PIROLISIS LIMBAH KAYU DAN BAMBU
YANG RAMAH LINGKUNGAN UNTUK
MENGHASILKAN ASAM ASETAT
MOHAMMAD WIJAYA M
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi “
Pirolisis Limbah Kayu dan
Bambu yang Ramah Lingkungan untuk Menghasilkan Asam Asetat
”adalah karya
saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
manapun. Sumber informasi yang berasal atau yang dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka dibagian akhir disertasi ini
Bogor, Agustus 2011
ABSTRACT
MOHMAMMAD WIJAYA M.
Pyrolysis of Wood and Bamboo Wastes
Environmentally Friendly to Produce Acetic Acid. Under Guidance of
ERLIZA
NOOR, TUN TEDJA IRAWADI, and GUSTAN PARI.
The research goal is to produce liquid smoke through pyrolysis process and to get
fractions of potential chemical components from woods and bamboo wastes. These
raw materials contain adequate hemicellulose, cellulose and lignin. These studies
revealed relationship between type of raw materials and compound composition of
liquid smoke products. Results of this research are expected to give benefits as follows:
(1) Liquid smoke produced from wood and bamboo wastes through pyrolysis process is
able to diversify preservative products, aplication of liquid smoke was done at tuna fish
and tofu, (2) Model of pyrolysis kinetics was established from Arrhenius and Tsamba
equations to observe influence of pyrolisis time and resident time. From calculation of
kinetics constant, it can be calculated activation energy (Ea), pre exponential factor (A),
half-life time (t½), while, pyrolysis thermodynamics was obtained from entropy,
enthalpy and Gibbs free energy changes. From the three liquid smoke produced from
pyrolisis of these raw materials, liquid smoke of bamboo gave the highest liquid smoke
residue as much as 61.34%, followed by liquid smoke pine tree by 49.60 % and liquid
smoke of teak tree produced 43.78%. This indicated that liquid smoke residue produced
during pyrolisis process was dependend on the types of raw materials used.
Identification of GC-MS of teak, pine and bamboo dust could provide compounds that
mostly derived from acid is group of dominant volatile compounds. Identification of
compound group of phenol, acid, ester, ketone, alcohol, furan and so on, then followed
by separation process to determine acetic acid compound that potential to be used as
natural preservative. Its difference is Arrhenius model focused discussion on the impact
of temperature to the kinetics constant in form of particle size without heating rate.
Tsamba model focused discussion to the impact of pyrolisis temperature to the yield,
pre exponential factor and reverse to the heating rate. Half-life of acetic acid of teak,
pine and bamboo at Arrhenius and Tsamba models tend to increase to the temperature
changes. Gibb free energy changes were decrease as pyrolysis temperature increase,
indicating that running endothermic process was not spontaneous to the acetic acid
production during pyrolisis. Content of biomass carbon at these three materials
increased to the increasing pyrolisis temperature, carbon emission of these three
materials decreased as temperature increased. Carbon cycle is originated from wood
and bamboo wastes Pyrolysis process may reduce carbon emission as much as
7.48-36.35%. It can be recommended in attempting to reduce carbon emission in the
environment as way to conserve environment due to climate change.
RINGKASAN
MOHAMMAD WIJAYA M,
Pirolisis Limbah Kayu dan Bambu yang Ramah
Lingkungan untuk Menghasilkan Asam Asetat dibimbing oleh
ERLIZA NOOR
Sebagai Ketua Komisi Pembimbing,
TUN TEDJA IRAWADI
, dan
GUSTAN PARI
Sebagai Anggota Komisi Pembimbing.
Limbah kayu tersedia dalam jumlah yang besar sebanyak 37-43% dari
penebangan pohon, antara lain berupa serbuk kayu, potongan kayu dan sisa ketaman
kayu. Limbah kayu selama ini dimanfaatkan sebagai media penanaman jamur dan
penghara. Pemanfaatan limbah kayu dan bambu pada pembuatan asap cair dan arang
telah mendapat perhatian pada beberapa tahun belakangan ini, yang umumnya
diproduksi secara pirolisis. Pada proses pirolisis, senyawa hemiselulosa, selulosa dan
lignin yang terdapat pada bahan baku terdekomposisi menghasilkan produk asap cair,
ter, dan arang.
Proses pirolisis pada penelitian ini dilakukan terhadap 3 jenis kayu yang berbeda
yaitu jati (daun lebar), pinus (daun jarum) dan bambu (daun menyirip). Tujuan
penelitian ini adalah (1) memperoleh asap cair terbaik melalui pirolisis dengan rekayasa
proses fisik (suhu dan laju pemanasan), (2) memperoleh fraksi asam asetat dari asap
cair dengan cara ekstraksi dan destilasi, (3) menentukan energi aktivasi dan faktor
eksponensial dari model kinetika pirolisis, dan (4) menentukan energi bebas Gibbs,
entropi dam entalpi dalam termodinamika kimia.
dilakukan dengan cara perendaman atau penyemprotan. Keawetan produk diamati
selama penyimpanan.
Kinetika pirolisis dilakukan melalui perubahan suhu (110, 200, 300, 400 dan
500°C) terhadap waktu sehingga diperoleh laju pemanasan (
β
), nilai konstanta kinetika
(k) terhadap suhu (K) pada masing-masing bahan baku tersebut. Perhitungan energi
aktivasi (Ea) dan pra eksponensial (A) dilakukan dari persamaan Arrhenius serta waktu
paruh. Bandingkan model Arrhenius dengan model Tsamba. Termodinamika pirolisis
melalui perhitungan nilai perubahan entalpi yang diperoleh dari energi aktivasi, dan
energi bebas Gibbs di peroleh dari perubahan entalpi dan entropi.
Hasil analisis TGA dalam bentuk termogram menunjukkan serbuk kayu jati
mengalami penguraian termal pada 3 tahap sesuai dengan perubahan garis di kurva,
yaitu pada suhu 206.7, 281.3 dan 349.7°C. Serbuk kayu pinus pada suhu 227, 320.2
dan 349.7°C. Serbuk bambu pada suhu 209.8, 281.3 dan 340.2°C. Hal ini dikarenakan
bahan baku tersebut mengalami proses dekomposisi senyawa akibat kenaikan suhu
yaitu tahap 1 menunjukkan penguraian komponen hemiselulosa, tahap 2 menunjukkan
penguraian komponen selulosa. dan tahap ketiga penguraian komponen lignin. Dari
hasil TG (Thermogravimetri
), degradasi komponen hemiselulosa, selulosa, dan lignin
antara kisaran suhu pirolisis 200-400°C.
Asap cair yang berasal dari serbuk bambu mempunyai rendemen tertinggi yaitu
62.89%, diikuti oleh kayu pinus 58.33% dan kayu jati 55.20%. Bambu juga mempunyai
rendemen arang tertinggi yaitu 33.28%, diikuti oleh kayu jati 30.82 % dan kayu pinus
27.80%. Nilai pH yang rendah akan berpengaruh terhadap nilai awet dan daya simpan
produk asap. Nilai pH asap cair kayu jati berkisar 3.14-3.70, asap cair kayu pinus
3.07-3.45 dan asap cair bambu 2.89-3.74. Konsentrasi asam asetat pada serbuk jati (kisaran
antara
5.09-9.78 mol /l)lebih besar dibandingkan konsentrasi asam asetat pada serbuk
pinus (kisaran antara
3.82 -5.29 mol/l)dan serbuk bambu berkisar
5.02-7.78 mol/l.Hasil GC MS dapat dikelompokkan sebagai kelompok asam terdiri atas asam
asetat, asam format, asam propanoat, asam isosianat. Kelompok keton antara lain 2
propanon, aseton, 3 hidroksi 2 butanon, kelompok aldehida di antaranya asetaldehida,
formaldehida dan kelompok amina antara lain 1,3 benzenadiamina, butil isosianida.
Asam merupakan kelompok senyawa volatil yang dominan jumlahnya. Pemisahan
asam asetat dari supernatan hasil fraksinasi dengan etil asetat dilakukan dengan
destilasi dimana fraksi asam asetat diperoleh dari fraksi suhu antara 105-120°C.
Penggunaan asap cair untuk ikan tongkol segar dan tahu berpengaruh nyata
terhadap keawetan dan perubahan warna. Ikan tongkol direndam dengan fraksi asap
cair sanggup bertahan hingga 3 hari. Tahu yang direndam dengan asap cair kayu jati
dapat bertahan selama 9 hari dibandingkan tahu asap pinus dan asap bambu.
dan bambu. Sedangkan faktor pre eksponensial asam asetat jati lebih tinggi daripada
asam asetat pinus dan bambu. Penurunan laju reaksi percobaan memperlihatkan pola
yang cenderung menurun dengan semakin tingginya suhu pirolisis. Laju reaksi hasil
prediksi menggunakan model Arrhenius untuk pembentukan asam asetat jati, pinus dan
bambu menunjukkan perilaku yang berbeda dengan laju reaksi hasil prediksi. Kedua
model ini mempertimbangkan pengaruh suhu pirolisis terhadap konstanta kinetika.
Perbedaannya adalah model Arrhenius hanya melihat pengaruh suhu terhadap konstanta
kinetika tanpa laju pemanasan. Model Tsamba mempertimbangkan pengaruh suhu
pirolisis terhadap laju pemanasan. Waktu paruh asam asetat jati, pinus dan bambu pada
model
Arrhenius mengalami penurunan dan cenderung mengalami kenaikan model
Tsamba terhadap suhu pirolisis.
Perubahan entropi terhadap suhu pirolisis untuk model Arrhenius
mengalami
penurunan, sebaliknya nilai entropi untuk model Tsamba mengalami kenaikan.
