3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 18
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 18
3.2.1 Bahan Penelitian 18
3.2.2 Peralatan Penelitian 19
3.3 PELAKSANAAN PENELITIAN 19
3.4 RANCANGAN PENELITIAN 20
3.5 PROSEDUR PENELITIAN 20
3.5.1 Persiapan Bahan Baku 20
3.5.2 Pembuatan Asap Cair 21
3.5.3 Prosedur Analisis Produk 21
3.5.3.1 Penentuan Analisis Kandungan Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin Bahan Baku 21
3.5.3.2 Pengukuran Kadar Air Bahan Baku 23
3.5.3.3 Analisis Rendemen Asap Cair 23
3.5.3.4 Analisis Total Asam 24
3.5.3.5 Analisis Kadar Fenol Cair 24
3.5.3.6 Pengukuran pH 24
3.4.3.7 Analisis Komopnen Penyusun Asap Cair 24
3.6 RANGKAIAN PERALATAN 24
3.7 FLOWCHART PENELITIAN 25
3.7.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku 25
3.7.2 Flowchart Pembuatan Asap Cair 26
3.7.3 Flowchart Prosedur Analisis Produk 27
3.5.3.1 Flowchart Analisis Kandungan Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin Bahan Baku 27
3.5.3.2 Flowchart Pengukuran Kadar Air Bahan Baku 29
4.2 RENDEMEN ASAP CAIR 35
4.3 TOTAL ASAM ASAP CAIR 37
4.4 KADAR FENOL ASAP CAIR 35
4.5 pH ASAP CAIR 41 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 43
DAFTAR PUSTAKA 44
LAMPIRAN 1 51
LAMPIRAN 2 54
LAMPIRAN 3 58
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Rangkaian Peralatan 24
Gambar 3.2 Flowchart Persiapan Bahan Baku 25
Gambar 3.3 Flowchart Proses Pembuatan Asap Cair 26
Gambar 3.4 Flowchart Kandungan Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin 27
Gambar 3.5 Flowchart Analisis Kadar Air Bahan Baku 29
Gambar 3.6 Flowchart Analisis Rendemen Asap Cair 30
Gambar 3.7 Flowchart Analisis Total Asam Asap Cair 31
Gambar 3.8 Flowchart Analisis Kadar Fenol Asap Cair 32
Gambar 3.9 Flowchart Pengukuran pH 33
Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Rendemen Asap Cair 36
Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Kadar Asam Asap Cair 38 Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Kadar Fenol Asap Cair 40 Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap pH Asap Cair 41
Gambar L2.1 Kurva Larutan Strandar Asam Galat 56
Gambar L3.1 Cacahan Pelepah Kelapa Sawit 58
Gambar L3.2 Arang Sisa Pirolisis Pelepah Kelapa Sawit 58
Gambar L3.3 Asap Cair 59
Gambar L3.4 Pengukuran Densitas Asap Cair 59
Gambar L3.5 (a) Asap Cair Hasil Pirolisis (b) Penyaringan Asap Cair (c) Kertas Saring Setelah penyaringan Asap Cair 60
Gambar L3.6 Kertas Saring setelah di oven 61
Gambar L3.7 Pengukuran pH Asap Cair 61
Gambar L3.8 Preparasi Pengujian Fenol 62
Gambar L3.9 Akumulasi Tar pada Saluran Kondensor 62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Rangkuman Penelitian Terdahulu 6
Tabel 2.1 Kandungan Pelepah Sawit 9
Tabel 2.2 Persyaratan Mutu dan Keamanan Pangan Produk Asapan 16
Tabel 3.1 Rancangan Percobaan Penelitian 20
Tabel 4.1 Komponen-Komponen Pelepah Kelapa Sawit 34
Tabel 4.2 Kadar Air Pelepah Kelapa Sawit 35
Tabel L1.1 Data Hasil Analisis kandungan Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin Pelepah Kelapa Sawit 51
Tabel L1.2 Data Hasil Analisis Kadar Air Pelepah Kelapa Sawit 51
Tabel L1.3 Data Hasil Pengukuran pH Asap Cair 51
Tabel L1.4 Data Hasil Analisis Rendemen Asap Cair 52
Tabel L1.2 Data Hasil Analisis Total Asam Asap cair 52
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Perkebunan kelapa sawit di Indonesia mulai berkembang pesat sejak awal tahun 80-an dan saat ini kelapa sawit telah menjadi salah satu komoditas perkebunan yang berperan sangat penting dalam penerimaan devisa negara, penyerapan tenaga kerja, serta pengembangan perekonomian rakyat dan daerah. Pada tahun 2011 luas area kelapa sawit Indonesia mencapai 8,91 juta ha dengan rincian luas areal Perkebunan Besar Swasta (PBS) sebesar 4,65 juta ha (52,22%), luas areal PR (Perkebunan Rakyat) sebesar 3,62 juta ha (40,64%), dan luas areal Perkebunan Besar Negara (PBN) sebesar 0,64 juta ha (7,15%) [1]. Pada tahun 2013, luas areal kelapa sawit Indonesia adalah sebesar 10,4 juta ha dan meningkat 4,69 % pada tahun berikutnya [2]. Dari data tersebut terlihat bahwa perkebunan sawit di Indonesia terus mengalami peningkatan. Provinsi Sumatera Utara sendiri pada tahun 2008 memiliki perkebunan kelapa sawit lebih kurang 2.400.000 ha dari total perkebunan kelapa sawit di Indonesia [3]. Selain menghasilkan CPO sebagai komoditas utama, industri kelapa sawit juga menghasilkan beberapa jenis hasil samping yang potensial salah satunya pelepah kelapa sawit (oil palm frond/ OPF) [4].
