HKI-Kaltim
SIFAT FISIK DAN KIMIA ASAP CAIR (LIQUID SMOKE) DARI CANGKANG
DAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (ELAEIS GUINEENSIS JACQ).
Firna Novari, Farida Aryani, Syamsul Arifin
Jurusan Teknologi Pertanian, Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Politek nik Pertanian Negeri, Jl. Sam Ratulangi Samarinda 75131
Email : firnanovari@yahoo.co.id
ABSTRAK
Penelit ian ini dilaku kan untuk mengetahui sifat fisik dan kimia asap cair (Liquid Smok e) yang terdapat pada cangkang dan tandan kosong kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq), dari penelitian ini diharapkan a kan me mbe rikan sumbangan pemikiran atau informasi terhadap komoditas yang baru berkembang di masyarakat, baik dari cara pe mbuatan maupun sifat fisik dan kimia yang terdapat didala mnya.
Hasil penelit ian diperoleh ko mponen fisika asap cair yaitu rendemen sebanyak 22,02% untuk cangkang ke lapa sawit dan 46,7% untuk tandan kosong kelapa sawit, adapun nilai pH untuk asap cair cangkang kelapa sawit adalah 3 dan pH 4 untuk asap cair tandan kosong kelapa sawit. Sedangkan untuk berat jenis asap cair dari cangkang kelapa sawit 1,0605 dan tandan kosong kelapa sawit 1,001. Hasil analisis warna keduanya me mpunyai wa rna yang sama yaitu cokelat ke me rahan.
Adapun hasil analisis asap cair cangkang kelapa sawit menggunakan GC-M S teridentifikasi sebanyak 24 ko mponen kimia yang didasarkan atas ‘retention time’ (dalam menit), ‘peak area’ dan konsentrasi yang berbeda. Secara keseluruhan waktu yang diperlukan untuk mengidentifikasi ko mponen -komponen tersebut adalah 59 menit. Sedangkan untuk analisis asap cair tandan kosong kelapa sawit teridentifikasi sebanyak 46 ko mponen kimia.
Kata kunci : Asap cair, Cangkang & Tandan Kosong Kelapa sawit, GC -MS
A. PENDAHULUAN
Perkebunan tanaman kelapa sawit di Indonesia me mperlihatkan pe rke mbangan yang pesat, menurut pusat informasi pertanian (2007) sa mpai dengan tahun 2007 luas areal perkebunan tanaman kelapa sawit Indonesia telah mencapai 5,15 juta hektar dengan produksi CPO 17 juta ton. Sedangkan Kalimantan Timur luas areal perkebunan pad a tahun 2007 sekitar 265.654,5 hektar dengan produksi TBS (tandan buah segar) 1.059.629 ton (Dinas Perkebunan Provi nsi
Kali mantan Timur, 2007 dalam Syarifuddi n, 2008).. Na mun seiring dengan hadirnya pabrik pengolahan sawit, akan
timbul permasalahan tersendiri yaitu tentang limbah pasca produksi tersebut.
Peningkatan nilai e konomis pemanfaatan limbah Cangkang Kelapa Sawit dapat dilakukan dengan mengolahnya men jadi a rang aktif dan cuka kayu ( Wood Vinnegar; dikenal juga dengan istilah asap cair/liquid smok e Pemanfaatan asap cair/cuka kayu umu mnya pada sektor pertanian antara lain dapat membuat tanaman men jadi sehat, mereduksi jumlah insektisida dan parasit tanaman; sedangkan pencampurannya dengan nutrisi pupuk dapat membuat tanaman tumbuh lebih baik, sebagai growth promotor dan pupuk ala m, dapat menggantikan pupuk kimia , mereduksi bau dari ko mpos dan pupuk kandang serta menye mpurnakan kualitasnya (Anoni m 2001). Hasil pene lit ian menunju kkan bah wa cuka kayu pada konse nt ras i re ndah dapa t d ip a ka i pad a bud i day a tan a man anta ra la in jahe , ke mangg i, ket imun , bunc is dan tanaman padi. Pe rke mbangan peman faatan dari cuka TKS atau asap cair TKS sampa i saat ini diketahui untuk pengolahan karet re mah, RSS (sit asap) dan karet blok skim serta produk-produk baru (Solichin dan Te djaputr a 2004).
Asap cair atau liquid smok e merupakan ko moditas yang relatif baru berke mbang, sehingga masyarakat belu m banyak mengenalnya. Sehingga hasil penelitian ini diharapkan dapat menjad i sumber informasi khususnya mengenai sifat fisik dan kimia asap cair dari cangkang dan tandan kosong kelapa sawit.
