LAPORAN AKHIR PENELITIAN SUMBER DANA PNBP USU TAHUN ANGGARAN 2012 PROGRAM PENELITIAN PNBP USU LAPORAN AKHIR SKIM DOSEN MUDA

LAPORAN AKHIR PENELITIAN SUMBER DANA PNBP USU TAHUN ANGGARAN 2012 PROGRAM PENELITIAN PNBP USU c f LAPORAN AKHIR SKIM DOSEN MUDA PROGRAM PENELITIAN PNBP UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Dibiayai oleh Universitas Sumatera Utara, Sesuai dengan Surat Penugasan Dalam Rangk:a Pelaksanaan Program Penelitian Skim Dosen Muda Tahun Anggaran 2012 Nomor: 578/UN5.2.3.1/PPM/2012 tanggal27 Agustus 2012 UNIVERSITAS SUMATERA UT ARA LAMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN/PELAYANAN KEPADA MASYARAKAT BIDANG PENEJ,ITIAN NOPEM.JJER, 2012

LEMBAR IDENTITAS PENGESAHAN LAPORAN AKHIR SKIM DOSEN MUDA PROGRAM PENELITIAN PNBP UNIVERSITAS SUMA TERA UTARA TAHUN ANGGARAN 2012 1 I a. J udul Penelitian Produksi Asap Cair dari Cangkang Kelapa Sawit Melalui Proses Pirolisis b. Bidang Ilmu Pertanian!Keteknikan Pertanian 2 Ketua Peneliti: a. Nama Lengkap dan Gelar Achwil Putra Munir, STP, M.Si b. Jenis Kelamin Laki-laki C. NIP 19700312 199903 1 002 d. J abatan Fungsional : Asisten Ahli e. Fakultas/Departemen!Program Studi Pertanian!Keteknikan Pertanian f Handphone : 08196035237 3 Alamat Ketua Peneliti a. Alamat Kantor : JL Prof A Sofyan No. 3, Kampus USU (Telp/fax/e-mail) Medan 20122. 061-8222451/061-8211924 b. Alamat Rumah Jl. Kesatria No. 48 Tanjung Rejo, (Telp/faxle-mail) Medan.08196035237 4 Jumlah Anggota Peneliti a. Nama Anggota Penelitian I Adian Rindang, STP, M.Si b. Nama Anggota Penelitian II c. Nama Angg_ota Penelitian III - 5 Lokasi Penelitian Laboratorium Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU 6 Ketjasama Dengan Institusi Lain - 7 Jangka Waktu Penelitian : 4 bulan 8 Biaya yang Disetujui Tahun 2012 a. Sumber dari PNBP USU : Rp. 5.000.000 b. Sumber Lainnya II Total Biaya 'I : Rp. 5.000.000. l f' A,.. f' :,Menge aln1b r 6b.n F~ifa~ ~U. -",;:ro } ~ I -._:_: - Me dan, November 2012 Ketua Tim Peneliti, :9-~f~ ~ ;~~ anna Bakti, Achwil Putra Munir, STP, M.Si P. 601221986011001 NIP. 197401021998022001 Menyetujui Bidang Penelitian USU Ketua, -J Dr. Ir. Harmein Nasution, MSIE NIP. 19520525 198003 1 003

RINGKASAN Salah satu cara untuk membuat asap cair adalah dengan mengkondensasikan asap hasil pembakaran yang tidak sempurna. Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senya~ra asam, fenolat dan karbonil. Salah satu bahan yang digunakan untuk pembuatan asap cair adalah cangkang kelapa sawit karena cangkang kelapa sawit merupakan limbah hasil pengolahan minyak sawit sehingga dapat dimanfaatkan lagi hingga bernilai ekonorni. Penelitian ini bertujuan untuk menguji mutu asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis cangkang kelapa sawit yang dilakukan pada bulan Juli- Oktober 2012 di Laboratorium Keteknikan Pertanian, Fak>Jltas Pertanian Universita~ Su..t'!latera Utara, Medan, dengan cara studi literatur, melakukan eksperimen, serta pengamatan dan pengujian terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kadar air, rendemen, persentase tar dan wama Hasil penelitian menunjukkan rendemen sebesar 42,08% kadar air sebesar 25,78%, persentase tar sebesar 1,91% cb.n asap c<:ir yang dihasilkan berwe!.ma hi tam. Kata kunci : Asap cair, kadar air, persentase tar, rendemen, wama SUMMARY One way to make liquid smoke is by condensing of smoke resulted from incomplete combustion. Liquid smoke has the ability to preserve food stuff because of the existence of acid compound, phenol and carbonyl. One of the materials used to produce liquid smoke is oil palm shell which is waste from oil palm processing so it can be used again to increase economic value. The aim of this research was to test the quality of liquid smoke produced by pyrolisis process using palm oil shell, was done from Juli- Oktober 2012 at the Laboratory of Agricultural Engineering, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra, Medan, using of literature study, experiment, and also observation and testing of the equipment. Parameters observed were water contents, yield, tar percentage and the colour of liquid smoke Based on the research, liquid smoked produced by oil palm shell have 42,08% yield, 25,78% of water percentage, 1,91% oftar percentage and black colour. Keywords: Liquid smoke, water content, tar percentage, yield and colour. Ill

