LEMBAR PENGESAHAN

Program Studi Magister Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Bandung

Menerangkan bahwa proposal penelitian magister yang disusun oleh :

Nama : Made Ganesh Darmayanti

NIM : 20510304

Telah disetujui sebagai prasyarat untuk melakukan penelitian magister.

Bandung, Februari 2012,

Mengetahui, Menyetujui,

Ketua Program Studi Magister Kimia Dosen Pembimbing

Prof. Dr. Yana Maolana Syah Prof. Dr. Ing. Cynthia Linaya Radiman

NIP. 196208091992031003 NIP. 195402171977012001

1

DAFTAR ISI

HalamanLEMBAR PENGESAHAN...............................................................................................i

DAFTAR ISI....................................................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR......................................................................................................iii

ABSTRAK......................................................................................................................iv

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

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

1.2. Rumusan Masalah............................................................................................2

1.3. Batasan Masalah..............................................................................................3

1.4. Tujuan Penelitian.............................................................................................3

II. TINJAUAN PUSTAKA..........................................................................................4

2.1. Teknik Perolehan Minyak Melalui Enhanced Oil Recovery (EOR)...............4

2.2. Kegunaan dan Karakteristik Polimer dalam EOR...........................................5

2.3. Poliakrilamida..................................................................................................6

2.4. Karagenan........................................................................................................7

2.5. Rumput Laut (Eucheuma cottonii)..................................................................8

III. METODOLOGI PENELITIAN..............................................................................9

3.1. Alat dan Bahan Penelitian...............................................................................9

3.1.1. Alat........................................................................................................9

3.1.2. Bahan.....................................................................................................9

3.2. Prosedur Kerja.................................................................................................9

3.2.1. Penyiapan Bahan Baku..........................................................................9

3.2.2. Ekstraksi Karagenan dari Rumput Laut (Eucheuma cottonii).............10

3.2.3. Kopolimerisasi Karagenan-graft-akrilamida.......................................11

3.2.4. Penentuan Spektrum Infra Merah........................................................12

3.2.5. Penentuan Massa Molekul Rata-Rata Karagenan...............................12

3.2.6. Penentuan Efisiensi Grafting...............................................................13

3.2.7. Pengukuran Reologi Polimer...............................................................13

IV. JADWAL PELAKSANAAN.................................................................................15

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................v

2

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur Poliakrilamida

Gambar 2. Struktur Karagenan

Gambar 3. Eucheuma cottonii

Gambar 4. Diagram Alir Prosedur Kerja Secara Umum

3

ABSTRAK

Enhanced Oil Recovery (EOR) merupakan teknik eksplorasi minyak bumi yang dapat

meningkatkan perolehan minyak sekaligus menjaga kestabilan prooduktivitas sumur minyak.

Pada teknik injeksi polimer dalam proses EOR, polimer berperan sebagai agen pengontrol

mobilitas dan meningkatkan viskositas fluida yang diinjeksikan. Poliakrilamida dan Xanthan

yang selama ini telah digunakan sebagai bahan polimer utama dalam aplikasi EOR, memiliki

sifat ketahanan yang rendah dalam kondisi salinitas dan temperatur tinggi. Hal inilah yang

mendorong perlunya riset dalam menemukan bahan polimer yang justru viskositasnya menjadi

tinggi pada salinitas tinggi, ketersediaannya cukup melimpah, dan lebih ekonomis. Polimer lokal

karagenan dari rumput laut memenuhi kriteria tersebut, sehingga dapat berpotensi sebagai bahan

polimer dalam aplikasi EOR. Dalam penelitian ini, karagenan akan diekstraksi dari rumput laut

(Eucheuma cottonii) yang diperoleh dari Pulau Lombok. Ekstraksi akan dilakukan dalam tiga

variasi pelarut yaitu akuades, KOH 0,3 N, dan campuran akuades, NaOH 0,1 N, NaCl 10%,

kemudian diendapkan dengan isopropil alkohol (IPA). Selain itu, pada karagenan hasil ekstraksi

akan dilakukan kopolimerisasi graft dengan menggunakan poliakrilamida. Karagenan dan

kopolimer yang dihasilkan akan dikarakterisasi dengan FTIR untuk penentuan gugus fungsinya,

ditentukan massa molekul rata-ratanya, dan diukur viskositas dan reologinya untuk mengetahui

ketahanannya terhadap shear rate, temperatur, dan salinitas garam NaCl, KCl, dan CaCl2.

