada minyak kelapa sawit yang belum diolah tidak disukai oleh konsumen. Penelitian ini bertujuan untuk mengadsorpsi –karoten dari CPO menggunakan karbon aktif, mendapatkan model kinetika, isoterm, dan data termodinamika adsorpsi. Bahan-bahan yang digunakan adalah minyak kelapa sawit dan karbon aktif. Parameter yang diamati adalah konsentrasi akhir -karoten dan jumlah –karoten yang dijerap oleh karbon aktif. Proses adsorpsi dilakukan dengan mencampur adsorben ke dalam CPO dengan variasi ratio adsorben : CPO (w/w) = 1:3; 1:4; 1:5 dan 1:6 dengan kecepatan pengaduk 120 rpm, dan variasi temperatur 40 oC , 50 oC dan 60 oC. Campuran diambil dalam interval waktu 2 menit hingga mencapai waktu setimbang. Konsentrasi akhir -karoten dianalisa menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Hasil penelitian memperlihatkan semakin besar jumlah massa CPO maka persentase adsorpsi semakin menurun. Semakin besar temperatur adsorpsi maka persentase adsorpsi semakin meningkat. Dalam penelitian ini, diperoleh nilai persentase adsorpsi paling maksimum adalah sebesar 95,1086% pada perbandingan 1:3 dan T = 60 oC . Model kinetika adsorpsi yang mewakili penjerapan -karoten adalah kinetika orde dua dengan nilai koefisien korelasi sebesar 0,9987. Model isoterm adsorpsi yang mewakili dalam penjerapan -karoten adalah isoterm Langmuir dengan nilai koefisien korelasi sebesar 0,9590 pada T = 60 oC. Untuk data termodinamika adsorpsi diperoleh nilai ΔG pada masing-masing temperatur sebesar -24.482,4845; -24.708,0595 dan -β4.λγγ,6γ45 (J/mol), nilai ΔS sebesar ββ,5575 (J/mol K) dan nilai ΔH sebsar -17.421,9870 (J/mol). Kata kunciμ adsorpsi , -karoten, karbon aktif, kinetika, Langmuir. Universitas Sumatera Utara ABSTRACT Crude palm oil (CPO) is a natural resources that is rich in carotenoid. Carotenoid in CPO (500-700 ppm) gives the reddish-orange color in crude palm oil characteristics. The color of unprocessed palm oil is disliked by consumer. This research is aimed to adsorb the –carotene from the CPO using activated carbon and to obtain the kinetics, isotherm models and thermodynamics data of the adsorption process. The materials used in this research were CPO and activated carbon. The observed parameters were –carotene final concentration and the amounts of adsorbed –carotene in activated carbon. The adsorption process was conducted by mixing the adsorbent with CPO with the variation of adsorbent: CPO (w/w) ratio = 1:3; 1:4; 1:5 and 1:6 with steering speed 120 rpm and the temperature of 40oC, 50oC and 60oC. The sample was analyzed at every 2 minutes until the equilibrium was achieved. The final concentration of the unadsorbed – carotene was analyzed using UV-Vis spectrophotometer. The results showed that the more CPO used in the process, the lower the adsorption percentage. The higher the adsorption temperature, the higher adsorption percentage. In this research, the maximum adsorption percentage was 95,1086% obtained at ratio 1:3 and T = 60 oC. The adsorption isotherm model which fit with the –carotene adsorption at T = 60 oC was Langmuir model with the correlation coefficient of 0,9590. The adsorption kinetics model which fit with the –carotene adsorption was the second order kinetics model with the correlation coefficient of 0,9987. The thermodynamics data obtained from the adsorption process a value of were ΔG = -24.482,4845; -24.708,0595 and -24.933,6345 (J/mol) for temperature of 40 oC, 50 oC and 60 oC respectively, ΔS = ββ,5575 (J/mol K), and ΔH = -17.421,9870 (J/mol). Keywords μ adsorption, -carotene, activated carbon, kinetics, Langmuir Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRISPI i PENGESAHAN UJIAN SKRIPSI ii PENGESAHAN iii PRAKATA iv DEDIKASI vi RIWAYAT HIDUP PENULIS vii ABSTRAK viii ABSTRACT ix DAFTAR ISI x DAFTAR GAMBAR xii DAFTAR TABEL xiii DAFTAR LAMPIRAN xv DAFTAR SINGKATAN xvii DAFTAR SIMBOL xviii 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 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 MINYAK KELAPA SAWIT 5 2.2 METODE – METODE PEMISAHAN –KAROTEN DARI CPO 8 2.2.1 EKSTRAKSI FLUIDA SUPERKRITIS 8 Universitas Sumatera Utara 2.2.2 PEMISAHAN DENGAN MEMBRAN 2.2.3 ADSORPSI MENGGUNAKAN ADSORBEN 2.3 ADSORBEN 