PRAKATA Penelitian Dosen Muda merupakan salah satu wujud pengejawantahan dari program pembinaan yang dilakukan oleh Lembaga Penelitian Universitas Sumatera Utara yang didanai oleh Dana Masyarakat untuk mempertajam kemampuan dan kepekaan meneliti bagi para dosen muda. Pada keser.1patan ini karr.i melakukan penelitian tentang pembuatan asap cair dengan memanfaatk~n lirnbah cangkang kelapa sawit melalui proses pirolisis. Hasil penelitian ini nantinya diharapkan dapat disosialisasikan pada masyarakat (pengusaha asap cair khususnya) yang benniilat untulc mengembangkan alat pirolisis dengan menggunakan limbah cangkaeg kelapa sawit. Pemanfaatan dana semaksimal mungkin untuk pelaksanaan penelitian merupakan suatu upaya tercapainya tujuan dari pendanaan ini. Untuk itu ucapan terimakasih kepada Lembaga Penelitian USU sebagai penyandang dana, Ketua Program Studi Keteknikan Pertanian Universitas Sumatera Utara atas bantuan selama pelaksanaan penelitian. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi masyarakat November, 2012 Penulis lv

-- a I 1 MILIK PERPUSTAKAAN j ; Ui\11\/E.RS\TAS SUMATER/l. UT1~.RP. \ ~,_.,._... -.-&r. '-"" ~.J DAFTARISI LEMBAR IDENTIT AS DAN PENGESAHAN................... RINGKASAN DAN SUMMARY.................... PRAKATA DAFTAR TABEL... DAFT AR GAMBAR......................................... DAFTAR LAMPIRAN... BAB I PENDAHlJLUAN BAB II TUmAN DAN MANFAAT PENELITIAN... BAB III TINJAUAN PUSTAKA... BAB IV METODE PENELITIAN........................... BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN..... Blill VI Y.ESIMPULAN DAN SARAN.... DAFTAR PUSTAKA... LAj\1PIR.AN... Hal. u m IV Vl Vll V111 1 3 4 15 20 26 27 30

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. DAFTAR TABEL Komposisi kimia asap cair....................... Komposisi rata-rata dari total gas yang dihasilkan pada proses karbonisasi kayu.......... Kebutuhan Bahan untuk satu kali pembuatan asap cair...... Data Laju Kenaikan Suhu Pada Saat Proses Pirolisis.... Hasil Pembakaran Cangkang Kelapa Sa wit dengan Alat Pirolisis... Berat Asap Cair yang Dihasilkan..................... Volume Tar yang Tertampung................... Berat Arang dari Sisa Pembakaran.......................... Data Hasil Pirolisis Cangkang Kelapa Saw it............... Hal. 7 12 20 20 21 22 23 23 24 Vl

DAFTAR GAMBAR No. Hal. 1. Buah Kelapa Sawit dan Cangk:ang Kelapa Sawit.............. 5 2. Diagram Penguraian Bahan Bakar Padat karena Proses Pirolisis.... 10 3. Asap Cair dari Cangkang Kelapa Sawit............ 25 Vll

DAFTAR LAMPIRAN Hal. 1. Daftar Riwayat Hid up............ 30 2. Draft Artikel Publikasi Ilmiah....................................... 33 3. Prinsip Kerja Alat......................................................... 45 4. Perawatan Alat............................................................ 46 5. Gambar...................................................................... 47 Vlll

1 I. PENDAHULUAN Kelapa sawit merupakan tanaman yang sangat berpotensi karena hampir seluruh bagian dari tanaman tersebut dapat dimanfaatkan. Kelapa sawit telah ditanam hampir di selumh Indonesia dan luas arealnya terns meningkat. Pada tahun 2004 lu~s areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia mencapai 5,5 juta hektar dan produksi CPO sebesar 12 juta ton, hal ini menjadikan Indonesia sebagai produsen crude palm oil (CPO) terbesar kedua di dunia. Pengolahan tandan buah segar (TBS) menjadi CPO menghasilkan biomassa produk samping yang jumlahnya sangat besar. Tahun 2004 volume produk samping kelapa sawit berupa 12.365 juta ton tandan kosong kelapa sawit (TKS), 10.215 juta ton cangkang dan serat serta 32.257-37.633 juta ton limbah cair (Prihandana dan Roy, 2007). Di Sumatera Utara sendiri luas areal perkebunan sawitnya mencapa1 285.652 hektar. Dengan tingginya produksi kelapa sawit di Sumatera Utara, maka diperkirakan limbah yang dihasilkan dari kelapa sawit tersebut juga cukup tinggi terutama TKS, cangkang dan serat kelapa sawit. Untuk mengatasi peningkatan produksi limbah ini, biomassa produk samping kelapa sawit bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan. Misalnya, limbah cair digunakan untuk menghasilkan biogas sedangkan TKS dimanfaatkan untuk menghasilkan energi panas dengan nilai sebesar 18.795 kj/k:gtks (Prihandana dan Roy, 2007). Cangkang kelapa sawit dapat diolah menjadi produk yang memiliki nilai ekonomis di masyarakat, salah satunya dengan memanfaatkan teknologi pirolisis yaitu pembakaran dengan sedikit udara atau tanpa udara terhadap bahan baku. Salah satu keuntungan dari pemanfaatan pirolisis ini adalah dapat mencegah terjadinya pencemaran udara karena adanya penguraian senyawa-senyawa kimia dari tempurung kelapa sawit pacta proses pembakaran. Dari hasil pirolisis ini akan diperoleh produk berupa asap calf, yang merupakan hasil kondensasi dari hasil pirolisis cangkang kelapa sawit yang mengandung sejumlah uesar senyawa yang terbentuk akibat pros~s pirolisis konstituen cangkang kelapa sawit seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin. Asap

2 cair yang merupakan hasil sampingan dari industri arang aktif yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi jika dibandingkan dengan dibuang ke atmosfir. Asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis dapat digunakan untuk pengawetan makanan, pengawetan kayu dan dapat juga digunakan sebagai kougulan latek.

