HIDROLISA PENTOSAN MENJADI FURFURAL DARI AMPAS TEBU.

HIDROLISA PENTOSAN MENJADI

FURFURAL DARI AMPAS TEBU

TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

FURFURAL DARI AMPAS TEBU

Di susun oleh :

TRI YULI ASTUTIK

0631010053

TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

JAWA TIMUR

DAFTAR ISI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 3

2.1. Tinjauan Umum... 3

2.1.1 Tanaman Tebu... 3

2.1.2 Senyawa Furfural... 5

2.2. Landasan Teori... 10

2.3 Hipotesa... 12

BAB III METODE PENELITIAN... 13

3.1. Bahan – Bahan Yang Digunakan... 13

3.2. Alat dan Rangkaian Alat ... 14

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 21

4.1. Hasil Penelitian... 21

4.2.1. Pengaruh Waktu... 22

4.2.2. Pengaruh Konsentrasi... 23

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 24

5.1. Kesimpulan... 24

5.2. Saran... 24

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra (Anonim, 2007). Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas areal + 232 ribu hektar, yang tersebar di Medan, Lampung,

Semarang, Solo, dan Makassar. Dari seluruh perkebunan tebu yang ada di

Indonesia, 50% di antaranya adalah perkebunan rakyat, 30% perkebunan swasta,

dan hanya 20% perkebunan negara. Pada tahun 2002 produksi tebu Indonesia

mencapai +2 juta ton.

Selama ini pemanfaatan ampas tebu (sugar cane bagasse) yang dihasilkan

masih terbatas untuk makanan ternak; bahan baku pembuatan pupuk, pulp,

particle board; dan untuk bahan bakar boiler di pabrik gula. Di samping terbatas,

nilai ekonomi yang diperoleh juga belum tinggi. Oleh karena itu, diperlukan

adanya pengembangan proses teknologi sehingga terjadi diversifikasi pemanfaatan

limbah pertanian yang ada.

Salah satu polisakarida yang terdapat dalam ampas tebu adalah pentosan,

dengan persentase sebesar 20-27%. Kandungan pentosan yang cukup tinggi

tersebut memungkinkan ampas tebu untuk diolah menjadi Furfural. Selain ampas

tebu, bahan baku lain yang dapat digunakan untuk memproduksi Furfural adalah :

tongkol jagung, sekam padi, kayu, rami dan sumber lainnya yang mengandung

Oleh karena itu, timbul pemikiran kami untuk mengolah limbah tebu

tersebut menjadi senyawa furfural dengan proses hidrolisa pentosan yang terdapat

dalam ampas tebu. Karena senyawa furfural banyak dimanfaatkan oleh industry.

1.2. TUJUAN PENELITIAN

1. Untuk mempelajari variable – variable proses dalam pembuatan furfural dari ampas tebu

2. Untuk menentukan kondisi – kondisi operasi hidrolisis yang terbaik untuk mendapatkan hasil yang maksimal

1.3. MANFAAT

1. Meningkatkan nilai ekonomis dari tanaman tebu

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TINJAUAN UMUM 2.1.1 Tanaman Tebu

Tebu (Saccharum officunarum L.) termasuk dalam famili Graminae kelompok Andropogonae dan genus Saccharum. Dalam genus Saccharum termasuk lima spesies tebu, yaitu S. officunarum, S. sinese, S. berberi, S. spontaneum dan S. robustun. Diantara lima spesies ini, Saccharum officinarum merupakan penghasil gula utama, sedangkan yang lainnya mengandung kadar gula sedang sampai rendah.

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra (Anonim, 2007e).

Ampas Tebu (bagasse)

Sumiarsih, 1992). Husin (2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling. Pada musim giling 2006 lalu, data yang diperoleh dari Ikatan Ahli Gula Indonesia (Ikagi) menunjukkan bahwa jumlah tebu yang digiling oleh 57 pabrik gula di Indonesia mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim, 2007b), sehingga ampas tebu yang dihasilkan diperkirakan mencapai 9.640.000 ton. Namun, sebanyak 60% dari ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem, industri jamur dan lain-lain. Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu tersebut belum dimanfaatkan.

Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan. Bagase mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata-rata-rata 47,7%. Serat bagase tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin (Husin, 2007).

