SINTESIS DAN KARAKTERISASI CMC ( CARBOXY METHYL CELLULOSE) MENGGUNAKAN BAHAN BAKU TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh MUHAMMAD ISMET NIM : 23015029 (Program Studi Magister Teknik Kimia) FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG JUNI 2018 ii ABSTRAK SINTESIS DAN KARAKTERISASI CMC ( CARBOXY METHYL CELLULOSE) MENGGUNAKAN BAHAN BAKU TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) Oleh Muhammad Ismet NIM : 23015029 (Program Studi Magister Teknik Kimia) Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) termasuk salah satu sumber bahan biomassa lignoselulosa yang merupakan limbah perkebunan kelapa sawit yang dihasilkan dari ekstraksi minyak buah kelapa sawit. Limbah TKKS yang dihasilkan ini masih belum banyak dilakukan pemanfaatannya. CMC (Carboxy Methyl Cellulose) merupakan turunan selulosa yang dikarboksimetilasi. CMC banyak digunakan dalam industri pangan yang berfungsi sebagai pengental, penstabil emulsi dan bahan pengikat. Kebutuhan CMC di Indonesia cukup banyak, namun tingkat produksi CMC di Indonesia sendiri masih sangat rendah. Untuk membantu kekurangan pasokan pemakaian CMC ini dilakukan upaya untuk penanggulangannya, salah satunya dengan pemanfaatan TKKS menjadi bahan baku pembuatan CMC. CMC disintesis melalui dua tahap yaitu alkalisasi dan karboksimetilasi. Tahap alkalisasi merupakan reaksi antara selulosa dengan penambahan larutan organik dan larutan alkali yang bertujuan untuk mengaktifkan gugus-gugus –OH pada molekul selulosa sehingga membentuk alkali selulosa. Tahap karboksimetilasi merupakan reaksi antara alkali selulosa dengan penambahan MCA (Monochloroacetic Acid), dimana gugus –OH pada struktur selulosa yang tergantikan oleh MCA yang merupakan tanda terbentuknya CMC. Hasil penelitian membuktikan bahwa sintesis CMC dari tandan kosong kelapa sawit berpotensi untuk diproduksi dan diaplikasikan. Lebih lanjutnya, Konsentrasi NaOH dan penambahan MCA berpengaruh terhadap CMC yang dihasilkan. Semakin tinggi konsentrasi NaOH dan penambahan MCA, maka karakteristik CMC juga akan meningkat. Akan tetapi, konsentrasi NaOH yang terlalu tinggi dapat menurunkan nilai karakteristik CMC karena degradasi selulosa. Begitu juga dengan penambahan MCA yang terlalu besar dapat menurunkan nilai karakteristik karena MCA cenderung bereaksi dengan NaOH. Selain itu, berdasarkan karaktersitik CMC yang dihasilkan, CMC TKKS dapat diaplikasikan pada industri detergen, pengeboran minyak dan gas. Kata kunci : TKKS, CMC, MCA, Alkalisasi, Karboksimetilasi. iii ABSTRACT SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF CMC (CARBOXY METHYL CELLULOSE) USIN G RAW MATERIALS OF EMPTY FRUIT BUNCH (EFB) By Muhammad Ismet NIM : 23015029 (Master’s Program in Chemical Engineering) Empty fruit bunches (EFB) include one source of lignocellulosic biomass material which is a waste of oil palm plantations resulting from oil palm fruit extraction. EFB waste produced is still not widely used. CMC (Carboxy Methyl Cellulose) is a cellulosic derivative that is carboxymethylated. CMC is used in the food industry that serves as a thickener, emulsion stabilizer and binder. CMC needs in Indonesia quite a lot, but the production level of CMC in Indonesia itself is still very low. To help the shortage of supply of CMC usage is done efforts to overcome it, one of them with the utilization of EFB become raw material of making CMC. CMC is synthesized through two stages of alkalization and carboxymethylation. Alkalization stage is a reaction between cellulose with the addition of an organic solution and an alkaline solution which aims to activate the -OH groups in the cellulose molecule to form alkaline cellulose. The carboxymethylation stage is a reaction between alkaline cellulose with the addition of MCA (Monochloroacetic Acid), where the -OH group in the cellulose structure is replaced by MCA which is a sign of CMC formation. The results show that the synthesis of CMC from empty palm oil bunches has the potential to be produced and applied. Furthermore, the NaOH concentration and the addition of MCA have an effect on the resulting CMC. The higher the NaOH concentration and the addition of MCA, the CMC characteristics will also increase. However, too high a NaOH concentration can decrease the value of CMC characteristics due to cellulose degradation. Likewise, the addition of MCAs that are too large can decrease the characteristics value because MCA tend to react with NaOH. In addition, based on the characteristics of CMC produced, CMC of EFB can be applied to the detergent industry, oil and gas drilling. Keywords: EFB, CMC, MCA, Alkalization, Carboxymethylation. iv SINTESIS DAN KARAKTERISASI CMC ( CARBOXY METHYL CELLULOSE) MENGGUNAKAN BAHAN BAKU TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS ) Oleh Muhammad Ismet NIM : 23015029 (Program Studi Magister Teknik Kimia) Institut Teknologi Bandung Menyetujui Pembimbing Tanggal ………………………. __________________________ ( Dr. Ronny Purwadi ) v PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada penulis dan pembimbing dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizing penulis dan pembimbing serta harus sesuai dengan kaidah ilmiah utnuk menyebutkan sumbernya. Sitasi hasil penelitian Tesis ini dapat dituliskan dalam bahasa Indonesia sebagai berikut: Ismet, M. (2018): Sintesis dan Karakterisasi CMC (Carboxy Methyl Cellulose) Menggunakan Bahan Baku Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), Tesis Program Magister, Institut Teknologi Bandung. Dan dalam bahasa Inggris senagai berikut: Ismet, M. (2018): Synthesis and Characterization of CMC (Carboxy Methyl Cellulose) Using Raw Materials of Empty Fruit Bunch (EFB), Master’s Thesis, Bandung Institute of Technology. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizing Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. vi Karya Tulis ini penulis persembahkan untuk kedua Orang Tua penulis yang selalu memberi doa, mencurahkan kasih sayang, perhatian serta mendidik penulis hingga saat ini dan seterusnya. vii KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah Penulis serahkan dan ucapkan ke hadirat Allah SubhanaWaTa’ala yang telah memberikan segala rahmat dan karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis dengan judul “Sintesis dan Karakterisasi CMC (Carboxy Methyl Cellulose) Menggunakan Bahan Baku Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)”. Tesis ini merupakan karya tulis yang disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung. Penyusunan tesis ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan banyak pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Ronny Purwadi selaku pembimbing yang telah memberikan ide, saran, nasehat serta waktu selama penyusunan tesis ini sehingga dapat diselesaikan dengan baik. 2. Staff Dosen Program Studi Teknik Kimia Institut Teknologi Bandung atas ilmu yang telah diberikan selama penulis berada di kampus ini.