BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR
BELAKANG
Dalam
industri kimia Plasticizer
memegang peranan penting, terutama dalam mengubah sifat bahan resin sintetik
yang dikehendaki, supaya dapat diperoleh derajat kekerasan dan kelunakan
tertentu terutama pada PVC. Pada
umumnya, plasticizer diproduksi melalui bahan baku minyak bumi. Dengan semakin
menipisnya persediaan minyak bumi, maka saat ini diupayakan pengkajian dan
pengembangan plasticizer berbahan baku minyak nabati.,seperti minyak kedelai, minyak sawit
(CPO), minyak biji karet, minyak Jarak Pagar dan lain-lain. sekarang ini
diperkirakan kebutuhan plasticizer sangat besar, sehingga dengan adanya
pengolahan minyak nabati sebagai bahan baku plasticizer maka, diharapkan
dapat mengatasi kekurangan plasticizer dalam negeri. Karena hingga saat
ini, Indonesia masih
mengimport plasticizer baik sebagai bahan baku maupun sebagai bahan
penolong untuk industri plastik. Berdasarkan data statistik pada tahun 2002,
tercatat Indonesia mengimport plasticizer
sebanyak 3708 ton atau senilai US$ 327.7285,- (BPS, 2002).
1.2 IDENTIFIKASI MASALAH
Pada penelitian ini, masalah yang akan diidentifikasi adalah
proses epoksidasi minyak jarak pagar (Curcas oil) membentuk senyawa
epoksi yang dapat menghasilkan zat aditif pada industri plasticizer.
1.3 PEMBATASAN MASALAH
Berdasarkan identifikasi diatas,
maka pembatasan masalah pada penelitian ini terletak pada uji sifat kimia pada
proses epoksidasi dari minyak jarak pagar yang meliputi bilangan oksiran, dan
sbilangan iod dari epoksi minyak jarak pagar (curcas oil ) yang
dihasilkan.
I.4 PERUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana
cara pembuatan Plasticizer?
2. Apakah Perbedaan
suhu dan waktu operasi serta
penambahan konsentrasi asam asetat dengan hidrogen peroksida berpengaruh terhadap bilangan oksiran?
3. Senyawa apa yang di hasilkan dari
perubahan tersebut?
I.5 TUJUAN
PENELITIAN
1. Mempelajari pengaruh
kondisi operasi proses
epoksidasi yang
meliputi suhu, perbandingan konsentrasi Hidrogen
Peroksida
(H2O2) dan Asam Asetat (CH3COOH).
2. Mengetahui kondisi optimum pada
proses epoksidasi minyak Jarak
Pagar (Curcas Oil) dengan
katalis berupa asam sulfat cair dalam
skala laboratorium.
3.
Mencari alternatif bahan baku
pembuatan plasticizer.
1.6 MANFAAT PENELITIAN
1. Mengetahui pengaruh kondisi operasi proses epoksidasi
2.
Menambah pengetahuan tentang plasticizer
3.
Mengetahui perubahan yang terjadi pada percobaan tsb.
BAB
II
LANDASAN
TEORI
II.1 Bio-Plasticizer
Plastik terdiri
dari dua tipe komponen. Komponen pertama adalah polimer atau resin, dimana
digunakan sebagi bahan baku plastik. Komponen kedua adalah aditif. Walaupun
aditif merupakan bagian kecil dari komposisi plastik secara keseluruhan, namun
aditif juga penting. Dengan adanya bahan aditif, dapat memberikan sesuatu yang
berbeda untuk plastik itu sendiri. Seperti warna, tahan terhadap api, kuat, dan
fleksibel.
Salah satu
bahan aditif untuk
plastik yang cukup penting adalah plasticizer. Platicizer adalah pelarut
organik dengan titik didih tinggi dan suatu padatan dengan titik leleh rendah,
sehingga apabila ditambahkan ke dalam resin yang keras atau kaku seperti karet
dan, plastik atau polimer (seperti poliuretan dan polivinilklorida/PVC), maka
akumulasi gaya intermolekuler pada rantai panjang akan menurun, sehingga
kelenturan (fleksibilitas), kelunakan (softness) dan pemanjangan (elangation)
yang diijinkan akan didapatkan. (Warta PPKS Medan, 1996dan Manas Chandra
dkk,1993).
