DELIGNIFIKASI KULIT KOPI MENJADI BAHAN BAKU PULP DENGAN METODE ORGANOSOLV.

(1)

SKRIPSI

Oleh:

TIARA TARADITA

0931010045

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

(2)

DELIGNIFIKASI KULIT KOPI MENJADI BAHAN BAKU

PULP DENGAN METODE ORGANOSOLV

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan

Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Kimia

Oleh:

TIARA TARADITA

0931010045

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

SURABAYA

2013

(3)

(4)

(5)

Oleh:

TIARA TARADITA

0931010045

Telah Dipertahankan Dihadapan dan Diterima Oleh Dosen Penguji Pada Tanggal 4 Februari 2013

Tim Penguji Pembimbing

1. 1.

Ir. Retno Dewati, MT Ir. Luluk Edahwati, MT NIP. 19600112 198703 2 001 NIP. 19640611 199203 2 001

2.

Ir. Tjatoer Welasih, MT NIP. 19630418 198803 2 014

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Surabaya

(6)

LEMBAR PENGESAHAN

PENELITIAN

DELIGNIFIKASI KULIT KOPI MENJADI BAHAN BAKU

PULP DENGAN METODE ORGANOSOLV

Oleh :

TIARA TARADITA

0931010045

Telah Diterima dan Disetujui Untuk Diseminarkan

Mengetahui,

Dosen Pembimbing

Ir. Luluk Edahwati, MT

NIP. 19640611 199203 2 001

(7)

Karunia dan Rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan skripsi ini.

Penelitian ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh mahasiswa tingkat akhir sebelum dinyatakan lulus sebagai Sarjana Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

Pada kesempatan ini penyusun melakukan penelitian dengan judul “Delignifikasi Kulit Kopi Menjadi Bahan Baku Pulp Dengan Metode Organosolv”. Terima kasih sebesar-besarnya penyusun tujukan kepada semua pihak yang telah membantu penelitian hingga tersusunnya laporan ini, terutama kepada:

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur, serta selaku Dosen penguji penelitian.

3. Ibu Ir. Luluk Edahwati, MT. selaku Dosen pembimbing dalam penelitian ini.

4. Ibu Ir. Tjatoer Welasih, MT. selaku Dosen penguji penelitian.

5. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan moril dan material dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan penelitian.

6. Semua pihak yang tidak dapat dituliskan terperinci yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan penelitian ini.

(8)

iii

banyak kekurangan pada penyusunan laporan ini. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan saran dan kritik yang membangun atas laporan ini.

Akhir kata, penyusun mohon maaf yang sebesar-besarnya kepada semua pihak, apabila dalam melaksanakan penelitian dan dalam penyusunan laporan ini penyusun melakukan kesalahan baik yang disengaja maupun tidak disengaja.

Surabaya, Februari 2013

Penyusun

(9)

Intisari ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Tabel ... vi

Daftar Gambar ... vii

Daftar Grafik ... viii

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang ... I-1 I.2. Tujuan ... I-3 I.3. Manfaat ... I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Tinjauan Umum ... II-1 II.2. Kopi ... II-3 II.3. Limbah Kulit Kopi ... II-6 II.4. Pulp ... II-8 II.5. Bahan Pendukung ... II-18 II.6. Landasan Teori ... II-20 II.7. Hipotesa ... II-22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

(10)

v

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Hasil ... IV-1 IV.2. Pembahasan ... IV-3

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan ... V-1 V.2. Saran ... V-2

DAFTAR PUSTAKA

APPENDIX

LAMPIRAN

(11)

kertas. Namun semakin banyaknya kebutuhan kayu yang semakin meningkat maka diperlukan adanya alternatif bahan baku lain yaitu dengan memanfaatkan limbah kulit kopi sebagai bahan baku kertas ( pulp ).

Kopi mempunyai peranan yang cukup besar bagi sektor perkebunan di Indonesia, karena biji kopi termasuk salah satu komoditi unggulan. Limbah kulit buah kopi hanya digunakan sebagai bahan pakan ternak saja atau sebagai bahan pembuat pupuk organik, dengan melihat kandungan lignin sebesar 8,67% dan

-sellulosa sebesar 41,26% maka seiring berjalannya waktu dan teknologi yang semakin maju kulit buah kopi dapat digunakan sebagai bahan alternatif bahan baku kertas ( pulp ).

Proses pembuatan bahan baku pulp dimulai dengan proses ekstraksi pektin dengan variabel suhu 80oC, kecepatan pengadukan 500 rpm dan waktu pengadukan 75 menit, untuk memisahkan pektin. Kemudian diteruskan dengan proses delignifikasi yang menggunakan metode organosolv. Metode Organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti etanol dan metanol. Pada proses delignifikasi variabel yang dijalankan adalah waktu pemasakan 1;1,5;2;2,5;3 jam dengan konsentrasi etanol dan metanol ( v/v ) 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50%.

Hasil terbaik dari proses delignifikasi kulit kopi menjadi bahan baku pulp dengan metode organosolv adalah dengan konsentrasi etanol 40% ( v/v ) dengan waktu pemasakan selama 2,5 jam didapatkan kadar lignin sebesar 3,11%, hal ini memenuhi syarat sebagai bahan baku pulp yaitu kadar lignin dibawah 20%.

(12)

I-1 L aporan Hasil Penelit ian

Delignif ikasi Kulit Kopi M enjadi Bahan Baku Pulp Dengan M et ode Organosolv

Program Studi S - 1 Teknik K imia Fakultas Teknologi I ndustri - U P N “Veteran” Jawa timur

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu produsen kertas yang berencana menjadi produsen pulp dan kertas terbesar dunia ( Syafii, 2000 ). Saat ini, produksi kertas Indonesia menduduki peringkat ke-12 dunia, dengan pangsa pasar 2,3% dari total produksi dunia yang mencapai 318,2 juta ton pertahun ( wartaekonomi, 2011 ). Di tahun 2012, kebutuhan kertas dunia akan naik sampai 425 juta ton per tahun.

Pembuatan pulp dan kertas di Indonesia pada umumnya menggunakan kayu hutan seperti pinus. Eksploitasi hutan yang terus menerus menimbulkan banyak masalah terutama penggundulan hutan dan isu pemanasan global serta semakin menipisnya cadangan kayu dan luas hutan di Indonesia ( Biro, 2001, Disperindag dan APKI, 2001, Barr, 2001 ). Laju kerusakan hutan pada periode 2001-2004 meningkat menjadi 3,6 juta hektar pertahun karena penggunaan kayu untuk industri pulp ( Kompas, 2009 ). Maka pemerintah perlu mencari alternatif bahan baku lain yang dapat dimanfaatkan menjadi bahan baku pulp dan kertas. Selain bahan baku, pemerintah juga perlu mencari alternatif proses dari pembuatan pulp dikarenakan dari proses pembuatan pulp yang sekarang dilakukan di pabrik-pabrik pulp dan kertas limbah yang dihasilkan dapat mencemari lingkungan. Adapun proses pembuatan pulp itu sendiri ada 3 macam, antara lain proses mekanis ( mechanical process ), semi kimia ( kombinasi kimia dan mekanis ) dan kimia.

Di Indonesia sendiri banyak pabrik-pabrik menggunakan proses kimia seperti proses sulfat ( kraft ), proses sulfit, proses soda dan proses nitrat. Banyak dari proses tersebut limbah yang dihasilkan dari pembuatan pulp dapat mencemari lingkungan. Oleh karena itu, ide untuk menggunakan bahan dan pelarut organik yang ramah lingkungan pun bermunculan. Salah satunya menggunakan proses

(13)

Organosolv. Proses Organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti misalnya metanol, etanol, aseton, asam asetat, dan lain-lain.

