KONVERSI BIOMASSA LIMBAH KULIT DURIAN (DURIO ZIBHETINUS MURRAY) MENJADI 5-HIDROKSIMETILFURFURAL DALAM LARUTAN ZNCL2 MENGGUNAKAN KATALIS CRCL3.
KONVERSI BIOMASSA LIMBAH KULIT DURIAN (Durio zibhetinus Murray) MENJADI 5-HIDROKSIMETILFURFURAL DALAM LARUTAN ZnCl2
MENGGUNAKAN KATALIS CrCl3 SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains di Bidang Kimia
Oleh:
E. Herlina 1005321
PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
(2)
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio zibhetinus Murray) menjadi 5-Hidroksimetilfurfural dalam Larutan ZnCl2 menggunakan Katalis CrCl3
Oleh E. Herlina
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
© E. Herlina 2014 Universitas Pendidikan Indonesia
Oktober 2014
Hak Cipta dilindungi undang-undang. Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian,
(3)
E. HERLINA
KONVERSI BIOMASSA LIMBAH KULIT DURIAN (Durio zibhetinus Murray) MENJADI 5-HIDROKSIMETILFURFURAL DALAM LARUTAN ZnCl2
MENGGUNAKAN KATALIS CrCl3
DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING: Pembimbing I
Dr. Agus Setiabudi, M.Si. NIP. 196808031992031002
Pembimbing II
Galuh Yuliani, Ph.D. NIP. 198007252001122001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI
Dr.rer.nat. Ahmad Mudzakir, M.Si. NIP. 196611211991031002
(4)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
PERNYATAAN ... i
ABSTRAK ... ii
ABSTRACT ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
UCAPAN TERIMA KASIH ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 ... L atar Belakang ... 1
1.2 ... R umusan Masalah Penelitian ... 3
1.3 ... B atasan Penelitian ... 3
1.4 ... T ujuan Penelitian ... 4
1.5 ... M anfaat Penelitian ... 4
1.6 ... S truktur Organisasi Skripsi ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Biomassa Kulit Durian ... 6
2.2 Metode Pretreatment Biomassa Lignoselulosa ... 8
2.3 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) ... 9
(5)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2.5 Konversi Biomassa menjadi HMF ... 12
2.6 Metode Pemisahan HMF ... 13
2.6.1 Teori Ekstraksi Pelarut ... 14
2.6.2 Efek Salting-Out ... 14
2.6.3 Ekstraksi Pelarut pada HMF ... 14
BAB III METODE PENELITIAN ... 15
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian ... 15
3.2 Alat dan Bahan ... 15
3.2.1 Alat ... 15
3.2.2 Bahan ... 15
3.2.3 Instrumen Analisis ... 16
3.3 Metode Penelitian ... 16
3.3.1 Delignifikasi Kulit Durian ... 17
3.3.2 Konversi Selulosa dari Kulit Durian menjadi HMF ... 19
3.3.3 Pemisahan Produk HMF dari Pelarut ... 20
3.3.3.1 Uji Coba Metode Pemisahan pada HMF Standar ... 20
3.3.3.2 Penerapan Metode Pemisahan pada HMF Hasil Reaksi ... 21
3.4 Metode Analisis ... 22
3.4.1 Analisis FTIR ... 22
3.4.2 Analisis HPLC ... 22
3.4.3 Analisis AAS ... 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24
4.1 Hasil ... 24
4.1.1 Hasil Delignifikasi Kulit Durian ... 24
4.1.1.1 Penampakan Fisik ... 24
4.1.1.2 Hasil Analisis FTIR ... 26
4.1.2 Konversi Selulosa dari Kulit Durian menjadi HMF ... 29
4.1.2.1 ... A nalisis Hasil Reaksi ... 29
4.1.2.2 Pengaruh Proses Delignifikasi dan Penambahan Katalis ... 31
4.1.3 Pemisahan Produk HMF ... 32
4.1.3.1 Uji Coba Metode Pemisahan pada HMF Standar ... 32
4.1.3.2 Penerapan Metode Pemisahan pada HMF Hasil Reaksi ... 34
4.2 Pembahasan ... 36
(6)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
4.2.2 Konversi Biomassa Kulit Durian menjadi HMF ... 37
4.2.3 Pemisahan Produk HMF ... 39
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 42
5.1 Kesimpulan ... 42
5.2 Saran ... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 43
LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 46 RIWAYAT HIDUP
(7)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRAK
Sumber energi fosil yang semakin menipis untuk bahan bakar memicu para peneliti untuk mempelajari biomassa sebagai sumber energi alternatif. Indonesia sebagai negara agraris memiliki biomassa yang melimpah baik dari hasil pertanian maupun limbahnya. Kulit durian merupakan salah satu biomassa limbah pertanian yang belum banyak dimanfaatkan. Pada penelitian ini, biomassa kulit durian akan dikonversi menjadi 5-hidroksimetilfurfural (HMF) sebagai prekursor bahan bakar. Pada tahap awal, biomassa kulit durian didelignifikasi meliputi tahap prahidrolisis dengan akuades, refluks dengan larutan NaOH 25% pada suhu 92 o
C selama 2 jam, dan refluks dengan larutan H2O2 5% pada suhu 60 oC selama 2 jam. Dari 20,0470 g kulit durian didapatkan 2,1029 g selulosa. Analisa FTIR menunjukkan bahwa selulosa hasil delignifikasi kulit durian memiliki pola serapan yang serupa dengan selulosa mikrokristalin. Pada konversi biomassa kulit durian menjadi HMF melalui jalur katalitik dalam larutan ZnCl2 67% digunakan metode refluks pada suhu 120 oC selama 40 menit. Konversi kulit durian tanpa delignifikasi menghasilkan 0,96% HMF, yang melewati proses delignifikasi menghasilkan 3,12% HMF, sedangkan konversi kulit durian yang melewati proses delignifikasi dengan penambahan katalis CrCl3.6H2O menghasilkan 4,36% HMF. Metode pemisahan HMF dilakukan dengan ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat. Hasil analisis AAS menunjukkan bahwa kadar Zn2+ pada sampel yang telah melewati proses pemisahan mengalami penurunan sampai 99,99%. Pada penelitian ini, konversi biomassa kulit durian menjadi HMF telah berhasil dilakukan menggunakan larutan ZnCl2.
