pembuatan asam oksalat dari pelepah kelapa sawit

1

PEMBUATAN ASAM OKSALAT DARI PELEPAH KELAPA

SAWIT ( Elaeis guineensis ) MENGGUNAKAN METODE

PELEBURAN ALKALI

SKRIPSI

Oleh :

M. HIDAYAT HASIBUAN

130425020

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

JUNI 2016

Universitas Sumatera Utara

2

PEMBUATAN ASAM OKSALAT DARI PELEPAH KELAPA

SAWIT ( Elaeis guineensis ) MENGGUNAKAN METODE

PELEBURAN ALKALI

SKRIPSI

Oleh :

M. HIDAYAT HASIBUAN

130425020

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

JUNI 2016


i


ii


iii

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan

rahmat dan karunia-Nya sehingga Skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini

merupakan Skripsi dengan judul “Pembuatan Asam Oksalat Dari Pelepah

Kelapa Sawit (Elaeis guineensis) Menggunakan Metode Peleburan Alkali ”,

berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia

Fakultas teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu

syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini sangat baik untuk di publikasikan atau penelitian ini dapat

dimanfaatkan di masa yang akan datang, sebab limbah pelepah kelapa sawit yang

sering terbuang nyatanya berpotensi untuk dapat diolah menjadi sesuatu yang

bernilai ekonomis yaitu sebagai bahan baku pembuatan asam oksalat. Selain itu,

dengan dimanfaatkannya limbah pelepah kelapa sawit, dapat mengurangi

banyakanya limbah padatan kelapa sawit.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak

mendapat bantuan dari berbagai pihak , untuk itu penulis mengucapkan

terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ir. Seri Maulina, M.Si, Ph.D selaku Dosen Pembimbing yang memberikan

banyak bimbingan dan bantuan selama penulis menulis skripsi ini.

2. Dr. Ir Iriany, M.Si dan Dr. Erni Misran, S.T, M.T selaku Dosen Penguji

yang banyak memberikan bimbingan dan bantuan selama penulis menulis

skripsi.

3. Ir. Renita Manurung, MT selaku koordinator skripsi.

4. Dosen-dosen Teknik Kimia yang memberikan banyak ilmu dan juga

bimbingan selama penulis mengemban kuliah di Universitas Sumatera Utara.

5. Ihwan Rahmadi sebagai teman yang banyak membantu baik dalam proses

belajar dan menyusun skripsi maupun partner dalam penelitian.

6. Mahasiswa Teknik Kimia Ekstensi 2013 yang bersedia membantu dan

memberi semangat kepada penulis.

7. Abang/kakak senior yang bersedia membantu penulis dalam segala hal.


iv

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.

Medan, Juni 2016

Penulis

M. Hidayat Hasibuan


v

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:

1. Kedua orang tua, H. Sofyan Hsb dan Armaya S. Nst yang telah membesarkan

dan melimpahkan banyak kasih sayang kepada penulis serta keluarga yang

tidak henti-hentinya memberikan motivasi dan dukungan baik moril maupun

materiil sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik.

2. Ibu Ir. Seri Maulina, M.Si, Ph.D, selaku pembimbing yang banyak

memberikan bimbingan dan motivasi sehingga skripsi dapat terselesaikan

dengan baik.

3. Para dosen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara yang banyak

memberikan bimbingan dan pengajaran kepada penulis.

4. Abang kakak senior dan teman-teman Teknik Kimia Ekstensi 2013, yang

saling memberikan bantuan dan dukungan sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan baik serta para sahabat yang membantu dan

memberi motivasi kepada penulis dalam pengerjaan skripsi.


vi

ABSTRAK

Pelepah kelapa sawit merupakan salah satu limbah padat dari perkebunan

kelapa sawit yang mengandung bahan berlignoselulosa yaitu selulosa,

hemiselulosa, dan lignin. Selulosa dari limbah pelepah kelapa sawit dapat diolah

lebih lanjut menjadi produk yang bermanfaat dan bernilai ekonomis, salah satunya

dengan dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan asam oksalat. Tujuan

penelitian ini adalah mengkaji pengaruh temperatur dan waktu reaksi pada

hidrolisis pelepah kelapa sawit dengan metode peleburan alkali dalam

menghasilkan asam oksalat. Penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu tahap

preparasi pelepah kelapa sawit dan tahap sintesis asam oksalat yang meliputi

proses peleburan alkali dan kristalisasi. Analisis yang dilakukan terhadap bahan

baku meliputi analisis kadar air dan kadar selulosa pelepah kelapa sawit. Dari

hasil penelitian ini diperoleh kadar air sebesar 53,7% dan kadar selulosa sebesar

30,9%. Pada penelitian ini analisis kuantitatif yang dilakukan berupa konversi

selulosa dan yield asam oksalat. Dari hasil penelitian ini diperoleh kondisi

optimum pada temperatur reaksi 90 oC dan waktu reaksi 60 menit

dengan

konversi selulosa sebesar 79,2% dan yield asam oksalat sebesar 59,6%. Analisis

kualitatif dilakukan analisis menggunakan FTIR dan analisis titik leleh. Hasil

analisis kualitatif berupa FTIR menunjukkan bahwa gugus telah mendekati asam

oksalat standar dan titik leleh sebesar 101,8 oC yang menunjukkan bahwa asam

oksalat yang diperoleh berupa asam oksalat dihidrat.