Sifat dari
plasticizer ditentukan dari struktur kimianya. Hal tersebut dipengaruhi oleh
polaritas dan fleksibilitas molekulnya. Polaritas dan fleksibilitas ditentukan
oleh interaksi dengan segmen polimernya. Secara aktual, plasticizer dapat
digunakan pada group polar dan non polar (Manas Chandra,1993)
Plasticizer
berfungsi untuk membuat plastik tersebut lebih lentur dan awet. Pada umumnya
sekitar 90% digunakan untuk polyvinil chloride (PVC), yaitu suatu polymer yang
digunakan untuk berbagai aplikasi kehidupan seperti lapisan cat, batu duga,
bahan-bahan untuk konstruksi bangunan dan botol-botol plastik.
II.2 HIPOTESIS
Pada
penelitian ini, hipotesa yang digunakan adalah pengaruh suhu, waktu dan
konsentrasi pereaktan terhadap pembentukan bilangan oksiran pada epoksi yang
dihasilkan, dimana:
1. Semakin tinggi suhu, dan waktu reaksi maka pembentukan bilangan
oksiran pada epoksi yang dihasilkan juga semakin besar.
2. Semakin besar konsentrasi pereaktan yang digunakan, maka pembentukan
bilangan oksiran pada epoksi yang dihasilkan semakin besar pula.
BAB III
III.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Lokasi penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Agroindustri BTL BPPT Puspiptek Serpong, Tangerang dan waktu
penelitian dimulai pada tanggal 23 Februari 2005 sampai Mei 2005.
III.2 Metode Penelitian
Minyak Jarak
Pagar
(Curcas Oil)
|
Uji Kromatografi
(Untuk Menentukan Komposisi Minyak Jarak
Pagar
|
Direaksikan
pada Suhu, Konsentrasi Pereaktan dan Waktu Tertentu
|
Katalis Epoksidasi
(H2SO4
Cair 1 %)
|
Cake
(Sodium Bicarbonat dan Sodium Sulfat)
|
Epoksi Minyak
Jarak Pagar
|
Analisis
Bilangan Oksiran, dan Bilangan Iod
|
Larutan Jenuh
Natrium Hidrogen Karbonat
|
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses
Reaksi Epoksidasi
III.3.1 Bahan-Bahan Penelitian.
Bahan-bahan yang digunakan
dalam penelitian ini dapat dikelompokkan atas:
- Bahan Sintesis :
¨Minyak
Jarak Pagar (Curcas oil) dengan
spesifikasi warna kuning
bening, densitas 0,9186 gr mol, bilangan iod 108,26,
dan bilangan asam
5,28 (KOH/gr)
¨Asam Asetat
99 %.
¨Hidrogen
Peroksida (H2O2) 50 %
¨Asam Sulfat cair .
- Bahan Analisis :
¨Hidrogen Bromida (HBr) 47 %.
¨Asam Asetat Glasial 98%.
¨Kristal Violet 1 %
¨Indikator PP (Phenolphtalein)
III.3.2 Alat-Alat Penelitian
Peralatan
yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Alat sintesis
¨Erlenmeyer 250 ml
¨Thermometer
¨Spin Bar
¨Hot Plate
¨Gelas Ukur 100 ml
¨Becker Glass (Gelas Kimia) 50 ml
¨Pipet Volum
¨Pipet Ukur 10 ml
¨Labu kocok
¨Separator Furnel
- Alat Analis, terdiri dari:
¨Buret
¨Erlenmeyer
¨Pipet Volum
¨Labu Ukur
¨Gelas Piala
¨Corong.
III.3.3 Cara Kerja
III.3.4 Pengambilan
minyak Jarak Pagar
Untuk
mendapatkan minyak Jarak Pagar dipergunakan Metode Pengepresan. Sejumlah berat
biji Jarak di oven untuk menghilangkan kadar airnya selama 1 jam. Kemudian
dilakukan pengepresan panas pada suhu 100 0C sampai tidak ada lagi
minyak yang menetes. Minyak yang didapat kemudian disaring.