Hasil analisa serat bagas atau ampas tebu yang kami gunakan seperti

Sumber: laboratorium instrumentasi FTI UPN”VETERAN”JATIM

Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas tebu sebagai bahan bakar bagi pabrik yang bersangkutan, setelah ampas tebu tersebut mengalami pengeringan. Disamping untuk bahan bakar, ampas tebu juga banyak digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas,

particleboard, fibreboard, dan lain-lain (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Ampas tebu juga mengandung polisakarida yang dapat dikonversi menjadi produk atau senyawa kimia untuk mendukung proses produksi sektor industri lainnya. Salah satu polisakarida yang ada dalam ampas tebu ialah pentosan, dengan presentasi sebesar 20 – 27%. Kandungan pentosan yang cukup tinggi tersebut memungkinkan ampas tebu untuk diolah menjadi furfural. Furfural memiliki aplikasi cukup luas dalam beberapa industri dan dapat disintesis menjadi turuna – turunannya seperti: furfuril alkohol, furan, dan lain – lain. Kebutuhan furfural dan turunannya terus meningkat. Saat ini seluruh kebutuhan furfural dalam negeri diperoleh melalui impor. Impor terbesar diperoleh dari China yang saat ini menguasai 72% pasar furfural didunia.

2.1.2 SENYAWA FURFURAL

Furfural adalah aldehide fural dengan grup CHO- terletak pada posisi kedua. Furfural di dalam negeri saat ini dikonsumsi oleh beberapa jenis industri yang dibagi menjadi dua bagian yaitu :

• Indusri minyak pelumas porsi 82%.

• Konsumsi-konsumsi lain dengan porsi 18%, yang sebagian besar

dikonsumsi oleh karet sintesis.

Hingga saat ini furfural belum diproduksi sendiri di Indonesia, kebutuhan dalam negeri dipenuhi dengan mengimport dari Negara Amerika, Prancis, Argentina, Italia, Spanyol, Hungaria, Cina. Furfural lazim diproduksi mengunakan limbah pertanian seperti : tongkol jagung, bagasse, serbuk gergaji dan bahan yang mengandung serat lainnya. Bahan

- bahan tersebut mudah diproduksi di Indonesia, mengingat Indonesia adalah negara agraris sehingga produk pertaniaan tersedia melimpah.

Furfural (C5H4O2) atau sering disebut dengan 2-furankarboksaldehid,

furaldehid, furanaldehid, 2-Furfuraldehid, merupakan senyawa organik turunan dari golongan furan. Senyawa ini berfasa cair berwarna kuning hingga kecoklatan dengan titik didih 161.7o

C, densitas (20o

C) adalah 1.16 g/cm3

. Furfural merupakan senyawa yang kurang larut dalam air namun larut dalam alkohol, eter, dan benzena.

Gambar Struktur molekul Furfural

langsung menggunakan Furfural sebagai aplikasi, selebihnya disintesis menjadi produk turunannya.

Furfural dihasilkan dari biomassa (ampas tebu) lewat 2 tahap reaksi, yaitu hidrolisis dan dehidrasi. Untuk itu digunakan bantuan katalis asam, misalnya: asam sulfat, dan lain-lain. Secara komersial, pembuatan Furfural dapat berlangsung dalam siklus batch maupun kontinyu. Tabel berikut ini menunjukkan perbandingan kedua proses teknologi tersebut.

Tabel . Perbandingan proses batch dan kontinyu

Reaksi utama pembuatan Furfural adalah sebagai berikut :

Parameter Proses Batch Proses Kontinyu

Umpan ampas tebu pentosa

Jumlah reaktor 1 2

Kondisi operasi Atmosferik 128-150 o

C +68 atm, suhu tinggi Produk samping Lebih Sedikit Sdikit

Pemurnian

• Hidrolisis pentosan menjadi pentosa :

(C5H8O4)n + nH2O nC5H10O5 ...( I )

• Dehidrasi pentosa membentuk Furfural

nC5H10O5 nC5H4O2 + 3nH2O ...( II )

Saat memproduksi Furfural juga terdapat produk samping yang dihasilkan. Jenis hasil samping tersebut dapat berupa glukosa, asam asetat, atau panas. Jenis hasil samping tersebut tergantung pada kondisi operasi yang digunakan serta cara pemisahan yang dilakukan untuk setiap produk.

Furfuril Alkohol

Furfuril alkohol yang biasa disebut juga furanmetanol atau 2-furilkarbinol, memiliki rumus molekul 2-C4H3O.CH2OH. Furfuril Alkohol

adalah senyawa yang paling banyak digunakan sebagai turunan dari Furfural. Furfuril Alkohol diproduksi dalam skala industri dengan cara hidrogenasi Furfural pada fase cair maupun fase uap pada tekanan rendah. Katalis berbasis tembaga lebih dipakai karena lebih selektif dan tidak mempengaruhi hidrogenasi dari cincin.

Furfuril Alkohol paling banyak digunakan sebagai monomer dalam pembuatan serat Furfuril Alkohol, sebagai pelarut aktif dalam berbagai serat sintetik, dan sebagai bahan baku untuk pembuatan senyawa turunan dari Furfuril Alkohol.

