i
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
SINTESIS DAN APLIKASI MATERIAL SUPERABSORBEN BERBASIS
SELULOSA LIMBAH SERBUK GERGAJI TERCANGKOK ASAM
AKRILAT PENGEMBAN UREA, PHONSKA, ZA DAN TSP
SEBAGAI PUPUK CERDAS DI INDONESIA
BIDANG KEGIATAN
PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA-PENELITIAN
(PKM-P)
Diusulkan oleh:
1 Heri Setyoko K3312034/2012 Pendidikan Kimia
2 Dimas Gilang Ramadhani K3312019/2012 Pendidikan Kimia
3 Ridho Rahmadji K3313058/2013 Pendidikan Kimia
4 Rizki Irsyadi K3313062/2013 Pendidikan Kimia
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
ii
PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN
1. Judul Kegiatan : SINTESIS DAN APLIKASI
MATERIAL SUPERABSORBEN BERBASIS SELULOSA LIMBAH
SERBUK GERGAJI TERCANGKOK ASAM AKRILAT PENGEMBAN
UREA , PHONSKA, ZA DAN TSP SEBAGAI PUPUK CERDAS DI
INDONESIA.
2. Bidang Kegiatan : PKM-P
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Heri Setyoko
b. NIM : K3312034
c. Jurusan : P.MIPA
d. Universitas : Sebelas Maret Surakarta (UNS)
e. Alamat Rumah dan No Telp : Wonogiri
f. Alamat Email : [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 Orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap : Dr. Mohammad Masykuri, M.Si
b. NIDN : 0024116803
c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Surakarta.
6. Biaya Kegiatan Total
a. Dikti : Rp.12.500.000,00,-
7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4 (Empat) Bulan
Surakarta, 28 September 2015
Menyetujui,
WakilDekanBidangKemahasiswaan Ketua Pelaksana Kegiatan
dan Alumni
(Dr. Sapta Kunta Purnama, M.Pd) (HeriSetyoko)
NIP. 19680323 199303 1 012 NIM. K3312034
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan Dosen Pembimbing
dan Alumni
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL. ................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... ii
DAFTAR ISI.. ........................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ iv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... v
RINGKASAN............................................................................................ vi
BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................ 1
a. Latar Belakang Masalah. ............................................................... 1
b. Rumusan Masalah.. ....................................................................... 3
c. Tujuan. ........................................................................................... 4
d. Manfaat .......................................................................................... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
a. Potensi Serbuk Gergaji.. ................................................................ 4
b. Pupuk Anorganik. .......................................................................... 4
c. Kemampuan Superabsorben dalam Menyerap Air ....................... 5
d. Pretreatment Selulosa..... .............................................................. 5
e. Polimer Superabsorben ................................................................. 6
BAB III. METODE PENELITIAN........................................................... 6
a. Sampel dan Variabel dalam Penelitian .......................................... 6
b. Bagan Penelitian ............................................................................ 7
c. Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 7
d. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 7
e. Preparasi Sampel.. ......................................................................... 8
f. Sintesis Polimer Superabsorben .................................................... 8
g. Pengujian Retensi Air.. .................................................................. 8
h. Uji Aquakeeper .............................................................................. 8
i. Pengumpulan dan Pengolahan Data.. ............................................ 9
BAB IV. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN. ..................................... 9
a. Anggaran Biaya. ............................................................................ 9
b. Jadwal Kegiatan ............................................................................ 9
DAFTAR PUSTAKA. .............................................................................. 10
LAMPIRAN. ............................................................................................. 11
1. Biodata Ketua, Anggota Pelaksana dan Dosen Pendamping . .............. 11
2. Justifikasi Anggaran Kegiatan.. ............................................................ 19
3. Susunan Organisasi Tim Penelitian dan Pembagian Tugas .................. 21
4. Surat Pernyataan Dari Ketua Peneliti. ................................................... 22
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Hal
1.1. Pemupukan Tidak Efektive .................................................................. 14
2.1. Mekanisme Hidrasi Polimer Superabsorben ........................................ 21
2.2. Polimer Super Absorben Pengemban Pupuk Anorganik ..................... 25
3.1. Bagan Alur Penelitian .......................................................................... 28
v
DAFTAR TABEL
Tabel Hal
1.1. Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Serbuk Gergaji ........ 3
4.1. Format Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P ........................................ 9
4.1. Jadwal Kegiatan Program ..................................................................... 9
vi
RINGKASAN
Pertanian merupakan salah satu sektor industri yang mampu menyerap lebih
banyak pekerja bila dibandingkan dengan sektor lain. Sekitar 44,5% penduduk
indonesia bermata pencaharian sebagai petani, sehingga sector ini memberikan
kontribusi yang cukup besar dalam perolehan Produk Domestik Bruto (PDB).
