Bab I Pendahulun

 BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang.
Indonesia merupakan salah satu negara agraris (agriculture country) yang
mempunyai berbagai keragaman hasil pertanian mulai dari padi, ubi kayu, sayur sayuran, jagung dan sejumlah hasil pertanian lainnya. Salah satu sektor yang
belum banyak dimanfaatkan adalah limbah pertanian. Limbah pada dasarnya
adalah suatu bahan yang tidak dipergunakan kembali dari hasil aktivitas manusia,
ataupun proses-proses alam yang belum mempunyai nilai ekonomi, bahkan
mempunyai nilai ekonomi yang sangat kecil karena limbah dapat mencemari
lingkungan dan penangannya memerlukan biaya yang cukup besar.
Pemanfaatan limbah merupakan salah satu alternatif untuk menaikkan nilai
ekonomi limbah tersebut. Salah satu pemanfaatan limbah pertanian diantaranya
adalah tongkol jagung, limbah dari jagung yang merupakan bahan makanan pokok
kedua setelah padi, karena selama ini hanya dijadikan sebagai pakan ternak
ataupun di daerah pedesaan dimanfaatkan sebagai obat diare, namun tidak diolah
kembali menjadi sesuatu yang memiliki nilai ekonomi tinggi. (Suprapto dan
Rasyid, 2002).
Pemanfaatan limbah tongkol jagung perlu dikembangkan mengingat
kandungannya yang tersusun atas senyawa kompleks lignin, hemiselulosa dan
selulosa (lignoselulosa) (Aguirar, 2001; Suprapto dan Rasyid, 2002). Tongkol
jagung dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan sirup glukosa
melalui proses hidrolisis yang hasilnya digunakan untuk memenuhi kebutuhan
makanan, minuman, dan bahan baku pembuatan bahan kimia maupun obat1
Bab I Pendahuluan
2
obatan. Produksi glukosa secara hidrolisis merupakan langkah awal dari konversi
selulosa
menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan berat molekul yang lebih
rendah (Siostrom,1995).
Hidrolisis bahan lignoselulosa dapat dilakukan secara biologi menggunakan
enzim maupun secara kimiawi menggunakan asam. Hidrolisis secara asam lebih
aplikatif
karena biaya produksinya lebih rendah dan hanya memerlukan waktu
yang singkat dibandingkan dengan hidrolisis enzimatis walaupun hasilnya tidak
sebaik hidrolisis enzimatis, disini degradasi produk menjadi senyawa-senyawa
yang tidak diinginkan lebih mungkin terjadi (Anggraini,2003).
Penelitian mengenai hidrolisis bahan lignoselulosa tongkol jagung pernah
dilakukan menggunakan katalis HCl dengan suhu 105oC dan pH 2,75 selama 50
menit menghasilkan d-xilosa sebesar 2105 mg/L (Vigar dan Aditya, 2008).
Penelitian yang diajukan pada Tugas Akhir (TA) ini memiliki pembaharuan pada
kondisi operasi dengan melakukan optimasi pada suhu 150oC, memvariasikan
rasio bahan baku terhadap air, konsentrasi katalis HCl, serta waktu operasi
hidrolisis.
Dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini, digunakan digunakan hidrolisis asam
dengan menggunakan katalis asam klorida karena selain efisien dari segi ekonomi,
HCl mempunyai pH yang stabil, dan mempunyai sifat melarutkan yang baik.
Selain itu juga digunakan autoclave sebagai reaktor hidrolisis yang dimaksudkan
untuk memperoleh temperatur dan tekanan yang tinggi sehingga diharapkan
proses hidrolisis berlangsung sesingkat mungkin. Efektifitas hidrolisis glukosa
menggunakan asam dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi asam, tekanan, kekuatan
asam dan lama hidrolisis (Sjostrom, 1995).
Penentuan Kondisi Optimum Hidrolisis Limbah Tongkol Jagung
Menggunakan Katalis Asam
Bab I Pendahuluan
3
1.2
Rumusan Masalah
Saat ini pemanfaatan limbah tongkol jagung belum optimal sehingga perlu
penelitian
untuk dibuat menjadi produk yang bermanfaat. Dari beberapa penelitian
terdahulu, lignoselulosa dalam tongkol jagung dapat digunakan sebagai bahan
baku untuk menghasilkan glukosa melalui proses hidrolisis asam dengan
memperhatikan
faktor-faktor seperti suhu, konsentrasi asam, tekanan, kekuatan
asam dan lama hidrolisis agar hasil yang diperoleh optimal. Berdasarkan hal
tersebut, maka dilakukan penelitian dengan memanfaatkan tongkol jagung untuk
menghasilkan glukosa.
