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, sayursayuran, 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 obat- 1
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 105 o C 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 150 o C, 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).
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 Tujuan 1. 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. Menghitung yield glukosa hasil hidrolisis tongkol jagung. 1.4 Ruang Lingkup Batasan dari penelitian ini adalah : 1. Sumber lignoselulosa yang digunakan adalah tongkol jagung yang diperoleh dari limbah konsumsi masyarakat di Ciwaruga Bandung.
Bab I Pendahuluan 4 2. Perlakuan awal terhadap tongkol jagung meliputi pencucian dengan air, pengecilan ukuran menggunakan blender, dan pengeringan menggunakan oven. 3. 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 150 o C. 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
Bab I Pendahuluan 5 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 Somogy- Nelson. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut. BAB I BAB II BAB III BAB IV BAB V PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, dan sistematika penulisan. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi teori-teori yang menjadi acuan dalam pelaksanaan penelitian yang dilakukan. METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tentang metode-metode yang dilakukan dalam pelaksanaan tugas akhir ini. HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang data hasil penelitian serta pembahasan berdasarkan pada tujuan dan hasil yang diperoleh. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dari pembahasan dan saran dalam menangani kendala dan masalah yang dihadapi selama pelaksanaan penelitian.