MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 2
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
“renewable” sehingga tidak bakal habis. Namun demikian ia menduga bahwa belum ada satu negara pun yang telah menaruh perhatian layak pada sumber
bahan organik ini. Limbah padat buah kakao di perkebunan kakaosangatlah banyak dan
kurang dimanfaatkan secara maksimal.Seiring dengan hal tersebut perlu diteliti lebih lanjutuntuk menangani limbah tersebutsehingga memberinilai
tambah.Kadar selulosa pada kulit buah kakao sangat banyak yaitu kulit luar kakao 27.10 , kulit dalam kakao 16 , bungkil coklat 9.70 Sumber :
Bedjo Suwardi maka kulit buah kakao dapat digunakan untuk pengolahan pulp.Ada dua tahapan pengolahan pulp, yaitu proses delignifikasi dan
bleaching. Proses delignifikasi sering menggunakan proses kraft yang mengandung sulfide yang tinggi, sehingga dapat mencemari lingkungan, dan
proses ini tidak ramah lingkungan. Oleh karena itu, perlu diteliti cara yang tepat sehingga lignin yang diambil cukup banyak dan ramah lingkungan
dengan penggunaan solven organik.
I.2 TUJUAN
Penelitian ini bertujuan penggunaan etanol untuk proses delignifikasi kulit buah coklat yang ramah lingkungan.
I.3 MANFAAT
Penelitian ini mempunyai manfaat, yaitu : 1. Dapat mengurangi limbah perkebunan,
2. Dapat menambah nilai ekonomi dari kulit coklat, dan 3. Dapat memberikan informasi tentang pemakaian solven organik etanol
dalam rangka proses delignifikasi.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 3
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
B A B II TINJAUAN PUSTAKA
Pertumbuhan industri bubur kertas dan kertas pulp paper di Indonesia luar biasa pesat.Dalam sepuluh tahun saja kapasitas produksi industri kertas yang
sejak tahun 1987 hanya 980.000 ton, bertumbuh menjadi sekitar tujuh kali lipat. Dan diperkirakan akan bertambah melejit dua kali lipat selama 1998-2005. Sama
halnya dengan industri pulp. Kapasitas pada tahun 1987 berada pada angka 515.000 ton, sepuluh tahun kemudian melonjak delapan kali lipat, dan
diperkirakan pada tahun 2005 angkanya melesat menjadi hampir 13 juta ton. Karenanya sejak tahun 1995 Indonesia menjadi eksportir murni net-exporter
untuk komoditi bubur kertas. Bahan baku untuk pulp dan kertas 100 berasal dari kayu yang diambil
dari hutan alam, yang berujung pada parahnya kerusakan hutan forest degradation Indonesia. Kayu hutan alam tropis di Kalimantan Timur Kaltim
makin hari makin berkurang. Hal ini terjadi karena maraknya penebangan liar yang terjadi di wilayah tersebut. Selama 2001 tercatat sekitar 60 juta hektar hutan
mengalami kerusakan. Selama tahun 2000 kebutuhan pulp Indonesia mencapai 2.660.259 ton, dengan asumsi satu ton pulp atau kertas membutuhkan 5 meter
kubik kayu Prof. Sipon M . Kebutuhan bahan baku serat untuk pulp dan kertas sekitar 2,6 juta ton. Jumlah ini diperkirakan setara dengan 13 juta meter kubik
kayu. Hingga saat ini konsumsi kertas masyarakat Indonesia cenderung terus meningkat dan diperkirakan mencapai sekitar 12 per tahun.
Limbah buah kakao di perkebunan kakao sangatlah banyak dan kurang dimanfaatkan secara maksimal. Seiring dengan hal tersebut perlu diteliti lebih
lanjut untuk menangani limbah tersebut sehingga memberi nilai tambah. Kadar selulosa pada kulit buah kakao sangat banyak yaitu kulit luar kakao 27.10 , kulit
dalam kakao 16 , bungkil coklat 9.70 Sumber : Bedjo Suwardi maka kulit buah kakao dapat digunakan untuk pengolahan pulp. Pemikiran ini
merupakansalah satu solusi yang dapat ditindaklanjuti serta diterapkan guna
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 4
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
menanggulangi masalah kekurangan pasokan bahan baku pulp dan kertas yang terjadi selama ini.