III.3.5 Metode Sintesis
Adapun
metode dan prosedur pada penelitian epoksidasi minyak Jarak Pagar (Curcas
Oil) adalah sebagai berikut:
Reaksi
epoksidasi dilakukan dalam sebuah Erlenmeyer (berukuran 500 ml) yang dilengkapi
dengan pengaduk (magnetic stirrer), termometer, dan penangas air
elektronik yang dapat diatur temperaturnya.
Mula-mula
minyak Jarak Pagar, Asam Asetat, Hidrogen peroksida, dan katalis dimasukkan ke
dalam Erlenmeyer 500 ml, dipanaskan sambil diaduk menggunakan pengaduk magnet.
Pengadukan
dilakukan agar minyak dapat terdispersi sempurna. Proses epoksidasi dilakukan
selama lima jam, dengan pengambilan cuplikan dilakukan dilakukan setiap 30
menit sekali untuk dilakukan analisa bilangan oksiran.
Adapun tahapan prosesnya adalah sebagai berikut:
1. Minyak Jarak Pagar (Curcas Oil) 100
ml dan Hidrogen peroksida 50 %, dimasukkan ke dalam labu leher tiga dengan
variasi perbandingan reaktan Asam Asetat, Hidrogen Peroksida tertentu dan
variasi suhu tertentu..
2. Katalis epoksidasi (asam sulfat cair) 1%
dan asam asetat dimasukkan sekaligus.
3. Kemudian diaduk dan dipanaskan pada
temperatur tertentu dengan menggunakan pemanas yang dilengkapi dengan pengaduk
magnet.
4. Temperatur dibiarkan konstan pada variasi
suhu yang sudah ditentukan.
5. Setelah reaksi tercapai, maka diambil
cuplikan sebagai penghentian reaksi,yaitu setiap 30 menit selama 5 jam.
6.
Produk
berupa minyak jarak terepoksidasi sebanyak 15 ml diambil pada selang waktu
tertentu dan dinetralisasi. Kemudian dimasukkan ke separator funnel (labu
kocok). Lapisan air yang berada pada bagian bawah dipisahkan dan dikeluarkan.
7. Epoksi dalam labu kocok, kemudian
ditambahkan larutan jenuh natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) untuk
dinetralisir sisa asam. Dan ditambahkan beberapa mililiter (ml) air suling
sampai bebas dari asam. Lapisan air pada bagian bawah yang terbentuk
kemudian dikeluarkan.
8. Setelah
itu ditambah sedikit sodium sulfat untuk mengikat sisa air. Lalu disaring untuk dipisahkan epoksidasi minyak
Jarak Pagar dari padatan sodium sulftat dan padatan natrium hidrogen karbonat.
9. Epoksi Minyak Jarak yang diperoleh
selanjutnya dilakukan pengujian bilangan oksiran.
III.4 Metode
Analisis
Metode analisis digunakan pada eposidasi minyak Jarak Pagar (Curcas Oil)
yang meliputi bilangan oksiran, bilangan asam, dan bilangan iod. Adapun
prosedur analisis pada epoksi minyak Jarak Pagar yaitu:
♠ Bilangan Oksiran
Penggunaaan bilangan oksiran merupakan
suatu metode untuk menentukan atau menetapkan grup oksiran oksigen yang
dititrasi langsung dengan larutan hidrogen bromida dalam asam asetat.
Pengujian bilangan oksiran cocok untuk
bahan lemak yang diepoksidasi dan senyawa epoksi secara umum. Alat dan bahan
yang digunakan meliputi:
Prosedur Kerja:
Sejumlah minyak, lemak atau epoksi dilarutkan
dalam alkohol eter dan ditetesi indikator phenolphthalein sebanyak 2-3 tetes.
Kemudian dititrasi dengan larutan KOH 0,5 N sampai terjadi perubahan warna
jambu tetap. Besarnya bilangan asam tergantung dari kemurnian dan umur dari
minyak atau lemak tersebut.
