Secara Khusus TINJAUAN PUSTAKA

Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim Diharapkan dengan kadar hemiselulosa yang cukup tinggi batang eceng gondok dapat diolah lebih lanjut untuk menghasilkan produk yang lebih bermanfaat. Salah satunya dengan peleburan alkali yang menghasilkan asam oksalat.

2.2 Secara Khusus

2.2.1 Hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan suatu polisakarida lain yang terdapat dalam tanaman dan tergolong senyawa organik. Casey 1960 menyatakan bahwa hemiselulosa bersifat non-kristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang karena itu hemiselulosa sangat berpengaruh terhadap bentuknya jalinan antara serat pada saat pembentukan lembaran, lebih mudah larut dalam pelarut alkali dan lebih mudah dihidrolisis dengan asam. Perbedaan hemiselulosa dengan selulosa yaitu hemiselulosa mudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam, sedang selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa juga bukan merupakan serat-serat panjang seperti selulosa. Hasil hidrolisis selulosa akan menghasilkan D-glukosa, sedangkan hasil hidrolisis hemiselulosa akan menghasilkan D-xilosa dan monosakarida lainnya Winarno, 1984. Mac Donal dan Franklin 1969 menyatakan bahwa adanya hemiselulosa mengurangi waktu dan tenaga yang diperlukan untuk melunakkan serat selama proses mekanis dalam air. Hemiselulosa berfungsi sebagai pendukung dinding sel dan berlaku sebagai perekat antar sel tunggal yang terdapat didalam batang pisang dan tanaman lainnya. Kandungan hemiselulosa yang tinggi memberikan kontribusi pada ikatan antar serat, karena hemiselulosa bertindak sebagai perekat dalam setiap serat tunggal. Pada saat proses pemasakan berlangsung, hemiselulosa akan melunak, dan pada saat hemiselulosa melunak, serat yang sudah terpisah akan lebih mudah menjadi berserabut Secara struktural, hemiselulosa berhubungan dengan selulosa dan mempunyai sifat reaksi yang sama. Namun, hemiselulosa lebih cepat dapat mengalami reaksi oksidasi dan degradasi daripada selulosa, karena rantai Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim molekulnya yang pendek dan bercabang. Hemiselulosa tidak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam alkali encer. http:iepoktarina.blogspot.com

2.2.2 Asam Oksalat

Asam oksalat ,”Ethanedioic Acid” merupakan salah satu anggota dari asam karboksilat yang mempunyai rumus molekul C 2 H 2 O 4 tidak berbau, higroskopis, berwarna putih sampai tidak berwarna dan mempunyai berat molekul 90,04 grmol. Secara komersial asam oksalat dikenal dalam bentuk padatan dihidrat yang mempunyai rumus molekul C 2 H 2 O 4 .2H 2 O dan berat molekulnya 126,07 grmol. Asam dikarboksilat ini biasa digambarkan dengan rumus HOOC- COOH. Merupakan asam organik yang relatif kuat, 10.000 kali lebih kuat daripada asam asetat. Di-anionnya, dikenal sebagai oksalat, juga agen pereduktor. http:id.wikipedia.orgwikiAsam_oksalat Asam oksalat terdistribusi secara luas dalam bentuk garam potassium dan kalsium yang diperoleh pada daun, akar dan rhizome dari berbagai macam tanaman. Asam oksalat juga terdapat pada air kencing manusia dan hewan dalam bentuk garam kalsium yang merupakan senyawa terbesar dalam ginjal. Makanan yang banyak mengandung asam oksalat adalah coklat, kopi, kacang, bayam dan teh.