Kata kunci: Biomassa kulit durian, HMF, ZnCl2, CrCl3.6H2O, metode pemisahan ekstraksi cair-cair.
(8)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu ABSTRACT
Fossil sources which dwindle day by day to feul are trigger the researchers to study the biomass as an alternative energy sources. Indonesia as an agricultural country has abundant biomass from agriculture waste. Durian peel is the one of biomass from agricultural waste which has not been used widely. In this study, durian peel biomass is converted into 5-hidroksimetilfurfural (HMF) as a precursor of fuel. In the early stages, delignification of durian peel biomass covering prehydrolysis step with distilled water, reflux with 25% NaOH
solution at 92 °C for 2 hours, and 5% H2O2 solution at 60 °C for 2 hours. 20.0470 g from
durian peel biomass obtained 2.1029 g of cellulose. FTIR analysis showed that cellulose from durian peel had similar patterns with microcrystalline cellulose. In the durian peel biomass
conversion to HMF in 67% ZnCl2 solution used reflux method at 120 °C for 40 minutes with
and without addition CrCl3.6H2O catalysts. The HMF yield of 0.96% from conversion durian
peel without delignification, in other hand through the delignification proces the HMF yield
of 3.12%, and with addition CrCl3.6H2O catalyst produce of 4.36%. HMF separation method
performed by liquid-liquid extraction used aethyl acetate as extractor. AAS analysis results
showed that the concentrations of Zn2+ in the sample after process of separation has
decreased to 99.99%. In this study, the conversion of durian peel biomass to HMF has been
successfully carried out using ZnCl2 solution.
Keywords: Durian peel biomass, HMF, ZnCl2, CrCl3.6H2O, method of separation of
(9)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB I
PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang
Perkembangan teknologi industri dan pertumbuhan jumlah manusia yang pesat mendorong peningkatan kebutuhan energi. Berdasarkan BP Statistical
Review of World Energy, konsumsi energi di dunia pada tahun 2012 mencapai
sekitar 86,94% bahan bakar fosil, 4,49% energi nuklir, 6,66% hydroelectricity, dan 1,90% energi biomassa. Sumber energi fosil seperti minyak bumi dan batu bara adalah sumber energi yang bersifat terbatas dan memerlukan waktu yang sangat lama untuk memperbaruinya sehingga dianggap sebagai unrenewable
energy resources.
Maka diperlukan sumber energi pengganti fosil untuk memenuhi kebutuhan energi terutama bahan bakar. Salah satu alternatifnya adalah biomassa, yaitu sumber energi dari bahan organik seperti kayu, rumput, hasil pertanian dan perkebunan serta limbahnya. Energi berbasis biomassa lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan sumber energi fosil karena hampir tidak menghasilkan emisi karbon (Zhou, dkk. 2011).
Secara umum kandungan biomassa yang sejalur dengan bahan bakar terbarukan dapat dikelompokkan menjadi tiga kelas, yaitu bahan baku karbohidrat, bahan baku trigliserida, dan lignoselulosa (Alonso, dkk. 2010). Biomassa lignoselulosa umumnya terdiri dari hemiselulosa (25-35%), selulosa (40-50%), dan lignin (15-20%). Selulosa banyak tersedia dan memiliki potensi besar untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan biofuel.
Indonesia sebagai negara agraris memiliki potensi yang besar dalam pengembangan energi biomassa. Banyak bahan biomassa yang mengandung selulosa tinggi seperti limbah pertanian (Chang, dkk. 2007). Salah satu hasil limbah pertanian yang mengandung selulosa tinggi adalah kulit durian. Badan pusat statistik menyatakan bahwa produksi durian Indonesia pada tahun 2012 mencapai 888.130 ton. Persentase bobot daging buah tergolong rendah yaitu
(10)
2
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
hanya 20,52%. Hal ini berarti ada sekitar 79,08% yang merupakan bagian tidak termanfaatkan untuk dikonsumsi seperti kulit dan biji durian. Kulit durian merupakan limbah rumah tangga yang dibuang sebagai sampah dan tidak memiliki nilai ekonomi. Pada saat puncaknya limbah kulit durian mencapai 100 ton per hari. Kulit durian mengandung selulosa yang cukup tinggi yaitu 72,41 ± 0,16% dengan kandungan lignin sebesar 14,37 ± 0,23% serta kandungan hemiselulosa 12,35 ± 0,47% (Kongkiattikajorn, dkk. 2011). Tingginya kandungan selulosa yang terdapat pada biomassa kulit durian ini berpotensi untuk menghasilkan prekursor biofuel, 5-hidroksimetilfurfural (HMF). Kulit durian belum banyak dimanfaatkan terutama untuk prekursor bahan bakar yaitu HMF.
