Pengaruh Temperatur Pembakaran dalam Pembuatan Abu dari Kulit Buah Pisang Kepok (Musa paradisiaca Linn cv. ‘Saba’) sebagai Sumber Alkali
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang mempunyai keanekaragaman flora yang
tinggi, berbagai macam tanaman terdapat di Indonesia. Salah satunya adalah
tanaman pisang, hampir tidak ada daerah di Indonesia yang tidak terdapat
tanaman pisang. Pisang merupakan tanaman rakyat yang dapat tumbuh di hampir
seluruh tipe agroekosistem, sehingga tanaman ini menduduki posisi pertama
dalam hal luas bila dibandingkan dengan tanaman buah lainnya. Pisang adalah
tanaman buah berupa herba yang berasal dari kawasan di Asia Tenggara
(termasuk Indonesia). Tanaman ini kemudian menyebar ke Afrika (Madagaskar),
Amerika Selatan dan Tengah. Pengembangan dan persebaran tanaman pisang
dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya adalah iklim, media tanam dan
ketinggian tempat. Oleh karena beberapa faktor tersebut maka perkembangan dan
persebaran pisang juga akan dipengaruhi oleh pola ketersediaan air sepanjang
tahun dan kecocokan (kemampuan adaptasi) varietas menurut seleksi alam,
akibatnya daerah persebaran tersebut sekaligus menjadi sentra produksi pisang
[1].
Pisang (Musa sp.) merupakan komoditas buah yang paling banyak
diproduksi dan dikonsumsi di Indonesia. Pisang merupakan tanaman hortikultura
yang memiliki tingkat produksi cukup tinggi di Indonesia dan memiliki
kecenderungan meningkat dari tahun ke tahun. Dilihat dari nilai produksi kotor
dunia, pisang juga menempati urutan ke-empat untuk bahan pangan dunia yang
paling penting untuk diperhatikan setelah beras, gandum, dan jagung [2].
Kulit pisang merupakan bahan buangan (limbah buah pisang) yang cukup
banyak jumlahnya, yaitu sekitar 1/3 dari buah pisang yang belum dikupas.
Menurut data Badan Pusat Statistik 2015 [3], volume produksi pisang di Indonesia
dari tahun 2011 hingga tahun 2014 berturut–turut sebesar 6.132.695 ton,
6.189.052 ton, 6.279.290 ton, dan 6.862.567 ton. Sedangkan sampai saat ini kulit
pisang belum dimanfaatkan secara nyata, hanya dibuang sebagai limbah organik
1
Universitas Sumatera Utara
saja atau digunakan sebagai makanan ternak seperti kambing, sapi, dan kerbau.
Jumlah kulit pisang yang cukup banyak akan memiliki nilai jual yang
menguntungkan apabila bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku [4].
Abu merupakan residu mineral yang diperoleh setelah pembakaran pada
bahan organik. Potensi generasi abu bervariasi dari satu bahan tanaman yang lain.
Komposisi abu tergantung pada sumber, jenis bahan tanaman dan sifat tanah
tempat tumbuh suatu tanaman. Bagian dari tanaman yang dibakar dapat
menentukan hasil abu dan komposisi. Bahkan pada tanaman yang sama,
komposisi logam dapat bervariasi, seperti yang diamati dalam studi melacak
konsentrasi elemen dalam kulit buah dan batang Musa paradisiaca [5].
Alkali kalium telah diperoleh secara domestik di seluruh dunia dan secara
komersial digunaan pada sektor kaca datar, kimia, pulp dan kertas. Hal ini juga
digunakan untuk produksi sabun lokal dan secara tradisional digunakan sebagai
agen pembersih. Isi alkali dari kalium turunan abu dinyatakan kalium dan natrium
hidroksida atau kalium dan natrium karbonat. Signifikan efektivitas dan ekonomis
dari pengelolaan limbah kayu melalui produksi kalium. Kandungan kalium dari
kulit pisang matang dan kulit pisang mentah ditujukan untuk pembuatan sabun
[6].
Penelitian sejenis dalam rangka pembuatan abu dari kulit berbagai buah
sebagai sumber alkali dapat dilihat di bawah ini.
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu dalam Pembuatan Abu dari Kulit Buah sebagai
Sumber Alkali.
