PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI UNTUK PEMBUATAN FURFURAL DENGAN VARIASI KATALISATOR ASAM SULFAT DAN ASAM KLORIDA

(1)

Jurnal Teknik Kimia No. 3, Vol. 22, Agustus 2016 Page | 53

PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI UNTUK

PEMBUATAN FURFURAL DENGAN VARIASI

KATALISATOR ASAM SULFAT DAN ASAM KLORIDA

Mulkan Hambali

*

_{, Rini Novriyanti, Siti Dinda Anytia}

*)_{Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya}

Jl. Raya Inderalaya – Prabumulih KM. 32 Inderalaya 30662 Email : mulkan.hambali@yahoo.com

Abstrak

Sekam padi merupakan salah satu limbah dari hasil produksi padi, dimana didalam sekam padi terdapat kandungan senyawa pentosan yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pada pembuatan furfural. Kandungan pentosan yang terdapat pada sekam padi yaitu sebesar 16% hingga 18%. Tahapan yang dilakukan pada penelitian ini ada tiga, yaitu persiapan bahan baku, hidrolisa dan distilasi. Persiapan bahan baku yang dilakukan yaitu dengan cara memanaskan sekam padi pada suhu 100o_{C yang}

dimaksudkan untuk menghilangkan kandungan air didalamnya. Selain itu, sekam padi yang telah dipanaskan kemudian dilakukan pengayakan. Pembuatan senyawa furfural dari sekam padi menggunakan katalisator asam berupa asam sulfat dan asam klorida dengan konsentrasi yang digunakan yaitu 2%, 4%, 6% dan 8%. Pada proses hidrolisa digunakan variebel waktu selama 30, 60, 90 dan 120 menit pada prosesnya. Proses hidrolisa dilakukan pada suhu 85o_{C. Hasil dari proses hidrolisa yang berupa pentosa}

disaring untuk selanjutnya dimurnikan pada proses distilasi. Pada proses distilasi larutan dipanaskan pada suhu 100o_{C untuk memisahkan pentosa dengan kandungan air didalamnya sehingga akan terbentuk}

senyawa furfural. Hasil analisa menunjukkan bahwa kadar furfural tertinggi yaitu terdapat pada katalisator asam sulfat dengan waktu 120 menit sebesar 1,87% dan kadar furfural paling rendah yaitu terdapat pada katalisator asam klorida dengan waktu 30 menit sebesar 1,14%.

Kata kunci : distilasi, furfural, hidrolisa, sekam padi

Abstract

Rice husk is one of the waste from the production of rice, where in the rice husk pentosan contained compounds that can be used as raw materials in the manufacture of furfural. The content of pentosan contained on rice husk of 16% up to 18%. The steps being taken in this research are three, preparation of raw materials, hydrolysis and distillation. Raw material preparation is performed by heating the rice husk at 100o_{C for the purpose of eliminating the water content therein. Additionally, rice husk which has been}

heated and then do the screening. Manufacture furfural from rice husk using acid catalyst such as sulfuric acid and hydrochloric acid with varian concentration used is 2%, 4%, 6% and 8%. In the hydrolysis process used variable time for 30, 60, 90 and 120 minutes in the process. Hydrolysis process is carried out at temperatures of 85o_{C. The results from the hydrolysis process in the form pentose filtered to further}

purified in distillation process. In the distillation process solution is heated at temperatures of 100°C to separate the pentose with a water content that will form furfural. The analysis shows that highest levels of furfural contained in the sulfuric acid catalyst by 120 minutes at 1.87% and the lowest levels of furfural contained in the hydrochloric acid catalyst by 30 minutes at 1.14%.

Keywords: distillation, furfural, hydrolysis, rice husk

1.PENDAHULUAN

Sisa ataupun bahan buangan dari proses hasil pabrik, pertanian dan rumah tangga dapat diartikan sebagai limbah. Limbah sendiri dapat berbentuk cair, padat maupun gas. Limbah

(2)

menjadi beras dihasilkan gabah dan jerami, kemudian gabah akan diolah lebih lanjut menjadi beras. Dalam proses pengolahan gabah menjadi beras dihasilkan hasil sampingan seperti sekam, bekatul dan dedak.Untuk pengolahan sekam padi itu sendiri sangatlah minim, hal tersebut dikarenakan sekam padi memiliki massa jenis yang rendah, kandungan mineral yang tinggi, serta memiliki dekomposisi secara alaminya sangat lambat sehingga hal tersebut dapat mengangu lingkungan serta kesehatan manusia.