2.4 STUDI KINETIKA 2.5 STUDI ISOTERM 2.6 TERMODINAMIKA ADSORPSI BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan Penelitian 3.2.2 Peralatan Penelitian 3.3 VARIASI PENELITIAN 3.4 PROSEDUR PENELITIAN 3.4.1 Prosedur Kinetika Adsorpsi 3.4.2 Prosedur Adsorpsi 3.4.3 Prosedur Analisa 3.5 FLOWCHART PENELITIAN 3.5.1 Flowchart Prosedur KinetikaAdsorpsi -Karoten 3.5.2 Flowchart Prosedur Adsorpsi -Karoten BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 PERUBAHAN WARNA CPO (CRUDE PALM OIL) 4.2 ANALISA GUGUS -KAROTEN 4.3 KINETIKA ADSORPSI -KAROTEN 4.4 PENENTUAN MODEL ADSORPSI ISOTERM YANG TERJADI PADA PENJERAPAN -KAROTEN 4.5 TERMODINAMIKA ADSORPSI 4.6 EFEK TEMPERATUR 4.7 ANALISI EKONOMI 9 9 11 13 14 15 16 16 16 16 16 17 18 18 18 18 19 19 20 21 21 22 23 27 31 33 34 36 Universitas Sumatera Utara BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN 5.2 SARAN DAFTAR PUSTAKA 36 36 37 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gamabr 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar L2.1 Gambar L2.2 Gambar L2.3 Gambar L2.4 Gambar L2.5 Gambar L2.6 Gambar L3.1 Halaman Grafik Produksi CPO Indonesia 5 Struktur -karoten 7 Flowchart Prosedur Kinetika Adsorpsi Flowchart Prosedur Proses Adsorpsi - Karoten 19 20 Foto Perubahan Warna CPO (a) Sebelum Adsorpsi, (b)Sesudah Adsorpsi 21 Spektrum -Karoten 22 Kurva Kinetika Orde Satu Lagergen 25 Kurva Kinetika Orde Dua 25 Kurva Kinetika Difusi Intra Partikel Kurva Isoterm Adsorpsi Langmuir Pada T = 40 oC, 50 oC dan 60 oC Kurva Isoterm Adsorpsi Freundlich Pada T = 40 oC, 50 oC dan 60 oC 26 28 29 Kurva Termodinamika Adsorpsi -Karoten 32 Pengaruh Temperatur Terhadap Persentase Adsorpsi 33 Kurva Kinetika Orde Satu Lagergen 51 Kurva Kinetika Orde Dua 52 Kurva Kinetika Difusi Intra Partikel Kurva Isoterm Adsorpsi Langmuir Pada T = 40 oC, 50 oC dan 60 oC Kurva Isoterm Adsorpsi Freundlich Pada T = 40 oC, 50 oC dan 60 oC 53 54 56 Kurva Termodinamika Adsorpsi -Karoten 58 Foto Minyak Kelapa Sawit Sebelum Adsorps 60 Universitas Sumatera Utara Gambar L3.2 Gambar L3.3 Gambar L3.4 Foto Karbon Aktif Foto Minyak Kelapa Sawit Sesudah Adsorpsi Foto Rangkaian Peralatan 60 60 61 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 3.1 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel L1.1 Tabel L1.2 Tabel L1.3 Tabel L1.4 Tabel L1.5 Halaman Komponen Dalam Minyak Sawit Mentah 6 Sifat Fisik -Karoten 6 Standar Minyak Goreng Untuk Pangan 7 Sifat Fisika Beberapa Adsorben yang Biasa Digunakan 11 Sifat Fisik dan Sifat Kimia Karbon Aktif 12 Variasi Percobaan Pada Proses Adsorpsi -Karoten 17 Data Hasil Perhitungan Kinetika Adsorpsi -Karoten Pada T = 60 oC 24 Data Konstanta Masing-Masing Model Kinetika 26 Data Konsentrasi -Karoten 27 Data Perhitungan Untuk Model Adsorpsi Langmuir 28 Data Perhitungan Untuk Model Adsorpsi Freundlich 29 Nilai Konstanta Masing - Masing Adsorpsi 30 Data Untuk Perhitungan Sifat Termodinamika Adsoprsi -Karoten 32 Data Nilai – Nilai Termodinamika Adsorpsi -Karoten Data Konsentrasi -Karoten Pada T = 40 oC Data Konsentrasi -Karoten Pada T = 50 oC Data Konsentrasi -Karoten Pada T = 60 oC 32 35 44 44 Data Jumlah -Karoten yang Terjerap Pada T = 40 oC 44 Data Jumlah -Karoten yang Terjerap Pada T = 50 oC 45 Universitas Sumatera Utara Tabel L1.6 Tabel L1.7 Tabel L1.8 Tabel L1.9 Tabel L1.10 Tabel L1.11 Tabel L1.12 Tabel L1.13 Data Jumlah -Karoten yang Terjerap Pada T = 60 oC Data Untuk Isoterm Adsorpsi Langmuir Hasil Pada T = 40 oC, 50 oC dan 60 oC Data Untuk Isoterm Adsorpsi Freundlich Hasil Pada T = 40 oC, 50 oC dan 60 oC Data Hasil Isoterm Adsorpsi -Karoten Data Untuk Penentuan Kinetika Adsorpsi -Karoten Pada T = 60 oC Data Model Kinetika Adsorpsi -Karoten Data Untuk Termodinamika Adsorpsi -Karoten Data Hasil Termodinamika Adsorpsi -Karoten 45 45 46 46 46 47 47 47 48 Universitas Sumatera Utara DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1 DATA HASIL PERCOBAAN 44 L1.1 DATA HASIL PERCOBAAN L1.1.1 Data Konsentrasi -Karoten Pada T = 40 oC L1.1.2 Data Konsentrasi -Karoten Pada T = 50 oC L1.1.3 Data Konsentrasi -Karoten Pada T = 60 oC 44 44 44 44 L1.2 DATA HASIL PERHITUNGAN L1.2.1 Data Jumlah -Karoten yang Terjerap Pada T = 40 oC L1.2.2 Data Jumlah -Karoten yang Terjerap Pada T = 50 oC L1.2.3 Data Jumlah -Karoten yang Terjerap Pada T = 60 oC L1.2.4 Data Untuk Isoterm Adsorpsi Langmuir Pada T = 40oC, 50 oC dan 60 oC 45 45 45 45 46 L1.2.5 Data Untuk Isoterm Adsorpsi Freundlich Pada T = 40oC, 50 oC dan 60 oC 46 L1.