B. BAHAN DAN METODE
Bahan baku yang digunakan dala m penelitian ini adalah cangkang kelapa sawit dan tandan kosong sawit. Sedangkan peralatan yang digunakan adalah seperangkat alat karbonisasi, GC-MS
Cangkang Kelapa Sawit yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan asap cair adalah limbah dari pe mbuatan minyak ke lapa sawit, berupa partike l berbentuk granular. Berat cangkang yang digunakan ditimbang dan diambil beberapa gram untuk dilakukan pengujian kadar air, kerapatan dan rendemen yang diperoleh. Sedangkan tandan kosong kelapa sawit dibersihkan dulu dari sisa-sisa biji kelapa sawit yang masih mene mpel ke mud ian dikering anginkan beberapa saat lalu ditimbang sebelum d ibakar.
Produksi asap cair cangkang dan tandan kosong kelapa sawit dilakukan dengan menggunakan tungku/kiln. Bahan baku dimasukkan ke dala m tungku dan dibakar secara langsung. Untuk menjad i asap cair, proses pembakaran (ka rbonisasi) dila kukan me la lui tiga tahap yaitu : (1) p roses awa l sekita r 1 ~ 2 ja m; (2) proses endotermis me liputi penguapan kadar
HKI-Kaltim air, penguraian ko mponen selulosa, hemiselulosa dan lain -lain; dan (3) proses eksote rmis me liput i pengu ra ian lign in dan pe mu rn ian a rang . Proses pemb a ka ran u mu mnya dilaku kan sela ma 24 ~ 25 ja m tergantung pada bahan baku yang digunakan , kada r air bahan dan se la ma itu pula produksi asap cair d ia mati. Se la ma p roduksi cuka kayu berlangsung, air pendingin disirku lasikan dan dikontrol suhunya agar asap/uap dapat terkondensasi dalam ju mlah yang banyak. art inya produks i cuka kayu d ihent ikan. Produ ks i cu ka kayu dap at d iketahu i d a ri pen imb ang an dest ilat yang d ihasilkan..
Analisis fisika-kimia asap cair meliputi nilai rendemen, p H, berat jen is dan warna yang dibandingkan dengan kualitas cuka kayu menurut standar Jepang (Yatag ai, 2000). Untuk menganalisa persentase asam organik yang terdapat pada asap cair dari cangkang dan tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat dari ko mponen asam organik yang dihasilkan berdasarkan kro matogra m
Sedangkan untuk pengujian dan analisis komponen kimia yang terkandung dalam asap cair dari cangkang dan tandan kosong kelapa sawit dila ksanakan dengan metode GC-MS , dan data komponen kimia da la m persentase akan ditamp ilkan berdasarkan retention time masing-masing ko mponen, juga dengan melihat spektrum massa ko mponen kimia tersebut.
C. HASIL DAN PEMBAHASAN
Rende me n dan Sifat Fisik Asap Cair Cangkang dan Tandan Kosong Kel apa Sawi t
Nila i rendemen dan hasil analisis sifat fisik asap cair dari cangkang kelapa sawit dan tandan kosong kelapa sawit dari penelitian ini d isajikan dala m tabel berikut:
Tabel 1. Pengujian Sifat Fisik Asap Cair dari Cangkang dan Tandan Kosong Kelapa Sawit No. Para meter Pengujian Cangkang Ke lapa Sa wit Tandan Kosong 1. 1. 2. 3. 4. Rendemen pH Berat jenis Warna
Persentase asam organik
22,02 % 3 1,0605 Coklat ke merahan 3,92 % 46,7 % 4 1,001 Coklat ke merahan 18,30 %
Sebagai pe mbandng digunakan standar kualitas asap cair/cuka kayu berikut:
Tabe l 2. Standa r Kua litas Cu ka Kayu M enu rut Japan Wood Vinega r Association, 2001
Para meter Wood vinegar Distilled wood
vinegar
pH value 1.5 ~ 3.7 1.5 ~ 3.7
Specific gravity > 1.005 > 1.001
Percentage of organic acid 1 ~ 18 % 1 ~ 18 %
Color
Yellow Pale reddish brown
Reddish brown
Colorless Pale ye llo w Pale reddish brown
Transparency Transparent Transparent
Floating matters No floating matters No floating matters
Hasil asap cair yang berasal dari proses karbonisasi pemba karan tandan kosong lebih banyak bila d ibandingkan dengan asap cair dari cangkang kelapa sawit. Hal ini diketahui dari tingginya nila i rende men asap cair dari tandan kosong yaitu 46,7 %, bila dibandingkan dengan asap cair dari cangkang ke lapa sawit yaitu 22,02%. Ha l in i dimungkin kan karena proses pembakaran tandan kosong lebih mudah dila kukan bila dibandingkan dengan cangkang kelapa sawit yang relatif me makan wa ktu lebih la ma untuk dapat terbakar. Sehingga asap cair yang dihasilkan dari proses pembuatan tandan kosong relatif leb ih banyak bila dibandingkan dengan asap cair hasil pembakaran cangkang kelapa sawit. Hal ini juga di sebabkan proses karbonisasi dari pembaka ran tandan kosong berlangsung lebih cepat jika dibandingkan dengan proses kondensasi dari pe mbaka ran cangkang kelapa sawit.
