BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kelapa sawit (Elaeis guineesis) termasuk produk yang banyak diminati oleh investor

karena nilai ekonominya cukup tinggi. Para investor menanam modalnya untuk

membangun perkebunan dan pabrik pengolahan kelapa sawit. Pada tahun 1990-an luas

perkebunan kelapa sawit mencapai lebih dari 1,6 juta ha yang tersebar di berbagai

sentra produksi seperti Sumatera. Sumatera Utara merupakan sentra produksi terbesar

mencapai 2.951.537 ton/ha pada tahun 2009. Rata-rata produktivitas kelapa sawit

Indonesia selama periode 2003-2009 adalah sebesar 3,27 ton/ha. Saat ini Indonesia

adalah negara dengan luas areal kelapa sawit terbesar di dunia, yaitu sebesar 34,18%

dari luas areal kelapa sawit dunia. Pencapaian produksi rata-rata kelapa sawit Indonesia

tahun 2004-2008 tercatat sebesar 75,54 juta ton tandan buah segar (TBS) atau 40,26%

dari total produksi kelapa sawit dunia (Yan, 2012).

Industri pengolahan kepala sawit di Indonesia terus mengalami peningkatan.

Sampai dengan tahun 2009 jumlah industri pengolahan kelapa sawit di Indonesia

mencapai 608 yang tersebar hampir di seluruh provinsi di Indonesia dengan total

kapasitas produksi minyak mentah sawit (Crude Palm Oil/CPO) mencapai 34.280 ton

TBS/jam (Yan, 2012). Pembangunan kelapa sawit maupun untuk perluasannya yang

terdapat di Sumatera, Kalimantan, dan berbagai daerah di Indonesia dapat dipastikan

berpotensi menimbulkan dampak terhadap lingkungan hidup. Penggunaan mesin dan

ketel air di pabrik untuk mengolah TBS sampai mencapai CPO akan menghasilkan asap

dari mesin, genset, dan tungku yang akan mempengaruhi kualitas udara. Proses

pencucian, perebusan, sampai pemurnian di pabrik kelapa sawit akan banyak

menghasilkan limbah cair dan limbah padat.

Universitas Sumatera Utara

Limbah cair harus diolah dalam Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)

sebelum dilepas ke saluran perairan terbuka atau perairan umum agar tidak

mempengaruhi kualitas air permukaan. Jika kualitas air limbah yang dilepas ke perairan

terbuka masih di atas baku mutu, dikhawatirkan akan mempengaruhi populasi dan

keragaman flora dan fauna perairan.

Sedangkan limbah padat yang dihasilkan adalah tandan kosong kelapa sawit

(TKKS). TKKS merupakan limbah terbesar yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa

sawit. Jumlah TKKS mencapai 30-35% dari berat TBS setiap pemanenan. Namun

hingga saat ini, pemanfaatan TKKS belum dilakukan secara optimal (Hambali, 2008).

Sampai saat ini, TKKS masih dibakar pada Inneceator dan abunya dipergunakan

sebagai pupuk kalium di perkebunan kelapa sawit. Pembakaran ini telah dilarang oleh

karena pencemaran yang ditimbulkan, serta membutuhkan biaya operasi dan

pemeliharaan yang tinggi (Nainggolan, 2011).

TKKS merupakan bahan baku non kayu yang memiliki rerata panjang serat

pendek sampai sedang (0,76-1,2 mm) dan diameter kecil sampai sedang (14,34-15,01

mm). Kadar -seluosa TKKS adalah 38,76% sehingga TKKS dapat diolah menjadi pulp

dengan mutu yang cukup baik (Darnoko, 1995).

-selulosa atau serat panjang potensial untuk dikembangkan menjadi pulp putih,

serat panjang selama ini masih diimpor. Pulp ini dapat digunakan sebagai substitusi

serat panjang untuk pembuatan kertas saring dan kertas foto kopi. Dengan sifat serat

panjang dan langsing, dapat digunakan untuk kertas khusus seperti kertas saring teh

celup, kertas dasar stensil, kertas rokok dan kertas yang memerlukan ketahanan daya

simpan seperti kertas uang, kertas surat berharga, kertas dokumen, dan kertas peta.

Selain itu kandungan selulosa yang tinggi dapat digunakan sebagai bahan baku rayon.

Selulosa dapat diesterifikasi dengan asetat anhidrida dengan adanya asam sulfat

sebagai katalisator menghasilkan selulosa asetat (Sastrohamidjojo, 2009). Selulosa

asetat adalah selulosa yang gugus hidroksilnya diganti oleh gugus asetil berbentuk

padatan putih , tidak beracun, tidak berasa, dan tidak berbau (SNI, 1991).

Universitas Sumatera Utara

Dari sejumlah ester asam karboksilat alifatik selulosa komersial yang paling baik

adalah selulosa asetat yang mempunyai stabilitas termal yang baik (Klemm, 1998).