Pengolahan limbah sekam padi umumnya dilakukan dengan cara pembakaran, namun hal tersebut dapat menyebabkan peningkatan jumlah polutan diudara serta dapat mengganggu kesehatan masyarakat disekitar akibat dari polusi yang dihasilkan. Dengan minimnya pengolahan pada sekam padi tersebut, maka salah satu alternatif untuk mengolahnya yaitu dengan cara menjadikan sekam padi sebagai bahan baku pembuatan furfural. Sekam padi dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku furfural dikarenakan sekam padi merupakan sumber energi biomassa yang mengandung pentosan, dan dengan kandungan tersebutlah maka sekam padi bisa dimanfaatkan pada industri kimia.

Sekam padi merupakan limbah yang memiliki nilai ekonomi yang rendah, sehingga apabila dimanfaatkan sebagai furfural maka akan sangat menguntungkan. Sekam padi juga tersedia dalam jumlah yang banyak serta memiliki kandungan pentosan yang besar. Furfural akan dihasilkan dari sekam padi apabila dilakukan proses hidrolisis. Furfural dapat dimanfaatkan sebagai pelarut dalam proses pemurnian minyak pelumas, industri nitroselulosa, herbisida, selulosa asetat, dan sebagai bahan baku insektisida. Proses yang terjadi pada pembuatan furfural ada dua, yaitu proses hidrolisa dan proses dehidrasi. Proses pembuatan furfural menggunakan katalis asam yang akan mempengaruhi kadar furfural yang diperolah pada proses hidrolisa. Konsentrasi dari katalis itu sendiri dapat mempengaruhi kadar furfural yang diperolah.

Sekam Padi

Sekam padi merupakan bagian dari bulir padi padian yang berupa lembaran kering serta lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua belahan yang disebut lemma

dan palea yang saling bertautan. Proses

pengolahan gabah menjadi beras menghasilkan

hasil sampingan seperti sekam, bekatul dan dedak. Proses pemisahan sekam padi dari isinya yaitu dengan cara menumbuknya dengan alat penumbuk gabah, namun sekarang sudah ada mesin giling yang dapat memisahkan langsung sekam tanpa dilakukan proses penumbukan. Alat giling yang disebut dengan penggilingan tersebut dapat memisahkan sekam dengan butiran padi, namun pada proses ini hasil yang diperoleh yaitu beras yang masih terdapat pengotor serta sisa sekam. Sekam yang dihasilkan pada proses penggilingan beras akan terpisah dari butir beras dan akan menjadi limbah penggilingan.

Sekam padi dapat dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti sebagai bahan baku industri, pakan ternak dan juga energi atau bahan bakar. Dari proses penggilingan padi biasanya akan diperoleh sekam sekitar 20-30% dari bobot gabah, hal ini menunjukkan bahwa semakin banyak produksi beras maka semakin banyak pula sekam padi yang dihasilkan.

Sekam padi memiliki komponen utama seperti selulosa (31,4 – 36,3 %), hemiselulosa Sekam padi memiliki bulk density yaitu sebesar 0,100 g/ ml, dengan nilai kalori antara 3300 sampai 3600 k. kalori/kg sekam dengan konduktivitas panas yaitu sebesar 0,271 BTU.

Ditinjau data komposisi kimiawi, sekam mengandung beberapa unsur kimia penting yaitu kadar air sebesar 9,02%, protein kasar 3,03%, lemak 1,18%, serat kasar 35,68%, abu 17,17% dan karbohidrat dasar 33,71% (Suharno, 1979 dalam Paramita, 2010).