3 f Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji mutu asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis cangkang kelapa sawit. Kegunaan penelitian,menambah informasi bagi peneliti dan masyarakat umu.rn khususnya pengusaha asap cair untuk mengetahui kualitas dan kuantitas asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis cangkang kclapa sawit.

4 m. TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Kelapa Sawit Menurui. morfologinya, kelapa sawit dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom :Plantae Divisi : Sperrnathopyta Class : Angiosperrn&e Or do : Monocotyledonae Famili : Palmae Genus : Elaeis Species : Elaeis guinensis Jacq. (Pahan, 2008). Indonesia merupakan salah satu produsen utama minyak sawit. Kelapa sawit termasuk produk yang banyak diminati investor karena nilai ekonominya culrup tinggi. Potensi areal perkebunan Indonesia masih terbuka luas untuk tanaman kelapa sawit. Pengembangan perkebunan tidak hanya diarahkan pada sentra-sentra produksi seperti di Sumatera dan Kalimantan. Data di lapangan menunjukkan kecenderungan peningkatan luas areal perkebunan kelapa sawit khususnya perkebunan rakyat. Pertumbuhan perkebunan rakyat pada priode tiga puluh tahun terakhir mencapai 45,1% per tahun sementara areal perkebunan negara tumbuh 6,8% per tahun, dan areal perkebunan swasta tumbuh 12,8% pertahun. Industri pengolahan kelapa sawit di Indonesia terus mengalami peningkatan (Fauzi, 2004). Cangkang Kelapa Sawit Secara anatomi, buah kelapa sawit terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian utama adalah perikaprium yang terdiri dari epikaprium dan mesokarpium, sedangkan yang kedua adalah biji, yang terdiri dari endokaprium, endosperm, dan lembaga atau embrio. Epikaprium adalah kulit buah yang keras dan licin, sedangkan mesokaprium yaitu daging buah yang berserabut dan mengandung

5 minyak dengan rendemen tinggi. Epokaprium merupakan cangkang berwama hitam dan keras (Fauzi, 2004). Produk samping dari pengolahan kelapa sawit adalah tempurung sawit yang asalnya dari cangkang kelapa sawit. Cangkang sawit merupakan bagian paling keras pada komponen yang te::-dapat pada kelapa sawit. Saat!ni pemanfaatan cangkang sawit di berbagai industri pengolahan minyak CPO bel 1 lm begitu maksimal. Ditinjau dari karakteristik bahan baku, jika dibandiligkan dengan tempurung kelapa biasa, cangkang kelapa sav.1t memiliki banyak kemiripan. Perbedaan yang mencolok yaitu pfida kadar abu (ash content) yang biasanya mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan oleh tempurung kelapa dan tempurung kelapa sawit (Fauzi, 2004). Salah satu jenis!imbah kelapa sawit adalah tandan kosong kelapa sawit (TKS). Cangkang kelapa sawit termasuk juga limbah padat basil pengolahan kelapa sawit. Limbah padat mempunyai ciri khas pacta komposisinya. Komponen terbesar dalam limbah padat tersebut adalah selulosa, disamping komponen lain meskipun lebih kecil seperti abu, hemiselulosa,, dan lignin (Fauzi, 2004 ). ---+ Epikaprium --~ Mesokaprium Endokaprium Endosperm Gambar 1. Buah kelapa sawit dan cangkang kelapa sawit (Pranata, 2008). Asap Cair Asap cair (/iqud smoke) merupaka..t1 campuran larutan dari dispersi asap kayu dalam air yang dibuat dengan mengkondensasikan asap cair hasil pirolisis. Asap cair hasil pirolisis ini tergantung pada bahan dasar dan suhu pirolisis. Pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dengan kandungan senyawa fenol sebesar 4,13 %, karbonil 11,3% dan asam 10,2% (Darmadji dkk, 1996). Kualitas asap cair ditentukan oleh kondisi proses pembakaran, yaitu tekanan, suhu pembakaran dan lamanya waktu pembakaran, serta banyaknya