Polimer yang dihasilkan diharapkan memiliki sifat yang sesuai dengan aplikasi EOR.

Kata kunci : Enhanced Oil Recovery, karagenan, Eucheuma cottonii, viskositas, reologi.

4

DAFTAR PUSTAKA

[1] Alvarado, Vladimir and Eduardo Manrique. Enhanced Oil Recovery Field Planning and

Development Strategies. 2010. USA : Elsevier Inc.

[2] Abhijit Samanta; Keka Ojha; Ashis Sarkar; and Ajay Mandal. Surfactant and Surfactant-

Polymer Flooding for Enhanced Oil Recovery. Advances in Petroleum Exploration and

Development 2011, 2 (1), 13-18.

[3] Lucas, E. F.; Claudia R. E. Mansur; Luciana Spinelli; and Yure G. C. Queiros. Polymer

Science Applied to Petroleum Production. IUPAC, Pure and Applied Chemistry 2009, 81

(3), 473–494.

[4] Iglauer, Stefan; Yonfu Wu; Patrick Shuler; Yongchun Tang; and William A. G. Dilute Iota-

and Kappa- Carrageenan Solutions with High Viscosities in High Salinity Brines. Journal

of Petroleum Science and Engineering 2011, 75, 304-311.

[5] Sheng, James J. Modern Chemical Enhanced Oil Recovery Theory and Practice. 2011.

USA : Elsevier Inc.

[6] Ramirez, W. Fred. 1987. Application of Optimal Control Theory to Enhanced Oil Recovery.

Amsterdam : Elsevier Science Publishers H. V.

[7] Maria de Melo and Elizabete Lucas. Characterization and Selection of Polymers for Future

Research on Enhanced Oil Recovery. Chemistry and Chemical Technology 2008, 2 (4),

295-303.

[8] Taylor, K. C. and Nasr-El-Din, H. A. Water-soluble Hydrophobically Associating Polymers

for Improved Oil Recovery: A Literature Review. Journal of Petroleum Science and

Engineering 1998, 19, 265–280.

[9] Distantina, Sperisa; Fadilah; Rochmadi; M. Fahrurrozi; and Wiratni. Proses Ekstraksi

Karagenan dari Eucheuma cottonii. Seminar Rekayasa Kimia dan Proses 2010, ISSN :

1411-4216.

[10] Handito, D.; S. Anggrahini; and D. W. Marseno. Ekstraksi dan Identifikasi Karagenan dari

Rumput Laut Eucheuma cottonii Pulau Lombok. Agrosains 2005, 18 (4), 501-509.

[11] Japrax. Rumput Laut Eucheuma cottonii, November 30, 2010.

http://www.gangganglaut.blogspot.com/2010/11/rumput-laut-eucheuma-cottonii.html

(diakses Februari, 2012).

5

PROPOSAL

Penelitian Magister 1, Program Magister Kimia ITB, 2012

Kelompok Keilmuan :

Kimia Fisik dan Anorganik

Pengusul :

Made Ganesh Darmayanti / 20510304

Pembimbing :

Prof. Dr. Ing. Cynthia Linaya Radiman

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2012

6

PENGGUNAAN KARAGENAN DARI RUMPUT LAUT (Eucheuma cottonii) SEBAGAI POLIMER UNTUK APLIKASI ENHANCED OIL RECOVERY (EOR)

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tingginya kebutuhan energi dunia, terutama untuk minyak bumi, telah mendorong

berkembangnya teknik Enhanced Oil Recovery (EOR) untuk menggantikan teknik-teknik

eksplorasi sebelumnya. Teknik ini dapat meningkatkan perolehan minyak sekaligus tetap

menjaga kestabilan produktivitas sumur, dan telah diterapkan di berbagai negara seperti

Cina, Amerika Serikat, dan Kanada.[1] Pemerintah Indonesia pun, sejak 2011 lalu, telah

mewajibkan semua kontraktor yang terlibat dalam usaha eksplorasi minyak bumi untuk

menerapkan EOR dalam upaya menanggulangi penurunan produksi minyak bumi yang

terjadi sejak 10 tahun terakhir.