Hidrolisa

(3)

oleh sebagian garam yang larut bereaksi dengan air. Proses larutnya sebagian garam bereaksi dengan air ini disebut hidrolisis (hidro yang berarti air dan lisis yang berarti peruraian).

Hidrolisa merupakan suatu proses penguraian garam oleh air menjadi asam atau basanya. Hidrolisa dapat terjadi pada senyawa organik ataupin anorganik, dimana pada proses ini air akan terdekomposisi sehingga menyebabkan hidrogen masuk kedalam salah satu komponen dan hidroksil akan masuk kekomponen yang lainnya. Variabel yang dapat mempengaruhi proses hidrolisa yaitu: 1. Katalisator

Hampir semua reaksi pada proses hidrolisa memerlukan katalisator untuk mempercepat terjadinya reaksi. Katalisator yang dipakai dapat berupa enzim atau asam sebagai katalisator, digunakannya enzim atau asam tersebut karena kerjanya lebih cepat. Asam yang dipakai beraneka ragam mulai dari asam klorida, asam sulfat sampai asam nitrat. 2. Suhu dan tekanan

Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi mengikuti persamaan Arhenius, semakin tinggi suhu, semakin cepat jalannya reaksi.

1. Pencampuran (pengadukan)

Supaya zat pereaksi dapat saling bertumbukan dengan sebaik-baiknya, maka perlu adanya pencampuran. Untuk proses

batch, hal ini dapat dicapai dengan bantuan pengaduk atau alat pengocok.

2. Perbandingan zat pereaksi

Kalau salah satu zat pereaksi berlebihan jumlahnya maka keseimbangan dapat menggeser ke sebelah kanan dengan baik. (Agra dkk, 1973; Stout & Rydberg Jr., 1939 dalam Prasetyo, 2011)

Penggunaan katalis asam tersebut mampu mendorong aktivitas penguraian molekul air dengan adanya kandungan ion hidrogen pada asam. Katalis asam yang sering digunakan adalah asam klorida (HCl) dan asam sulfat (H2SO4), sedangkan asam jenis lainnya masih

dalam tahap penelitian diantaranya asam formiat dan asam trichloroasetat. Asam sulfat paling umum digunakan sebagai katalisator, karena dapat dipisahkan dari campurannya dengan penambahan alkali seperti kalsium, sehingga dapat diendapkan dalam bentuk kalsium sulfat (Arief Widjaja, 1969 dalam Perwitasari, 2004).

Reaksi hidrolisis dapat dimanfaatkan untuk menetralkan suatu campuran asam dan

basa yang menghasilkan air dan garam. Salah satu hasil dari reaksi hidrolisis yaitu terbentuknya garam yang biasa dijumpai di dapur (NaCl) yang merupakan produk dari reaksi asam basa. Hidrolisis juga dapat digunakan dalm proses pembuatan suatu larutan yang digunakan dalam rumah tangga. Kita sering menggunakan bayclin untuk memutihkan pakaian kita. Produk ini mengandung kira-kira 5 % NaOCl yang sangat reaktif sehingga dapat menghancurkan pewarna, sehingga pakaian menjadi putih kembali. Kegunaan lainnya dari reaksi hidrolisis yaitu dalam bidang pertanian. Agar tanaman tumbuh dengan baik, maka pH tanaman harus dijagam pH tanah di daerah pertanian harus disesuaikan dengan pH tanamannya. Oleh karena itu diperlukan pupuk yang dapat menjaga pH tanah agar tidak terlalu asam atau basa. Hidrolisis juga telah digunakan untuk waktu yang lama dalam produksi sabun.

Distilasi

Distilasi atau yang juga dikenal dengan penyulingan merupakan suatu proses pemisahan komponen dari suatu campuran yang berupa larutan cair-cair dengan karakteristik dari campurannya yaitu mampu-campur dan mudah menguap, serta komponen komponen tersebut harus mempunyai perbedaan tekanan uap dan hasil dari pemisahannya menjadi komponen-komponennya atau kelompok-kelompok komponen. Karena adanya perbedaan tekanan uap, maka dapat dikatakan pula proses penyulingan merupakan proses pemisahan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya. Sebagai contoh, proses penyulingan dari larutan garam yang dilakukan di laboratorium.