6 kandungan asam, ter, dan fenol di dalamnya. Kualitas asap cair juga ditentukan oleh kemumian dari senyawa-senyawa yang terkandung di dalamnya. Asap cair mengandung kelompok senyawa asam dan turunannya, alkohol, aldehid, hidrokarbon, keton, fenol, dan piridin (Zaitsez, 1969). Senyawa-senyawa ini tidak sepen~hnya sesuai dengan penggunaan asap cair sebagai antimikroba, antioksidan, bioinsektisida dan penggunaan lainnya. Oleh karena itu, proses pemumian perlu dilakukan untuk memisahkan senyawa-senyawa tersebut sehingga didapatkan komponen asap cair yang diinginkan. Asap cair adalah cairan kondensat dari asap yang telah mengalami penyimpanan dan penyaringa!l untuk memisahkan tar dan bahan-bahan partikulat. Salah satu cara untuk membuat asap cair adalah dengan mengkondensasikan asap hasil pembakaran tidak sempuma dari kayu. Selama pembakaran, komponen utama kayu yang berupa selulosa, hemiselulo~a, dan lignin akan mengalami pirolisis. Selama proses pirolisis akan terbentuk berbagai macam senyawa. Senyawa-senyawa yang terdapat di dalam asap dikelompokkan menjadi beberapa golongan yaitu, fenol, karbonil (terutama keton da!l aldehid), usam furan, alkohol dan ester, lakton, hidrokarbon alifatik, dan hidrokarbon poliiklis aromatis. Asap memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil (Pranata, 2008). Menurut Astuti dalam Pranata (2008), asap cair mengandung berbagai senyawa yang terbentuk karena terjadinya proses pirolisis dari tiga komponen kayu yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Lebih dari 400 senyawa kimia dalam asap telah berhasil diidentifikasi. Komponen-komponen tersebut ditemukan dalam jumlah yang bervariasi tergantung jenis kayu, umur tanaman sumber kayu, dan kondisi pertumbu..h.an kayu seperti iklim dan tanah. Komponen-komponen tersebut meliputi asam yang dapat mempengaruhi citarasa, ph dan umur simp:.m produk asapan; karbonil yang bereaksi dengan protein dan membentuk pewamaan coklat dan fenol yang mempakan pembentuk utama aroma dan menunjukkan aktivitas antioksidan.

7 Jenis Asap Cair Jenis asap cair dibedakan atas penggunaannya. Ada 3 jenis grade asap cair, yaitu sebagai berikut: 1. Asap cair grade 1 Grade 1 adalah pemprosesan dengan destilasi berulang-ulang sehingga menghilangkan kadar karbon dalam asap yang telah terkondensasi. Hasilnya lebih jernih berwarna kuni!lg. Fungsinya sebagai pengawet makanan seperti: bakso dan mie. 2. Asap cair grade 2 Grade 2 adalah pemprosesan dengan destilasi berulang-ulang sehingga menghilangkan kadar karbon jenuh dalam asap yang telah terkondensasi. Hasilnya berwarna merah. Fungsinya sebagai pengganti formalin dengan bahan alami atau herbal. 3. Asap cair grade 3 Grade 3 adalah pemprosesan dengan sedikit destilasi sehingga menghilangkan kadar karbon dalam asap yang telah terkondensasi. Hasilnya berwama hitam. Fungsinya pengawet kayu, karet dan Penghilang bau (Buckingham, 201 0). Komposisi Asap Cair Tabel 1. Komposisi kimia asap cair Komposisi Kimia Air Fenol A sam Karbonil Ter Sumber: Maga (1988). Kandungan 11-92% 0,2-2,9% 2,8-4,5% 2,6-4,6% 1-17% Zaitsev (1969) mengemukakan bahwa asap mengandung beberapa zat antimikroba, antara lain: a. Asam dan turunannya: format, asetat, butirat, propionat, metal ester. b. Alkohol: metal, etil, propil, alkil, dan isobutil alkohol.

8 c. Aldehid: formaldeh.id, asetaldehid, furfural, dan metal furfural. d. Hidrokarbon: silene, kwnene, dan simene. e. Keton: aseton, metal etil keton, metil propil keton, dan etil propil keton. f Fenol. g. Piridin dan metal piridin. Diketahui bahwa temperatur pembuatan asap merupakan faktor yang paling menentukan kualitas asap yang dihasilkan. Kandungan maksimum senyawa.-senyawa fenol, karbonil, dan asam dicapai pada temperatur pirolisis 600 0 C. Tetapi produk yang diberikan asap cair yang dihasilkan pada temperatur 400 C dinilai mempunyai kualitas organoleptik yang terbaik dibandingkan dengan asap cair yang dihasilkan pada temperatur pirolisis yang lebih tinggi. Menurut Girard (1992), senyawa-senyawa penyusun asap cair meliputi: 1. Senyawa-senyawa fenol merupakan senyawa yang berperan sebagai antioksidan sehingga dapat memperpanjang masa simpan produk asapan. Kandungan senyawa fenol dalam asap sangat tergantung pada temperatur pirolisis kayu. Kuantitas fenol pada kayu sangat bervariasi yaitu antara 10-200 mglkg. Beberapa jenis fenol yang biasanya terdapat dalam produk asapan adalah guaiakol, dan siringol. 2. Senyawa-senyawa karbonil merupakan senyawa yang berperan pada pewamaan dan citarasa produk asapan. Golongan senyawa ini mepunyai aroma seperti aroma karamel yang unik. Jenis senyawa karbonil yang terdapat dalam asap cair antara lain adalah vanilin dan siringaldehida. 3. Senyawa-senyawa asam merupakan senyawa yang berperan sebagai antibakteri dan membentuk cita rasa produk asapan. Senyawa asam 1m antara lain adalah asam asetat, propionat, butirat dan valerat. 4. Senyawa hidrokarbon polisiklis aromatis merupakan senyawa yang dapat terbentuk pada proses pirolisis kayu. Senyawa hidrokarbon aromatik seperti benzo[ a ]pyrene merupakan senyawa yang memiliki pengaruh buruk karena bersifat karsinogen. 5. Senyawa benzo[a]pyrene merupakan senyawa yang mempunyai titik didih 31 0 C dan dapat menyebabkan kanker kulit jika dioleskan langsung pada