Peneliti Terdahulu
Judul Penelitian
Intisari
C. O. Onyegbado;
Solid
Soap
Kulit
E.T.
Production
using
dikeringkan dalam oven pada
O.J. Offor (2002)
Plantain Peel Ash
100 °C selama dua hari sampai
[7].
as Source of Alkali
berat
dalam Journal of
dilakukan
Applied
Analisis spektrofotometri dari
Iyagba;
dan
Science
pisang
konstan.
and Environmental
ekstrak
Management Vol.
dilakukan
mentah
Pembakaran
selama
untuk
ion
3
jam.
logam
dengan
2
Universitas Sumatera Utara
6 (1) 73-77.
menggunakan
atomic
absorption spectrophotometer
(AAS). Komposisi persentase
ion
logam
dalam
ekstrak
diperoleh kalium sebesar 81,98
% dan natrium sebesar 15,86
%.
I. Oluremi Olabanji;
Metal Analyses of
Prosedur
E.
Ayodele
Ash
sama
Oluyemi;
dan
O.
Alkalies
From
Ajayi
Banana
and
dikeringkan dalam oven pada
Peels
100 °C selama dua hari sampai
Solomon
(2012) [8].
Derived
Plantain
(Musa
dengan
Onyegbado
sabun
penelitian
dkk.
Sampel
in
berat konstan. Suhu dan waktu
soap making dalam
furnace yang dilakukan yaitu
African Journal of
500
Biotechnology
Dilakukan
Vol.
spp.)
pembuatan
11
(99)
16512-16518.
o
C
selama
6
jam.
analisis
spektofotometri, molaritas, pH,
dan
konduktivitas.
menunjukkan
Hasil
bahwa
kandungan alkali kalium pada
kulit
pisang
raja
sebesar
231,93 mg/kg dan kulit pisang
sebesar 181,99 mg/kg.
Joshua
O.
Determination
of
Menggunakan
kulit
buah
Babayemi; Khadijah
Potash Alkali and
pisang sebagai sumber alkali.
T. Dauda; Abideen
Metal Contents of
0,5 gram sampel kering dan
A.A.
Kayode;
Ashes
sampel tanah ditimbang dalam
Davies O. Nwude;
From
John A. Ajiboye;
Some Varieties of
dilakukan pembakaran dalam
Enobong R. Essien;
Nigeria
Grown
muffle
dan
Musa
Species
600oC dalam waktu 2 jam.
Olufunmilayo
Obtained
Peels
of
cawan
lebur
furnace
porselen
pada
dan
suhu
3
Universitas Sumatera Utara
O. Abiona (2010)
dalam
Dilakukan
analisis
[6].
BioResources, Vol.
spektofotometri
dengan
5 (3) 1384-1392.
menggunakan
atomic
absorption spectrophotometer
(AAS). Hasil analisis berkisar
6,3-12,0% untuk kadar abu,
69,0-81,9% untuk kadar alkali
pada abu, dan 4,7-9,6% untuk
kadar alkali pada kulit kering.
Mary B. Ogundiran;
Determination
Joshua
O.
Metal Content and
mete sebagai sumber alkali.
dan
an Assessment of
Sampel
Babayemi;
of
Menggunakan
kulit
dikeringkan
kacang
dalam
o
Chima G. Nzeribe
the Potential Use
oven pada 105 C selama 3
(2011) [9].
of Waste Cashew
jam,
Nut Ash (CNSA) as
menjadi abu dalam muffle
a
For
furnace pada 500 oC selama 4
Potash Production
jam menggunakan cawan lebur
dalam
porselen. Dilakukan analisa
BioResources, Vol.
kandungan alkali karbonat dan
6 (1) 529-536.
hidroksida
Source
kemudian
anorganik.
serta
dibakar
komponen
Hasil
analisa
menunjukkan bahwa didapat
kandungan abu sebesar 3,0 ±
0,46% dan kandungan alkali
sebesar 33,4 ± 0,22%.