Salah satu senyawa turunan yang dihasilkan dari Furfuril Alkohol adalah Tetrahidrofurfuril Alkohol (2-tetrahidrofuranmetanol), yang diproduksi dengan cara hidrogenasi katalitik Furfuril Alkohol pada fasa uap. Tetrahidrofurfuril Alkohol dipakai sebagai pelarut, pembersih, dan

pewarna yang diaplikasikan dalam industri cat, pelapisan (coating), pembersih, dan farmasi.

Furan

Furan merupakan contoh lain senyawa yang dapat dihasilkan dengan bahan baku Furfural. Furan yang biasa disebut juga Furfuran atau oxole, memiliki rumus molekul C4H4O. Furan diproduksi dengan proses

dekarbonilasi Furfural dengan kehadiran katalis logam mulia. Furan dimanfaatkan sebagai bahan kimia pembangun dalam produksi senyawa kimia yang digunakan pada industri farmasi, herbisida, senyawa penstabil (stabilizer), dan sebagai bahan baku dalam pembuatan senyawa turunan dari furan.

Salah satu senyawa yang diproduksi dengan bahan baku Furan adalah Tetrahidrofuran (tetrametilen oksida atau oxolane). Senyawa yang dihasilkan melalui hidrogenasi katalitik dari Furan ini digunakan sebagai pelarut untuk polivinil klorida (PVC), polivinilidene klorida, beberapa serat poliuretan yang diaplikasikan pada proses pelapisan dan perekat.

Sifat-sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku Dan Produk : a. Sifat fisik dan kimia bahan baku

Sifat Fisik Pentosa

Rumus pentosa : C5H10O5 BM pentosa : 150,13 g/gmol Titik didih : 161oC (1 atm)

Titik leleh : 153oC (1 atm)

Spesifik gravity : 1,513 pada 0oC, 1 atm

b. Sifat fisik dan kimia produk Sifat fisik furfural

Titik didih : 161,09 o_{C (1 atm)}

Titik leleh : 38,7 oC (1 atm)

Spesifik gravity : 1,165 pada 150 oC (1 atm)

1,160 pada 20 oC (1 atm)

c. Sifat Kimia Furfural

1) Furfural dapat dioksidasi dengan permanganate atau bikromat menghasilkan asam furoat (furic acid)

Reaksi :

C5H4O2 + O2 C5H4OCOOH

Furfural asam furoat

2) Furfural mengalami reaksi oksidasi bila bertemu dengan basa seperti NaOH dan menghasilkan Furfuril alkohol dan natrium furoat.

Reaksi :

2C5H4O2 + NaOH C4H2O2CH2OH + C4H4COONa Furfural Furfural Alkohol Na-furoat 3) Furfural mengalami reduksi menjadi furfural alkohol dengan

katalis Ni/Fe.

Reaksi :

C4H3OCHO + OH C4H2O2CH2OH

Furfural Furfuril Alkohol

4) Furfural bereaksi dengan NH3 dalam keadaan dingin menghasilkan hidrofuromic.

Reaksi :

C4H3OCH=N

C4H3OCH + NH3 CHCH4H3O

C4H3OCH=N

5) Jika furfural dibiarkan pada suhu 230oC beberapa jam, tidak

terjadi perubahan apa-apa. Kecuali warnanya agak gelap. Pada suhu 560oC furfural akan terurai menjadi CO2, furfural dan

2.2 LANDASAN TEORI HIDROLISIS

Proses yang terjadi pada pembuatan furfural adalah proses hidrolisis dan dehidrasi. Hidrolisis dapat terjadi pada senyawa organik maupun anorganik dimana air akan menyebabkan dekomposisi, hydrogen masuk ke dalam salah satu komponen dan hidroksil masuk ke komponen lainnya.

XY + H2O HY + XOH

Untuk senyawa anorganik, hidrolisa biasanya merupakan kebalikan dari netralisasi. Sedangkan untuk senyawa organik hidrolisa merupakan broader. Termasuk diantaranya adalah inverse gula, pemecahan protein, spesifikasi lemak dan tahapan terakhir grignard.

Hidrolisis dapat dibagi menjadi empat tipe yaitu : a. Hidrolisis Murni

Disebut hidrolisis murni apabila hanya air yang digunakan dalam reaksi hidrolisis. Hidrolisis ini banyak digunakan dalam sintesa grignard. b. Hidrolisis Asam

Dalam hidrolisis ini digunakan asam baik encer maupun pekat, untuk

mempercepat reaksi hidrolisis asam ester-ester asetat menjadi semacam buktidasar teori katalis. Hidrolisis ester-ester asetat biasanya untuk menunjukkan efek asam terhadap kandungan ion hydrogen. Asam hidrikolik dan asam sulfat adalah asam yang biasanya digunakan. Baik dalam skala laboratorium maupun dalam sekala komersial, asam-asam tersebut digunakan dari konsentrasi-konsentrasi yang sangat tinggi sampai konsentrasi rendah.

c. Hidrolisis Alkali

• Pengunaan alkali dalam konsentrasi rendah. Biasanya digunakan

dalam proses ester atau senyawa lain yang sejenis.