Tabel II.1 : Nilai gizi hasil samping perkebunan coklat
Bahan Bahan kering
Abu Sarat kasar
Lemak Protein
kasar Kulit luar coklat
89.50 10.60
27.10 1.50
6.40 Kulit dalam
coklat 90.10 7.70
16.00 6.20
19.00 Bungkil coklat
88.10 6.10
9.70 5.70
25.70 Sumber : Bedjo Suwardi, Pemanfaatan Hasil Samping Perkebunan sebagai
makanan ternak
Tabel II.2 : Perkiraan potensi produksi hasil samping dari limbahperkebunan
no Komoditi Macam hasil
samping Luas areal
ribu ha Produksi
tonha Perkiraan
produksi ribu ton
1. Kelapa 2.217,9 10
- Bungkil - - 3.326,9
2. Tebu 1.912,2 50
- Ampas - - 2.868,0
Daun pucuk -
- 1.912,0
Tetes - - 392,4
3. Coklat 16,8
36 -
Kulit luar - - 27,7
Kulit dalam
- - 4,0
4. Kopi 398,9
- -
Kulit - - 372,4
dari Direktorat Jenderal Perkebunan 1976. Data Statistik Perkebunan Sumber : Bedjo Suwardi, Pemanfaatan hasil samping perkebunan sebagai
makanan ternak Dalam proses pulp terdapat dua tahapan, yaitu proses delignifikasi dan
bleaching. Proses delignifikasi sering menggunakan proses kraft yang mengandung sulfide yang tinggi, sehingga dapat mencemari lingkungan, dan
proses ini tidak ramah lingkungan.Tuntutan masyarakat akan teknologi bersih
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 5
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
semakin meningkat, baik di tingkat nasional maupun internasional, tentu saja tidak bisa diakomodasikan dengan menggunakan proses kraft. Agar produksi pulp
yang dihasilkan dapat diterima di pasaran, maka harus dilakukan suatu usaha pencarian teknologi alternatif yang lebih aman terhadap lingkungan, yaitu proses
organosolv.
KAKAO
Tanaman kakao menurut Tjitrosoepomo 1988 dapat disebutkan sebagai berikut :
Divisi : Spermatophyta
Anak divisi : Angiospermae Kelas :
Dicotylodeneae Anak kelas : Dialypetalae
Bangsa : Malvales
Suku : Sterculiaceae
Marga : Theobroma
Jenis : Theobroma cacao L
Dari 22 jenis yang ada dalam marga Theobroma suku Sterculiaceae, Theobroma cacao di klaim sebagai satu-satunya jenis yang telah diusahakan
secara komersial dan tentunya paling populer untuk dipasarkan. Cuatrecasas 1964 membagi Theobroma cacao ke dalam dua subjenis
yaitu T. cacao dan T. cacao sphaerocarpum chev. Cuatr. T. cacao kemudian dikelompokkan lagi ke dalam empat forma berikut ini :
Forma cacao, termasuk di dalamnya adalah kelompok kakao Criollo yang
berasal dari Amerika Tengah. Forma ini memiliki sifat biji bulat, kotiledon berwarna putih, dan memiliki biji yang berkualitas tinggi.
Forma pentagonum, ciri-cirinya antara lain berbiji bulat besar, kotiledonnya
berwarna putih, dan kualitas biji bagus.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 6
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Forma leiocarpum, dicirikan oleh bijinya yang membulat plum, kotiledon
berwarna putih atau ungu pucat, dan kualitasnya bagus.