Di Indonesia sudah banyak berbagai percobaan yang dilakukan untuk mencari alternatif yang paling ekonomis dan ramah lingkungan untuk diolah menjadi pulp. Adapun beberapa peneliti terdahulu yang sudah melakukan penelitian di bidang ini seperti Sri Hidayati, S.TP.,M.P. ( 2000 ) telah meneliti ampas tebu limbah lignoselulosa yang dihasilkan oleh pabrik gula yang menggunakan proses Acetocell. Beliau mendapatkan hasil kadar sellulosa sebesar 59,23%. Selain itu, Enny Kriswiyanti ST, ( 2001 ) mempelajari tentang menggunakan proses Organosolv pada delignifikasi enceng gondok yang menggunakan pelarut organik yang ramah lingkungan. Hal yang sama juga dilakukan oleh peneliti Ruly Aditya Santoso ST, ( 2010 ) beliau menggunakan bahan dari kulit coklat untuk di delignifikasi dengan proses Organosolv dan pelarut metanol. Dari hasil penelitian tersebut dengan menggunakan proses Organosolv didapat hasil sellulosa yang cukup tinggi yaitu sebesar 52,78%.

Dari peneliti terdahulu didapatkan bahwa selain bahan-bahan yang dipakai para peneliti, dapat juga digunakan limbah yang mengandung sellulosa. Salah satu limbah tersebut adalah kulit buah kopi. Dalam penelitian kali ini bahan yang digunakan adalah kulit buah kopi sebagai alternatif bahan pembuat pulp.

(14)

I-3 L aporan Hasil Penelit ian

Program Studi S - 1 Teknik K imia Fakultas Teknologi I ndustri - U P N “Veteran” Jawa timur

saja atau sebagai bahan pembuat pupuk organik, dengan melihat kandungan serat kasar 65,2% maka seiring berjalannya waktu dan teknologi yang semakin maju kulit buah kopi dapat digunakan sebagai bahan alternatif pembuat pulp dan kertas.

I.2. Tujuan Penelitian

Penelitian delignifikasi kulit kopi menjadi pulp dengan metode organosolv mempunyai tujuan, yaitu:

1. Mengetahui kadar lignin dari kulit kopi.

2. Mendelignifikasi kulit kopi menjadi pulp dengan metode organosolv menggunakan bahan organik yang ramah lingkungan yaitu etanol dan metanol.

3. Menentukan pelarut, waktu, dan konsentrasi yang terbaik dalam memperoleh lignin terendah.

I.3. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain:

1. Memanfaatkan kulit kopi yang berlimpah sekaligus meningkatkan nilai ekonominya.

2. Dapat menentukan kadar lignin terendah dari kulit kopi.

3. Mengetahui proses delignifikasi kulit kopi menjadi bahan baku pulp secara efisien.

(15)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Tinjauan Umum

Kertas pertama kali diciptakan oleh bangsa Cina. Tsai Lun adalah orang yang menemukan kertas yang dibuat dari bahan bambu yang mudah didapatkan di Cina pada tahun 101 Masehi. Penemuan ini kemudian menyebar ke Jepang dan Korea seiring dengan menyebarnya bangsa Cina ke timur dan berkembangnya peradaban di kawasan itu, walaupun sebenarnya cara pembuatan kertas pada awalnya merupakan hal yang sangat dirahasiakan.

Teknik pembuatan kertas jatuh ke tangan orang-orang Arab pada masa Abbasiyah setelah kalahnya pasukan Dinasti Tang dalam Pertempuran Sungai Talas pada tahun 751 Masehi. Para tawanan perang mengajarkan cara pembuatan kertas kepada orang-orang arab, sehingga kemudian muncullah industri-industri kertas disana.

Teknik pembuatan kertas kemudian juga menyebar ke Italia dan India lalu Eropa khususnya setelah Perang Salib dan jatuhnya Grenada dari bangsa Moor ke tangan Spanyol dan ke seluruh dunia.

Kegiatan utama dalam industri pulp dan kertas adalah proses pulping ( proses pembuatan pulp ) dan proses bleaching ( proses pemutihan pulp ). Saat ini sebagian besar teknologi pulping yang digunakan dalam industri pulp dan kertas di Indonesia adalah proses kraft atau proses sulfat yang memang merupakan proses paling banyak digunakan di seluruh dunia.

(16)

II-2 L aporan Hasil Penelit ian

Program Studi S – 1 Teknik K imia Fakultas Teknologi I ndustri - U PN “Veteran” Jawa timur

konvensional ini juga mempunyai beberapa kelemahan, salah satunya adalah kontribusinya terhadap pencemaran lingkungan.

Tuntutan masyarakat akan teknologi ramah lingkungan semakin meningkat, baik di tingkat nasional maupun internasional, tentu saja tidak bisa diakomodasi dengan menggunakan proses kraft. Bahkan, ada masyarakat internasional untuk tidak membeli pulp apabila dalam proses produksinya tidak menggunakan teknologi ramah lingkungan.

Agar produksi pulp yang dihasilkan dapat diterima di pasar internasional, maka harus dilakukan usaha-usaha pencarian teknologi alternatif yang lebih aman terhadap lingkungan. Penelitian dan pengembangan teknologi dalam bidang pulp telah banyak dilakukan dengan tujuan menjawab permasalahan lingkungan yang ditimbulkan oleh industri ini, baik penelitian dalam teknologi pembuatan pulp maupun dalam teknologi pemutihan pulp.

Penemuan-penemuan dan inovasi teknologi tersebut sebagian sudah ada yang diterapkan dalam skala industri, sebagian masih dalam taraf uji coba untuk penyempurnaan dalam skala pilot project, dan sebagian lainnya masih dalam taraf penelitian dan pengembangan dalam skala laboratorium.

Beberapa inovasi teknologi pulping telah ditemukan dan terbukti lebih aman terhadap lingkungan. Teknologi tersebut misalnya adalah modifikasi proses kraft konvensional, kombinasi beberapa proses konvensional ( proses asam ), penggunaan bahan kimia organik dalam proses pulping ( proses organosolv ), dan pemanfaatan mikroba dalam proses pulping ( proses bio-pulping ).

Pengembangan teknologi pulping pada saat ini bertujuan terutama untuk menghasilkan pulp dengan bilangan kappa rendah, sehingga dalam proses pemutihan pulp lebih aman terhadap pencemaran lingkungan. Di antara inovasi teknologi dalam proses pulping tersebut, ada teknologi yang bisa dikatakan bersifat revolusif dan sangat aman terhadap lingkungan serta kemungkinan besar

(17)

bisa memberikan harapan untuk diterapkan dalam skala pabrik di masa depan. Jenis teknologi pulping tersebut adalah proses Organosolv.

Ada beberapa proses pengolahan pulping di dunia. Proses kimia menggunakan soda/pulping sulfat merupakan salah satu proses pengolahan ampas tebu menjadi pulp yang saat ini banyak digunakan. Keuntungan proses ini adalah biayanya lebih murah dan hampir semua bahan baku dapat menghasilkan pulp dengan kekuatan yang sangat baik. Tetapi proses ini menimbulkan pencemaran lingkungan karena lindi hitam yang tinggi dan kemampuan daur ulang rendah. Sementara itu tuntutan masyarakat, baik ditingkat nasional dan internasional, akan mutu lingkungan semakin gencar. Industri pulp dihadapkan pada kenyataan yang menunjukkan bahwa industri ini merupakan salah satu industri yang mencemari lingkungan hidup yang berat ( Syafii, 2000; Suratmaji, 2001, KLH, 2005 ).

Oleh karena itu, agar produksi pulp tersebut dapat diterima di pasar internasional maka usaha-usaha pencarian teknologi alternatif yang ramah lingkungan harus dilakukan salah satunya dengan metode Organosolv. Proses ini menggunakan bahan-bahan organik seperti alkohol, asam asetat dan phenol, yang dikenal dengan proses organosolv.

Penggunaan bahan-bahan organik dalam proses pembuatan pulp memiliki beberapa keunggulan antara lain, yaitu bebas senyawa sulfur, impregnasi senyawa pelarut organik lebih baik dari pelarut anorganik, dan proses daur ulang limbah lebih mudah dan murah dengan kemurnian cukup tinggi, selain itu rendemen pulp yang dihasilkan lebih tinggi dan dapat diperoleh hasil samping berupa lignin dan furfural dengan kemurnian yang relatif tinggi dan ekonomis dalam skala yang relatif kecil.