• Pengunaan larutan alkali dibawah tekanan atmosfir dan dalam konsentrasi tinggi.

• Penggunaan campuran senyawa organik dengan natrium hidroksida

atau kalium hidroksida. b. Hidrolisis Dengan Enzim

Hidrolisis ini tergantung pada enzim yang digunakan untuk hidrolisis. Kebanyakan dilakukan pada proses biokimia seperti dalam industri alkohol digunakan enzim maltase untuk mengkonversi glukosa untuk mengkonversi sekam padi.

2.3 HIPOTESIS

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Bahan – bahan yang Digunakan

1. Ampas Tebu

Ampas tebu yang digunakan pada penelitian ini sebanyak 10 gram setiap sample dengan ukuran ± 100 mesh.

2. H2O

3. H2SO4

H2SO4 yang digunakan adalah H2SO4 pekat dengan kadar 98% mempunyai

berat jenis 1,8314 gr/ml (Perry, tabel 3-57) dan berat molekul 100 gr/mol.

H2SO4 sebanyak 2,78 ml digunakan untuk membuat 100 ml H2SO4 1N.

Natrium sulfite berbentuk butiran – butiran putih mempunyai densitas 2,633 gr/cm3, titik lebur 525 K. Na2SO3 yang digunakan untuk penelitian ini

sebanyak 1,6 gram untuk membuat 250 ml Na2SO3 0,1N.

5. NaOH 0,1N

Natrium Hidroksida berwarna putih,berbentuk pellet atau serpihan, sangat

basa,keras,dan rapuh. Titik didih 1390o

C dan titik leleh 318o

C. NaOH yang digunakan dalam penelitian ini sebanyak 0,4 gram untuk membuat 100 ml NaOH 0,1N.

3.2. Gambar Rangkaian Alat

GAMBAR RANGKAIAN ALAT

Keterangan gambar

(1) Pendingin balik (kondensor)

(2) Labu leher tiga (3) Kompor Listrik (4) Thermometer (5) Pengaduk (6) Motor pengaduk (7) Statif penjepit.

3.3. Peubah

Peubah yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Peubah yang ditetapkan

Berat bubuk ampas tebu : 10 gram Volume pelarut H2SO4 : 500 ml

Kecepatan Pengaduk : 200 rpm Ukuran Butiran : ± 100 mesh Suhu Hidrolisis : 100 o

C 2. Peubah yang dijalankan

a. konsentrasi H2SO4 (%) : 4, 6, 8, 10, 12

b. waktu pemanasan (menit) : 110, 130, 150, 170, 190, 210

3.4. Prosedur Penelitian

¾ Persiapan Bahan Baku

Sebelum melaksanakan penelitian pembuatan furfural dari ampas tebu dengan proses hidrolisis, dilakukan persiapan bahan baku terlebih dahulu. Diantaranya, membersihkan ampas tebu dari kulit / kotoran yang masih menempel. Kemudian ampas tebu dipotong kasar lalu di oven

hingga kering pada suhu 1000

C selama 10 – 15 menit. Setelah itu dihancurkan dengan blender hingga didapat ukuran ± 100 mesh. Kemudian ditimbang sebanyak 10 gram.

¾ Hidrolisis Pentosan

Dimasukkan 10 gram bubuk ampas tebu ke dalam labu leher tiga. Kemudian, ditambahkan 500 ml larutan H2SO4 dengan konsentrasi yang

telah ditentukan ke dalam labu leher tiga, dipanaskan dan diaduk dengan kecepatan 200 rpm setelah suhunya 100o

¾ Analisa Kadar Furfural

Dimasukkan filtrat dari sample yang sudah netral sebanyak 20 ml ke dalam beaker glass. Setelah itu dimasukkan 50 ml larutan H2SO4

1 N, dan 250 ml larutan Na2SO3 0,1N kedalam beaker glass sambil

diaduk selama penambahan berlangsung.

Setelah tercampur, ambil 20 ml dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Campuran tersebut dikocok dengan kuat selama ± 15 menit. Kemudian larutan contoh di titrasi dengan NaOH 0,1 N. Lalu kadar furfuralnya dihitung. Mengulangi langkah yang sama seperti diatas dengan variasi konsentrasi dan waktu yang telah ditentukan.