β.6 Data Hasil Isoterm Adsorpsi -Karoten 46 L1.2.7 Data Untuk Penentuan Model Kinetika Adsorpsi Pada T = 60 oC 47 L1.2.8 Data Model Kinetika Adsorpsi -Karoten 47 L1.β.λ Data Untuk Termodinamika Adsorpsi -Karoten 47 L1.β.10 Data Hasil Termodinamika Adsorpsi -Karoten 48 LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 49 L2.1 PERHITUNGAN PERSENTASE ADSORPSI 49 L2.2 PERHITUNGAN JUMLAH -KAROTEN YANG DIJERAP 49 L2.3 PERHITUNGAN KINETIKA ADSORPSI 50 L2.4 PERHITUNGAN ISOTERM ADSORPSI 53 L2.5 PERHITUNGAN TERMODINAMIKA ADSORPI 58 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN 3 FOTO PENELITIAN L3.1 MINYAK KELAPA SAWIT (CRUDE PALM OIL) L3.2 KARBON AKTIF L3.3 MINYAK KELAPA SAWIT YANG SUDAH DIADSORPSI L3.4 RANGKAIAN PERALATAN 60 60 60 61 61 Universitas Sumatera Utara CPO UV-Vis FTIR PPKS rpm DAFTAR SINGKATAN Crude Palm Oil Ultra Violet – Visible Intra Spectroscopy Fourier Transform Infrared Pusat Penelitian Kelapa Sawit Rotary per minute Universitas Sumatera Utara Simbol α qe Ce KL Kf t T ΔG ΔS ΔH Kads Co Ce RL V m W DAFTAR SIMBOL Keterangan Alfa Beta Gamma Jumlah adsorbat per satuan massa adsorben Konsentrasi kesetimbangan adsorbat Konstanta langmuir Kapasitas adsorpsi Waktu adsorpsi Suhu Adsorpsi Energi Bebas Gibbs Perubahan Entropi Perubahan Entalpi Konstanta Adsorpsi Langmuir Konsentrasi Awal -Karoten Konsentrasi Akhir -Karoten Parameter Kesetimbangan Adsorpsi Volume CPO Massa Karbon Aktif Banyaknya -Karoten yang Terjerap Satuan - mg/gr mg/kg mg/gr mg/kg menit oC J/mol J/mol K J/mol mg/L ppm ppm mL gr mg/gr Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Minyak kelapa sawit mentah (CPO) adalah sumber alami terkaya karotenoid. Karotenoid dalam CPO (500-700 ppm) memberikan warna oranye-merah pada karakteristik minyak sawit mentah. Warna pada minyak kelapa sawit yang belum diolah tidak disukai oleh konsumen. Penelitian ini bertujuan untuk mengadsorpsi –karoten dari CPO menggunakan karbon aktif, mendapatkan model kinetika, isoterm, dan data termodinamika adsorpsi. Bahan-bahan yang digunakan adalah minyak kelapa sawit dan karbon aktif. Parameter yang diamati adalah konsentrasi akhir -karoten dan jumlah –karoten yang dijerap oleh karbon aktif. Proses adsorpsi dilakukan dengan mencampur adsorben ke dalam CPO dengan variasi ratio adsorben : CPO (w/w) = 1:3; 1:4; 1:5 dan 1:6 dengan kecepatan pengaduk 120 rpm, dan variasi temperatur 40 oC , 50 oC dan 60 oC. Campuran diambil dalam interval waktu 2 menit hingga mencapai waktu setimbang. Konsentrasi akhir -karoten dianalisa menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Hasil penelitian memperlihatkan semakin besar jumlah massa CPO maka persentase adsorpsi semakin menurun. Semakin besar temperatur adsorpsi maka persentase adsorpsi semakin meningkat. Dalam penelitian ini, diperoleh nilai persentase adsorpsi paling maksimum adalah sebesar 95,1086% pada perbandingan 1:3 dan T = 60 oC . Model kinetika adsorpsi yang mewakili penjerapan -karoten adalah kinetika orde dua dengan nilai koefisien korelasi sebesar 0,9987. Model isoterm adsorpsi yang mewakili dalam penjerapan -karoten adalah isoterm Langmuir dengan nilai koefisien korelasi sebesar 0,9590 pada T = 60 oC. Untuk data termodinamika adsorpsi diperoleh nilai ΔG pada masing-masing temperatur sebesar -24.482,4845; -24.708,0595 dan -β4.λγγ,6γ45 (J/mol), nilai ΔS sebesar ββ,5575 (J/mol K) dan nilai ΔH sebsar -17.421,9870 (J/mol). Kata kunciμ adsorpsi , -karoten, karbon aktif, kinetika, Langmuir. Universitas Sumatera Utara ABSTRACT Crude palm oil (CPO) is a natural resources that is rich in carotenoid. Carotenoid in CPO (500-700 ppm) gives the reddish-orange color in crude palm oil characteristics. The color of unprocessed palm oil is disliked by consumer. This research is aimed to adsorb the –carotene from the CPO using activated carbon and to obtain the kinetics, isotherm models and thermodynamics data of the adsorption process. The materials used in this research were CPO and