Dalam upaya meningkatkan efisiensi sweep pada proses EOR, suatu larutan polimer

digunakan sebagai agen pengontrol mobilitas.[2] Larutan polimer ini akan meningkatkan

viskositas fluida yang diinjeksikan ke dalam sumur minyak, sehingga crude oil akan

terdorong menuju sumur produksi. Proses inilah yang umumnya menjadi perhatian para

peneliti dan mendorong perkembangan riset dalam menemukan material polimer yang

sesuai.

Jenis polimer yang utama dan telah sejak dahulu digunakan dalam EOR ada dua, yaitu

polisakarida dan poliakrilamida (PAM). Polisakarida yang umum digunakan adalah Xanthan

Gum (XG) yang dihasilkan dari reaksi biosintesis mikroorganisme Xanthamonas campestris.

Namun, aplikasi kedua polimer ini, terutama biopolimer, dalam EOR masih terbatas karena

hal ketersediaannya dan harganya yang relatif mahal.[3] Selain itu, PAM dan Xanthan

memiliki resistensi yang cukup rendah pada peningkatan temperatur sehingga rentan

terdegradasi, serta mengalami penurunan viskositas yang cukup tajam pada kondisi salinitas

tinggi.[4]

7

Terkait dengan beberapa kekurangan tersebut, penelitian terhadap penemuan jenis polimer

baru yang lebih ekonomis, ketersediaannya cukup, dan tahan salinitas tinggi menjadi sangat

menarik. Pemanfaatan komoditas polimer lokal juga menjadi pertimbangan yang penting.

Adapun jenis polimer yang dapat memenuhi kriteria tersebut adalah karagenan.

Karagenan merupakan polisakarida yang diekstraksi dari rumput laut merah kelas

Rhodophyceae, dan selama ini digunakan dalam industri makanan, kosmetik, pasta gigi,

farmasi, dan industri minuman. Meskipun telah diketahui bahwa karagenan memiliki

viskositas cukup tinggi dalam larutan garam,[4] namun penelitian terhadap karagenan untuk

aplikasi EOR masih sangat terbatas.

Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui potensi karagenan sebagai bahan polimer untuk

aplikasi EOR, dilihat dari viskositas dan reologinya. Karagenan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah karagenan yang diekstraksi dari rumput laut (Eucheuma cottonii) yang

relatif ekonomis dan banyak dibudidayakan di wilayah perairan Pulau Lombok, Nusa

Tenggara Barat.

1.2. Rumusan Masalah

Pada penelitian ini, karagenan yang diekstraksi dari rumput laut (Eucheuma cottonii)

menggunakan tiga pelarut berbeda, diteliti viskositasnya. Pada ekstrak karagenan dengan

viskositas tertinggi dilakukan kopolimerisasi graft dengan akrilamida. Karagenan dan

kopolimer karagenan-graft-akrilamida yang dihasilkan diukur viskositas dan reologinya

untuk mengetahui ketahanannya terhadap shear rate, temperatur, dan salinitas garam NaCl,

KCl, dan CaCl2, yang diharapkan memiliki sifat yang sesuai dengan aplikasi EOR.

8

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1.3.1. Rumput laut (Eucheuma cottonii) yang digunakan diperoleh dari Pantai Grupuk,

Kabupaten Lombok Tengah, Nusa Tenggara Barat, dengan umur panen sekitar 30

hari, dan ciri-ciri berwarna coklat kemerahan, memiliki banyak cabang, dan bertalus

silindris.

1.3.2. Pelarut yang digunakan dalam ekstraksi karagenan dari rumput laut (Eucheuma

cottonii) adalah akuades, KOH 0,3 N, dan campuran akuades, NaOH 0,1 N, dan NaCl

10% yang filtratnya diendapkan dalam isopropil alkohol (IPA).

