daftar isi - USU-IR - Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Dewasa ini, perkembangan industri kosmetik, detergen, produk-produk
perawatan diri semakin meningkat, dimana meningkatnya produk-produk tersebut
mengakibatkan kebutuhan bahan aktif seperti surfaktan semakin meningkat pula.
Surfaktan (surface active agent) merupakan salah satu oleokimia turunan yang
merupakan senyawa aktif yang mampu menurunkan tegangan permukaan dan
tegangan antaramuka suatu cairan.Surfaktan memiliki gugus hidrofilik (biasa disebut
bagian kepala, dan yang suka air) dan hidrofobik (yang disebut bagian ekor, yang
tidak suka air), sehingga surfaktan dapat digunakan sebagai bahan penggumpal,
pembusaan, dan emusifier oleh industri farmasi, kosmetik, kimia, pertanian dan
pangan serta industri produk perawatan diri [1].
Industri
surfaktan
di
Indonesia
masih
terbatas, sementara itu surfaktan
dibutuhkan dalam jumlah besar.Kebutuhan surfaktan Indonesia pada tahun 2006
adalah95.000 ton, sekitar 45.000 ton, masih diimpor dandiperkirakan jumlah
impor tersebut setiap tahunnya terusberkembang sejalan dengan tumbuhnya industri
kosmetik,industri makanan, industri minuman, industri farmasi,industri tekstil
dan industri penyamakan kulit.
Bahan
baku
surfaktan
dapat
terbuat
dari
sumbernabati yang bersifat
renewable (dapat diperbaharui) dan biodegradable (mudah terurai),proses produksi
lebihbersih sehingga sejalan dengan isu lingkungan [2]. Salah satu surfaktan
yang dapat diproduksi daribahan nabati adalah APG (Alkil Poliglikosida)
dansurfaktan APG ini telah diklasifikasikan di Jerman sebagaisurfaktan kelas I (satu)
yang ramah lingkungan.Untuk itu potensi pengembangan danproduksi surfaktan
APG ini masih sangat besarmengingat potensi pasar yang cukup besar dalam
berbagaiindustri, antara lain industri herbisida, perawatanbadan,kosmetik dan bahan
pembersih.[3].
Proses produksi APG dapat dilakukan melalui dua prosedur yang berbeda, yaitu
prosedur pertama berbasis bahan baku pati dan fatty alcohol sedangkan prosedur
1
kedua berbasis bahan baku dekstrosa (glukosa) dan fatty alcohol. Prosedur pertama,
berbasis pati-fatty alcohol melalui proses butanolisis dan transasetalisasi, sedangkan
prosedur kedua yang berbasis dekstrosa-fatty alcohol hanya melalui proses asetalisasi
[4]. Dalam skala industri, APG disintesis melalui sintesis Fischer, yaitu reaksi
asetalisasi dengan katalis asam. Pada sintesis langsung, glukosa kering direaksikan
langsung dengan fatty alcohol [5].
Permasalahan
utama
dalam
sintesis surfaktan alkil poliglikosida yaitu
terbentuknya warna gelap yang tidak diinginkan. Warna gelap diakibatkan oleh
proses pencoklatan non enzimatis karena kandungan furfuraldehid pada pati.
Penggunaan bahanbaku yang berasal dari pati maupun gula-gula sederhana dalam
pembuatan alkil poliglikosida sangat mudah terdegradasi akibat penggunaan suhu
tinggi dan keadaan asam maupun basa selama proses sintesis. Proses degradasi
inilah
yang
menghasilkan produk samping yang
tidak
diinginkan
karena
menghasilkan warna gelap. Perbedaan kepolaran dari bahan baku sakarida dan
alkohol lemak juga menyebabkan ikatan antara glukosa hasil degradasi pati
dengan alkohol lemak sulit berikatan, sehingga glukosa membentuk sebuah
polimer (polydextrose) yang berwarna kuning hingga coklat tua akibat kondisi
asam, panas dan kandungan air yang yang cukup tinggi selama proses reaksi
[6]. Warna gelap juga terbentuk dari degradasi glukosa menjadi hidroksil metil
furfural (HMF) [7].
