1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Tanaman kelapa sawit (Elais guinensiss Jacq) berasal dari Nigeria, Afrika Barat. Selain itu, ada yang menyatakan bahwa kelapa sawit berasal dari Amerika selatan yaitu Brazil karena lebih banyak ditemukan spesies kelapa sawit di hutan Brazil dibandingkan dengan Afrika. Pada kenyataannya tanaman kelapa sawit hidup subur di luar daerah asalnya, seperti Malaysia, Indonesia, Thailand, dan Papua Nugini. Bahkan mampu memberikan hasil produksi per hektar yang lebih tinggi. Bagi Indonesia, tanaman kelapa sawit memiliki arti penting bagi pembangunan perkebunan nasional. Selain mampu menciptakan kesempatan kerja yang mengarah pada kesejahteraan masyarakat, juga sebagai sumber perolehan devisa Negara (Fauzi, 2003).
Limbah yang dihasilkan oleh tanaman kelapa sawit dapat memberikan manfaat yang besar bagi kehidupan, diantaranya sebagai pupuk organik dan sebagai arang aktif. Salah satu limbah padat industri kelapa sawit adalah Tandan Kosong Sawit (TKS). Tempurung kelapa sawit termasuk juga limbah padat hasil pengolahan kelapa sawit (Prasetyo, 2013). Limbah padat mempunyai ciri khas pada komposisinya, karena limbah tersebut banyak mengandung serat (Nuryanto, 2000).
TKS dapat digunakan sebagai pupuk organik yang memiliki unsur hara yang dibutuhkan oleh tanah dan tanaman. Tandan kosong sawit juga menghasilkan serat kuat yang dapat digunakan untuk berbagai hal, diantaranya serat berkaret sebagai bahan pengisi jok mobil dan matras, polipot (pot kecil, papan ukuran kecil, dan bahan pengepak industri) (Arief, 2013).
Selulosa merupakan biopolimer yang berlimpah di alam, yang bersifat dapat diperbaharui, mudah terurai, dan juga tidak beracun. Selulosa merupakan polimer karbohidrat yang tersusun atas β–D Glukopiranosa dan terdiri dari tiga gugus hidroksi per anhidro glukosa yang menjadikan selulosa memiliki derajat
2
fungsionalitas yang tinggi. Sebagai materi yang dapat diperbaharui, selulosa dan turunannya dapat dipelajari dengan baik. Bahan dasar selulosa telah digunakan lebih dari 150 tahun dalam berbagai macam aplikasi, seperti makanan, produksi kertas, biomaterial, dan dalam bidang kesehatan (Coffey et al, 1995).
Nanoserat secara luas digunakan dalam obat-obatan, elektronik, membran, dan kertas. Dengan adanya penelitian isolasi nanoserat ini dari TKS dengan proses lignifikasi dan pemutihandiharapkan hasil selulosa yang diperoleh sangat bagus (Bledzki and Gassan, 1990).
Isolasi selulosa dari serat sorghum dilakukan dengan menggunakan oksidator Tetramethyl Piperidine 1 oxyl (TEMPO). Peneliti menambahkan NaOH 4% pada suhu 70-90° C selama 4 jam. Hasil paling baik yang ditunjukkan oleh proses oksidasi radikal dimana hasil serat selulosanya paling terurai, kondisi permukaan paling bersih, serta nilai kristalin paling tinggi (Ammar,2004)
Penggunaan Tetramethyl Piperidine 1 oxyl (TEMPO) untuk menghasilkan nanoserat selulosa dari kayu dilakukan dengan menggunakan NaOCl (Natrium Hipoklorit) dan Natrium Bromida pada pH 10 dan suhu 25°C. Hasil menunjukkan bahwa parameter yang paling baik adalah proses oksidasi pada pembuatan nanoserat selulosa. Penggunaan TEMPO sebagai katalis sangat efisien untuk menghasilkan nanoserat paling baik (Anna dan Sara, 2010).
Berdasarkan uraian diatas maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang Pembuatan nanoserat selulosa dari tandan kosong sawit dengan menggunakan oksidator tetramethyl piperidine 1 oxyl (TEMPO).
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan dalam penelitian ini adalah
1. Bagaimana mengisolasinanoserat selulosa dari α-selulosa dengan menggunakan oksidator TEMPO.
2. Bagaimana karakteristik dari nanoserat selulosa yang dihasilkan.
3
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini masalah dibatasi pada :
1. Tandan Kosong Sawit yang digunakan dalam penelitian berasal dari PTPN IV Adolina Jl.Letjen Suprapto No.2 Deli Serdang Sumatera Utara.
2. Nanoserat Selulosa diperoleh dari α-selulosa dengan oksidator TEMPO. 3. Karakterisasi nanoserat selulosa dari TKS dengan menggunakan gugus
fungsi FT-IR, sifat morfologi dengan menggunakan SEM, dan analisis ukuran partikel dengan menggunakan TEM.
1.4Tujuan Penelitian
1. Untuk mengisolasi nanoserat selulosa dari α-Selulosa dengan menggunakan oksidator TEMPO.
2. Untuk mengkarakteristik dari nanoserat yang dihasilkan.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Pemanfaatan limbah TKS sebagai bahan baku pembuatan selulosa diharapkan mampu meningkatkan nilai tambah di dalam industri.
2. Memberikan informasi tentang isolasi nanoserat selulosa dari a-selulosa yang diperoleh dari tandan TKS sebagai salah satu bahan yang digunakan dalam pendukung obat – obatan
1.6 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ilmu Dasar LIDA FMIPA USU Medan, analisis perubahan gugus fungsi menggunakan spektrofotometer FT-IR dilakukan di Universitas Gajah Mada, Uji SEM dilakukan di PT. Nanotech Herbal Indonesia di Jakarta dan analisis ukuran partikel (TEM) dilakukan di Universitas Gajah Mada.
1.7 Metodologi Penelitian
Penelitian ini berupa eksperimen laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan dalam 2 tahapan, yaitu :
4
1. Pada tahap ini adalah penyiapan serbuk tandan kosong sawit kemudian diisolasi untuk mendapatkan α-selulosa. Karakterisasi yang digunakan adalah analisis gugus fungsi dengan menggunakan Spektroskopi FTIR. Variable-variabel yang digunakan adalah:
- Variabel tetap: Suhu (ºC) Waktu (menit)
Berat serbuk tandan kosong sawit (gram) Volume (mL)
- Variable terikat: Spektrum inframerah
2. Pada Tahap ini adalah proses sintesis nanoserat selulosa, dimana α -selulosa disintesis dengan menggunakan NaBr, NaOCl, TEMPO, dan larutan buffer10. Selanjutnya dihomogenisasi, disonifikasi untuk memecah partikelnya lebih kecil, dan selanjutnya di sentrifugator untuk memisahkan bagian residu dari filtratnya sehingga diperoleh nanoserat selulosa. Karakterisasi yang digunakan adalah analisis gugus fungsi menggunakan Spektroskopi FTIR, analisis morfologi menggunakan SEM dan alisis ukuran partikel menggunakan TEM Variabel-variabel yang digunakan adalah :
- Variabel tetap: Suhu (ºC)
Berat serbuk α-selulosa (g) Volume (mL)
Waktu Isolasi (menit) - Variabel terikat :
Spektrum inframerah Uji morfologi Ukuran partikel