Keberadaan pupuk secara tepat baik jumlah, jenis, mutu, harga, tempat, dan waktu
akan menentukan kuantitas dan kualitas produk pertanian yang dihasilkan. Di satu
sisi, pengembangan pupuk anorganik berdampak positif terhadap peningkatan
produksi padi. Namun, di sisi lain penggunaan pupuk anorganik juga berdampak
negatif, seperti pencemaran lingkungan dan inefisiensi pemupukan di sebagian besar
daerah intensifikasi padi ditambah dengan kenyataannya permasalahan yang sering
dihadapi petani adalah kelangkaan pasokan pupuk dan harga yang tidak terjangkau di
tingkat petani. Permasalahan lahan yang rusak juga memperparah kondisi pertanian di
Indonesia, solusi yang biasa dilakukan pertani adalah dengan melebihi jumlah
pemupukan pada tanaman akan tetapi cara tersebut tidak efektive karena sifat
kepolaran tanah yang sudah tidak polar sehingga tidak bisa menahan pupuk. Disisi
lain, jumlah limbah serbuk gergaji yang mengandung selulosa dapat digunakan
menjadi superabsorben. Aquakeeper dari bahan polimer superabsorben adalah meteri
cerdas yang dapat menyerap air dan menyimpan air. Penggunaanya dapat digunakan
sebagai penangkap dan penyimpan air pada lahan pertanian. Superabsorben dapat
dibuat dengan mencangkok selulosa dari bahan alam dengan asam akrilat untuk
memaksimalkan penyerapan air dan lebih biodigredibel. Pembuatan superabsorben
dari selulosa serbuk gergaji tercangkok asam akrilat dengan mengemban urea,
phonska, ZA dan TSP dibuat dengan preparasi bahan dasar berupa selulosa dari
limbah serbuk gergaji kemudian dibuat superabsorben dengan mencangkok selulosa
dengan asam akrilat yang ditambah urea, phonska, ZA dan TSP. Uji FTIR dan UJI
XRD adalah uji gugus pada superabsorben. Uji retensi air digunakan untuk menguji
seberapa besar daya serap air dari bahan superabsorben tersebut, sebagai dasar untuk
mengukur keterserapan air oleh bahan superabsorben. Pengujian aquakeeper
digunakan sebagai uji penyerapan air oleh bahan superabsorben didalam media tanah
sehingga dapat menghitung keterserapan air dalam media tanah. Pengujian digunakan
sebagai uji kelayak bahan superabsorben dari selulosa serbuk gergaji tercangkok
asam akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan TSP digunakan sebagai aquakeeper
untuk memperbaiki kelestarian lingkungan dengan memperbaiki kontur tanah
pertanian sehingga kelestarian pertanian di Indonesia dapat lebih terjaga. Dengan
mengaplikasikan superabsorben dari selulosa serbuk gergaji tercangkok asam akrilat
dengan pengemban urea, phonska, ZA dan TSP untuk pupuk yang cerdas di
Indonesia maka petanian akan semakin maju.
Kata kunci = Superabsorben, Pupuk, Aquakeeper.
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG MASALAH
Indonesia dikenal sebagai negara agraris, karena sekitar 70% penduduknya
tinggal di daerah pedesaan dimana kondisi seperti ini mengakibatkan peranan
dalam sektor pertanian menjadi andalan utama mata pencaharian penduduk
Indonesia. Pertanian merupakan salah satu sektor industri yang mampu menyerap
lebih banyak pekerja bila dibandingkan dengan sektor lain yaitu sekitar 44,5%
penduduk Indonesia bermata pencaharian sebagai petani (Pusat Data dan
Informasi Departemen Pertanian, 2006) sehingga sektor ini memberikan
kontribusi yang cukup besar dalam perolehan Produk Domestik Bruto (PDB).
Pupuk mempunyai peranan penting dalam meningkatkan produksi dan
produktifitas dalam pertanian. Dalam Konstruksi Kebijakan Subsidi Pupuk Tahun
2006, menyatakan bahwa salah satu faktor produksi penting dalam peningkatan
kapasitas produksi pangan utama seperti padi adalah pupuk. Keberadaan pupuk
secara tepat baik jumlah, jenis, mutu, harga, tempat, dan waktu akan menentukan
kuantitas dan kualitas produk pertanian yang dihasilkan.
Penggunaan pupuk anorganik seperti urea, Phonska, TSP, KCL, dan SP
36 merupakan sumber utama hara makro tanaman. Tetapi kecendurungan semakin
intensifnya penggunaan pupuk anorganik secara berlebihan oleh petani
mengakibatkan menurunnya kandungan bahan organik tanah dan kemampuan
tanah menyimpan dan melepaskan hara dan air bagi tanaman. Akibatnya,
efisiensi penggunaan pupuk dan air irigasi serta produktivitas lahan semakin
menurun, sehingga berdampak negatif terhadap kelestarian lingkungan,
terutama perairan. Disisi lain kadang tanah juga mengalami kerusakan sehingga
pupuk akan larut dan terbuang sia-sia.
Gambar 1.1 Pemupukan yang Tidak Efektive.
CO(NH2)2
Urea
NaCl
CO(NH2)2
Urea
NaCl
CO(NH2)2
Urea
ZA
NPK
CO(NH2)2
Urea
ZA
TSP
Pupuk larut bersama
air dan tidak terserap
tumbuhan
2
Penggunaan pupuk yang berlebih akan sia-sia karena tanah yang rusak dan
kadang petani memberikan pupuk yang berlebih dengan harapan akan
memperbaiki struktur tanah agar bisa kembali lagi, akan tetapi itu akan percuma
karena sifat tanah yang semakin lama semakin rusak, sehingga pupuk yang
diberikan akan larut bersama air dan pemupukan akan tidak efektive karena tidak
ada penyerap pupuk atau penahan pupuk agar tetap pada tanah karena tanah yang
sudah rusak untuk menahan pupuk.