Forma lacandonense, merupakan kakao liar yang berasal dari Meksiko. Sementara subjenis T. cacao spherocarpum anggotanya merupakan kakao
lindak bulk cacao. Subjenis ini jauh lebih banyak diusahakan pekebun daripada subjenis T. cacao cacao. Bila dibandingkan dengan subjenis T. cacao cacao,
pertumbuhan tanamannya lebih gigas vigorous, kuat, lebih tahan hama dan penyakit, serta lazimnya menunjukkan produktivitas yang tinggi. Permukaan kulit
buah relatif halus karena alur-alurnya dangkal. Kulit buah ini tipis tetapi kerasliat. Bentuk biji anggota subjenis T.cacao spherocarpum adalah lonjong oval, pipih
dan kecil, serta kotiledon berwarna ungu gelap. Mutu biji beragam, tetapi lebih rendah daripada subjenis T. cacao cacao. Kelompok kakao Forastero termasuk
dalm subjenis ini. Terdapat kelompok kakao lain yang merupakan hasil persilangan alami
antara kelompok kakao Criollo subjenis T. cacao cacao dengan Forastero subjenis T. cacao sphaerocarpum. Sifat morfologi dan fisiologi keturunannya
amat beragam, demikian pula daya hasil dan mutu bijinya. Beberapa klon dari kelompok ini disebut sebagai kakao mulia apabila keping biji segarnya berwarna
putih atau sebagai kakao lindak apabila keping biji segarnya berwarna ungu. Bentuk buah dan warna kulit buah kakao sangat bervariasi, tergantung
pada kultivarnya. Namun pada dasarnya hanya ada dua macam warna, yaitu :
Buah yang ketika muda berwarna hijauhijau agak putih, bila sudah
masak berwarna kuning, dan
Buah yang ketika masih muda berwarna merah, bila sudah
masak berwarna oranye. Permukaan kulit buah ada yang halus
dan ada yang kasar, tetapi pada dasarnya kulit buah beralur 10 yang letaknya berselang-seling.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 7
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Kulit Buah kakaoShell fod Husk merupakan hasil samping limbah dari agrobisnis pemrosesan biji coklat yang sangat potensial untuk dijadikan salah satu
Pulp. Kulit buah coklat adalah kulit bagian terluar yang menyelubungi biji coklat dengan tekstur kasar, tebal dan agak keras. Kulit buah memiliki 10 alur dengan
ketebalan 1 – 2 cm. Pada waktu muda, biji menempel pada bagian dalam kulit buah, tetapi saat masak biji akan terlepas dari kulit buah. Buah yang
masakakanberbunyibiladigoncang.Kulitbuahkakaomengandungserat-serat yang dapatdiolah. Buahcokelatterdiri atas 74 kulitbuah, 2 placenta dan 24 biji.
Adapunkandungangizikulitbuahkakaodapatdilihat pada Tabel.
Tabel II.3 : Komponen Utama Kulit Buah Kakao. KOMPONEN Smith
Adegbola 1982
Amirroenas 1990 Roesmanto 1991
Bahankering 84,00 – 90,00
91,33 90,4
Proteinkasar 6,00 – 10,00
6,00 6,00
Lemak 0,5 – 1,5
0,9 0,9
Seratkasar 19,00 – 28,00
40,33 31,50
Abu 10,00 – 13,80
14,80 16,40
Kalsium - - 0,67
Pospor - - 0,1
Data Anonimus2001 bahwa Kulit Buah kakao mengandung Bahan
Kering 88, Protein Kasar 8 , serat Kasar 40,1 dan TDN 50,8. Tabel II.4 : Kandungan Dari Kulit Buah Kakao
PARAMETER KOMPOSISI α- Sellulosa
1861.7886 mgl
Lignin 196.5955 mgl
Kadar Air 1.0463
Kadar Abu 8.3202
ORGANOSOLV
Pembuatan pulp menggunakan proses sulfat telah lama dikenal dan masih dipergunakan sampai sekarang dan delignifikasi yang terjadi kurang sempurna,
PARAMETER KOMPOSISI
α- Sellulosa 14,583
Lignin 4,315 Kadar Air
10,35 Kadar Abu
2,8
AnalisapenelititerdahuluMuthahar 2010
Lab. FTI UPN “Veteran” Jawa Timur
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 8
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
karena masih adanya ikatan lignin yang tidak dapat diputuskan sehingga tidak dapat larut dalam lindi hitam. Hasil pulp relatif baik daya tariknya, tetapi warna
kurang baik sehingga sulit untuk diputihkan Austin G. 1988. Pembuatan pulp dengan proses soda menghasilkan pulp dengan kualitas
rendah karena proses delignifikasinya tidak sempurna. Salah satu cara untuk mengatasi masalah tersebut ialah penambahan pelarut organik berupa Alkohol,
yang disebut dengan proses organosolv. Proses ini didasarkan pada perbedaan kelarutan komponen utama bahan baku pulp, dimana lignin larut dalam pelarut
organik dan karbohidrat larut dalam air, sedangkan sellulosa tidak larut dalam keduanya. Sehingga dengan penambahan pelarut organik dan air, sellulosa dapat