activated carbon. The observed parameters were –carotene final concentration and the amounts of adsorbed –carotene in activated carbon. The adsorption process was conducted by mixing the adsorbent with CPO with the variation of adsorbent: CPO (w/w) ratio = 1:3; 1:4; 1:5 and 1:6 with steering speed 120 rpm and the temperature of 40oC, 50oC and 60oC. The sample was analyzed at every 2 minutes until the equilibrium was achieved. The final concentration of the unadsorbed – carotene was analyzed using UV-Vis spectrophotometer. The results showed that the more CPO used in the process, the lower the adsorption percentage. The higher the adsorption temperature, the higher adsorption percentage. In this research, the maximum adsorption percentage was 95,1086% obtained at ratio 1:3 and T = 60 oC. The adsorption isotherm model which fit with the –carotene adsorption at T = 60 oC was Langmuir model with the correlation coefficient of 0,9590. The adsorption kinetics model which fit with the –carotene adsorption was the second order kinetics model with the correlation coefficient of 0,9987. The thermodynamics data obtained from the adsorption process a value of were ΔG = -24.482,4845; -24.708,0595 and -24.933,6345 (J/mol) for temperature of 40 oC, 50 oC and 60 oC respectively, ΔS = ββ,5575 (J/mol K), and ΔH = -17.421,9870 (J/mol). Keywords μ adsorption, -carotene, activated carbon, kinetics, Langmuir Universitas Sumatera Utara BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Indonesia adalah produsen minyak sawit terbesar di dunia, memberikan kontribusi sekitar 27,0 Mton (48,79%) dari dunia pada tahun 2012. Sampai saat ini sebagian besar komponen non-minyak belum dimanfaatkan secara optimal. Bahkan, limbah industri kelapa sawit masih memiliki nilai ekonomi yang tinggi. Banyak produk samping pengolahan kelapa sawit yang dapat digunakan sebagai bahan dasar industri oleokimia, salah satunya adalah -karoten yang dibutuhkan dalam industri makanan, farmasi, dan kosmetik [1]. Selain karotenoid, terdapat pula komponen minor dalam minyak sawit mentah yaitu, tokoferol, tokotrienol, sterol, fosfolipid, squalen, dan tripterpenik dan hidrokarbon alifatik. Karotenoid, tokoferol, dan tocotrienol adalah komponen kecil yang paling penting. Bersama-sama, mereka memberikan kontribusi untuk stabilitas dan sifat gizi minyak kelapa sawit. Karotenoid memberikan warna oranye-merah pada karakteristik stirena dibuat dari benzena dan etilena pada suhu 900 C dengan bantuan katalis AlCl3 dimana etil benzena dihidrogenasi ke stirena dengan adanya katalis besi oksida, magnesium oksida atau aluminium oksida pada suhu 6000 C. Stirena dapat dipisahkan dengan metode destilasi (Dara, S.S., 1986) CH2 + benzena CH2 CH CH2 CH3 -H2 CH2 AlCl3 , 900C etilbenzena katalis Al2O3 atau MgO atau Fe2O3, 6000C + H2 stirena polimerisasi dengan benzoil peroksida CH2 CH2 n polistirena Gambar 2.1. Reaksi Pembuatan Polistirena Terdapat kesukaran dalam pemurnian stirena melalui penyulingan karena monomer mudah terpolimerkan sekalipun pada suhu sedang. Stirena dapat dipolimerkan dengan menggunakan sinar matahari ataupun katalis dimana derajat polimerisasinya bergantung pada kondisi polimerisasi. Polistirena merupakan bahan lentuk-bahang yang bening (kecuali jika ditambahkan pewarna atau pengisi) Universitas Sumatera Utara dan dapat dilunakkan pada suhu sekitar 1000C. Polistirena tahan terhadap zat pengarat (korosif) tetapi mudah larut dalam hidrokarbon aromatik dan berklor. Dalam propanon (aseton), polistirena hanya mengembung (Cowd, M.A., 1991). 2.2.1. Reaksi Sulfonasi Sulfonasi adalah suatu reaksi untuk memodifikasi bahan polimer yang memiliki cincin aromatik sebagai rantai utamanya. Karena sulfonasi termasuk ke dalam reaksi elektrofilik maka reaksi ini sangat bergantung pada tipe gugus yang terikat pada cincin aromatis dimana polimer dengan gugus difenil eter dapat disulfonasi di bawah kondisi dingin karena adanya efek donasi elektron dari gugus eter. Sulfonasi dari polimer aromatis bisa menjadi sangat kompleks karena reversibilitasnya. Untuk itu, reproduksibilitas dengan menggunakan kondisi reaksi yang sama bisa menjadi hal yang sangat sulit ( Pinto, B.P., 2006). Sulfonasi benzena dengan