Selain itu, saat ini perkembangan harga pupuk anorganik mulai terjadi
kenaikan dari waktu ke waktu (setneg,2009), hal ini berdampak pada
kesejahteraan petani yang semakin jauh dari apa yang diharapkan oleh
pemerintah. Kelancaran dalam pemenuhan pupuk pada usaha pertanian,
seharusnya menjadikan usaha ini semakin berdaya saing, tetapi kenyataannya
permasalahan yang sering dihadapi petani adalah kelangkaan pasokan pupuk dan
harga yang tidak terjangkau di tingkat petani. Berdasar Peraturan Menteri
Pertanian Republik Indonesia Nomor130/Permentan/SR.130/11/2014menyatakan
bahwa Harga Eceran Teringgi (HET) untuk pupuk-pupuk di Indonesia sebagai
berikut :
a) Pupuk Urea = Rp. 1.800; per kg;
b) Pupuk SP-36 = Rp. 2.000; per kg;
c) Pupuk ZA = Rp. 1.400; per kg;
d) Pupuk NPK = Rp. 2.300; per kg;
e) Pupuk Organik = Rp. 500; per kg;
harga harga tersebut sebenarnya telah dipotong dengan subsidi yang diberikan
oleh pemerintah, sehingga bila mana subsidi dari pemerintah terkait dengan pupuk
menurun, maka akan berakibat naiknya harga harga pupuk tersebut. Kekurangan
pupuk dapat mengakibatkan pertumbuhan tanaman menjadi tidak normal sehingga
menurunkan hasil panen petani atau bahkan terjadi gagal panen. Gagal panen
inilah yang selanjutnya menjadi ancaman terhadap ketahanan pangan dan lebih
jauh lagi akan menurunkan tingkat pendapatan petani.
Solusi yang pernah ditawarkan yaitu dengan penggunaan pupuk organik yang
cenderung lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan pupuk
anorganik.Namun, dalam pelaksanaannya terdapat beberapa kendala yaitu di
beberapa lokasi jumlah ternak masih relatif kurang dibandingkan dengan luas
lahan serta aplikasinya mahal karena membutuhkan biaya tenaga kerja yang lebih
tinggi dibandingkan pupuk anorganik. Sintesis superadsorben dianggap sebagai
salah satu upaya yang mampu diterapkan dalam penghematan pupuk anorganik
yang cenderung lebih mahal karena bahan baku pembuatan superadsorben berasal
dari limbah serbuk gergaji yang kurang dimanfaatkan dan untuk memperbaiki
kontur tanah lahan pertanian akibat penggunaan pupuk anorganik secara
berlebihan.
Masalah pupuk di Indonesia berbanding terbalik dengan masalah limbah
serbuk gergaji yang melimpah.
3
Tabel 1.1 Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Serbuk Gergaji.
Tahun Produksi
Kayu
Gergajian(m3)
Produksi
Limbah 50
% (m3)
Serbuk
Gergajian 15
% (m3)
Sebetan 25
% (m3)
Potongan
Ujung 10
% (m3)
2002 623.495 311.747,5 46.762,13 77.936,88 31.174,75
2003 762.602 381.302 57.195,30 95.325,50 38.130,20
2004 432.967 216.483 32.472,53 54.120,88 21.648,35
2005 1.471.614 735.807 110.371,05 183.951,75 73.580,70
2006 679.247 339.623,5 50,943,53 84.905,88 33.962,35
Sumber : Departemen Kehutanan (2006)
Selama ini, penanganan terhadap limbah serbuk gergaji hanya dibiarkan
membusuk , ditumpuk dan dibakar yang kesemuanya berdampak negatif terhadap
lingkungan. Meskipun limbah serbuk gergaji ini merupakan limbah yang
biodegradable, artinya bisa terurai secara alami oleh mikroba di alam. Namun,
jika limbah atau sampah padat tersebut keberadaannya dalam jumlah yang besar
tanpa dikelola dan dimanfaatkan, maka akan sulit juga bagi mikroba perombak
untuk menguraikannya di alam menjadi bahan-bahan anorganik dan
mengakibatkan pencemaran lingkungan disekitar lokasi pemupukan.
Penggunaan serbuk gergaji yang dibuat menjadi superabsorben pengemban
urea, phonska, ZA dan TSPmerupakan suatu langkah nyata dalam mengatasi
masalah tersebut karena pemanfaatan limbah serbuk gergaji dapat dioptimalkan
untuk membantu petani dalam mengatasi mahalnya harga pupuk anorganik akibat
kelangkaan yang terjadi dipasaran sehingga oleh karena itu peneliti melakukan
penelitian “SINTESIS DAN APLIKASI MATERIAL SUPERABSORBEN
BERBASIS SELULOSA LIMBAH SERBUK GERGAJI TERCANGKOK
ASAM AKRILAT PENGEMBAN UREA , PHONSKA, ZA DAN TSP
SEBAGAI PUPUK CERDAS DI INDONESIA”
B. Rumusan Masalah
Bedasarkan latar belakang di atas, dirumuskan beberapa masalah yakni:
1. Bagaimana teknik pembuatan superabsorben berbasis selulosa dari limbah
serbuk gergaji tercangkok asma akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan
TSP?
2. Bagaimana kualitas produk material superabsorben berbasis selulosa dari
limbah serbuk gergaji tercangkok sama akrilatdalam mengemban urea,
phonska, ZA dan TSPsaat sebelum polimerisasi, saat polimerisasi, dan
sesudah polimerisasi?
3. Berapa kemampuan material superabsorben berbasis selulosa dari limbah
serbuk gergaji tercangkok sama akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan
TSP dalam mengemban air ?
4
C. Tujuan
Tujuan yang dicapai melalui penulisan karya tulis ilmiah ini adalah :
1. Mengetahui teknik pembuatan superabsorben berbasis selulosa dari limbah
serbuk gergaji tercangkok sama akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan
TSP.
2. Mengetahui kualitas produk material superabsorben berbasis selulosa dari
limbah serbuk gergaji tercangkok sama akrilat dalam mengemban urea,
phonska, ZA dan TSP.