dipisahkan dari komponen lainnya. Penggunaan pelarut organik dimaksudkan untuk mengurangi tegangan permukaan dalam larutan pemasak dan pada suhu
tinggi mempercepat penetrasi ke dalam. Proses organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan
bahan kimia organik seperti misalnya metanol, etanol, aseton, asam asetat, dan lain-lain. Proses ini telah terbukti memberikan dampak yang baik bagi lingkungan
dan sangat efisien dalam pemanfaatan sumber daya hutan. Penelitian mengenai penggunaan bahan kimia organik sebagai bahan
pemasak dalam proses pulping sebenarnya telah lama dilakukan. Ada berbagai macam jenis proses organosolv, namun yang telah berkembang pesat pada saat ini
adalah proses alcell alcohol cellulose yaitu proses pulping dengan menggunakan bahan kimia pemasak alkohol, proses acetocell menggunakan asam asetat, dan
proses organocell menggunakan metanol. Artati, Enny kriswiyanti ST., penelitian ini mempelajari tentang proses
organosolv pada delignifikasi enceng gondok menggunakan 2 pelarut etanol dan asam asetat. Pada penelitian ini, Batang enceng gondok dilakukan pengadukan
dengan kecepatan 900 rpm. Perbandingan berat sampel dan volume larutan pemasak 1gram : 10 ml. Hasil percobaan menunjukkan bahwa kondisi optimum
proses delignifikasi dengan menggunakan larutan pemasak etanol 40 pada pH larutan 2 dan waktu pemasakan 2 jam dengan kadar selulosa 69 , untuk larutan
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 9
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
pemasak asam asetat 50 pada penambahan katalis 20 ml dan waktu pemasakan juga 2 jam dan kadar selulosa 50.
LIGNIN
Lignin merupakan komponen utama penyusun kimia kayu selain selulosa dan hemiselulosa. Lignin adalah polimer alami yang terdiri dari molekul-molekul
polifenol yang berfungsi sebagai pengikat sel-sel kayu satu sama lain, sehingga kayu menjadi keras dan kaku. Dengan adanya lignin maka kayu mampu meredam
kekuatan mekanis yang dikenakan terhadapnya, sehingga memungkinkan usaha pemanfaatan lignin sebagai bahan perekat dan pengikat binder pada papan
partikel dan kayu lapis Rudatin, 1989. Kandungan lignindalam tumbuhan berlignoselulosa dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku perekat lignin dan perekat likuida melalui proses lignifikasi.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 10
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Menurut Sjostrom 1981 sementara lignin saat ini masih terbatas penggunaannya sebagai bahan perekat dan bahan pengental. Pemanfaatan lignin di dunia sampai
saat ini sangat terbatas walaupun potensi lignin di dunia sangat besar. Amerika Serikat setiap tahunnya memproduksi lignin melalui proses kraft dan metode soda
sebanyak 20 juta tontahun David Hon, 1996. Sedangkan dengan proses sulfite, Amerika Serikat memproduksi lignosulfonat 1 juta mgtahun.
Menurut Pizzi 1994, lignin adalah komponen kimia dan morfologi ciri dari jaringan tumbuhan tingkat tinggi. Kandungan lignin dalam kayu mencapai
15-40 dari berat kering kayu dengan variasi dalam kandungan lignin yang disebabkan oleh jenis spesies, kondisi pertumbuhan, bagian dari tumbuhan yang
dianalisis dan banyak faktor lain. Dari segi morfologi, lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah maupun dalam dinding sekunder. Lignin
merupakan polimer dengan banyak cabang, yang terbentuk oleh unit-unit fenil propana coumaril alkohol, coniferil alkohol dan atau syringil alkohol yang
berikatan satu sama lain dengan ikatan karbon dengan karbon C-C, ikatan karbon dengan oksigen C-O dan juga adanya ikatan eter. Elektron-elektron yang
tidak berpasangan pada kedudukan R akan bereaksi dengan tiga jenis radikal yang berbeda.
Dalam komponen kayu, sifat lignin adalah hidrofobik dan tidak larut dalam air. Kegunaan lignin dapat digolongkan menjadi empat kelompok, yaitu
sebagai komponen sisa dalam pembuatan pulp, bahan bakar, produk polimer dan sumber bahan-bahan kimia dengan berat molekul rendah. Selama perkembangan
sel, lignin dimasukkan sebagai komponen terakhir di dalam dinding sel, menembus diantara fibril dan berfungsi sebagai penguat dinding sel.