(4)

Proses distilasi yang dilakukan pada tekanan yang sama disebut dengan destilasi atmosferik. Pada proses pembuatan furfural dilakukan destilasi atmosferik karena prosesnya menggunakan tekanan sebesar 1 atm. Tujuan dilakukannya proses destilasi pada pembuatan furfural dari sekam padi yaitu untuk mendehidrasi pentosa menjadi furfural. Panas yang dihasilkan pada proses ini dapat mengubah molekul air yang ada pada pentose menjadi crack sehingga terbentuklah senyawa furfural.

Distilasi memiliki berbagai macam, yaitu:

1. Distilasi sederhana

Distilasi sederhana memiliki teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Komponen komponen dalam suatu campuran dapat dipisahkan dengan distilasi biasa ini untuk memperoleh komponen murninya. Komponen komponen terdapat dalam campuran akan menguap pada saat mencapai titik didih masing masing. Aplikasi dari distilasi sederhana yaitu dapat digunakan untuk memisahkan campuran air dan alkohol. 2. Distilasi bertingkat atau Fraksionasi

Distilasi ini digunakan untuk memisahkan dua atau lebih komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang dekat. Distilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih kurang dari 20°C dan bekerja pada tekanan atmosfer atau dengan tekanan rendah. Aplikasi dari Distilasi jenis ini yaitu digunakan pada industri minyak mentah yang bertujuan untuk memisahkan komponen komponen dalam minyak mentah. Perbedaan Distilasi fraksionasi dan distilasi sederhana yaitu dengan adanya kolom fraksionasi. Di kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu yang berbeda-beda pada setiap kolomnya. Pemanasan yang berbeda-beda ini bertujuan untuk pemurnian distilat yang lebih dari kolom-kolom di bawahnya. Sehingga komponen yang memiliki titik didih yang lebih tinggi akan tetap berada di bawah dan tidak bisa melewati kolom-kolom fraksionasi tersebut sedangkan yang titik didihnya paling rendah akan naik dan lolos dari kolom fraksinasi dan terpisah dari zat lainnya.

3. Distilasi azeotrop

Distilasi azeotrop merupakan jenis distilasi yang bertujuan untuk memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen yang sulit dipisahkan) biasanya dalam

prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan menggunakan tekanan tinggi. Azeotrop dapat didistilasi dengan menggunakan tambahan pelarut tertentu, misalnya penambahan benzena atau toluena untuk memisahkan air. Air dan pelarut akan ditangkap oleh penangkap Dean-Stark. Air akan tetap tinggal di dasar penangkap dan pelarut akan kembali ke campuran dan memisahkan air lagi. Campuran azeotrop merupakan penyimpangan dari hukum Raoult.

4. Destilasi uap

Distilasi uap digunakan pada campuran senyawa-senyawa yang memiliki titik didih mencapai 200 °C atau lebih atau dapat dikatakan untuk memisahkan komponen yang memiliki titik didih yang cukup tinggi. Distilasi uap dapat menguapkan senyawa-senyawa ini dengan suhu mendekati 100 °C dalam tekanan atmosfer dengan menggunakan uap atau air mendidih. Distilasi uap adalah istilah umum untuk destilasi campuran air dengan senyawa yang tidak larut dalam air.

5. Destilasi vakum

Distilasi vakun digunakan untuk memisahkan dua komponen yang titik didihnya sangat tinggi, metode yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1 atm sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk mendestilasinya tidak terlalu tinggi. Distilasi vakum biasanya juga digunakan jika senyawa yang ingin didistilasi tidak stabil, dengan pengertian dapat terdekomposisi sebelum atau mendekati titik didihnya. Metode distilasi ini tidak dapat digunakan pada pelarut dengan titik didih yang rendah jika kondensornya menggunakan air dingin, karena komponen yang menguap tidak dapat dikondensasi oleh air. Untuk mengurangi tekanan digunakan pompa vakum atau aspirator. Aspirator berfungsi sebagai penurun tekanan pada sistem distilasi ini.

