BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Kandungan utama yang berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan selulosa mikrokristal yaitu bahan yang berserat dan memiliki kandungan selulosa cukup tinggi. Selulosa terdiri dari ikatan glukosa-glukosa yang tersusun dalam suatu rantai linear dimana C-1 pada setiap glukosa berikatan dengan C-4 pada glukosa selanjutnya [1]. Setiap bahan memiliki jumlah selulosa yang berbeda-beda. Semakin tinggi kandungan selulosa dalam biomassa, maka kemungkinan biomassa dijadikan sebagai bahan baku semakin besar.
Menurut Susanto (1998), tandan kosong kelapa sawit (TKKS) mengandung selulosa sebesar 36 – 42 %. Kandungan selulosa ini cukup tinggi untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan selulosa mikrokristal. TKKS lebih dipilih dibandingkan dengan kayu keras dan kayu lunak karena sebagian besar kayu sudah menjadi bahan baku industri kertas, sehingga untuk menghindari kelangkaan bahan baku lebih dipilih TKKS. Pemilihan TKKS dibanding pelepah sawit, disebabkan oleh faktor usia tanaman kelapa sawit. Tanaman kelapa sawit memiliki umur yang cukup panjang untuk tetap produktif menghasilkan buah. Jika pelepah sawit dijadikan bahan bakuutama, kemungkinan mendapatkan pelepah sawit dari tanaman yang sudah tidak produktif kecil. Sedangkan untuk TKKS, akan tetap dihasilkan selama industri minyak kelapa sawit tetap beroperasi [2].
Pada umumnya TKKS diolah menjadi pupuk organik karena masih mengandung unsur hara seperti N, P, dan K. Pengolahan TKKS menjadi pupuk organik belum terlaksana secara optimal, sehingga TKKS masih menumpuk di pabrik-pabrik minyak kelapa sawit. Pemanfaatan TKKS sebagai bahan baku pembuatan selulosa mikrokristal sangat bermanfaat karena dapat mengurangi jumlah limbah padat dari pabrik minyak kelapa sawit dan juga meningkatkan nilai ekonomis [3].
Microcrystalline cellulose (MCC) adalah bahan tambahan penting di bidang
farmasi, makanan, kosmetik, dan industri lainnya. Dalam bentuk serbuk, selulosa mikrokristal sering digunakan sebagai eksipien dalam pembuatan tablet terutama untuk tablet kompresi langsung. Pembuatan tablet dengan kompresi langsung semakin banyak dilakukan karena memiliki banyak keuntungan seperti: tidak menggunakan proses granulasi, memberikan ukuran partikel yang seragam, dan membuat tablet lebih stabil dalam waktu yang lama, serta menguntungkan dari segi ekonomi [4]
Toshkov et al (1976) menjelaskan tentang metode hidrolisis untuk memperoleh selulosa mikrokristal dengan kualitas baik yaitu dengan menggunakan hidrolisis asam. Proses reaksi hidrolisis selulosa dengan asam membentuk selulosa mikrokristal yang dilakukan dalam reaktor batch. Larutan asam tersebut berfungsi untuk melarutkan selulosa amorf.Kondisi operasi yang dibutuhkan untuk menjalankan reaksi adalah suhu di atas 160oC [5].
Selulosa dapat segera larut dalam asam pekat. Pelarutan dalam asam pekat mengakibatkan pemecahan rantai selulosa secara hidrolitik. Oleh karena itu, selulosa mikrokristal dapat dihasilkan dengan mereaksikan selulosa di dalam larutan asam yang mendidih selama waktu tertentu. Proses tersebut bertujuan untuk menurunkan berat molekul, derajat polimerisasi, dan panjang rantai selulosa sehingga membentuk mikrokristal [4]. Larutan asam yang dapat digunakan adalah asam klorida (HCl) atau asam sulfat (H2SO4).
Pembuatan selulosa mikrokristal dari biomassa TKKS dilakukan dengan mengisolasi terlebih dahulu selulosa yang terkandung dalam TKKS. Menurut Halim,dkk (2002) isolasi selulosa dapat dilakukan dengan melarutkan selulosa dalam larutan alkali kuat maka diperoleh selulosa yang hampir murni yang disebut sebagai α-selulosa dan selanjutnya dilakukan proses hidrolisis dengan merendam α- selulosa dalam asam pada suhu tinggi, kemudian dihaluskan secara mekanik akan didapati selulosa mikrokristal, dan semakin lama waktu hidrolisa maka semakin banyak rantai selulosa yang putus membentuk selulosa yang baru dengan ukuran partikel yang lebih kecil dan terbentuknya pori-pori dalam partikel [6].
Saat ini telah banyak penelitian yang berkaitan dengan pembuatan selulosa mikrokristal, seperti yang dilakukan Muhammad (2015) dengan metode hidrolisis asam yaitu asam klorida (HCl) dengan menggunakan variasi konsentrasi HCl 2N, 2,5N, dan 3 N dan hasil optimum diperoleh pada konsentrasi HCl 3 N dengan tingkat kristalinitas tertinggi 61,6 % [7]. Hasil penelitian lainnya yang telah dilakukan oleh Tjahjono dkk (2013) menggunakan metode hidrolisis asam yaitu asamklorida (HCl) dengan tingkat kristalinitas tertinggi 71,43 % [9].
Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan kajian pengaruh variasi konsentrasi asam klorida (HCl) dan suhu hidrolisa terhadap sifat selulosa mikrokristal yang dihasilkan.
1.2.1 PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah dalampenelitian iniadalah bagaimana pengaruh konsentrasi HCl dan suhu hidrolisis terhadap sifat-sifat fisikokimia dan karakteristik selulosa mikrokristal yang dihasilkan dari selulosa tandan kosong kelapa sawit.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian adalah untuk menentukan konsentrasi HCl dan suhu hidrolisis yang paling sesuai dalam menghasilkan selulosa mikrokristal yang berasal dari selulosa tandan kosong kelapa sawit dengan sifat-sifat fisikokimia dan karakteristik yang paling baik.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit sebagai sumber alternatif untuk pembuatan selulosa mikrokristal dan mengurangi limbah dari industri kelapa sawit dan mengkonversikannya menjadi produk yang mempunyai nilai lebih.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatra Utara, Medan. Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Bahan Penelitian
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:
- Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis) yang diperoleh dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit, Jl.Brigjen Katamso No.51 Medan.
- Asam klorida (HCl) b. Variabel penelitian
Variabel tetap
- Waktu hidrolisa 15 menit [3]
Variabel berubah:
- Konsentrasi HCl:2 N ; 2,5 N ; 3 N ; 3,5 N [7] - Suhu hidrolisis : 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80°C [3]
c. Analisis yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi sifat-sifat fisikokimia yaitu pemeriksaan organoleptik, uji pH, zat larut dalam air, susut pengeringan, serta karakterisasi yang terdiri dari pengujian Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction( XRD) dan Scanning
Electron Microscopy (SEM)