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1.4.1. Untuk melakukan ekstraksi karagenan dari rumput laut (Eucheuma cottonii).

1.4.2. Untuk melakukan kopolimerisasi graft karagenan dengan akrilamida.

1.4.3. Untuk melakukan karakterisasi terhadap sifat reologi karagenan dan karagenan-graft-

akrilamida.

9

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teknik Perolehan Minyak Melalui Enhanced Oil Recovery (EOR)

Enhanced Oil Recovery (EOR) merupakan istilah umum untuk suatu teknik dalam

meningkatkan jumlah crude oil yang dapat diekstraksi dari suatu lahan minyak. Prosesnya

melibatkan injeksi bahan kimia, gas-gas, dan/atau energi termal ke dalam reservoir. Dengan

EOR, 30-60 % atau lebih, minyak original reservoir dapat diekstraksi dibandingkan dengan

hanya 20-40 % jika dilakukan dengan primary dan secondary recovery. Keuntungan dari

EOR adalah dapat meningkatkan jumlah minyak yang dapat diekstraksi dan memperpanjang

sisa waktu produksi dari lahan minyak menjadi sekitar 25 tahun lagi.[5]

Metode Enhanced Oil Recovery (EOR) dapat dibagi menjadi tiga kategori utama, yaitu proses

termal yang didalamnya termasuk steam flooding, steam stimulations, dan in-situ combustion;

proses kimia yang di dalamnya termasuk injeksi surfaktan-polimer, polymer flooding, dan

caustic flooding; dan proses miscible displacement yang di dalamnya termasuk miscible

hydrocarbon displacement, injeksi karbondioksida, dan injeksi gas inert. Polymer flooding

dipandang sebagai metode yang layak dikembangkan untuk masa depan dalam petroleum

recovery.[6]

Metode polymer flooding didasarkan pada injeksi larutan polimer ke dalam sumur injeksi,

yang kemudian bergerak melalui reservoir menuju sumur produksi. Pergerakan ini dapat

terjadi karena interaksi fisiko-kimia dari larutan polimer, sistem batuan reservoir, dan fluida.

Dalam proses ini, larutan polimer berperan mendorong minyak menuju sumur produksi. Agar

dapat berperan baik dalam fungsi teknis tersebut, viskositas fase pendorong (larutan polimer),

harus mendekati viskositas fase minyak yang didorong, guna meningkatkan efisiensi

sweeping dan jumlah oil recovery. Walaupun prinsip ini terlihat relatif sederhana, pada

dasarnya, keberhasilan proses polymer flooding bergantung pada dua hal penting : 1)

pemilihan polimer yang sesuai dengan reservoir dan 2) desain larutan polimer yang akan

diinjeksikan. Polimer yang digunakan biasanya didasarkan pada karakteristik molekul

10

polimer dan sistem reservoir, dan dikonfirmasi melalui serangkaian tes laboratrium tertentu

sesuai tujuan yang diinginkan.[7]

2.2. Kegunaan dan Karakteristik Polimer dalam EOR

Polimer dalam EOR berguna dalam meningkatkan viskositas air yang diinjeksikan dan

mengurangi permeabilitas dari media berpori, sehingga menyebabkan peningkatan efisiensi

sweep secara vertikal dan areal, dan sebagai konsekuensinya, meningkatkan oil recovery.

Tujuan utama injeksi polimer adalah mengontrol mobilitas, yaitu dengan mengurangi rasio

mobilitas antara air dan minyak. Pengurangan atau reduksi rasio mobilitas diperoleh dengan

meningkatkan viskositas fase aqueous. Mekanisme lainnya dari minyak residual yang mobile

setelah water flooding adalah adanya suatu gaya viscous yang besar dan tegak lurus

permukaan minyak-air untuk mendorong minyak residual. Gaya ini harus dapat mengatasi

gaya-gaya kapiler dalam minyak residual, memindahkannya, menggerakkannya, dan

melakukan recovery. Injeksi polimer membantu meningkatkan sweep efficiency.[2]

Karakteristik utama dari polimer agar dapat digunakan dalam EOR adalah dapat larut dalam

air. Hal ini disesuaikan dengan peran polimer untuk meningkatkan viskositas fase air yang

diinjeksikan sebagai pendorong. Suhu dan salinitas juga menjadi parameter yang utama.

