S KIM 1005321 Chapter 1

(1)

E. Herlina, 2014

Konversi Biomassa Limbah Kulit Durian (Durio Zibhetinus Murray) Menjadi 5-Hidroksimetilfurfural Dalam Larutan Zncl2 Menggunakan Katalis Crcl3

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

pesat mendorong peningkatan kebutuhan energi. Berdasarkan BP Statistical Review of World Energy, konsumsi energi di dunia pada tahun 2012 mencapai

sekitar 86,94% bahan bakar fosil, 4,49% energi nuklir, 6,66% hydroelectricity, dan 1,90% energi biomassa. Sumber energi fosil seperti minyak bumi dan batu bara adalah sumber energi yang bersifat terbatas dan memerlukan waktu yang sangat lama untuk memperbaruinya sehingga dianggap sebagai unrenewable energy resources.

Maka diperlukan sumber energi pengganti fosil untuk memenuhi kebutuhan energi terutama bahan bakar. Salah satu alternatifnya adalah biomassa, yaitu sumber energi dari bahan organik seperti kayu, rumput, hasil pertanian dan perkebunan serta limbahnya. Energi berbasis biomassa lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan sumber energi fosil karena hampir tidak menghasilkan emisi karbon (Zhou, dkk. 2011).

Secara umum kandungan biomassa yang sejalur dengan bahan bakar terbarukan dapat dikelompokkan menjadi tiga kelas, yaitu bahan baku karbohidrat, bahan baku trigliserida, dan lignoselulosa (Alonso, dkk. 2010). Biomassa lignoselulosa umumnya terdiri dari hemiselulosa (25-35%), selulosa (40-50%), dan lignin (15-20%). Selulosa banyak tersedia dan memiliki potensi besar untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan biofuel.

(2)

hanya 20,52%. Hal ini berarti ada sekitar 79,08% yang merupakan bagian tidak termanfaatkan untuk dikonsumsi seperti kulit dan biji durian. Kulit durian merupakan limbah rumah tangga yang dibuang sebagai sampah dan tidak memiliki nilai ekonomi. Pada saat puncaknya limbah kulit durian mencapai 100 ton per hari. Kulit durian mengandung selulosa yang cukup tinggi yaitu 72,41 ± 0,16% dengan kandungan lignin sebesar 14,37 ± 0,23% serta kandungan hemiselulosa 12,35 ± 0,47% (Kongkiattikajorn, dkk. 2011). Tingginya kandungan selulosa yang terdapat pada biomassa kulit durian ini berpotensi untuk menghasilkan prekursor biofuel, 5-hidroksimetilfurfural (HMF). Kulit durian belum banyak dimanfaatkan terutama untuk prekursor bahan bakar yaitu HMF.

Untuk mengubah selulosa menjadi HMF diperlukan pelarut yang sesuai. Pada beberapa penelitian, pelarut yang digunakan adalah cairan ionik seperti [BMIM][BF4], [BMIM][Cl], dan [EMIM][Cl] (Rosatella, dkk. 2011). Pelarut ini memiliki keunggulan diantaranya dapat melarutkan selulosa dengan baik dan ramah lingkungan. Namun cairan ionik ini relatif mahal. Maka, beberapa peneliti mencari alternatif pelarut lain yang dapat melarutkan selulosa dengan baik yang harganya relatif lebih murah. Pada tahun 2012, Deng, dkk. telah mempelajari degradasi biomassa lignoselulosa menggunakan larutan ZnCl2. Ketersediaan pelarut tersebut melimpah dan harganya murah dibandingkan dengan cairan ionik. Dalam penelitian tersebut dilaporkan bahwa larutan ZnCl2 dengan konsentrasi ≥ 60% dapat melarutkan selulosa dengan membentuk kompleks Zn-selulosa. Pelarut ini memiliki kelarutan yang baik terhadap selulosa dan menghasilkan HMF sebanyak 11,5% tanpa penambahan katalis. Selain memiliki kelarutan dan kemampuan mendegradasi selulosa dengan baik (Sen, dkk. 2013), larutan ZnCl2 juga memiliki selektivitas yang tinggi dalam konversi HMF dari selulosa. Wang, dkk. (2013) telah mendapatkan konsentrasi larutan ZnCl2 yang optimal yaitu 67%. Pada penelitian ini akan digunakan larutan ZnCl2 67% pada konversi selulosa dari biomassa kulit durian menjadi HMF.

(3)

pemilihan katalis yang cocok agar dapat meningkatkan produk yang diinginkan. Lee, dkk. (2011) dan Bali, dkk. (2012) telah melakukan penelitian tentang pengaruh kromium halida, termasuk CrCl3 terhadap produksi HMF. Penambahan CrCl3 mampu meningkatkan hasi HMF sekitar 20% (Lee, dkk. 2011). Keberadaan CrCl3 mampu membuat glukosa berisomerasi menjadi fruktosa. Maka pada penelitian ini digunakan katalis CrCl3.6H2O untuk meningkatkan HMF hasil reaksi. Selain itu, untuk mendapatkan produk yang bebas dari pelarutnya diperlukan metode pemisahan dari setiap hasil reaksi begitupun dengan hasil reaksi HMF. Pemisahan HMF dari pelarutnya telah banyak diteliti menggunakan beberapa metode dari mulai kromatografi kolom sampai dengan ekstraksi. Pada penelitian ini, metode pemisahan HMF dari pelarutnya yaitu larutan ZnCl2 dilakukan dengan metode ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat karena relatif mudah dan efisien (Rosatella, dkk. 2011).

1.2Rumusan Masalah Penelitian

Berdasarkan uraian latar belakang, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Bagaimana kemampuan larutan ZnCl2 dalam konversi biomassa kulit durian menjadi HMF?

2. Bagaimana pengaruh penambahan katalis CrCl3.6H2O terhadap produk HMF pada konversi biomassa kulit durian yang telah melalui delignifikasi menjadi HMF dalam larutan ZnCl2?

3. Bagaimana efektivitas metode pemisahan ekstraksi cair-cair menggunakan etil asetat terhadap pemisahan HMF dari larutan ZnCl2?

1.3Batasan Penelitian

Penelitian ini dibatasi pada hal-hal berikut:

(4)

3. Suhu yang digunakan pada saat konversi biomassa kulit durian menjadi HMF adalah 120 oC dalam waktu 40 menit.

4. Metode pemisahan yang digunakan berfokus pada pemisahan HMF dari pelarutnya yaitu larutan ZnCl2.

1.4Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui kemampuan larutan ZnCl2 dalam konversi biomassa kulit durian menjadi HMF.

2. Mengetahui pengaruh penambahan katalis CrCl3.6H2O terhadap produk HMF pada konversi biomassa kulit durian menjadi HMF dalam larutan ZnCl2.

3. Mengetahui efektivitas metode pemisahan ekstraksi cair-cair meng-gunakan etil asetat terhadap pemisahan HMF dari larutan ZnCl2.

1.5Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Meningkatkan nilai guna kulit durian.

2. Mengetahui potensi kulit durian sebagai substrat dalam konversi biomassa menjadi HMF.

1.6Struktur Organisasi Skripsi

Skripsi ini terdiri dari lima bab utama yaitu bab I membahas tentang pendahuluan, bab II tentang tinjauan pustaka, bab III tentang metode penelitian, bab IV tentang hasil dan pembahasan, dan bab V yang membahas tentang kesimpulan dan saran.

(5)