2.1.1. Asap Cair
Asap cair merupakan asam cuka vinegar yang diperoleh dengan cara destilasi kering bahan baku pengasap seperti kayu, lalu diikuti dengan peristiwa kondensasi dalam
kondensor berpendingin air. Asap cair dapat digunakan sebagai pengawet makanan karena mengandung senyawa-senyawa antibakteri dan antioksidan. Asap cair banyak
digunakan pada industri makanan sebagai preservatif, industri farmasi, bioinsektisida, pestisida, desinfektan, herbisida dan lain sebagainya Sutin, 2008.
Prinsip utama dalam pembuatan asap cair sebagai bahan pengawet adalah dengan mendestilasi asap yang dikeluarkan oleh bahan berkarbon dan diendapkan
dengan destilasi multi tahap untuk mengendapkan komponen yang larut. Untuk menghasilkan asap yang baik pada waktu pembakaran sebaiknya menggunakan jenis
kayu keras seperti kayu bakau, rasa mala, serbuk dan serutan kayu jati, cangkang kelapa sawit serta tempurung kelapa, sehingga diperoleh ikan asap yang baik
Tranggono dkk, 1997. Hal tersebut dikarenakan asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu keras akan berbeda komposisinya dengan asap yang dihasilkan dari
pembakaran kayu lunak. Pada umumnya kayu keras akan menghasilkan aroma yang lebih unggul, lebih kaya kandungan aromatik dan lebih banyak mengandung senyawa
asam dibandingkan kayu lunak.
Asap diperoleh melalui pembakaran bahan yang banyak mengandung selulosa, hemiselulosa dan lignin. Pembakaran hemiselulosa, selolusa, dan lignin dari kayu
akan menghasilkan senyawa asam dan turunannya dan fenol. Selain kayu juga dapat digunakan tempurung dan sabut kelapa, sampah organik, cangkang kopi, bambu
maupun merang padi sebagai penghasil asap Sutin, 2008.
Menurut Amritama 2007 asap cair merupakan suatu hasil destilasi atau pengembunan dari uap hasil pembakaran tidak langsung maupun langsung dari bahan
yang banyak mengandung karbon serta senyawa-senyawa lain, bahan baku yang banyak digunakan adalah kayu, cangkang kelapa sawit, ampas hasil penggergajian
kayu dll. Pszczola 1995, menyatakan asap cair didefinisikan sebagai kondensat berair alami dari kayu yang telah mengalami aging dan filtrasi untuk memisahkan
Universitas Sumatera Utara
senyawa tar dan bahan-bahan tertentu. Sedangkan menurut Darmadji 1996, asap cair merupakan hasil kondensasi dari pirolisis kayu yang mengandung sejumlah besar
senyawa yang terbentuk akibat proses pirolisis konstituen kayu seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin.
Pirolisis merupakan proses dekomposisi atau pemecahan bahan baku penghasil asap cair dengan adanya panas pembakaran dan oksigen yang terbatas dan
menghasilkan gas, cairan dan arang yang jumlahnya tergantung pada jenis bahan, metode, dan kondisi dari pirolisisnya. Pembakaran tidak sempurna pada cangkang
sawit menyebabkan senyawa karbon kompleks tidak teroksidasi menjadi karbondioksida dan peristiwa tersebut disebut juga sebagai pirolisis. Istilah lain dari
pirolisis adalah destructive distillation atau destilasi kering, dimana merupakan proses penguraian yang tidak teratur dari bahan-bahan organik yang disebabkan oleh adanya
pemanasan tanpa berhubungan dengan udara luar. Hal tersebut mengandung pengertian bahwa apabila cangkang sawit dipanaskan tanpa berhubungan dengan
udara dan diberi suhu yang cukup tinggi, maka akan terjadi proses penguraian dari senyawa-senyawa kompleks yang menyusun kayu keras dan menghasilkan zat dalam
tiga bentuk yaitu padatan, cairan, dan gas.
Menurut Tahir 1992, pada proses pirolisis dihasilkan tiga macam penggolongan produk yaitu :
1. Gas-gas yang dikeluarkan pada proses karbonisasi ini sebagian besar berupa
gas CO
2
dan sebagian lagi berupa gas-gas yang mudah terbakar seperti CO, CH
4
, ataupun H
2
serta hidrokarbon tingkat rendah lain. Komposisi rata-rata dari total gas yang dihasilkan pada proses karbonisasi kayu disajikan pada
tabel 2.1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Komposisi Rata-Rata Total Gas yang dihasilkan pada Proses Karbonisasi Kayu
Komponen Gas Persentase
Karbondioksida 50,77
Karbonmonoksida 27,88
Metana 11,36
Hidrogen 4,21
Etana 3,09
Hidrokarbon tak jenuh 2,72
Sumber : Tahir 1992
2. Destilat berupa asap cair dan tar. Komposisi utama dari produk yang
tertampung adalah metanol dan asam asetat. Bagian lainnya merupakan komponen minor yaitu fenol, metil asetat, asam formiat, asam butirat, dan
lainnya.
3. Residu Karbon
Kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin dalam kayu berbeda-beda tergantung dari jenis kayu. Pada umumnya kayu mengandung dua bagian
selulosa dan satu bagian hemiselulosa, serta satu bagian lignin.