Polimer yang digunakan harus memiliki ketahanan yang tinggi terhadap kondisi ekstrim

terkait kenaikan suhu dan kadar garam atau salinitas yang tinggi. Faktor penting lainnya

adalah degradasi shear (mechanical degradation) yang terjadi pada dua tempat yang berbeda:

1) saat polimer mengalir dari permukaan menuju media berpori (melalui pipa, katup, dan

sebagainya) dan 2) saat polimer mengalir dalam media berpori (reservoir). Pada peristiwa

yang pertama, penurunan viskositas terjadi karena putusnya rantai polimer yang disebabkan

mechanical shearing selama larutan mengalir, terutama dalam daerah-daerah pembatas,

seperti pompa-pompa dan katup. Polimer yang baik adalah polimer yang tahan terhadap shear

rate.[7]

11

2.3. Poliakrilamida

Poliakrilamida (PAM) merupakan polimer yang larut dalam air. Polimer ini dibuat dari

monomer akrilamida. Struktur Akrilamida ditunjukkan oleh Gambar 1. Hal terpenting yang

dimiliki oleh poliakrilamida adalah sifat larutan yang memiliki viskositas yang tinggi pada

konsentrasi yang rendah, mudah larut dalam air, sifat reologi dan kemampuan ikatan

hidrogennya. Oleh karena itu, PAM dapat digunakan dalam aplikasi di bawah permukaan

tanah seperti EOR. PAM digunakan untuk kontrol mobilitas dan kontrol permeabilitas suatu

fluida.[8]

Gambar 1. Struktur Poliakrilamida

Oleh karena harganya yang relatif murah dan ketersediaannya yang tinggi, lebih dari 95%

aplikasi polimer untuk EOR di seluruh dunia menggunakan Partially Hydrolized

Polyacrylamide (PHPA) dalam proses polymer flooding. Penggunaan poliakrilamida telah

berevolusi menjadi poliakrilamida terhidrolisis sebagian, karena larutan aqueous akan lebih

mudah terjaga viskositasnya apabila menggunakan molekul bermassa molar rendah

dibandingkan jika menggunakan poliakrilamida tak termodifikasi, sehingga sistem akan

lebih tahan terhadap degradasi oleh efek shearing. Karakteristik ini terkait dengan

perpanjangan atau ekspansi rantai polimer (misalnya, peningkatan volume hidrodinamik),

karena gaya tolak (repulsion) muatan negatif yang ada dalam molekul polimer melalui reaksi

hidrolisis.[3]

Walaupun PHPA digunakan secara luas, muatan negatifnya membuat PHPA tidak memiliki

ketahanan terhadap keberadaan garam-garam, sehingga tidak cocok digunakan untuk

reservoir dengan salinitas tinggi. Terkait dengan hal tersebut, beberapa studi perlu dilakukan

untuk mensintesis polimer-polimer yang memiliki viskositas tinggi, tahan terhadap efek

shearing, salinitas tinggi, dan temperatur tinggi.[7]

12

2.4. Karagenan

Karagenan adalah polisakarida yang diekstraksi dari beberapa spesies rumput laut merah

Rhodophyceae, dan polimer ini merupakan pengulangan unit disakarida. Karagenan adalah

galaktan tersulfatasi linier hidrofilik. Galaktan tersulfatasi ini diklasifikasi berdasarkan

adanya unit 3,6-anhydro galactose (DA) dan posisi gugus sulfat, seperti ditunjukkan pada

Gambar 2. Tiga jenis karagenan komersial yang paling penting adalah karagenan kappa,

iota, dan lambda. Karagenan mu adalah prekursor karagenan kappa, sedangkan karagenan

nu adalah prekursor karagenan iota. Jenis karagenan yang berbeda ini diperoleh dari spesies