Untuk mengubah selulosa menjadi HMF diperlukan pelarut yang sesuai. Pada beberapa penelitian, pelarut yang digunakan adalah cairan ionik seperti [BMIM][BF4], [BMIM][Cl], dan [EMIM][Cl] (Rosatella, dkk. 2011). Pelarut ini memiliki keunggulan diantaranya dapat melarutkan selulosa dengan baik dan ramah lingkungan. Namun cairan ionik ini relatif mahal. Maka, beberapa peneliti mencari alternatif pelarut lain yang dapat melarutkan selulosa dengan baik yang harganya relatif lebih murah. Pada tahun 2012, Deng, dkk. telah mempelajari degradasi biomassa lignoselulosa menggunakan larutan ZnCl2. Ketersediaan pelarut tersebut melimpah dan harganya murah dibandingkan dengan cairan ionik. Dalam penelitian tersebut dilaporkan bahwa larutan ZnCl2 dengan konsentrasi ≥ 60% dapat melarutkan selulosa dengan membentuk kompleks Zn-selulosa. Pelarut ini memiliki kelarutan yang baik terhadap selulosa dan menghasilkan HMF sebanyak 11,5% tanpa penambahan katalis. Selain memiliki kelarutan dan kemampuan mendegradasi selulosa dengan baik (Sen, dkk. 2013), larutan ZnCl2 juga memiliki selektivitas yang tinggi dalam konversi HMF dari selulosa. Wang, dkk. (2013) telah mendapatkan konsentrasi larutan ZnCl2 yang optimal yaitu 67%. Pada penelitian ini akan digunakan larutan ZnCl2 67% pada konversi selulosa dari biomassa kulit durian menjadi HMF.
Untuk meningkatkan produk HMF pada hasil reaksi dapat dilakukan dengan penambahan katalis. Katalis memiliki sifat spesifik sehingga diperlukan
(11)
3
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
pemilihan katalis yang cocok agar dapat meningkatkan produk yang diinginkan. Lee, dkk. (2011) dan Bali, dkk. (2012) telah melakukan penelitian tentang pengaruh kromium halida, termasuk CrCl3 terhadap produksi HMF. Penambahan CrCl3 mampu meningkatkan hasi HMF sekitar 20% (Lee, dkk. 2011). Keberadaan CrCl3 mampu membuat glukosa berisomerasi menjadi fruktosa. Maka pada penelitian ini digunakan katalis CrCl3.6H2O untuk meningkatkan HMF hasil reaksi. Selain itu, untuk mendapatkan produk yang bebas dari pelarutnya diperlukan metode pemisahan dari setiap hasil reaksi begitupun dengan hasil reaksi HMF. Pemisahan HMF dari pelarutnya telah banyak diteliti menggunakan beberapa metode dari mulai kromatografi kolom sampai dengan ekstraksi. Pada penelitian ini, metode pemisahan HMF dari pelarutnya yaitu larutan ZnCl2 dilakukan dengan metode ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat karena relatif mudah dan efisien (Rosatella, dkk. 2011).
1.2Rumusan Masalah Penelitian
Berdasarkan uraian latar belakang, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana kemampuan larutan ZnCl2 dalam konversi biomassa kulit durian menjadi HMF?
2. Bagaimana pengaruh penambahan katalis CrCl3.6H2O terhadap produk HMF pada konversi biomassa kulit durian yang telah melalui delignifikasi menjadi HMF dalam larutan ZnCl2?
3. Bagaimana efektivitas metode pemisahan ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat terhadap pemisahan HMF dari larutan ZnCl2?
1.3Batasan Penelitian
Penelitian ini dibatasi pada hal-hal berikut:
1. Kulit durian yang digunakan pada penelitian ini merupakan kulit durian palembang yang didapatkan dari pedagang di daerah Surapati, Bandung. 2. Katalis yang digunakan adalah CrCl3.6H2O.
(12)
4
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3. Suhu yang digunakan pada saat konversi biomassa kulit durian menjadi HMF adalah 120 oC dalam waktu 40 menit.
4. Metode pemisahan yang digunakan berfokus pada pemisahan HMF dari pelarutnya yaitu larutan ZnCl2.
1.4Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui kemampuan larutan ZnCl2 dalam konversi biomassa kulit durian menjadi HMF.
2. Mengetahui pengaruh penambahan katalis CrCl3.6H2O terhadap produk HMF pada konversi biomassa kulit durian menjadi HMF dalam larutan ZnCl2.
3. Mengetahui efektivitas metode pemisahan ekstraksi cair-cair meng-gunakan etil asetat terhadap pemisahan HMF dari larutan ZnCl2.
1.5Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Meningkatkan nilai guna kulit durian.
2. Mengetahui potensi kulit durian sebagai substrat dalam konversi biomassa menjadi HMF.
1.6Struktur Organisasi Skripsi
Skripsi ini terdiri dari lima bab utama yaitu bab I membahas tentang pendahuluan, bab II tentang tinjauan pustaka, bab III tentang metode penelitian, bab IV tentang hasil dan pembahasan, dan bab V yang membahas tentang kesimpulan dan saran.
Secara umum, bab I membahas tentang pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan penelitian, dan struktur organisasi skripsi. Pada latar belakang dipaparkan alasan yang mendasari penelitian. Dari latar belakang tersebut muncul beberapa permasalahan dalam penelitian yang disajikan pada rumusan masalah. Tujuan
(13)
5
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
penelitian berisi tentang poin-poin yang akan dicapai dari penelitian ini, sedangkan batasan penelitian membahas ruang lingkup atau batasan penelitian agar penelitian yang dilakukan lebih terarah. Pada bagian akhir, dibahas manfaat penelitian yang berisi manfaat dari penelitian secara keseluruhan dan struktur organisasi skripsi yang menguraikan susunan skripsi. Bab II berjudul tinjauan pustaka yang mengulas dasar-dasar ataupun teori penelitian yang mendasari penelitian ini ke depannya. Bab III membahas metode penelitian secara keseluruhan. Bab III ini terdiri dari waktu dan lokasi penelitian, yang berisi tentang jangka waktu dan tempat dilakukannya penelitian ini, alat dan bahan, yang menjabarkan alat dan bahan yang digunakan selama proses penelitian, prosedur penelitian, yang memaparkan prosedur atau cara kerja dari penelitian dari satu tahap ke tahap berikutnya, dan metode analisis yang berisi tentang prosedur yang digunakan untuk analisis menggunakan instrumen. Bab IV berisi hasil penelitian dan pembahasan dari hasil tersebut yang dihubungkan atau didukung dengan berbagai literatur. Adapun bab V, membahas kesimpulan umum dari hasil penelitian yang menjawab tujuan penelitian dan menyajikan saran untuk penelitian selanjutnya.