II.2. Kopi

(18)

Rubiacceae ini tersebar di berbagai negara seperti Brazil, Kolombia, Ethiopia, Uganda, India dan Indonesia. Perkebunan kopi di Indonesia umumnya terdapat di Pulau Jawa, terutama Jawa Tengah dan Jawa Timur serta Pulau Sumatra. Untuk pertumbuhan yang optimum kopi sebaiknya ditanam pada daerah dengan ketinggian sekitar 300 - 1700 m di atas permukaan laut, temperatur sekitar 16 – 26 oC dan curah hujan sekitar 1500 – 2000 mm per tahun.

Tiga spesies kopi yang banyak dibudidayakan karena memiliki nilai

ekonomi yang tinggi adalah kopi arabika ( Coffea Arabica ), kopi robusta ( Coffea canephora var Robusta ) dan kopi Liberia ( Coffea Liberica ).

Gambar II.2.1. Buah Kopi

Biji kopi terletak di dalam buah yang berwarna merah atau ungu, dimana buah pada umumnya mengandung dua inti yang saling berhimpit. Kopi ( kopi robusta ) mempunyai ciri fisik: panjang 6-8 mm, lebar 6-7 mm, perbandingan panjang dan lebar biji 1-1,15 mm. Selain itu juga mempunyai berat jenis sekitar 44 lb/ft3. Komposisi buah kopi terdiri dari:

1. Epikarp

disebut juga dengan kulit buah, merupakan bagian terluar dari buah kopi. Komposisi dari epikarp adalah: protein kasar ( 9,17% ), lemak ( 2% ), serat ( 27,65% ), gula reduksi ( 12,4% ), gula non reduksi ( 2,02% ), tanin ( 4,47% ), pektin total ( 6,52% ), abu ( 3,63% ), N bebas ( 57,85% ).

(19)

2. Mesokarp

disebut juga dengan daging buah, merupakan bagian yang berasa agak manis, dan mempunyai kandungan air yang cukup tinggi. Mesokarp mengandung

beberapa nutrien, yaitu pektin ( 38,70% ), gula total ( 45,80% ) dan air ( 15,5% ). Persentase gabungan antara epikarp dan mesokarp adalah sebesar

40,17% dari buah kopi glondong. 3. Endokarp

atau kulit tanduk, merupakan lapisan kulit kopi paling keras, tersusun oleh sellulosa dan hemisellulosa. Komposisi endokarp adalah: protein kasar ( 2,20% ), serat kasar ( 60,24% ), hemiselulosa ( 7,58% ), abu ( 3,30% ).

4. Spermoderm

disebut juga dengan kulit ari, merupakan kulit yang tipis dan menempel pada biji kopi. Kulit ari mengandung asam khlorogenat dan lemak. Persentase gabungan antara endokarp dan spermoderm adalah sebesar 17,40% dari buah kopi glondong.

5. Endosperm

atau keping biji, merupakan bagian buah kopi yang diambil manfaatnya untuk diolah menjadi kopi bubuk. Persentase endosperm adalah 49,42% dari buah kopi

glondong. Komposisi endosperm dalam persen berat kering adalah: serat kasar ( 27,2% ), lemak ( 10,6 – 12,6 % ), protein kasar ( 3 – 13,5 % ), gula reduksi ( 6 – 10 % ), gula non reduksi ( 0,32 – 1,08% ), karbohidrat ( 4,47 % ), abu ( 3,8 % ), kafein ( 9 % ), asam khlorogenat ( 6 – 10 % ).

(20)

Gambar II.2.2. Struktur Lapisan Penyusun Buah Kopi Keterangan gambar:

1. Inti biji

2. Biji ( endosperm )

3. Silver skin ( testa, epidermis ) 4. Parchment ( hull, endocarp ) 5. Lapisan pektin

6. Kulit ( mesocarp )

7. Kulit terluar ( pericarp, exocarp )

II.3. Limbah Kulit Kopi

Limbah kopi dibedakan menjadi dua macam, yaitu limbah pada

pengolahan kopi merah ( masak ) dan limbah pengolahan kopi hijau ( mentah ). Pada suatu proses pengolahan kopi akan menghasilkan 65% biji kopi

dan 35% limbah kulit kopi. Limbah kulit kopi selama ini tidak mengalami pemrosesan di pabrik karena yang digunakan hanya biji kopi yang kemudian dijadikan bubuk kopi instan. Namun saat ini kulit kopi sudah dapat dimanfaatkan oleh masyarakat. Kulit cangkang kopi atau yang disebut Parchment ( hull, endocarp ) digunakan untuk pakan ternak dan kulit buah kopi dibiarkan menumpuk disekitar area perkebunan hingga menjadi pupuk kompos.

(21)

Berikut ini adalah gambar limbah kulit kopi merah dibiarkan menumpuk di sekitar area produksi kopi.

Gambar II.3.1. Limbah Kulit Kopi

Kandungan zat nutrisi yang terdapat pada kulit kopi, seperti dapat kita lihat pada tabel di bawah ini.

Tabel II.3.1. Kandungan Zat Nutrisi Pada Kulit Kopi

No. Zat nutrisi Prosentase

(22)

II.4. Pulp

Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan kertas, tetapi pulp juga diproses menjadi berbagai turunan sellulosa, seperti rayon dan selofan. Pulp sering juga disebut hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat ( kayu maupun non kayu ) melalui berbagai proses pembuatannya ( mekanis, semi kimia, dan kimia ). Tujuan utama pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara kimia, atau secara mekanik atau dengan kombinasi keduanya. ( Haikumaruao, 2011 )

Syarat – syarat bahan baku yang digunakan dalam pulp, yakni: 1. Berserat

2. Kadar alpha sellulosa lebih dari 40% 3. Kadar ligninnya kurang dari 25% 4. Kadar air maksimal 10%

5. Memiliki kadar abu yang kecil. ( Stephenson, 1950 )

II.4.1 Pengelompokan Pulp

Menurut komposisinya, pulp dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Pulp kayu ( Wood Pulp )

Pulp kayu adalah pulp yang berbahan baku kayu, pulp kayu dibedakan menjadi:

 Pulp kayu lunak ( Soft Wood Pulp )

Jenis kayu lunak yang umum digunakan berupa jenis kayu berdaun jarum ( Needle Leaf ) seperti Pinus Merkusi, Agatis Loranthifolia, dan Albizza Folcata.

(23)

 Pulp kayu keras ( Hard Wood Pulp )

Pada umumnya serat ini terdapat pada jenis kayu berdaun lebar ( long leaf ) seperti kayu Oak ( Kirk Othmer, 1978 ).

2. Pulp bukan kayu ( Non Wood Pulp )

Pada saat ini pulp non kayu yang dihasilkan digunakan untuk memproduksi kertas meliputi percetakan dan kertas tulis, linerboard, medium berkerut, kertas koran, tisu, dan dokumen khusus. Pulp non kayu yang umum digunakan biasanya merupakan kombinasi antara pulp non kayu dengan pulp kayu lunak kraft atau sulfit yang ditambahkan untuk menaikkan kekuatan kertas. Karakteristik bahan non kayu mempunyai sifat fisik yang lebih baik daripada kayu lunak dan dapat digunakan didalam jumlah yang lebih rendah bila digunakan sebagai pelengkap sebagai bahan pengganti bahan kayu lunak. Sumber serat non kayu meliputi:

 Limbah pertanian dan industri hasil pertanian seperti jerami padi, gandum, batang jagung, limbah kelapa sawit.

 Tanaman yang tumbuh alami seperti alang-alang dan rumput-rumputan.  Tanaman yang diolah, seperti serat daun, dan serat dari batang.

