Saat ini bahan bakar transportasi umumnya masih bergantung pada sumber daya fosil. Ketergantungan terhadap energi berbasis fosil dialami hampir di setiap negara termasuk Indonesia. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia mencatat bahwa konsumsi energi nasional pada tahun 2011 masih didominasi oleh energi fosil, yaitu minyak bumi sebesar 594 juta SBM (Setara Barel Minyak) atau sebesar 39% dari total konsumsi energi nasional, diikuti batu bara sebesar 334 juta SBM atau sebanyak 22%, biomassa sebesar 280 juta SBM atau 18%, gas alam sebesar 261 juta SBM atau 17%, tenaga air sebesar 31 juta SBM atau 2%, dan panas bumi sebesar 15 juta SBM atau 1%. Namun ketergantungan ini tidak diimbangi dengan ketersediaan sumber bahan bakar fosil yang memadai. Selain itu, harga yang fluktuatif dari minyak dunia sebagai salah satu jenis bahan bakar fosil dan tingginya emisi gas CO2 dari pembakaran bahan
bakar fosil membuat penggunaan bahan bakar fosil perlu dipertimbangkan kembali (Zhou dkk., 2011).
Dalam upaya menanggulangi hal ini, Indonesia yang dikenal memiliki sumber daya alam melimpah sangat berpotensi dalam bidang energi alternatif dari biomassa. Hanya 18% dari total data konsumsi energi nasional yang menunjukkan penggunaan energi biomassa. Merujuk pada permasalahan ketergantungan terhadap bahan bakar fosil maka energi biomassa dapat menjadi energi alternatif yang dapat menyokong kebutuhan energi Indonesia di masa depan. Keuntungan penggunaan biomassa sebagai sumber energi diantaranya adalah sumber yang melimpah, murah, dan dapat diperbaharui.
jumlah produksi yang cukup besar, dihasilkan pula limbah pertanian dari jagung termasuk corn stover dalam kuantitas tinggi.
Limbah jerami jagung (corn stover) merupakan sisa dari tanaman jagung berupa jerami setelah buahnya dipanen. Selulosa yang dimiliki jerami jagung cukup tinggi. Namun, pemanfaatan jerami jagung ini sebagian besar digunakan sebagai pakan ternak dan sisanya dibiarkan begitu saja. Oleh karena itu, jerami jagung ini memiliki potensi besar untuk diubah menjadi HMF sebagai komponen dasar biofuel (Kim, 2004).
U.S. Department of Energy telah mencatat setidaknya 30 senyawa kimia yang
berasal dari biomassa telah mampu dihasilkan. Baik melalui proses fermentasi maupun konversi. Diantara senyawa tersebut, terdapat 12 senyawa yang merupakan senyawa building block. Termasuk di dalamnya 5-hidroksimetil-2-furfural(HMF), asam glutamat, asam levulinat, gliserol, dan asam propionat.
Saat ini banyak berkembang penelitian di bidang konversi selulosa dari biomassa lignoselulosa menjadi 5-hidroksimetil-2-furfural (HMF), senyawa furan yang berperan sebagai intermediet bagi senyawa kimia lain yang memiliki peran penting, baik menggunakan katalis asam homogen maupun heterogen, pelarut
aqueous, organik, maupun cairan ionik (Nurjamilah, 2013; Wang dkk., 2013;
ethoxymethyl-2-furfural (EMF) yang merupakan senyawa biodiesel yang
menjanjikan. EMF dapat dihasilkan melalui proses eterifikasi menggunakan etanol dan zeolit yang disisipi asam (Nurjamilah, 2013).
[OMIM]Cl dan katalis krom-halida telah mampu menghasilkan 58,7% HMF (Lee dkk., 2010). Namun, cairan ionik sebagai pelarut dikenal memiliki harga yang cukup mahal. Oleh karena itu, sebaiknya digunakan pelarut yang low-cost namun tetap memiliki fungsi sama dengan cairan ionik.
Larutan ZnCl2 memiliki kelarutan yang baik dalam lignoselulosa (Wang dkk.,
2013). Selain itu, larutan ZnCl2 mampu mendehidrasi glukosa, fruktosa, maltosa,
sukrosa, selulosa maupun pati atau serat. Larutan ZnCl2 juga mampu berperan
sebagai media pelarut dan katalis dalam konversi biomassa (Deng dkk., 2012). Namun, penggunaan ZnCl2 dalam konversi biomassa lignoselulosa masih jarang
digunakan. Keberadaannya yang cukup melimpah serta memiliki harga yang murah membuat ZnCl2 dapat menjadi pelarut pilihan pengganti cairan ionik pada
konversi biomassa.