Perubahan energi bebas Gibbs dari ketiga jenis bahan baku cenderung mengalami
kenaikan terhadap suhu pirolisis. Proses pirolisis dipengaruhi oleh jenis bahan baku dan
kondisi proses (suhu dan waktu) untuk menghasilkan produk asam asetat. Jadi adanya
keterkaitan antara
Δ
H°,
Δ
S°, dan
Δ
G° terhadap suhu sebagai fungsi termodinamika
untuk proses pirolisis. Secara umum, perubahan energi bebas Gibbs menurun dengan
meningkatnya suhu pirolisis, yang diindikasikan bahwa proses endotermik yang
berlangsung tidak spontan terhadap produk asam asetat yang dihasikan dalam pirolisis.
@ Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2011
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencamtumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjuan suaiu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PIROLISIS LIMBAH KAYU DAN BAMBU
YANG RAMAH LINGKUNGAN UNTUK
MENGHASILKAN ASAM ASETAT
MOHAMMAD WIJAYA M
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
Pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Disertasi
: Pirolisis Limbah Kayu dan Bambu yang Ramah Lingkungan
untuk Menghasilkan Asam Asetat
Nama
: Mohammmad Wijaya M.
NRP
: P062050081
Disetujui :
Komisi Pembimbing
Prof. Dr.Ir. Erliza Noor
Ketua
Prof.Dr.Ir. Tun Tedja Irawadi,MS Prof (R).Dr. Gustan Pari, M.Si. APU
Anggota
Anggota
Diketahui :
Ketua Program Studi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Pengelolaan Sumberdaya Alam
Institut Pertanian Bogor
dan Lingkungan
Penguji luar pada Ujian Tertutup pada Jumat, 14 Januari 2011 :
1. Dr. Zainal Alim Mas'ud., DEA
(Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam IPB/Kepala Laboratorium Terpadu IPB
Bogor)
2. Dr. Ir. Etty Riani., MS
(Departemen Managemen Sumberdaya Perikanan Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB)
Penguji luar pada Ujian Terbuka pada Kamis, 5 Mei 2011 :
1.
Dr. Adi Santoso, M.Si., APU
(Manager Teknis Laboratorium Terpadu Balai Penelitian dan
Pengembangan Hasil Hutan Kementerian Kehutanan. RI)
2.
Prof. Dr. Ir. M. Anwar Nur, MS
(Guru Besar Emiritus Departemen Kimia FMIPA IPB Bogor)
PRAKATA
Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas segala
limpahan Rahmat dan karunia-Nya sehingga disertasi ini, yang merupakan salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya
Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dapat
diselesaikan. Penelitian ini berjudul ” Pirolisis Limbah Kayu dan Bambu yang Ramah
Lingkungan untuk Menghasilkan Asam Asetat
“
dilaksanakan mulai Oktober 2007
sampai Juli 2009.
Selama melaksanakan penelitian dan penulisan disertasi ini, penulis banyak
mendapatkan bantuan baik moril maupun materil serta bimbingan dari berbagai pihak,
sehingga pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1.
Prof. Dr.Ir. Erliza Noor, sebagai ketua komisi pembimbing, Prof. Dr.Ir. Tun Tedja
Irawadi, MS dan Prof.(R).Dr. Gustan Pari, M.Si, selaku anggota komisi
pembimbing yang telah meluangkan banyak waktunya untuk memberi bimbingan
dan arahan serta saran pada penelitian dan penulisan disertasi ini.
2.
Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana.M.Sc selaku ketua Program Studi dan Dr.
Ir.Widiatmaka, DEA, sebagai Sekretaris S
3Program Studi Sumberdaya Alam dan
Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor yang selalu memacu,
memberi semangat dan solusi bagi setiap masalah yang penulis hadapi serta
meluangkan waktu, agar penulis dapat selesai dalam studi ini dan segera kembali
membangun Sulawesi- Selatan.
3.
Dr.Ir. Etty Riani sebagai penguji luar ujian tertutup dan membantu dalam
penyempurnaan akhir penulisan disertasi ini.
4.
Rektor dan Dekan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor beserta staf dan
jajaran administrasinya yang telah berkenan menerima dan mengasuh serta selalu
mendukung penulis untuk kelancaran dan kesuksesan studi ini.
staf pengajar jurusan kimia FMIPA UNM Makassar yang telah berkenan memberi
izin dan bantuan kepada penulis untuk mengikuti tugas belajar ini.
6.
Dirjen Dikti Depdiknas dan penanggung jawab program Beasiswa Pendidikan
Pascasarjana (BPPS) dan Hibah Penelitian Mahasiswa Program Doktor (S
3) yang
telah membiayai pelaksanaan tugas belajar ini.
7.
Prof. (R). Dr. Gustan Pari, MS., APU selaku Kepala Laboratorium Terpadu Kimia
Kayu dan Energi Biomassa Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan
Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Balitbang Kehutanan Kementerian
Kehutanan beserta staf : Mahpudin, dan Dadang Setiawan yang telah memberi
izin pemakaian ruangan, penggunaan sarana, peralatan, membantu tenaga, pikiran
dan memberikan suasana yang aman, nyaman serta dukungan lingkungan yang
sangat kondusif sehingga penulis dapat bekerja secara optimal dalam pelaksanaan
penelitian ini.
8.
Dr. Ir. Andreas Dwi Santosa, DEA Selaku Kepala Laboratorium Bioteknologi
ICCB Situ gede Bogor beserta stafnya untuk analisis pengujian anti jamur untuk
asap cair ketiga bahan baku.
9.
Staf Laboratorium Kimia Instrumen Jurusan Kimia FPMIPA UPI Bandung yang
telah membantu penulis dalam menganalisis GC-MS asap cair dan fraksi etil
asetat dari ketiga jenis bahan baku tersebut.
10.
Staf Laboratorium Uji Polimer Pusat Penelitian Fisika Terapan LIPI Sangkuriang
Bandung yang telah membantu penulis dalam menganalisis TGA bahan baku
tersebut.
11.
Staf Laboratorium Pascapanen Departemen Pertanian Cimanggu-Bogor yang
telah membantu penulis dalam menganalisis kadar asam asetat dan total fenol.
12.
Staf Laboratorium Kimia Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB Bogor untuk
analisis kadar lignin, holoselulosa dan selulosa dari ketiga bahan baku tersebut.
13.
Staf Laboratorium Kimia Tanah Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
Fakultas Pertanian IPB untuk analisis karbon untuk asap cair ketiga bahan baku.
14.
Teman-teman seperjuangan Alumni dan Mahasiswa Pascasarjana IPB Bogor :
M.Sc Stud (Unhas), Sabhan, S.Si,M.Si (Untad Palu) dan Elida Novita, S.TP., M.T
(Unej Jember), Drs.H.Muhammad Arsyad.,M.Si (UNM) serta Henny
Purwaningsih, S.Si., M.Si (IPB), yang telah banyak membantu baik moril maupun
non moril serta teman yaug lain khususnya Mahasiswa S
3program studi
Pengelolaan sumber daya alam dan lingkungan (PSL) angkatan 2005 yang tidak
bisa saya sebutkan satu persatu.
Ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya juga penulis sampaikan kepada
ayahanda Drs. Makmur Daeng Sitaba dan ibunda Siti Ramlah Daeng Ngai, serta
Mertua Pettahang dan Sumarni (Dg Sita), dan Keluarga Besar H. Mansyur Abdullah
yang telah mengasuh, membimbing, membiayai dan setiap saat mendoakan agar
penulis diberi kemudahan dalam setiap langkah dan selalu mendapat Ridha dari Allah
SWT serta Yayasan Damandiri dan Yayasan Toyota Astra (YTA) bidang lingkungan
Hidup atas bantuan biaya penelitian studi ini, Terkhusus buat saudaraku Diah
Kusumawati, Diah Malahayati. SE dan Muhammad Fatahillah yang telah sabar dan
mendukung penulis dalam penyelesaian studi ini. Demikian pula untuk istri Sumini,
S.Pd dan anak-anakku Khalidah Wijaya, Nurhanifauziah Wijaya dan Siti Ainunniza
Wijaya yang tersayang yang selalu mendampingi, membantu dalam suka dan duka serta
mendoakan penulis sehingga selalu tabah, sabar dan diberi kemampuan dalam
menjalankan tugas belajar ini hingga selesai dan sukses meraih masa depan.
Akhir kata, atas semua bantuan yang telah diberikan, penulis hanya dapat
mendoakan agar diberi ganjaran yang setimpal oleh Allah SWT, dan dinilai sebagai
amal jariah serta ilmu yang bermanfaat. Penulis harapkan agar tulisan ini dapat
bermanfaat bagi yang membacanya khususnya masyarakat dan pengusaha yang
bergerak di bidang perikanan dan usaha tahu serta dunia ilmu pengetahuan dan pihak
lain yang membutuhkannya.
Bogor, Agustus 2011
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Makassar (Ujung Pandang), Sulawesi-Selatan pada tanggal
27 September 1973, merupakan putra kedua dari empat bersaudara dari Ayah Drs.
Makmur Daeng Sitaba dan Ibu Siti Ramlah Daeng Ngai.