2
yang menyangga buah dipotong terlebih dahulu [7]. Selain saat pemanenan, pemangkasan juga dilakukan 6 bulan sekali untuk tanaman yang belum menghasilkan dan 8 bulan sekali untuk tanaman yang telah menghasilkan ini bertujuan untuk pembuangan daun-daun tua atau yang tidak produktif pada tanaman kelapa sawit [8].
Berdasarkan jumlah limbah yang dihasilkan pada perkebunan sawit serta kandungan dari hemiselulosa, selulosa, dan lignin yang terkandung di dalam pelepah kelapa sawit, pelepah kelapa sawit berpotensi untuk dijadikan asap cair. Asap cair dapat diperloleh melalui pirolisis bahan baku yang mengandung hemiselulosa, selulosa, dan lignin yang telah dikondesasikan.
Pirolisis merupakan salah satu cara konversi secara termokimia serta memainkan peranan penting dalam konversi biomassa. Pirolisis merupakan proses yang sangat kompleks karena dipengaruhi oleh banyak faktor. Peneliti terdahulu menunjukkan pada pirolisis biomassa dapat dipengaruhi oleh empat faktor diantaranya kandungan air, dekomposisi hemiselulosa, dekomposisi selulosa dan lignin [9]. Asap cair merupakan salah satu metode pengasapan. Pengasapan adalah salah satu metode pengawetan yang merupakan kombinasi proses-proses penggaraman (brinning), pemanasan (cooking), dan pengasapan itu sendiri (smoking)[10]. Pengasapan secara umum terbagi atas dua metode, yaitu tradisional dan modern. Pengasapan secara tradisional merupakan proses yang sifat khas produknya terbentuk akibat perlakuan panas, komponen asap dan aliran gas. Pengasapan modern adalah pengasapan dengan fase gas (gas phase smoke) atau pengasapan dengan asap cair (liquid smoke) [11]. Pengawetan menggunakan asap cair memiliki kelebihan-kelebihan yang tidak dimiliki oleh pengasapan tradisional yaitu makanan lebih sehat untuk dikonsumsi, mengurangi pencemaran lingkungan, menjamin konsistensi kualitas produk karena proses pengawetan lebih dapat dikendalikan [12].
3
benzoat, asam propionat, dan kalium nitrat, tetapi banyak juga konsumen yang masih menggunakan formalin sebagai bahan pengawet.
Sayangnya, formalin bukanlah jenis pengawet yang diizinkan dalam pengawetan bahan pangan. Formalin adalah zat kimia yang mengandung unsur karbon, hidrogen, dan oksigen, yang secara fisik terdapat dalam bentuk larutan tidak berwarna dengan kadar antara 37-40%. Formalin biasanya mengandung alkohol/methanol sebesar 10-15% yang berfungsi sebagai stabilisator untuk mencegah polimerisasi formaldehid menjadi paraformaldehid yang bersifat sangat beracun. Sifat karsinogenik formalin ini dapat menyebabkan kanker pada hewan percobaan yang menyerang jaringan permukaan rongga hidung yang responnya hampir sama dengan jaringan manusia [13].
Hasil penelitian menunjukkan bahwa asap cair juga dapat digunakan sebagai bahan pengganti formalin sebagai bahan pengawet makanan. Di dalam asap cair terdapat lebih dari 67 senyawa kimia [12,14,15,16]. Beberapa senyawa yang ada diantaranya fenolik, karbonil, asam, furan, alkohol, ester, lakton, dan hidrokarbon alifatik [12,14,15] sedangkan komponen utama asap kayu mengandung 24,6 % karbonil, 39,9% asam karboksilat, dan 15,7% fenolik [17]. Disamping itu, asap cair mengandung sejumlah senyawa kimia yang diperkirakan berpotensi sebagai bahan baku zat pengawet, antioksidan, desinfektan, ataupun sebagai biopestisida [18].
4
dan mudah diperoleh, penelitian ini akan memanfaatkan pelepah kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan asap cair.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Sampai dengan saat ini belum ada penelitian mengenai pembuatan asap cair dari pelepah kelapa sawit. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan digunakan pelepah kelapa sawit sebagai bahan baku dalam pembuatan asap cair dengan proses pirolisis.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi proses pembuatan asap cair dari pelepah kelapa sawit dan pengaruh variasi temperatur dan waktu pirolisis terhadap rendemen dan kualitas asap cair yang dihasilkan.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Bagi Peneliti
Dapat memberikan wawasan tambahan dalam bidang ilmu pengetahuan terkait penerapannya dalam mengkonversi limbah menjadi produk yang memiliki nilai ekonomi yang lebih tinggi
2. Bagi Perguruan Tinggi
Dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan untuk melakukan penelitian selanjutnya.
3. Bagi Masyarakat
5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Lokasi proses pembuatan asap cair adalah Laboratorium Proses Industri Kimia dan Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Adapun lokasi untuk analisis asap cair yang dihasilkan akan dilakukan di Laboratorium Kimia Analisa, Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.
Variabel-variabel dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Variabel tetap:
a. Jenis bahan baku: pelepah kelapa sawit b. Massa pelepah kelapa sawit : 1 kg
c. Pelepah kelapa sawit dalam bentuk cacahan d. Waktu pengendapan : 2 x 24 jam [23] 2. Variabel bebas:
a. Waktu pirolisis : 60, 90, dan 120 menit b. Suhu pirolisis : 150 oC, 200 oC, dan 250 oC
Analisis yang akan dilakukan di dalam penelitian ini meliputi analisis pada bahan baku dan produk yang dihasilkan yaitu asap cair. Adapun analisis yang dilakukan terdiri dari:
6
Tabel 1.1 Rangkuman penelitian terdahulu tentang pembuatan asap cair
Penulis / Tahun Judul Bahan Baku / Variabel