3. Berapa kemampuan material superabsorben berbasis selulosa dari limbah
serbuk gergaji tercangkok sama akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan
TSP dalam mengemban air.
D. Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penulisan proposal PKM ini antara lain :
1. Menjadi ajang pengembangan kualitas diri di bidang IPTEKS untuk
memecahkan permasalahan mahalnya pupuk di Indonesia.
2. Memperoleh teknologi untuk menghasilkan superabsorben dari limbah yang
ada.
3. Meningkatkan nilai ekonomi dari superabsorben jadi referensi bagi peneliti
lain tentang manfaat dari superabsorben.
4. Sebagai kajian ilmu dalam mengatasi masalah pupuk di Indonesia.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Potensi Serbuk Gergaji
Komponen penyusun serbuk gergaji secara umum, limbah serbuk gergaji
setidaknya mengandung komposisi sebagai berikut: Serbuk gergaji kayu diambil
dari toko kayu gelondongan dan penggergajian kayu pada usaha mebel, dianalisis
kadar selulosanya, lignin, pentosan, air dan abu. Untuk kadar selulosa 48,89%,
kadar lignin 28,90%, kadar abu 2,09%, kadar air 6,02%, dan kadar pentosan
14,10%.
B. Pupuk Anorganik
Secara Harafiah Pupuk anorganik adalahpupuk hasil proses rekayasa secara
kimia, fisik dan atau biologis dan merupakan hasil industri atau pabrik pembuat
pupuk yang mengandung nutrisi nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman. Pupuk
anorganik dibagi menjadi dua jenis yaitu pupuk anorganik tunggal dan pupuk
anorganik majemuk.
5
Pupuk anorganik tunggal memiliki karakteristik mengandung satu nutrient
pokok yang dibutuhkan oleh tanaman seperti misalnya nitrogen (N), fosfor (P)
dan kalium (K).Pupuk anorganik majemuk atau pupuk campuran mengandung
lebih dari satu jenis nutrient pokok yang dibutuhkan oleh tanaman diantaranya
nitrogen, fosfor dan kalium contoh dari pupuk ini yaitu NPK, NP, PK, NK.
C. Kemampuan Superabsorben dalam Menyerap Air
Superabsorbent polymer hydrogel, yaitu polimer yang mempunyai
karakteristik hidrofilik (menyukai air) dan tidak larut dalam air. Sifat hidrofilik
disebabkan kehadiran dari gugus fungsi yang bersifat water-solubilizing, seperti
gugus CONH yang dimiliki akrilamida. Ketika dimasukkan ke dalam air atau
pelarut akan terjadi interaksi antara polimer dengan molekul air. Penggembungan
pada polimer terjadi dari keseimbangan antara gaya dispersif yang terjadi pada
rantai hidrasi dan gaya kohesif yang menyebabkan SAP lebih rapat sehingga
mengurangi penetrasi air ke dalam jaringan. Gaya kohesif ini disebabkan oleh
ikatan kovalen (crosslinking, 1997). Ikatan utama polimer superabsorben adalah
gugus hidrofilik karena terdiri dari gugus asam akrilat (-CONH) yang mudah
menyerap air. Ketika polimer superabsorben dimasukkan dalam air atau pelarut
akan terjadi interaksi antara polimer dengan molekul air. Interaksi yang terjadi
adalah hidrasi. Mekanisme hidrasi yang terjadi adalah ion dari zat terlarut dalam
polimer seperti COO- dan Na+ akan tertarik dengan molekul polar air seperti pada
Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Mekanisme Hidrasi Polimer Superabsorben. (Swantono dkk, 2008)
D. Pretreatment Selulosa
Memproduksi superabsorben dari biomassa lignoselulosa jauh lebih sulit
daripada dari gula atau pati-patian dikarenakan selulosa secara alami diikat oleh
hemiselulosa dan dilindungi oleh lignin, ini yang menyebabkan biomassa ini sulit
untuk dihidrolisis. Menghilangkan atau merusak pelindung lignin ini tidak mudah.
Untuk mengatasi kendala tersebut, cara yang sudah dikembangkan adalah
mengupayakan untuk mendapatkan struktur selulosa yang lebih susceptible untuk
reaksi selanjutnya yaitu melalui proses pretreatment. Selulosa yang mengalami
tahap pretreatment lebih cepat dalam proses selanjutnya daripada selulosa yang
tidak melalui pretreament.
6
Proses ini bertujuan memecah ikatan lignin, menghilangkan kandungan lignin
dan hemisellulosa, merusak struktur krital dari sellulosa serta meningkatkan
porositas bahan (Sun and Cheng, 2002).
E. Polimer Superabsorben
Superabsorben pada hakikatnya adalah polimer berikatan silang yang
mempunyai kemampuan mengabsorbsi air dan mineral mineral lain ratusan kali
dari berat keringnya, tetapi tidak larut dalam air dikarenakan adanya struktur 3
dimensi pada jaringan polimernya. Polimer ini hampir seluruh bagian bentuknya
terdiri dari air. Namun demikian, polimer superabsorben juga menunjukkan sifat
padatan disebabkan adanya jaringan yang terbentuk akibat reaksi ikatan
silang (Erizal, 2009). Oleh karena itu maka urea dan phonska dapat terikat dalam
polimer.