2.2.3 Sejarah Asam Oksalat

Asam Oksalat telah dikenal pada abad XVII yang ada dalam wood sorrel oxalis acetosella dan dalam sour dock rumex acetosa sebagai garam potassium. Untuk membuktikannya, Carl W. Scheele pada tahun 1776 melakukan sintesa dengan cara mengoksidasi gula glukosa dengan asam sitrat. Pada tahun 1784 telah dibuktikan bahwa asam oksalat merupakan asam dari garam yang berasal dari jenis tanaman sorrel. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim Pada tahun 1829, menurut Gay Lussac asam oksalat dapat diproduksi dengan cara meleburkan serbuk gergaji dalam larutan alkali. Pada tahun 1856, Dale memproduksi asam oksalat dari serbuk gergaji, dan proses ini berkembang dengan bahan baku lain seperti : sabut kelapa sawit, sekam padi, tongkol jagung, baggase, kenaf, alang-alang dan bahan lain yang mengandung kadar selullosa. Dan pada tahun 1973 di Perancis, “Rhone - Poulenc” memproduksi asam oksalat dengan cara mengoksidasi propylene dengan asam nitrat. Di Amerika, asam oksalat diproduksi dari pati jagung dan masih sedikit pabrik yang memproduksi asam oksalat dari ethylene glikol dengan memanfaatkan proses oksidasi asam nitrat yang menggunakan katalis besi dan vanadium atau asam sulfat. Asam oksalat juga diproduksi dengan cara mensintesa asam formiat, tetapi proses ini jarang digunakan. Pada tahun 1975 Pfizer berhenti memproduksi asam oksalat sebagai produk samping dari produksi asam sitrat yang menggunakan proses fermentasi dari molases. Jepang juga mengembangkan teknologi lain dalam pembuatan asam oksalat dengan cara mengoksidasi ethylene glikol yang dilakukan oleh dua perusahaan besar yaitu “Mitsubishi Gas Chemical Co. dan Ube Industries,Ltd”. Kirk R.E, Othmer D.F, hal.621-625, 1945