Perhitungan Berat Furfural:

Keterangan:

V1 : Volume NaOH 0,1N yang diperlukan untuk menitrasi blanko

(ml)

V2 : Volume NaOH 0,1N yang diperlukan untuk menitrasi sample

(ml)

NNaOH : Normalitas NaOH (N)

Ditambahkan 500ml larutan H2SO4

dengan konsentrasi sebagai peubah

BLOK DIAGRAM METODOLOGI PENELITIAN Persiapan Bahan Baku dan Hidrolisa Pentosan

Ampas tebu dibersihkan dari kulit dan kotoran

Ampas tebu di potong kasar, kemudian dioven suhu 1000

C selama 10 – 15 menit

Diblender hingga halus

Ditimbang masing – masing 10 gram

Analisa kadar furfual Diaduk dengan kecepatan 200 rpm pada suhu 1000

C dengan waktu sebagai peubah

Disaring

Ditambahkan 50 ml H2SO4 1N

Ditambahkan 250 ml Na2SO3

Diberi Indikator PP Analisa Kadar Furfural

3.5 PERHITUNGAN YIELD

Dimasukkan 20 ml larutan sampel ke dalam beaker glass

Setelah tercampur diambil 20 ml, dimasukkan ke dalam erlenmeyer dikocok selama ±15 menit

Dititrasi dengan larutan NaOH 0.1 N

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TINJAUAN UMUM 2.1.1 Tanaman Tebu

Tebu (Saccharum officunarum L.) termasuk dalam famili Graminae kelompok Andropogonae dan genus Saccharum. Dalam genus Saccharum termasuk lima spesies tebu, yaitu S. officunarum, S. sinese, S. berberi, S. spontaneum dan S. robustun. Diantara lima spesies ini, Saccharum officinarum merupakan penghasil gula utama, sedangkan yang lainnya mengandung kadar gula sedang sampai rendah.

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra (Anonim, 2007e).

Ampas Tebu (bagasse)

Sumiarsih, 1992). Husin (2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling. Pada musim giling 2006 lalu, data yang diperoleh dari Ikatan Ahli Gula Indonesia (Ikagi) menunjukkan bahwa jumlah tebu yang digiling oleh 57 pabrik gula di Indonesia mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim, 2007b), sehingga ampas tebu yang dihasilkan diperkirakan mencapai 9.640.000 ton. Namun, sebanyak 60% dari ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem, industri jamur dan lain-lain. Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu tersebut belum dimanfaatkan.

Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan. Bagase mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata-rata-rata 47,7%. Serat bagase tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin (Husin, 2007).

Hasil analisa serat bagas atau ampas tebu yang kami gunakan seperti

Sumber: laboratorium instrumentasi FTI UPN”VETERAN”JATIM

Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas tebu sebagai bahan bakar bagi pabrik yang bersangkutan, setelah ampas tebu tersebut mengalami pengeringan. Disamping untuk bahan bakar, ampas tebu juga banyak digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas,

particleboard, fibreboard, dan lain-lain (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Ampas tebu juga mengandung polisakarida yang dapat dikonversi menjadi produk atau senyawa kimia untuk mendukung proses produksi sektor industri lainnya. Salah satu polisakarida yang ada dalam ampas tebu ialah pentosan, dengan presentasi sebesar 20 – 27%. Kandungan pentosan yang cukup tinggi tersebut memungkinkan ampas tebu untuk diolah menjadi furfural. Furfural memiliki aplikasi cukup luas dalam beberapa industri dan dapat disintesis menjadi turuna – turunannya seperti: furfuril alkohol, furan, dan lain – lain. Kebutuhan furfural dan turunannya terus meningkat. Saat ini seluruh kebutuhan furfural dalam negeri diperoleh melalui impor. Impor terbesar diperoleh dari China yang saat ini menguasai 72% pasar furfural didunia.

2.1.2 SENYAWA FURFURAL

Furfural adalah aldehide fural dengan grup CHO- terletak pada posisi kedua. Furfural di dalam negeri saat ini dikonsumsi oleh beberapa jenis industri yang dibagi menjadi dua bagian yaitu :

• Indusri minyak pelumas porsi 82%.

• Konsumsi-konsumsi lain dengan porsi 18%, yang sebagian besar

dikonsumsi oleh karet sintesis.

Hingga saat ini furfural belum diproduksi sendiri di Indonesia, kebutuhan dalam negeri dipenuhi dengan mengimport dari Negara Amerika, Prancis, Argentina, Italia, Spanyol, Hungaria, Cina. Furfural lazim diproduksi mengunakan limbah pertanian seperti : tongkol jagung, bagasse, serbuk gergaji dan bahan yang mengandung serat lainnya. Bahan

- bahan tersebut mudah diproduksi di Indonesia, mengingat Indonesia adalah negara agraris sehingga produk pertaniaan tersedia melimpah.