(14)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian tentang konversi biomassa kulit durian menjadi HMF dalam larutan ZnCl2 berlangsung selama 7 bulan, Januari-Agustus 2014, yang berlokasi di Laboratorium Riset Kimia Material dan Laboratorium Riset Kimia Makanan Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA B Universitas Pendidikan Indonesia. Analisis sampel menggunakan High Performance Liquid Chromatography (HPLC),
Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), dan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) dilakukan di Laboratorium Kimia Instrumen Jurusan
Pendidikan Kimia FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
Alat yang digunakan pada proses delignifikasi kulit durian adalah oven, blender, saringan 100 mesh , set neraca analitik, gelas kimia 100 mL, gelas kimia 250 mL, pH indikator, gelas ukur 100 mL, termometer 100 oC, pemanas listrik, kaca arloji, spatula, batang pengaduk, corong buchner, erlenmeyer vakum, kertas saring, batu didih, set alat refluks, labu dasar bulat leher tiga serta statif dan klem. Alat yang digunakan pada proses konversi selulosa dari kulit durian menjadi HMF adalah set neraca analitik, kaca arloji, spatula, batang pengaduk, set alat refluks, labu dasar bulat leher tiga, gelas kimia 50 mL, termometer 300 oC, gelas ukur 10 mL, magnetic strirer, pemanas listrik beserta stirrer, statif dan klem. Alat yang digunakan pada proses pemisahan adalah gelas kimia 50 mL, gelas ukur 5 mL, pipet makro, pipet mikro, dan set alat evaporator.
3.2.2 Bahan
Kulit durian palembang dari daerah Surapati, Bandung. Selulosa mikrokristalin, ZnCl2, CrCl3.6H2O, NaOH, Na2CO3, Na2SO4 anhidrat, dan etil
(15)
16
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
asetat dari CV. Agung Menara Abadi, 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) dengan kemurnian 99% dari Sigma Aldrich, etanol 96% dari PT. Brataco, H2O2 dari CV. Prima Medicha, dan akuades.
3.2.3 Instrumen Analisis
Analisis sampel kulit durian dan selulosa mikrokristalin menggunakan FTIR-8400 SHIMADZU. Analisis kualitatif dan kuantitatif HMF menggunakan HPLC-D700 HITACHI. Analisis kandungan Zn menggunakan AAS-Analyst100 PERKIN ELMER.
3.3 Metode Penelitian
Secara umum penelitian ini terdiri dari tiga tahapan utama, yaitu delignifikasi kulit durian, konversi kulit durian menjadi HMF, dan pemisahan produk HMF dari pelarut. Alur penelitian secara umum ditunjukkan pada
Gambar 3.1.
Gambar 3.1. Desain penelitian secara umum.
Delignifikasi kulit durian
Konversi kulit durian menjadi
HMF
Pemisahan produk HMF dari
pelarut
Analisis HPLC dan AAS Analisis
(16)
17
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
-Diambil 20 g
-Dimasukkan kedalam gelas kimia
-Ditambahkan 60 mL akuades -Dipanaskan sampai mendidih -Disaring
-Ditambahkan 100 mL larutan NaOH 25% -Dipanaskan selama 2 jam pada suhu 92 oC -Disaring
-Dicuci dengan akuades sampai netral -Dikeringkan dalam oven
-Ditambahkan larutan H2O2 5%
-Direfluks pada suhu 60 oC selama 2 jam -Disaring
-Dibersihkan -Dipotong kecil
-Dikeringkan dalam oven -Dihaluskan
-Disaring menggunakan saringan 100 mesh
-Dicuci dengan akuades hingga netral
-Dikeringkan dalam oven pada suhu sekitar 60 oC
3.3.1 Delignifikasi Kulit Durian
Residu Filtrat
Residu Filtrat
Residu yang sudah kering
Analisis FTIR Filtrat Kulit durian setelah
delignifikasi
Kulit durian
Kulit durian halus Analisis
FTIR
(17)
18
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Gambar 3.2. Bagan alir delignifikasi kulit durian.
Proses delignifikasi kulit durian diawali dengan pembersihan, pengeringan, dan penghalusan. Kulit durian dibersihkan dari kotoran yang menempel di permukaan dan dipotong kecil 1-2 cm. Kemudian kulit durian yang sudah bersih dikeringkan menggunakan oven dengan suhu pemanasan 60 oC. Setelah kering, kulit durian dihaluskan menggunakan blender dan disaring menggunakan saringan 100 mesh.
Kulit durian yang sudah halus ditimbang sebanyak 20 gram, dicampurkan dengan 200 mL akuades dalam gelas kimia, dan dipanaksan sampai mendidih. Kemudian disaring menggunakan corong buchner. Kulit durian hasil prahidrolisis dimasukkan kedalam labu dasar bulat dan dicampurkan dengan 200 mL larutan NaOH 25%, direfluks pada suhu 92 oC selama 2 jam. Kemudian dilakukan penyaringan menggunakan corong Buchner dan dilakukan pencucian sampel yang terdapat dalam corong dengan akuades hingga netral dengan pH sekitar 7, lalu dikeringkan dalam oven. Selanjutnya sampel kulit durian yang sudah kering dicampurkan larutan H2O2 5% dalam labu dasar bulat dan direfluks pada suhu 60 o
C selama 2 jam.Kemudian dilakukan penyaringan menggunakan corong Buchner dan dilakukan pencucian sampel yang terdapat dalam corong dengan akuades hingga netral dengan pH sekitar 7, lalu dikeringkan dalam oven. Hasil dari proses delignifikasi ini selanjutnya dianalisis menggunakan FTIR. Proses delignifikasi kulit durian meliputi prahidrolisis, refluks menggunakan larutan NaOH 25%, dan refluks menggunakan H2O2 5% ditunjukkan pada Gambar 3.3.