Penulis menamatkan pendidikan dasar di SD Negeri Kompleks Latimojong
Makassar tahun lulus 1986, kemudian Sekolah Menengah Pertama di SMP PGRI
Sangir I Makassar tahun lulus 1989, dan pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA
Negeri 4 Makassar tahun lulus 1992. Penulis pernah mengikuti Siswa Berprestasi
Teladan (Special Class) Tingkat Propinsi Sulawesi-Selatan selama setahun sejak tahun
1991-1992 di Lembaga Penjamin Mutu Pendidikan (LPMP) Depdikbud
Sulawesi-Selatan. Sejak tahun 1992, penulis diterima menjadi Mahasiswa di Jurusan Kimia,
FMIPA, Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta melalui program Penjaringan
Bibit Unggul Daerah (PBUD), dan lulus menjadi Sarjana Kimia
(S.Si)
pada tahun 1997.
Pada tahun 2001, penulis mendapat kepercayaan mengikuti Pendidikan Pascasarjana
Strata S
2di Program Studi Kimia, Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung
(ITB) dan meraih gelar Magister Sains (M.Si) dalam Bidang khusus Kimia Fisika
(Polymer Chemistry) lulus tahun 2003. Selanjutnya pada tahun 2005 hingga sekarang,
penulis terdaftar sebagai mahasiswa Pascasarjana S
3pada Program Studi Pengelolaan
Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL), Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor.
ini, penulis bekerja sebagai staf pengajar Jurusan Kimia Bidang khusus Kimia Fisik dan
Lingkungan pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) UNM
Makassar. Penulis pernah menjadi pengurus Himpunan Kimia Indonsesia (HKI)
cabang Jawa Barat periode 2001-2002, disamping menjadi pengurus Himpunan
Polimer Indonesia. Penulis meraih Dosen Teladan di Universitas Negeri Makassar pada
tahun 2005.
xvi
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL
………... xviii
DAFTAR GAMBAR
……… xx
DAFTAR LAMPIRAN………..
xxii
I. PENDAHULUAN……….
1
1.1. Latar Belakang...
1
1.2. Kerangka Pemikiran...
3
1.3. Perumusan Masalah...
6
1.4. Tujuan Penelitian...
6
1.5. Manfaat Penelitian...
6
1.6. Hipotesis…………...
7
1.7. Novelty...
7
II. TINJAUAN
PUSTAKA...
9
2.1. Kayu...
9
2.1.1. Komposisi Kimia Kayu...
10
2.1.2. Potensi Limbah Kayu...
12
2.2. Potensi Limbah Bambu...
13
2.2.1. Komposisi Kimia Bambu...
15
2.3. Mekanisme Proses Pirolisis...
15
2.4. Asap Cair...
17
2.4.1. Komposisi Asap Cair...
18
2.4.2. Sifat Fisik Penyusun Asap Cair...
2.4.3. Aplikasi Asap Cair dan Ter...
2.4.4. Produksi Asap Cair……….
22
25
28
2.5. Pemisahan Asap Cair...
29
2.5.1. Ekstraksi...
29
2.5.2. Distilasi.………...
30
2.6. Kinetika Reaksi ...
31
2.6.1 Persamaan Kinetika Reaksi ...
31
2.6.2 Model Kinetika Pirolisis...
2.7. Termodinamika Kimia...
2.8. Kesetimbangan Biomassa yang Ramah Lingkungan...
32
37
38
III. METODE
PENELITIAN... 43
3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian...
43
3.2. Bahan dan Alat ...
43
3.3. Tahapan Penelitian………...
45
xvii
3.3.2. Metode Analisis………...
49
3.3.2.1. Analisis Asap Cair...
49
3.3.2.2. Prosedur Karakterisasi Arang dan Bahan Bakunya...
51
3.3.2.3. Analisa Kandungan Lignin, Holuselulosa dan Selulosa.
53
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN………...
55
4.1. Analisis Bahan Komponen Kayu dan Bambu………....
55
4.2
Produksi Asap Cair Secara Pirolisis...
58
4.3. Identifikasi Komponen Kimia Asap Cair...
59
4.3.1. Analisis GC-MS...
59
4.3.2. Analisis PCA...
4.4. Pembentukan Asam Asetat dari Pirolisis...
4.5. Pemisahan Asap Cair...
64
67
70
4.6. Uji antijamur Asap Cair...
72
4.7. Aplikasi Asap Cair pada Ikan dan Tahu...
75
4.8. Model Kinetika Pirolisis……...
77
4.8.1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kinetika Pirolisis...
77
4.8.2. Model Kinetika Pirolisis Asam Asetat...
4.8.2.1. Energi Aktivasi dan Faktor Pre Eksponensial ...
4.8.2.2. Kinetika Pirolisis Asam Asetat Jati, Pinus dan Bambu
78
78
82
4.8.3. Waktu Paruh dalam Kinetika Pirolisis...
4.9. Termodinamika Kimia...
4.9.1. Konversi Perubahan Nilai Kalor terhadap Perubahan Entropi
4.9.2.Perubahan Entalpi (
Δ
H
⁰
), Entropi (
Δ
S
⁰
) dan Energi Bebas
Gibbs (
Δ
G
⁰
) ...
4.10. Konversi Bahan Baku menjadi Kandungan Karbon Biomassa...
4.11. Siklus Karbon Melalui Pirolisis Biomassa...
4.12. Pembahasan Umum...
87
89
89
92
96
98
101
V.
KESIMPULAN DAN SARAN...
117
5.1. Kesimpulan...
117
5.2 . Saran………..
117
DAFTAR
PUSTAKA………
119
xviii
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin beberapa jenis
limbah kayu. (%b/b)...
12
2
Komponen kimia lima jenis bambu dan kayu (%)...
15
3
Sifat fisik empat jenis bambu...
15
4
Komposisi kimia asap cair...
18
5
Hasil analisis senyawa kimia fraksi cair dari partikel pohon kayu
(0,425 nm) melalui pirolisis dalam larutan alkali...
20
6
Standar kualitas asap cair (cuka) kayu di Jepang...
21
7.
Sifat fisik asap cair...
23
8
Produksi asap cair...
28
9
Beberapa termodinamika kimia dalam proses pirolisis...
38
10
Hasil analisis termal TGA serbuk kayu jati, pinus dan bambu...
56
11 Kandungan (%b/b) lignin, holoselulosa dan selulosa pada serbuk kayu
jati, pinus dan bambu...
57
12
Rendemen produk serbuk kayu jati, pinus dan bambu...
58
13
14.
Senyawa hasil pirolisis asap cair kayu jati pada berbagai suhu hasil
deteksi GC-MS...
Senyawa hasil pirolisis asap cair kayu pinus pada berbagai suhu hasil
deteksi GC-MS ... ...
61
62
15 Senyawa hasil pirolisis asap cair bambu pada berbagai suhu hasil
deteksi GC-MS. ...
63
16 Beberapa jenis senyawa dalam kondensat asap cair serbuk kayu jati,
serbuk kayu pinus dan bambu ...
66
xix
18
19
20.
21
22
23
24
25
26
Konsentrasi asam asetat pada ascakaja, ascakapin dan ascabam dari
hasil perhitungan analisis GC-MS………...
Hasil pemisahan dengan ekstraksi dengan pelarut n-heksana, etil asetat
dan metanol ...
Komponen kimia fraksi etil asetat jati, pinus dan bambu ...
Kandungan destilat dari fraksi etil asetat...
Diamater zona hambat yang terbentuk Aspergillus nigel...
Perlakuan pengujian asap cair pada ikan tongkol dan tahu...
Berbagai suhu, waktu pirolisis dan yield asam asetat ...
Menentukan energi aktivasi (Ea) dan faktor pre eksponensial (A) asam
asetat jati, asam asetat pinus dan bambu...
Karakteristik nilai kalor dan entropi arang serbuk jati, pinus dan bambu
68
71
71
72
73
76
77
xx
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Kerangka
pemikiran...
5
2
Beberapa jenis asal bahan kayu (a). Pohon jati (Tectona grandis L.f.),
(b).Pohon pinus (Pinus merkusii) (c). Bambu Tali...
9
3
Struktur kimia selulosa kayu...
10
4
Proses pembentukan polimer lignin (Laurence et al.1992)...
11
5
Perpindahan panas dan massa dalam pirolisis serbuk kayu
(Jannsen et al. 2004)...
17
6
7
8
9
Nilai ter kayu dalam banyaknya impor di Indonesia (BPS
2003-2008)………..
Cara pembuatan arang dengan cara kiln drum (a) Pembakaran dengan
memakai sunkup agar supaya dapat menampung destilat (asap cair)
(b). Arang yang dihasilkan, sedangkan asap cair terus naik ke atmosfer
dalam bentuk gas CO, CO
2,CH
4dan lain...
Siklus karbon biomassa melalui proses fotosintesis dan energi untuk
pertumbuhan tanaman (Tenembaum 2009)……….
Bahan baku untuk pembuatan asap cair dan arang : (a) Serbuk kayu
jati, (b) Serbuk kayu pinus dan (c) Serbuk bambu...
27
39
42
44
10
Tanur untuk membuat asap cair dan arang yang terbuat dari baja
tahan karat yang dilengkapi dengan termokopel...
44
11 Tahapan penelitian pirolisis limbah kayu dan bambu yang ramah
lingkungan untuk menghasilkan asam asetat...
45
12
Hasil analisis TGA pada 3 jenis bahan baku (a). Serbuk kayu jati
(b). Serbuk kayu pinus (c). Serbuk bambu ...
55
13
14
Scree plot pengelompokkan senyawa pada asap pinus (a) Jati (b)
Pinus, dan (c) Bambu...
Mekanisme pembentukan pori secara kimia hasil dari penataan ulang
karbon baik yang bersumber dari selulosa, lignin dan hemiselulosa
(Pari 2010)………...
65
xxi
15
Fraksinasi asap cair dari pelarut n-heksan, etil asetat dan metanol
(a) Serbuk jati, (b) Serbuk pinus dan (c) Serbuk bambu...