Satriyani
Siahaan,
Penentuan Kondisi
Variasi waktu pembakaran 30,
Melvha
Hutapea
Optimum
Suhu
60, 90 dan 120 menit dan
Waktu
variasi suhu 400, 500 dan 600
dan
Hasibuan
[10]
Rosdanelli
(2013)
dan
Karbonisasi
pada
o
C. Hasil analisa diperoleh
Pembuatan Arang
rendemen, kadar air, kadar
dari Sekam Padi.
abu, kadar zat mudah menguap
4
Universitas Sumatera Utara
Jurnal
1.2
Teknik
dan kadar karbon pada arang
Kimia USU, Vol.
sekam
2, No 1
bervariasi.
padi
dengan
nilai
Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi rumusan masalah adalah menentukan
temperatur pembakaran optimum pada pembuatan abu dari kulit buah pisang
untuk memperoleh kandungan alkali K2O terbanyak.
1.3
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut :
1. Untuk menentukan temperatur pembakaran optimum pada pembuatan
abu dari kulit buah pisang.
2. Untuk menghasilkan komposisi terbaik alkali dari kulit buah pisang
setelah pembakaran untuk digunakan sebagai sumber alkali.
1.4
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa limbah kulit
buah pisang dapat digunakan sebagai sumber alkali alternatif. Memberikan nilai
lebih pada limbah kulit buah pisang dalam bidang industri. Selain itu juga dapat
mengurangi limbah kulit buah pisang dan meningkatkan nilai ekonomis dari kulit
buah pisang yang merupakan limbah padat.
1.5
Ruang Lingkup Penelitian
1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analisa dan Laboratorium
Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Bahan baku yang digunakan adalah kulit buah pisang kepok (Musa
paradisiaca Linn cv. ‘Saba’). Proses yang dilakukan dalam penelitian ini
adalah pembuatan abu kulit buah pisang dengan memvariasikan dua
variabel sebagai berikut:
-
Temperatur pembakaran = 450 oC, 500 oC, 550 oC, dan 600 oC
-
Lama pembakaran = 3 jam dan 5 jam
5
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan variabel tetap antara lain sebagai berikut:
-
Bahan baku kulit buah pisang kepok
Parameter uji yang dilakukan antara lain :
-
Analisis rendemen
-
Analisis pH
-
Analisis normalitas basa
-
Analisis konduktivitas
-
Analisis kandungan K2O dengan metode AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometer)
6
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang mempunyai keanekaragaman flora yang
tinggi, berbagai macam tanaman terdapat di Indonesia. Salah satunya adalah
tanaman pisang, hampir tidak ada daerah di Indonesia yang tidak terdapat
tanaman pisang. Pisang merupakan tanaman rakyat yang dapat tumbuh di hampir
seluruh tipe agroekosistem, sehingga tanaman ini menduduki posisi pertama
dalam hal luas bila dibandingkan dengan tanaman buah lainnya. Pisang adalah
tanaman buah berupa herba yang berasal dari kawasan di Asia Tenggara
(termasuk Indonesia). Tanaman ini kemudian menyebar ke Afrika (Madagaskar),
Amerika Selatan dan Tengah. Pengembangan dan persebaran tanaman pisang
dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya adalah iklim, media tanam dan
ketinggian tempat. Oleh karena beberapa faktor tersebut maka perkembangan dan
persebaran pisang juga akan dipengaruhi oleh pola ketersediaan air sepanjang
tahun dan kecocokan (kemampuan adaptasi) varietas menurut seleksi alam,
akibatnya daerah persebaran tersebut sekaligus menjadi sentra produksi pisang
[1].
Pisang (Musa sp.) merupakan komoditas buah yang paling banyak
diproduksi dan dikonsumsi di Indonesia. Pisang merupakan tanaman hortikultura
yang memiliki tingkat produksi cukup tinggi di Indonesia dan memiliki
kecenderungan meningkat dari tahun ke tahun. Dilihat dari nilai produksi kotor
dunia, pisang juga menempati urutan ke-empat untuk bahan pangan dunia yang
paling penting untuk diperhatikan setelah beras, gandum, dan jagung [2].
Kulit pisang merupakan bahan buangan (limbah buah pisang) yang cukup
banyak jumlahnya, yaitu sekitar 1/3 dari buah pisang yang belum dikupas.