9 permukaan kulit. Ak:an tetapi proses yang terjadi memerlukan waktu yang lama. Manfaat Asap Cair Asap cair memiliki banyak manfaat dan telah digunakan pada berbagai industri, antara lain : 1. Industri pangan. Asap cair ini mempunyai kegunaan yang sangat besar sebagai pemberi rasa dan aroma yang spesifik juga sebagai pengawet karena sifat antimikrobia dan antioksidannya. Dengan tersedianya asap cair maka proses pengasapan tradisional dengan menggunakan asap secara langsung yang mengandung banyak kelemahan seperti pencemaran lingkungan, proses tidak dapat dikendalikan, kualitas yang tidak konsisten serta timbulnya bahaya kebakaran, yang semuanya tersebut dapat dihindari. 2. Industri perkebunan. Asap ca.ir dapat digunakan sebagai koa.gular.. lateks dengan sifat fungsional asap cair seperti antijamur, antibakteri dan antioksidan tersebut dapat memperbaiki kua!itas produk karet yang dihasi1kan. 3. Industri kayu. Kayu yang diolesi dengan asap cair mempunyai ketahanan terhadap serangan rayap dari pada kayu yang tanpa diolesi asap cair (Darmadji, 1999). Proses Pirolisis Pirolisis berasal dari dua kata yaitu pyro yang berarti panas dan lysis berarti penguraian atau degradasi, sehingga pirolisis berarti penguraian biomassa kerena panas pada suhu lebih dari 105 C (Kamaruddin at a/, 1999). Menurutnya dalam pirolisis terdapat dua tingkatan proses, yaitu proses primer dan proses sekunder. Pirolisis pnmer adalah pirolisis yang terjadi pada bahan baku dan berlangsung pada. suhu kurang dari 600 C, hasil penguraian yang utama adalah karbon ( arang). Pirolisis primer dibedakan atas pirolisis primer lam bat dan cepat.

10 Pirolisis primer lambat terjadi pada proses pembuatan arang. Pada laju pemanasan lambat (suhu 150-300 C) reaksi utama yang terjadi adalah dehidrasi (kehilangan kandungan air), dan hasil reaksi keseluruhan karbon padatan ( C = arang), air ( HzO), karbon rnonosikda (CO) dan karbondioksida (C0 2 ). Pirolisis primer cepat terjadi pada suhu lebih dari 300 C dan rnenghasilkan gas, karbon padatan (arang) dan uap (Kamaruddin eta!, 1999). Secara umurn rekasi tersebut sebagai berikut: Biomassa (100 g) Uap (50-70 g) + Gas (4-10 g) + Arang (10-20 g) + Air (13-25 g) Pirolisis sekunder yaitu pirolisis yang terjadi atas partikel gas/uap hasil pirolisis primer dan berlangsung diatas suhu 600 C. hasil pirolisis pada suhu ini adalah karbon rnonosikda (CO), hidrogen (H 2 ) dan hidrokarbon, sedangkan tar (secondary pyrolisis tar = SPT) sekitar 1-6% (Karnaruddin eta!, 1999). Secara umum berlangsnngnya pirolisis primer biomassa ditampilkan pada Gambar 2. 100 r------...:.-.-:--~--:.:..:----- -- 80 Pengurangan Berat Bahan Bakar Padat (%) 60 I 40 i I volatil 20 l ----l ------------------------- 0 ' t... ;: ------------------------------- ~--~--~----~----~~,---- I ' 0 100 200 300 0400 Suhu (C) 500 600 Gambar 2. Diagram penguraian bahan bakar padat karena proses pirolisis (Kamaruddin et al, 1999) Menurut Widjaya dalam Pranata (2008), pirolisis adalah proses pemanasan suatu zat tanpa adanya oksigen sehingga terjadi penguraian kornponen-komponen penyusun kayu keras. Istilah lain dari pirolisis adalah penguraian yang tidak