(18)
19
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
-Ditambahkan 0,5 g substrat (kulit durian sebelum atau setelah delignifikasi) -Suhu dijaga konstan pada suhu 120 oC selama 40 menit sembari dilakukan pengadukan
Gambar 3.3. Delignifikasi kulit durian (a) prahidrolisis menggunakan pelarut air,
(b) refluks menggunakan larutan NaOH 25% pada suhu 92 oC, dan (c) refluks menggunakan H2O2 5% pada suhu 60 oC.
3.3.2 Konversi Selulosa dari Kulit Durian menjadi HMF
Gambar 3.4. Bagan alir konversi biomassa kulit durian menjadi HMF.
Metode yang digunakan pada konversi selulosa menjadi HMF adalah refluks. Substrat (selulosa mikrokristalin, kulit durian sebelum dan setelah preparasi) ditimbang sebanyak 0,5 gram dicampurkan dengan 15 gram ZnCl2 67% dengan dan tanpa penambahan katalis CrCl3.6H2O dalam labu dasar bulat, direfluks menggunakan penangas minyak diikuti dengan pengadukan menggunkan magnetic stirrer secara terus menerus selama 40 menit pada suhu 120 oC. Hasil reaksi akan dianalisis menggunakan HPLC dan dikuantisasi menggunakan kurva kalibrasi HMF standar. Konversi selulosa dari kulit durian menjadi HMF dalam larutan ZnCl2 dengan metode refluks ditunjukkan pada
Gambar 3.5.
-Dimasukkan kedalam labu sebanyak 15 g -Dipanaskan hingga mencapai suhu 120 oC Larutan ZnCl2 67%
Analisis HPLC Hasil reaksi
(19)
20
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
-Diambil 5 mL kedalam gelas kimia -Ditambahkan 15 mL etil asetat -Ditambahkan 30 mL larutan Na2CO3 Jenuh
-Didiamkan selama 30 menit
-Dievaporasi
Gambar 3.5. Konversi selulosa dari kulit durian menjadi HMF dalam larutan
ZnCl2 pada suhu 120 oC selama 40 menit dengan metode refluks.
3.3.3 Pemisahan Produk HMF dari Pelarut
3.3.3.1 Uji Coba Metode Pemisahan pada HMF Standar
Gambar 3.6. Bagan alir uji coba metode pemisahan pada HMF standar.
Sebanyak 0,2 mL HMF standar dicampurkan dengan 15 g larutan ZnCl2 67%, kemudian dipanaskan pada suhu 120 oC selama 10 menit sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer, lalu diambil dan didinginkan. HMF standar dalam larutan ZnCl2 tersebut diambil sebanyak 5 mL, dimasukkan kedalam gelas kimia lalu ditambahkan 15 mL etil asetat (1:3) dan 30 mL larutan Na2CO3 jenuh (1:6). Kemudian diaduk menggunakan batang pengaduk dan didiamkan selama 30 menit, terbentuk endapan garam di bagian bawah dan cairan (fasa organik) di
-Diambil kedalam gelas kimia -Ditambahkan Na2SO4 anhidrat
Cairan bebas air Endapan
Analisis HPLC
Cairan Endapan garam
HMF standar dalam larutan ZnCl2
Analisis AAS
Analisis AAS dan HPLC
Cairan setelah evaporasi
(20)
21
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
-Dievaporasi
bagian atas. Fasa organik dipisahkan dari endapan garam dan dimasukkan kedalam gelas kimia, lalu ditambhakan Na2SO4 anhidrat. Selanjutnya fasa organik dievaporasi pada suhu 40 oC. HMF standar dalam larutan ZnCl2 sebelum dan setelah pemisahan dianalisis menggunakan HPLC dan AAS.
3.3.3.2 Penerapan Metode Pemisahan pada Hasil Reaksi
Gambar 3.7. Bagan alir pemisahan HMF standar.
Sebanyak 1 mL hasil reaksi dimasukkan kedalam gelas kimia lalu ditambahkan 3 mL etil asetat (1:3) dan 6 mL larutan Na2CO3 jenuh (1:6). Kemudian diaduk menggunakan batang pengaduk dan didiamkan selama 30 menit, terbentuk endapan garam di bagian bawah dan cairan (fasa organik) di bagian atas. Fasa organik dipisahkan dari endapan garam dan dimasukkan
-Diambil 1 mL
-Dimasukkan kedalam gelas kimia -Ditambahkan 3 mL etil asetat -Ditambahkan 6 mL larutan Na2CO3 jenuh
-Didiamkan 30 menit
Cairan setelah evaporasi
-Diambil kedalam gelas kimia -Dimasukkan Na2SO4 anhidrat -Dipisahkan
Cairan bebas air Endapan
Analisis HPLC
Cairan Endapan garam
Hasil reaksi Analisis AAS
(21)
22
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
kedalam gelas kimia, lalu ditambhakan Na2SO4 anhidrat. Selanjutnya fasa organik dievaporasi pada suhu 40 oC. HMF standar dalam larutan ZnCl2 sebelum dan setelah pemisahan dianalisis menggunakan HPLC dan AAS.
3.4 Metode Analisis 3.4.1 Analisis FTIR
Sampel (selulosa mikrokristalin, kulit durian sebelum dan setelah delignifikasi) diambil sebanyak 0,001g dan ditambahkan KBr sebanyak 0,1 g kemudian dihomogenkan menggunakan lumpang alu. Setelah homogen sampel dibuat menjadi pelet. Setelah itu sampel dianalisis menggunakan FTIR (SHIMADZU, FTIR-8400).