Bila dibandingkan dengan penelitian Nur hayati,T dkk.2005, nilai rende men asap cair dari cangkang ke lapa sawit adalah 24,2 %, sedikit lebih tinggi dari rende men asap cair cangkang kelapa sawit hasil penelit ian ini. Hal ini di karenakan adanya asap yang terbuang sia-sia karena terjad i kebocoran pada alat di karenakan a lat yang tidak me madai.
Nila i keasaman (pH) asap cair dari cangkang kelapa sawit adalah 3 lebih rendah bila diba ndingkan dengan asap cair dari tandan kosong yang me miliki pH 4. Bila dibandingkan dengan nilai pH asap cair cangkang ke lapa sawit hasil penelitian Nurhayati, T dkk. 2005, ya itu 2, n ila i pH hasil penelit ian in i juga masih leb ih tinggi. Akan tetapi masih
HKI-Kaltim me menuhi nila i pH standar kualitas cuka kayu Jepang yaitu 1- 3,7, hanya saja nilai pH untuk asap cair tandan kosong tidak me menuhi standar Jepang ini.
Untuk berat jen is asap cair dari cangkang ke lapa sawit maupun dari tandan kosong, keduanya sudah me menuhi standar kualitas metode Jepang ini yaitu > 1,005.
Hasil analisis warna dari asap cair baik yang berasal dari tandan kosong maupun cangkang kelapa sawit keduanya berwarna coklat ke merahan, yang juga sudah me menuhi standar Jepang.
Analisis Sifat Ki mia Asap Cair dari Cangkang dan Tandan Kosong Kel apa Sawi t
Dari hasil analisis asap cair cangkang kelapa sawit (TKS) menggunakan GC-MS teridentifikasi sebanyak 24 ko mponen kimia yang didasarkan atas ‘retention time’ (dalam menit), ‘peak area’ dan konsentrasi yang berbeda. Secara keseluruhan waktu yang diperlukan untuk mengidentifikasi ko mponen -ko mponen tersebut adalah 59 menit.
Berikut adalah kro matogram dari asap cair cangkang ke lapa sawit dan tandan kosong kela pa sawit :
Ga mbar 1. Kro matogra m Asap Cair Cangkang Ke lapa Sa wit
Dari ga mbar d i atas, yaitu kro matogram asap cair cangkang ke lapa sawit d ibuat data dalam bentuk table berikut :
Tabel 3. Ko mponen Kimia Asap Cair dari Cangkang Kelapa Sawit Peak R. Time Area Konsentrasi (%) Na ma Ko mponen
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.884 3.939 4.313 4.563 4.713 4.847 5.080 5.243 6.926 28.613 28.822 30.184 32.325 32.551 32.825 1666924 6630854 1000630 1293155 150391 558594 126550 605006 94249 87944 88360 358022 289447 85314 131776 10.80 42.97 6.48 8.38 0.97 3.62 0.82 3.92 0.61 0,57 0.57 2.32 1.88 0.55 0.85 Nitrogen o xide 2-PROPYNOIC A CID 2-Heptanamine - - - 2,6-Dimethyl-4-pyrone Acetic acid 2,2,4-Trimethyl-2,4-disilapenta - 6-Methylbicyclo 2-Heptadecanone 5H-Cyclopropa (3,4)benz Methyl heptadecyl ketone 5H-Cyclopropa (3,4)benz
HKI-Kaltim 16 17 18 19 20 21 22 23 24 34.629 35.126 39.909 41.347 42.030 42.384 42.789 45.122 48.064 72071 220245 188192 87380 79566 122869 86574 258507 1149250 0.47 1.43 1.22 0.57 0.52 0.80 0.56 1.68 7.45 - Clobetasone
1,2-Ben zenedicarbo xylic ac id -
N-tosylphenylalaninal Benzy limine Cyclotrisilo xane, he xa methyl
Prosta-5-trien-1-oic acid 2-A minostearic Acid 2,6,10,14,18,22-Tetracosahexaene Total 15431870 100.00