asam sulfat berasap (H2SO4 + SO3) menghasilkan asam benzena sulfonat + SO3 H2SO4 + SO3 SO3H 0 40 C H asam benzenasulfonat (50%) Gambar 2.2. Reaksi Pembuatan Asam Benzensulfonat Sulfonasi bersifat mudah balik dan menunjukkan efek isotop kinetik yang sedang dimana ion benzenonium antara dalam sulfonasi dapat kembali ke benzena atau terus ke asam benzenasulfonat dengan hampir sama mudahnya. Gugus asam sulfonat mudah digantikan oleh anekaragamn gugus lain. Oleh karena itu,asam arilsulfonat merupakan zat antara yang bermanfaat dalam sintesis (Fessenden, R.J dan J.S. Fessenden, 1986). Sulfonasi polistirena telah banyak dipelajari oleh banyak peneliti meskipun hanya sedikit literatur yang membahas tentang reaksi sulfonasi dan sifat termal Universitas Sumatera Utara dari produk yang dihasilkan. Secara umum, sulfonasi bahan polimer dapat dilakukan dengan reaksi heterogen dimana bahan polimer dan agen sulfonasi berada dalam fasa yang berbeda atau dengan reaksi homogen dalam pelarut hidrokarbon atau pelarut terklorinasi. Senyawa seperti H2SO4 dan SO3 adalah agen sulfonasi untuk berbagai bahan polimer termasuk polistirena. Agen sulfonasi lain yang bisa digunakan adalah kompleks dari trietil fosfat bersama sulfur trioksida dan kompleks asetil sulfat dalam larutan dikloroetana. Adapun reaksi sulfonasi polistirena dengan menggunakan agen sulfonasi asetil sulfat : O CH3 O- C CH3 O CH3 HO- - SO3H+ C+ O CH3 O C + CH3 CH3 + O- C O CH3 C OH C O O SO3H OSO3H asam asetat O C asetil sulfat asetat anhidrat CH3-CO-OSO3H + CH2 CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH O + CH3COH asetil sulfat polistirena asam asetat x n SO3H SO3H polistirena sulfonat (PS-SO3H, 6,24%) Gambar 2.3. Reaksi Sulfonasi Polistirena dengan Asetil Sulfat Bahan polimer yang telah tersulfonasi dianggap sebagai senyawa makromolekul yang mengandung gugus sulfonik –SO3H dengan sifat kimia dan mekanik yang disukai sehingga banyak diaplikasikan dalam industri seperti untuk bahan penukar ion, membran untuk ultrafiltrasi dan plasticizers untuk komposit konduktif (Martins, C.R., dkk, 2003). Universitas Sumatera Utara 2.2.2. Polistirena sulfonat Polistirena sulfonat P(S-SS)x banyak diproduksi dengan sulfonasi post-polimerisasi dari polistirena yang menangkap gugus asam sulfonik pada posisi para dari cincin fenil dan dapat menghasilkan distribusi yang hampi acak, x mewakili derajat sulfonasi. Sifat unik dari polistirena sulfonat ini adalah kekuatannya, sifat hidrofiliknya dan konduktivitas proton mulai dari penggabungan dari asam sulfonik pada level yang bervariasi. Keistimewaannya ini digunakan secara meluas untuk berbagai aplikasi seperti adhesif, membran fuel cell, transfer ion dalam sistem pemurnian elektromigrasi, katalis. Adanya sintetis senyawa ini dalam ukuran kecil memberikan keuntungan karena dapat meningkatkan area permukaan spesifik (Zhou, N.C., dkk, 2006). 2.3. Adsorpsi Adsorpsi merupakan proses satu arah dengan suhu rendah dan adsorben yang digunakan dapat diperoleh kembali. Adsorpsi merupakan proses yang selektif dan hanya merupakan proses satu arah. Bila ada dua larutan dua zat atau lebih, zat yang satu akan diserap lebih kuat daripada yang lain. Zat-zat yang dapat menurunkan tegangan permukaan antara, lebih kuat diserap. Makin kompleks zat terlarut, makin kuat diserap oleh adsorben. Makin tinggi suhu, makin kecil daya serap. Namun demikian pengaruh suhu tidak sebesar pada adsoprsi gas (Sukardjo, 1985). Adsorpsi pada fase padat diklasifikasikan ke dalam adsorpsi fisika (fisisorpsi) dan adsorpsi kimia (kemisorpsi). Dalam adsorpsi fisik , molekul gas tertahan pada permukaan padatan yang relatif lemah karena terjadi ikatan intermolekular Van der Waals. Dalam kemisorpsi, reaksi kimia terjadi pada permukaan padatan dan gas tertahan pada permukaan padatan yang relatif merupakan ikatan kimia yang kuat. Adsorpsi fisika tidak terlalu spesifik misalnya, N2 secara fisik akan teradsorpsi pada permukaan padatan yang tersedia dengan temperatur yang cukup rendah. Kemisorpsi sama seperti reaksi kimia yang bersifat lebih spesifik. Seperti N2 Universitas Sumatera Utara dikemisorpsi pada suhu kamar pada Fe, W, Ca dan Ti tetapi tidak pada Ni, Ag, Cu atau Pb (Levine, I.R., 2002). 