Secara garis besar, kegunaan lignin dapat digolongkan menjadi tiga kelompok, yaitu sebagai bahan bakar, sebagai produk polimer dan sumber bahan-
bahan kimia dengan berat molekul rendah. Dalam proses pembuatan pulp, lignin merupakan limbah yang tidak bernilai dan diusahakan dihilangkan. Penggunaan
lignin sebagai perekat dimulai sejak dimulainya pembuatan pulp sulfat spent sulfite liquor SSL . Pada dasarnya pembuatan lignin sebagai perekat hampir
sama dengan phenol formaldehida, karena keduanya mempunyai komponen kimia
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 11
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
yang hampir sama yaitu gugus fenolik, sehingga menyebabkan lignin dapat digunakan untuk mensubstitusi phenol formaldehida Pizzi, 1994.
Pada saat pembuatan pulp, perlakuan kayu dengan ion HSO
3
akan menyebabkan degradasi parsial,pada ikatan eternya, menghasilkan grup asam
sulfonik sulfonic acid-SO
3
H lignosulfonat. Dengan proses tersebut lignin yang semula bersifat hidrofobik dan tidak larut dalam air, menjadi larut dalam air
Pizzi, 1994. Lignin sebagai limbah yang dihasilkan dari pembuatan pulp telah
digunakan sebagai bahan perekat sejak dikenal pemasakan kayu dengan proses sulfit. Berdasarkan strukturnya yang merupakan polifenol , lignin sebagai perekat
mirip dengan resin phenol formaldehida. Hal ini terutama secara nyata berlaku bagi lignin alam dalam kayu, sementara lignin teknis lignosulfonat dan lindi
hitam harus diberi ikatan silang guna mengubahnya ke dalam bentuk resin yang tidak larut.
Sulitnya upaya pembuatan lignin sebagai bahan perekat telah mendorong pemakaian lignin ini sebatas sebagai campuran bahan perekat dengan maksud
untuk menghemat pemakaian bahan utama. Hal ini tercermin beberapa hasil penelitian, yang antara lain telah diungkapkan oleh Pizzi 1983.
Secara kimia, proses pengerasan curing lignin merupakan proses ikatan silang cross linking antara atom-atom karbon maupun antara atom karbon
dengan atom oksigen, yang terjadi antar molekul lignin yang berbeda maupun antara molekul lignin dengan suatu makromolekul lain. Proses ikatan silang lignin
dapat terjadi dengan dua cara, yaitu melalui reaksi kondensasi dan melalui reaksi radikal coupling Pizzi, 1994.
Selanjutnya dikatakan bahwa lignin sebagai limbah dari pembuatan pulp telah digunakan sebagai bahan perekat sejak dikenal pemasakan kayu dengan
proses sulfit. Pemanfaatan lignin dari lindi hitam black liquor sisa pembuatan pulp telah digunakan untuk mengurangi ketergantungan terhadap kebutuhan
perekat sintesis sebagai hasil olahan asal minyak bumi yang merupakan sumber daya tidak terbarukan, mengurangi pencemaran lingkungan dan menekan biaya
perekat.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 12
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Sifat perekat lignin yang tidak disukai adalah warnanya yang kecoklatan sehingga akan mempengaruhi penampilan produk yang dihasilkan. Kelebihan
lignin dibandingkan perekat sintetik adalah tidak menimbulkan emisi formaldehida, selain itu lignin merupakan produk alam yangdapat diperbarui
renewable. Walau mempunyai struktur yang sama dengan fenol, lignin resin tidak seefektif fenol formaldehida, yang disebabkan antara lain karena rendahnya
jumlah posisi bebas gugus aromatik lignin dan reaktivitasnya yang rendah dibandingkan fenol Sudrajad et al, 2003.
Lignin yang terkandung dalam limbah cair dapat dimanfaatkan sebagai bahan perekat, bahan pengisi karet, dan bahan baku vanillin. Di laboratorium,
lignin sering digunakan sebagai indikator di dalam eksperimen studi kecernaan pada ternak ruminansia karena sifatnya yang tidak larut.
Lignin adalah zat yang bersama-sama dengan selulosa adalah salah satu sel yang terdapat dalam kayu. Lignin berguna dalam kayu seperti lem atau semen
yang mengikat sel-sel lain dalam satu kesatuan sehingga bisa menambah support dan kekuatan kayu mechanical strength agar bisa kelihatan kokoh dan berdiri
tegak.
