36
1. Golongan Senyawa Cairan Pirolisis
Nakai et al. 2006 menyatakan kualitas cairan hasil pirolisis sangat bergantung pada komposisi senyawa-senyawa kimia yang
dikandungnya. Senyawa-senyawa kimia yang terdapat di dalam cairan sangat bergantung pada kondisi pirolisis dan bahan baku yang digunakan.
Di samping itu, proses pirolisis suatu bahan yang tidak berlangsung sempurna dapat menyebabkan komponen-komponen kimia yang
dihasilkan dalam cairan kurang lengkap. Komponen kimia yang telah diidentifikasi pada cairan antara lain senyawa golongan fenol, karbonil,
asam karboksilat, hidrokarbon dan alkohol Girard, 1992. Jumlah cairan yang dihasilkan sangat bergantung pada
karakteristik bahan baku yang digunakan dan suhu yang dicapai selama proses. Hal ini sesuai dengan Djatmiko et al. 1985 yang mengemukakan
keberadaan senyawa-senyawa kimia dalam cairan dipengaruhi oleh kandungan kimia dari bahan baku yang digunakan dan suhu yang dicapai
pada proses pirolisis. Berkaitan dengan hal tersebut, Byrne dan Nagle 1997 menyatakan penguapan, penguraian atau dekomposisi komponen
kimia kayu pada proses pirolisis terjadi secara bertahap, yaitu pada suhu 100ºC hingga 150ºC hanya terjadi penguapan molekul air; pada suhu
200ºC mulai terjadi penguraian hemiselulosa; pada suhu 240ºC selulosa mulai terdekomposisi menjadi pirolignat, gas CO, CO
2
, dan sedikit ter; pada suhu 240ºC hingga 400ºC terjadi proses dekomposisi selulosa dan
lignin menjadi larutan pirolignat, gas CO, CH
4
, H
2
, dan ter lebih banyak; dan pada suhu di atas 400ºC terjadi pembentukan lapisan aromatik.
Data kromatogram GCMS cairan hasil pirolisis yang dihasilkan pada penelitian ini ditunjukkan pada Lampiran 3 hingga Lampiran 8.
Pemisahan komponen kimia cairan pirolisis batang dan daun jagung ditunjukkan pada puncak-puncak kromatogram. Puncak-puncak tersebut
muncul sesuai dengan waktu resistensinya. Senyawa yang diidentifikasi merupakan senyawa yang memiliki qual di atas 90 yang berarti tingkat
keyakinan senyawa tesbut berdasarkan database yang digunakan di atas 90 .
37
Dari Gambar 15, dapat dilihat kandungan cairan hasil pirolisis batang dan daun jagung tanpa katalis. Pada suhu 250ºC terdapat dua belas
senyawa yang diidentifikasi dan memiliki nilai qual lebih dari 90 yang terdiri dari enam senyawa 50 golongan asam, satu senyawa 8,33
golongan ester, dan lima senyawa 41,67 golongan hidrokarbon. Dari data tersebut terdapat senyawa yang memiliki jumlah yang cukup tinggi
dari golongan asam yaitu asam dodecanoic atau asam laurat sebesar 5,07.
Pada suhu 350ºC, terdapat jumlah senyawa yang paling banyak diantara cairan hasil pirolisis lainnya yaitu dua puluh dua senyawa yang
terdiri dari empat senyawa 18,18 golongan asam dan golongan aldehida, serta empat belas senyawa 63,64 golongan fenol. Pada suhu
ini golongan fenol memiliki jumlah yang paling besar dengan luas area sebesar 57,21. Pada suhu 450ºC hanya terdapat dua jenis golongan dari
sebelas senyawa yang terdapat di dalam cairan hasil pirolisis, yaitu sembilan senyawa 81,82 golongan fenol dan dua senyawa 18,18
dari golongan aldehid. Data golongan senyawa cairan hasil pirolisis batang dan daun jagung pada suhu 250, 350 dan 450ºC disajikan pada Lampiran
9. Golongan asam pada pirolisis tanpa katalis diantaranya asam
dodekanoik, asam palmitat, asam stearat, asam oleat, asam hexanedioik, asam cinnamic, nonadecane, hexadecane dan cysteaminesul fonic.
Senyawa ester pada suhu 250
o
C berupa di-n-octo phtalate. Golongan fenol berupa p-cresol, dimetoxy phenol, pyrocatechol, guaiacol, p-ethylphenol,
p-vinylguaiacol dan lain sebagainya. Golongan hidrokarbon berupa eicosane, heneicosane, docosane, tricosane dan chloronitropropane.
Senyawa yang terdapat pada golongan aldehid yaitu vanillin dan syringaldehyde. Grafik hubungan suhu dengan golongan senyawa pada
proses pirolisis tanpa katalis ditampilkan pada Gambar 15.