Gambar 2.2 Polimer Super Absorben Pengemban Pupuk Anorganik
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Sampel dan Variabel dalam Penelitian
1. Sampel :Objek penelitian ini difokuskan pada serbuk gergaji yang di buat
superabsorben yang tercangkok asam akrilat. Superabsorben ini akan
dilihat seberapa jauh tingkat penyerapan air. Penelitian ini juga difokuskan
pada pengaplikasian superabsorben sebagai alternatif pengganti pupuk
ZA ZA TSP
CO(NH2)2
Urea CO(NH2)2
Urea
TSP
CO(NH2)2
Urea
TSP
NPK
NPK
NPK
7
urea dan pupuk phonska sehingga dapat mengurangi penggunaan pupuk
tersebut yang cenderung tidak ramah lingkungan dan tidak ekonomis.
2. Variabel : a. Variasi penambahan pupuk sebelum polimerisasi.
d. Variasi kombinasi penambahan pupuk saat polimerisasi.
e. Variasi penambahan pupuk setelah polimerisasi.
B. Bagan Penelitian
Gambar 3.1 Bagan Alur Penelitian
C. Waktu dan Tempat Penelitian
Adapun penelitian ini akan dilakukan selama 4 (empat) bulan di
Laboratorium pusat Kimia MIPA dan Laboratorium Program Studi Pendidikan
Kimia, Universitas Sebelas Maret (UNS), Surakarta.
D. Alat dan Bahan
Peralatan utama yang digunakan antaralain neraca Ohaus model E12140,
pengayak ukuran 60 mesh dan 170 mesh, oven merk Thermologic, peralatan
refluks, spektrofotometer inframerah dan difraktometer sinar X.
Persiapan Bahan
Serbuk Gergaji
UJI XRD Uji Retensi Air Uji FTIR
Preparasi Sampel
dengan Pretretment
Sintesis Polimer
Superabsorben
Penambahan Urea,
Phonska, ZA dan TSP
Variabel
Sebelum, saat dan
setelah polimerisasi
8
Bahan yang digunakan adalah serbuk gergaji, asam akrilat, ammonium
persulfat (APS) dan N,N′-metilenbisakrilamida (MBA) dari E.Merck, NaOH,
etanol 95% , urea, H2O2 dan NaCl.
E. Preparasi Sampel
Biomassa serbuk gergaji diambil dan dihaluskan dengan ukuran kecil-
kecil, dikeringkan kemudian dihancurkan dan diayak hingga lolos saringan 60
mesh. Serbuk halus kemudian direndam dalam 5 % larutan NaOH, dipanaskan
pada temperatur ± 85°C sambil diaduk selama 4 jam, kemudian suspensi ditambah
larutan H2O2 konsentrasi 5%, lalu di oven selama 20 jam pada suhu ± 85°C.
Suspensi disaring dan dinetralkan dengan akuades sampai pH 7 lalu dikeringkan
pada temperatur 80°C dan diayak hingga lolos 170 mesh.
F. Sintesis Polimer Superabsorben
Sintesis polimer poli (asam akrilat)-selulosa dilakukan dengan
memasukkan sejumlah tertentu selulosa hasil preparasi dengan persen berat
terhadap berat asam akrilat 10% pada labu leher tiga ukuran 250 mL dan
ditambahkan akuades. Suspensi kemudian diaduk dengan magnetic stirrer dan
dipanaskan pada temperatur 60°C selama 30 menit dengan dialiri gas nitrogen.
Sebanyak 80 mg ammonium persulfat sebagai inisiator ditambahkan pada saat
temperatur suspensi telah turun pada temperatur 60-65°C. Ditambah urea,
phonska, ZA dan TSP diaduk selama 15 menit sebelum polimerisasi, saat
polimerisasi, dan sesudah polimerisasi,sebanyak 8 gram asam akrilat dan 8 mg
N,N’-metilenbisakrilamida sebagai pengikat silang ditambahkan ke dalam
suspensi. Reaksi polimerisasi dilakukan pada temperatur 70°C dengan waktu
reaksi selama 3 jam. Produk hasil polimerisasi kemudian dicuci menggunakan
akuades dan direndam etanol 95% selama 3 jam. Kemudian dikeringkan pada
temperatur 70°C sampai berat konstan dan siap digunakan untuk karakterisasi
FTIR dan XRD.
G. Pengujian Retensi Air
Tiga buah cuplikan sampel 0% dan 5% dikeringkan dalam oven pada suhu
60ºC hinggaberat konstan dan ditimbang sebanyak 0,05 gram. Polimer
superabsorben kering direndam dalam 100 ml air selama 24 jam. Setelah itu
disaring dan ditimbang beratnya, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu
70ºC. Setiap jam dilakukan penimbangan terhadap sampel, penimbangan
dilakukan selama 6 jam.
H. Pengujian Superabsorben Pada Tanah (Uji Aquakeeper)
Superabsorben dari polimer poli (asam akrilat)-selulosa dicampur dengan
tanah kering perbandingan tanah dan superabsorben adalah 1:10 pada sebuah pot.
Campuran tanah dan superabsorben di tetesi air sedikit demi sedikit sebanyak 1
liter air. Dilakukan uji sinar matahari dengan menjemur di bawah terik sinar
9
matahari. Melakukan penimbang berat media setiap hari dengan membandingkan
dengan pot kedua yang berisi tanah ditetesi air dengan jumlah yang sama.
Membandingkan daya serap air dari kedua pot untuk melihat daya serap air
(aquakeeper)
I. Pengumpulan dan Pengolahan Data
Pengumpulana data diperoleh dari hasil analisis.