3. Pulp Kertas Bekas

Ada empat macam komponen utama yang terdapat dalam non kayu dan tumbuhan yaitu sellulosa, hemisellulosa, lignin, dan pektin.

1. Sellulosa

(24)

bertingkat tinggi hingga organisme primitif seperti lumut dan rumput laut. Sellulosa tidak larut dalam air maupun zat pelarut organik dan mempunyai daya tarik yang tinggi. Sellulosa merupakan bahan dasar dari banyak produksi teknologi kertas, dan serat. Sifat serat sellulosa adalah :

 Memiliki kekuatan tarik yang tinggi.  Mampu membentuk jaringan.

 Tidak mudah larut dalam air, alkali dan pelarut organik.  Relatif tidak berwarna.

 Memiliki kemampuan mengikat yang lebih kuat.

Tabel II.4.1.1. Komposisi Kimia Serat Alam

Nama Selulosa Hemiselulosa Lignin Keterangan

Abaka 60 - 65 6 - 8 5 - 10 Pisang

Sumber: Natural Organic Fiber by Hans Lilhot ( Isroi, 2008 )

Sellulosa dapat dipisahkan menjadi tiga bagian, yaitu alpha, beta, dan gamma sellulosa. Pemisahan dapat dilakukan dengan larutan soda 8,3%.

(25)

 Alpha Cellulosa ( α – cellulosa )

Adalah rantai panjang sellulosa yang kelarutannya dalam alkali terbatas. Jenis sellulosa ini tidak dapat larut dalam NaOH 17,5% pada suhu kamar.

 Beta Cellulosa ( β – cellulosa )

Mempunyai derajat polarisasi yang lebih pendek dari alpha sellulosa dan dapat diendapkan kembali dengan menambah asam asetat encer, larut dalam larutan NaOH 17,5%.

 Gamma Cellulosa ( γ – cellulosa )

Gamma cellulosa dan beta cellulosa mempunyai sifat hidrofilik yang lebih besar dari pada alpha cellulosa. Gamma cellulosa dapat larut pada arutan NaOH 17,5%. Adapun faktor yang membuat sellulosa disenangi untuk produksi pulp dan kertas adalah:

1. Jumlahnya berlimpah, dapat melengkapi, dan mudah dipanen dan dipindah-pindahkan dan akibatnya bahan ini murah harganya.

2. Zat ini umumnya berbentuk serat, dan kekuatan tariknya benar-benar tinggi.

3. Zat ini bisa menarik air, yang mempermudah persiapan mekanik dari serat-serat atau ikatan-ikatan serat ketika campuran serat tadi dikeringkan. 4. Zat ini tidak dapat larut dalam air dan pelarut-pelarut organik.

(26)

Tabel II.4.1.2. Komposisi Bahan Baku Kertas Dalam Industri

Kandungan Kadar

Selulosa 45% Hemiselulosa 30%

Lignin 20%

Extractiver 5%

Sumber: PT. Tjiwi Kimia, Mojokerto ( Tim Puslitbang Indhan Balitbang Dephan, 2010 )

2. Hemisellulosa

Hemisellulosa merupakan heteropolisakarida yang tersusun atas berbagai unit gula dengan rantai molekul lebih pendek dari sellulosa dan bercabang dengan kadar 20 – 35%. Hemisellulosa larut dalam alkali dan hidrolisis asam, dapat menyerap air, namun tidak larut dalam air namun lebih mudah larut daripada sellulosa, dan dapat diisolasi dari kayu dengan ekstraksi serta merupakan salah satu bagian penting dalam pembuatan pulp.

Hemisellulosa berfungsi sebagai pelapis antar serat sehingga degradasi hemisellulosa menyebabkan rendahnya kekuatan antar serat, kandungan

hemisellulosa dalam pulp akan mempermudah pembentukan fibril serat ( fibrilasi ) selama penggilingan. Hal ini disebabkan oleh struktur non kristal,

berat molekul yang rendah dan rantai yang bercabang. Struktur non bercabang juga akan menyebabkan hemisellulosa lebih reaktif terhadap alkali dan hirolisis

asam dibandingkan dengan sellulosa, sehingga komponen ini memiliki DP ( Derajat Polimer ) yang rendah mengakibatkan bahan kimia pemasak mudah memutuskan dan melarutkannya dalam larutan. ( Isroi, 2008 )

3. Lignin

Lignin adalah salah satu komponen penyusun tanaman. Lignin berguna dalam kayu seperti lem atau semen yang mengikat sel-sel lain dalam satu kesatuan sehingga bisa menambah support dan kekuatan kayu ( mechanical strength ) agar bisa kelihatan kokoh dan berdiri tegak. Lignin terbentuk dari gugus aromatik yang

(27)

saling dihubungkan dengan rantai alifatik yang terdiri dari 2 – 3 karbon. Lignin dapat juga mengurangi daya swelling ( pengembangan ) buah dan ikatan antar buah. ( Sugesty, 1986 )

Lignin di dalam tanaman berfungsi sebagai perekat sellulosa dalam tanaman yang perlu dipisahkan dalam proses isolasi sellulosa. -sellulosa akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila kandungan lignin dapat dikurangi karena sifat lignin yang kaku dan rapuh. Lignin dapat mempengaruhi dalam hal pembentukan ikatan antar serat dan dapat menurunkan derajat putih. ( Sugesty, 1986 )

Lignin didalam kayu memiliki persentase yang berbeda tergantung dari jenis kayu:

a. Softwood mengandung 27 – 33% b. Hardwood mengandung 16 – 24 %

c. Non-wood fibers seperti jerami, baggase, rumput, bambu mengandung 11-20%

Hilangnya Lignin

Semua pulp akan mengalami perubahan brightness ( kecerahan ) seiring dengan lama waktu penyimpanan. Pulp biasanya akan berubah menjadi kuning. Laju penurunan brightness dengan waktu bervariasi dalam range yang cukup luas. Sebagian pulp akan stabil dan biasanya bertahun-tahun kemudian baru akan berubah menjadi kuning. Sebagian lagi hanya dalam hitungan bulan akan berubah menjadi kuning dan bahkan yang dalam hitungan hari sudah berubah. Lignin bukan penyebab utama pada perubahan warna ini jika pulpnya hanya mengandung sedikit lignin. ( S, Yoky Edi, 2009 )

(28)

itu efektivitas penghilangan lignin pada tahap klorinasi juga merupakan faktor yang sangat menentukan dalam proses perubahan warna. ( S, Yoky Edi, 2009 )

Memang pada awalnya ada dugaan perubahan warna pada pulp selama penyimpanan disebabkan oleh lignin. Ternyata setelah dilakukan penelitian, penyebab utamanya adalah kandungan sellulosa pulp itu sendiri yang menyebabkan perubahan warna. Adanya gugus karbonil dan karboksil pada sellulosa merupakan penyebab utama terjadinya perubahan warna. Penghilangan gugus karbonil dan karboksil ini dengan proses oksidasi dan reduksi akan meningkatkan kestabilan warna. Perubahan warna juga disebabkan oleh temperatur, humidity, hemisellulosa, resin, logam-logam seperti rosin, alum, lem dan starch. ( S, Yoky Edi, 2009 )

II.4.2. Proses Pembuatan Pulp

Proses pembuatan pulp secara komersial dapat diklasifikasikan dalam proses mekanis, semi kimia ( kombinasi kimia dan mekanis ) dan kimia. Produk yang dihasilkan mempunyai karakteristik yang berbeda. Pemilihan jenis proses pembuatan pulp tergantung kepada spesies kayu yang tersedia dan penggunaan akhir dari pulp yang diproduksi. Proses kimia mendominasi hampir seluruh dunia.