38
Gambar 15. Grafik hubungan suhu dengan golongan senyawa pada proses pirolisis tanpa katalis
Pada pirolisis batang dan daun jagung tanpa katalis lebih banyak menghasilkan senyawa dari golongan fenol. Menurut Ku et al. 2006,
perbedaan kandungan fenol dikarenakan perbedaan perbandingan SG S: syringol dan G: guaiacol. Senyawa fenol yang dihasilkan sebagian besar
merupakan hasil dekomposisi lignin dan jenis cyclopentenolones yang merupakan derivate dari selulosa. Lignin akan menghasilkan turunan
berupa syringol yang merupakan golongan fenol. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 15 dimana golongan fenol tidak terdapat pada suhu 250ºC
tetapi ada pada cairan pirolisis suhu 350ºC dan 450ºC. Ini dikarenakan lignin terdekomposisi pada suhu yang cukup tinggi yaitu di atas suhu
360ºC. Grafik hubungan suhu dengan golongan senyawa pada proses
pirolisis dengan penambahan katalis seperti terlihat pada Gambar 16.
39
Gambar 16. Grafik hubungan suhu dengan golongan senyawa pada proses pirolisis dengan penambahan katalis
Dari Gambar 16 dapat diketahui cairan pirolisis suhu 250ºC lebih banyak kandungannya. Pada suhu ini terdapat tujuh belas senyawa yang
terdiri dari delapan senyawa 47,06 golongan asam, dua senyawa 11,76 golongan ester, satu senyawa 5,88 golongan fenol dan
aldehid, serta lima senyawa 29,41 golongan hidrokarbon. Pada suhu 350ºC hanya terdapat tujuh senyawa, paling sedikit
diantara cairan hasil pirolisis dengan katalis. Cairan pada suhu ini mengandung empat senyawa 57,14 golongan asam, satu senyawa
golongan ester dan dua senyawa 28,57 golongan hidrokarbon. Pada suhu 450ºC lebih banyak terdapat kandungan senyawa dibandingkan
cairan suhu 350ºC yaitu dua belas senyawa yang terdiri dari dua senyawa 16,67 golongan asam dan ester, empat senyawa 33,33 golongan
fenol, satu senyawa hidrokarbon dan tiga senyawa 25,00 golongan aldehid. Senyawa-senyawa yang terdapat pada golongan asam hampir
sama dengan senyawa yang terdapat pada golongan asam tanpa katalis, tetapi ada yang berbeda antara lain asam azelaik, hexadecane, asam
dikloroasetik-propil ester dan asam homovanilik, sedangkan senyawa yang terdapat pada golongan ester yaitu metil palmitat dan metil oleat.
40
Golongan fenol hanya sedikit terdapat pada cairan 250ºC dan tertinggi pada suhu 450ºC yaitu sebesar 1,37 dan 18,59. Jumlah fenol
ini lebih sedikit daripada cairan pirolisis tanpa katalis pada suhu yang sama yang terdiri dari senyawa o-phenylphenol, p-acetylphenol,
acetylguaiacol, acetominophen dan acetosyringone. Golongan hidrokarbon lebih tersebar merata pada cairan pirolisis
dimana terdapat sebesar 5,22 pada suhu 250ºC dan 8,33 serta 8,13 pada suhu 350ºC dan 450ºC dimana terdapat senyawa eicosane, tricosane,
tetracosane, heneicosane, heptacosane dan 6-hydoxycoumari. Senyawa golongan aldehid hanya terdapat pada cairan suhu 450ºC sebesar 13,82
dan sangat sedikit 0,23 pada suhu 250ºC diantaranya p- hidroxybenzaldehyde, vanillin, syringaldehyde dan nonaldehyde.
Pirolisis batang dan daun jagung dengan penambahan katalis menghasilkan lebih banyak senyawa yang berasal dari golongan asam,
ester, dan hidrokarbon, tetapi menurunkan jumlah senyawa golongan fenol. Hal ini sesuai dengan Gani et al.2007 yang menyatakan bahwa
pirolisis batang jagung lebih banyak menghasilkan senyawa asam hidrokarbon terlarut. Semakin tinggi suhu pirolisis maka semakin sedikit
senyawa asam yang terkandung di dalam cairan. Peningkatan jumlah asam dengan penambahan katalis terjadi
karena mekanisme proses pemecahan dan pembentukan senyawa yang lebih spesifik. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Qi et al. 2007 yang
menyatakan dengan penambahan katalis akan meningkatkan jumlah senyawa asam dan mengurangi kandungan fenol.
Jumlah senyawa dan golongan yang terkandung dalam cairan pirolisis yang berbeda tiap suhunya baik dengan dan tanpa penambahan
katalis dikarenakan reaksi yang terus terjadi dalam reaktor dan proses kondensasi gas, selain itu suhu yang semakin tinggi dan penambahan
katalis juga mempengaruhi reaksi yang terjadi dan produk yang dihasilkan.
41
2. Fungsi Senyawa Cairan Pirolisis untuk Bahan Tambahan Makanan
Kategori