BAB IV
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN PROGRAM
A. Tabel 4.1Format Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P
B. Tabel 4.2 Jadwal Kegiatan Program
No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)
1 Peralatan Penunjang Rp. 600.000,00
2 Bahan Habis Pakai Rp. 5.685.000,00
3 Perjalanan Surakarta-Surabaya Rp. 600.000,00
4 Biaya Lain-lain Rp. 480.000,00
5 Jasa Analisa Rp. 4.700.000,00
Jumlah Rp.12.065.000,00
No Kegiatan Bulan Tahun Berjalan
1 2 3 4
1 Persiapan laboratorium dan survei bahan baku
2 Preparasi alat dan bahan
3 Proses penelitian (Sintesis polimer
superabsorben)
4 Uji Karakteristik Superabsorben
5 Pengumpulan data
6 Analisa data
7 Penyusunan Laporan
10
DAFTAR PUSTAKA
Ani Adiwinata Nawir, Murniati, Lukas Rumboko.2008. Rehabilitasi Hutan di
Indonesia: Akan kemanakah arahnya setelah lebih dari tiga dasawarsa?
Bogor, Indonesia: Center for International Forestry Research (CIFOR).
A, Zainal Abidin, G. Susanto, N.M.T. Sastra, T. Puspasari.2012. Sintesis Dan
Karakterisasi Polimer Superabsorban Dari Akrilamida.Kelompok Keahlian
Perancangan Dan Pengembangan Produk Teknik Kimia Program Studi
Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung.
Bandung
Badan Penelitian Dan Pengembangan Pertanian. 2010. Peta Penghematan Pupuk
Anorganik Dan Pengembangan Pupuk Organik Pada Lahan Sawah
Indonesia.Bogor ; Kementrian Pertanian
Christopher Barr, Ahmad Dermawan, Herry Purnomo.2009. Tata Kelola
Keuangan dan Dana Reboisasi selamaPeriode Soeharto dan Pasca Soeharto,
1989-2009.Bogor Barat : CIFOR
Deni Swantomo, Kartini Megasari, Dan Rany Saptaaji,2008, Pembuatan
Komposit PolimerSuperabsorben Dengan Mesin BerkasElektron, Sdm
Teknologi Nuklir,Yogyakarta.
DR. Henry Bastaman, Deputi MENLH Bidang Pembinaan Sarana Teknis
Lingkungan dan Peningkatan Kapasitas, 2010. Status Lingkungan Hidup
Indonesia 2010.JAKARTA : Kementerian Lingkungan Hidup Republik
Indonesia
Erizal. 2009. Synthesis and Characterization of Crosslinked Polyacrylamide
(PAAM)-Carrageenan Hyrogels Superabsorbent Prepared By Gamma
Radiation. Indonesian Journal of Chemistry: 10 (1): 12-19.
Mark Elliot, 1997, ”Superabsorbent Polymers”, BASF Product Development
Scientist.
McCarthy, J., Barr, C., Resosudarmo, I.A.P. dan Dermawan, A. 2006 Origins and
scope of Indonesia’s decentralization laws. Dalam: Barr, C., Resosudarmo,
I.A.P., McCarthy, J. Dan Dermawan, A. (ed) Decentralization of forest
administration in Indonesia: implications for forest sustainability, community
livelihoods and economic development, 31–57. CIFOR, Bogor, Indonesia
Peraturan Menteri Pertanian Republik IndonesiaNomor
130/Permentan/SR.130/11/2014
Sun, Y., Cheng, J., 2002. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol
production: a review. Bioresource Technol., 83, 1-11.
Sunardi, Azidi Irwan, Wiwin Tyas Istikowati.2013.Sintesis Polimer
Superabsorben Berbasis Selulosa Dari Alang-Alang (Imperata Cylindrica)
Tercangkok Asam Akrilat.Prodi Kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam,Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru.
Wiwien Andriyanti, Suyanti, Ngasifudin. 2012. Pembuatan Dan Karakterisasi
Polimer Superabsorben Dari Ampas Tebu. Pusat Teknologi Akselerator Dan
Proses Bahan. Yogyakarta.
11
Lampiran 1
Biodata Ketua dan Anggota
Ketua Kelompok
A. Identitas Diri
1. Nama Lengkap Heri Setyoko
2. Jenis Kelamin Laki-laki
3. Program Studi Pendidikan Kimia
4. NIM K3312034
5 Tempat dan Tanggal Lahir Wonogiri, 16 April 1994
6 E-Mail [email protected]
7 Nomor Telepon /Hp 08977900067
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN 1 Gondang SMPN 1 Purwantoro SMAN 1 Purwantoro
Jurusan - - IPA
Tahun Masuk-
Lulus
2000-2006 2006-2009 2009-2012
C. Pemakalah Seminar Ilmiah
No Nama Pertemuan
Ilmiah Judul Artikel
Waktu dan
Tempat
1 Conference
internasional
“The Utilization of Paper Waste as Raw
Material for Making Bioethanol to Reduce
the Use of Fossil-Based Fuel”
20 Oktober
2013
Bangkok
Thailand
D. Penghargaan 10 tahun Terakhir
No Tahun Prestasi Tingkat
1. 2012 Juara 2 LKTI Intern SIM UNS UNS
2. 2012 Lolos Pkm-k Dikti Nasional
3. 2013 10 besar LKTI se- Jawa Bali Jawa bali/IKIP PGRI
4. 2013 Juara 2 LKTI nasional Universitas
Muhammadiyah Makassar
Nasional/UNISMUH
5 2013 Lolos 2 Sub Tema dalam Karya tulis Mipa UI
Nasional Universitas Indonesia
Nasional/UI
6 2013 Juara Harapan 2 Young Reshecher Competition Nasional/UNP
12
Universitas Negeri Padang
7 2013 Conferensi Internasional in Bangkok Thailand Internasional/PPI
Thailand
8 2013 Juara 1 Lomba Karya Tulis Empat Pilar Majelis
Permusyawaratan Rakyat Republik Indonesia
Nasional/MPR RI
9 2014 Juara 3 Eco-Creative Nasional
Universitas Sriwijaya
Nasional/UNSRI
10 2014 10 Besar Karya Tulis Universitas Hasanuddin Nasional/UNHAS
11 2014 Delegasi UNS dalam Forum Bidik Misi
Nasional Kemetrian Kebudayaan dan
Pendidikan
Nasional
12 2014 Lolos Program JENESYS 2.0 Perwakilan
Indonesia, Jepang
Internasional/Ristek
13 2014 Delegasi Indonesia dalam event ILC-NLC 2014
Malaysia
Internasional/UI
Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah bena dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan PKM-P ini.