2.3.1. Sifat-Sifat Umum Proses Adsorpsi Proses adsorpsi suatu bahan tergantung pada berbagai faktor yang dapat dibagi dalam 5 kategori yaitu (Sukmariah dan Kamianti,1990) : 1. Adsorpsi adalah proses kesetimbangan proses kesetimbangan antara konsentrasi pada satu bidang permukaan dan konsentrasi lain di bidang mana komponen itu terkandung. Jadi keadaaannya adalah reversibel. 2. Banyaknya komponen yang diadsorpsi sebanding dengan luas permukaan zat adsorben. 3. Daya adsorpsi tiap jenis adsorben terhadap suatu zat berbeda, bahkan cara pembuatan adsorben yang berbeda menyebabkan daya adsorpsi yang berlainan. 4. Daya adsorpsi akan berkurang bila suhu bertambah tinggi 5. Adsorpsi diikuti oleh pengeluaran panas(energi). Adsorpsi hidrokarbon tak jenuh dalam substrat logam merupakan sebuah interaksi fisik lemah, dimana lebih didominasi oleh gaya Van der Waals. Ikatan hidrokarbon tak jenuh dengan logam pertama kali dikembangkan oleh Dewar, Chatt dan Duncanson yang sekarang dikenal sebagai model DCD yang didasarkan pada konsep orbital terdepan . Pada model ini, interaksi ditunjukkan dengan adanya donasi muatan dari orbital π tertinggi yang terisi ke logam dan substansi backdonation dari muatan logam yang terisi ke orbital π* terendah yang tidak terisi (Nilson, A dan L.G. Petterson, 2008). 2.4. Kalsium Unsur golongan IIA dapat membentuk kompleks dengan 6H2O, seperti Mg(H2O)6Cl2 mengindikasikan bahwa unsur ini memberikan ikatan melalui kontribusi orbital d sekalipun energi tinggi. (Madan, R.D., 2003). Untuk logam kalsium, energi orbital d lebih tinggi dari unsur transisi lainnya. Pemakaian ba Universitas Sumatera Utara mungkin sedikit berbeda dengan kalsium dalam tingkat besar lobe orbital (4d dan 3d orbital). Sifat ini perlu dikaji untuk mendapatkan reaktifitas dan stabilitas sebagai bahan pemantap senyawa dengan ikatan tidak jenuh (Shriver, D.E., dkk, 1990). Kemampuan untuk menukar basa berhubungan dengan kekuatan basa logam tersebut : semakin tinggi tingkat kebasaan, semakin mudah menukar basa. Untuk logam golongan , dimana sifat kebasaan meningkat dari lithium ke natrium dan ke kalium, lebih mudah unutk menukar kalium daripada untuk menukar lithium. Pada logam golongan II, sifat kebasaan meningkat dari magnesium ke stronsium ke barium; dimana lebih mudah untuk menukar barium daripada untuk menukar magnesium ( Rizvi, S., 2003). 2.5. Alkena Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih ikatan rangkap karbon-karbon. Alkena yang paling sederhana adalah etena dengan rumus C2H4. Ikatan rangkap terkonjungasi adalah ikatan rangkap yang dipisahkan oleh masing-masing satu ikatan tunggal. Adanya ikatan rangkap terkonjungasi dalam suatu molekul akan memberikan sifat fisik dan kimia yang khusus. Banyak molekul yang mengandung sistem ikatan rangkap terkonjungasi mengadsorpsi panjang gelombang spesifik dari sinar tampak (Stoker, H.S dan E.B. Walker, 1991). Ikatan yang di serap oleh zeolit 100 mesh/ 20 gram yaitu :490,6744 -22,6529 = 468,0215 ppm Universitas Sumatera Utara Zeolit 100 mesh, 10 gram Berat Zeolit 10 gram Berat minyak 2,5111 gram Absorbansi 0,645 0,643 0,642 4.1.2.6. Perhitungan β karoten dengan menggunakan zeolit 10 gram Karoten I = Dengan perhitungan yang sama, maka karoten I dan II masing-masing adalah Maka β Karoten rata-rata dalam minyak adalah = Dan β karoten yang di serap oleh zeolit 100 mesh/ 10 gram yaitu :490,6744 -24,5308 = 466,1436 ppm Zeolit 80 mesh, 30 gram Berat Zeolit 30 gram Berat minyak 2,5166 gram Absorbansi 0,376 0,373 0,375 4.1.2.7. Perhitungan β karoten dengan menggunakan zeolit 30 gram Karoten I = Universitas Sumatera Utara Dengan perhitungan yang sama, maka karoten I dan II masing-masing adalah dan Maka β Karoten rata-rata dalam minyak adalah = Beta β karoten yang di serap oleh zeolit 80 mesh/ 30 gram yaitu :490,6744 -14,2551 = 476,4193 ppm Zeolit 80 mesh, 20 gram Berat Zeolit 20 gram Berat minyak 2,5057 gram Absorbansi 0,580 0,777 0,580 4.1.2.8. Perhitungan β karoten dengan menggunakan zeolit 20 gram Karoten I = Dengan perhitungan yang sama, maka karoten I dan II masing-masing adalah dan Maka Karoten rata-rata dalam minyak adalah = Beta karoten yang di serap oleh zeolit 80 mesh/ 20 gram yaitu :490,6744 -24,6728 = 466,0016 ppm Universitas Sumatera Utara Zeolit 80 mesh, 10 gram Berat Zeolit 10 gram Berat minyak 2,5204 gram Absorbansi 0,894 0,892 0,895 4.1.2.9. Perhitungan β karoten dengan menggunakan zeolit 10 gram Karoten I = Dengan perhitungan yang sama, maka karoten I dan II masing-masing adalah dan Maka Karoten rata-rata dalam minyak adalah = Beta karoten yang di serap oleh zeolit 80 mesh/ 10 gram yaitu :490,6744 -33,9504 = 456,7240 ppm 4.2. Pembahasan Proses pemucatan minyak sawit dengan menggunakan adsorben pada prinsipnya adalah merupakan proses adsorbsi dimana minyak sawit dipucatkan dengan kombinasi antara adsorben dengan pemanasan pada suhu ± 70oC serta pengadukan pada putaran ± 150 rpm. Hal ini disebabkan karena minyak kelapa sawit mengandung pigmen karoten yang tinggi. Hasil perhitungan kadar β karoten dan berat minyak yang terdapat pada adsorben dalam berbagai variasi ukuran partikel dan % berat zeolit seperti tabel dibawah ini : Universitas Sumatera Utara Tabel 4.2. Tabel Pembahasan Ukuran partikel dan No berat 1 X1 X1 rata-rata X2 X2 rata-rata X3 X3 rata-rata Kadar β karoten minyak (ppm) 72.187 71.427 72.187 71.933 194.037 194.037 193.286 193.787 207.529 206.382 206.765 206.892 Kadar β karoten dalam adsorben (ppm) Berat minyak dalam adsorben (gram) 483,4811 471,2957 469,9852 20,49 15,2 9,87 2 Y1 Y1 rata-rata Y2 Y2 rata-rata Y3 Y3 rata-rata 3 Z1 116.686 117.484 115.938 116.686 226.402 226.782 226.402 226.529 245.943 24.518 244.799 245.308 143.058 141.917 142.678 479,0058 468,0215 466,1436 20,12 15,45 9,19 20,75 Universitas Sumatera Utara Z1 rata-rata Z2 Z2 rata-rata Z3 Z3 rata-rata 142.551 221.635 296.914 221.635 246.728 339.631 338.871 340.011 339.504 476,4193 466,0016 456,724 Ukuran partikel 120 mesh dengan berat 30 % = X1 Ukuran partikel 120 mesh dengan berat 20 % = X2 Ukuran partikel 120 mesh dengan berat 10 % = X3 Ukuran partikel 100 mesh dengan berat 30 % = Y1 Ukuran partikel 100 mesh dengan berat 20 % = Y Ukuran partikel 100 mesh dengan berat 10 % = Y3 Ukuran partikel 80 mesh dengan berat 30 % = Z1 Ukuran partikel 80 mesh dengan berat 20 % = Z2 Ukuran partikel 80 mesh dengan berat 10 % = Z3 15,4 9,14 Dari data hasil pengukuran secara umum dapat dilihat bahwa semakin kecil ukuran partikel dan % berat adsorben semakin besar, berat minyak yang diperoleh menurun. Sementara kadar β karoten semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena, jumlah adsorben yang digunakan juga semakin banyak. Kalau ditinjau dari ukuran partikel menunjukkkan bahwa penurunan berat minyak juga sebanding. Dari segi perolehan kadar β karoten ternyata meningkat dan yang paling besar adalah untuk 120 mesh mesh dan jumlah adsorben 30 gram. Hal ini dapat dijelaskan dimana, kombinasi antara ukuran partikel dan jumlah adsorben sangat memepengaruhi terhadap perolehan β karoten, maka ukuran partikel yang terbaik adalah 120 mesh dan jumlah adsorben 30 gram. Demikian juga, bila kita ingin memperoleh minyak yang banyak yang terbaik adalah ukuran partikel yang lebih besar, yang artinya ukuran partikel semakin kecil atau luas permukaan partikel makin bertambah sehingga daya adsorbsinya bertambah. Dari grafik Universitas Sumatera Utara dapat dilihat hasil yang tidak linear antara ukuran partikel 120 mesh dan 100 mesh terhadap ukuran partikel 80 mesh. Hal ini disebabkan faktor putaran pengadukan dan waktu pengadukan yang tidak merata diantara ketiga ukuran partikel. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa ukuran partikel dan % berat adsorben mempengaruhi berat minyak yang diperoleh serta kadar β karoten. Semakin kecil ukuran partikel, ternyata akan menyerap β karoten lebih banyak. Ukuran partikel dan jumlah adsorben ternyata sejalan dengan perolehan jumlah minyak dan kadar β karoten. Dalam penelitian ini perolehan β karoten yang terbaik adalah dengan ukuran partikel 120 mesh dan dengan berat zeolit 30 gram. 5.2.Saran Agar dapat dilihat pengaruh nyata antara ukuran partikel dan jumlah adsorben terhadap perolehan minyak dan kadar β karoten sebaiknya dilakukan penelitian dengan perbandingan ukuran partikel dan jumlah adsorben dengan perlakuan yang lebih banyak, dan data diolah secara statistik. Universitas