Rhodophyceae yang berbeda. Secara alami jenis iota dan kappa dibentuk secara enzimatis

dari prekursornya oleh sulfohydrolse.[9]

Gambar 2. Struktur Karagenan (Distantina, et al., 2010)

13

Saat ini, dominasi pemungutan (ekstraksi) jenis kappa karagenan berasal dari rumput laut

tropis Kappaphycus alvarezii, yang di dunia perdagangan dikenal sebagai Eucheuma

cottonii. Sedangkan Eucheuma denticulatum (dengan nama dagang Eucheuma spinosum)

adalah spesies utama untuk menghasilkan jenis karagenan iota. Karagenan lambda

diproduksi dari spesies Gigartina dan Condrus.

2.5. Rumput Laut Eucheuma cottonii

Indonesia memiliki potensi kelautan yang sangat besar, salah satunya adalah rumput laut.

Penyebaran rumput laut terdapat hampir di seluruh wilayah perairan Indonesia, termasuk di

pantai perairan Pulau Lombok (pantai Lombok Timur seperti di Desa Pemongkong dan

Sukaraja). Pada tahun 2001, produksi rumput laut di wilayah ini mencapai 23.953 ton,

dengan jenis rumput laut yang paling banyak dibudidayakan adalah Eucheuma cottonii.[10]

Kingdom : Plantae

Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales

Famili : Solieracea

Genus : Eucheuma

Species : Eucheuma cottonii

Gambar 3. Eucheuma cottonii (Japrax, 2010)

Eucheuma cottonii mempunyai ciri-ciri yaitu berwarna cokelat kemerahan, bertalus silindris,

percabangan talus berujung runcing, ditumbuhi nodulus (tonjolan-tonjolan), hidup pada

lapisan fotik perairan tropis, dan berkoloni.

14

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan Penelitian

3.1.1. Alat

Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini meliputi peralatan gelas yang

umum seperti : erlenmeyer 250 mL; gelas kimia (ukuran 50 mL, 100 mL, dan 250

mL); labu ukur (ukuran 50 mL, 100 mL, 250 mL, dan 500 mL); pipet volum (ukuran

5 mL, 10 mL, dan 25 mL); viskometer Ostwald; corong; termometer; pipet tetes;

mortar (grinder); blender; kain saring; kertas saring; batang pengaduk; hotplate; water

bath; indikator pH universal; dan stopwatch. Untuk menimbang sampel dan bahan

digunakan neraca analitis. Untuk mengeringkan sampel digunakan oven dan untu

kopolimerisasi digunakan microwave. Penentuan gugus fungsi dilakukan dengan

menggunakan spektrofotometer FTIR-8400 SHIMADZU dengan metode pellet KBr.

Pengukuran reologi dilakukan dengan viskometer Fann VG.

3.1.2. Bahan

Bahan-bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini meliputi karagenan dari

rumput laut (Eucheuma cottonii) hasil ekstraksi; akuades; etanol teknis 90%; KOH 0,3

N; NaOH 0,1 N; NaCl 10%; isopropil alkohol (IPA); akrilamida; kalium persulfat

(KPS).

3.2. Prosedur Kerja

3.2.1. Penyiapan Bahan Baku

Rumput laut (Eucheuma cottonii) segar dibersihkan dari kotoran, seperti pasir dan

garam, dengan cara dicuci menggunakan air sampai bersih, kemudian dikeringkan

dibawah sinar matahari sampai kering dan beratnya konstan. Rumput laut kering yang

telah bersih diperkecil ukurannya dengan grinder, kemudian diblender menjadi

tepung.