Menurut Lueders (1991) untuk menghasilkan alkil glikosida yang cerah dapat
dilakukan dengan mengontakkan larutan alkil glikosida dengan karbon aktif pada pH
netral atau basa [8]. Penelitian sebelumnya menggunakan bahan tambahan untuk
menghasilkan APG yang lebih cerah disajikan dalam Tabel 1.1 berikut:
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu terkaitPenggunaan Bahan Tambahan untuk
Meningkatkan Kecerahan Surfaktan APG
Jenis Reaksi
Jenis
Peneliti
Tahun
Referensi
Natrium Borohidrat
Butanolisis dan
(NaBH4) dan
Bastian, dkk
2012
[6]
Transasetalisasi
Karbon Aktif
Transglikosidasi
Karbon Aktif
Lueders
1991
[8]
Natrium Borohidrat Mc Curry Jr,
Asetalisasi
1990
[9]
(NaBH4)
et al
2
Karbon aktif dibuat dengan mengaktifasi arang dengan tujuan untuk
memperbesar luas permukaan arang dengan membuka pori-pori yang tertutup,
sehingga memperbesar kapasitas adsorpsi terhadap zat warna. Karbon aktif
sebagai bahan pemucat lebih efektif
untuk menyerap warna dibandingkan
dengan bleaching clay. Penggunaan karbon aktif sebaiknya menggunakan yang
berbentuk serbuk karena memiliki daya serap yang lebih bagus dibandingkan
dengan karbon aktif yang berbentuk granula [9].
Atas dasar pemikiran
yang telah dipaparkan, maka penulismelakukan
penelitianpengaruh suhu dan jumlah penambahan karbon aktif terhadap kecerahan
surfaktan decyl poliglikosida dari D-glukosa dan dekanol, serta untuk mendapatkan
informasi penting terkait suhu adsorbsi dan jumlah penambahan karbon aktif dalam
proses pembuatan decyl poliglikosida dengan proses asetalisasi sehingga metode ini
nantinya dapat dikembangkan untuk skala industri.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh suhu adsorpsi dan penambahan karbon aktif terhadap
tingkat kecerahan surfaktan yang dihasilkan.
2. Bagaimana pengaruh suhu adsorpsi dan penambahan karbon aktif terhadap
rendemen yang dihasilkan.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahuipengaruh suhu adsorpsi dan penambahan karbon aktif terhadap
tingkat kecerahan surfaktan yang dihasilkan.
2. Mengetahuipengaruh suhu adsorpsi dan penambahan karbon aktif terhadap
rendemen yang dihasilkan.
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah
1. Untuk memperoleh informasi mengenai suhu adsorpsi dan penambahan
karbon aktif terhadap tingkat kecerahan surfaktan yang dihasilkan.
2. Untuk memperoleh informasi mengenai suhu adsorpsi dan penambahan
karbon aktif terhadap rendemen yang dihasilkan.
3. Untuk meningkatkan nilai ekonomis dari fatty alcohol yang merupakan
produk turunan dari oleokimia.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Adapun ruang lingkup dari penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini dilakukan di LaboratoriumProses Industri Kimia, Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik dan Laboratorium Farmakologi Farmasi,
Fakultas Farmasi,Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Bahan baku untuk sintesis APG adalah dekanol (C10H21OH), D-glukosa
(C6H12O6), dan asam klorida (HCl)
3. Bahan tambahan untuk sintesis APG adalah natrium hidroksida (NaOH) dan
karbon aktif (C).
4. Reaksi sintesis APG dilangsungkan dengan memvariasikan dua variabel
seperti berikut :
-
Suhu adsorpsi: 30, 40 dan 50 0C
[8]
-
Jumlah adsorben : 1, 3, 5, 7 dan 9% (b/b) berbasis massa total larutan
[8]
Sedangkan variabel tetap nya adalah :
-
Rasio molarsubstrat D-glukosa : dekanol : 1:5
0
[10]
-
Suhu reaksi : 95 C
[9]
-
Persenkatalis : 0,5% (b/b) berbasis massa D-Glukosa yang digunakan
[9]
-
Waktu reaksi: 1 jam
[11]
Analisis yang dilakukan adalah :
1. Analisisidentifikasi APG dengan spektrofoskopi FT-IR(Fourier Transform
Infrared).
2. Analisis pengukuran kecerahan APG.
3. Analisis perhitungan rendemen APG.
4