1. Proses Mekanis ( Mechanical Process )

Proses mekanis mempunyai sifat-sifat yang berlainan dengan pulp kimia. Sifat-sifat pulp mekanis umumnya merupakan sifat-sifat asli yang diperoleh dari bahan bakunya. Pada pembuatan pulp mekanis, lignin tidak dihilangkan atau sebagian saja dihilangkan sehingga mempunyai kandungan serat utuh yang lebih sedikit, bersifat kaku dan pendek. Bahan dasar berupa kayu lunak, potongan kayu di grinding selanjutnya serat-serat dipisahkan. Keuntungan dari pembuatan pulp secara mekanik yaitu tidak memerlukan bahan-bahan kimia. Kerugian dari proses berupa:

 Memerlukan power/tenaga yang besar.

(29)

 Serat yang dihasilkan kurang murni.  Serat banyak mengalami kerusakan.

2. Proses Semi Kimia ( Semi Chemical Process )

Proses semi kimia merupakan kombinasi dari proses mekanis dan kimia. Serpihan kayu atau tanaman berserat lainnya terlebih dahulu dilunakkan sebagian dengan bahan kimia kemudian diikuti dengan aksi mekanis.

3. Proses Kimia ( Chemical Process )

Proses pembuatan pulp kimia adalah dengan mendegradasi lignin yang mengikat serat sellulosa satu sama lain menjadi molekul yang lebih kecil yang dapat larut sebagai lindi hitam. Serat yang dihasilkan lebih utuh dan panjang, lebih fleksibel dan lebih kuat dari pada pulp mekanis. Formasi lembaran pulp kimia lebih baik, lebih teratur, lebih rata, dan lebih kompak daripada lembaran pulp mekanis. Macam-macam proses pembuatan pulp secara kimia:

a. Proses Sulfat ( kraft )

Merupakan proses pemasakan dengan metode proses basa. Larutan perebusan yang digunakan adalah 5,86% NaOH, 17,1% Na2S dan 14,3% Na2CO3.

Proses ini disebut juga dengan proses kraft. Hasil pulp relatif baik daya tariknya, tetapi warna kurang baik sehingga sulit untuk diputihkan. ( Austin, G.T, 1975 ) b. Proses Sulfit

Merupakan proses pemasakan dengan metode asam. Bahan baku dalam proses ini adalah kayu lunak. Larutan perebus yang digunakan adalah 7% berat SO2, 4,5% H2SO4, Mg(H2SO3)2 dan 2,5% berat Ca(HSO3)2. Proses pemasakan

(30)

Pulp yang dihasilkan berwarna keruh, tetapi mudah dipucatkan. Kerugian yang timbul adalah larutan pemasak menggunakan bahan dasar kation kalsium, yang akan mempersulit dalam mengambilnya. Kalsium akan menyebabkan kerak pada alat-alat pemasak. ( Austin, G.T, 1975 )

c. Proses Soda

Merupakan proses pemasakan dengan metode proses basa. Larutan perebus yang digunakan adalah NaOH. Proses ini sangat cocok digunakan untuk bahan baku non-kayu. Pada proses soda, proses soda lebih menguntungkan dari segi teknis dan ekonomis dibandingkan dengan menggunakan proses lain, karena tidak membuat limbah yang begitu berbahaya di lingkungan sekitar ( Sugesty, S & Tjahjono T, 1997 ).

d. Proses Nitrat

Penggunaan asam nitrat sebagai larutan pemasak telah mendapatkan perhatian dalam beberapa tahun dan terus dikembangkan. Pada proses ini bahan baku direbus dengan HNO3 dalam pemanas air. Bahan yang sudah diolah direbus

lagi dengan NaOH 2% berat selama 45 menit untuk melarutkan lignin yang rusak. Proses yang pernah dilakukan digunakan HNO3 0,52% - 0,54% berat selama 0,5 –

3,5 jam dan larutan soda api 2% berat dengan waktu perebusan 45 menit, suhu 98oC. ( Agra & Warnijati, 1974 )

e. Proses Organosolv

Proses Organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti misalnya metanol, etanol, aseton, asam asetat, dan lain-lain. Proses ini telah terbukti memberikan dampak yang baik bagi lingkungan dan sangat efisien dalam pemanfaatan sumber daya hutan.

Dengan menggunakan proses organosolv diharapkan permasalahan lingkungan yang dihadapi oleh industri pulp dan kertas akan dapat diatasi. Hal ini karena proses organosolv memberikan beberapa keuntungan, antara lain yaitu rendemen pulp yang dihasilkan tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan

(31)

dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur sehingga lebih aman terhadap lingkungan, dapat menghasilkan by-products ( hasil sampingan ) berupa lignin dan hemisellulosa dengan tingkat kemurnian tinggi. Ini secara ekonomis dapat mengurangi biaya produksi, dan dapat dioperasikan secara ekonomis pada kapasitas terpasang yang relatif kecil yaitu sekitar 200 ton pulp per hari.

Penelitian mengenai penggunaan bahan kimia organik sebagai bahan pemasak dalam proses pulping sebenarnya telah lama dilakukan. Ada berbagai macam jenis proses organosolv, namun yang telah berkembang pesat pada saat ini adalah proses alcell ( alcohol cellulose ) yaitu proses pulping dengan menggunakan bahan kimia pemasak alkohol, proses acetocell ( menggunakan asam asetat ), dan proses organocell ( menggunakan metanol ).

Proses alcell telah memasuki tahap pabrik percontohan di beberapa negara misalnya di Kanada dan Amerika Serikat, sedangkan proses acetocell mulai diterapkan dalam beberapa pabrik di Jerman pada tahun 1990-an. Proses alcell yang telah beroperasi dalam skala pabrik di New Brunswick ( Kanada ) terbukti mampu menghasilkan pulp dengan kekuatan setara pulp kraft, rendemen tinggi, dan sifat pendauran bahan kimia yang sangat baik. ( Anonim, 2011. Proses Pembuatan Pulp )

Seorang peneliti, Sri Hidayati, S.T.P., M.P., ( 2000 ). Lembaga penelitian Unila telah meneliti ampas tebu limbah lignosellulosa yang dihasilkan oleh pabrik gula, dengan proses Acetocell, menggunakan suhu pemasakan 160oC diperoleh pada perlakuan dengan konsentrasi larutan pemasak ( asam asetat ) 80% (v/v) dan rasio larutan pemasak ampas tebu, 8:1 dengan rendemen 57,36%, kadar sellulosa 59,23%, hemisellulosa 15,68%, kadar lignin 19,74% dan bilangan kappa 26,63.

(32)

proses delignifikasi dengan menggunakan larutan pemasak etanol 40% pada pH larutan 2 dan waktu pemasakan 2 jam dengan kadar sellulosa 69%, untuk larutan pemasak asam asetat 50% pada penambahan katalis 20 ml dan waktu pemasakan juga 2 jam dan kadar sellulosa 50%.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses delignifikasi ini adalah:

1. Waktu pemasakan, dipengaruhi oleh lignin semakin besar konsentrasi lignin semakin lama waktu pemasakan dan kisaran waktu pemasakan antara 1 – 4 jam.

2. Konsentrasi larutan pemasak, jika kadar lignin besar maka konsentrasi larutan pemasak juga harus besar.

3. Pencampuran bahan, dipengaruhi oleh pengadukan. Dengan pengadukan, akan dapat meratakan larutan dengan bahan baku yang akan dipisahkan ligninnya. 4. Perbandingan larutan pemasak dengan bahan baku, didasarkan pada

perbandingan larutan pemasak dengan bahan baku. Semakin kecil perbandingan larutan pemasak dengan bahan baku maka lignin yang didegradasi akan kecil juga.