11 teratur dari bahan-bahan organik yang disebabkan oleh adanya pemanasan tanpa berhubungan dengan udara luar. Hal tersebut mengandung pengertian bahwa apabila tempurung dipanaskan tanpa berhubungan dengan udara dan diberi suhu yang cukup tinggi, maka akan terjadi reaksi penguraian dari senyawa-senyawa kompleks yang menyusun kayu k~ras dan menghasilkan zat dalam tiga bentuk yaitu padatan, cairan dan gas. Proses pengarangan (pirolisa) adalah suatu prcses dekomposisi tempurung kelapa dengan panas pada ruang tertutup (klin). Pada proses pirolisa, kandungan nk.sigen dan hidrogen akan berkurang sehingga diperoleh kandungan karbon (fixed carbon) yang relatif lebih tinggi. Proses pengarangan biasanya menggunakan temperatur di atas 450 C. Asap yang terbentuk selama proses ini umumnya berwarna putih dan cukup pekat dan terjadi pelepasan zat-zat organik hasil hidrolisa (dalam bentuk: senyawa metanol, asam asetat, tar). Asap yj.ng terbentuk dari proses pirolisa dengan suhu tinggi kemudian di proses dalam suatu wadah destilator untuk proses destilasi (Sukandarrumidi, 2006). Pirolisis asap cair diproduksi dengan cara pembakaran tidak sempurna yang melibatkan reaksi dekomposisi konstituen polimer menjadi senyawa organik dengan berat molekul rendah karena pengaruh panas yang meliputi reaksi oksidasi, polimerisasi, dan kondensasi. Media pendingin yang digunakan pada kondensor adalah air yang dialirkan melalui pipa inlet yang keluar dari hasil pembakaran tidak sempurna kemudian dialirkan melewati kondensor dan dikondensasikan menjadi distilat asap (Hanendoyo, 2005). Destilasi merupakan proses pemisahan tenn.al untuk memisahkan campuran (larutan) dalam jumlah yang besar. Dalam hal ini uap yang terbentuk ditangkap dalam suatu bejana dan terjadi proses perubahan wujud dari uap ke wujud cair yang disebabkan oleh perbedaan suhu (Bernasconi dkk, 1995). Menurut Tahir (1992), pada proses pirolisis dihasilkan tiga macam penggoiongan produk yaitu: 1. Gas-gas yang dikeluarkan pada proses karbonisasi ini sebagian besar berupa gas C0 2 dan sebagian lagi berupa gas-gas yang mudah terbakar seperti CO,

12 CH4, H2 dan hidrokarbon tingkat rendah lain. Komposisi rata-rata dari total gas yang dihasilkan pada proses karbonisasi kayu disajikan pada tabel dibawah ini. Tabel 2. Komposisi rata-rata dari total gas yang dihasilkan pada proses karbonisasi kayu Komponen gas Persentase (%) Karbondioksida 50,77 Karbonmonoksida 27,88 Metana 11,36 Hidrogen 4,21 Etana 3,09 Hidrokarbon tak jenuh 2,72 2. Destilat berupa asap cair dan tar Komposisi utama dari produk yang tertampung adalah metanol dan asam asetat. Bagian lainnya merupakan komponen minor yaitu fenol, metil asetat, asam format, asam butirat dan lain-lain. 3. Residu (karbon). Komposisi tempurung kelapa dan kayu mempunyai komponen-komponen yang hampir sama. Kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam kayu berbeda-beda tergantung dari jenis kayu. Pada umumnya kayu mengandung dua bagian selulosa dan satu bagian hemiselulosa, serta satu bagian lignin. Menurut Haji et at (2007), asap cair dikarakterisasi menurut metode standar LTP 1974 yang meliputi penetapan rendemen, ph, dan total fenol. Rendemen merupakan salah satu parameter yang penting untuk mengetahui hasil dari suatu proses. Jumlah rendemen asap cair yang dihasilkan pada proses pirolisis sangat bergantung pada jenis bahan baku yang digunakan. Persentase rendemen yang diperolehjuga sangat bergantung pada sistem kondensasi yang dipakai. Komponen Alat Pengolahan Asap Cair Reaktor PiroHsis Reaktor Pirolisis adalah alat pengurai senyawa-senyawa organik yang dilakukan dengan proses pemanasan tanpa berhubungan langsung dengan udara

13 luar dengan suhu 400-600 C. Reaktor pirolisis dibalut dengan selimut dari bata dan tanah untuk menghindari panas keluar berlebih, memakai bahan bakar kompor minyak tanah atau gas. Proses pirolisis menghasilkan zat dalam tiga bentuk yaitu padat, gas dan cairan (Anonimus, 2010). Cara penggunaan alat ini yaitu dengan memasukkan sampel ke dalam reaktor pirolisis dan ditutup rapat. Reaktor kemudian dipana:;kan selama 5 jam. Destilat yang keluar dari reaktor ditampung dalam dua wadah. Wadah pertama untuk menampung fraksi berat, sed::mgkan wadah kedua untuk menampung fraksi ringap... Fraks! ringan ini diperoleh setelah dilewatkan tur..g_iru pendingin ~'ang dilengkapi pipa berbentuk spiral. Pipa penghubung Pipa penghubung merupakan bagian komponen dari alat pengolahan asap cau yang berfungsi sebagai penghubung antara reaktor pirolisis dengan kondensor. Asap dari proses pembakaran pirolisa akan mengalir menuju kondensor akibat adanya perbedaan tekanan yang disebabkan oleh perbedaan temperatur antara reaktor piirolisis dengan kondensor. Tabung endapan fraksi berat Tabung endapan praksi berat merupakan komponen alat yang berfungsi untuk menampung fraksi berat seperti tar, slug, pasir,dan benda-benda lainnya dari uap asap sebelum sampai pada kondensor. Komponen alat ini terdapat pada bagian pipa penghubung yang berbentuk tabung. Pada saat asap mengalir pada pipa maka kandungan asap dengan fraksi berat seperti tar, slug, dan benda-benda lainnya akan jatuh dan tertampung pada tabung endapad akibat adanya gaya grafitasi. Kondensor Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Pada alat ini kondensor merupakan komponen alat yang berfungsi untuk mengembunkan asap menjadi cair. Kondensor yang digllllakan merupakan kondensor tipe vertikal. Uap asap yang mengalir dari reaktor pirolisis melalui pipa penghubung akan masuk pada kondensor dan akan rnengembun pada pipa kondensat yang terdapat dalarn