70
16
Uji antijamur dari (a) kontrol dan asap cair kayu jati, pinus dan bambu (b)daya hambat kontrol dan fraksi etil asetat jati
...
73
17
Hubungan antara ln k terhadap 1000/T menggunakan model
Arrhenius pada perlakuan (a). Asam asetat jati, (b). Asam asetat pinus.
(c). Asam asetat bambu…………...
79
18
19
20
Hubungan antara ln k terhadap 1000/T menggunakan model
Arrhenius pada perlakuan;(a). Asam asetat jati, (b). Asam asetat pinus.
(c). Asam asetat bambu. ...
Perbandingan nilai ln k terhadap 1000/T pada model Arrhenius dari
kinetika pirolisis asam asetat jati, pinus dan bambu...
Perbandingan nilai ln k terhadap 1000/T untuk model Tsamba
dari kinetika pirolisis asam asetat jati, pinus dan bambu………
80
82
84
21
22
23
Hubungan Laju reaksi terhadap waktu pirolisis (a) Percobaan dan
Tsamba ( b) Model Arrhenius asam asetat jati, pinus dan bambu.. ....
Hubungan antara waktu paruh terhadap suhu pirolisis (a). Model
Arrhenius (b). Model Tsamba untuk kinetika asam asetat jati, pinus
dan bambu………...
Perbandingan nilai entropi arang dan asam asetat jati, pinus dan
bambu terhadap suhu pirolisis pada termodinamika kimia...
86
88
91
24`
Perubahan entalpi asam asetat jati, pinus dan bambu dengan model
Tsamba dalam termodinamika kimia...
92
25
26
27
28
29
Perubahan entropi asam asetat jati, pinus dan bambu dengan model
Tsamba dalam termodinamika pirolisis...
Energi bebas Gibbs asam asetat jati, pinus dan bambu untuk
model Tsamba ...
Kandungan karbon biomassa serbuk kayu jati, pinus dan bambu
...
Pengaruh suhu pirolisis terhadap emisi karbon jati, pinus dan bambu..
Siklus karbon yang berasal dari limbah kayu dan bambu melalui
proses...
93
xxii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Penentuan hasil analisis kimia serbuk jati, pinus dan bambu...
134
2
3.
4.
5
6
7.
8.
9
10.
11
12
13.
14.
15.
16.
17
18
19
20
21
Hasil pirolisis serbuk jati, pinus dan bambu...
Penentuan konsentrasi asam asetat kayu jati, pinus dan bambu...
Pemisahan asap cair...
Penentuan berat dan yield asam asetat jati, pinus dan bambu...
Karakteristik arang serbuk kayu jati, pinus dan bambu...
Perhitungan waktu paruh kinetika pirolisis...
Penentuan nilai kalor arang kayu jati, pinus dan bambu...
Perubahan Entropi dari nilai kalor arang ...
Penentuan nilai karbon asap cair jati, pinus dan bambu...
Penentuan karbon biomassa asap cair jati, pinus dan bambu...
Penentuan total karbon biomassa serbuk jati, pinus dan bambu...
Menentukan emisi karbon serbuk jati, pinus dan bambu...
Menentukan nilai konstanta kinetika asam asetat jati, pinus dan
bambu pada model Arrhenius dan Tsamba...
Penentuan suhu optimun untuk asam asetat Jati, pinus dan bambu…
Penentuan laju reaksi asam asetat...
Sifat fisik arang dam standarnya (Brocksiepe 1976)...
Alat GC-MS dan kondisi serta spesifikasinya...
Mencari entalpi dan entropi dalam termodinamika kimia...
Perubahan energi bebas Gibbs dalam termodinamika kimia...
Penggelompokkan senyawa berdasarkan waktu retensi dari hasil
kromatogram asap cair GC-MS...
135
138
140
142
143
145
146
147
149
150
151
152
154
158
159
162
163
164
167
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Limbah kayu tersedia dalam jumlah yang besar, karena sebanyak 37-43% dari penebangan pohon menjadi limbah, antara lain berupa serbuk kayu, potongan kayu dan sisa ketaman kayu. Limbah kayu selama ini banyak dimanfaatkan sebagai media penanaman jamur (Chang & Buswell 1996; Ishizuka et al. 1997; She et al. 1998, Wasser & Weis 1999), dan penghara (Muladi et al. 2001).
Pemanfaatan limbah kayu dan bambu pada pembuatan asap cair telah mendapat perhatian beberapa tahun belakangan ini, yang umumnya diproduksi secara pirolisis. Pada proses pirolisis terjadi dekomposisi dari senyawa hemiselulosa, selulosa dan lignin yang terdapat pada bahan baku. Proses pirolisis antara lain menghasilkan produk asap cair, ter, arang dan minyak atsiri (Sheth et al. 2006).
Beberapa hal yang menguntungkan dari penggunaan asap cair dibandingkan dengan pengasapan secara tradisional, antara lain (Pearson & Tauber 1973) :
a. Tidak memerlukan alat generator yang cukup mahal.
b. Komposisi asap cair lebih konsisten untuk pemakaian yang berulang-ulang.
c. Senyawa penyebab kanker dapat dikurangi.
d. Proses yang dilakukan lebih cepat dan hasilnya relatif lebih banyak. Berbagai bahan baku telah digunakan untuk pembuatan asap cair dalam proses pirolisis antara lain sebagai berikut: potongan kayu pinus (Badger et al. 2011), lignin alam (Liu et al. 2011), limbah kopi (Akalin & Karagoz 2011), batang jagung (Lv et al. 2010), campuran limbah industri dan sampah padatan kota (Paolucci et al. 2010), biomassa kayu (Saddawi et al. 2010), serbuk LiFePO4/C (Akao et al. 2010), kulit biji jambu mente dan sabut kelapa (Tsamba et al. 2006), tempurung kelapa (Darmadji 2002), bambu (Kantarelis et al. 2010), lignin kraft (Gustaffson et al. 2009), cairan hitam kertas (Zhao et al. 2010), jerami padi (Budi et al. 2004), kayu pinus (Kim et al. 2010), limbah koran (Bhuiyyan et al. 2008), kayu sugi dan akasia (Kartal et al. 2004), partikel kayu (Sadhukan et al.
2010), kayu mangga dan bambu (Tippayawong et al. 2010), dan pohon kayu hibrida (Agblevor et al. 2010). Bahan baku tersebut mengandung cukup hemiselulosa, selulosa dan lignin. Penelitian tersebut mengungkap adanya hubungan antara jenis bahan baku dan komposisi senyawa pada produk asap cair. Senyawa-senyawa hasil pirolisis serbuk kayu jati mengandung p-guaiakol, 2 metoksi 4 propenil fenol, 2 metoksi 4 metil fenol, 3,4,5 trimetoksi toluenadan 1,3 dimetoksi siringol(Fatimah & Nugraha 2005), Sedangkan senyawa dominan hasil pirolisis kayu sugi dan kayu akasia terdiri dari asam asetat dan vanilin (Kartal et al. 2004), dan dari sampah organik adalah γ-butirolakton dan 2 hidroksi 3 metil 2 siklopentena-1-on (Gani 2007). Berbagai senyawa dan komposisi yang berbeda dihasilkan dari proses pirolisis, selain itu jenis bahan baku beserta kondisi operasi pirolisis diperkirakan mempengaruhi hal tersebut.
Aplikasi asap cair sangat beragam. Asap cair tongkol jagung misalnya digunakan sebagai bahan penyusun bio oil (Wang et al. 2010), dan pestisida (Nurhayati 2000). Sementara asap cair dari bambu dapat digunakan sebagai bahan baku kosmetik, minuman kesehatan dan kedokteran (Jinhe 2005), dan obat anti alergi (Imamura et al. 2005). Asap cair dari sampah organik dapat digunakan sebagai antifeedant (Gani 2007), dan dari sabut dan tempurung kelapa dapat digunakan untuk mengawetkan ikan selar (Sutin 2008).
Komponen utama dari kayu terdiri atas selulosa, hemiselulosa dan lignin akan terurai menjadi berbagai senyawa pada proses pirolisis. Secara umum pirolisis hemiselulosa akan menghasilkan furfural, furan, asam asetat dan turunannya. Sedangkan lignin terurai menjadi fenol dan eter fenolik serta turunannya dan selulosa akan menghasilkan senyawa asam asetat, dan senyawa karbonil. Senyawa-senyawa hasil pirolisis ini memiliki fungsi yang beragam. Senyawa fenol dan karbonil bermanfaat memberi flavor dan warna, senyawa fenol dan asam organik digunakan pada pengawetan, karena mengandung senyawa antibakteri dan antioksidan. Senyawa benzopirena dan ter yang terdapat pada asap cair tidak diinginkan karena bersifat toksik dan karsinogenik (Maga 1988).
akan diamati pirolisis menggunakan 3 jenis limbah kayu dan bambu yang berasal dari kayu berdaun lebar, kayu berdaun jarum, dan bambu berdaun menyirip.
Pengamatan termodinamika pirolisis dengan melihat perubahan energi bebas Gibbs sebagai fungsi suhu pirolisis belum banyak dilakukan. Metode ini di antaranya digunakan untuk memprediksi gas yang diproduksi dengan menggunakan pendekatan reaksi termodinamika (Dong et al. 2005), perbedaan suhu pirolisis terhadap kesetimbangan termodinamika (Chang et al. 2004), dan studi termodinamika untuk pembentukan asetilena dan batu bara (Bao et al. 2009). Penelitian tersebut erat kaitannya dengan teori termodinamika kimia yang menyatakan hubungan antara energi bebas Gibbs dengan suhu priolisis.