5. Ukuran bahan, semakin besar ukuran bahan maka semakin lama waktu prosesnya.

6. Suhu dan tekanan, semakin besar suhu dan tekanan maka semakin cepat waktu prosesnya, kisaran suhunya antara 100oC – 110oC dan untuk tekanannya 1 ( penyulingan ) air ledeng. Aquadest biasa digunakan sebagai pelarut pada sediaan

farmasi non-parenteral. Aquadest adalah air murni ( H2O ) yang memiliki

(33)

kandungan logam 0 ppm dan mempunyai pH 7 ( netral ). Sifat fisik aquadest yaitu berwarna bening, tidak berwarna, berupa cairan, sebagai pelarut kristal NaOH. Rumus molekul = H2O, massa molar = 18, 0153 g/mol, densitas: 0,958

g/cm3 dan fase: cairan. Titik lebur 0oC ( 273, 15 K )( 32oC ), titik didih = 100oC ( 373, 15 K ) ( 212oF ) tidak berbau. ( Trie, Ita, 2012 )

 Asam Sitrat

Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus ( jeruk-jerukan ). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik dan alami, selain digunakan sebagai penambah rasa masam pada makanan dan minuman ringan. Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat yang terjadi di dalam mitokondria, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan. Rumus molekul = C6H8O7 , berat molekul 192,13, titik lebur 153oC, ∆fHo -1543,8 kJ/mol, Cp 226,5

J/(mol.K), densitas 1,665 x 103 kg/m3. ( Wikipedia, 2008 )

 Etanol

(34)

molekul 46,07 g/mol, berbentuk cairan tak berwarna, densitas = 0,789 g/cm3 , titik lebur = −114,3, titik didih = 78,4, viskositas = 1,200 cP ( 20 °C ), titik nyala 13 °C ( 55.4 °F ). ( Wikipedia, 2007 )

 Metanol

Metanol, juga dikenal sebagai metil alcohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling

sederhana. Pada keadaan atmosfer ia berbentuk cairan yang ringan, mudah

menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas ( berbau lebih ringan daripada etanol ). Digunakan sebagai bahan pendingin anti

beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan aditif bagi industri etanol. Rumus molekul CH3OH, berat molekul = 32.04 g/mol, densitas 0.7918 g/cm³, berbentuk

cairan tak berwarna (bening), titik lebur –97°C, -142.9°F ( 176 K ), titik didih 64.7°C, 148.4°F ( 337.8 K ), viskositas = 0.59 mPa·s pada 20°C.

( Wikipedia, 2007 )

II.6. Landasan Teori

Pembuatan pulp dari kulit kopi dengan organosolv sangat cocok untuk dilakukan. Proses organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti misalnya metanol, etanol, aseton, asam asetat dan lain-lain. Proses ini telah terbukti memberikan dampak yang baik bagi lingkungan dan sangat efisien dalam pemanfaatan sumber daya alam.

Dengan menggunakan proses organosolv diharapkan permasalahan lingkungan yang dihadapi oleh industri pulp dan kertas akan dapat diatasi. Hal ini karena proses organosolv memberikan beberapa keuntungan, antara lain yaitu rendemen pulp yang dihasilkan tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur sehingga lebih ramah terhadap lingkungan, dapat menghasilkan by-products ( hasil sampingan ) berupa lignin

(35)

dan hemisellulosa dengan tingkat kemurnian tinggi. Ini secara ekonomis dapat mengurangi biaya produksi dan tepat dioperasikan secara ekonomis pada kapasitas terpasang yang relatif kecil yaitu sekitar 200 ton pulp per hari. Dalam pembuatan pulp proses organosolv dipengaruhi oleh beberapa faktor, yakni:

1. Waktu Pemasakan

Semakin panjang waktu pemasakan, menyebabkan semakin banyak kadar alpha sellulosa yang diperoleh. Namun proses pemasakan yang terlalu lama menyebabkan sellulosa ikut terhidrolisa, sehingga menurunkan hasil pulp. Waktu pemasakan yang digunakan dalam proses pembuatan pulp antara 2-4 jam. ( Casey, 1952 ).

Enny Kriswiyanti Artati ST, peneliti terdahulu telah meneliti menggunakan proses organosolv dan solvent etanol dengan bahan enceng gondok akan diperoleh suatu kondisi optimum pada waktu berkisar 1-2 jam.

2. Konsentrasi Larutan Pemasak

Semakin tinggi konsentrasi larutan pemasakan akan memperbesar kecepatan reaksi, sehingga lignin yang terhidrolisa per satuan waktu semakin banyak. Tetapi konsentrasi larutan pemasak yang terlalu tinggi, akan menyebabkan sebagian sellulosa ikut terhidrolisa sehingga kadar alpha sellulosa akan menurun ( Casey, 1952 ). Enny Kriswiyanti Artati ST, peneliti terdahulu telah meneliti enceng gondok menggunakan proses organosolv menggunakan solvent etanol diperoleh suatu kondisi optimum pada konsentrasi sekitar 40% - 50% solvent.

3. Ratio Liquor

(36)

kondisi proses organosolv ( untuk bahan kulit coklat ) berjalan sempurna dengan perbandingan ratio liquor 1:12.

4. Suhu Pemasakan

Suhu pemasakan sangat berpengaruh terhadap kecepatan reaksi. Berdasarkan peneliti terdahulu, dengan proses organosolv pelarut etanol maka suhu yang digunakan antara 50-60oC. Karena senyawa metanol yang mudah terbakar.

5. Pencucian

Pencucian dilakukan untuk menghilangkan kadar lignin yang masih tersisa dalam pulp. Pencucian dilakukan dengan aquadest hingga warna pulp menjadi pucat.

6. Pengadukan

Pengadukan berpengaruh dalam kontak solvent terhadap bahan, sehingga dapat melarutkan lignin yang banyak dari bahan. Peneliti terdahulu menyimpulkan putaran pengadukan berkisar 400 rpm.

II.7. Hipotesa

Berdasarkan analisis bahan baku kulit kopi yang mengandung -sellulosa dan lignin, sehingga dimungkinkan mendapatkan kandungan -sellulosa yang tinggi dan kadar lignin yang rendah dengan proses delignifikasi menggunakan metode organosolv yang menggunakan pelarut organik etanol dan metanol.

(37)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Bahan – Bahan yang Diperlukan

Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah kulit buah kopi yang diambil dari perkebunan PTPN XII di kota Malang. Bahan Etanol, Metanol, Asam Sitrat dan Aquadest dibeli pada toko kimia SAP Chemical Medokan Ayu Surabaya

III.2. Alat – Alat yang Digunakan

1. Seperangkat alat ekstraksi 2. Pipet

3. Kertas saring 4. Erlenmeyer 5. Beaker glass 6. Corong 7. Blender

8. Ayakan 10 mesh 9. Neraca analitik 10.Oven

(38)

III-2 L aporan Hasil Penelit ian

III.3. Gambar dan Susunan Alat

(39)

6. Waktu ekstraksi pektin = 75 menit B. Delignifikasi

1. Putaran pengaduk = 500 rpm

2. Suhu = 50oC

3. Volume etanol = 100 ml

4. Volume metanol = 100 ml

III.4.2. Variabel yang Dijalankan

1. Konsentrasi etanol (v/v) = 10% ; 20% ; 30% ; 40% ; 50% 2. Konsentrasi metanol (v/v) = 10% ; 20% ; 30% ; 40% ; 50% 3. Waktu pemanasan ( jam ) = 1 ; 1,5 ; 2 ; 2,5 ; 3

III.5. Prosedur Penelitian

1. Persiapan alat

Alat–alat yang akan digunakan dalam penelitian ini harus dibersihkan terlebih dahulu dengan cara pencucian.

2. Persiapan bahan baku

Terlebih dahulu keringkan kulit kopi, lalu haluskan kulit kopi hingga berukuran 10 mesh. Timbang kulit buah kopi sebesar 25 gr, masukkan ke dalam labu leher tiga.

3. Proses ekstraksi pektin

(40)

4. Persiapan delignifikasi

Saring, pisahkan filtrat sebagai pektin. Masukkan endapan dalam labu leher tiga untuk proses delignifikasi.

5. Proses delignifikasi

Masukkan 100 ml larutan etanol/metanol ( 10% ; 20% ; 30% ; 40% ; 50% (v/v)) dalam labu leher tiga. Lakukan pengadukan dengan kecepatan 500 rpm pada suhu operasi 50oC dengan waktu pemasakan yang ditentukan.

