BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di Indonesia terdapat banyak perkebunan kelapa sawit baik milik pemerintah, milik swasta maupun milik rakyat. Kelapa sawit adalah salah satu komoditi andalan Indonesia yang perkembangannya demikian pesat. Khususnya untuk wilayah Sumatera dan Kalimantan. Kayu kelapa sawit (KKS) merupakan salah satu limbah hasil perkebunan yang ketersediaannya yang berlimpah dan belum optimal dimanfaatkan. Selama ini KKS merupakan biomassa terbesar dari hasil peremajaan tanaman kelapa sawit masih dibiarkan jadi limbah pertanian yang tidak termanfaatkan. Penanggulangan limbah peremajaan ini membutuhkan biaya yang besar yang biasanya dilakukan dengan meracuni, menumpuk dan membakarnya. Hal ini tentu juga akan menimbulkan emisi yang dapat mencemari udara dan berdampak pada kelestarian lingkungan (Desyanti, 2000).
Kadar air KKS basah ± 40 %, kerapatannya berkisar dari 0,2 – 0,6 gr/ml dengan kerapatan rata-rata 0,37 gr/ml. Pada keadaan kering konstan, komponen-komponen yang terkandung dalam KKS adalah selulosa (30,77 %), pentosa (20,05 %), lignin (17,22 %), hemiselulosa (16,81 %), air (12,05 %), abu (2,25 %) dan SiO2 (0,84 %) (Lubis, 1994).
Diantara polimer alam, selulosa merupakan unit ulang (1,4)-β- glukopironase yang membentuk struktur berserat dengan kristalinitas yang tinggi yaitu bahan utama untuk polimer hidrogel biodegradible karena merupakan biopolimer yang melimpah di Bumi (Senna, 2014).
Polimer selulosa terdiri atas dua bagian, yaitu bagian dengan susunan rantai yang teratur (kristalin) dan bagian susunan rantai yang tidak teratur (amorf). Derajat kristalinitas suatu polimer berpengaruh besar terhadap sifat polimer yang terkait dengan penggunaannya. Pada umumnya selulosa bersifat relatif kristalin (Sjostrom, 1981).
Selulosa terdiri dari 2 bagian yaitu amorf dan kristal. Selulosa dapat ditemukan dalam bentuk mikrofibril kristalin selulosa I, selulosa II, selulosa III, selulosa IV. Fraksi kristal dinyatakan dalam persentase sebagai index kristalinitas (Klemm,1998).
Metode hidrolisis asam merupakan metode lebih sederhana, tanpa harus melalui beberapa tahapan seperti pada hidrolisis secara enzimatik. Hidrolisis secara asam
memerlukan waktu proses yang relatif lebih singkat, teknologi yang lebih sederhana, pengaturan kondisi yang lebih mudah, serta biaya yang relatif lebih murah (Taherzadeh,2007).
Proses hidrolisis menggunakan asam dipengaruhi oleh ukuran bahan, kecepatan pengadukan, konsentrasi asam, rasio bahan, suhu pemanasan, dan waktu pemanasan. Semakin halus ukuran permukaan bahan maka kecepatan reaksi semakin tinggi dan akan memperbesar konveksi reaksi. Semakin tinggi temperatur hidrolisis maka hidrolisis akan berlangsung lebih cepat (Edison,2015).
Rini (2016) telah melakukan penelitian tentang pembuatan dan karakteristik selulosa mikrokristal dari limbah kertas HVS dengan variasi waktu hidrolisis dengan menggunakan pelarut HCl 2,5 N. Dimana variasi waktu yang digunakan adalah 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit, dan 30 menit. Hasil yang didapat yaitu semakin lama waktu hidrolisis asam maka jumlah rendemen yang dihasilkan meningkat.
Veronicha (2017) telah melakukan penelitian tentang kajian terhadap penyediaan selulosa mikrokristal dari selulosa tandan kosong kelapa sawit (Elais guinnensis) dengan metode hidrolisis menggunakan asam klorida (HCl). Hasil XRD menunjukkan bahwa selulosa mikrokristal berbentuk kristal dengan ditandai dua puncak maksimum yang relatif lebih tajam yaitu berada pada sudut (2θ) 200 dan 22 0 . derajat kristalinitas selulosa mikrokristal pada konsentrasi 2,5, Npada suhu 750 C adalah sebesar 72,9 %.
Arini (2015) melakukan penelitian mengenai analisis pengaruh waktu hidrolisis terhadap sifat mekanis selulosa kristalin dari campuran serbuk gergaji kayu belian, kayu
bengkirai, kayu jati, dan kayu meranti. Penelitian dilakukan dengan menghidrolisis selulosa menggunakan HCl 37 % dan variasi waktu hidrolisis yaitu 35 menit, 45 menit, dan 90 menit. Nilai optimum diperoleh dari hidrolisis dengan variasi waktu 30 menit dimana memiliki nilai derajat kiristalinitas 74,49 %.
Berdasarkan latar belakang diatas peneliti tertarik untuk melakukan penelitian tentang pengaruh waktu hidrolisis terhadap derajat kristalinitas selulosa dari kayu kelapa sawit (Elais guinensiss Jacq).
1.2. Permasalahan
Adapun permasalahan dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana pengaruh hidrolisis dengan HCl 2 N terhadap selulosa dan α – selulosa yang terkandung dalam kayu kelapa sawit ?
2. Berapakah derajat kristalinitas selulosa dan α – selulosa yang terkandung dalam kayu kelapa sawit ?
1.3. Pembatasan Masalah
Penelitian ini mengambil batasan-batasan sebagai berikut:
1. Selulosa dan α – selulosa yang digunakan diisolasi dari kayu kelapa sawit (Elais guinensis Jack)
2. Selulosa dan α – selulosa yang diperoleh dilakukan hidrolisis dengan menggunakan HCl 2 N.
3. Karakterisasi selulosa dan α – selulosa yang diperoleh menggunakan FTIR
4. Penentuan derajat kristalinitas selulosa dan α – selulosa diperoleh menggunakan uji XRD
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui cara isolasi selulosa dari KKS
2. Untuk mengetahui pengaruh waktu hidrolisis terhadap derajat kristalinitas selulosa
dan α– selulosa dengan pengukuran XRD
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai derajat kristalinitas selulosa danα – selulosa dari kayu kelapa sawit, sehingga dapat digunakan sebagai langkah awal untuk pemanfaatan selulosa dan α – selulosa selanjutnya. Serta dapat mengolah kayu kelapa sawit yang tersebar luas menjadi produk yang lebih bermanfaat dan dapat menghasilkan produk yang berkualitas.
1.6. Lokasi Penilitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika FMIPA USU, Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM, Laboratorium Pusat Penelitian Fisika – LIPI.
1.7. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan beberapa tahapan yaitu:
- Tahap persiapan serbuk kayu kelapa sawit.
- Tahap isolasi selulosa dan α – selulosa dari kayu kelapa sawit. - Tahap hidrolisis selulosa dengan menggunakan HCl 2 N
Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah: - Variabel tetap :
- Massa ( 4 g )
- Variabel terikat :
- Derajat kristalinitas dengan uji XRD - Gugus fungsi dengan uji FTIR
- Variabel bebas :
- Waktu hidrolisis (0, 20, 40, 60 menit)