Berdasarkan uraian di atas, penelitian ini dirancang untuk membuat asap cair melalui proses pirolisis sehingga menghasilkan komponen kimia yang potensial seperti asam asetat yang ramah lingkungan. Data termodinamika kimia dari pirolisis diperoleh melalui penentuan entalpi, entropi, dan energi bebas Gibbs. 1.2. Kerangka Pemikiran
Proses pirolisis dilakukan terhadap 3 jenis kayu dan bambu yang berbeda, yaitu jati (daun lebar), pinus (daun jarum) dan bambu (daun menyirip). Proses pirolisis dengan bahan yang berbeda akan menghasilkan senyawa-senyawa dengan karakteristik yang berbeda. Proses pirolisis melibatkan berbagai proses reaksi, yaitu dekomposisi, oksidasi, polimerisasi, dan kondensasi. Komponen asap cair dari berbagai jenis kayu dianalisa untuk mengetahui rendemen asap cair dan arang (% b/b), konsentrasi asam asetat, dan pH. Fraksi atau kondensat dengan konsentrasi asam asetat dan rendemen yang tinggi dipisahkan untuk dianalisis lebih lanjut menggunakan GC-MS (gas chromatography-mass spectrometry). Analisis GC-MS dilakukan untuk mengidentifikasi komponen kimia asap cair. Pengelompokan senyawa hasil analisis GC-MS dapat dilakukan dengan identifikasi senyawa asam asetat dan turunannya dengan menggunakan analisis PCA (principal component analysis).
(polar) yang bersifat polar. Destilasi asap cair dilakukan untuk menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dan berbahaya seperti benzopirena dan ter. Hal ini dilakukan dengan cara pengaturan suhu asap cair, sehingga diharapkan memperoleh asap cair yang jernih, dan bebas ter.
Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Darmadji (1996), melaporkan bahwa pirolisis tempurung kelapa dapat menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4.13%, karbonil 11.3%, dan asam 10.2%. Menurut Maga (1988), komposisi kimia asap cair kayu terdiri dari kandungan senyawa fenol 0.2-2.9%, asam 2.8-4.5%, karbonil 2.6-4.6%, ter 1-17%, dan air 11-92%.
Aplikasi asap cair dilakukan pada ikan tongkol dan tahu. Model kinetika pirolisis yang dikembangkan diambil dari persamaan Arrhenius dan Tsamba untuk melihat adanya pengaruh suhu pirolisis dan waktu tinggal. Berdasarkan hasil perhitungan konstanta kinetika, maka dapat dihitung energi aktivasi (Ea), faktor pre eksponensial (A), dan waktu paruh (t½). Khusus untuk termodinamika
.
Gambar 1 Kerangka pemikiran. Bahan baku
Identifikasi Komponen Kimia - Analisis GC-MS
- Analisis PCA
Bahan Pengawet Alami Kayu berdaun jarum
( Hard wood )
Kayu berdaun lebar ( Soft wood )
Berdaun menyirip
(Bambu)
Parameter - Laju pemanasan - Suhu dan waktu
Energi aktivasi (Ea) Konstanta Kinetik (K) Faktor Eksponensial (A) Waktu Paruh (t1/2)
Model Kinetika
Pengujian anti jamur Produk Asam -Asetat
Analisis - Rendemen, PH
- Konsentrasi Asam Asetat
Distilasi
Suhu asap cair < 95° C, 95-105°C&105-120°C Asap Cair
Arang
Analisis Arang Kadar air
Kadar abu Kadar zat terbang Kadar karbon
Nilai kalor Termodinamika Kimia
Entropi (ΔS) Entalpi (ΔH) Energi bebas Gibss (ΔG)
Aplikasi Asap Cair Proses Pirolisis
1.3. Perumusan Masalah
Asap cair dari 3 jenis kayu dan bambu yang berbeda yaitu jati (daun lebar), pinus (daun jarum) dan bambu (daun menyirip), diperkirakan memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda dan kompleks. Penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya mengindikasikan lebih kurang 1000 macam senyawa kimia, 300 di antaranya dapat diisolasi dan sudah berhasil diidentifikasi. Berbagai jenis senyawa dijumpai pada kondensat antara lain fenol (85), asam (35), furan (4), alkohol dan ester (15), lakton (13), hidrokarbon alifatik (1) dan lain-lain. Untuk memperoleh fraksi komponen potensial seperti asam sehingga fraksi murni membutuhkan teknik pemisahan yang rumit. Pemilihan proses untuk 3 jenis bahan baku pada penelitian ini diharapkan dapat mengoptimalkan perolehan senyawa asam asetat yang diinginkan.
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mendapatkan rendemen asap cair dengan jumlah terbaik melalui pirolisis dan mengidentifikasi fraksi-fraksi komponen kimia potensial dari asap cair. 2. Aplikasi asap cair sebagai pengawet pangan.
3. Memperoleh teknik isolasi asam asetat dari asap cair.
4. Menentukan model kinetika pembentukan asam asetat pada proses pirolisis. 5. Menentukan reaksi spontan atau tidak spontan yang berlangsung dalam
pembentukan asam asetat.
6. Menentukan nilai emisi karbon yang ramah lingkungan pada teknologi pirolisis.
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat memberi manfaat sebagai berikut :
1. Asap cair yang diperoleh dari limbah kayu dan bambu melalui proses pirolisis dapat digunakan sebagai alternatif produk pengawet makanan.
2. Model kinetika pirolisis yang dihasilkan dapat digunakan untuk mendapatkan senyawa yang diinginkan dalam jumlah yang tinggi dan memberikan manfaat dalam perencanaan proses, dan pengembangan produk.
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Konstanta kinetika (k) dipengaruhi oleh jenis bahan baku.
2. Laju pemanasan (heating rate) berpengaruh secara signifikan terhadap energi aktivasi, dimana energi aktivasi meningkat dengan meningkatnya laju pemanasan.
1.7. Novelty (kebaruan)
2 h n M p d p j k k s f t k a (
2.1. Kayu
[image:30.612.139.498.465.658.2]Kayu hemiselulosa nitrogen, pe Mg, Mn, d polifenol, da dan karbohi pemantapan juga bahan kebutuhan. komponen y sulfonat, gu fisik, sifat m tanpa meng komponen p adalah poho (Gigantochl ( Gambar terutama a dan lignin ektin, pati, g dan lain-lain an lain-lain) idrat dengan mikroorgan mentah yan
Berbagai j yang terdap ula, etil alkoh mekanik dan getahui seny pembentukny on jati (Tecto oaapus) dap
a) 2 Beberapa
grandis L tali ( Gig
II. TIN disusun ole n. Substansi gula dengan n). Keaneka ) ditemukan n berat mol nisme di da ng mudah di jenis bahan pat dalam la hol, protein n sifat kimia yawa-senyaw ya. Beberap
ona grandis
pat dilihat pa
a bahan asa L.f.), (b) Po
gantochloaap
NJAUAN PU
eh tiga ba i lain adalah n berat mole aragaman ba n dalam jum ekul rendah alam kayu. K
iproses untu n kimia da
arutan hasil , asam aseta
kayu tidak wa kimia ya pa jenis kayu
L.f.), pinus ada Gambar
(b) al kayu dan ohon pinus (
pus). USTAKA ahan polim h bahan-bah ekul rendah ahan-bahan mlah yang b h merupakan
Kayu merup uk dijadikan apat dihasi l ekstrak ka at, butanol akan dapat ang terdapat u dan bamb (Pinus mer
2.
bambu: (a)
Pinus merk
merik, yaitu han yang m , mineral-m lain (lignin bervariasi. P
n sumber ka pakan hasil barang sesu lkan dari ayu antara dan asam la sepenuhnya t di dalamny bu dalam pen
rkusii), dan
(c) ) Pohon jat
kusii), dan (
u selulosa, mengandung mineral (Fe, n, terpena, ektin, pati, arbon bagi hutan dan uai dengan pemisahan lain lignin aktat. Sifat a dipahami, ya sebagai nelitian ini bambu tali
ti (Tectona
2.1.1. Komposisi Kimia Kayu
Struktur kayu bervariasi di antara spesies dan sampai taraf tertentu di dalam spesies dan individu pohon. Ciri khas dan penyebaran sel bervariasi menurut musim ketika sel itu terbentuk dan juga bervariasi dengan perubahan kegiatan pohon. Kayu tersusun dari beberapa jenis sel yang berbeda. Struktur kayu daun lebar lebih sederhana daripada kayu daun jarum, yang mempunyai lebih banyak tipe sel. Trakeid menyusun mayoritas unsur longitodinal kayu daun jarum. Umumnya kayu mengandung selulosa 40-60%, hemiselulosa 20-30%, dan lignin 20-30% (Zaitsev et al. 1969).
