PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA GONDORUKEM TERHIDROGENASI (Hydrogenated Rosin) M. ADLY RAHANDI LUBIS PDF

Preview

Summary

PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA GONDORUKEM TERHIDROGENASI (Hydrogenated Rosin) M. ADLY RAHANDI LUBIS DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011 PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA GONDORUKEM TERHIDROGENASI (Hydrogenated Rosin) M. A...

Description

Accelerat ing t he world's research.

PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA GONDORUKEM TERHIDROGENASI (Hydrogenated Rosin) M. ADLY RAH... Muhammad Adly Rahandi Lubis

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

DEFINISI MINYAK AT SIRI Okt avian Adjie

ST UDI DEAKT IVASI DAN REGENERASI KATALIS Ni-Mo/γ-Al2O3 T ERSULFIDASI DALAM PROSES HYDRO… Ferynna Eme 5.1 Kesimpulan Arif Hakim

PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA GONDORUKEM TERHIDROGENASI (Hydrogenated Rosin)

M. ADLY RAHANDI LUBIS

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

PENGARUH SUHU DAN TEKANAN TERHADAP SIFAT FISIKO-KIMIA GONDORUKEM TERHIDROGENASI (Hydrogenated Rosin)

M. ADLY RAHANDI LUBIS E24060592

SKRIPSI sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

RINGKASAN M. Adly Rahandi Lubis. E24060592. Pengaruh Suhu dan Tekanan Terhadap Sifat Fisiko-Kimia Gondorukem Terhidrogenasi (Hydrogenated Rosin) di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr dan Dr. Ir. Bambang Wiyono, M.For.Sc. Gondorukem merupakan hasil penyulingan getah pinus (oleoresin) yang disadap dari pohon pinus (Pinus merkusii Jungh et de Vriese). Gondorukem lebih banyak digunakan dalam bentuk gondorukem non-modifikasi, seperti digunakan sebagai bahan penolong pada pabrik kertas (sizing agent), pabrik tinta cetak, pernis, dan perekat. Namun, penggunaan gondorukem dalam bentuk gondorukem non-modifikasi memiliki kelemahan karena kurang stabil. Proses hidrogenasi gondorukem merupakan proses penambahan atom Hidrogen (H) pada senyawa tidak jenuh (ikatan ganda) seperti Asam Abietat yang terkandung di dalam gondorukem, sehingga akan menghasilkan gondorukem hidrogenasi yang yang lebih stabil daripada gondorukem non-modifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan tekanan reaksi terhadap sifat fisiko-kimia gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu dan tekanan hidrogenasi hanya berpengaruh nyata terhadap titik lunak dan bilangan asam gondorukem yang dihasilkan. Titik lunak yang dihasilkan berkisar antara 62,67°C – 75,33°C dengan bilangan asam berkisar antara 180,96 mg KOH/g – 187,51 mg KOH/g. Rendemen gondorukem yang dihasilkan berkisar antara 84,96% - 87,91%, dengan warna yang tidak berbeda jauh dari gondorukem awal yaitu kuning kecoklatan (WG), kadar Timbal (Pb) dan kadar Arsen (As) masih dibawah batas maksimum 20 ppm dan 2 ppm yaitu 0,00 ppm – 2,04 ppm dan 0,00 ppm – 0,08 ppm serta fraksi tak larut dalam Alkohol berkisar antara 0,01% - 0,02%. Peningkatan suhu hidrogenasi lebih berpengaruh nyata dibandingkan peningkatan tekanan terhadap titik lunak dan bilangan asam. Hal ini disebabkan laju pembentukan Asam Hidroabietat (ikatan tunggal) akan semakin meningkat seiring meningkatnya suhu, sehingga sangat berpengaruh terhadap titik lunak dan bilangan asam. Semakin tinggi kandungan Asam Hidroabietat, maka titik lunak akan meningkat dan bilangan asam akan meningkat. Proses hidrogenasi gondorukem lebih efektif dilakukan dengan menggunakan suhu 150°C dan tekanan 6 bar, dimana gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan memiliki kualitas WG.

Kata kunci : Gondorukem, hidrogenasi, suhu, tekanan.

PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Pengaruh Suhu dan Tekanan

Terhadap

Sifat

Fisiko-Kimia

Gondorukem

Terhidrogenasi

(Hydrogenated Rosin)” adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada Perguruan Tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan oleh penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Februari 2011

M. Adly Rahandi Lubis NRP. E24060592

Judul Penelitian

: Pengaruh Suhu dan Tekanan Terhadap Sifat Fisiko-Kimia Gondorukem Terhidrogenasi (Hydrogenated Rosin)

Nama

: M. Adly Rahandi Lubis

NRP

: E24060592

Program Studi

: Hasil Hutan

Menyetujui, Dosen Pembimbing

Ketua,

Anggota,

Pror. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr NIP. 19541017 198003 1 004

Dr. Ir. Bambang Wiyono, M.For.Sc NIP. 19590326 198703 1 004

Mengetahui, Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc.F NIP. 19660212 199103 1 002

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dan menyusun karya tulis yang berjudul “Pengaruh Suhu dan Tekanan Terhadap Sifat Fisiko-Kimia Gondorukem Terhidrogenasi (Hydrogenated Rosin)”. Karya tulis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Gondorukem merupakan salah satu produk Hasil Hutan Bukan Kayu (HHBK) yang memiliki prospek cerah di sektor kehutanan Indonesia. Namun dalam pengembangannya, gondorukem belum dikelola secara maksimal khusunya dalam menghasilkan produk derivat gondorukem yang memiliki nilai tambah lebih besar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan tekanan reaksi hidrogenasi terhadap sifat fisiko-kimia gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam penyelesaian karya tulis ini. Penulis menyadari bahwa karya tulis ini masih banyak kekurangan. Segala kritikan dan saran akan penulis terima dengan senang hati dan bijaksana. Semoga karya tulis ini berguna bagi kita semua dalam mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Amin.

Bogor, Februari 2011

Penulis

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Medan, Sumatera Utara pada tanggal 10 Juni 1989 sebagai anak pertama dari dua bersaudara pasangan Drs. Anwar Musaddat Lubis dan Dra. Rahmawati. Pada tahun 2006 penulis lulus dari SMU Negeri 3 Jambi dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Kimia Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB. Selama masa perkuliahan di IPB, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan seperti UKM Bola Voli IPB pada tahun 2006-2007, Forester Cup BEM-E tahun 2008, Komisi Disiplin Bina Corp Rimbawan (BCR) tahun 2008, Ketua Pelaksana KOMPAK DHH tahun 2008, dan Ketua Divisi Internal HIMASILTAN tahun 2008-2009. Selain itu penulis juga mendapatkan beasiswa Peningkatan Prestasi akademik (PPA) pada tahun 2008-2010 dan melakukan Kegiatan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Sancang-Kamojang tahun 2008, Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Hutan Pendidikan Gunung Walat, KPH Tanggeung Cianjur dan Taman Nasional Gunung Gede Pangrango tahun 2009, serta Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Kertas Leces (Persero) Probolinggo pada tahun 2010. Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan IPB, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Pengaruh Suhu dan Tekanan Terhadap Sifat FisikoKimia

Gondorukem

Terhidrogenasi

(Hydrogenated

Rosin)”

dibawah

bimbingan Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr dan Dr. Ir. Bambang Wiyono, M.For.Sc.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr dan Dr. Ir. Bambang Wiyono, M.For.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama melakukan penelitian sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. 2. Prof. Dr. Ir. Dudung Darusman, MA selaku dosen penguji mewakili Departemen Manajemen Hutan, Prof. Dr. Ir. Lilik Budi Prasetyo, M.Sc selaku dosen penguji mewakili Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata, serta Ir. Andi Sukendro, M.Si selaku dosen penguji mewakili Departemen Silvikultur. 3. Pihak Laboratorium Pengolahan Hasil Hutan Bukan Kayu, Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan (Pustekolah) yang telah mendukung terlaksananya penelitian ini. 4. Seluruh dosen dan staf pegawai Fakultas Kehutanan, Departemen Hasil Hutan terutama Bagian Kimia Hasil Hutan (BKHH) yang telah memberikan ilmu yang sangat berharga bagi penulis. 5. Kedua orang tua tercinta, ayahanda Anwar Musaddat Lubis dan ibunda Rahmawati serta adik tersayang Meisya Putri Lubis dan keluarga besar lainnya yang telah memberikan dukungan moral maupun material dan kasih sayang yang senantiasa tercurah. 6. Teman satu bimbingan, Meyana Wahyuni dan Murtini Ari R. yang selalu memberikan semangat selama penelitian. 7. Teman-teman FAHUTAN dan THH 43, semoga kita semua selalu KOMPAK dan ASIK. 8. Teman-teman SEMERU CAMP dan Rizka Wulandari yang selalu ada untuk memberi semangat. 9. Semua pihak yang telah membantu penulis, dimana penulis tidak dapat menyebutkan satu persatu.