Furfural (C5H4O2)

Furfural merupakan senyawa turunan dari monosakarida, yang berbentuk senyawa heterosiklik yang mengandung satu gugus aldehid pada atom C yang terdekat dengan atom hetero. Furfural adalah bahan organik yang dapat digunakan sebagai bahan baku ataupun bahan pembantu pada sebuah industri. Furfural yang dipanaskan pada suhu 250o_C

(5)

monooksida. Proses yang terjadi ini disebut dengan reaksi karbonilasi.

Furfural memiliki berbagai macam kegunaan, salah satunya yaitu sebagai bahan pembuatan karet sintesis dari hidrokarbon lainnya dan juga dapat digunakan sebagai bahan pelarut dipetrokimia dalam proses penyulingan. Kegunaan lainnya dari furfural yaitu sebagai desinfaktan, zat penghilang warna pada wood resin, aromatizing, agent

untuk brandy dan industri parfum dan juga dapat digunakan dibidang perminyakan untuk menaikkan nilai cetane pada minyak diesel.

Gambar 1. Rumus Sruktur Furfural

Furfural dapat dibuat dari semua bahan yang mengandung pentosan seperti limbah hasil pertanian antara lain: sekam padi, gergajian kayu, kulit gandum, tongkol jagung, ampas tebu, dan lain-lain. Furfural merupakan zat cair tak berwarna yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan senyawa-senyawa furan, tetrahidro furan, pural, pembuatan plastik, sebagai bahan pembantu dalam industri karet sintetik dan lain-lain (Hidajati, 2006).

Furfural (C5H4O2) merupakan senyawa

organik turunan dari furan. Furfural dalam keadaan murni memiliki tidak berwarna serta berbentuk cairan seperti oleh yang memiliki bau seperti almonds. Furfural akan menjadi cairan berwarna kuning apabila permukaannya berinteraksi langsung dengan udara, dan bila keadaan ini didiamkan cukup lama maka furfural akan berubah menjadi cairan berwarna coklat. Furfural dengan titik didih 161,7o_{C (1}

atm) merupakan senyawa yang kurang larut dalam air namun larut dalam alkohol, eter, dan benzena. Furfural memiliki berat molekul sebesar 96,09 gr/mol, titik beku -36,5 o_{C, berat}

Jenis 1,1545 g/cm 3, specific gravity 1,1563, viskositas 1,4 cP.

Furfural pertama kali diisolasi pada tahun 1821 oleh Dobereiner, menggunakan gula, asam sulfat, dan mangan dioksida untuk membuat asam formiat sebagai bahan awal pembuatan furfural. Kemudian penelituan selanjutnya dilakukan oleh Emmeti dengan mengganti produksi furfural yang sebelumnya menggunakan asam formiat dengan bahan baku

yang berasal dari tumbuhan yang mengandung pentosan. Pembuatan furfural dari bahan baku yang mengandung hemiselulosa adalah hidrolisis pentosan yang terdapat pada hemiselulosa dengan menggunakan katalis asam yang akan membentuk pentosa dan selanjutnya akan terjadi dehidrasi pentosa membentuk furfural.

Reaksi pembentukan furfural merupakan reaksi berurutan (seri) dan dapat dinyatakan sebagai berikut:

1. Reaksi yang terjadi saat proses hidrolisa

(C5H10O5)n + H2O H+ nHOCH2(CHOH)3CHO

Pentosan Air Pentosa 2. Reaksi yang terjadi saat dehidrasi

HOCH2(CHOH)3CHO H+ (CH)3COCHO+3H2O H2O

Pentosa Furfural Air

Asam sebagai katalisator yang yang digunakan untuk membantu kerja air dalam proses hidrolisis mempunyai pengaruh yang besar terhadap hasil furfural. Semakin naik konsentrasi asam yang ditambahkan hingga ke konsentrasi yang optimum maka hasil furfural akan bertambah besar. Jumlah kadar hasil furfural juga dapat dipengaruhi oleh lamanya waktu reaksi. Kadar furfural akan semakin besar apabila waktu reaksi yang digunakan semakin lama sampai pada waktu optimum. Furfural dapat dioksidasi dengan senyawa permanganat dan bikromat menghasilkan asam furoat.