Menurut data Badan Pusat Statistik 2015 [3], volume produksi pisang di Indonesia
dari tahun 2011 hingga tahun 2014 berturut–turut sebesar 6.132.695 ton,
6.189.052 ton, 6.279.290 ton, dan 6.862.567 ton. Sedangkan sampai saat ini kulit
pisang belum dimanfaatkan secara nyata, hanya dibuang sebagai limbah organik
1
Universitas Sumatera Utara
saja atau digunakan sebagai makanan ternak seperti kambing, sapi, dan kerbau.
Jumlah kulit pisang yang cukup banyak akan memiliki nilai jual yang
menguntungkan apabila bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku [4].
Abu merupakan residu mineral yang diperoleh setelah pembakaran pada
bahan organik. Potensi generasi abu bervariasi dari satu bahan tanaman yang lain.
Komposisi abu tergantung pada sumber, jenis bahan tanaman dan sifat tanah
tempat tumbuh suatu tanaman. Bagian dari tanaman yang dibakar dapat
menentukan hasil abu dan komposisi. Bahkan pada tanaman yang sama,
komposisi logam dapat bervariasi, seperti yang diamati dalam studi melacak
konsentrasi elemen dalam kulit buah dan batang Musa paradisiaca [5].
Alkali kalium telah diperoleh secara domestik di seluruh dunia dan secara
komersial digunaan pada sektor kaca datar, kimia, pulp dan kertas. Hal ini juga
digunakan untuk produksi sabun lokal dan secara tradisional digunakan sebagai
agen pembersih. Isi alkali dari kalium turunan abu dinyatakan kalium dan natrium
hidroksida atau kalium dan natrium karbonat. Signifikan efektivitas dan ekonomis
dari pengelolaan limbah kayu melalui produksi kalium. Kandungan kalium dari
kulit pisang matang dan kulit pisang mentah ditujukan untuk pembuatan sabun
[6].
Penelitian sejenis dalam rangka pembuatan abu dari kulit berbagai buah
sebagai sumber alkali dapat dilihat di bawah ini.
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu dalam Pembuatan Abu dari Kulit Buah sebagai
Sumber Alkali.
Peneliti Terdahulu
Judul Penelitian
Intisari
C. O. Onyegbado;
Solid
Soap
Kulit
E.T.
Production
using
dikeringkan dalam oven pada
O.J. Offor (2002)
Plantain Peel Ash
100 °C selama dua hari sampai
[7].
as Source of Alkali
berat
dalam Journal of
dilakukan
Applied
Analisis spektrofotometri dari
Iyagba;
dan
Science
pisang
konstan.
and Environmental
ekstrak
Management Vol.
dilakukan
mentah
Pembakaran
selama
untuk
ion
3
jam.
logam
dengan
2
Universitas Sumatera Utara
6 (1) 73-77.
menggunakan
atomic
absorption spectrophotometer
(AAS). Komposisi persentase
ion
logam
dalam
ekstrak
diperoleh kalium sebesar 81,98
% dan natrium sebesar 15,86
%.
I. Oluremi Olabanji;
Metal Analyses of
Prosedur
E.
Ayodele
Ash
sama
Oluyemi;
dan
O.
Alkalies
From
Ajayi
Banana
and
dikeringkan dalam oven pada
Peels
100 °C selama dua hari sampai
Solomon
(2012) [8].
Derived
Plantain
(Musa
dengan
Onyegbado
sabun
penelitian
dkk.
Sampel
in
berat konstan. Suhu dan waktu
soap making dalam
furnace yang dilakukan yaitu
African Journal of
500
Biotechnology
Dilakukan
Vol.
spp.)
pembuatan
11
(99)
16512-16518.
o
C
selama
6
jam.
analisis
spektofotometri, molaritas, pH,
dan
konduktivitas.
menunjukkan
Hasil
bahwa
kandungan alkali kalium pada
kulit
pisang
raja
sebesar
231,93 mg/kg dan kulit pisang
sebesar 181,99 mg/kg.
Joshua
O.
Determination
of
Menggunakan
kulit
buah
Babayemi; Khadijah
Potash Alkali and
pisang sebagai sumber alkali.
T. Dauda; Abideen
Metal Contents of
0,5 gram sampel kering dan
A.A.