i

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR ISI .......................................................................................... i DAFTAR TABEL .................................................................................. iii DAFTAR GAMBAR .............................................................................. iv DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………….. v BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1 1.2 Tujuan................................................................................................ 2 1.3 Manfaat .............................................................................................. 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gondorukem ...................................................................................... 3 2.1.1 Sifat-sifat Gondorukem ................................................................ 3 2.1.2 Pemanfaatan Gondorukem............................................................ 6 2.1.3 Klasifikasi Gondorukem ............................................................... 6 2.2 Gondorukem Hidrogenasi .................................................................. 8 2.3 Proses Hidrogenasi ............................................................................. 9 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian .............................................................. 14 3.2 Bahan................................................................................................. 14 3.3 Alat .................................................................................................... 14 3.4 Prosedur Penelitian………………………………………………… ... 14 3.4.1 Persiapan Sampel ......................................................................... 14 3.4.2 Proses Hidrogenasi Gondorukem.................................................. 15 3.4.3 Metode Pengujian......................................................................... 17 3.4.3.1 Rendemen .............................................................................. 17 3.4.3.2 Warna ..................................................................................... 17 3.4.3.3 Titik Lunak ............................................................................. 17 3.4.3.4 Bilangan Asam……………………………………….. ........... 17 3.4.3.5 Kadar Logam…………………………………………. ........... 18 3.4.3.6 Fraksi Tak Larut Dalam Alkohol…………………….. ............ 18 3.4.4 Rancangan Percobaan dan Analisis Data……………. .................. 18 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Rendemen .......................................................................................... 20 4.2 Warna ................................................................................................ 21 4.3 Titik Lunak ........................................................................................ 22 4.4 Bilangan Asam................................................................................... 25 4.5 Kadar Logam ..................................................................................... 28 4.5.1 Kadar Timbal (Pb) ........................................................................ 28

ii

Halaman 4.5.2 Kadar Arsen (As) ......................................................................... 29 4.6 Fraksi Tak Larut Dalam Alkohol ........................................................ 31 4.7 Perbandingan Kualitas Gondorukem Hidrogenasi dengan Produk Cina ........................................................................... 32 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 34 5.2 Saran.................................................................................................. 34 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 35 LAMPIRAN……………………………………………………………… 37

iii

DAFTAR TABEL

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Halaman

Klasifikasi mutu gondorukem…………………………………………… 7 Syarat khusus kualitas gondorukem…………………………………….. . 7 Syarat umum kualitas gondorukem……………………………………… 7 Klasifikasi kualitas gondorukem berdasarkan Standar Warna Gardner..... 8 Spesifikasi gondorukem hidrogenasi .................................................. .... 9 Peningkatan titik lunak berbanding lurus dengan peningkatan derajat hidrogenasi………………………………………………….......... 13 7. Rataan rendemen gondorukem hidrogenasi……………………………… 20 8. Rataan titik lunak gondorukem hidrogenasi……………………………... 22 9. Rataan bilangan asam gondorukem hidrogenasi…………………………. 25 10. Rataan Timbal (Pb) gondorukem hidrogenasi…………………………… 28 11. Rataan Arsen (As) gondorukem hidrogenasi…………………………….. 30 12. Rataan fraksi tak larut dalam Alkohol gondorukem hidrogenasi………... 31 13. Perbandingan kualitas gondorukem hidrogenasi dengan produk Cina……………………………………………………………… 32

iv

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman 1. Proses produksi gondorukem…………………………………………….. 3 2. Struktur kimia tipe Asam Abietat ....................................................... .... 5 3. Struktur kimia tipe Asam Pimarat……………………………………….. 5 4. Penyerapan atom Hidrogen (H) ke permukaan katalis ........................ .... 9 5. Penyerapan sampel ke permukaan katalis dengan memutus ikatan Rangkap (phi) …………………………………………………………… 10 6. Pengikatan satu atom Hidrogen (H) oleh sampel………………………. .. 10 7. Pengikatan atom Hidrogen (H) lainnya oleh sampel………………….. ... 10 8. Reaksi hidrogenasi pada Asam Abietat……….…………………………. 13 9. Gondorukem kualitas WG .................................................................. .... 15 10. Penghalusan gondorukem................................................................... … 15 11. Pelarutan gondorukem…………………………………………………… 15 12. Persiapan katalis Nikel (Ni)……………………………………………… 15 13. Reaktor hidrogenasi……………………………………………………… 16 14. Reaktor hidrogenasi yang telah diisi sampel dan katalis……………………… 16 15. Proses pemasakan………………………………………………………... 16 16. Pemindahan gondorukem ................................................................... … 16 17. Rendemen gondorukem hidrogenasi ................................................... … 21 18. Warna gondorukem hidrogenasi ......................................................... … 22 19. Titik lunak gondorukem hidrogenasi .................................................. … 24 20. Reaksi hidrogenasi pada Asam Abietat ............................................... … 26 21. Bilangan asam gondorukem hidrogenasi ............................................ … 26 22. Kadar Timbal (Pb) gondorukem hidrogenasi ...................................... … 28 23. Kadar Arsen (As) gondorukem hidrogenasi ........................................ … 29 24. Fraksi tak larut Alkohol gondorukem hidrogenasi .............................. … 31

v

DAFTAR LAMPIRAN

No.