Furfural (C5H4O2) atau sering disebut dengan 2-furankarboksaldehid,

furaldehid, furanaldehid, 2-Furfuraldehid, merupakan senyawa organik turunan dari golongan furan. Senyawa ini berfasa cair berwarna kuning hingga kecoklatan dengan titik didih 161.7o

C, densitas (20o

C) adalah 1.16 g/cm3

. Furfural merupakan senyawa yang kurang larut dalam air namun larut dalam alkohol, eter, dan benzena.

Gambar Struktur molekul Furfural

langsung menggunakan Furfural sebagai aplikasi, selebihnya disintesis menjadi produk turunannya.

Furfural dihasilkan dari biomassa (ampas tebu) lewat 2 tahap reaksi, yaitu hidrolisis dan dehidrasi. Untuk itu digunakan bantuan katalis asam, misalnya: asam sulfat, dan lain-lain. Secara komersial, pembuatan Furfural dapat berlangsung dalam siklus batch maupun kontinyu. Tabel berikut ini menunjukkan perbandingan kedua proses teknologi tersebut.

Tabel . Perbandingan proses batch dan kontinyu

Reaksi utama pembuatan Furfural adalah sebagai berikut :

Parameter Proses Batch Proses Kontinyu

Umpan ampas tebu pentosa

Jumlah reaktor 1 2

Kondisi operasi Atmosferik 128-150 o

C +68 atm, suhu tinggi Produk samping Lebih Sedikit Sdikit

Pemurnian

• Hidrolisis pentosan menjadi pentosa :

(C5H8O4)n + nH2O nC5H10O5 ...( I )

• Dehidrasi pentosa membentuk Furfural

nC5H10O5 nC5H4O2 + 3nH2O ...( II )

Saat memproduksi Furfural juga terdapat produk samping yang dihasilkan. Jenis hasil samping tersebut dapat berupa glukosa, asam asetat, atau panas. Jenis hasil samping tersebut tergantung pada kondisi operasi yang digunakan serta cara pemisahan yang dilakukan untuk setiap produk.

Furfuril Alkohol

Furfuril alkohol yang biasa disebut juga furanmetanol atau 2-furilkarbinol, memiliki rumus molekul 2-C4H3O.CH2OH. Furfuril Alkohol

adalah senyawa yang paling banyak digunakan sebagai turunan dari Furfural. Furfuril Alkohol diproduksi dalam skala industri dengan cara hidrogenasi Furfural pada fase cair maupun fase uap pada tekanan rendah. Katalis berbasis tembaga lebih dipakai karena lebih selektif dan tidak mempengaruhi hidrogenasi dari cincin.

Furfuril Alkohol paling banyak digunakan sebagai monomer dalam pembuatan serat Furfuril Alkohol, sebagai pelarut aktif dalam berbagai serat sintetik, dan sebagai bahan baku untuk pembuatan senyawa turunan dari Furfuril Alkohol.

Salah satu senyawa turunan yang dihasilkan dari Furfuril Alkohol adalah Tetrahidrofurfuril Alkohol (2-tetrahidrofuranmetanol), yang diproduksi dengan cara hidrogenasi katalitik Furfuril Alkohol pada fasa uap. Tetrahidrofurfuril Alkohol dipakai sebagai pelarut, pembersih, dan

pewarna yang diaplikasikan dalam industri cat, pelapisan (coating), pembersih, dan farmasi.

Furan

Furan merupakan contoh lain senyawa yang dapat dihasilkan dengan bahan baku Furfural. Furan yang biasa disebut juga Furfuran atau oxole, memiliki rumus molekul C4H4O. Furan diproduksi dengan proses

dekarbonilasi Furfural dengan kehadiran katalis logam mulia. Furan dimanfaatkan sebagai bahan kimia pembangun dalam produksi senyawa kimia yang digunakan pada industri farmasi, herbisida, senyawa penstabil (stabilizer), dan sebagai bahan baku dalam pembuatan senyawa turunan dari furan.

Salah satu senyawa yang diproduksi dengan bahan baku Furan adalah Tetrahidrofuran (tetrametilen oksida atau oxolane). Senyawa yang dihasilkan melalui hidrogenasi katalitik dari Furan ini digunakan sebagai pelarut untuk polivinil klorida (PVC), polivinilidene klorida, beberapa serat poliuretan yang diaplikasikan pada proses pelapisan dan perekat.

