III. BAHAN DAN METODE
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Analisis Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung dan Laboratorium Ilmu Tanah Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada bulan Mei sampai dengan Agustus 2013.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian adalah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) di PTPN (Persero) VII Unit Usaha Bakrie, Lampung Tengah. Bahan kimia yang digunakan antara lain: asam asetat glasial, asam formiat, HCl, H2SO4, H2O2, air, dan aquades. Alat yang digunakan adalah pemasak pulp (Erlenmeyer 5.000 ml, hotplate, pendingin balik), termometer, timbangan digital 2 digit, timbangan digital 4 digit, desikator, tanur, shaker waterbath, oven, ruang asam, Erlenmeyer 500 ml, Erlenmeyer 250 ml, jam, corong, kertas saring dan alat-alat gelas analisis uji kimia.
18 3.3. Metode Penelitian
Penelitian ini diawali dengan pembuatan pulp formacell yang ditambah katalis HCl dengan bahan baku tandan kosong kelapa sawit untuk kemudian diputihkan menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) dalam media asam asetat. Proses delignifikasi pulp dari tandan kosong kelapa sawit ini menggunakan H2O2 konsentrasi 50% yang dilarutkan dalam media asam asetat sebesar 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, 18%, 21% dan 24% dengan lama 3 jam. Setiap percobaan dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali. Rancangan perlakuan dalam penelitian ini disusun secara non faktorial dalam Rancangan Acak Kelompok Lengkap (RAKL). Data diolah dengan analisis ragam untuk mendapat penduga ragam galat serta signifikasi untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan antar perlakuan. Kesamaan ragam diuji dengan uji Barlet dan kemenambahan data diuji dengan uji Tukey. Data dianalisis lebih lanjut dengan uji perbandingan dan polinomial ortogonal.
3.4. Pelaksanaan Penelitian
3.4.1. Persiapan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Tandan kosong kelapa sawit yang sudah dibersihkan dan dikeringkan, lalu dikecilkan ukuran hingga didapat serat-seratnya.
19 3.4.2. Pemasakan Pulp
Pemasakan pulp dari tandan kosong kelapa sawit dilakukan menggunakan pelarut asam asetat 80% (v/v) dan asam formiat 90% (v/v). Perbandingan bahan baku dengan larutan pemasak yang digunakan sebesar 1:15 (b/v). Berat bahan baku yang digunakan dalam setiap kali pemasakan dalam penelitian ini yaitu 200 gram dan larutan pemasak 3000 ml. Sebanyak 200 gram bahan baku dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 5.000 ml. Dimaserasi (direndam) dengan asam asetat sebanyak 79,5%, asam formiat 20% dan katalis HCl 0,5% dari total 3000 ml larutan pemasak selama 1 jam. Setelah dimaserasi dimasak dengan suhu pemasakan 130ºC dengan tekanan yang terjadi pada suhu tersebut selama 2 jam. Setelah itu dilakukan penyaringan dan pencucian dengan air mengalir yang bersuhu ruang hingga air hasil pencucian jernih. Pulp basah hasil pencucian kemudian dikeringkan pada suhu kamar dan didapat pulp kering. Diagram alir pembuatan pulp dari tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 4.
20 Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) 200 gram Maserasi selama 1 jam dengan asam asetat sebanyak 79,5%, asam formiat 20%, katalis HCl 0,5% (1: 15 (b/v))
Pemasakan di digester/pemanas dengan suhu 130ºC dan lama pemasakan 2 jam Filtrat
Penyaringan Air
Pencucian dan penyaringan
Filtrat+air
Pulp basah Pengeringan suhu kamar
Pulp kering
Gambar 4. Diagram proses pemasakan pulp dengan bahan baku TKKS Sumber : Fahreza, 2013
3.4.3 Pembuatan Hidrogen Peroksida dalam Media Asam Asetat Pembuatan hidrogen peroksida dalam media asam asetat dilakukan dengan cara sebagai berikut: a.
Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 3% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 30 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 970 ml.
21 b. Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 6% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 60 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 940 ml. c. Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 9% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 90 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 910 ml. d. Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 12% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 120 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 880 ml. e. Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 15% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 150 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 850 ml. f. Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 18% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 180 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 820 ml. g. Hidrogen peroksida dalam media asam asetat konsentrasi 21% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 210 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 790 ml.
22 h. Hidrogen peroksida konsentrasi 24% Larutan hidrogen peroksida dengan konsentrasi 50% diambil sebanyak 240 ml kemudian ditambah dengan asam asetat dengan konsentrasi 99,8% sebanyak 760 ml.