Adapun proses pirolisis terjadi dekomposisi senyawa-senyawa penyusunnya, yaitu :
a. Pirolisis selulosa
Selulosa adalah senyawa makromolekul yang dihasilkan dari kondensasi linier struktur heterosiklis molekul glukosa. Selulosa terdiri dari 100 – 1000 unit
glukosa Ratna, 2008. Selulosa terdekomposisi pada temperatur 280
o
C dan berakhir pada 300 – 350
o
C. Girard 1992, menyatakan bahwa pirolisis selulosa berlangsung dalam dua tahap, yaitu reaksi hidrolisis yang
menghasilkan glukosa ; dan reaksi yang menghasilkan asam asetat dan homolognya, bersama air dan sejumlah kecil furan dan fenol. Walaupun
pembentukan ini lebih sering berhubungan dengan pirolisis hemiselulosa dan lignin.
Universitas Sumatera Utara
b. Pirolisis hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan polimer dari beberapa monosakarida dengan berat molekul yang relatif rendah dan terdapat didalam dinding sel tanaman
bersama-sama dengan lignin dan selulosa. Rantai molekul hemiselulosa jauh lebih pendek dibandingkan dengan selulosa, dan dalam beberapa senyawa
mempunyai rantai cabang. Kandungan hemiselulosa dalam kayu keras lebih besar daripada kayu lunak. Contoh hemiselulosa seperti pentosan C
5
H
8
O
4
dan heksosan C
6
H
10
O
5
. Pentosan terdiri dari dua kelompok utama yaitu xilan dan araban. Dimana xilan lebih mendominasi dibandingkan araban. Pirolisis
dari pentosan membentuk fural, furan, dan turunannya beserta suatu seri yang panjang dari asam karboksilat. Heksosan juga terdiri dari dua kelompok utama,
yaitu mannan dan galaktan, dimana unit dasarnya secara berurutan adalah manosa dan galaktosa. Bersama-sama dengan selulosa, pirolisis heksosan
membentuk asam asetat dan homolognya. Hemiselulosa akan terdekomposisi pada temperatur 200 – 250
o
C.
c. Pirolisis lignin
Lignin merupakan sebuah polimer kompleks yang mempunyai berat molekul yang tinggi dan tersusun atas sistem aromatik serta unit-unit fenil propana.
Senyawa-senyawa yang diperoleh dari pirolisis struktur dasar lignin berperan penting dalam memberikan aroma asap produk asapan. Senyawa ini adalah
fenol, eter fenol seperti guaiakol, siringol, dan homolog serta derivatnya. Struktur kimia lignin antara kayu keras dan kayu lunak berbeda yaitu pada
bentuk senyawa metoksi dalam cincin aromatiknya, sehingga menyebabkan perbedaan pada hasil pirolisisnya. Pembakaran kayu keras terutama
menghasilkan guaiakol, sedangkan pembakaran kayu lunak menghasilkan siringol Girard, 1992. Kandungan lignin untuk tiap-tiap tumbuhan yang
berbeda akan bervariasi. Namun secara umum kandungan lignin yang terdapat dalam kayu keras berkisar antara 20 – 40. Lignin mengalami dekomposisi
pada temperatur 300 – 350
o
C dan berakhir pada 400 – 450
o
C Ratna, 2008.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Contoh Senyawa Fenolik yang Terdapat didalam Asap Cair
Gambar 2.2. Struktur Lignin
HO OCH
3
HO H
3
CO H
3
CO
Guaiakol Siringol
OH
CH
3
O [O-CH
3
]
OH
O-CH
3
O C
OH
CH
3
O-CH
3
CH O
O-CH
3
OH O
CH
2
CO CH
3
O
CH
2
OH CH
2
Universitas Sumatera Utara
LIGNIN
Gambar 2.3. Mekanisme Pirolisis Lignin dari Kayu Lunak. Ratna, 2008
C - CH
3
OH
CH
3
O OH
CH
3
O CH
2
-CH
2
-CH
2
OH CH=CH-CH
2
OH Dehidrogenasi
Pemecahan Rantai C
Oksigenasi OH
CH
3
O CH=CH-COOH
Asam Firulat Dekarboksilasi
OH
CH
3
O CH=CH
2
4-Vinil Guaialol OH
CH
3
O COH
Vanilin Oksidasi
OH
CH
3
O COOH
Asam Vanilat OH
CH
3
O CH
3
4-Metil Guaiakol OH
CH
3
O CH
2
-CH
3
OH
CH
3
O 4-Etil Guaiakol
O Asetovanilon
Dekarboksilasi
CH
3
O OH
Guaiakol Oksidasi
Universitas Sumatera Utara
LIGNIN
Gambar 2.4. Mekanisme Pirolisis Lignin dari Kayu Keras. Ratna, 2008
OH
CH
3
O OH
CH
3
O CH
2
-CH
2
-CH
2
OH CH=CH-CH
2
OH Dehidrogenasi
Pemecahan Rantai C
Oksigenasi
OH
CH
3
O CH=CH-COOH
Asam Sinapat Dekarboksilasi
OH
CH
3
O CH=CH
2
4-Vinil Siringol
OH
CH
3
O COH
Siringaldehid Oksidasi
OH
CH
3
O COOH
Asam Siringat OH
CH
3
O CH
3
4-Metil Siringol OH
CH
3
O CH
2
-CH
3
OH
CH
3
O 4-Etil Siringol
C - CH
3
O Asetonsiringon
Dekarboksilasi
CH
3
O OH
Siringol [O-CH
3
] [O-CH
3
]
[O-CH
3
] [O-CH
3
] [O-CH
3
]
[O-CH
3
] [O-CH
3
] [O-CH
3
] Oksidasi
[O-CH
3
] [O-CH
3
]
Universitas Sumatera Utara
2.1.2. Komposisi Penyusun Asap Cair
Kategori