Sifat-sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku Dan Produk : a. Sifat fisik dan kimia bahan baku

Sifat Fisik Pentosa

Rumus pentosa : C5H10O5 BM pentosa : 150,13 g/gmol Titik didih : 161oC (1 atm)

Titik leleh : 153oC (1 atm)

Spesifik gravity : 1,513 pada 0oC, 1 atm

b. Sifat fisik dan kimia produk Sifat fisik furfural

Titik didih : 161,09 o_{C (1 atm)}

Titik leleh : 38,7 oC (1 atm)

Spesifik gravity : 1,165 pada 150 oC (1 atm)

1,160 pada 20 oC (1 atm)

c. Sifat Kimia Furfural

1) Furfural dapat dioksidasi dengan permanganate atau bikromat menghasilkan asam furoat (furic acid)

Reaksi :

C5H4O2 + O2 C5H4OCOOH

Furfural asam furoat

2) Furfural mengalami reaksi oksidasi bila bertemu dengan basa seperti NaOH dan menghasilkan Furfuril alkohol dan natrium furoat.

Reaksi :

2C5H4O2 + NaOH C4H2O2CH2OH + C4H4COONa Furfural Furfural Alkohol Na-furoat 3) Furfural mengalami reduksi menjadi furfural alkohol dengan

katalis Ni/Fe.

Reaksi :

C4H3OCHO + OH C4H2O2CH2OH

Furfural Furfuril Alkohol

4) Furfural bereaksi dengan NH3 dalam keadaan dingin menghasilkan hidrofuromic.

Reaksi :

C4H3OCH=N

C4H3OCH + NH3 CHCH4H3O

C4H3OCH=N

5) Jika furfural dibiarkan pada suhu 230oC beberapa jam, tidak

terjadi perubahan apa-apa. Kecuali warnanya agak gelap. Pada suhu 560oC furfural akan terurai menjadi CO2, furfural dan

2.2 LANDASAN TEORI HIDROLISIS

Proses yang terjadi pada pembuatan furfural adalah proses hidrolisis dan dehidrasi. Hidrolisis dapat terjadi pada senyawa organik maupun anorganik dimana air akan menyebabkan dekomposisi, hydrogen masuk ke dalam salah satu komponen dan hidroksil masuk ke komponen lainnya.

XY + H2O HY + XOH

Untuk senyawa anorganik, hidrolisa biasanya merupakan kebalikan dari netralisasi. Sedangkan untuk senyawa organik hidrolisa merupakan broader. Termasuk diantaranya adalah inverse gula, pemecahan protein, spesifikasi lemak dan tahapan terakhir grignard.

Hidrolisis dapat dibagi menjadi empat tipe yaitu : a. Hidrolisis Murni

Disebut hidrolisis murni apabila hanya air yang digunakan dalam reaksi hidrolisis. Hidrolisis ini banyak digunakan dalam sintesa grignard. b. Hidrolisis Asam

Dalam hidrolisis ini digunakan asam baik encer maupun pekat, untuk

mempercepat reaksi hidrolisis asam ester-ester asetat menjadi semacam buktidasar teori katalis. Hidrolisis ester-ester asetat biasanya untuk menunjukkan efek asam terhadap kandungan ion hydrogen. Asam hidrikolik dan asam sulfat adalah asam yang biasanya digunakan. Baik dalam skala laboratorium maupun dalam sekala komersial, asam-asam tersebut digunakan dari konsentrasi-konsentrasi yang sangat tinggi sampai konsentrasi rendah.

c. Hidrolisis Alkali

• Pengunaan alkali dalam konsentrasi rendah. Biasanya digunakan

dalam proses ester atau senyawa lain yang sejenis.

• Pengunaan larutan alkali dibawah tekanan atmosfir dan dalam konsentrasi tinggi.

• Penggunaan campuran senyawa organik dengan natrium hidroksida

atau kalium hidroksida. b. Hidrolisis Dengan Enzim

Hidrolisis ini tergantung pada enzim yang digunakan untuk hidrolisis. Kebanyakan dilakukan pada proses biokimia seperti dalam industri alkohol digunakan enzim maltase untuk mengkonversi glukosa untuk mengkonversi sekam padi.

2.3 HIPOTESIS

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah kami lakukan, maka dapat

disimpulkan bahwa:

1. Pada penelitian kami, didapat hasil furfural yang terbesar yaitu 0,19728 gram

dengan yield sebesar 1,9728 % yang diperoleh pada kondisi sebagai berikut:

Berat bubuk ampas tebu : 10 gram

Volume H2SO4 : 500 ml

Kecepatan pengadukan : 200 rpm

Suhu Hidrolisis : 100o

C

Konsentrasi H2SO4 : 6%

Waktu hidrolisis : 190 menit

V.2 Saran

1. Untuk mendapatkan hasil furfural yang optimal, perlu diperhatikan suhu

hidrolisisnya pada saat penelitian, jangan sampai suhunya naik turun.

