Studi Pembuatan Nanokristal Selulosa Dari Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Melalui Proses Sonikasi-Hidrothermal

Anjana, Fika (2016) Studi Pembuatan Nanokristal Selulosa Dari Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Melalui Proses Sonikasi-Hidrothermal. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2314201022-Master_Thesis.pdf - Accepted Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Limbah kelapa sawit kaya selulosa dan hemiselulosa. TKKS mengandung 51,7 % selulosa dan 10,9 % hemiselulosa. Tingginya kadar selulosa pada polisakarida ini dapat diolah menjadi nanokristal selulosa dengan proses sonokasi- hidrotermal. Sebuah pabrik dengan kapasitas 60 ton/jam dapat menghasilkan limbah kira-kira 100 ton/hari. Produksi limbah dapat meningkat atau berkurang tergantung TBS (Tandan Buah Segar) yang diolah. Jika seluruh TKKS ini diolah menjadi nanokristal selulosa maka potensinya diperkirakan sebesar 15 ton/hari. Metode umum untuk mengekstrak CNCs adalah hidrolisis asam sulfat, Sayangnya penggunaan katalis asam sulfat menghasilkan SO4 2- yang susah di hilangkan, selain itu SO4 2- dapat menyebabkan degradasi pada CNCs. Tujuan utama penelitian ini adalah mempelajari proses pembuatan nanokristal selulosa dari selulosa tandan kosong kelapa sawit dengan menggunakan proses sonikasi hidrothermal. Percobaan dilakukan pada 3 tahap yaitu: preparasi serat TKKS, ekstraksi selulosa, pembuatan CNCs dalam reaktor batch serta mencari model kinetika reaksi. Ekstraksi selulosa dilakukan dengan cara menimbang 50 gram TKKS dimasukkan dalam labu leher tiga, kemudian ditambah 250 mL NaOH 17,5% direfluk pada suhu 80 oC selama 2 jam. Setelah itu disaring dan residu yang diperoleh merupakan ekstrak selulosa, dan ekstrak tersebut dicuci hingga netral. Selanjutnya dilakukan pemucatan dengan 250 mL larutan NaOCl 2% pada temperatur 70 oC selama 1 jam. Sedangkan pembuatan CNCs dilakukan dengan cara menimbang 6 gram selulosa kemudian mencampurkan selulosa : HCL dengan konsetrasi 1,2,3,4,5 M (1g/60mL). Campuran tersebut di sonikasi selama 30 menit dalam water bath pada temperatur 40 oC, kemudian memindahkan ke reaktor hidrothermal, memanaskan sampai suhu 110 dan 120 oC dan waktu 0,1,2,3,4,5 jam. Produk nanokristal selulosa yang terbentuk dianalisa menggunakan Spektrofotometer FTIR dan XRD. Delignifikasi yang tepat untuk menghasilkan selulosa yang digunakan dalam pembuatan nanokristal selulosa adalah dengan menggunakan NaOH 17,5%. Penggunaan NaOH 17,5% pada proses delignifikasi menghasilkan selulosa dengan nilai indeks kristal 61,37%. Nilai kristalinitas CNCs tertinggi didapatkan pada konsentrasi HCL 4 M pada suhu 110oC dengan waktu reaksi 1 jam yaitu sebesar 77,74%. Yield tertinggi di hasilkan pada kosentrasi 2 M suhu 110oC waktu reaksi 1 jam sebesar 79%. Reaksi pembentukan selulosa menjadi CNCs memenuhi reaksi orde 1. ======================================================================================================== Waste oil palm empty fruit brunch contain 51,7 % cellulose and 10,9 % hemicellulose. High levels of cellulose in these polysaccharides can be processed into cellulose nanocrystal (CNCs) by sonication-hydrothermal methods. A plant with capacity of 60 tons/hour produce waste about 100 tons OPEFB/day. Waste of production maybe increased or decreased depending on Fresh Fruit Bunch (FFB) that is processed. If all of OPEFB is processed into CNCs, it can produce as much as 15 tons/day. General method to extract CNCs are sulfuric acid hydrolysis. Unfortunately, the use of sulfuric acid catalyst produce SO4 2- that complicated to remove, otherwise SO4 2- cause degradation in the CNCs. Experiment is consist of 3 step: Preparation of OPEFB fiber, delignification and Produce CNCs in batch reactor. For delignification, 50 gram OPEFB was mixed with 250 mL 17,5% NaOH and then the mixture was transferred to three- neck flask. OPEFB was refluxed for 2 hour at 80oC. Further the suspension was bleached with 250 mL of NaOCl 2% for 1 hour at 70oC. The purpose of process to reduce lignin from OPEFB, producing cellulose. Then, to produce CNCs, Cellulose was firstly sonicated for 30 minutes at 40oC. After that cellulose was hydrolized at hydrothermal reactor for 0,1,2,3,4,5, hours with variation of HCL concentration 1,2,3,4,5 M at 110 and 120oC respectively. CNCs product were analyzed using X- Ray Diffraction analysis and FT-IR analysis. Delignification of cellulose nanocrystal was used NaOH 17.5%. The use of NaOH 17.5% in the delignification process produces crystalline cellulose with an index crystalinity of 61.37%. the highest CNCs crystallinity value obtained at a concentration of 4 M HCL at a temperature of 110oC with a reaction time of one hour is 77.74%. The highest yields is 79% in the concentration of 2 M at 110oC temperature at reaction time 1 h. Reaction formation of cellulose into CNCs is first order reaction.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTK 572.566 82 Anj s 3100016067296
Uncontrolled Keywords: Nanokristal selulosa, TKKS, CNCs, TBS, Sonikasi-hidrothermal
Subjects: Q Science > QD Chemistry > QD320 Cellulose. Hydrolysis
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User: Yeni Anita Gonti
Date Deposited: 09 Jul 2020 05:40
Last Modified: 09 Jul 2020 05:43
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/76336

Actions (login required)

View Item View Item