Selulosa asetat dapat larut dalam pelarut metilen klorida-alkohol, jika pelarutnya

diuapkan akan diperoleh serat yang halus yang disebut asetat rayon. Asetat rayon

digunakan sebagai bahan tekstil (Sastrohamidjojo, 2009). Selain mempunyai nilai

komersial yang cukup tinggi, selulosa asetat juga memiliki beberapa keunggulan

diantaranya karakteristik fisik dan optik yang baik sehingga banyak digunakan sebagai

serat untuk tekstil, filter rokok, plastik, dan film fotografi, pelapis kertas dan membran,

serta kemudahan dalam pemprosesan lebih lanjut (Savitri, 2004). Di samping itu,

selulosa asetat juga mempunyai daya tarik yang cukup tinggi karena sifatnya yang

biodegradabel sehingga ramah lingkungan.

Savitri (2004) telah menentukan kondisi optimum sintesis selulosa asetat dengan

variabel kecepatan pengadukan, waktu esterifikasi dan jumlah pelarut, dimana yield

akan cenderung turun jika waktu esterifikasi dinaikkan. Penurunan yield selulosa ini

disebabkan pada waktu yang semakin panjang kemungkinan terdegradasinya struktur

selulosa menjadi glukosa dan selulosa asetat menjadi asam glukosa karena proses

hidrolisis dalam suasana asam semakin besar. Kenaikan jumlah pelarut juga

menurunkan yield selulosa karena dengan bertambahnya pelarut maka konsentrasi

selulosa dan asam asetat menjadi semakin kecil sehingga menurunkan kecepatan reaksi

esterifikasi sehingga produk yang dihasilkan semakin berkurang. Jika kecepatan

pengadukan dinaikkan maka yield akan cenderung turun. Kecenderungan ini

disebabkan ketika kecepatan pengadukan diperbesar maka selain kecepatan reaksi

esterifikasi meningkat, kecepatan hidrolisis selulosa dan selulosa asetat juga meningkat,

sehingga produk yang dihasilkan semakin berkurang. Lindu (2010) telah mensintesis

selulosa asetat dari nata de coco dimana gugus fungsi karbonil (C=O) dari selulosa

asetat yang diperoleh diidentifikasi dengan menggunakan Fourier Thermal Infrared

(FTIR). Gugus karbonil muncul pada panjang gelombang 1752,52 cm-1.

Dari uraian di atas, penulis bermaksud mengisolasi -selulosa TKKS, dimana

-selulosa yang telah diperoleh diesterifikasi dengan asetat anhidrat sehingga diperoleh

selulosa asetat yang akan dianalisa kadar air, kadar asetil, gugus fungsi, morfologi, dan

degradasi termal.

Universitas Sumatera Utara

1.2. Permasalahan

Pada penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah:

1. Bagaimana cara mengisolasi -selulosa dari TKKS.

2. Bagaimana cara esterifikasi -selulosa menjadi gugus asetil sehingga diperoleh

selulosa asetat.

3. Bagaimana cara mengkarakterisasi selulosa asetat yang telah diperoleh dan

membandingkannya dengan selulosa asetat komersial.

1.3.Pembatasan Masalah

Penelitian ini mengambil batasan-batasan sebagai berikut:

1. -selulosa yang digunakan diisolasi dari TKKS yang berasal dari limbah PTPN

IV Adolina Jl.Letjen Suprapto No.2 Deli Serdang Sumatera Utara.

2. Analisa gugus fungsi -selulosa sebelum dan sesudah esterifikasi dengan FTIR.

3. Selulosa asetat dilakukan analisa kadar air, kadar asetil, analisa gugus fungsi

dengan FTIR, analisa morfologi dengan SEM, dan analisa degradasi termal

dengan TGA.

1.4.Tujuan Penelitian

1. Upaya pemanfaatan limbah padat industri kelapa sawit berupa TKKS untuk

meningkatkan nilai jualnya.

2. Isolasi -selulosa dari TKKS yang kemudian diesterifikasi sehingga

menghasilkan selulosa asetat.

Universitas Sumatera Utara

1.5. Manfaat Penelitian

1. Mengurangi limbah padat perkebunan kelapa sawit dan meningkatkan nilai

jualnya.

2. Sebagai bahan informasi tambahan tentang pembuatan selulosa asetat dan

diharapkan dapat menggganti selulosa asetat impor.

1.6. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar FMIPA USU Medan,

Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi USU Medan, Laboratorium Politeknik

Lhoukseumawe NAD, dan Laboratorium Bea Cukai Jakarta.

1.7. Metodologi Penelitian

Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini

dilakukan beberapa tahapan yaitu:

Tahap persiapan serbuk TKKS.

Tahap kedua isolasi -selulosa dari serbuk TKKS.

Tahap esterifikasi -selulosa dari serbuk TKKS.

Tahap karakterisasi selulosa asetat yaitu analisa kadar air, kadar asetil, analisa

gugus fungsi dengan FTIR, analisa permukaan dengan SEM, dan analisa termal

dengan TGA.

Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah:

Variabel tetap : - Suhu - Waktu

Variabel terikat : - Analisa kadar air - Analisa kadar asetil

- Analisa gugus fungsi - Analisa termal

- Analisa permukaan

Universitas Sumatera Utara