Tiga komponen kimia utama penyusun kayu adalah sebagai berikut : a. Selulosa
[image:31.612.114.455.481.676.2]Selulosa merupakan salah satu komponen utama penyusun dinding sel yang kandungannya berkisar antara 40-45% dari bahan kering kayu. Struktur kimia selulosa adalah rantai lurus, memanjang dan tidak bercabang. Struktur seperti itu merupakan polimer linier dari unit-unit anhidro-D-glukopiranosa yang diikat oleh β-(1→4) glikosidik. Derajat polimerisasi (DP) selulosa berkisar 7.000–10.000 glukosa. Kandungan dan struktur kimia selolusa antara kayu daun lebar dan kayu daun jarum relatif tidak berbeda (Seperti terlihat pada Gambar 3). Satu-satunya yang membedakan hanya DP, dimana DP selulosa kayu daun jarum lebih tinggi dibandingkan kayu daun lebar (Syafii 2001).
b b x p k d c p b d f a t p
b. Hemisel
Hemisel bercabang d xilosa, ramn perbedaan a kuantitatif m dicirikan ole
c. Lignin
Kadar polimer alam banyak, dan disusun ole fenilpropena alkohol (gu
tersebut sela polimer lign
Gamb lulosa
lulosa utam dan disusun o nosa, manos
antara hemi maupun kua eh adanya ka
lignin di d mi yang san n tiga dimen eh unit-unit a yang men
uaiasil) dan anjutnya ber nin (Gambar
bar 4 Proses
ma dari ka oleh berbaga sa, arabinosa iselulosa ka alitatif (struk andungan glu dalam kayu ngat komple nsional yang t monomer nyusun struk sinapil alk rikatan satu s
4).
pembentuka
ayu merupa ai jenis mon a dan asam ayu daun ja ktur). Struktu ukoronoxilan
berkisar an eks. Lignin a g struktur ki
yang dise ktur lignin y kohol (sirin
sama lain de
an polimer l
akan polime nomer misaln glukoronat. arum dan d ur kimia he n (Syafii 20
ntara 15-35% adalah polim imianya kom ebut fenilpr yaitu p-kum
ngil). Keti engan ikatan
ignin (Laure
er yang m nya glukosa,
Secara kha daun lebar, emiselulosa 001).
%. Lignin m mer amorf,
mpleks. Poli ropena. Ad maril alkohol
ga jenis fe n hidrogen m
ence et al. 19
memanjang, , galaktosa, as terdapat dari segi daun lebar
merupakan bercabang imer lignin da 3 jenis
l, koniferil enilpropena membentuk
Secara khas ada perbedaan antara lignin kayu daun jarum dengan lignin kayu daun lebar baik dari segi kuantitatif maupun kualitatif. Kandungan lignin pada kayu daun jarum relatif lebih tinggi dibanding pada kayu daun lebar. Dari segi struktur, lignin kayu daun jarum hanya disusun oleh koniferil alkohol saja, sedangkan lignin kayu daun lebar disusun oleh koniferil alkohol dan sinapil alkohol dengan perbandingan tertentu (Safii 2001). Sedangkan kandungan lignin pada bambu memiliki lignin sisa dalam pulp yang relatif lebih rendah, sehingga memiliki pengaruh yang relatif baik terhadap warna maupun sifat fisis pulp (Wardoyo 2001).
2.1.2. Potensi Limbah Kayu
[image:33.612.107.478.433.550.2]Limbah kayu dapat menghasilkan arang dan cuka kayu yang dapat digunakan maupun dijual untuk menambah pendapatan masyarakat. Beberapa sumber selulosa, hemiselulosa dan lignin yang telah banyak dikenal antara lain serat kapas, batang kayu daun jarum, batang kayu daun lebar, bagase dan jerami gandum dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Kandungan selulosa. hemiselulosa dan lignin untuk beberapa jenis limbah biomassa (% b/b)
Jenis limbah biomassa Kandungan (% b/b)
Selolusa Hemiselulosa Lignin
Serat kapas 90 - -
Batang kayu daun jarum 40 -50 20 -40 18 -25 Batang kayu daun lebar 45 -50 25 -35 25 -35
Bagase 25 -40 25 -50 13 -30
Jerami gandum 40 29.2 19.8
Sumber : Bintoro (1996)
Penelitian yang dilakukan oleh tim CIFOR di Malinau, Kalimantan Timur
(Iskandar et al. 2005) menunjukkan potensi limbah kayu sangat tinggi dari kegiatan pembalakan, yaitu sebesar 781 m3/km panjang jalan logging baru, dengan 340 m3/km (51%) merupakan limbah kayu dari kategori batang tinggal serta 141 m3 (18%) merupakan kategori pohon mati tegak. Selain itu, untuk setiap
limbah kayu dari kategori batang tinggal dan 43 m3 (21%) dari kategori pohon mati tegak. Total potensi limbah kayu di kedua lokasi tersebut sebesar 99%.
Pengolahan kayu jati (Tectona grandis) di Pulau Jawa menjadi produk kayu gergajian, kayu konstruksi, mebel dan olahan lainnya oleh sebagian industri cukup banyak menyisakan limbah. Penggunaan limbah kayu jati sampai saat ini masih terbatas untuk bahan bakar sehingga perlu dicari kemungkinan penggunaan lainnya. Peningkatan nilai ekonomis pemanfaatan limbah kayu jati dapat dilakukan dengan mengolahnya menjadi arang aktif. Industri arang aktif sangat diperlukan karena dapat mengabsorbsi bau, warna, gas dan logam. Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penyerap dan penjernih. Disamping itu kebutuhan Indonesia akan arang aktif untuk bidang industri masih relatif tinggi disebabkan semakin meluasnya pemakaian arang aktif pada sektor industri. Pada tahun 2000, impor arang aktif sebesar 2.770.573 kg berasal dari negara Jepang, Hongkong, Korea, Taiwan, Cina, Singapura, Philipina, Sri Lanka, Malaysia, Australia, Amerika Serikat, Kanada, Inggris, Jerman, Denmark, dan Italia (Anonim 2001b). Salah satu alternatif yang dapat dimanfaatkan untuk mengurangi ketergantungan terhadap impor arang aktif dan meningkatkan produksi arang aktif di Indonesia dengan memproses limbah pengolahan kayu menjadi arang aktif yang dapat memberikan nilai tambah lebih tinggi (Hendra 1992).
Kayu pinus terdapat lebih dari 20 jenis dengan nama spesies yang berbeda. Pertumbuhan kayu pinus terdapat di Asia Tenggara meliputi Kamboja, Vietnam, Malaysia, Philipina, Myanmar dan Laos. Di Indonesia, pohon pinus terdapat di Pulau Sumatera antara Gunung Kerinci dan Gunung Talang. Pohon pinus bisa mencapai ketinggian 25-45 m dengan diameter hingga 3 meter. Kayu pinus ini berwarna coklat kemerahan dan densitas 565-750 kg/m3. Menurut Komarayati et al. (2004), limbah kayu pinus yang berupa serasah dan kulit kayu pinus tidak dapat dimanfaatkan secara maksimal. Serasah pinus dibiarkan di dasar hutan dan kulit kayu pinus hanya digunakan sebagai bahan bakar.
2.2. Potensi Limbah Bambu
bambu di Indonesia dapat digolongkan pada pengguna tradisional, yaitu petani, masyarakat pedesaan, pengerajin pada upacara keagamaan/kebudayaan. Pada industri digunakan di industri kertas, supit (chop-stick), penyangga bunga (flower stick), papan semen bambu (askaboard) dan pengalengan bambu. Pada masa mendatang tidak tertutup kemungkinan berdiri industri bambu lapis (ply bamboo). lantai bambu (flooring). papan partikel bambu (bamboo particle board) dan arang aktif (Supriadi 2001).
Pemanfaatan bambu menjadi bahan baku pulp dan kertas di Indonesia telah diterapkan pada industri kertas di Daerah Gowa dan Banyuwangi. Namun karena kendala bahan baku, maka industri kertas tersebut lebih banyak menggunakan bahan baku lain (Krisdianto et al. 2000). Bambu lapis dapat digunakan sebagai bahan bangunan, antara lain untuk plafon, daun pintu dan dinding penyekat (Anonim 2001a).
Sifat tumbuh bambu yang cepat memberi peluang untuk menggeser penggunaan bahan baku industri arang aktif yang menggunakan kayu. Selain itu banyaknya jenis bambu akan lebih memudahkan pemilihan jenis bambu yang sesuai dengan bahan baku untuk industri tersebut. Diperkirakan terdapat 1200 jenis bambu di dunia dan 10% diantaranya diketahui tumbuh di Indonesia. Jenis bambu yang sering ditanam di Pulau Jawa adalah bambu andong, bambu betung, bambu tali dan bambu ater. Bambu dapat tumbuh mulai dari dataran rendah sampai ke daerah pengunungan pada ketinggian 900 m dpl. Umur tumbuh bambu berkisar sekitar 5 -12 tahun, akan tetapi penebangan bambu pada umumnya pada umur sekitar 3 tahun.
2.2.1. Komponen Kimia Bambu
[image:36.612.149.513.226.359.2]Sifat komponen kimia jenis bambu dan kayu sebagaimana disajikan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa kadar selulosa, lignin dan hemiselulosa berada dalam kisaran komponen kimia kelompok kayu berdaun jarum dan kayu berdaun lebar. Komponen kimia ini merupakan komponen yang berperan pada proses pembuatan asap cair berkadar rendah.