6. Pencucian

Pisahkan pulp dari filtratnya dengan penyaringan, kemudian cuci dengan aquadest secukupnya.

7. Pengeringan

Oven pada suhu 100oC dan dinginkan pada desikator. 8. Analisa

(41)

III.6. Skema Penelitian

Kulit buah kopi Analisa

Kulit kopi = 25 gr Asam sitrat = 12 gr

Filtrat ( analisa sebagai pektin ) Endapan

100 ml etanol/methanol

10%; 20%; 30%; 40%; 50% (v/v)

Waktu 1; 1,5; 2; 2,5; 3 ( jam )

Filtrat ( analisa sebagai lignin )

Analisa

Dihaluskan ( 10 mesh )

Masukkan ke labu leher tiga

Aduk dengan kecepatan 500 rpm pada suhu 80oC dan waktu 75 menit

Masukkan ke labu leher tiga

Aduk dengan kecepatan 500 rpm pada suhu 50oC

Penyaringan

Cuci endapan

Keringkan pada oven

(42)

III.7. Metode Analisa

III.7.1. Analisa Kadar α-Sellulosa dan Lignin

Analisa kadar -sellulosa dan lignin dilakukan dengan metode spectrofotometrie UV-VIS SIMITSU 6200 ( Balai Penelitian dan Konsultasi Industri ( BPKI ) Jl. Ketintang XVII No. 14 Surabaya ). Hasil delignifikasi dianalisa kemudian hasilnya digunakan untuk menghitung kadar lignin.

= ℎ −

III.7.2. Analisa % Yield

Bahan baku kulit kopi terlebih dahulu di analisa kandungan -sellulosa, kemudian pulp hasil delignifikasi juga di analisa kadar -sellulosa. Hasil dari analisa tersebut kemudian dipergunakan untuk menghitung % yield.

% = − ( )

ℎ ( ) × 100%

III.7.3. Analisa Kadar Air

Tujuan dari analisa kadar air adalah untuk mengoreksi analisa kadar α-sellulosa, dimana semakin kecil kadar air yang dikandung pulp maka semakin tinggi kadar α-sellulosa.

Pulp hasil percobaan ditimbang dengan teliti dan diletakkan pada cawan yang telah diketahui beratnya, kemudian keringkan dalam oven pada suhu 100oC hingga kering, selanjutnya dinginkan dalam desikator dan timbang.

= ℎ −

ℎ × 100%

(43)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Hasil

Seluruh analisa dalam proses delignifikasi kulit kopi menjadi pulp ini, dianalisakan di Balai Penelitian dan Konsultasi Industri ( BPKI ) Surabaya dengan metode spectrofotometrie UV-VIS SIMITZU 6200.

IV.1.1. Analisa Bahan Baku

Berdasarkan hasil analisa bahan awal ( kulit kopi ) diperoleh data sebagai berikut:

Tabel IV.1.1.1. Hasil Analisa Limbah Kulit Kopi

Kandungan Kadar ( % v/v )

-sellulosa 41,26%

Lignin 8,67%

Pektin 2,06%

Sumber: Balai Penelitian dan Konsultasi Industri ( BPKI ) Surabaya ( 2013 )

VI.1.2. Analisa Kadar Lignin, -Sellulosa, % Yield, dan Kadar Air Setelah

Proses Delignifikasi

(44)

IV-2 L aporan Hasil Penelit ian

Tabel IV.1.2.1. Hasil Analisa Penelitian

Sumber: Balai Penelitian dan Konsultasi Industri ( BPKI ) Surabaya ( 2013 )

(45)

IV.2. Pembahasan

IV.2.1. Analisa Kadar Lignin

Gambar IV.2.1.1. Hubungan antara Lignin dengan Waktu Pemasakan yang Menggunakan Larutan Etanol

(46)

Berdasarkan gambar IV.2.1.1. dan IV.2.1.2., pada proses delignifikasi, semakin lama waktu pemasakan maka lignin yang diperoleh pada filtrat semakin tinggi tetapi pada waktu tertentu besarnya lignin menunjukkan kecenderungan konstan. Kandungan lignin yang tinggi pada filtrat menunjukkan semakin banyaknya lignin yang dapat terlarut pada proses delignifikasi. Semakin bertambahnya konsentrasi larutan pemasak juga sangat berpengaruh terhadap terurainya lignin. Hal itu disebabkan karena semakin besar konsentrasi larutan pemasak maka kadar lignin yang terlarut semakin besar. Tetapi apabila terlalu tinggi konsentrasi larutan pemasak akan menyebabkan rusaknya sellulosa dan larut dalam pemasakan yaitu dalam kondisi asam yang kuat dan konsentrasi alkohol yang berlebih akan terjadi reaksi etherifikasi sellulosa yaitu reaksi antara sellulosa dengan alkohol membentuk ether. Sehingga menyebabkan penurunan

α-sellulosa yang dihasilkan. α-sellulosa akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila kandungan lignin dapat dikurangi karena sifat lignin yang kaku dan rapuh. Lignin dapat mempengaruhi dalam hal pembentukan ikatan antar serat dan dapat menurunkan derajat putih ( Sugesty, 1986 ).

Dari kedua gambar diatas dapat dilihat bahwa kondisi terbaik proses delignifikasi yaitu pada penggunaan larutan pemasak etanol 40% ( v/v ) dengan waktu pemasakan 2,5 jam menghasilkan lignin terbesar yaitu 3,11%. Hal ini memenuhi syarat sebagai bahan baku pulp, yaitu kandungan lignin dibawah 20%. ( Tim Puslitbang Indhan Balitbang Dephan, 2010 )

(47)

(48)

Berdasarkan gambar IV.2.2.1. dan IV.2.2.2., pada proses delignifikasi, semakin lama waktu pemasakan maka α-sellulosa yang diperoleh semakin besar tetapi pada waktu tertentu besarnya α-sellulosa menunjukkan kecenderungan konstan. Semakin bertambahnya konsentrasi larutan pemasak juga sangat berpengaruh terhadap terurainya α-sellulosa. Hal itu disebabkan karena semakin besar konsentrasi larutan pemasak maka kadar lignin yang terlarut semakin besar. α-sellulosa akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila kandungan lignin dapat dikurangi karena sifat lignin yang kaku dan rapuh. Lignin dapat mempengaruhi dalam hal pembentukan ikatan antar serat dan dapat menurunkan derajat putih ( Sugesty, 1986 ). Tetapi apabila terlalu tinggi konsentrasi larutan pemasak akan menyebabkan rusaknya sellulosa dan larut dalam pemasakan yaitu dalam kondisi asam yang kuat dan konsentrasi alkohol yang berlebih akan terjadi reaksi etherifikasi selulosa yaitu reaksi antara sellulosa dengan alkohol membentuk ether. Sehingga menyebabkan penurunan α-sellulosa yang dihasilkan.

Dari kedua gambar diatas dapat dilihat bahwa kondisi terbaik proses delignifikasi yaitu pada penggunaan larutan pemasak etanol 40% ( v/v ) dengan waktu pemasakan 2,5 jam menghasilkan α-sellulosa sebesar 73,88%. Hal ini memenuhi syarat sebagai bahan baku pulp, yaitu kandungan -sellulosa diatas 40%. ( Stephenson, 1950 )

(49)

(50)

Berdasarkan grafik IV.2.3.1. dan IV.2.3.2, pada proses delignifikasi, semakin besar waktu pemasakan maka % yield yang diperoleh semakin kecil tetapi pada waktu tertentu besarnya % yield menunjukkan kecenderungan konstan. Hal ini disebabkan karena semakin besar waktu pemasakan, maka kadar yield yang dihasilkan semakin menurun. % yield juga sangat dipengaruhi oleh konsentrasi larutan pemasak yang apabila semakin tinggi akan menyebabkan lignin yang terlarut semakin besar sehingga % yield yang diperoleh semakin kecil. % yield yang kecil menunjukkan konsentrasi α-sellulosa yang tinggi atau tingkat kemurnian α-sellulosa tinggi. α-sellulosa akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila kandungan lignin dapat dikurangi karena sifat lignin yang kaku dan rapuh. Lignin dapat mempengaruhi dalam hal pembentukan ikatan antar serat dan dapat menurunkan derajat putih ( Sugesty, 1986 ).