HILANGNYA LIGNIN
Semua pulp akan mengalami perubahan brightness kecerahan seiring dengan lama waktu penyimpanan. Pulp biasanya akan berubah menjadi kuning.
Laju penurunan brightness dengan waktu bervariasi dalam range yang cukup luas. Sebagian pulp akan stabil dan biasanya bertahun-tahun kemudian baru akan
berubah menjadi kuning. Sebagian lagi hanya dalam hitungan bulan akan berubah menjadi kuning dan bahkan yang dalam hitungan hari sudah berubah. Lignin
bukan penyebab utama pada perubahan warna ini jika pulpnya hanya mengandung sedikit lignin.
Tapi walau bagaimanapun lignin yang terkandung dalam jumlah besar sudah pasti menjadi penyebab utama dalam perubahan warna pulp. Oleh karena
itu efektivitas penghilangan lignin pada tahap klorinasi juga merupakan faktor yang sangat menentukan dalam proses perubahan warna.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 13
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Memang pada awalnya ada dugaan perubahan warna pada pulp selama penyimpanan disebabkan oleh lignin. Ternyata setelah dilakukan penelitian,
penyebab utamanya adalah kandungan selulosa pulp itu sendiri yang menyebabkan perubahan warna. Adanya gugus karbonil dan karboksil pada
selulosa merupakan penyebab utama terjadinya perubahan warna. Penghilangan gugus karbonil dan karboksil ini dengan proses oksidasi dan reduksi akan
meningkatkan kestabilan warna. Perubahan warna juga disebabkan oleh temperatur, humidity, hemiselulosa, resin, logam-logam seperti rosin, alum, lem
dan starch.
LANDASAN TEORI
Pada proses pembuatan kertas, awal mula serat diubah menjadi pulp, lalu pulp menjadi kertas. Sebelum serat diubah menjadi pulp, dilakukan 2 proses
terlebih dahulu yaitu proses delignifikasi dan bleaching pemucatan. Ada 3macam bahan baku serat yaitu hardwood, softwood pepohonan, batang kayu
dan non kayu rerumputan, daun, dll. Bahan baku kayu maupun non kayu diperlukan proses delignifikasi, yang bertujuan untuk menghilangkan ataupun
mengurangi lignin yang terkandung dalam serat. Proses pemasakan organosolv pada delignifikasi bahan baku hardwood dan non-wood lebih mudah daripada
bahan baku softwood. Proses ini sangat penting untuk proses selanjutnya dalam pembuatan pulp, yaitu proses pemucatan.
Pada umumnya proses delignifikasi dilakukan dengan cara konvensional, yaitu proses kraft. Proses ini mengakibatkan dampak buruk bagi lingkungan
dalam jangka panjang tidak ramah lingkungan. Sehingga perlu pengganti zat pelarut lainnya yang ramah lingkungan, dengan memakai organosolv pelarut
organik.
Variabel yang mempengaruhi proses delignifikasi yaitu : waktu pemasakan, suhu, konsentrasi, jenis pelarut, dan juga pH
Shirkolaee, Y Ziaie. 2006
.
Beberapa senyawa organik yang dapat digunakan antara lain adalah asam asetat, etanol dan
metanol Artati, Enny K.2009.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 14
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Pemakaian organosolv merupakan proses pulping yang menggunakan bahan yang lebih mudah didegradasi. Dalam proses pemasakan konvensional dan
pemakaian organosolv, struktur lignin pecah menjadi bagian yang kecil sebelum larut dalam proses pemasakan Shirkolaee, Y Ziaie. 2006. Dalam kondisi asam
yang kuat dan konsentrasi alkohol yang berlebih, akan terjadi reaksi etherifikasi selulosa, yaitu reaksi antara selulosa dengan alkohol membentuk ether Artati,
Enny K. 2009.
Ullmann’s. 1998
Mekanisme reaksi yang terjadi dalam suasana asam adalah : 1. Mekanisme pemutusan antar lignin melalui pemutusan ikatan
α-aril eter 2. Mekanisme reaksi kondensasi lignin
3. Mekanisme pemutusan ikatan antar polisakarida Pelarut organik etanol C
2
H
5
OH, dapat menghilangkan lignin dari kayu dengan cara pencucian Delong Delong1991. Cairan etanol menembus dengan
mudah ke dalam struktur kayu mengakibatkan delignifikasi seragam. Esa Muurinen, 2000.
Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak
berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada
minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua.
Titikdidih titiklebur : 78
o
C -114.3
o
C BM :
46.07 grmol
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 15
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Densitas : 0.789 gr cm
-3
Penampilan :
cairantakberwarna pH :
5
Tabel II.5 : The number of papers dealing with the use of organic solvents in pulping and pulping chemistry
Sumber : Esa Muurinen, 2000
Artati, Enny Kriswiyanti ST.2009, Penelitian ini mempelajari tentang proses organosolv pada delignifikasi enceng gondok menggunakan 2 pelarut
etanol dan asam asetat. Pada penelitian ini, Batang enceng gondok dilakukan pengadukan dengan kecepatan 900 rpm. Perbandingan berat sampel dan volume
larutan pemasak 1gram : 10 ml. Hasil percobaan menunjukkan bahwa kondisi optimum proses delignifikasi dengan menggunakan larutan pemasak etanol 40
pada pH larutan 2 dan waktu pemasakan 2 jam dengan kadar selulosa 69 , untuk larutan pemasak asam asetat 50 pada penambahan katalis 20 ml dan
waktu pemasakan juga 2 jam dan kadar selulosa 50.
Peneliti terdahulu Rully, 2006 telah menggunakan pelarut metanol sebagai pelarut organik pada proses delignifikasi kulit buah kakao, hasil yield maksimal diperoleh
pada
kadar α Sellulosa sebesar 52,78 , kadar yield sebesar 69,82 dan kadar air
sebesar 30,18 pada kondisi operasi pemasakan pulp 2,5 jam, dan konsentrasi methanol 40 .
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 16
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
BABIII PELAKSANAAN PENELITIAN
III.1. Bahan – bahan yang diperlukan
1. Kulit buah
coklat
2. Etanol III.2. Alat – alat yang digunakan
1. Labu Leher Tiga
2. Kondensor
3. Termometer
4. Kertas Saring
5. Pemanas Listrik
6. Motor Pengaduk
7. Oven
III.3. Gambar dan Susunan Alat
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 17
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
III.4. VARIABEL
Kondisi yang ditetapkan 1.
Ekstraksi Pektin
Kulit Buah coklat = 20 gram
Ukuran Kulit Buah coklat
= 10 mesh
Pelarut Bahan : Asam Sitrat = 1 : 12 gram
Putaran
Pengaduk =
200 rpm
Suhu
= 80
o
C
Waktu Ekstraksi pektin = 75 menit
2. Delignifikasi
Putaran
Pengaduk =
200rpm
Suhu =
80
o
C
Volume etanol
= 100
ml
Variabel yang dijalankan
1. Konsentrasi etanol
= 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 70 2.
Waktu pemasakan menit = 90 ; 120; 150; 180 ; 210
III.5. Prosedur Penelitian
1. Persiapan Alat dan Bahan Baku
Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian. Bersihkan terlebih dahulu alat-alat, dengan cara pencucian.
Potong kulit buah coklat berukuran 10 mesh, lalu timbang
kulit buah Coklat kering sebesar 20 gr, masukkan dalam labu leher tiga.
2. Proses Ekstraksi Pektin
Masukkan asam sitrat dan bahan dengan perbandingan 12 : 1 gram dalam labu leher tiga. Lakukan pengadukan dengan kecepatan 200 rpm
pada suhu operasi 80
o
C dengan waktu pemasakan 75 menit 3.
Persiapan Delignifikasi Saring, pisahkan filtrat sebagai pektin. Masukkan endapan dalam
labu leher tiga untuk proses delignifikasi.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 18
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
4. Proses Delignifikasi
Masukkan 100 ml Larutan etanol 30 , 40 , 50 , 60 , 70 dalam labu leher tiga. Lakukan pengadukan dengan kecepatan 200 rpm
pada suhu operasi 200
o
C dengan waktu pemasakan yang ditentukan. 5.
Pencucian Lakukan penyaringan untuk memisahkan pulp dari filtratnya,
kemudian cuci dengan aquadest secukupnya sampai pucat. 6.
Pengeringan Oven pada suhu 105
o
C. Dinginkan pulp pada desikator. 7.
Analisa.