3.4.2 Analisis HPLC
Sampel (hasil reaksi) diambil 1 mL kedalam labu ukur 10 mL dan ditambahkan etanol 96%. Kemudian larutan tersebut disentrifugasi dan disaring. Setelah itu sampel dianalisis menggunakan HPLC D700 HITACHI dengan parameter pengukuran sebagai berikut:
Kolom : C18 reversed phase (250 mm x 4,6 mm x 5,0 µm)
Detektor : UV
Fasa gerak : Asetonitril:air (10:90)
Laju alir : 1,0 mL/menit
Suhu kolom : 30 oC Panjang gelombang : 280 nm Volume injek : 10 µ L
Kemudian untuk mengeahui jumlah produk HMF yang terbentuk dari proses konversi tersebut dikuantisasi dengan kurva kalibrasi standar HMF dalam etanol.
(22)
23
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 3.4.3 Analisis AAS
Sampel (hasil reaksi sebelum dan setelah pemisahan) diambil sebanyak 0,5 mL dan diencerkan menggunakan akuades. Kemudian sampel dianalisis menggunakan AAS untuk mengetahui keberadaan Zn dalam sampel secara kuantitatif yang selanjutnya akan dikuantisasi dengan kurva kalibrasi standar Zn. Analisis AAS dilakukan dengan parameter pengukuran sebagai berikut:
Bahan bakar : Asetilen-udara
Laju alir : 2:5
Lamp. Current : 7 mA
Slit : 0,7 nm
Panjang gelombang : 213,9 nm
Energi : 64%
Int. Time : 0,7 sec
(23)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
Larutan ZnCl2 67% dapat menghasilkan HMF pada konversi biomassa kulit durian, yaitu 0,96% untuk substrat kulit durian tanpa proses delignifikasi dan 3,12% untuk substrat kulit durian yang melewati proses delignifikasi.
Penambahan katalis CrCl3.6H2O pada konversi kulit durian yang melewati proses delignifikasi meningkatkankan hasil reaksi HMF, yaitu dari 3,12% menjadi 4,36%.
Pemisahan HMF dari larutan ZnCl2 dengan metode ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat cukup efektif yang ditandai oleh penurunan kadar Zn2+, yaitu dari 537 menjadi 0,25 g/L.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang didapatkan, maka diajukan beberapa saran sebagai berikut:
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap optimasi reaksi baik suhu, waktu, dan katalis yang digunakan untuk mendapatkan hasil yang optimal.
(24)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu DAFTAR PUSTAKA
Alonso, D.M., Bond, J.Q. dan Dumesic, J.A. (2010). Catalytic conversion of biomass to biofuels. Critical review: Green Chem., 12, 1493-1513.
Badan Pusat Statistik. (2012). Produksi buah-buahan menurut provinsi. [Online]. Tersedia di: http://www.bps.go.id/tab_sub/view.php?kat=3&tabel=1& daftar+1&id_subyek=55%20¬ab=11. Diakses 24 Oktober 2013. Bali, S., Tofanelli, M. A., Ernst, R.D., dan Eyring, E. M. (2012). Chromium(III)
catalysts in ionic liquids for the conversion of glucose to 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF): Insight into metal catalyst: ionic liquid mediated conversion of cellulosic biomass to biofuels and chemicals.
Biomass and Bioenergy, 42, 224-227.
Binder, J.B. dan Raines, R.T. (2009). Simple chemical transformaton of lignocellulosic biomass into furan for fuels and chemicals. J. Am. Chem.
Soc., Vol.131 No.5.
BP. (2013). Statistical Review of World Energy June 2013. London.
Deng, T., Cui, X., Qi, Y., Wang, Y., Hou, X. dan Zhu, Y. (2012). Conversion of carbohyrates into 5-hydroxymethylfurfural catalyzed by ZnCl2 in water.
Chem. Commun., 48, 5494-5496.
Dikarniawati, H. (2013). Konversi Selulosa Menjadi 5-Hydroxymetilfurfural
(HMF) dari Biomassa Jerami Padi (Rice Straw) dengan Pereaksi
DMA-LiCl dan ZnCl2 sebagai pelarut dengan Katalis CrCl3 Menggunakan
Radiasi Mikrowave. (Skripsi). Universitas Pendidikan Indonesia,
Bandung.
Harmsen, P., Lips, S. Dan Bakker, R. (2013). Pretreatment of lignocellulosic for
biotechnological production of lactic acid. Wageningen: Wageningen UR
& Biobased Research.
Kim, S.B., Lee, S.J., Lee, J.H., Jung, Y.R., Thapa, L.P., Kim, J.S. dkk. (2013). Pretreatment of rice straw with combined process using dilute sulfuric acid and aqueous ammonia. Biotechnology for Biofuels, 6, 109.
Kongkiattikajorn, J. dan Janthawongsa N. (2011). Comparative Study of
Bioethanol Production from Durian Peels by Mono-culture and
Co-culture of Yeast. Bangkok: King Mongkut’s University of Technology
Thonburi.
Kumar, P., Barrett, D.M., Delwiche, M.J., dan Stroeve, P. (2009). Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and
(25)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
biofuel production. Review: Industrial & Engineering Chemistry
Research, xxx, (xx), A-Q.
Lee, J-W., Ha, M-G., Yi, Y-B. dan Chung., C-H. (2011). Chromium halide mediated production of hydroxy methyl furfural from starch-rich acorn biomass in an acidic ionic liquid. Carbohydrate Research, 346, 177-182. Lestari, A.D. (2013). Konversi Selulosa Menjadi 5-Hydroxymethylfurfural (HMF)
Sebagai Prekursor Biofuel 2,5-Dimethylfuran (DMF) Dari Biomassa
Jerami Menggunakan Katalis ZnCl2. (Skripsi). Universitas Pendidikan
Kimia, Bandung.