Persamaan bilangan asam:
Vol KOH (ml) x N
KOH x 56,1
Berat sample
Dimana nilai 56,1 merupakan berat molekul
(BM) dari KOH. Dan apabila dipergunakan NaOH sebagai titrasi, maka nilainya
menjadi 39,9. (Kern,1986)
Rangkaian Alat Proses
Epoksidasi
Keterangan:
- Thermometer
- Tutup Erlenmeyer
- Erlenmeyer 500 ml
- Produk Epoksidasi minyak jarak
- Air isian gelas kimia 1000 ml
- Gelas kimia 1000 ml
- hot plate / pemanas air
- Pengaduk magnetik
DISUSUN OLEH :
ANGGITA PRICILLYA CHARLES
IDATUL FITRIAH
Di EDIT OLEH :
INDAH NOVITASARI
DAFTAR PUSTAKA
1. Bailey A.E., 1951, “Industrial Oil and Fat Product” 5nd
Edition, Inter Science Publisher, New
York.
2. BPS,1992, “Buletin Statistik Perdagangan
Luar Negeri Import” Biro Pusat Statistik, Jakarta
3. Chou, TC and Chang J.Y., 1986, ”Epoxidation of Oleic Acid with H2O2
and Acetic Acid”, Chem. Eng.
Commun.,41,253.
4. Chou, TC and Van Lee, S., 1997, “Epoxidation of Oleic Acid in the Presence
of Benzaldehyde Using Cobalt, (II) Tetra henylporphyrin as Catalyt”, Ind
Eng Res, vol 36; 1485-1490.
5. Duke, James and Atchley, A.A., 1986, “CRC Handbook of Proximate Annalysis
Tables of Higher Plant”, CIC Press, Inc Boca Company.
6. Gan L.H, Goh S.H dan Ooi K.S., 1992,
“Kinetic Studies of Epoxidation and Oxirane
Cleavages of Palm Olein Methyl Esters”, JAOCS, vol.69.
7.
Gan, L.H., Ooi, K.S., Gn
L.M., and Goh, S.H., 1995
“Effect of Epoxidation on the Thermal Oxidative
Stabilities of Fatty Acid Esters Derived from Palm Olein”, JAOCS, 72, 439-442.
8. Hasan, M. Iqbal., 1999, “Pokok-Pokok
Materi Statistik 2 (Statistik Inferensif)” , edisi ke-2 , Bumi Aksara, Jakarta.
10. Http://www.chemicalland.21.com
16. Http:/www.jatrophaworld.org
18.
Ketaren S., 1986, “Pengantar Minyak dan Lemak Pangan”,
UI-Press.
19. Kirk, RE dan Othmer, D.F., 1982, “Encyclopedia Of Chemical
Technology”, Vol 8-9 third
edition, John Wiley and Sons, New
York
20. Marter, A.D., 1981, “Castor Markets, Utilization and Prospect Tropical Product”, Institute
London.
21. Qibtiah, M., 1988, “Ekstraksi dan Pemurnian Minyak Jarak
serta Karakteristik Mutunya”, Jurusan Teknologi Industri
Pertanian FATETA, IPB Bogor.
22. Rangrajan, B., Adam, H., Grulke, E.A., and Culnan, P.D., 1995 “Kinetic
Parameters of Two Phase Model for in-situ Epoxidation of Soybean Oil”,
JAOCS, 72,1161-1169.
23. Reff “Official Methode and Recommended Prctices of te American Oil
Chemist”s Society“ Champaign,
1983, Methode cd page 9-57.
24. Suda Kiatkamjornwong dan Nuanchan Matchariyakul., 1998 “Epoxidized Palm Oil, Synthesis, Chracterization
and Evaluation as a Secondary Plasticizer for PVC Plastic” Dept. of Imaging
Science and Printing Technology, Faculty Chulalongkorn, University Bangkok, Vol
23 No 1, Thailand.
25. Supriyadi Sadi dan Purboyo Guritmo., 1996,
“Konsep Agro-Industri untuk Produksi Plasticizer
dari Minyak Sawit Secara Terpadu”, Warta PPKS, Vol. 4(2)., hal. 75-83.,
Medan.
26. Yadav, G.D., dan Satoskar, D.VC., 1997, “Kinetic of Epoxidation
of Alkyl Esters of Undecylenic Acid”, JAOCS, vol. 74(4);397-407.