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 19
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
III.6. Skema Penelitian
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 20
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
BAB IV HASIL PENELITIAN
IV.1. TABEL HASIL PENELITIAN
Dari penelitian yang dilakukan di Laboratorium Riset, didapatkan data – data yang di tabelkan seperti di bawah ini.
Tabel IV.1. Hasil Penelitian
50,0 53,2
60,2 54,9
51,0 52,3
57,6 63,2
56,4 53,1
51,4 53,0
59,2 53,6
51,6 50,4
51,8 57,1
52,2
10,028 50,1
10,010 50,0
10,156 50,8
11,563 57,8
10,489 52,4
10,034 50,2
Konsentrasi Etanol Waktu
Pemasakan menit
Berat bahan Berat
Endapan
30 90
20 22,175
150 20
180 10,009
120 20
21,223 10,639
21,124 150
20 21,170
21,154 12,049
210 20
21,553 10,204
10,460 120
20 21,147
11,521 20
22,214 10,987
90 20
20 22,415
11,284 210
20 23,660
10,622 10,278
120 20
22,248 11,841
210 12,643
180 20
22,650 10,718
21,461 10,599
150 20
90
60 90
20 23,224
150 40
50 20
20,674 180
20 20
23,053 20
23,775 10,316
180 10,356
11,423 180
20 23,886
120 20
23,326 210
70 90
20 23,431
120 20
23,730 210
20 23,840
yield
23,026 150
20 23,620
Berat Endapan kering
10,437 10,084
20 23,446
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 21
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Tabel IV.2. AnalisaHasilPenelitian
Pada saat analisa yang digunakan untuk analisa adalah endapan pulp setelah proses delignifikasi, hal ini dikarenakan untuk mengetahui apakah kulit
buah coklat memenuhi criteria dalam pembuatan pulp sebelum proses bleaching dilakukan, serta keterbatasan alat yang ada di laboratorium riset.
WaktuPemasakan menit
Konsentrasi Parameter
90 120
150 180
210 30
Lignin 4.9769
mgL 3.8743
mgL 2.5717
mgL 2.5325
mgL 2.6933
mgL Selulosa
47.4576 mgL 32.8328 mgL 18.2079 mgL 22.2821 mgL 26.3563 mgL
Kadar Air
0.2052 0.1464
0.0876 0.1293
0.171 Kadar
Abu 9.3761
9.2734 9.1706
9.1459 9.1212
40 Lignin
5.2074 mgL
3.8535 mgL
2.0995 mgL
3.572 mgL
4.2445 mgL
Selulosa 49.9083
mgL 35.1870 mgL 20.4658 mgL 30.8181 mgL 41.1703 mgL Kadar
Air 0.2015
0.1809 0.2039
0.1557 0.1511
Kadar Abu
9.7835 9.3321
8.7067 9.0358
9.1910 50
Lignin 5.4379
mgL 3.3068
mgL 2.3356
mgL 4.3657
mgL 5.7957
mgL Selulosa
52.3589 mgL 37.5413 mgL 22.7237 mgL 39.3540 mgL 55.9844 mgL
Kadar Air
0.1979 0.1718
0.1458 0.1384
0.1311 Kadar
Abu 10.1909 9.5648
8.9387 9.0997
9.2608 60
Lignin 5.6864
mgL 4.4412
mgL 2.5716
mgL 5.1592
mgL 7.3469
mgL Selulosa
54.8096 mgL 39.8956 mgL 24.9816 mgL 47.8900 mgL 70.7984 mgL
Kadar Air
0.1942 0.1409
0.0876 0.0994
0.1112 Kadar
Abu 10.5982 9.8844
9.1706 6.9153
9.3306 70
Lignin 5.8989
mgL 4.1533
mgL 2.8076
mgL 5.6529
mgL 8.8981
mgL Selulosa
57.2602 mgL 42.2499 mgL 27.2395 mgL 56.4260 mgL 85.6124 mgL
Kadar Air
0.1905 0.1100
0.0295 0.0603
0.0912 Kadar
Abu 11.0056 10.2041
9.4026 9.4015
9.4004
Hak Cipta © milik UPN Veteran Jatim : Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
MENGGUNAKAN ETANOL PADA PROSES PEMISAHAN SELULOSA 22
TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
IV.2. GRAFIK DAN PEMBAHASAN