PENELITIAN EKSPERIMENTAL PEMBUATAN PULP DARI BATANG PISANG KEPOK (Musa paradisiaca) DENGAN MENGGUNAKAN PROSES SODA Proposal Penelitian Disusun oleh: Fellix Adebayo (118012) PROGRAM STUDI D-III TEKNIK KIMIA POLITEKNIK KATOLIK MANGUNWIJAYA SEMARANG 2020 LEMBAR PENGESAHAN I. Judul Penelitian : Pembuatan Pulp Dari Batang Pisang Kepok (Musa paradisiaca) Dengan Menggunakan Proses Soda II. Penelitian Nama : Fellix Adebayo NIM : 118012 III. Lokasi Penelitian : Laboratorium Kimia Organik Kampus 1, Politeknik Katolik Mangunwijaya Semarang IV. Biaya Penelitian : Rp. 45.760,- Semarang, 25 November 2020 Mengetahui, Pembimbing Peneliti (Herman Yoseph Sriyana S.Pd, MT) Fellix Adebayo DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii DAFTAR ISI ..................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... iv DAFTAR TABEL .............................................................................................. v ABSTRAK.......................................................................................................... 1 BAB 1 ................................................................................................................. 2 A. Latar Belakang .......................................................................................... 2 B. Perumusan Masalah................................................................................... 3 C. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3 BAB 2 ................................................................................................................. 4 A. Batang Pisang Kepok ................................................................................ 4 B. Pulp........................................................................................................... 5 C. Proses Pembuatan Pulp.............................................................................. 5 BAB 3 ................................................................................................................. 7 A. Rancangan Penelitian ................................................................................ 7 B. Alat dan Bahan .......................................................................................... 8 C. Prosedur Kerja .......................................................................................... 9 BAB 4 ............................................................................................................... 10 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 11 LAMPIRAN ..................................................................................................... 12 Lampiran 1. Prosedur Analisa Pulp................................................................. 12 Lampiran 2. Rincian Biaya ............................................................................. 14 DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL ABSTRAK Pisang kepok merupakan salah satu jenis buah pisang yang banyak dikonsumsi dan ditanam oleh masyarakat Indonesia, namun pohon pisang kepok hanya dapat berbuah sekali sebelum akhirnya membusuk. Batang pohon pisang kapok memiliki kandungan selulosa 63-64% sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp. Pada penelitian ini pengolahan batang pisang menjadi pulp menggunakan proses soda pada suhu 100℃ , dengan variasi konsentrasi NaOH 5% ; 10% dan 15% serta variasi waktu pemasakan 30 menit ; 60 menit dan 90 menit. Percobaan ini dilakukan untuk mengatahui pengaruh konsentrasi NaOH dan waktu pemasakan terhadap rendemen, kadar air, kadar abu , dan kandungan lignin pada pulp. Kata Kunci: pulp, batang pohon pisang, NaOH, waktu pemasakan, rendemen. BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Indonesia