HMF disintesis melalui dehidrasi tiga molekul air. Proses ini membutuhkan katalis untuk meningkatkan hasilnya (Rosatella dkk., 2010). Salah satu jenis katalis yang menarik digunakan saat ini adalah zeolit. Zeolit merupakan kristal silika-alumina berongga yang memiliki sisi aktif sebagai katalis (Dini, 2010). HMF dihasilkan dengan mereaksikan fruktosa dengan zeolit yang telah dimodifikasi (Nurjamilah, 2013). Keberadaan zeolit di Indonesia melimpah. Terdapat di beberapa tempat seperti Banten, Tasikmalaya, dan Sumatera. Namun, pemanfaatan zeolit umumnya hanya digunakan sebagai penjernih air, sedangkan di bidang katalis masih belum dimanfaatkan secara maksimal. Katalis lainnya yang menunjukkan hasil positif pada proses konversi HMF adalah CrCl3.
Sebanyak 48% HMF dihasilkan pada proses konversi lignoselulosa jerami jagung menggunakan katalis CrCl3 dan penambahan DMA-LiCl (Binder dkk., 2009).
diam dan DI water sebagai fasa gerak pada kromatografi ini. Sebagai hasilnya, 75% HMF terekstrak dari hasil konversi. Resin XAD-2000 juga digunakan pada proses pemisahan HMF dari konversi sakarida pada reaksi milieu (Hattori, dkk., 2005). Namun, metode ini cukup rumit karena membutuhkan waktu dan kondisi pemisahan yang khusus. Salah satu alternatif pemisahan lainnya adalah penggunaan pelarut organik sebagai ekstraktor dengan metode ektraksi cair-cair. Wang dkk. (2013), menggunakan etil asetat sebagai ekstraktor pada pemisahan HMF dari hasil konversi biomassa menggunakan ZnCl2 sebagai pelarut. Selain
itu, penambahan garam pada proses ektraksi cair dengan pelarut organik diketahui dapat meningkatkan efisiensi ektraksi (Roman-Leshkov dkk., 2007).
Penelitian ini berfokus pada konversi biomassa lignoselulosa jerami jagung menjadi HMF dalam media ZnCl2 dengan penambahan co-catalyst zeolit, CrCl3,
dan DMA-LiCl.
1.2Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, rumusan masalah dari penelitian ini adalah:
1. Bagaimana kemampuan ZnCl2 pada konversi lignoselulosa jerami jagung
menjadi HMF?
2. Bagaimana pengaruh penambahan co-catalyst zeolit, CrCl3 dan
DMA-LiCl dalam peningkatan hasil konversi lignoselulosa jerami jagung?
3. Bagaimana pengaruh ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat terhadap hasil proses konversi lignoselulosa jerami jagung?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui kemampuan ZnCl2 pada konversi lignoselulosa jerami jagung
menjadi HMF
2. Mengetahui pengaruh penambahan co-catalyst zeolit, CrCl3 dan
3. Mengetahui pengaruh ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat terhadap hasil konversi lignoselulosa jerami jagung
1.4 Batasan Penelitian
Penelitian ini akan berfokus pada beberapa hal, yaitu:
1. Jerami jagung yang digunakan pada penelitian ini adalah jerami jagung yang berasal dari sisa perkebunan jagung di daerah Klari Kabupaten Karawang Jawa Barat
2. Proses konversi jerami jagung dan selulosa jerami jagung menjadi HMF pada larutan ZnCl2 67%
3. Zeolit yang digunakan merupakan zeolit alam
4. Pemisahan HMF hasil reaksi mengacu pada pemisahan HMF dari pelarut ZnCl2
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi jerami jagung sebagai substrat dalam konversi lignoselulosa menjadi HMF sebagai komponen dasar biofuel serta mengetahui pengaruh pelarut ZnCl2 dan penambahan
co-catalyst pada proses konversi lignoselulosa menjadi HMF.
1.6 Struktur Organisasi Skripsi
Skripsi ini terdiri dari lima bab utama yaitu bab I yang berisi tentang pendahuluan, bab II tentang tinjauan pustaka, bab III tentang metode penelitian, bab IV yang berisi hasil, dan pembahasan serta bab V yang membahas kesimpulan dan saran.
poin-poin dari tujuan penelitian ini sedangkan batasan penelitian membahas poin-poin cakupan penelitian agar fokus penelitian terlihat. Pada bagian akhir, dibahas manfaat penelitian yang berisi manfaat dari penelitian secara keseluruhan dan struktur organisasi skripsi yang menguraikan susunan skripsi.