Kata kunci: pelepah kelapa sawit, asam oksalat dihidrat, peleburan alkali


vii

ABSTRACT

Palm frond is one of the solid waste from oil palm plantations which

contains lignocellulose namely cellulose, hemicellulose, and lignin. Cellulose

from waste palm fronds can be further processed into useful products and

economic value, one of which is used as raw material for making oxalic acid. The

purpose of this research is assess the effect of temperature and reaction time in the

hydrolysis of palm fronds with alkali fusion method of producing oxalic acid. The

research consisted of two stages that is the stage of preparation of palm fronds and

the stage of oxalic acid synthesis, which include alkali fusion and crystallization

processes. Analysis of the raw materials include the analysis of water content and

cellulose content of palm fronds. From the results of this study showed water

content was 53.7% and cellulose content was 30.9%. At this research for

quantitative analysis includes the conversion of cellulose and yield oxalic acid.

From these results obtained optimum conditions at a reaction temperature of 90 °

C and a reaction time of 60 minutes the cellulosic conversion was 79.2% and a

yield was 59.6% oxalic acid. Qualitative analysis was conducted on the analysis

using FTIR and melting point analysis. Qualitative analysis of FTIR results

showed that the group has approached the standard of oxalic acid and a melting

point was 101.8 ° C which indicates that the oxalic acid is obtained in the form of

oxalic acid dihydrate.

Keywords: palm fronds, oxalic acid dihydrate, alkali fusion


viii

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ............................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. ii

PRAKATA ............................................................................................................ iii

DEDIKASI ............................................................................................................ v

RIWAYAT HIDUP .............................................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT .......................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah .......................................................................... 5

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................. 5

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................ 5

1.5 Ruang Lingkup Penelitian ................................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 7

2.1 Pelepah Kelapa Sawit ..................................................................... 7

2.2 Selulosa ........................................................................................... 8

2.3 Asam Oksalat ................................................................................. 9

2.3.1 Pembuatan Asam Oksalat ..................................................... 11

2.3.2 Kegunaan Asam Oksalat ...................................................... 15

2.4 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Pembuatan

Asam Oksalat .................................................................................. 17


ix

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ......................................................... 19

3.1 Bahan Dan Peralatan ........................................................................ 19

3.1.1 Bahan Penelitian ...................................................................... 19

3.1.2 Peralatan Penelitian .................................................................. 19

3.2 Rancangan Penelitian ....................................................................... 19

3.3 Prosedur Penelitian .......................................................................... 20

3.3.1 Tahap Persiapan Pelepah Kelapa Sawit ................................... 20

3.3.2 Tahap Peleburan Alkali ........................................................ 21

3.4 Analisis Bahan Baku Pelepah Kelapa Sawit .................................... 21

3.4.1 Penentuan Kadar Air ............................................................ 22

3.4.2 Penentuan Kadar Selulosa .................................................... 22

3.4.3 Penentuan Konversi Selulosa ............................................... 23

3.5 Analisis Asam Oksalat dan Kemurniannya ..................................... 23

3.5.1 Penentuan Yield .................................................................... 23

3.5.2 Penentuan Titik Leleh .......................................................... 23

3.5.3 Penentuan Kemurnian .......................................................... 24

3.6 Flowchart Penelitian ........................................................................ 25

3.6.1 Flowchart Tahap Persiapan Serbuk Pelepah Kelapa Sawit . 25

3.6.2 Flowchart Tahap Peleburan Alkali ...................................... 26

3.7 Flowchart Analisis Bahan Baku Pelepah Kelapa Sawit .................. 27

3.7.1 Flowchart Penentuan Kadar Air .......................................... 27

3.7.2 Flowchart Penentuan Kadar Selulosa .................................. 28

3.8 Flowchart Analisis Asam Oksalat dan Kemurniannya .................... 29

3.8.1 Flowchart Prosedur Penentuan Yield ................................... 29

3.8.2 Flowchart Prosedur Penentuan Titik Leleh ......................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 31