2.2.4 Kegunaan Asam Oksalat

Berikut ini beberapa kegunaan asam oksalat dalam dunia industri : 1. “Metal Treatment” Asam oksalat digunakan pada industri logam untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang menempel pada permukaan logam yang akan di cat. Hal ini dilakukan karena kotoran tersebut dapat menimbulkan korosi pada permukaan logam setelah proses pengecatan selesai dilakukan. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim 2. “Oxalate Coatings” Pelapisan oksalat telah digunakan secara umum, karena asam oksalat dapat digunakan untuk melapisi logam stainless stell, nickel alloy, kromium dan titanium. Sedangkan lapisan lain seperti phosphate tidak dapat bertahan lama apabila dibandingkan dengan menggunakan pelapisan oksalat. 3. “Anodizing” Proses pengembangan asam oksalat dikembangkan di Jepang dan dikenal lebih jauh di Jerman. Pelapisan asam oksalat menghasilkan tebal lebih dari 60 μm dapat diperoleh tanpa menggunakan teknik khusus. Pelapisannya bersifat keras, abrasi dan tahan terhadap korosi dan cukup atraktif warnanya sehingga tidak diperlukan pewarnaan. Tetapi bagaimanapun juga proses asam oksalat lebih mahal apabila dengan dibandingkan dengan proses asam sulfat. 4. “Metal Cleaning” Asam oksalat adalah senyawa pembersih yang digunakan untuk automotive radiator, boiler, “railroad cars” dan kontaminan radioaktif untuk plant reaktor pada proses pembakaran. Dalam membersihkan logam besi dan non besi asam oksalat menghasilkan kontrol pH sebagai indikator yang baik. Banyak industri yang mengaplikasikan cara ini berdasarkan sifatnya dan keasamannya. 5. “Textiles” Asam oksalat banyak digunakan untuk membersihan tenun dan zat warna. Dalam pencucian, asam oksalat digunakan sebagai zat asam, kunci penetralan alkali dan melarutkan besi pada pewarnaan tenun pada suhu pencucian, selain itu juga asam oksalat juga digunakan untuk membunuh bakteri yang ada didalam kain. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim 6. “Dyeing” Asam oksalat dan garamnya juga digunakan untuk pewarnaan wool. Asam oksalat sebagai agen pengatur mordan kromium florida. Mordan yang terdiri dari 4 kromium florida dan 2 berat asam oksalat. Wool di didihkan dalam waktu 1 jam. Kromic oksida pada wool diangkat dari pewarnaan. Ammonium oksalat juga digunakan sebagai pencetakan Vigoreus pada wool, dan juga terdiri dari mordan zat kimia pewarna. Kirk R.E, Othmer D.F., hal.630 – 631, 1945 Pembuatan asam oksalat dari bahan-bahan limbah pertanian telah banyak dilakukan oleh beberapa orang. Proses perlakuannya dapat bermacam-macam yaitu : a. Peleburan alkali. Metode ini ditemukan oleh Gay Lussac, yang digunakan secara komersial pada pertengahan abad 19th. Proses ini menggunakan bahan baku berupa bahan yang mengandung selulosa tinggi, misal serbuk gergaji, kulit padi, tongkol jagung dan lain-lain. Bahan ini dilebur dengan cairan sodium atau potassium hidroksida pekat atau campuran keduanya, pada suhu 200 °C. Dari proses peleburan ini terbentuk 50 garam yang kemudian membentuk asam oksalat dan sisanya sebagai garam karbonat. Pemurnian hasil ini dicuci dengan air panas, kemudian larutan didinginkan dan dipekatkan yang akhirnya akan membentuk natrium oksalat. Dengan mereaksikan CaOH 2 dengan natrium oksalat akan diperoleh kalsium oksalat dan natrium hidroksida dengan reaksi sebagai berikut : Na 2 C 2 O 4 + CaOH CaC 2 O 4 + 2NaOH Calsium oksalat yang terbentuk direaksikan dengan asam sulfat, yang sebelumnya NaOH yang ada dipisahkan terlebih dahulu dengan filtratnya proses pemisahan dimana NaOH yang telah dipisahkan dapat digunakan kembali untuk proses peleburan. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim Reaksi yang terjadi pada penambahan asam sulfat : CaC2O4 + H2SO4 CaSO4 + H2C2O4 Kalsium Oksalat Asam Oksalat Kondisi optimum untuk peleburan alkali adalah sebagai berikut : • Perbandingan antara NaOH dengan bahan = 3: 1 • Konsentrasi NaOH 50 • Suhu akhir peleburan 200 °C Donald F Othmer Carl H gamer and Joseph J. Jacobe, Ir, 1942 b. Oksidasi karbohidrat dengan larutan asam nitrat. Cara ini dit emukan oleh “Scheele” pada tahun 1776. Asam oksalat diproduksi dengan mengoksidasi karbohidrat seperti glukosa, sukrosa, starch, dextrin dan selulosa dengan menggunakan asam nitrat. Biasanya untuk proses ini bahan yang digunakan adalah bahan yang banyak mengandung karbohidat, misalnya tepung. Dimana tepung yang digunakan biasanya adalah tepung jagung, tepung gandum, tepung ubi jalar atau tepung yang lainnya dan bisa juga menggunakan gula atau mollases. Pemilihan bahan baku karbohidrat untuk pembuatan asam oksalat tergantung pada kegunaan, aspek ekonomi dan karateristik proses operasi. Pada proses pembuatan asam oksalat dengan menggunakan starch atau glukosa, hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah rate penambahan asam nitrat, pengadukan dalam reaktor dan pengambilan kembali oksida nitrogen NOx yang dihasilkan pada proses tersebut. Hal-hal tersebut harus diperhatikan karena sangat mempengaruhi efesiensi proses atau yield asam oksalat Othmer, D.F, Kirk, R.E, 1954. Dalam pembuatan asam oksalat dengan proses ini bahan dasarnya mengandung ±60 larutan glukosa. Temperatur pada proses ini perlu dikontrol dan dijaga. Untuk menghindari terjadinya oksidasi asam oksalat menjadi karbondioksida, maka ditanggulangi dengan penambahan asam sulfat. Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber. Laporan Hasil Penelitian Pembuatan Asam Oksalat dari Batang Eceng Gondok Bab II – Tinjauan Pustaka Program Studi S-1 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri – UPN ”Veteran” Jatim Kemurnian produk akhir adalah 99. Konversi asam oksalat pada proses ini adalah 63 – 65 . c. Fermentasi glulosa. Asam oksalat dapat dihasilkan dengan menggunakan proses fermentasi gula dengan menggunakan jamur seperti Aspergillum atau Penicillium sebagai pengurainya. Produk yang diperoleh kemudian disaring, diasamkan dan dihilangkan warnanya. Setelah itu, produk dinaikkan konsentrasinya dengan evaporator dan hasilnya dikristalkan. Kemudian dilakukan pengeringan untuk memisahkan produk dengan airnya. Hasil dari asam oksalat tergantung dari nutrient nitrogen yang ditambahkan. d. Sintetic dari natrium formiat. Natrium formiat merupakan salah satu bahan untuk membentuk asam oksalat dengan proses sintesis. Dalam proses ini bahan yang dipakai adalah CO, CaOH 2 , H 2 SO 4 dan NaOH. Kondisi operasi yang digunakan pada proses ini yaitu suhu operasi 380 °C dan tekanan 1 atm. Dengan kondisi tersebut, konversi yang dihasilkan sangat kecil dan kemurnian produk hanya mencapai 50 .

2.3 Landasan Teori