Furfural Asam Furoat

Gambar 2. Rumus Sruktur Furfural dan Asam Furoat

Secara komersial, furfural dapat dibuat secara batch maupun kontinyu. Namun, pembuatan furfural dalam skala laboratorim biasanya dilakukan secara batch. Beberapa faktor penting yang berpengaruh terhadap pembuatan furfural yaitu:

a. Konsentrasi katalisator

Semakin besar konsentrasi katalisator yang digunakan maka hasil furfural akan bertambah. b. Waktu reaksi

(6)

pentosan yang berkontak dengan asam lebih lama.

c. Suhu reaksi

Reaksi akan berjalan cepat apabila suhu dinaikkan. Hal ini karena gerakan-gerakan molekul menjadi lebih cepat dengan bertambahnya suhu reaksi. Kecepatan reaksi hidrolisis akan meningkat hampir 2 kali untuk setiap kenaikan suhu 10o_C

(Groggins, 1958 dalam Paramita, 2010). d. Kecepatan pengadukan

Semakin besar kecepatan pengadukan maka hasil furfural akan semakin besar pula.

e. Pengaruh rasio larutan dengan padatan Semakin besar volume larutan maka akan semakin besar pula furfural yang Diperoleh. Dengan volume larutan yang semakin besar maka kemungkinan terjadinya tumbukan antar molekul pentosan dengan molekul air semakin besar.

f. Pengaruh kehalusan bahan

Semakin kecil ukuran butir maka semakin luas bidang persentuhan antar zat pereaksi, sehingga kontak antar molekul juga semakin besar.

2. METODOLOGI

Penelitian dilakukan bertempat di Laboratorium Unit Proses Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. Penelitian ini menggunakan alat utama berupa serangkaian alat hidrolisa dan distilasi. Selain itu menggunakan alat pendukung berupa labu ukur 500 mL; gelas ukur 25 mL dan 100 mL;

Sekam padi dihaluskan dan diayak, kemudian dikeringkan dalam oven selama 1 jam dengan suhu 100 o_C.

Hidrolisa

Sekam padi sebanyak 50 gram dan 500 mL larutan asam (H2SO4 dan HCl dengan konsentrasi 2%, 4%, 6% dan 8%) dimasukkan ke dalam labu dan dilanjutkan dengan proses hidrolisa dengan variasi waktu 30, 60, 90 dan 120 menit dengan suhu 85 o_{C. Larutan hasil}

hidrolisa disaring dan dilanjutkan dengan proses distilasi menghasilkan furfural.

Distilasi

Proses distilasi dilakukan dalam suhu 100 o_C

diperoleh distilat sebanyak 360 mL. Distilat yang diperoleh kemudian ditambahkan HCl 12% hingga 500 mL untuk selanjutnya dilakukan analisa terhadap furfural yang diperoleh.

Analisa

Analisa kadar furfural dilakukan secara volumetrik. Sebanyak 200 mL distilat diambil dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer lalu ditambahkan 25 mL bromat-bromida, kemudian diletakkan di dalam ruang gelap selama 1 jam. Kalium iodida 10% sebanyak 10 mL ditambahkan dalam larutan kemudian dititrasi dengan sodium thiosulphate (Na2S2O3)

0,1 N

.

kemudian dibuat larutan blanko sebagai pembanding.

Persamaan yang digunakan untuk mengetahui persentase yield furfural adalah sebagai berikut: 48,04= berat setara furfural (mg/mgrek) (Dunlop, 1948; Dunlop and Trymble 1939, dalam Andaka, 2011)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini menggunakan 32 sampel, dimana 16 sampel diantaranya pada saat proses hidrolisa menggunakan katalisator asam sulfat (H2SO4) dan 16 sampel lainnya

(7)

homogen. Tujuan lain dari pengayakan yaitu untuk memisahkan sekan padi dari pengotornya.