4.1 Preparasi Pelepah Kelapa Sawit ....................................................... 31

4.2 Sintesis Asam Oksalat ...................................................................... 32


x

4.3 Tahap Rekristalisasi ......................................................................... 33

4.4 Hasil Analisis Bahan Baku .............................................................. 34

4.4.1 Kadar Air ............................................................................. 34

4.4.2 Kadar Selulosa ..................................................................... 34

4.5 Hasil Analisis Konversi Selulosa Pelepah Kelapa Sawit ................. 35

4.5.1 Konversi Selulosa Pelepah Kelapa Sawit ............................ 35

4.6 Hasil Analisis Asam Oksalat............................................................ 37

4.6.1 Analisis Yield Asam Oksalat ................................................ 37

4.6.2 Analisis Kemurnian ............................................................. 39

4.6.3 Analisis Titik Leleh .............................................................. 41

4.7 Hubungan antara Konversi Selulosa Pelepah Kelapa Sawit

dengan Yield Asam Oksalat yang Dihasilkan ................................. 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 43

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 43

5.2 Saran ................................................................................................ 43

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................

LAMPIRAN


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Selulosa .............................................................................. 8

Gambar 3.1 Flowchart Tahap Persiapan Serbuk Pelepah Kelapa Sawit ............. 25

Gambar 3.2 Flowchart Tahap Peleburan Alkali .................................................. 26

Gambar 3.3 Flowchart Penentuan Kadar Air ...................................................... 27

Gambar 3.4 Flowchart Penentuan Kadar Selulosa .............................................. 28

Gambar 3.5 Flowchart Penentuan Perolehan Yield ............................................ 29

Gambar 3.6 Flowchart Penentuan Titik Leleh..................................................... 30

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Temperatur dan Waktu Reaksi terhadap

Konversi Selulosa Pelepah Kelapa Sawit ...................................... 36

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Temperatur dan Waktu Reaksi terhadap Yield

Asam Oksalat.................................................................................. 38

Gambar 4.3 Spektrum Infra Merah Asam Oksalat Standar ................................. 40

Gambar 4.4 Spektrum Infra Merah Asam Oksalat Hasil Sintesis dari

Pelepah Kelapa Sawit ..................................................................... 40

Gambar 4.5 Grafik Yield Vs Konversi Selulosa terhadap Pengaruh

Temperatur Reaksi 42


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Luas Perkebunan Kelapa Sawit di Indonesia ........................................ 1

Tabel 1.2 Data Impor Asam Oksalat Di Indonesia ............................................... 2

Tabel 1.3 Penelitian Terdahulu Mengenai Pembuatan Asam Oksalat .................. 3

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Pelepah Kelapa Sawit .............................................. 8

Tabel 2.2 Sifat Kimia dan Fisika Dari Asam Oksalat Anhidrat dan Dihidrat ...... 10

Tabel 2.3 Perbedaan Keuntungan dan Kerugian Pada Berbagai Proses Sintesis

Asam Oksalat ...................................................................................... 14

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian ............................................................................ 19

Tabel 4.1 Tabel Konversi Selulosa Pelepah Kelapa Sawit pada Berbagai

Pengaruh Temperatur dan Waktu Reaksi 35

Tabel 4.2 Tabel Yield Asam Oksalat dari Pelepah Kelapa Sawit pada Berbagai

Pengaruh Temperatur dan Waktu Reaksi 37

Tabel 4.3 Perbandingan Spektrum Infra Merah Asam Oksalat Standar dengan

Asam Oksalat Hasil Sintesis dari Pelepah Kelapa Sawit 41


xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA KOMPOSISI BAHAN BAKU 48

LAMPIRAN 2 DATA PENELITIAN 49

L.2.1 DATA YIELD ASAM OKSALAT 49

L.2.2 DATA KONVERSI SELULOSA PELEPAH

KELAPA SAWIT 50

LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN 51

L.3.1 PERHITUNGAN KADAR AIR 51

L.3.1.1Perhitungan Kadar Air Pelepah Kelapa Sawit 51

L.3.2 PERHITUNGAN KADAR SELULOSA 51

L.3.2.1 Perhitungan Kadar Selulosa Pelepah Kelapa Sawit 52

L.3.3 PERHITUNGAN YIELD ASAM OKSALAT 52

L.3.4 PERHITUNGAN KONVERSI SELULOSA

PELEPAH KELAPA SAWIT 52

L.3.5 PERHITUNGAN YIELD DARI

PERSAMAAN REAKSI 52

LAMPIRAN 4 HASIL ANALISIS KEMURNIAN ASAM OKSALAT 54

LAMPIRAN 5 DOKUMENTASI PENELITIAN 55

L.5.1 PREPARASI PELEPAH KELAPA SAWIT 55

L.5.2 PEMBUATAN ASAM OKSALAT 56

L.5.3 ALAT MELTING POINT 59


pembuatan asam oksalat dari pelepah kelapa sawit

Documents