Pembentukan Asam Asetat dari Pirolisis

senyawa diantaranya fenol, alkana, alkena, streoid, asam, ester, keton, turunan benzena, dan alkohol Alkalin Karagoz 2011.

4.4. Pembentukan Asam Asetat dari Pirolisis

Mutu asap cair sangat ditentukan oleh komposisi komponen-komponen kimia yang dikandungnya. Kriteria mutu asap cair baik cita rasa maupun aroma sebagai ciri khas yang dimiliki asap ditentukan oleh golongan senyawa kimia yang dikandungnya. Senyawa-senyawa kimia yang terdapat di dalam asap cair sangat bergantung pada kondisi pirolisis dan bahan baku yang digunakan Nakai et al. 2006. Pengujian mutu asap cair terdiri atas sifat fisik dan kimia asap cair. Identifikasi senyawa kimia pada asap cair masing-masing bahan baku dilakukan dengan pengukuran pH dan konsentrasi asam asetat. Nilai pH menunjukkan tingkat proses penguraian komponen kimia kayu yang berasal dari komponen hemiselulosa, selulosa dan lignin yang menghasilkan asam organik. Asap cair memiliki nilai pH tertentu, sehingga kualitas asap cair yang dihasilkan sangat tinggi. Secara keseluruhan nilai pH yang rendah akan berpengaruh terhadap nilai awet dan daya simpan produk asap. Nilai pH ascakaja berkisar 3.14-3.70, ascakapin 3.07-3.45 dan ascabam 2.89-3.74. Hasil penelitian ini didukung oleh Lim et al. 2002, bahwa nilai pH asap cair dari kayu karet 2,98. Nilai pH asap cair dari kayu karet pada suhu dibawah 400°C RW 1 adalah 2,9- 3,2. Nilai pH asap kayu karet di atas suhu 400°C RW 2 berkisar 3,16-3,83 Ratanapisit et al. 2009. Rataan nilai pH dan konsentrasi asam asetat pada ascakaja, ascakapin, dan ascabam dapat dilihat pada Tabel 17 dan Lampiran 3. Tabel 17 Rataan nilai pH pada ascakaja, ascakapin dan ascabam terhadap suhu pirolisis Suhu pirolisis °C pH Ascakaja Ascakapin Ascabam 110 3.14 3.45 3.74 200 3.16 3.30 2.99 300 3.19 3.07 2.89 400 3.38 3.21 3.08 500 3.70 3.45 3.74 Keterangan : Ascakaja : asap cair serbuk kayu jati, Ascakapin:asap cair serbuk kayu pinus Ascabam ; asap cair serbuk bambu Pada Tabel 17, terlihat nilai pH ascakaja, ascakapin dan ascabam relatif rendah, karena pada proses pirolisis ketiga bahan baku tersebut menghasilkan asam format, asam benzoat dan asam asetat yang menyebabkan nilai pH rendah. Hasil perhitungan menggunakan data GC-MS untuk mendapatkan konsentrasi asam asetat dapat dilihat pada Tabel 18 dan Lampiran 3. Tabel 18 Konsentrasi asam asetat pada ascakaja, ascakapin dan ascabam dari hasil perhitungan analisis GC-MS Ket : Ascakaja : asap cair kayu jati, Ascakapin: asap cair kayu pinus, Ascabam ; asap cair bambu Konsentrasi asam asetat diperoleh dari hasil perhitungan luas area senyawa asam GC-MS. Konsentrasi asam asetat jati meningkat antara suhu 110-200°C. Pada bahan baku bambu, asam asetat naik secara perlahan hingga suhu 400°C, sedang pada bahan baku pinus, pembentukan asam sudah mencapai maksimun pada suhu 110°C. Perbedaan jumlah asam asetat ini kemungkinan disebabkan perbedaan komposisi kayu. Perbedaan lain adalah kayu jati, memiliki kerapatan medium 0.60-0.75 gcm 3 , kekuatan ikatan dan dimensinya stabil Amoako 2004, sedangkan kayu pinus memiliki tesktur halus, bau khas terpentin, strukturnya tidak berpori dan memiliki kerapatan rata-rata 0.55 gcm 3 Martawijaya et al. 1989. Jadi Semakin besar kerapatan bahan baku, maka kualitasnya semakin baik, artinya konsentrasi asam asetat semakin tinggi. Maka semakin tinggi tingkat keasamannya artinya semakin rendah nilai pH dari asap cair tersebut. Mekanisme pembentukan asam asetat secara kimia hasil dari penataan ulang karbon baik yang bersumber dari selulosa, lignin maupun hemiselulosa diawali dengan proses pemutusan dan pemecahan rantai ikatan kimia yang menghasilkan senyawa radikal yang tidak stabil seperti CHO, CH 2 OH, OH, H, O, dan C. Misalnya reaksi antara CHO dengan CH 2 OH akan membentuk saling bereaksi Suhu pirolisis °C Konsentrasi asam asetat moll Ascakaja Ascakapin Ascabam 110 5.09 5.29 5.02 200 9.34 4.10 6.19 300 9.67 3.66 6.49 400 9.81 3.63 7.89 500 9.78 3.82 7.78 membentuk senyawa baru yang stabil seperti CH 3 COOH, dan senyawa lain juga membentuk senyawa baru seperti COOH, H 2 O dan H 2 , sedangkan atom karbon akan mengalami penataan ulang membentuk senyawa aromatik Pari 2010 Gambar 14. Menurut Bryne Nagle 1997 menyatakan penguapan, penguraian atau dekomposisi kimia kayu pada proses pirolisis terjadi secara bertahap, yaitu pada suhu 100-150°C hanya terjadi penguapan molekul air. Pada suhu 200-240°C, mulai terjadi penguraian hemiselulosa dan selulosa menjadi larutan pirolignat asam organik dengan titik didih rendah seperti asam asetat, formiat, dan metanol, gas kayu CO dan CO 2 , sedikit ter. Pada suhu 240-400°C, terjadi depolimerisasi dan pemutusan ikatan C-O dan C-C. Pada kisaran suhu ini selulosa sudah terdegradasi, lignin mulai terurai menghasilkan ter, larutan pirolignat dan gas CO menurun, sedangkan gas CO, CH 4 , dan H 2 meningkat. Pada suhu lebih dari 400°C, terjadi pembentukan lapisan aromatik dan lignin masih terurai sampai suhu 500°C. Pada suhu di atas 600°C mulai terjadi proses pembesaran luas permukaan karbon. O CH 2 OH O OH OH O CH 2 OH O OH OH O CH 2 OH OH OH C B A D O H 2 C O OH OH OH CHO + CH 2 OH + OH + H + O + C CHO + CH 2 OH CH 3 COOH CHO + OH HCOOH OH + H H 2 O H + H C + O H 2 CO C Gambar 14 Mekanisme pembentukan asam asetat secara kimia hasil dari penataan ulang karbon baik yang bersumber dari selulosa, lignin maupun hemiselulosa Pari 2010.

4.5. Pemisahan Asap Cair