Lewkowski, J. (2005). Synthesis, chemistry and applications of 5-hydroxymethylfurfural and its derivatives. General Papers, 17-54.
Liu, F. (2012). Separation and purification of valuable chemicals from simulated
hydrothermal conversion product solution. (Tesis). University of
Waterloo, Waterloo.
Novita, C. (2013). Durian dan Kandungan Kulitnya. Lingkar Studi Pendidikan FKIP UNS.
Richard, N. J. (1969). The Aqueous Zinc Chloride System and its Complex
Formation with Cellulose-Related Compounds. (Disertasi). Lawrence
University, Wisconsin.
Rosatella, A.A., Simeonov, S.P., Frade, R.F.M. dan Afonso, C.A.M. (2011). 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) as a building block platform: Biological properties, synthesis and synthetic applications. Critical review : Green
Chem., 13, 754.
Sen, S., Martin, J. D., dan Argyropoulos, D. S. (2013). Review of Cellulose Non-Derivatizing Solvent Interactions with Emphasis on Activity in Inorganic Molten Salt Hydrates. Sustainable Chemistry & Engineering.
Sumada, K., Tamara, P. E., dan Alqani, F. (2011). Kajian Proses Isolasi Α
Selulosa Dari Limbah Batang Tanaman Manihot Esculenta Crantz Yang Efisien. Jurnal Teknik Kimia, Vol.5, No. 2.
Unhasirikul, M., Naranong, N., dan Narkrugsa, W. (2012). Reducing Sugar Production from Durian Peel by Hydrochloric Acid Hydrolysis. Academic
Journal.
United States Department of Agriculture. Natural Resources Conservation
Service. [Online]. Tersedia di: http://plants.usda.gov/core/profile?symbol
(26)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Wang, Y., Pedersen, C.M., Deng, T., Qiao, Y. dan Hou, X. (2013). Direct conversion of chitn biomass to 5-hydroxymethylfurfural in concentrated ZnCl2 aqueous solution. Bioresource Technology, 143 , 384-390.
Wettstein, S.G., Alonso, D.M., Gurbuz, E.I. dan Dumesic, J.A. (2012). A roadmap for conversion of lignocellulosic biomass to chemicals and fuels. Current
Opinion in Chemical Engineering, 1, 218-224.
Zhou, C-H., Xia, X., Lin C-X., Tonga D-S. dan Beltramini, J. (2011). Catalytic conversion of lignocellulosic biomass to fine chemicals and fuels.
(1)
22
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
kedalam gelas kimia, lalu ditambhakan Na2SO4 anhidrat. Selanjutnya fasa organik dievaporasi pada suhu 40 oC. HMF standar dalam larutan ZnCl2 sebelum dan setelah pemisahan dianalisis menggunakan HPLC dan AAS.
3.4 Metode Analisis 3.4.1 Analisis FTIR
Sampel (selulosa mikrokristalin, kulit durian sebelum dan setelah delignifikasi) diambil sebanyak 0,001g dan ditambahkan KBr sebanyak 0,1 g kemudian dihomogenkan menggunakan lumpang alu. Setelah homogen sampel dibuat menjadi pelet. Setelah itu sampel dianalisis menggunakan FTIR (SHIMADZU, FTIR-8400).
3.4.2 Analisis HPLC
Sampel (hasil reaksi) diambil 1 mL kedalam labu ukur 10 mL dan ditambahkan etanol 96%. Kemudian larutan tersebut disentrifugasi dan disaring. Setelah itu sampel dianalisis menggunakan HPLC D700 HITACHI dengan parameter pengukuran sebagai berikut:
Kolom : C18 reversed phase (250 mm x 4,6 mm x 5,0 µm)
Detektor : UV
Fasa gerak : Asetonitril:air (10:90) Laju alir : 1,0 mL/menit
Suhu kolom : 30 oC Panjang gelombang : 280 nm Volume injek : 10 µ L
Kemudian untuk mengeahui jumlah produk HMF yang terbentuk dari proses konversi tersebut dikuantisasi dengan kurva kalibrasi standar HMF dalam etanol.
(2)
23
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3.4.3 Analisis AAS
Sampel (hasil reaksi sebelum dan setelah pemisahan) diambil sebanyak 0,5 mL dan diencerkan menggunakan akuades. Kemudian sampel dianalisis menggunakan AAS untuk mengetahui keberadaan Zn dalam sampel secara kuantitatif yang selanjutnya akan dikuantisasi dengan kurva kalibrasi standar Zn. Analisis AAS dilakukan dengan parameter pengukuran sebagai berikut:
Bahan bakar : Asetilen-udara
Laju alir : 2:5
Lamp. Current : 7 mA
Slit : 0,7 nm
Panjang gelombang : 213,9 nm
Energi : 64%
Int. Time : 0,7 sec Replikasi : 3 (triplo)
(3)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
Larutan ZnCl2 67% dapat menghasilkan HMF pada konversi biomassa kulit durian, yaitu 0,96% untuk substrat kulit durian tanpa proses delignifikasi dan 3,12% untuk substrat kulit durian yang melewati proses delignifikasi.
Penambahan katalis CrCl3.6H2O pada konversi kulit durian yang melewati proses delignifikasi meningkatkankan hasil reaksi HMF, yaitu dari 3,12% menjadi 4,36%.
Pemisahan HMF dari larutan ZnCl2 dengan metode ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat cukup efektif yang ditandai oleh penurunan kadar Zn2+, yaitu dari 537 menjadi 0,25 g/L.
5.2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang didapatkan, maka diajukan beberapa saran sebagai berikut:
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap optimasi reaksi baik suhu, waktu, dan katalis yang digunakan untuk mendapatkan hasil yang optimal.