15

3.2.2. Ektraksi Karagenan dari Rumput Laut (Eucheuma cottonii)

3.2.2.1. Ekstraksi dengan pelarut aquades

Tepung rumput laut (Eucheuma cottonii) kering dengan berat 2,5 g direndam

dalam akuades selama 15 menit. Setelah itu disaring dengan kain kemudian

rumput laut diekstraksi. Ekstraksi dilakukan dalam erlenmeyer yang

dipanaskan dalam shacker water bath. Mula-mula pelarut dipanaskan terlebih

dahulu, setelah mencapai suhu 90°C rumput laut dimasukkan dan waktu

ekstraksi (30-40 menit) mulai dihitung. Rasio rumput laut kering – pelarut

adalah 1:30 (g/mL). Volume pelarut dijaga konstan dengan cara

menambahkan akuades panas setiap saat. Setelah waktu ekstraksi 30-40

menit, ekstraksi dihentikan dengan cara filtrat dipisahkan dari ampas rumput

laut. Filtrat ini ditampung ke dalam gelas kimia yang berisi etanol teknis 90%

dengan 3 kali volum filtrat, sambil diaduk sehingga terbentuk serat-serat

hidrokoloid (serat karagenan). Setelah didiamkan sekitar 30 menit, serat ini

disaring dan dicuci dengan akuades sampai air cucian ber-pH netral.

Karagenan basah dikeringkan dalam oven 60°C sampai beratnya konstan

sehingga diperoleh karagenan kering (kertas karagenan).

3.2.2.2. Ekstraksi dengan pelarut KOH

Ekstraksi karagenan dengan pelarut KOH 0,3 N dilakukan seperti ekstraksi

karagenan dengan akuades, tetapi rumput laut kering yang digunakan

sebanyak 5 g.

3.2.2.3. Ekstraksi panas dalam suasana basa dan pengendapan karagenan dengan

isopropil alkohol (IPA)

Tepung rumput laut kering (±30 g) dimasukkan dalam wadah tahan panas dan

ditambah akuades (50 kali berat tepung rumput laut kering), kemudian

ditambah larutan NaOH 0,1 N sampai pH-nya mencapai pH 8 dan direbus

(diekstraksi) selama ±1 jam pada suhu 80-90°C. Setelah itu disaring dengan

kain saring dan cairan filtrat yang diperoleh ditampung dalam gelas kimia,

16

kemudian ditambah larutan NaCl 10% (5% dari volume filtrat) dan

dipanaskan sampai suhu 60°C. Cairan filtrat dituang ke gelas kimia berisi

cairan isopropil alkohol (IPA) (2 kali volume filtrat) untuk diendapkan,

sambil diaduk selama 15 menit, kemudian endapan (berbentuk serat

karagenan) yang terbentuk disaring dengan kain saring. Endapan karagenan

direndam lagi dalam IPA sampai terendam semua selama 15 menit agar

diperoleh serat karagenan yag lebih kaku. Endapan karagenan disaring

kembali dengan kain saring. Serat karagenan yang diperoleh dikeringkan

dalam oven pada suhu 50-60°C sampai kering. Serat karagenan kering

diblender kemudian diayak menjadi tepung.

3.2.3. Kopolimerisasi Karagenan-graft-akrilamida

Dalam kopolimerisasi ini, karagenan yang digunakan adalah ekstrak karagenan

dengan viskositas paling tinggi (optimal). Larutan akrilamida dalam 10 mL air

terdestilasi ditambahkan ke dalam dispersi karagenan (1-2 g) dalam 35 mL air

terdestilasi. Ke dalam campuran tersebut kemudian ditambahkan KPS dalam 5 mL air

terdestilasi dan diaduk. Campuran tersebut kemudian diradiasikan dalam microwave

(60%) selama 90-120 detik. Campuran akan berubah menjadi viscous dan berwarna

putih. Campuran ini kemudian ditambahkan ke dalam IPA (2 kali campuran, w/w),

diaduk dengan baik, kemudian didiamkan selama 20 jam. Endapan putih solid yang

terbentuk dikoleksi dengan filtrasi. Sampel solid dicuci dengan 50 mL campuran 60%

dan 80% IPA-air untuk menghilangkan homopolimer yang tak bereaksi dalam produk,

kemudian dicuci kembali dengan 100% IPA untuk menghilangkan sisa air dari produk

akhir. Produk solid, karagenan-graft-akrilamida, kemudian dikering-anginkan.