Tabel 2 Komponen kimia lima jenis bambu dan kayu (%)
Jenis Bambu dan Kayu Lignin Selulosa Pentosan Abu
Tali (Gigantochloaapus) 25.8 54.7 19.1 2.9
Ulet (Gigantochloa.Sp) 26.8 54.9 - 2.0
Andong(Gigantochloa pseudoarundinaceae) 28.0 53.8 - 3.2
Betung (Dendrocalamus asper) 25.6 55.4 - 3.8
Ampel (Bambusa vulgaris) 28.2 50.8 - 4.3
Kayu daun jarum x) 26-39 38-40 7-14 0.89-1
Kayu daun lebar x) 23-30 40-45 19-26 1-6
x)
Sumber : Syahri (1988)
Seperti halnya kayu, berat jenis bambu menunjukkan variasi mulai dari rendah, sedang sampai tinggi. Diameter bambu bervariasi antara 4-13 cm, sedangkan tebal bambu berkisar antara 1-3 cm (Tabel 3). Berdasarkan diameter dan tebal diantara jenis-jenis bambu yang tumbuh di Pulau Jawa berprospek baik digunakan untuk pembuatan asap cair adalah bambu tali, andong dan betung. Tabel 3 Sifat fisik empat jenis bambu
Jenis Bambu Berat Jenis (g/ml)
Diameter (cm)
Tebal (cm) Andong (Gigantochloa pseudoarundinaceae) 0.42 -0.51 10 -13 1.5-3.6 Ater ( Gigantochloa atter) 0.61 -0.74 4 -6 1 -2 Betung (Dendrocalamus asper) 0.67 -0.72 5.5 -12 1.5 – 2 Tali ( Gigantochloa apus) 0.37 -0.45 5 -7 1 -1.5 Sumber : Nurhayati (2000a)
2.3. Mekanisme Proses Pirolisis
menghasilkan arang dan asap yang dapat dikondensasi menjadi destilat (asap cair) (Paris et al. 2005). Proses pirolisis terdiri dua tingkat yaitu pirolisis primer dan sekunder. Pirolisis primer adalah proses prolisis yang terjadi pada suhu 150-300°C (proses lambat), dan pada suhu 300-400°C (proses cepat). Hasil dari proses lambat adalah arang, H2O, CO,dan CO2. Sedangkan hasil pirolisis cepat adalah
arang, berbagai gas, dan H2. Sedangkan pirolisis sekunder adalah proses pirolisis
yang terjadi pada gas hasil dan terjadi pada suhu lebih dari 600°C dan hasil pirolisis CO, H2, dan hidrokarbon. Umumnya proses sekunder ini digunakan
untuk gasifikasi. Proses pirolisis adalah proses pembakaran yang dilakukan dengan penambahan bahan biomassa dengan sedikit oksigen, agar dihasilkan produk asap cair, arang, ter dan bahan kimia. Dekomposisi pirolisis kayu dengan adanya udara dalam suhu akhir menghasilkan tiga kelompok (Fengel 1983), yaitu komponen padat (arang), senyawa-senyawa yang mudah menguap dan gas yang mudah menguap. Cairan pirolisis merupakan campuran kompleks senyawa alifatik dan aromatik. Proses pirolisis melibatkan berbagai proses reaksi yaitu dekomposisi, oksidasi, polimerisasi. dan kondensasi. Reaksi-reaksi yang terjadi selama pirolisis kayu adalah penghilangan air dari kayu pada suhu 120-150°C, pirolisis hemiselulosa pada suhu 200-250°C, pirolisis selulosa pada suhu 280-320°C dan pirolisis lignin pada suhu 400°C (Girard 1992). Pirolisis pada suhu 400°C ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas asap cair yang tinggi dan pada suhu lebih tinggi lagi akan terjadi reaksi kondensasi pembentukan senyawa baru dan oksidasi produk kondensasi diikuti kenaikan jumlah ter dan hidrokarbon polisiklis aromatis (Girrard 1992; Maga 1988)
Proses pirolisis untuk pembentukan asap cair dan arang (Jannsen et al. 2004), dimulai saat kayu yang dibakar mengalami penguraian yang sangat kompleks (daerah 1), dimana senyawa kimia kayu yang di identifikasi sifat fisik dan kimia akibat perpindahan massa dan panas kemudian terjadi penguapan (evaporation)
(daerah 2), yang menyebabkan titik didih air menguap pada suhu dekomposisi antara 200-250°C (daerah 3), mengalami pirolisis (daerah 4 ), lapisan arang (daerah 5), lapisan awal permukaan (daerah 6) dan nyala api (daerah 7). Perpindahan panas dan massa dalam proses pirolisis serbuk kayu dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Perpindahan panas dan massa dalam pirolisis serbuk kayu (Jannsen et al. 2004).
2.3. Asap Cair
2.4.1. Komposisi Asap cair
Senyawa kimia yang terdapat dalam asap jumlahnya lebih dari 1000 jenis, 300 senyawa kimia diantaranya dapat diisolasi dan yang sudah berhasil dideteksi. Berbagai jenis senyawa dijumpai pada kondensat asap cair antara lain fenol(85), karbonil, keton dan aldehid (45), asam (35), furan (4), alkohol dan ester (15), lakton (13), hidrokarbon alifatik (1) dan seterusnya (Girard 1992). Komposisi kimia asap cair seperti fenol, asam, karbonil dan ter, dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Komposisi kimia asap cair
Komposisi kimia Kandungan (%)
Air 11-92
Fenol 0.2 -2.9
Asam 2.8 -4.5
Karbonil 2.6 -4.6
Ter 1 -17
Sumber : Maga (1988)
Menurut Zaitsev et al. (1969), asap mengandung beberapa zat antimikroba, antara lain :
a. Asam dan turunannya : format, asetat, butirat, propionat, dan metil ester. b. Alkohol : metil, etil, propil, alkil, dan isobutil alkohol
c. Aldehid : formaldehid, asetaldehid, furfural, dan metil furfural. d. Hidrokarbon : xylene, cumene, dan simene.
e. Keton : aseton, metil etil keton, metil propil keton, dan etil propil keton. f. Fenol.
g. Piridin dan metil piridin.
Menurut Harris & Kannas (1989), komponen asap dibagi menjadi 4 kelompok berdasarkan pengaruhnya terhadap nilai gizi produk yang diasap. antara lain :
a. Zat yang melindungi penyusun kandungan gizi bahan yang diasap. b. Komponen yang tidak menunjukkan aktivitas dari segi nilai gizi.
c. Senyawa yang berinteraksi dengan komponen bahan pangan dan menurunkan nilai gizi produk yang diasap.
Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Darmadji et al. (1996) menyatakan bahwa pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4.13%, karbonil 11.3%, dan asam 10.2%. Amerika Serikat merupakan salah satu negara pengolah daging menggunakan asap cair yang telah mengalami pengendapan dan penyaringan untuk memisahkan senyawa ter. Asap cair memiliki aroma dan rasa spesifik. juga memiliki daya bunuh terhadap mikroba serta sifat antioksidan yang berpengaruh terhadap keawetan produk.
Tranggono et al. (1997) mendapatkan tujuh jenis komponen kimia utama dalam asap cair tempurung kelapa, yaitu senyawaan fenolik, 2 metoksifenol, 2-metoksi-4-metilfenol, 4-etil-2-metoksifenol, 2.6 dimetoksifenol, 2.5-dimetoksifenol, dan 3-metil-1.2-siklopentadion yang larut dalam eter. Sementara Yulistiani (1997) mendapatkan kandungan senyawa fenolik dalam asap cair tempurung kelapa sebesar 1.28%. Menurut Nurhayati (2000a), hasil destilasi kering 4 jenis kayu (karet, bakau, tusam dan jati) menunjukkan kadar asap cair tertinggi terdapat pada kayu karet sebesar 98.60%, sedangkan yang terendah pada kayu bakau sebesar 59.33%. Komponen fenol tertinggi (3.24%) diperoleh dari kayu tusam, kadar asam asetat tertinggi (6.33%) dari kayu bakau, dan kadar alkohol tertinggi (2.94%) dari kayu jati.
Asap cair dari akar kayu Erythrina latissima mengandung beberapa senyawa alkaloid, stilbenoid, lignan, dan flavonoid. Asap cair dari kayu Erythrina latissima
[image:41.612.131.479.241.479.2]mengandung beberapa flavonoid yang bersifat antimikrobial (Chacha et al. 2005). Kandungan fraksi cair dari partikel pohon kayu Beech (0.425 nm) melalui proses pirolisis dengan larutan alkali (30% Na2CO3) dan non alkali tertera pada Tabel 5.
Tabel 5 Hasil analisis senyawa kimia fraksi cair dari partikel pohon kayu
Beech (0.425 nm) melalui pirolisis larutan alkali (30% Na2CO3)
dan non alkali
Senyawa Larutan non alkali (suhu 735 K)
Larutan alkali (suhu 800 K) Asetaldehida
Metanol Aseton Metil asetat Guaiakol
4-Metil-guaiakol 2-Butanon Asam asetat
1-Hidroksi-2-propanon 1-Hidroksi-2-butanon Furfural
Furfuralik alkohol 2,6 Dimetoksi fenol
3-Metil-2,6-dimetoksi fenol Tidak teridentifikasi
0.95 0.44 0.71 0.46 0.42 0.44 0.27 14.26 12.63 5.73 1.73 1.69 0.74 0.62 52.92
1.42 8.65 1.18 0.55 0.34 0.32 0.68 18.37
13.88 5.98 1.95 2.06 1.08 0.86 42.28
Sumber : Demirbas (2005)
asam organik. juga diketahui adanya senyawa golongan lakton. Oleh karena itu. asap cair selain dapat digunakan sebagai pengawet juga mempunyai potensi sebagai pestisida. Dalam rangka mengevaluasi standar kualitas asap cair kayu (Tabel 6), dilakukan dengan menganalisis pH, berat jenis, keasaman, kadar asam organik, kadar ter terlarut, warna, bau dan transparansi mengikuti Standar Jepang. Tabel 6 Standar kualitas asap cair (cuka) kayu di Jepang
(Japan Wood Vinegar Association 2001)
Parameter Cuka kayu Destilat cuka kayu
pH 1.5 ~ 3.7 1.5 ~ 3.7
Berat jenis > 1.005 > 1.001 Kadar asam organik 1 ~ 18 % 1 ~ 18 % Warna Kuning
Merah muda Coklat
Coklat kemerahan
Tanpa warna Kuning muda Merah muda Coklat
Transparansi Transparan Transparan Zat floating Bukan zat floating Bukan zat floating
Sumber : Nurhayati et al. (2005)
Menurut Nurhayati (2000b), asap cair dapat digunakan sebagai pestisida karena umumnya mengandung senyawa toksik terutama golongan lakton. Narasimham et al. (2005) telah menemukan dua senyawa turunan lakton, yaitu Salanobutirolakton dan desasetilsalanobutirolakton yang aktif sebagai antifeedant. Disamping, juga melaporkan senyawa turunan lakton, yaitu gamma butirolakton yang berperan sebagai insektisida antifeedant.