14 kondensor. Pipa kondensat ini berbentuk spiral dengan arah vertikal. Selama asap tersebut dalam pipa kondensat maka akan terjadi pengembunan sehingga terbentuk asap cair (Bagasvaniwaran, 2010). Logam yang Digunakan Logam yang digunakan merupakan logam baja tahan karat. Baja tahan karat (stainless steel) yang mempunyai seratus lebih jenis yang berbeda-beda. Ak:an tetapi, seluruh baja itu mempunyai satu sifat karena kandungan kromium yang membuatnya tahan terhadap karat. Baja tahan karat dapat dibagi ke dalam tiga ke!ompok dasar, yakni baja tahan karat berlapis ferit, berlapis austenit, dan berlapis martensit. Prinsip Kerja Alat Pirolisis Pada alat pirolisis terjadi proses penguratan senyawa-senyawa organik pada bahan. Penguraian ini disebabkan oleh proses pemanasan tanpa berhubungan langsung dengan udara luar dengan suhu 400-600 C. Untuk mencapai suhu 400-600 C dilakukan pemanasan reaktor selama 5 jam sehingga akan diperoleh destilat berupa asap cair setelah melalui proses pengembunan pada kondensor yang dilengkapi dengan pipa spiral (anonimus, 2010). Pada proses pemanasan yang terjadi pada reaktor pirolisis, asap yang dihasilkan akan mengalir menuju kondensor melalui pipa yang mengubungkan reaktor pirolisis dengan kondensor. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan tekanan yang disebabkan perbedaan temperatur antara reaktor pirolisis dan kondensor. Sebagaimana yang kita ketahui pada reaktor pirolisis terjadi proses pemanasan sehingga temperatur naik, sedangkan pada kondensor temperatumya akan lebih rendah karena dialiri oleh air, maka akan terjadi perpindahan fluida berupa asap karena sifat fluida mengalir dari tekanan tinggi menuju tekanan yang lebih rendah.

15 IV. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai bulan Oktober 2012 di Laboratorium Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Bahan-bahan yang digupakan dalam penelitian ini adalah air, teii1purung kelapa kering,es batangan, drum, plat stainless steel, plat besi, gelas ukur, kompor gas, pipa stainless st~el, selang phstik, pipa besi, crigen, baut dan mur. kran air, p3to.pa air sentrifugal, termometer, Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah eangkang kelapa sawit, air, es batangan dan bahan bakar. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat pirolisis untuk pembuatan asap eair, gelas ukur digunakan untuk: mengukur banyaknya asap eair, pompa air sentrifugal digunakan untuk memompa air, selang plastik digunakan untuk mengalirkan air dari sumber air, kompor gas digunakan untuk pembakaran bahan, alat-alat pertukangan digunakan memeriksa alat pirolisis, alat tulis yang digunakan sebagai perlengkapan dalam penelitian, komputer digunakan sebagai alat untuk pengolahan data. Komponen Alat 1. Reaktor pirolisis Reaktor pirolisis ini merupakan bagian komponen alat yang berfungsi sebagai tempat pembakaran tempurung kelapa kering agar menghasilkan asap. Alat ini berbentuk tabung silinder dengan diameter 50 em, dan tinggi 70 em. Dan di bagian atas berbentuk kerucut dengan tinggi 20 em yang disambungkan dengan pipa penghubung uap asap menuju kondensor. 2. Pipa penghubung Pipa ini berdiameter 1 inchi dan berfungsi sebagai tempat aliran uap asap yang menghubungkan reaktor pirolisis menuju tabung endapan fraksi berat dan kondensor. 3. Tabung endapan fraksi berat l ~ULIK PiRPusf.~K&~N 1 : UNiVERSITAS SUMAiERA UTARA l ----~~ -...Jt

16 Komponen ini berfungsi untuk menampung fraksi berat seperti tar, slug, pasir,dan benda-benda lainnya dari uap asap sebelum sampai pada kondensor. 4. Kondensor Kondensor ini terdiri dari drum, pompa air sentrifugal, pipa stainless steel yang herbentuk spiral, dan air. Di sisi samping bawah dan atas drum akan dibuat lubang untuk aliran masuk dan keluar air yang dipompaka!l oleh pompa sentrifugal tersebut. Air ini akan menurunkan temperatur asap sehingga berubah fase rr..en.jadi cair. 5. Pipa keluaran aliran Pipa ini terbuat dari pipa stainless steel yang berukuran 1 inchi. Pipa ini berfungsi mengalirkan asap yang telah mencair dari kondensor menuju wadah penampungan sementara. 6. Wadah penampung Kompor.en ini terdiri dari 2 wadah penampung yang dibuat dari gallon. Komponen ini berfungsi sebagai wadah penampungan sementara asap cair. Kapasitas dari volume 1 gallon adalah 19 L. 7. Selang pembuangan gas Komponen ini dibuat dari selang plastik yang berfungsi sebagai komponen yang membuang asap yang mengandung gas metan yang dihasilkan selama proses pembuatan asap cair. 8. Gelas ukur Gelas ukur ini berfunsi untuk mengetahui juml~h volume asap cair yang dihasilkan. Persiapan Penelitian Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu mempersiapkan peralatan-peralatan dan bahan-bahan yang akan digunakan dalam penelitian. a. Persiapan alat Adapun langkah-langkah dalam persiapan alat pirolisis ini adalah : a. Pembersihan alat dari kotoran-kotoran yang menempel.