Kopolimer karagenan-graft-akrilamida dipreparasi dengan tiga variasi rasio berbeda

dari akrilamida dan KPS, dengan berat karagenan dibuat konstan :

karagenan:akrilamida:KPS (w/w), 1:2,0:0,20 ; 1:3,0:0,30 ; dan 1:4,0:0,40.

17

3.2.4. Penentuan Spektrum Infra Merah

Gugus fungsi yang terdapat pada senyawa dalam sampel ditentukan dengan

menggunakan spektroskopi serapan infra merah. Spektrum IR dari sampel ditentukan

dengan menggunakan spektrofotometer FTIR (Fourier Transform Infra Red) – 8400

SHIMADZU. Metode yang digunakan adalah dengan pelet KBr. Spektrum FTIR

sampel akan dibandingkan dengan data spektrum FTIR karagenan komersial untuk

ditentukan jenis karagenannya sesuai kemiripan serapan gugus fungsinya.

3.2.5. Penentuan Massa Molekul Rata-Rata Karagenan

Penentuan massa molekul rata-rata karagenan dilakukan melalui metode viskometri.

Waktu alir fluida sebanding dengan viskositas fluida. Dengan demikian dapat

dituliskan rumus sebagai berikut :

ηsp=

η−η0

η0

≅t−t 0

t0

dengan,

ηsp = viskositas spesifik,

t = waktu alir larutan pada viskometer Ostwald, dan

t0 = waktu alir pelarut pada viskometer Ostwald.

Pada konsentrasi larutan encer, berlaku hubungan :

limc→ 0

η sp

c= [ η ]

dengan,

c = konsentrasi larutan (gram per 100 mL), dan

[ η ] = viskositas intrinsik

Persamaan Mark-Houwink :

[ η ]=K M va

dengan,

K = 10-4 dan a = 0,9

18

Dengan mengalurkan nilai ηsp/c terhadap c dan menarik kurva pada sumbu c = 0,

maka dapat diperoleh nilai [ η ], sesuai dengan persamaan Huggins :

ηsp

c=[ η ]+k [ η ]2 c

3.2.6. Penentuan Efisiensi Grafting

Efisiensi grafting (%E) ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :

%E=W g−W 0

W a

x 100

dengan,

Wg = massa kopolimer yang dihasilkan (gram),

W0 = massa karagenan awal yang digunakan (gram), dan

Wa = massa akrilamida yang ditambahkan (gram).

3.2.7. Pengukuran Reologi Polimer

Reologi karagenan akan ditentukan dengan menggunakan viskometer Fann VG. Pada

penelitian ini, akan diamati pengaruh dari shear rate, temperatur, dan salinitas garam

NaCl, KCl, dan CaCl2 terhadap viskositas polimer.

19

Diagram alir prosedur kerja yang akan dilakukan pada penelitian ini, secara keseluruhan

ditunjukkan sebagai berikut :

Gambar 4. Diagram Alir Prosedur Kerja Secara Umum

20

- Dilakukan pengukuran spektrum IR, viskositas dinamik, dan reologi

Karagenan-graft-akrilamida

- Dilakukan pengukuran spektrum IR, massa molekul, dan reologi

- Ditambahkan akrilamida dan KPS dengan variasi berbeda- Diradiasikan dalam microwave 90-120 detik- Campuran ditambahkan pelarut yang digunakan dalam ekstraksi dan didiamkan

selama 20 jam- Endapan difiltrasi, dicuci kembali dengan pelarut ekstraksi, dan dikering-anginkan

Karagenan

- Dibersihkan dan dikeringkan- Diekstraksi dalam tiga variasi pelarut yaitu akuades; KOH 0,3 N; dan

campuran akuades, NaOH 0,1 N, dan NaCl 10% yang kemudian diendapkan dengan isopropil alkohol

Rumput Laut Eucheuma cottonii

IV. JADWAL PELAKSANAAN

Penelitian ini akan dilaksanakan Februari-Oktober 2012.

Kegiatan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agus Sept Okt

Studi Literatur

Pengeringan Rumput

Laut dan Ektraksi

Karagenan

Sintesis Karagenan-

graft-akrilamida

Karakterisasi

Uji Reologi

Penulisan Tesis

21