Halaman

1. Metode pengujian kualitas gondorukem………………………………. ... 37 2. Analisa statistik………………………………………………………….. 41

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Sektor kehutanan saat ini memandang hutan sebagai sumberdaya yang bersifat

multi fungsi dan pemanfaatannya diarahkan untuk mewujudkan sebesar-besarnya kemakmuran rakyat. Pemerintah mulai mengurangi produk hasil hutan kayu sebagai produk utama dikarenakan global climate change saat ini. Hasil hutan bukan kayu (HHBK) merupakan salah satu sumber daya hutan yang memiliki keunggulan komparatif baik dari segi ekologi maupun ekonomis dan paling bersinggungan dengan masyarakat sekitar hutan (Anonim 2010). Berdasarkan hal tersebut maka pengelolaan hutan dimasa yang akan datang diarahkan untuk lebih meningkatkan pemanfaatan HHBK yang jenis dan potensinya sangat berlimpah. Salah satu produk HHBK yang memiliki prospek cukup cerah dimasa mendatang untuk dikembangkan di Indonesia adalah gondorukem yang merupakan hasil penyulingan getah pinus (oleoresin) yang disadap dari pohon pinus (Pinus merkusii Jungh. et de Vriese). Menurut Kutsek (2005), ada tiga jenis gondorukem berdasarkan sumbernya yaitu, gondorukem getah (gum rosin), gondorukem minyak (tall-oil rosin), dan gondorukem kayu (wood rosin). Ketiga jenis gondorukem tersebut dikenal sebagai gondorukem non-modifikasi sedangkan gondorukem yang telah mengalami perubahan kimia pada ikatan ganda atau gugus karboksil dari asam yang terkandung di dalamnya disebut gondorukem modifikasi. Pada dasarnya gondorukem alami lebih banyak digunakan dalam bentuk gondorukem non-modifikasi, seperti digunakan sebagai bahan penolong pada pabrik kertas (sizing agent), pabrik tinta cetak, pernis, dan perekat (Kirk & Othmer 2007). Namun demikian, perkembangan lebih lanjut menemukan bahwa dalam beberapa hal penggunaan gondorukem dalam bentuk gondorukem non-modifikasi memiliki kelemahan antara lain, terjadi kristalisasi pelarut yang digunakan, terjadi proses oksidasi secara alami, dan dapat menyebabkan reaksi dengan garam-garam logam

2

berat terutama pada penggunaan untuk pernis sehingga penggunaan gondorukem dalam bentuk gondorukem non-modifikasi menjadi tidak efektif. Kelemahan-kelemahan gondorukem non-modifikasi tersebut dapat diatasi dengan dikembangkannya teknologi proses untuk menghasilkan gondorukem modifikasi. Menurut Kirk & Othmer (2007), salah satu teknologi yang dapat digunakan adalah teknologi hidrogenasi. Pada proses hidrogenasi gondorukem, dilakukan penambahan atom Hidrogen (H) pada senyawa tidak jenuh (ikatan ganda) seperti Asam Abietat (termasuk isomerisasi dari Asam Palustrat dan Asam Neoabietat) yang terkandung di dalam gondorukem, dan akan menghasilkan gondorukem dengan daya tahan yang tinggi terhadap oksidasi.

1.2

Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tekanan dan

suhu reaksi terhadap sifat fisiko-kimia produk gondorukem hidrogenasi yang dihasilkan.

1.3

Manfaat Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi para

akademisi dalam mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) khususnya Bidang Kimia Hasil Hutan serta memberi informasi kepada industri mengenai teknologi hidrogenasi gondorukem sebagai upaya peningkatan nilai tambah produk derivat gondorukem.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Gondorukem Menurut Rancangan Standar Nasional Indonesia 3 (2010), gondorukem

merupakan hasil penyulingan getah pinus (terutama getah dari Pinus merkusii Jungh. et de Vriese) yang berbentuk padat dan berwarna kuning sampai kuning tua. Kutsek (2005) menyatakan ada tiga jenis gondorukem berdasarkan sumbernya, yaitu gondorukem hasil penyulingan getah yang diperoleh dari penyadapan pohon pinus atau gondorukem getah (gum rosin), gondorukem yang diperoleh dari ekstraksi jenis pohon pinus tua atau gondorukem kayu (wood rosin), dan gondorukem y...