Ko mponen utama asap cair dari cangkang ke lapa sawit adalah asam propinoat (42,97%), disusul nitrogen oksida (10,80%), Tetracosahexaene (7,45%), 2-Heptanamina (6,48%), asam asetat (3,92%) dan sejumlah kec il ko mponen lain yang masih mengandung asam. Banyaknya ko mponen yang mengandung asam me mungkin kan penggunaan asap cair dari cangkang kelapa sawit ini sebagai penghambat pertumbuhan mikrorganisme . Ha l ini didukung oleh pendapat Pelczar 1988, Yatagai 1988, Cahyadi 2005, bahwa asap cair dapat digunakan sebagai bahan pengawet karena mengandung senyawa anti bakteri, anti fungi sehingga dapat digunakan untuk menghilangkan bau pada ikan dan daging, selain itu asap cair juga mengandung asam asetat dan fenol sehingga dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Khusus asam asetat yang biasa digunakan untuk bahan pengawet ma kanan ( mengha mbat pertumbuhan mikroorganis me yang mungkin berke mbang dala m ma kanan) dan bekerja sebagai pelarut lipid sehingga dapat merusak me mbran sel begitu juga dengan alkohol yang terdapat dalam asap cair yang dapat mendenaturasi protein dan senyawa fenol ya ng dapat berfungsi sebagai desinfektan, denaturasi protein, me rusak me mbran sel dan mengha mbat aktiv itas enzim.
Selanjutnya analisis asap cair tandan kosong kelapa sawit (TKS) menggunakan GC -MS teridentifikasi sebanyak 46 ko mponen kimia yang didasarkan atas ‘retention time’ (dala m menit), ‘pea k area’ dan konsentrasi yang berbeda. Secara keseluruhan waktu yang diperlukan untuk mengidentifikasi ko mponen -ko mponen tersebut adalah 59 menit. Berikut kro matogra m nya :
Ga mbar 2. Kro matogram Asap Cair Tandan Kosong Kelapa Sawit
Dari ga mbar di atas, yaitu kro matogra m asap cair dari tandan kosong kelapa sawit dibuat data dalam bentuk tabel berikut:
HKI-Kaltim Tabel 4. Ko mponen Kimia Asap Ca ir dari Tandan Kosong Kelapa Sa wit
Peak R. Time Area Konsentrasi (%) Na ma Ko mponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 3.827 4.122 4.297 4.413 4.480 5.409 7.479 12.490 12.655 14.357 15.861 15.999 17.966 18.196 23.286 23.597 25.971 26.372 27.812 28.039 28.329 28.455 29.019 29.320 29.763 30.021 30.189 31.338 31.603 32.311 32.541 32.712 33.870 34.202 34.388 34.663 37.965 39.674 39.907 40.507 42.620 46.013 46.365 46.447 46.597 48.087 13835033 1853000 514257 183412 533972 9400092 9400092 822478 495925 144830 170219 125749 2368767 314504 192348 259014 101791 137906 118610 219760 112517 418568 106778 202501 127044 189630 447296 911287 344045 251292 371804 219651 211550 100414 201524 254039 182390 122497 581338 291678 167075 116203 263264 119759 160422 12964135 26.94 3.61 1.00 0.36 1.04 18.30 1.60 0.97 0.28 0.33 0.24 4.61 0.61 0.37 0.50 0.20 0.27 0.23 0.43 0.22 0.82 0.21 0.39 0.25 0.37 0.87 1.77 0.67 0.49 0.72 0.43 0.41 0.20 0.39 0.49 0.36 0.24 1.13 0.57 0.24 0.33 0.23 0.51 0.23 0.31 25.24 - 1,2-Propanedia mine Oxirane Butane Acetic oxide Acetic acid Propanoic acid Furfuryl alcohol - Butyrolactone 3-Methyl-2-cyclopentenone Phenol 5-Valoro lactone 1-Phenylpropane 1,2-diol 2,6-Dimethoxyphenol Dimethyl octanol 2-)xa -3- oxoho moadamantane Nonylbenzena 2-Heptadcanon Citronelly l vale rate 2-Heptadecanone -
2-Heptadecanone Phospine 9-Borabicyc lo
Dimethoxyglycero l docosyl ether 2-Heptadecanone 2-Pentadecanone Cyclooctene-5- Carbo xa ldehyde 2,6-Dimethyltridecanenitrile 2-Heptadecanone Cyclohe xanol 9.19-Cyclolanost-23-ene-3,25-d iol Acetic acid 3-Sopropyl
Methyl-5-nit ro-2,11-dio xo cycloundecane