merupakan negara penghasil pulp dan kertas terbesar ke-9 di dunia dengan kapasitas produksi 7,9 juta ton per tahun untuk pulp dan 12,9 juta per tahun untuk kertas (Kemenperin,2013). Jumlah produksi yang tinggi tentu berbanding lurus dengan jumlah pohon yang ditebang untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp. Indonesia juga merupakan salah satu produsen pisang yang pada tahun 2008 memproduksi sebanyak 6 juta metric ton (Anonim,2019). Pohon pisang hanya bisa berbuah sekali sebelum pohon tersebut busuk sehingga batang pohon pisang dianggap sebagai limbah. Mengingat kebutuhan bahan baku untuk pulp yang tinggi, maka dibutuhkan bahan baku yang lain yang dapat digunakan sebagai bahan substitusi untuk batang pohon. Sebagai bahan baku kertas, pulp diwajibkan untuk memiliki kandungan selulosa yang tinggi dan kandungan lignin yang lebih sedikit. Kandungan selulosa yang tinggi dibutuhkan agar kertas yang dihasilkan memiliki kadar serat yang tinggi sehingga kertas memiliki sifat yang lebih kuat, sedangkan kandungan lignin menyebabkan timbulnya warna coklat pada kertas (Bahri,2015). Adapun kualitas pulp kertas dapat dilihat pada Tabel 1.1 & tabel 1.2. Tabel 1.1 Kualitas pulp kertas Parameter Low yield Medium yield High yield Bilangan Kappa 14-20 35-50 60-110 Kandungan Lignin (%) 1,25-1,75 3,12-4,45 5,34-9,8 Perolehan Pulp (%) 35-45 47-51 49-53 Sumber : Bahri, 2015 Tabel 1.2 Kualias Pulp Yang Dihasilkan Industri Pulp Kimia Kualitas Pulp Perolehan Pulp (%) Kandungan Selulosa (%) Industri Pulp Kimia 35-53 >80% digunakan untuk pulp kertas >90% digunakan untuk pulp rayon Sumber : Bahri, 2015 Penelitian ini menggunakan batang pisang kepok sebagai objek penelitian karena pisang jenis tersebut adalah pisang yang paling mudah penulis temui. Batang pisang kapok mengandung selulosa 63-64%, hemiselulosa 20% dan kandungan lignin 5% (Wardani et al, 2019), jika di bandingkan dengan table diatas maka batang pisang kapok dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam pembuatan pulp. B. Perumusan Masalah 1) Bagaimana kombinasi konsentrasi dan waktu pemasakan yang menghasilkan produk terbaik dalam pembuatan pulp dari batang pisang kepok? 2) Berapa kandungan lignin, kadar air dan kadar abu pada pulp yang dihasilkan? C. Tujuan Penelitian 1) Mengetahui kombinasi konsentrasi dan waktu pemasakan yang menghasilkan produk terbaik dalam pembuatan pulp dari batang pisang kepok. 2) Mengetahui kandungan lignin, kadar air dan kadar abu pada pulp yang dihasilkan. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA A. Batang Pisang Kepok Pisang kepok (Musa paradisiaca L.) merupakan jenis pisang olahan yang paling sering diolah terutama dalam olahan pisang goreng dalam berbagai variasi, sangat cocok diolah menjadi keripik, buah dalam sirup, aneka olahan tradisional, dan tepung. Pisang dapat digunakan sebagai alternatif pangan pokok karena mengandung karbohidrat yang tinggi, sehingga dapat menggantikan sebagian konsumsi beras dan terigu (Prabawati et al., 2008). Tanaman pisang kepok (Musa paradisiaca L.) merupakan tanaman dalam golongan terna monokotil tahunan berbentuk pohon yang tersusun atas batang semu. Batang semu ini merupakan tumpukan pelepah daun yang tersusun secara rapat dan teratur. Percabangan tanaman bertipe simpodial dengan meristem ujung memanjang dan membentuk bunga lalu buah. Bagian bawah batang pisang 23 menggembung berupa umbi yang disebut bonggol. Pucuk lateral (sucker) muncul dari kuncup pada bonggol yang selanjutnya tumbuh menjadi tanaman pisang. Buah pisang umumnya tidak berbiji atau bersifat partenokarpi. (Satuhu, 1992). Gambar 2.1 Pohon pisang kepok Komposisi dari batang pohon pisang disajikan pada tabel 2.1 sebagai berikut : Tabel 2.1 Komposisi Batang Pisang Parameter Kadar (%) Selulosa 63-64 Hemiselulosa 20 Lignin 5 Sumber : Wardani, 2019 B. Pulp Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat. Pulp dapat dibuat dari bahan kayu, non kayu, dan kertas bekas (Waste paper). Pulp merupakan bubur kayu sebagai bahan dasar dalam pembuatan kertas. Bahan baku pulp biasanya mengandung tiga komponen utama yaitu : selulosa, hemiselulosa, dan lignin. (Ramadhani, 2019) Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekanis, kimia, dan semi kimia. Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan proses kraft. Proses tersebut dipilih karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semi kimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan dengan kedua proses lainnya, karena komponen yang terdegradasi lebih banyak. (Ramadhani, 2019) C. Proses Pembuatan Pulp Ditinjau dari bahan bakunya, secara umum proses pembuatan pulp dapat digolongkan sebagai: 1) Proses mekanis, yaitu proses pembuatan pulp yang seluruhnya menggunakan proses mekanis. 2) Proses semi kimia, yaitu proses pembuatan pulp yang melalui proses kombinasi antara proses mekanis dan proses kimia. 3) Proses kimia, yaitu bahan baku berserat ditambah dengan bahan kimia. (Ramadhani, 2019) Untuk proses kimia bahan, ditambahkan bermacam-macam bahan tergantung jalur proses kimia yang diambil, diantarannya sebagai berikut : a) Proses sulfat Bahan kimia yang digunakan adalah natrium sulfat (Na2SO4), soda api (NaOH), dan soda abu (Na2CO3). Bahan dasar yang digunakan adalah kayu lunak maupun kayu kertas. b) Proses sulfit Bahan kimia yang digunakan adalah asam sulfit (H2SO3), asam sulfat (H2SO4), dan magnesium bisulfit (Mg(HSO3)2). Bahan dasar yang digunakan bisa kayu lunak, maupun kayu kertas. Proses ini sangat baik untuk membuat kertas berkualitas tinggi. c) Proses nitrat Bahan kimia yang digunakan adalah asam nitrat (HNO3) dan soda api (NaOH) d) Proses soda Bahan kimia yang digunakan soda api (NaOH). Bahan dasar yang biasa digunakan untuk proses ini adalah jerami, ampas tebu, dan rerumputan. Untuk proses pembuatan pulp dari bahan non kayu biasanya menggunakan proses soda. (Ramadhani, 2019) BAB 3 METODOLOGI A. Rancangan Penelitian Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan dua variabel bebas, yaitu kadar NaOH dan waktu pemasakan. Hasil yang didapat akan dijelaskan secara deskriptif. Rancangan penelitian pembuatan pulp dari batang pisang kepok disajikan pada tabel 3.1 Tabel 3.1 Rancangan penelitian No Variabel Bebas Variabel Tetap Variabel Terikat Kadar NaOH (%) Waktu Pemasakan Suhu 100℃ Rendemen 1 5 Massa sample Kadar lignin 2 10 10 gram Kadar abu 3 15 Kadar air 4 30 menit 5 60 menit 6 90 menit B. Alat dan Bahan 1) Bahan Bahan baku dalam pembuatan pulp dan bahan bahan yang diperlukan dalam pengujian disajikan pada tabel 3.2 sebagai berikut : Tabel 3.2 Bahan baku dan bahan pembantu dalam pembuatan pulp N Bahan o 1 Batang pisang kepok . NaOH 2 . Fungsi Bahan utama pembuatan pulp Bahan pereaksi pada proses Soda Aquadest 3 .4 KMnO Pelarut .5 SO H 2 4 .Air 6 Es Larutan pengasam .7 KI .8 S O Na 2 2 3 . Oksidator Oksidator kuat 4 Penurun suhu Larutan standar 2) Alat a) Pada penelitian ini alat yang digunakan dapat dilihat pada gambat 3.1 Keterangan gambar : 1. Autoklaf 2. Beaker glass 3. Kompor 1 2 3 Gambar 3.1 Rangkaian Alat Waterbath b) Rangkaian alat analisa uji kappa disajikan pada gambar 3.3 adalah sebagai berikut : Keterangan gambar : 1. 2. 3. 