Adapun komponen-komponen penyusun asap cair meliputi : 1. Senyawa-senyawa fenol
Senyawa-senyawa fenol ini juga dapat mengikat gugus-gugus lain seperti aldehid, keton, asam dan ester (Maga 1988).
2. Senyawa-senyawa karbonil
Senyawa-senyawa karbonil dalam asap memiliki peranan pada pewarnaan dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara lain adalah vanilin dan siringaldehida.
3. Senyawa-senyawa asam
Senyawa-senyawa asam mempunyai peranan sebagai antibakteri dan membentuk cita rasa produk asapan. Senyawa asam ini antara lain adalah asam asetat, propionat, butirat dan valerat.
4. Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis
Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis (HPA) dapat terbentuk pada proses pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo(a)pirena merupakan senyawa yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen (Girard 1992). Menurut Girard (1992), pembentukan berbagai senyawa HPA selama pembuatan asap tergantung dari beberapa hal, seperti suhu pirolisis, waktu dan kelembaban udara pada proses pembuatan asap serta kandungan udara dalam kayu. Semua proses yang menyebabkan terpisahnya partikel-partikel besar dari asap akan menurunkan kadar benzo(a)pirena. Proses tersebut antara lain dilakukan dengan pengendapan dan penyaringan.
5. Senyawa benzo(a)pirena
Senyawa benzo(a)pirena mempunyai titik didih 310°C dan dapat menyebabkan kanker kulit jika dioleskan langsung pada permukaan kulit. Akan tetapi proses yang terjadi memerlukan waktu yang lama.
2.4.2. Sifat Fisik Penyusun Asap Cair
Tabel 7 Sifat fisika asap cair No Senyawa BM
(g/mol) Td ( °C) Tl ( °C) p (g/ml)
Struktur Kimia Pustaka 1. Fenol 154.26 α 202
β 201
α 38 - C10H8O Lou et al. 2010
2. Formaldehid atau Metanal
30.05 -21 -92 0.815 H-CHO Zaisev et al.1969 3. Asam asetat 60.5 117.9 16.6 1.0492 CH3COOH Lv et al. 2010
4. Metil asetat atau metil asam glikolat
90.4 203.9 - 1.1768 CH3OCH2CO2
H
Demirbas 2005
5 Furan 68.08 31.4 -85.6 0.9514 C4H40 Lou et al. 2010
6 Guaiakol 124.15 206 32 1.1287
2-CH3OC6H4OH
Lima et al.2010 7. Sinapil
alkohol (4 metil guaiakol)
210.23 66.7 - 3.5-(CH3O)2
-4-HC6H5-CH=CH
-CH2OH
Demirbas 2005
8 Asetaldehid 44.05 20.8 -121 0.7834 CH3COH Demirbas 2005
9 Piridin 79.10 115.5 -42 0.9810 C5H5N Ratanapisit et al.
2010 10 2 Metil
Piridin
93.13 128.8 -66.8 0.9443 2-CH3 (C5H4) Zaisev et al.1969
11 Furfural atau Furaldehida
96.09 161.7 -38.7 1.1594 (OC4H3) CHO Ratanapisit et al.
2010 12 5-Metil
Furfural
110.11 187.8 - 1.1072 5-CH2 (C4H2O) Zaisev et al.1969
13 Metanol atau metil alkohol
32.04 65.2 -93.9 0.7914 CH3OH Ratanapisit et al.
2010
14 Aseton 58.08 56.2 -95.4 0.7899 CH3COCH3 Ratanapisit et al.
2010 15 Metil etil
keton
72.12 79.6 -86.3 0.8054 CH3CH2COCH 3
Zaisev et al.1969 16 Furfuril
alkohol
98.10 171 - 1.1296
2-(C4H3O)CH2O
H
Demirbas 2005
17 2-Etil Fenol 122.7 207.8 < -18 1.0371 2 C2H5C6H4OH Luditama 2007
18 3-Etil Fenol 122.7 207.8 < -18 1.0371 3 C2H5C6H4OH Luditama 2007
19 4-Etil Fenol 122.7 220 47-8 1.0371 4 C2H5C6H4OH Luditama 2007
20 Asam Propanoat
74.08 141.4 -20.8 0.9930 CH3CH2COOH Ratanapisit et al.
2010 21 Asam
isovalerat
102.13 186.8 -33.8 0.9391 CH3(CH2)2CO2
H
Imamura et al .
2005 22 2 Vanilin 152.15 285.2 77-9 1.056 4 HO-3CH3
O-C6H3CHO
Imamura et al.
2005 23 Asam
metanoat
46.03 100.7 8.4 1.220 HCO2H Imamura et al.
2005 24 3.4
Benzopirena
252.3 310-312 176.5 - C20H12 Imamura et al
.2005 25 4 metil
katekol
Tabel 7 Sifat fisika asap cair (Lanjutan no.26- 50).
No Senyawa BM
(g/mol) Td (°C) Tl (°C) p (g/ml)
Struktur kimia Pustaka
26 3 Metoksi piridin
109.13 142.3 - - 3 CH3O(C5H4N) Gani 2007
27 2 Furanon tetrahidro
86.09 206.9 -42 1.1286 C4H6O3 Gani 2007
28 9 Oktadekanoat 282.47 288 45 0.8734 CH3(CH2)7CH=C
H(CH2)7CO2H
Gani 2007 29 2 metoksi-4
propfenil (cis)
Fenol
164.21 134.5 - 1.0837 2 CH3O-4
-(CH3CH=CH)C6H3OH
Steinbeis et al .2005
30 2.3 dimetoksi fenol
154.17 232-4 - 1.5392 2.3 (CH3O)2C5H3OH Gani 2007
31 3 Xylenol 123.17 218.9 75 1.5420 2.3 (CH3)2C5H3OH Gani 2007
32 1.1 dimetil hidrazin
60.11 63 - 0.7914 (CH3)2NNH2 Gani 2007
33 2.3 dihidro benzopiren
120.16 188-9.8
-21.5 1.0576 C8H8O Gani 2007
34 Koumarin 146.15 301.7 71 0.935 C9H6O2 Gani 2007
35 2 Asam
Butanoat
84.08 204 78 0.964 CH3C=CHCO2H Gani 2007
36 Metil Butirat 102.13 102.3 -84.8 0.8984 C3H7CO2CH3 Gani 2007
37 Asam heptanoat 130.19 233.1 16
-7.5 0.9200 CH3(CH2)5CO2H Gani 2007
38 γ-Butirolakton 86.09 206.9 -42 1.1286 CH3CH2CH2CO Gani 2007
39 2 Metilena γ -butirolakton
98.10 85.6 - 1.1206 CH2CHC=CH2CO Gani 2007
40 o-Kresol 108.15 191.1 30.9 1.0273 2 CH3C6H4OH Lou et al.
2010
41 m-Kresol 108.15 202.2 11.6 1.0336 3 CH3C6H4OH Ratanapisit et
al 2010 42 Isoamil butirat 128.17 133.5 - - (CH3)2CHCO2CH2
CH=CH2
Gani 2007 43 Asam oleat 282.42 286 16.3 0.8935 CH3(CH2)7CH=CH
(CH2)7CO2H
Gani 2007 44 Isobutil alkohol 74.12 108.1 - 0.8018 (CH3)2CHCH3OH Zaisev et al
.1969
45 2 Furan
karboksilat
112.09 230-2 133-4 - 2 (C4H3O)CO2H Gani 2007
46 Katekol 110.11 245 105 1.1493 2 HOC6H4OH Gani 2007
47 3 metil
sikloheksnon
112.17 169 - 0.9155 3 CH3 (C6H9O) Gani 2007
48 Siklodekanon 154.25 106.7 28 0.9654 C10H18O Gani 2007
49 Siringol 223.21 - 80.1 - C11H12O5 Lou et al. 2010
50. 2 Butanon 72.12 79.6 -86.3 0.8054 CH3CH2COCH3 Maga 1988
2.4.3. Aplikasi Asap cair dan Ter
Secara umum asap cair digunakan untuk menggantikan pengasapan tradisional dan sudah diproduksi secara komersial. Komponen asap terutama berfungsi untuk memberi cita rasa dan warna yang diinginkan pada produk asapan, dan berperan dalam pengawetan dengan bertindak sebagai antibakteri dan antioksidan (Wulandari et al. 1999). Asap diketahui memiliki sifat antioksidan dan antimikroba disamping sifat-sifat lain misalnya mengubah tekstur pada produk olahan (daging, ikan) dan mengubah kualitas nutrisi pada produk olahan (Maga 1988). Sifat antioksidan dan antimikroba terutama diperoleh dari senyawa-senyawa fenol yang merupakan salah satu komponen aktif dalam asap selain karbonil, keton, aldehid, asam-asam, lakton, alkohol, furan dan ester. Antioksidan adalah zat yang dapat menunda atau memperlambat kecepatan oksidasi terhadap zat-zat yang dapat mengalami autooksidasi (Daun 1979). Fen