(4)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR PUSTAKA
Alonso, D.M., Bond, J.Q. dan Dumesic, J.A. (2010). Catalytic conversion of biomass to biofuels. Critical review: Green Chem., 12, 1493-1513.
Badan Pusat Statistik. (2012). Produksi buah-buahan menurut provinsi. [Online]. Tersedia di: http://www.bps.go.id/tab_sub/view.php?kat=3&tabel=1& daftar+1&id_subyek=55%20¬ab=11. Diakses 24 Oktober 2013. Bali, S., Tofanelli, M. A., Ernst, R.D., dan Eyring, E. M. (2012). Chromium(III)
catalysts in ionic liquids for the conversion of glucose to 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF): Insight into metal catalyst: ionic liquid mediated conversion of cellulosic biomass to biofuels and chemicals.
Biomass and Bioenergy, 42, 224-227.
Binder, J.B. dan Raines, R.T. (2009). Simple chemical transformaton of lignocellulosic biomass into furan for fuels and chemicals. J. Am. Chem.
Soc., Vol.131 No.5.
BP. (2013). Statistical Review of World Energy June 2013. London.
Deng, T., Cui, X., Qi, Y., Wang, Y., Hou, X. dan Zhu, Y. (2012). Conversion of carbohyrates into 5-hydroxymethylfurfural catalyzed by ZnCl2 in water.
Chem. Commun., 48, 5494-5496.
Dikarniawati, H. (2013). Konversi Selulosa Menjadi 5-Hydroxymetilfurfural
(HMF) dari Biomassa Jerami Padi (Rice Straw) dengan Pereaksi DMA-LiCl dan ZnCl2 sebagai pelarut dengan Katalis CrCl3 Menggunakan
Radiasi Mikrowave. (Skripsi). Universitas Pendidikan Indonesia,
Bandung.
Harmsen, P., Lips, S. Dan Bakker, R. (2013). Pretreatment of lignocellulosic for
biotechnological production of lactic acid. Wageningen: Wageningen UR
& Biobased Research.
Kim, S.B., Lee, S.J., Lee, J.H., Jung, Y.R., Thapa, L.P., Kim, J.S. dkk. (2013). Pretreatment of rice straw with combined process using dilute sulfuric acid and aqueous ammonia. Biotechnology for Biofuels, 6, 109.
Kongkiattikajorn, J. dan Janthawongsa N. (2011). Comparative Study of
Bioethanol Production from Durian Peels by Mono-culture and Co-culture of Yeast. Bangkok: King Mongkut’s University of Technology Thonburi.
Kumar, P., Barrett, D.M., Delwiche, M.J., dan Stroeve, P. (2009). Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and
(5)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
biofuel production. Review: Industrial & Engineering Chemistry
Research, xxx, (xx), A-Q.
Lee, J-W., Ha, M-G., Yi, Y-B. dan Chung., C-H. (2011). Chromium halide mediated production of hydroxy methyl furfural from starch-rich acorn biomass in an acidic ionic liquid. Carbohydrate Research, 346, 177-182. Lestari, A.D. (2013). Konversi Selulosa Menjadi 5-Hydroxymethylfurfural (HMF)
Sebagai Prekursor Biofuel 2,5-Dimethylfuran (DMF) Dari Biomassa Jerami Menggunakan Katalis ZnCl2. (Skripsi). Universitas Pendidikan Kimia, Bandung.
Lewkowski, J. (2005). Synthesis, chemistry and applications of 5-hydroxymethylfurfural and its derivatives. General Papers, 17-54.
Liu, F. (2012). Separation and purification of valuable chemicals from simulated
hydrothermal conversion product solution. (Tesis). University of
Waterloo, Waterloo.
Novita, C. (2013). Durian dan Kandungan Kulitnya. Lingkar Studi Pendidikan FKIP UNS.
Richard, N. J. (1969). The Aqueous Zinc Chloride System and its Complex
Formation with Cellulose-Related Compounds. (Disertasi). Lawrence
University, Wisconsin.
Rosatella, A.A., Simeonov, S.P., Frade, R.F.M. dan Afonso, C.A.M. (2011). 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) as a building block platform: Biological properties, synthesis and synthetic applications. Critical review : Green
Chem., 13, 754.
Sen, S., Martin, J. D., dan Argyropoulos, D. S. (2013). Review of Cellulose Non-Derivatizing Solvent Interactions with Emphasis on Activity in Inorganic Molten Salt Hydrates. Sustainable Chemistry & Engineering.
Sumada, K., Tamara, P. E., dan Alqani, F. (2011). Kajian Proses Isolasi Α Selulosa Dari Limbah Batang Tanaman Manihot Esculenta Crantz Yang Efisien. Jurnal Teknik Kimia, Vol.5, No. 2.
Unhasirikul, M., Naranong, N., dan Narkrugsa, W. (2012). Reducing Sugar Production from Durian Peel by Hydrochloric Acid Hydrolysis. Academic
Journal.
United States Department of Agriculture. Natural Resources Conservation
Service. [Online]. Tersedia di: http://plants.usda.gov/core/profile?symbol
(6)
E. Herlina, 2014
Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Wang, Y., Pedersen, C.M., Deng, T., Qiao, Y. dan Hou, X. (2013). Direct conversion of chitn biomass to 5-hydroxymethylfurfural in concentrated ZnCl2 aqueous solution. Bioresource Technology, 143 , 384-390.
Wettstein, S.G., Alonso, D.M., Gurbuz, E.I. dan Dumesic, J.A. (2012). A roadmap for conversion of lignocellulosic biomass to chemicals and fuels. Current
Opinion in Chemical Engineering, 1, 218-224.
Zhou, C-H., Xia, X., Lin C-X., Tonga D-S. dan Beltramini, J. (2011). Catalytic conversion of lignocellulosic biomass to fine chemicals and fuels.