Sumatera Utara DAFTAR PUSTAKA Tsitsishvill, G.V., ”Natural Zeolites”, Institute of Physical and Organik Chemistry Academy of Sciences of Georgia, First Edidition, Ellis Horwood limited, England, 1983 Sastiano Astiana “Karakterisasi Deposit Mineral Zeolit Dalam Aspek Pemanfaatan di Bidang Pertanian “,jilid I, Indonesia, Vol 1, Bogor, 1991 Harjanto Sarno, “Endapan Zeolit, Penggunaan dan sebarannya di Indonesia”, Direktorat Sumberdaya Mineral Departemen Pertambangan dan Energi, Bandung , 1983 Deer, W.A., and Howie, R.A., “An Introduction To The Rock Forming Mineral”, Longman Group Limited, 1985. Porterfield, W., “ Inorganic Cheistry “ Prentice Hall, New York, 2nd Edition, 1993 Prayitno, KB. 1989. Zeolit sebgai Alternatif Industri Komoditi Mineral Indonesia. BPPT No. XXXV. /Zeolit sebagai Mineral Serba Gun.Chem-Is-Try.Org.Situs Kimia Indonesia_.htm Supriyantomo. 1996. Penggunaan Zeolit Lampung yang Diimpregnasi dengan Katalis untuk Reaksi Oksidasi Asam Maleat. Skripsi Kimia Univ. Lampung. Bandar Lampung Bekkum, H.V, Flanigen, E.M, and Jansen, J.C. 1991. Introduction to zeolite Science and Practice, Elsevier Science Publisher. B.V Amsterdam Barrer, R M. 1982. Hydrotermal Chemistry of Zeolite. Academic Press, London Bambang Poerwadi, dkk. 1998. Pemanfaatan Zeolit Alam Indonesia Sebagai Adsorben Limbah Cair dan Media Fluiditas dalam Kolom Fluidisasi. Jurnal MIPA. Malang; Universitas Brawijaya. Jensen,E.David, “ Getting Acquainted with Minerals “ revised Edition., McGRAWHILL BOOK COMPANY, INC.,1958 Supeno,M.2009.’Bentonit Terpilar’.USU-Press, Medan Saputra.,R 2006.,Pemanfaatan Zeolit Sintesis Sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Industri Jurnal Hibah Bersaing ,Jakarta Zussman,Deer,Howie.,1996.,”An Introducing to the Rock forming Minerals”.Longman Group Limited, England Universitas Sumatera Utara Dwita Srihapsari,2006. ‘Penggunaan Zeolit Alam yang Telah Diaktivasi Dengan Larutan HCl untuk Menjerap Logam-Logam Penyebab Kesadahan Air’.Univesitas Negeri Semarang. Roosita,N.,2004.’Pengaruh Perbedaan aktivasi terhadap evektivitas zeolit Sebagai Adsorben’.Farmasetika, Fakultas Farmasi, Universitas Airlangga Krauss.E.H.,Hunt.W.F.,Ramsdell.,Lewis Stephen.,”Mineralogy an Introduction to the Study of Minerals and Cristals”The Maple Press Company, New York. Puah Chiew Wei,2004., DEGUMMING AND BLEACHING:EFFECT ON SELECTED CONSTITUENTS OF PALM OIL,Journal of Oil Palm Research James.D.Dana,1951.,”Manual of Mineralogy”.John Willey and Son., Jilid II.,Edisi 17.London Widyaastuti.Y.E.,Satya W.1992.”Kelapa Sawit –Usaha Budidaya Pemanfaatan dan Aspek Pemasaran”.Penebar Swadaya.Jakarta. Naibaho.P.M.,1998.”Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit”Pusat Penelitian Kelapa Sawit .Medan Tampubolon, Rianti.1994.”Studi Pemanfaatan Zeolit Alam Sarulla Untuk Menurunkan kadar ion NH4+ dalam limbah cair rendaman dross PT. INALUM”. USU, Medan Universitas Sumatera Utara Jumlah β karoten yang terserap oleh zeolit (ppm) Grafik penyerapan β karoten oleh zeolit dalam persen berat-vs- ukuran partikel zeolit 485 480 475 471,2957 469,9852 470 468,0215 466,1436 465 466,0016 483,4811 479,0058 476,4193 Zeolit 120 Mesh Zeolit 100 Mesh Zeolit 80 Mesh 460 455 0 456,724 5 10 15 20 25 30 35 Jumlah % berat zeolit (gram) Universitas Sumatera Utara
Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif ADSORBEN Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif Adsorpsi Menggunakan Adsorben METODE- METODE PEMISAHAN β-KAROTEN DARI CPO ANALISA GUGUS β-KAROTEN KINETIKA ADSORPSI β-KAROTEN Ekstraksi Fluida Superkritis Pemisahan dengan Membran LATAR BELAKANG Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN VARIASI PENELITIAN PERUBAHAN WARNA CPO Crude Palm Oil MINYAK KELAPA SAWIT Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif PENENTUAN MODEL ISOTERM ADSORPSI YANG TERJADI PADA PENJERAPAN β-KAROTEN PENGARUH TEMPERATUR ANALISIS EKONOMI PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN RUANG LINGKUP PENELITIAN STUDI KINETIKA TERMODINAMIKA ADSORPSI TERMODINAMIKA ADSORPSI Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Adsorpsi β-Karoten yang Terkandung Dalarn Minyak Kelapa Sawit (Crude Palm Oil) Menggunakan Adsorben Karbon Aktif

Gratis