1.3
1.
Tujuan
Melakukan hidrolisis tongkol jagung dengan variabel perlakuan awal yakni
delignifikasi dan tanpa delignifikasi.
2.
Melakukan hidrolisis tongkol jagung dengan variabel tetap suhu dan variabel
berubah yaitu rasio bahan baku dan air, konsentrasi katalis asam HCl, serta
waktu operasi proses hidrolisis.
3.
Melakukan analisis produk hasil hidrolisis tongkol jagung berdasarkan sifat
kimia.
4.
1.4
Menghitung yield glukosa hasil hidrolisis tongkol jagung.
Ruang Lingkup
Batasan dari penelitian ini adalah :
1.
Sumber lignoselulosa yang digunakan adalah tongkol jagung yang diperoleh
dari limbah konsumsi masyarakat di Ciwaruga Bandung.
Penentuan Kondisi Optimum Hidrolisis Limbah Tongkol Jagung
Menggunakan Katalis Asam
4
Bab I Pendahuluan
2.
Perlakuan awal terhadap tongkol jagung meliputi pencucian dengan air,
pengecilan ukuran menggunakan blender, dan pengeringan menggunakan
3.
oven.
Proses
delignifikasi
dilakukan dengan perendaman tongkol
jagung
menggunakan larutan NaOH.
4.
Proses hidrolisis asam pada tongkol jagung menggunakan katalis asam HCl
dengan memvariasikan konsentrasi katalis, rasio bahan baku tongkol jagung
dan air, serta variasi waktu operasi hidrolisis.
5.
Kondisi proses hidrolisis berlangsung pada suhu 150oC.
6.
Alat yang digunakan untuk proses hidrolisis adalah autoclave dengan
spesifikasi volume 250 ml, tinggi 11 cm, dan terbuat dari bahan Stainless
Steel 304.
7.
Analisis kimia berupa analisis konsentrasi zat padat terlarut dan konsentrasi
glukosa hidrolisat dengan metode Brix dan metode spektofotometri
menggunakan reagent Somogy-Nelson.
1.5
Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental skala
laboratorium dengan tahapan pelaksanaan sebagai berikut.
1.5.1 Tahap Persiapan
Pada tahap ini dilakukan persiapan bahan baku tongkol jagung. Perlakuan
awal yang diberikan yaitu pencucian, penghancuran, pengeringan,
pengayakan, dan delignifikasi menggunakan pelarut NaOH.
1.5.2 Tahap Pelaksanaan
Pada tahap ini dilakukan hidrolisis menggunakan katalis HCl dengan
memvariasikan rasio bahan baku tongkol jagung dan air, konsentrasi katalis
Penentuan Kondisi Optimum Hidrolisis Limbah Tongkol Jagung
Menggunakan Katalis Asam
5
Bab I Pendahuluan
HCl, dan waktu operasi hidrolisis untuk mendapatkan hasil terbaik. Hasil
hidrolisis
dinetralkan
dan
dimurnikan
karena
diharapkan
dapat
menghasilkan produk glukosa dengan kadar yang tinggi.
1.5.3 Tahap Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis kimia berupa konsentrasi zat padat terlarut
dengan metode Brix dan konsentrasi glukosa dengan metode SomogyNelson.
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang penelitian, rumusan masalah,
tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, dan sistematika
penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori-teori yang menjadi acuan dalam
pelaksanaan penelitian yang dilakukan.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi tentang metode-metode yang dilakukan dalam
pelaksanaan tugas akhir ini.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang data hasil penelitian serta pembahasan
berdasarkan pada tujuan dan hasil yang diperoleh.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari pembahasan dan saran
dalam menangani kendala dan masalah yang dihadapi selama
pelaksanaan penelitian.
Penentuan Kondisi Optimum Hidrolisis Limbah Tongkol Jagung
Menggunakan Katalis Asam