Proses yang dilakukan setelah preparasi bahan baku yaitu proses hidrolisa, dimana pada proses ini akan terjadi reaksi antara pentosan dan air dengan bantuan katalisator asam baik itu asam sulfat ataupun asam klorida sehingga akan terbentuk pentosan. Hidrolisa sekam padi menggunakan katalisator asam akan menghasilkan larutan yang berwarna coklat. Perubahan warna ini mengidentifikasikan bahwa molekul molekul yang terdapat pada air telah menyatu atau memasuki struktur pentosan sehingga terbentuklah pentosa.

Langkah selanjutnya yaitu proses destilasi, dimana proses ini dilakukan untuk memisahkan kandungan air yang terdapat pada pentosa karena dengan hilangnya kandungan air maka furfural akan terbentuk. Untuk memisahkan pentosa dengan air maka ada dua cara yang dapat dilakukan yaitu dengan cara menaikkan tekanan dan menaikkan temperatur. Pada penelitian ini cara yang dilakukan yaitu menaikkan temperatur sebesar 100o_C.

Dipilihnya temperatur tersebut karena pada temperatur 100o_{C merupakan titik didih dari air}

sehingga bila sudah mencapai temperatur yang itu maka air akan mendidih sehingga senyawa yang tertinggal hanyalah senyawa furfural.. Apabila senyawa furfural telah terbentuk, maka dilakukan analisa dengan metode volumetrik untuk mengetahui kadar ataupun kandungan furfural didalam larutan yang ada.

Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi Katalisator Asam Klorida Terhadap Yield Furfural

Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi Katalisator Asam Sulfat Terhadap Yield Furfural

Dari kedua grambar diatas dapat dilihat bahwa kadar furfural paling besar diperoleh pada jenis katalisator asam sulfat 2% dengan waktu 120 menit sebesar 1,87% sedangkan yang paling rendah yaitu diperoleh pada jenis katalisator asam klorida dengan waktu 30 menit sebesar 1,14%. Konsentrasi katalisator asam yang semakin besar akan menghasilkan yield furfural yang semakin rendah. Hal ini disebabkan karena dengan semakin besarnya konsentrasi katalisator asam yang digunakan dapat menyebabkan penurunan kadar gula pentosa pada proses hidrolisa. Penurusan kadar pentosan terjadi karena dengan semakin tingginya konsentrasi katalisator asam akan mengakibatkan semakin sedikitnya jumlah air dalam komposisi larutan pada proses hidrolisa sehingga kebutuhan ion HO-_{untuk mengikat}

radikal bebas akan berkurang.

Jenis katalisator asam yang digunakan menghasilkan kadar furfural yang berbeda beda. Saat digunakan katalisator jenis asam sulfat yield furfural dapat dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan penggunaan katalisator asam klorida. Hal ini disebabkan karena katalisator asam sulfat memiliki jumlah ion H+_{lebih banyak dibandingkan pada}

katalisator asam klorida sehingga saat untuk memutuskan ikatan polimer menjadi monomer monomer akan menjadi lebih baik. Selain itu, jumlah ion H+_{dapat mempengaruhi kecepatan}

reaksi hidrolisa. Katalisator asam sulfat memiliki ion H+ _yang _lebih _banyak

(8)

Gambar 3. Pengaruh Waktu Terhadap Yield Furfural dengan Katalisator Asam Sulfat

Gambar 4. Pengaruh Waktu Terhadap Yield Furfural dengan Katalisator Asam Klorida

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa waktu hidrolisa dapat mempengaruhi kadar furfural yang diperoleh. Pada jenis katalisator dan konsentrasi yang sama tetapi dengan waktu yang berbeda maka kadar furfural yang dihasilkan akan berbeda pula. Seperti yang terjadi pada katalisator asam sulfat dengan konsentrasi 2% dengan waktu 60 menit menghasilkan kadar furfural sebesar 1,74% sedangkan dengan waktu 120 menghasilkan kadar furfural sebesar 1,87%. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama waktu hidrolisa maka akan semakin besar pula kadar furfural yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena semakin lama waktu reaksi hidrolisa maka akan hasil reaksi akan semakin besar pula sampai semua reaktan bereaksi semua. Apabila semua reaktan telah bereaksi, maka hasil reaksi yang akan didapatkan cenderung konstan. Namun perlu diketahui bila waktu yang digunakan terlalu lama maka yield furfural yang dihasilkan bisa menurun, hal ini dikarenakan furfural yang terbentuk dapat terdegradasi menjadi asam asetat, methanol, dan senyawa organik lainnya. Untuk mengetahui furfural yang terdegradasi dapat dilihat dari larutan hasil yang mengandung endapan dammar berwarna hitam. Proses degradasi yang terjadi pada furfural