Surakarta, 28 September 2015
Ketua
( Heri Setyoko )
13
Anggota 1
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Dimas Gilang Ramadhani
2 Jenis Kelamin Laki-Laki
3 Program Studi Pendidikan Kimia
4 NIM K3312019
5 Tempat dan Tanggal Lahir Banyumas,10 Maret 1993
6 E-Mail [email protected]
7 Nomor Telepon /Hp 085701070040
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN 3
kedungbanteng
SMPN 1
Kedungbanteng
SMAN 2 Purwokerto
Jurusan - - IPA
Tahun Masuk-Lulus 1999-2005 2005-2008 2009-2012
Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah bena dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan PKM-P ini.
Surakarta, 28 September 2015
Anggota 1,
(Dimas Gilang Ramadhani)
14
Anggota II
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Ridho Rahmadji
2 Jenis Kelamin Laki-Laki
3 Program Studi Pendidikan Kimia
4 NIM K3313058
5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 23 Juni 1993
6 E-Mail [email protected]
7 Nomor Telepon /Hp 085747166609
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN Manggarai
05 Jakarta
SMPN 3 Jakarta MA PPMI
ASSALAAM
Jurusan - - IPA
Tahun Masuk-
Lulus
1999-2005 2005-2008 2009-2012
Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan PKM-P ini.
Surakarta, 28 September 2015
Anggota II,
(Ridho Rahmadji)
15
Anggota III
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Rizki Irsyadi
2 Jenis Kelamin Laki-Laki
3 Program Studi Pendidikan Kimia
4 NIM K3313062
5 Tempat dan Tanggal Lahir Bengkalis, 27 Agustus 1995
6 E-Mail [email protected]
7 Nomor Telepon /Hp 085725603312
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN 1
Mayungan
SMPN 3 Klaten SMAN 1
Karanganom
Jurusan - - IPA
Tahun Masuk-
Lulus
2001-2007 2007-2010 2010-2013
Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketidak sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan PKM-P ini.
Surakarta, 28 September 2015
Anggota III,
(Rizki Irsyadi)
16
Biodata Dosen Pembimbing
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Dr. Mohammad Masykuri, M.Si
2 Jenis Kelamin L
3 Program Studi Pendidikan Sains S2
4 NIDN 0024116803
5 Tempat dan Tanggal Lahir Kudus, 24 November 1968
6 E-mail [email protected]
7 Nomor HP 08121500634
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SD Al Islam I
Kudus
SMP Negeri 1
Kudus
SMAN 1
Kudus
Jurusan - - Fisika (IPA)
Tahun Masuk-Lulus 1975 - 1981 1981 – 1984 1984 - 1987
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Ilmiah / Seminar Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
1
Prosiding
Seminar Nasional
Kimia
Efektivitas Etilena Diamina
Sebagai Pemanjang Rantai
Dalam Transformasi
Kopolimer Poli(uretan-urea)
Tersegmentasi
17 Oktober
2009,
Universitas
Negeri
Yogyakarta
2
Prosiding
Seminar Nasional
Kluster Riset
Teknik Mesin
Sifat Mekanik Sebagai Fungsi
Nisbah Segmen Keras/Segmen
Lunak Pada Poli(uretan-urea)
dari Diol Turunan Oleat dan
4,4-Metilenbis(Fenil Isosianat)
2009,
Universitas
Sebelas Maret
17
Lampiran 2
Justifikasi Anggaran Kegiatan
a. Rancangan Biaya
1. Peralatan Penelitian
No Keterangan Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah
Harga satuan
(Rp)
Harga total
(Rp)
1. Akses Lab Untuk Praktikum
dan sewa alat
4 150.000,00 600.000,00
JUMLAH SUB TOTAL 600.000,00
2. Bahan Habis Pakai
serbuk gergaji, asam asetat, ammonium persulfat (APS) dan N,N′-
metilenbisakrilamida (MBA) dari E.Merck, NaOH, etanol 95% , nitrogen, H2O2
No Keterangan Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah
Sayuan
Harga satuan
(Rp)
Harga total
(Rp)
1. Serbuk
gergaji
Bahan dasar
pembuat
superabsorben
7(Kg) 10.000,00 70.000,00
2. asam akrilat Sintesis polimer
poli(asam akrilat)-
serbuk gergaji
500 gram 5.000,00 2.500.000,00
3. Ammonium
persulfat
Inisiator 100 gram 5.000,00 500.000,00
3. NaOH Perendaman
serbuk gergaji
(Pensuspensian
Sampel)
200 gram 1.000,00 200.000,00
4. N,N′-
metilenbisa
krilamida
(MBA)
Bahan pengikat
silang
140gr 10.000,00 1.400.000,00
5. etanol 95% , Mencuci produk
polimer
200 ml 10.000,00 200.000,00
7. Nitrogen Proses sintesis
polimer
5 liter 100.000,00 500.000,00