3.4.4 Delignifikasi Pulp
Pulp dari tandan kosong kelapa sawit hasil pemasakan secara formacell didelignifikasi dengan H2O2 50% dalam media asam asetat pada konsentrasi 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, 18%, 21% dan 24%. Pulp formacell sebanyak 50 gram dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 500 ml dan diberi penambahan H2O2 dalam media asam asetat sesuai konsentrasi perlakuan hingga pulp terendam (400 ml). Proses delignifikasi pulp dilakukan dengan pemanasan pada suhu 85oC di dalam waterbath dengan lama 3 jam. Setelah itu dilakukan pencucian dengan air mengalir yang bersuhu ruang hingga air hasil pencucian jernih. Pulp basah terdelignifikasi hasil pencucian kemudian dikeringkan pada suhu kamar 3-4 hari. Pulp terdelignifikasi yang telah kering kemudian dianalisis sifat kimia dan organoleptik warna untuk menentukan pulp terbaik dari keseluruhan perlakuan yang diberikan. Diagram alir proses pemutihan pulp dari tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 5.
23 Pulp formacell dari tandan kosong kelapa sawit
Delignifikasi dengan asam perasetat 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%, 18%, 21%, dan 24% dengan lama 3 jam (T=85oC) hingga 400 ml
Penyaringan
air
Pencucian
filtrat air+filtrat sisa
Pengeringan suhu kamar
Pulp terdelignifikasi
Pengamatan dan analisis (sifat kimia dan warna pulp)
Gambar 5. Diagram alir delignifikasi pulp bahan tandan kosong kelapa sawit Sumber : Yanto, 2011 yang telah dimodifikasi
3.5. Pengamatan
Pulp formacell tandan kosong kelapa sawit yang telah terdelignifikasi diuji rendemen, sifat kimia (selulosa, hemiselulosa, lignin), dan uji organoleptik warna pulp.
24 3.5.1. Rendemen Pulp
Pulp hasil delignifikasi ditimbang dalam keadaan basah (A gram), kemudian diambil contoh pulp sebanyak B gram dan dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C sampai diperoleh bobot konstan (C gram). Rendemen dihitung dengan rumus : C
Rendemen (%)
B
A
bobot pulp formacell TKKS kering
100 0 0
Keterangan : A = Bobot total pulp basah B = Bobot contoh pulp basah C = Bobot contoh pulp kering
3.5.2 Analisis Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin
Sebanyak 1 gram pulp kering hasil delignifikasi (berat konstan) dimasukkan dalam Erlemmeyer 250 ml dan ditambah aquades 150 ml. Kemudian dipanaskan selama 2 jam di dalam penangas pada suhu 100°C. Dilakukan penyaringan dan pencucian dengan aquades sampai volume filtrat 300 ml. Kemudian residu dikeringkan pada oven bersuhu 105°C hingga diperoleh berat konstan (a). Residu kering (a) dimasukkan kedalam Erlenmeyer 250 ml ditambah 150 ml H2SO4 1N, kemudian dipanaskan pada penangas air pada suhu 100°C selama 1 jam. Dilakukan penyaringan dan residu dicuci dengan aquades sampai volume filtrat 300 ml. Residu yang diperoleh kemudian dikeringkan hingga beratnya konstan dan ditimbang (b). Selanjutnya residu kering (b) dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml dan ditambahkan H2SO4 72% sebanyak 10 ml. Direndam
25 selama 4 jam pada suhu kamar kemudian ditambahkan 150 ml H2SO4 1 N (untuk pengenceran), dipanaskan pada penangas air pada suhu 100°C selama 2 jam. Dilakukan penyaringan dan dicuci dengan aquades hingga volume filtrat 400 ml. Residu dikeringkan hingga beratnya konstan dan ditimbang (c). Residu (c) tersebut kemudian diabukan selama 6 jam (600°C) (Chesson, 1978 dalam Datta, 1981). Kadar hemiselulosa, selulosa, dan lignin dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Kadar hemiselulo sa
a b 100 0 0 berat sampel
Kadar selulosa
b c 100 0 0 berat sampel
Kadar lignin
c berat abu 100 0 0 berat sampel
3.5.3 Uji Organoleptik Warna
Uji organoleptik menggunakan metode scoring terhadap warna pulp yang dihasilkan. Uji ini digunakan untuk melihat warna yang diperoleh dari hasi delignifikasi pulp menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) dalam media asam asetat. Panelis yang digunakan sebanyak 15 orang panelis. Format kuesioner penilaian panelis dibuat sebagai berikut :
26 Nama Tanggal
: :
Sampel: Pulp
Dihadapan anda terdapat 9 buah sampel pulp dengan bahan baku tandan kosong kelapa sawit. Anda diminta untuk mengamati warna sampel. Berikan penilaian anda pada tabel penilaian berikut :
164
579
865
Kode Sampel 231 402 753
329
719
Keterangan untuk penilaian: 1 = Coklat 2 = Kuning Kecoklatan 3 = Kuning 4 = Putih Kekuningan 5 = Agak putih 6 = Putih Gambar 6. Kuisioner uji organoleptik warna pulp terdelignifikasi
864
