DOK.KTI 721 Proceeding of Second Added Value Of Energy Resources 2 nd AvoER 2009 Palembang, 29 30 Juli 2009
PENINGKATAN EFISIENSI KAPASITAS KAMAR PENGERING SIT ASAP DENGAN PEMANFAATAN SINAR MATAHARI Mili Purbaya 1*, M. Solichin 2, D. Suwardin 3, A. Anwar 4 dan A. Vachlepi 5, 1,2,3,4,5 Pusat Penelitian Karet, Balai Penelitian Sembawa, Jl. Raya Palembang-Sekayu Km.29 * Korespondensi Pembicara : Phone : 081367165505, Fax : 0711 7439282 Email : mp_plazoe2000@yahoo.com ABSTRAK Dalam pengolahan Ribbed Smoked Sheet (RSS) secara konvensional (normal), proses pengawetan dan pengeringan sit dengan menggunakan asap yang dihasilkan dari pembakaran kayu karet akan memerlukan waktu lama yaitu 5 6 hari. Setiap ton RSS memerlukan pembakaran kayu karet sebanyak 4 m 3, jadi untuk produksi 1,5 juta ton RSS per tahun di Dunia akan diperlukan 6 juta m 3 kayu karet yang dibakar. Jumlah bahan bakar kayu karet ini dapat dikurangi dengan mempersingkat waktu pengeringan di dalam kamar asap. Waktu pengeringan ini dapat dipersingkat dengan memanfaatkan sinar matahari sebagai pengeringan awal, tetapi untuk menjaga kualitas sit asap maka sit asap digumpalkan dengan asap cair karena asap cair dapat mencegah terjadinya oksidasi oleh sinar matahari langsung. Untuk mempercerah warna sit asap digunakan sodium meta bisulfit. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan lama penjemuran sit optimal di bawah sinar matahari sehingga dapat meningkatkan efisiensi proses pengolahan sit asap. Penelitian ini dilakukan dengan rancangan acak kelompok (RAK) faktorial dengan dua faktor dan tiga kali ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan sodium meta bisulfit dengan konsentrasi 0; 0,050; 0,75 dan 1,0%. Faktor kedua adalah lama pengeringan di bawah sinar matahari yaitu 0, 1, 2, dan 3 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lama penjemuran sit di bawah sinar matahari yang paling optimal adalah 2 hari karena telah dapat mempercepat waktu pengeringan sit antara 35 sampai 47,5 jam. Mutu spesifikasi teknis karet, kompon karet sit yang optimal adalah pada perlakuan NaHSO 3 0,50% b/b KK dan lama penjemuran 2 hari karena hasilnya setara dengan asam formiat dan yang paling rendah konsentrasinya atau paling murah biayanya. Waktu pengeringan sit yang lebih singkat dapat meningkatkan efisiensi kapasitas kamar pengering sebanyak 66-69%. Keywords : asap-cair, efisiensi, sinar-matahari, sit-asap. 1. PENDAHULUAN Kenaikkan harga bahan minyak (BBM) yang sampai dengan US $ 147 per barrel pada bulan Juli 2008 yang lalu dan tuntutan terhadap teknologi yang ramah lingkungan, telah menimbulkan pemikiran untuk efisiensi dalam pengolahan karet yang akan diproses menjadi sit asap (RSS). Dalam rangkaian pengolahan sit asap (RSS), penggumpalan lateks, pengasapan dan pengeringan sit merupakan proses penting yang menentukan kualitas RSS. Proses penggumpalan lateks memerlukan asam format (semut) yang masih diimpor dan harganya cukup mahal. Proses pengasapan dan pengeringan sit sampai saat ini masih dilakukan secara konvensional yaitu dari pembakaran kayu karet. Perlakuan ini mempunyai kelemahan dalam pengendalian terhadap
faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengasapan dan pengeringan yaitu konsentrasi konstituen asap, waktu yang optimal dan suhu pengasapan tidak dapat dipertahankan selalu tetap selama pengolahan berlangsung. Juga tidak praktis karena harus selalu dijaga kayu bakar terus menerus menghasilkan asap dan panas sesuai dengan kebutuhan, kemudian proses pengolahan RSS memerlukan waktu yang lama, dan kemungkinan terjadi bahaya kebakaran, serta yang menjadi isu penting lingkungan saat ini adalah timbulnya pencemaran CO 2 ke udata. Sulitnya pengendalian faktor pengasapan menyebabkan konsentrasi asap dalam tiap lembar RSS tidak seragam, sehingga warna sit tidak seragam yaitu ada yang coklat muda dan coklat tua yang dapat mempengaruhi kualitas RSS. Disamping itu konsentrasi zat anti jamur yang terserap dalam RSS juga tidak seragam yang berakibat kepekaan terhadap jamur berbeda pula. Faktor yang mempengaruhi pengeringan sit adalah suhu udara pengering, yang ditentukan oleh jumlah, jenis dan tingkat kekeringan kayu bakar yang diumpankan ke dalam tungku. Terjadinya fluktuasi suhu udara pengering mengakibatkan pengeringan tidak sempurna yang berakibat terjadinya bintik-bintik putih karena RSS tidak matang sempurna atau terjadinya case hardening karena bagian dalam RSS masih mentah, warna tidak merata dan terjadinya gelembung-gelembung udara. Untuk mengatasi kelemahan yang ada pada pengolahan karet RSS secara konvensional tersebut di atas maka dilakukan penggumpalan lateks dan pengawetan sit dengan menggunakan asap cair yang dibuat dari cangkang sawit. Hasil percobaan sebelumnya menunjukkan bahwa asap cair dapat menggantikan asam format (semu) sebagai penggumpal, dapat menggantikan pembakaran kayu karet sebagai pengawet, tidak perlu pengasapan selama 5-6 hari tetapi hanya 1-2 hari, dan warna RSS lebih seragam untuk setiap lembar sit (Solichin, 2004). Bahkan percobaan selanjutnya menghasilkan tidak diperlukan proses pengasapan lagi dengan pembakaran kayu karet, tetapi dapat langsung dikeringkan dengan menggunakan udara kering (Puslit Karet-BPS, 2005). Sinar matahari belum banyak dimanfaatkan untuk pengeringan awal bokar dalam rangkaian pengolahan karet RSS, karena dikhawatirkan akan menyebabkan oksidasi dan lengket. Padahal sinar matahari merupakan energi gratis dari Tuhan dalam jumlah yang sangat berlimpah. Di dalam asap cair dari cangkang sawit mengandung 18 jenis senyawa-senyawa fenol dan derivatnya yang dapat berfungsi sebagai antioksidan (PSB, 2003). Oleh karena itu diperkirakan jika lateks di bekukan dengan asap cair maka bokar (gumpalan)nya tidak akan teroksidasi oleh sinar matahari baik secara langsung terkena bokar atau melalui atasp di dalam rumah kaca. Fungsi dari sinar matahari adalah untuk mempercepat pengeluaran air dari dalam bokar sehingga KKK nya tinggi, perlakuan ini akan mempercepat pre-drying dan lama pengeringan di dalam alat pengering (dryer). Penelitian ini bertujuan untuk menentukan lama penjemuran sit optimal di bawah sinar matahari sehingga dapat meningkatkan efisiensi proses pengolahan sit asap. 2. BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Balai Penelitian Sembawa selama tahun 2008. Bahan yang digunakan adalah lateks, asap cair, asam format dan sodium meta bisulfit. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok (RAK) faktorial yang terdiri dari 2 faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan sodium meta bisulfit dengan empat konsentrasi yaitu: 0; 0,50; 0,75 dan 1,0%. Faktor kedua adalah lama pengeringan di bawah sinar matahari yaitu; 0, 1, 2, dan 3 hari.