dikarenakan reaksi pembentukan furfural merupakan reaksi seri, dimana furfural merupakan produk antara atau intermediate product.

Kandungan lignin dan selulosa dalam sekam padi dapat mempengaruhi rendahnya kadar furfural yang diperoleh, karena kandungan lignin dan selulosa dapat menjadi senyawa inhibitor dalam proses hidrolisa yang menyebabkan pembentukan furfural dari pentosa menjadi sedikit.

4. KESIMPULAN

1. Penggunaan katalisator asam sulfat menghasilkan yield furfural lebih besar dibandingkan dengan katalisator asam klorida. Yield furfural tertinggi diperoleh katalosator asam sulfat dengan waktu 120 menit sebesar 1,87% sedangkan yang terenda diperoleh katalisator asam klorida dengan waktu 30 menit sebesar 1,14%. 2. Semakin tinggi konsentrasi katalisator

maka akan semakin sedikit yield furfural yang diperoleh. Seperti yang ditunjukkan pada penggunaan katalisator asam sulfat dengan waktu 30 menit dimana yield furfural yang dihasilkan pada konsentrasi 2% sebesar 1,63% sedangkan pada konsentrasi 8% sebesar 1,20%.

3. Semakin lama waktu reaksi maka akan semakin besar yield furfural yang dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

Andaka, Ganjar. 2011. Hidrolisa Ampas Tebu Menjadi Furfural dengan Katalisator Asam Sulfat. Jurnal Vol 4, No 2, 180-188

Dontulwar, J.R., Quantitative Synthesis Of Furfural from Waste Material Rice Husk – A Review. Journal Vol 14(1) Hidajati, Nurul. 2006. Pengolahan Tongkol

Jagung sebagai Bahan Pembuatan Furfural. Jurnal Ilmu Dasar, Vol 8, No 1

Juwita, Rinna dkk. 2012. Pengaruh Jenis dan

Konsentrasi Katalisator Asam

Terhadap Sintesis Furfural dari

sekam Padi. Jurnal Vol 1, No 1 Karai, Kanzaki. 2015. Laporan DDPA

Percobaan 1 DESTILASI. http://ch

-emistryedc.blogspot.co.id/. Diakses

(9)

Paramita, Annisa. 2010. Sekam Padi, Sumber

Energi yang Mulai Dilirik.

http://chapuccino.wordpress.com/201 0/01/27/sekam-padi-sumber-energiya -ngmulaidilirik/. Diakses tanggal 22 Oktober 2015.

Perwitasari, Dyah Suci. 2004. Production Of Liquid Glucose from Bamboo Shots. Jurnal Kimia dan Teknologi.

Prasetyo, Jaya Lingga. 2011. Hidrolisa Pati. http://jaya-uns.com/2011/02/hidrolisa

-pati.html. Diakses tanggal 22

Oktober 2015.

Rosidi, Joechiana. 2011. Pemanfaatan Arang Sekam Padi dan Tanah Gambut Untuk

Menurunkan Kesadahan Air.

http://oshin-mungil.blogspot.co.id/ 2011/11/pemanfaatan-arang-sekam-padi-dan-tanah.html. Diakses tanggal 22 Oktober 2015

Shafeeq, Amir. 2015. Effect of Acid Concentration on the Extraction of

Furfural from Corn Cobs. Journal Vol

6, No 5

Yakup. 2011. Destilasi. http://kimia-industry .blogspot.co.id/2011/10/destilasi.html. diakses tanggal 27 Okteber 2015