Pirolisis limbah kayu dan bambu yang ramah lingkungan untuk menghasilkan asam asetat;Mohammad Wijaya M

Abstract

Limbah kayu tersedia dalam jumlah yang besar sebanyak 37-43% dari penebangan pohon, antara lain berupa serbuk kayu, potongan kayu dan sisa ketaman kayu. Limbah kayu selama ini dimanfaatkan sebagai media penanaman jamur dan penghara. Pemanfaatan limbah kayu dan bambu pada pembuatan asap cair dan arang telah mendapat perhatian pada beberapa tahun belakangan ini, yang umumnya diproduksi secara pirolisis. Pada proses pirolisis, senyawa hemiselulosa, selulosa dan lignin yang terdapat pada bahan baku terdekomposisi menghasilkan produk asap cair, ter, dan arang. Proses pirolisis pada penelitian ini dilakukan terhadap 3 jenis kayu yang berbeda yaitu jati (daun lebar), pinus (daun jarum) dan bambu (daun menyirip). Tujuan penelitian ini adalah (1) memperoleh asap cair terbaik melalui pirolisis dengan rekayasa proses fisik (suhu dan laju pemanasan), (2) memperoleh fraksi asam asetat dari asap cair dengan cara ekstraksi dan destilasi, (3) menentukan energi aktivasi dan faktor eksponensial dari model kinetika pirolisis, dan (4) menentukan energi bebas Gibbs, entropi dam entalpi dalam termodinamika kimia. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Kayu dan Energi Biomassa Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Balitbang Kehutanan Kementerian Kehutanan, Bogor. Penelitian dilakukan dalam tiga tahap. Tahap pertama dilakukan di laboratorium meliputi proses pirolisis limbah kayu dan bambu serta analisis produk. Tahap kedua adalah aplikasi asap cair pada ikan tongkol dan tahu. Tahap ketiga adalah penentuan kinetika pirolisis, waktu paruh, termodinamika kimia dan emisi karbon. Pertama-tama bahan dipotong hingga ukuran 40-60 Mesh, kemudian dikeringkan hingga kadar air 10-20% (b/b). Analisis kadar lignin, selulosa dengan menggunakan Thermogravimetri Analysis (TGA). Suhu pirolisis yang digunakan adalah 110°, 200°, 300°, 400°, dan 500°C untuk masingmasing sampel selama 5 jam. Asap cair yang diperoleh dikondensasi kemudian disimpan selama 24 jam untuk mengendapkan ter. Supernatan dari larutan kondensat adalah asap cair, sedangkan bagian bawah adalah endapan ter. Analisis komponenkomponen pada asap cair dilakukan melalui analisis rendemen, pH, dan konsentrasi asam asetat. Analisis komponen kimia asap cair menggunakan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS) Pengelompokan senyawa asap cair dianalisis dengan Principal Component Analysis (PCA). Fraksinasi kelompok dilakukan melalui ekstraksi bertahap menggunakan pelarut n-heksana, etil asetat, dan metanol. Fraksi-fraksi yang mengandung asam dan turunan dipekatkan dengan evaporator Buchi, fraksi residu dianalisis kembali dengan GC-MS. Fraksi etil asetat dimurnikan dengan destilasi untuk mengambil senyawa murni asam asetat. Destilasi menggunakan suhu yang dinaikkan secara bertahap. Suhu yang ditera adalan suhu fraksi asap cair antara < 95° C, 95°<T<105°C dan 105°<T<120°C. Aplikasi asap cair pada ikan tongkol dan tahu..dst