Prosedur Penelitian Lateks digumpalkan di dalam bak penggumpal dengan menggunakan asap cair 75 ml per kg karet kering, ditambahkan/dimasukan sodium metabisulfit dengan konsentrasi 0; 0,50; 0,75 dan 1,0% berat/berat. Kemudian gumpalan yang terjadi digiling menjadi sit dengan ketebalan 0,2-0,3 mm. Selanjutnya sit digantung dan dijemur di bawah sinar matahari secara langsung selama 0, 1, 2 dan 3 hari. Selanjutnya sit dikeringkan di dalam oven sampai kering. Sit asap (RSS) yang telah kering diuji mutunya secara visual dan spesifikasi teknis. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian pengaruh lama penambahan sodium metabisulfit dalam lateks dan lama penjemuran sit di bawah sinar matahari terhadap lama pengeringan, mutu spesifikasi teknis dan warna Lovibond dapat dilihat pada Tabel 1 dan 2. Tabel 1 Perlakuan Lama penjemuran (hari) Lama Pengeringan sit (hari) Asap cair + NaHSO 3 (0.00% b/b KK) *) 1 79,5 0 85,5 2 50,5 3 40,5 Asap cair + NaHSO 3 (0.50% b/b KK) Asap cair + NaHSO 3 (0.75% b/b KK) Asap cair + NaHSO 3 (1.00% b/b KK) 0 108,0 1 80,5 2 60,5 3 43,5 0 111,5 1 84,0 2 67,5 3 60,0 0 117,0 1 97,5 2 82,5 3 68,0 Kontrol Normal Proses (Asam format + asap kayu) 0 120-144 *) NaHSO 3 = sodium metabisulfit - b/b KK = berat/berat karet kering Dari Tabel 1 terlihat bahwa semakin lama penjemuran sit di bawah sinar matahari maka akan semakin cepat waktu pengeringan, karena semakin lama sit dijemur semakin banyak penguapan air sehingga akan meningkatkan kadar karet kering sit dan mempercepat waktu pengeringan sit di dalam kamar pengering. Lama penjemuran sit di bawah sinar matahari yang paling optimal adalah 2 hari karena paling banyak pengurangan waktu pengeringan dan pada 3 hari sudah tidak banyak lagi. Penjemuran sit dengan sinar matahari selama 2 hari telah dapat mempercepat waktu pengeringan sit antara 6 sampai 28,5 jam. Sodium metabisulfit (NaHSO 3 ) berpengaruh menghambat penguapan air dari sit yaitu semakin tinggi konsentrasi sodium metabisulfit (NaHSO 3 ) maka akan semakin lama waktu yang diperlukan untuk pengeringan sit.
Sinar matahari berpengaruh nyata terhadap lama pengeringan sit di dalam oven yaitu berkurang 52% dari 85,5 jam pada 0 hari (kontrol) menjadi 40,5 jam setelah sit dijemur di bawah sinar matahari selama 3 hari. Tetapi setelah ditambah dengan NaHSO 3, lama pengeringan menjadi 108 jam pada 0 hari konsentrasi NaHSO 3 0,05% dan 43,5 jam setelah sit dijemur di bawah sinar matahari selama 3 hari. Bila dibandingkan dengan kontrol normal proses maka lama pengeringan sit yang digumpalkan dengan asap cair hanya memerlukan waktu selama 40,5 117 jam sedangkan secara proses normal diperlukan waktu pengeringan selama 120 144 jam (5 6 hari) dibandingkan dengan penggumpalan asam format (semut) (Tabel 1). Hal ini diduga disebabkan di dalam asap cair mengandung senyawa-senyawa yang mudah menguap (volatile compounds) yang menarik air dari dalam koagulum pada saat menguap sehingga akan mempercepat waktu pengeringan sit. Penggumpalan dengan asap cair sebanyak 30 ml/kg KK dan penjemuran sit di bawah sinar matahari selama 1-3 hari akan mempercepat waktu pengeringan karet sit selama 80-100 jam (efisiensi 66 69%) dibandingkan dengan normal proses RSS. Tabel 2 Pengaruh konsentrasi sodium metabisulfit dalam lateks dan lama penjemuran sit di bawah sinar matahari terhadap mutu spesifikasi teknis Perlakuan Asap cair + NaHSO 3 (0.00% b/b KK) *) Asap cair + NaHSO 3 (0.50% b/b KK) Asap cair + NaHSO 3 (0.75% b/b KK) Asap cair + NaHSO 3 (1.00% b/b KK) Kontrol Normal Proses (Asam format + asap kayu) *) NaHSO 3 = sodium metabisulfit - b/b KK = berat/berat karet kering Lama penjemuran sit (hari) Po PRI VR Warna Lovibond 0 54 83 82 16 1 56 82 84 16 2 59 80 88 16 3 52 83 80 16 0 43 84 66 8 1 44 85 70 12 2 46 76 73 12 3 43 79 70 12 0 40 88 69 7 1 44 86 70 9 2 47 79 72 10 3 45 81 70 12 0 42 93 69 6 1 43 91 71 7 2 46 83 75 8 3 44 84 74 10 0 46 79 66 7 Penambahan NaHSO 3 akan menurunkan nilai Po bila dibandingkan dengan kontrol (NaHSO 3 0% b/b KK) (Tabel 2), hal ini diduga karena sinar matahari mempunyai dampak oksidasi yang akan memutuskan rantai molekul karet yang ditujukkan dengan nilai Po yang lebih rendah. Po menunjukkan panjangnya rantai molekul karet atau berat molekul karet, semakin tinggi nilai Po akan semakin panjang rantai molekulnya dan sebaliknya. Diduga bahwa
penjemuran sit akan menyebabkan terjadinya proses storage harden-ing yaitu ikan silang antara gugus aldehida pada rantai poliisoprena, yang menyebabkan bertambah panjangnya rantai polimer sehingga berat molekul (BM) semakin tinggi, dan kenaikan BM inilah yang menyebabkan kenaikan nilai Po (Gregory & Tan, 1975). Terdapat kecenderungan bahwa nilai Po tertinggi pada penjemuran selama 2 hari, hal ini diduga pada awal penjemuran terjadi reaksi ikatan silang gugus aldehid yang terdapat di dalam molekul karet (intramolecular rubber), tetapi setelah 2 hari terjadi reaksi ikatan silang yang sudah jenuh dan malahan terjadi pemecahan rantai molekul karet sehingga nilai Po nya menjadi lebih rendah. Semakin tinggi konsentrasi penambahan NaHSO 3 tidak menunjukkan akan semakin tinggi nilai Po nya, hal ini menunjukkan bahwa penambahan konsentrasi NaHSO 3 tidak berpengaruh terhadap ikatan silang gugus aldehid di antara molekul karet. Demikian juga untuk nilai VR (Viskositas Mooney), penjelasannya mirip dengan nilai Po karena nilai Po dan VR mempunyai korelasi yaitu kenaikan atau penurunan nilai Po akan berpengaruh terhadap kenaikkan atau penurunan nilai VR. Viskositas Mooney karet alam (Hevea brasiliensis) menunjukkan panjangnya rantai molekul karet atau berat molekul serta derajat pengikatan silang rantai molekulnya (Roberts, A.D. ed. 1988). Untuk nilai PRI, terdapat kecenderungan bahwa semakin tinggi konsentrasi sodium metabisulfit (NaHSO 3 ) maka akan semakin tinggi nilai PRI nya dan semakin lama penjemuran sit di bawah sinar matahari maka akan semakin rendah nilai PRI nya. Hal ini kemungkinan disebabkan NaHSO 3 berfungsi sebagai pencegah warna dan antioksidan yang akan melindungi molekul karet dari oksidasi suhu tinggi, padahal nilai PRI menunjukkan ketahanan karet terhadap oksidasi pada suhu tinggi sehingga semakin tinggi konsentrasi NaHSO 3 maka akan semakin tinggi nilai PRI nya. Sedangkan sinar matahari menyebabkan oksidasi karet sehingga semakin lama sit dijemur di bawah sinar matahari maka akan semakin rendah nilai PRI nya. Bila dibandingkan dengan kontrol normal proses maka semua nilai Po, PRI dan VR dengan penggumpal asap cair memenuhi standar karena nilainya lebih tinggi dibandingkan dengan penggumpal asam format (semut) (Tabel 2). Tabel 2 menunjukkan bahwa konsentrasi NaHSO 3 berpengaruh terhadap penurunan angka warna Lovibond, semakin tinggi konsentrasi NaHSO 3 maka akan semakin rendah angka warna Lovibondnya yaitu dari 16 menjadi 6 artinya watna sit yang dihasilkan semakin