Kayode;
Ashes
sampel tanah ditimbang dalam
Davies O. Nwude;
From
John A. Ajiboye;
Some Varieties of
dilakukan pembakaran dalam
Enobong R. Essien;
Nigeria
Grown
muffle
dan
Musa
Species
600oC dalam waktu 2 jam.
Olufunmilayo
Obtained
Peels
of
cawan
lebur
furnace
porselen
pada
dan
suhu
3
Universitas Sumatera Utara
O. Abiona (2010)
dalam
Dilakukan
analisis
[6].
BioResources, Vol.
spektofotometri
dengan
5 (3) 1384-1392.
menggunakan
atomic
absorption spectrophotometer
(AAS). Hasil analisis berkisar
6,3-12,0% untuk kadar abu,
69,0-81,9% untuk kadar alkali
pada abu, dan 4,7-9,6% untuk
kadar alkali pada kulit kering.
Mary B. Ogundiran;
Determination
Joshua
O.
Metal Content and
mete sebagai sumber alkali.
dan
an Assessment of
Sampel
Babayemi;
of
Menggunakan
kulit
dikeringkan
kacang
dalam
o
Chima G. Nzeribe
the Potential Use
oven pada 105 C selama 3
(2011) [9].
of Waste Cashew
jam,
Nut Ash (CNSA) as
menjadi abu dalam muffle
a
For
furnace pada 500 oC selama 4
Potash Production
jam menggunakan cawan lebur
dalam
porselen. Dilakukan analisa
BioResources, Vol.
kandungan alkali karbonat dan
6 (1) 529-536.
hidroksida
Source
kemudian
anorganik.
serta
dibakar
komponen
Hasil
analisa
menunjukkan bahwa didapat
kandungan abu sebesar 3,0 ±
0,46% dan kandungan alkali
sebesar 33,4 ± 0,22%.
Satriyani
Siahaan,
Penentuan Kondisi
Variasi waktu pembakaran 30,
Melvha
Hutapea
Optimum
Suhu
60, 90 dan 120 menit dan
Waktu
variasi suhu 400, 500 dan 600
dan
Hasibuan
[10]
Rosdanelli
(2013)
dan
Karbonisasi
pada
o
C. Hasil analisa diperoleh
Pembuatan Arang
rendemen, kadar air, kadar
dari Sekam Padi.
abu, kadar zat mudah menguap
4
Universitas Sumatera Utara
Jurnal
1.2
Teknik
dan kadar karbon pada arang
Kimia USU, Vol.
sekam
2, No 1
bervariasi.
padi
dengan
nilai
Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi rumusan masalah adalah menentukan
temperatur pembakaran optimum pada pembuatan abu dari kulit buah pisang
untuk memperoleh kandungan alkali K2O terbanyak.
1.3
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut :
1. Untuk menentukan temperatur pembakaran optimum pada pembuatan
abu dari kulit buah pisang.
2. Untuk menghasilkan komposisi terbaik alkali dari kulit buah pisang
setelah pembakaran untuk digunakan sebagai sumber alkali.
1.4
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bahwa limbah kulit
buah pisang dapat digunakan sebagai sumber alkali alternatif. Memberikan nilai
lebih pada limbah kulit buah pisang dalam bidang industri. Selain itu juga dapat
mengurangi limbah kulit buah pisang dan meningkatkan nilai ekonomis dari kulit
buah pisang yang merupakan limbah padat.
1.5
Ruang Lingkup Penelitian
1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analisa dan Laboratorium
Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Bahan baku yang digunakan adalah kulit buah pisang kepok (Musa
paradisiaca Linn cv. ‘Saba’). Proses yang dilakukan dalam penelitian ini
adalah pembuatan abu kulit buah pisang dengan memvariasikan dua
variabel sebagai berikut:
-
Temperatur pembakaran = 450 oC, 500 oC, 550 oC, dan 600 oC
-
Lama pembakaran = 3 jam dan 5 jam
5
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan variabel tetap antara lain sebagai berikut:
-
Bahan baku kulit buah pisang kepok
Parameter uji yang dilakukan antara lain :
-
Analisis rendemen
-
Analisis pH
-
Analisis normalitas basa
-
Analisis konduktivitas
-
Analisis kandungan K2O dengan metode AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometer)
6
Universitas Sumatera Utara