4. Statif Klem Buret Erlen Meyer Gambar 3.2 Rangkaian Alat Titrasi C. Prosedur Kerja 1. Persiapan bahan baku a) 200 gram batang pisang kepok dipotong kurang lebih 1 cm b) Potongan dimasukan ke dalam oven dryer dengan suhu 105℃ selama 24 jam 2. Proses pulping a) 10 gram batang pisang kepok ditambah larutan NaOH ( 5 ; 10; dan 15%) dengan perbandingan 6:1 b) Sample dimasukan kedalam autoklaf pada temperatur 100℃ dan dimatikan sesuai waktu yang divariasikan ( 30 menit ; 60 menit ; dan 90 menit) c) Hasil yang sudah didinginkan dipisahkan residu dan filtratnya menggunakan kertas saring d) Residu yang didapat dicuci dengan air panas lalu dikeringkan di oven pada suhu 105℃ selama 1 jam e) Padatan yang sudah kering ditimbang sebagai pulp kering f) Analisa rendemen, kadar abu, kadar air dan lignin (Bahri,2015) BAB 4 JADWAL PENELITIAN No Kegiatan 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Menyusun dan mengumpulkan proposal Persiapan bahan baku Proses pembuatan pulp Menghitung rendemen Uji kadar air Uji kadar abu Uji bilangan kappa Pengulangan jika data yang didapat tidak akurat Penyusun laporan Seminar 2 3 4 5 6 Pertemuan ke 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 DAFTAR PUSTAKA Bahri, S. (2015). PEMBUATAN SERBUK PULP DARI DAUN JAGUNG. Novianti, P., & Setyawati, W. A. (2016). PEMANFAATAN LIMBAH KULIT PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN KERTAS ALAMI DENGAN METODE PEMISAHAN ALKALINASI. Prabawati, S., & Setyabudi, D. A. (2008). Teknologi Pasca Panen dan Teknik Pengolahan Buah Pisang. Ramadhani, E. E. (2019). PEMBUATAN PULP DARI SABUT KELAPA MUDA DENGAN MENGGUNAKAN PROSES SODA. Satuhu, S. (1922). Pisang: Budidaya, Pengolahan, dan Prospek Pasar. Indonesia: Penebar Swadaya. Wardani, P. K. (2019). PENGARUH PENAMBAHAN MINYAK KEDELAI DAN SORBITOL TERHADAP KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI PATI BIJI NANGKA SEBAGAI PENGEMAS. LAMPIRAN Lampiran 1. Prosedur Analisa Pulp a. Rendemen Perhitungan rendemen dilakukan dengan menimbang pulp yang diperoleh kemudian dibagi dengan berat bahan baku yang telah dikeringkan. Perhitungan : Rendemen = ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑓𝑒𝑒𝑑 x100% b. Analisis bilangan kappa 1). Serat hasil pulping diblender sampai halus. 2). Menimbang sebanyak 1 gram dan dimasukkan dalam beakerglass yang telah berisi aquadest 200 ml. 3). Menambahkan larutan KMnO4 25 ml dan H2SO4 25 ml. 4). Memasukkan sampel kedalam penangas yang berisi air es dijaga suhunya hingga 25oC dan distirrer selama 10 menit. 5). Menambahkan larutan KI sebanyak 6 ml dan dititrasi menggunakan larutan Na2S2O3 hingga sampel berubah menjadi warna bening C. Analisa kadar air 1). Cawan dipanaskan pada suhu 105℃ selama 1 jam, kemudian didinginkan didalam desikator. 2). Ditimbang 5 gram sampel. 3). Sampel dipanaskan di dalam oven pada suhu 105℃ selama 1 jam. 4).Kemudian sampel didinginkan di dalam desikator dan kemudian ditimbang. 5). Kadar air dihitung dengan persamaan : ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 Kadar air = 𝑓𝑒𝑒𝑑 x100% Dimana : a = berat sampel mula-mula b = berat sampel setelah dikeringkan D. Analisa kadar abu 1). Sampel ditimbang sebanyak 5 gram dalam cawan yang telah dipanaskan sebelumnya pada suhu 25℃ dan telah diketahui berat keringnya. 2). Sampel dalam cawan dimasukkan dalam furnance dan dipanaskan sampai suhu 575℃ selama 4 jam. 3). Kemudian sampel didinginkan didalam desikator dan ditimbang sampai bobotnya tetap. 4). Kadar abu dihitung dengan persamaan berikut : Kadar Abu = ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑓𝑒𝑒𝑑 x100% Lampiran 2. Rincian Biaya No Bahan 1. Batang pisang kepok 2. NaOH 3. Aquadest 4. Jumlah Harga per kg atau kebutuhan 200 gram liter 750 gram Jumlah - Rp. 16.000,- Rp. 12.000,- 12 liter Rp.1.000,- Rp. 12.000,- KMnO4 3 gram Rp. 300.000,- Rp. 900,- 5. H2SO4 300 ml Rp. 25.000,- Rp. 7.500,- 6. Air Es 10 buah 7. KI 2 gram Rp. 1.500.000,- Rp. 3.000,- 8. Na2S2O3 30 gram Rp. 12.000,- Rp. 360,- Rp. 10.000,- Jumlah Rp. 45.760,-