cerah. Tetapi sebaliknya semakin lama sit dijemur di bawah sinar matahari maka akan semakin tinggi warna Lovibondnya yaitu dari 6 menjadi 12 artinya warna sitnya semakin gelap. Kedua hasil tersebut menunjukkan bahwa NaHSO 3 dapat berfungsi sebagai antioksidan yang melindungi warna sit terhadap reaksi pencokelatan (browning reaction) oleh oksigen, suhu dan sinar matahari. Secara keseluruhan dapat dilihat bahwa hanya pada konsentrasi NaHSO 3 sebanyak 1% b/b KK dan dijemur matahari selama 1 hari yang dapat memenuhi angka Lovibond sebanyak 7 sesuai dengan kontrol proses normal. 4. KESIMPULAN 1. Lama penjemuran sit di bawah sinar matahari yang paling optimal adalah 2 hari karena telah dapat mempercepat waktu pengeringan sit antara 35 sampai 47,5 jam. Sodium metabisulfit (NaHSO 3 ) memperlambat waktu pengeringan sit sebanyak 22,5 (konsentrasi 0,5% b/b KK) sampai 31,5 jam (konsentrasi 1,0% b/b KK). 2. Nilai Po (46-59) dan VR (72-88) tertinggi pada penjemuran sit selama 2 hari, dan untuk nilai PRI semakin tinggi konsentrasi sodium metabisulfit (NaHSO 3 ) maka akan semakin
tinggi nilai PRI nya dan semakin lama penjemuran sit di bawah sinar matahari maka akan semakin rendah nilai PRI nya. 3. Konsentrasi NaHSO 3 sebanyak 1% b/b KK dan sit dijemur matahari selama 1 hari yang dapat memenuhi angka Lovibond sebanyak 7 sesuai dengan kontrol proses normal. Semakin tinggi konsentrasi NaHSO 3 maka akan semakin rendah angka warna Lovibondnya (semakin cerah) tetapi semakin lama sit dijemur di bawah sinar matahari maka akan semakin tinggi warna Lovibondnya (semakin gelap). 4. Effisiensi kapasitas kamar pengering dalam pengolahan karet sit asap menjadi 66-69%. 5. REFERENSI GAPKINDO (2005). Ekspor karet Indonesia berdasarkan mutu, dalam List of Members 2005. Gregg, E.C. JR. and Macey, J.H (1975). The relationship of properties of synthetic polyisoprene and natural rubber in the factory. The effect of non-rubber constituents of natural rubber. Rubb. Chen. Technol., 46 47. Hamm Reiner (1977). Analysis of smoke and smoked foods. Pure and Applied Chemistry, 49, 1655-1666. Pergamon Press, Britain. IRSG (2002). Rubber Statistical Bulletin. Vol. 56 No. 8, Table 10. International Rubber Study Group, London PSB (2003). Test Report Chemical Analysis for Liquid Smoke Sample. PSB corp Singapore. Purnama Darmadji dan Sri Rahardjo (2002). Production and purification of Liquid smoke from waste of coconut shell and its potential as antimicrobial, antioxidant, browning and coagulation agent. Proceeding of the International Conference on Innovations in Food Processing Technology and Engineering. 11-13 December 2002. Asian Institute of Technology, Bangkok, Thailand. Pusat Penelitian karet-balai penelitian Sembawa (2005). Penggunaan Deorub untuk pengolahan Ribbed Smoked Sheet (RSS). laporan Akhir Kerjasama Penelitian Balai Penelitian Sembawa dengan PT Pinago Utama. Roberts, A.D. ed (1988). Rheology of raw rubber.in: Natural Rubber Science and Technology Oxford Univ. Press, Oxford, New York, kuala Lumpur, 141-176). Solichin, M dan A. Anwar (2003). Pengaruh penggumpalan lateks, perendaman dan penyemprotan BOKAR dengan asap cair terhadap bau BOKAR, sifat teknis, dan sifat fisik vulkanisat. Jurnal Penelitian Karet, Vol. 21, No. 1-3, 2003, ISSN 0852-808 X Solichin (2004). Pemanfaatan dan formulasi asap cair untuk pengolahan Ribbed Smoked Sheet (RSS). Laporan Akhir Hasil Penelitian. Balai Penelitian Sembawa.