2. Perlunya dipelajari lebih lanjut untuk menggunakan putaran pengaduk

DAFTAR PUSTAKA

Setyamidjadja, M.Ed, Djoehana, Dr,dkk. 1992. Tebu Bercocok Tanam dan Paska Panen. Jakarta : Cv. Yasaguna

Vogel, A.I., 1958, Elementary Practical Organics Cemistry, Part 3 : Quantitative Organic Analysis, 1st

ed., p.735 – 736, 738 – 739, Logman Group, Ltd., London

Witono, Antono, Johanes, 1996, Produksi Furfural Dan Turunanya : Alternatif Peningkatan Nilai Tambah Ampas Tebu

Pramesti,Nita, 2004, Pembuatan Furfural dari Kulit Biji Mete dengan Proses Hidrolisis, Surabaya: Teknik Kimia UPN”VETERAN”JAWA TIMUR Era Krisniati,Paramita,2005, Hidrolisis Tongkol Jagung Menjadi

Furfural,Surabaya: Teknik Kimia UPN”VETERAN”JAWA TIMUR

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_sma1/kelas-2/hidrolisis/

http://kambing.ui.ac.id/bebas/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Kimia/0189%20Kim%202-2e.htm

http://groups.yahoo.com/group/skima/message/412

http://digilib.unila.ac.id/files/disk1/16/laptunilapp-gdl-res-2007-dewiagusti-771-2006_lp_-1.pdf

LAMPIRAN A

LARURAN UNTUK ANALISIS

1. Pembuatan Larutan H2SO4 4%

H2SO4 pekat dengan kadar 98% pada suhu 20oC mempunyai berat jenis 1,8314

gr/ml (Perry, tabel 3-57) dan berat molekul 100 gr/mol.

Perhitungan:

a. H2SO4 4% d. H2SO4 10%

V1 x N1 = V2 x N2 V1 x N1 = V2 x N2

500 ml x 4% = V2 x 98% 500 ml x 10% = V2 x 98%

V2 = 20,4 ml V2 = 51,02 ml

b. H2SO4 6% e. H2SO4 12%

V1 x N1 = V2 x N2 V1 x N1 = V2 x N2

500 ml x 6% = V2 x 98% 500 ml x 12% = V2 x 98%

V2 = 30,6 ml V2 = 61,2 ml

c. H2SO4 8%

V1 x N1 = V2 x N2

500 ml x 8% = V2 x 98%

V2 = 40,8 ml

Untuk membuat H2SO4 4 % :

20,4 ml H2SO4 pekat 98% diencerkan dengan aquadest secukupnya, lalu

dimasukkan ke labu takar ukuran 500 ml dan tambahkan aquadest sampai tanda

2. Pembuatan H2SO4 1N

H2SO4 pekat dengan kadar 98% pada suhu 20oC mempunyai berat jenis 1,8314

gr/ml (Perry, tabel 3-57) dan berat molekul 100 gr/mol.

Perhitungan:

= 17,94 M

N = M x BE

= 17,94 x 2

= 36 N

V

1

x N

1

= V

2

x N

2

100 x 1 = V

2

x 36

V

2

= 2,78 ml

Untuk membuat H2SO4 1N 100 ml:

2,78 ml H2SO4 98% diencerkan dengan aquadest secukupnya, kemudian

dimasukkan ke labu takar 100ml. Ditambah aquadest hingga tanda batas lalu

3. Pembuatan Na2SO3

Perhitungan:

gr = 1,6 gram

Untuk membuat Na2SO3 0,1N:

Timbang 1,6 gr Na2SO3 kemudian larutkan dalam aquadest secukupnya

masukkan kedalam labu takar 250 ml,tambahkan aquadest hingga tanda batas.

Lalu kocok hingga tercampur.

4. Pembuatan NaOH 0,1N Perhitungan

:

gr = 0,4 gram

Untuk membuat NaOH 0,1N:

Timbang 0,4 gr NaOH, lalu dilarutkan dengan aquadest secukupnya. Kemudian

masukkan kedalam labu takar 100 ml. Setelah itu tambahkan aquadest sampai

LAMPIRAN B

CONTOH PERHITUNGAN

1. Perhitungan Berat Furfural Pada percobaan 1:

Konsentrasi : 4%

Suhu : 100oC

Waktu : 110 menit

Perhitungan konsentrasi furfural dengan persamaan :

Keterangan:

V1 : Volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi blanko(ml)=

30,25 ml

V2 : Volume NaOH yang diperlukan untuk menitrasi sample(ml)=

23,75 ml

NNaOH : Normalitas NaOH = 0,1 N

BMfurfural : Berat Massa furfural = 96 gr/grmol

Sehingga didapat:

2. Perhitungan Yield

Pada Percobaan 1:

Berat bahan mula – mula : 10 gram

Berat furfural yang terbentuk : 0,06240 gram

Sehingga didapat :