Octodecane 2,5-Di-tert-butylhydroquinon
1,2-Ben zenedicarbo xylic ac id 1,2-Ben zenedicarbo xylic ac id
1,3,5-Tetraethyl-1-butoxycyclotetrasilo xane Phloroglucinol
4-beta-aceto xy
Gibbere llin A6 methyl ester 3-Buthyl cholestane
1,2-Bis (trimethylsily l)benzene 2,6,10-Tetracosahexaene Total 51356138 100.00
Dari tabel diatas didapat analisis asap cair hasil proses karbonisasi tandan kosong kelapa sawit, teridentifikasi sebanyak 46 ko mponen kimia. Ko mponen utama yang dikandung asap cair dari tandan kosong ini adalah
HKI-Kaltim Tetracosahexaene (25,24%), Asam asetat (18, 30%), Phenol (4,61%), 1,2-Propanediamine (3,61%) dan sejumlah ko mponen lain yang mengandung asam dan alkohol.
Adanya asam asetat me mungkinkan asap cair dari tandan kosong maupun cangkang kelapa sawit ini d igunakan sebagai bahan pengawet ma kanan (mengha mbat pertumbuhan mikroorganisme yang mungkin berkmbang dala m ma kanan)dan bekerja sebagai pelarut lipid sehingga dapat merusak me mbrane sel, begitu juga dengan alcohol yang dapat mendenaturasi protein dan senyawa phenol yang dapat berfungsi sebagai disinfektan, denaturasi protein, merusak me mb rane sel dan menghambat akt ifitas enzim (Pelez ar & Yatagai, 1988, Cahyadi, 2005 dalam Pari G, 2007).
Sela in itu secara prinsip adanya asam asetat, phenol, alcohol dapat menyebabkan perkeca mbahan spora dan pertumbuhan cendawan Colletotricum gloeosporoides dan Fusarium oxysporum yang biasa menyerang tanaman menjad i terhambat (Pari, 2007).
Sehingga dengan adanya komponen-komponen tersebut di atas me mungkinkan digunakannya asap cair baik dari cangkang maupun tandan kosong kelapa sawit ini sebagai bahan pengawet
D. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan dan analisisnya, ma ka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Beberapa sifat dan kualitas asap cair baik dari cangkang kelapa sawit maupun tandan kosong sudah me menuhi kualitas standar Jepang seperti nila i pH, berat jenis maupun warnanya.
2. Ko mponen kimia utama yang terdapat dalam asap cair baik cangkang kelapa sawit maupun tandan kosong kelapa sawit adalah asam asetat, fenol dan sejumlah alkohol. Sehingga asap cair dari keduanya dapat digunakan sebagi bahan pengawet karena ko mponen-ko mponen tersebut bersifat anti bakteri dan anti ja mur.
DAFTAR PUSTAKA
1. Anonymous (1982). Prototipe Alat Pembuatan Arang Aktif dan Asap Cair Tempurung , Badan Penelitian dan Pengembangan lndustri, Dept.Perindusutrian RI : 1-7.
2. Anonim. 2001. Wood Vinegar. Forest Energy Foru m No. 9. FA O.
3. Anwar, R. 2007. Diktat Ke lapa Sa wit Politeknik Pertanian Negeri Sa ma rinda. Progra m Studi Budidaya Tana man Perkebunan. Sa ma rinda.
4. Ibnusantoso, G. 2001. Prospek dan potensi kelapa ra kyat dala m meningkat kan ekonomi petani Indonesia. Dirjen Industri Agro dan Hasil Hutan. Dept. Perindag. Disampaikan pada Pe kan Pe rke lapaan Ra kyat. 5 Nopember 2001 di Riau.
5. Pari G, 2007. Penelitian Limbah Sawit Sebagai Produk Karbonisasi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor.
6. Sastrosayono, S. 2004. Budidaya Ke lapa Sa wit . Agra mo media Pustaka. Jaka rta.
7. Solichin, M; N. Tedjaputra. 2004. Deorub Liquid Smo ke as a Ne w Innovat ion fo r the Future of Natu ra l Rubber Industry and Others Industry