Dari kedua gambar diatas dapat dilihat bahwa kondisi terbaik proses delignifikasi yaitu pada penggunaan larutan etanol 40% ( v/v ) dengan waktu pemasakan 2,5 jam sebesar 55,87%.

(51)

IV.2.4. Analisa Kadar Air

Gambar IV.2.4.1. Hubungan antara % Kadar Air dengan Waktu Pemasakan yang Menggunakan Larutan Etanol

(52)

Berdasarkan gambar IV.2.4.1. dan IV.2.4.2., pada proses delignifikasi, semakin besar waktu pemasakan maka kadar air semakin lama semakin menurun tetapi pada waktu tertentu besarnya kadar air menunjukkan kecenderungan konstan. Semakin kecil kadar air maka akan menyebabkan daya tahan kertas meningkat. Kadar air yang kecil menunjukkan konsentrasi α-sellulosa yang tinggi atau tingkat kemurnian α-sellulosa tinggi. Besarnya kadar air ini juga dipengaruhi oleh faktor pengeringan bahan pada oven.

Dari kedua gambar diatas dapat dilihat bahwa kondisi terbaik proses delignifikasi yaitu pada penggunaan larutan etanol 40% ( v/v ) dengan waktu pemasakan 2,5 jam sebesar 24,85%.

(53)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah diperoleh pada delignifikasi kulit kopi menjadi bahan baku pulp dengan metode organosolv dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Kulit kopi ( Coffea Sp. ) merupakan hasil samping ( limbah ) dari perkebunan kopi yang sangat potensial untuk dijadikan salah satu bahan baku pulp.

2. Kulit kopi ( Coffea Sp. ) mengandung lignin dengan kadar 8,67%.

3. Proses delignifikasi kulit kopi menjadi bahan baku pulp dengan metode organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti pada penelitian ini digunakan bahan kimia etanol dan metanol.

4. Proses delignifikasi dengan menggunakan metode organosolv telah terbukti memberikan dampak yang baik bagi lingkungan dan sangat efisien dalam pemanfaatan sumber daya hutan dikarenakan bahan yang dipergunakan adalah bahan organik dan tidak menggunakan unsur sulfur serta menghasilkan lignin dengan tingkat kemurnian tinggi.

(54)

V-2 L aporan Hasil Penelit ian

V.2. Saran

1. Pada saat proses ekstraksi hendaknya suhu dalam termometer harus diperhatikan agar tidak mudah naik turun karena dapat mempengaruhi jumlah larutan yang ada.

2. Hendaknya pada saat proses delignifikasi pH harus sering-sering diukur karena dapat mempengaruhi hasil lignin yang didapatkan.

(55)

Aminudin.16 April 2011. Proses Pembuatan Pulp. ( Online ), ( http://wong168.wordpress.com/2011/04/16/proses-pembuatan-pulp/,

diakses 26 Maret 2012; 08:30 WIB )

Apry Shinsetsu Silver Fox. 10 Agustus 2010. Makalah Pembuatan Pulp dan

Kertas dari Ampas Tebu dengan Proses Acetosolv. ( Online ),

(http://aprysilverfox.blogspot.com/2010/08/makalah-pembuatan-pulp-dan-kertas-dari.html, diakses 26 Maret 2012; 08:36 WIB )

Artati, Enny Kriswiyanti, ST. Delignifikasi Enceng Gondok dengan Proses

Organosolv. ( Online ), Jurnal Teknik Kimia. (http://sirine.uns.ac.id/penelitian.php?act=detail&idp=347&judul=Delig

nifikasi%20Enceng%20Gondok%20dengan%20Proses%20Organosolv, diakses 26 Maret 2012 )

Austin,G.T 1975, “Shreve’s Chemical Process Industries”,5th ed., Mc. Graw Hill International Ed., New York.

Barr, C. 2001. The Financial Collapse of asi Pulp & Paper: Moral Hazardand Implication for Indonesia’s Forest, dalam Asian Development Forum 3, Bangkok.

BIRO. 2001. Indonesia Pulp and Paper Industry. Jakarta: PT Biro Data Indonesia.

Casey, J.P. 1952. Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology I. John and Wiley and Son. New York.

Deperindag dan APKI. 2001. Industri Pulp dan Kertas 1999-2003: Realisasi 1999-2000 dan Proyeksi 2001-2003. Jakarta: Direktorat Industri Pulp dan Kertas.

Desmayanti dan Muladi, 1995.

Gunawan. 15 Agustus 2007. Komposisi Kopi. ( Online ), ( http://goenawanb.com/agriculture/komposisi-kopi/, diakses 26 Maret

(56)

Haikumaruao. 12 Januari 2011. Pembuatan Pulp dengan Bahan Baku Jerami. ( Online ), ( http://haikumaruao.blogspot.com/2011/12/pembuatan-pulp-dengan-bahan-baku-jerami.html, diakses 26 Maret 2012; 08:12 WIB ) Hidayati, S. 2000. Pemutihan Pulp Ampas Tebu Sebagai Bahan Dasar

Pembuatan CMC. Jurnal Agrosains Vol.13 (1).

Isroi. 13 Februari 2008. Potensi Bioethanol dari Biomassa Lignoselulosa. ( Online ), (

http://isroi.wordpress.com/2008/02/13/potensi-bioethanol-dari-biomassa-lignoselulosa/, diakses 26 Maret 2012;08:55 WIB )

Isroi. 23 November 2008. Karakteristik Lignoselulosa. ( Online ), ( http://isroi.com/2008/11/23/karakteristik-lignoselulosa/, diakses 26

Maret 2012;09:00 WIB )

K.L.H. 2005. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 228 tahun 2005 Tentang Hasil Penilaian Peringkat Kerja Perusahaan dalam Pengelolaan Lingkungan Hidup. Jakarta: Kementerian Lingkungan Hidup.

Kompas. 2009. ( Online ), ( www.kompas.com, diakses 26 Maret 2012 )

Santoso, Ruly Aditya, ST. 2010. Kajian Awal Pulp dari Kulit Buah Kakao dengan Metode Organosolv. Jurnal Teknik Kimia.

Stephenson, N. J. Newel, 1950, “Preparation and Treathment of Wood Pulp”, Mc. Grow Hill Book Company, New York.

Sugesty S & Tjahjono T, 1997.

Sugesty. 1986. Sumber Bahan Baku Pulp, halaman: 1-20. Balai Besar Pulp dan Kertas, Bandung.

Suratmaji, T. 2001. Perkembangan Teknologi Proses Pembuatan Pulp & Kertas Menyongsong Perkembangan 10 tahun KTT Bumi, Peran Penguasaan Teknologi Lingkungan, Jakarta.

Syafii, W. 2000. Sifat Pulp Daun Kayu Lebar dengan Proses Organosolv. Jurnal Teknik Industri Pertanian.

Tim Puslitbang Indhan Balitbang Dephan ( Kol. Umar S. Tarmansyah ). 2010. Pemanfaatan Serat Rami untuk Pembuatan Selulosa. ( Online ), (http://buletinlitbang.dephan.go.id/index.asp?vnomor=18&mnorutisi=3,

diakses 26 Maret 2012 )

(57)

2012 )

Wikipedia. 2007. Etanol. ( Online ), ( http://id.wikipedia.org/wiki/etanol, diakses 02 Januari 2013; 09:20 WIB )

Wikipedia. 2007. Metanol. ( Online ), ( http://id.wikipedia.org/wiki/metanol, diakses 02 Januari 2013; 09:27 WIB )

Wikipedia. 2008. Asam Sitrat. ( Online ), ( http://id.wikipedia.org/wiki/asam_sitrat, diakses 02 Januari 2013; 09:30