8. Larutan
H2O2
Campuran sampel 100 ml 5.000,00 500.000,00
18
11. Akuades Untuk Pembersih
alat
Mencuci bahan
100 liter 2.500,00 250.000,00
JUMLAH SUB TOTAL 6.120.000,00
3. Transportasi
No Keterangan Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah
Harga satuan
(Rp)
Harga total
(Rp)
1. Perjalanan
ke Surabaya
Perjalanan uji
XRD,FTIR
3 orang
2PP
200.000,00 600.000,00
JUMLAH SUB TOTAL 600.000,00
4. Biaya Lain-lain
No Keterangan Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah
Harga satuan
(Rp)
Harga total
(Rp)
1. Proposal Pengajuan dana
dan seminar
6 30.000,00 180.000,00
2. Laporan
penelitian
Bukti realisasi
kegiatan
6 50.000,00 300.000,00
JUMLAH SUB TOTAL 480.000,00
5. Jasa Analisa
No Keterangan Justifikasi
Pemakaian
Kuantitas
Jumlah
Harga satuan (Rp) Harga total
(Rp)
1. Analisa
XRD
Jasa Analisa 10 kali 350.000,00 3.500.000,00
2. Analisa
FTIR
Jasa Analisa 10 kali 120.000,00 1.200.000,00
JUMLAH SUB TOTAL 4.700.000,00
TOTAL 12.065.000,00
Total biaya yang diperlukan :
1. Peralatan Penelitian Rp. 600.000,00
2. Bahan Penelitian Rp. 6.120.000,00
3. Transportasi Rp. 600.000,00
4. Biaya lain lain Rp. 480.000,00
5. Analisis Uji Rp. 4.700.000,00
TOTAL Rp. 12.500.000,00
19
Lampiran 3 : Susunan Organisasi Tim dan Pembagian Tugas
No Nama Program
Studi Bidang Ilmu
Alokasi
Waktu Uraian Tugas
1 Heri
Setyoko
S1
Pendidikan
Kimia
Keguruan dan
Ilmu
Kependidikan
6 jam /
minggu
1. Preparasi Sampel
a. Menghaluskan dan mengeringkan
serta menyaring serbuk gergaji.
b. Merandamnya dalam larutan NaOH
c. Pengovenan dan dinetralkan pH-nya
d. Suspensi dikeringkan dan disaring.
2 Dimas
Gilang
Ramadhan
S1
Pendidikan
Kimia
Keguruan dan
Ilmu
Kependidikan
6 jam /
minggu
1. Sintesis Superabsorben
a. Menyiapkan suspensi kemudian
dipanasi dengan suhu 60odan
ditambahkan gas N2
b. Melakkan reaksi polimerisasi denga
menambahkan ammonium persulfat
dan N,N’-metilenbisakrilamida
c. Hasil dicuci dan direndam dalam
etanol 95%
d. Melakukan karakterisasi FTIR dan
XRD.
3 Ridho
Rahmadji
S1
Pendidikan
Kimia
Keguruan dan
Ilmu
Kependidikan
6 jam /
minggu
1. Sintesis Superabsorben
a. Melakukan karakterisasi FTIR dan
XRD
2. Pengujian Retensi air
a. Mengambil cuplikan, merendamnya
dalam air selama 24 jam dan
mengeringkan dan menimbangnya
b. Mengoven sampel tersebut kemudian
dilakukan penimbangan
4 Rizki
Irsyadi
S1
Pendidikan
Kimia
Keguruan dan
Ilmu
Kependidikan
6 jam /
minggu
1. Uji aquakeeper
a. Mencampur superabsorben dengan air
dengan rasio 1:10
b. Menaruh sampel kedalam pot dan
diberi air sedikit demi sedikit hingga 1
liter.
c. Melakukan uji matahari
Menimbang beratnya dan dibandingkan
dengan 2 pot yang lain
2. Pengumpulan dan pengolahan data
Mengolah dan menganalisis data-data
yang telah diperoleh
20
Lampiran 4 : Surat Pernyataan Ketua Pelaksana
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
Jalan Ir. Sutami 36A kentingan Surakarta 57126 Telp. 0271-646994
SURAT PERNYATAAN KETUA PELAKSANA
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Heri Setyoko
NIM : K3312034
Program Studi : S1 Pendidikan Kimia
Fakultas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Dengan ini menyatakan bahwa usulan proposal PKM Penelitian saya dengan
judul : “SINTESIS DAN APLIKASI MATERIAL SUPERABSORBEN
BERBASIS SELULOSA LIMBAH SERBUK GERGAJI TERCANGKOK
ASAM AKRILAT PENGEMBAN UREA, PHONSKA, ZA DAN TSP
SEBAGAI PUPUK CERDAS DI INDONESIA” yang diusulkan untuk tahun
anggaran 2015 bersifat original dan belum pernah dibiayai oleh lembaga
atau sumber dana lain. Bilamana di kemudian hari ditemukan
ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka saya bersedia dituntut dan
diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan mengembalikan seluruh
biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara. Demikian pernyataan ini
dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.
Surakarta, 28 September 2015
Mengetahui,
Wakil Rektor Bidang Yang Menyatakan,
Kemahasiswaan dan Alumni
(Prof. Dr. Ir. Darsono, M. Si) (Heri Setyoko)
NIP. 19660611 199103 1 002 NIM. K3312034
Top Related