17 b. Pemeriksaan komponen-komponen dari alat pirolisis yang terdiri dari: reaktor pirolisis, pintu penutup reaktor, tungku pembakaran, p1pa penghubung, tabung endapan fraksi berat, kran pengeluaran, tabung kondensor, pipa kondensat, wadah penampung hasil kondensat, pompa sentrifugal, tabung penampung air dan selang penge!uaran gas. Pemeriksaan alat pada bagian mur dan baut yang mengalami pengenduran. Pemeriksaan beberapa komponen alat untuk menghindari kebocorap.. seperti: sambungan pipa penghubuvg, tabung kondensor, tabung endapan fraksi berat, pipa kondensat, wadah penampung hasil kondensat serta tabung penampung air. c. Penggantian dan perbaikan komponen alat yang rusak. d. Pengisian air pada kondensor sebagai pendingin pacta proses pengembunan asap ca1r. e. Pemeriksaan tabung gas dan kompor gas untuk menghindari kebocoran, (gambar alat seperti pacta lampiran 1,2 dan 3 ). b. Persiapan bahan a. Disiapkan sebanyak 50 kg cangkang kelapa sawit sebagai bahan baku untuk membuat asap cair. b. Dilakukan pengeringan cangkang kelapa sawit dengan cara penjemuran menggunakan sinar matahari. c. Penimbangan cangkang kelapa sawit setelah penjemuran, kemudian diambil sebanyak 30 kg cangkang kelapa sawit untuk digunakan sebagai bahan baku proses pirolisis menghasilkan asap cair. Prosedur Penelitian a. Dimasukkan 30 kg cangkang kelapa sawit kedalam reaktor pirolisis b. Dialirkan air kedalam drum kondensor c. Dinyalakan kompor gas d. Dilakukan pembakaran secara pirolisis terhadap cangkang kelapa sawit yang ada di dalam reaktor pirolisis e. Dilakukan pembakaran hingga suhu reaktor mencapai 400 C f. Ditampung hasil pengembunan asap cair pada wadah penampung

18 g. Dilakukan pengendapan asap cair agar fraksi berat dapat dipisahkan dengan asap cau h. Dilakukan pengukuran volume asap cair yang dihasilkan tiap satuan berat bahan yang dimasukkan kedalam wadah bahan 1. Dilakukan sebanyak 3 kali ulangan J. Dilakukan pengukuran parameter. Parameter yang Diamati Kapasitas Efektif Alat Kapasitas efektif a!at dilakclcan dep..gan menghitung banyaknya asap cair yang dihasilkan (liter) tiap satuan waktu yang dibutuhkan selama proses pembakaran (jam). Vol KA =-............................................ (!) T dimana : KA Vol T = Kapasitas efektif alat (Liter/jam) =Volume asap cair yang dihasilkan (Liter) = Waktu yang dibutuhkan selarna proses pembakaran (jam) Rendemen Rendemen adalah perbandingan antara asap cair yang dihasilkan dengan bahan batok kelapa yang diolah. Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi asap cair tiap satuan banyaknya bahan yang diolah. Rend= BN xloo%................... (2) BB dimana: Rend = Rendemen (%) BN BB = Berat asap cair yang dihasilkan tiap satu satuan berat bahan yang diolah (kg) = Berat bahan olahan (kg)

19 Kadar air bobot bahan. Kadar air asap cair menunjukkan banyaknya kandungan air per satuan Kadar air = Beratawal(kg)~:~r;~khir(kg) X 100%........................ (3) Berat a ~r g Persentase (%) tar tertampung Persentase tar yang tertampung dari proses pirolisis dapat dihitug melalui persamaan berikut: '7'.. _ 0 Banyaknya tar yang dihasilkan., 0 lbl at ~ Banyaknyabahanyangdiolah AlOOYo.......................(4) Warn a Dilakukan pengamatan secara normal terhadap asap ca1r berdasarkan warna dari hasil penelitian yang telah dilakukan dengan metode pirolisis.

20 V. BASIL DAN PEMBAHASAN Proses Pengolahan Asap Cair Untuk satu kali proses pembuatan asap cair dengan menggunakan alat pirolisis, membutuhkan bahan denganjumlah seperti pada Tabel3. Tabel3. Kebutuhan Bahan untuk satu kali pembuatan asap cair Jenis Bahan J'lmlah yang Dibutuhkar.. Bahan bakar/ gas elpiji (kg) 4 Air (L) 150 Cangkang kelapa sawit (kg) 30 Es batang (kg) 1 x 10 kg J adi, untuk satu kali proses agar menghasilkan asap ca1r dengan menggunakan alat pirolisis diperlukan bahan bakar berupa gas elpiji sebanyak 4 kg untuk memanaskan cangkang kelapa sawit sebanyak 30 kg selama 5 jam pembakaran dengan proses pirolisis. Selain itu, untuk menghasilkan asap cair juga diperlukan air sehanyak 150 liter dan es batang sebanyak 1 batang dengan ukuran 1 0 kg. Air dan es batang ini digunakan sebagai pendingin pada kondensor agar asap yang dihasilkan dari pembakaran cangkang kelapa sawit ini mengalami kondensasi sehingga uap tersebut menjadi cair. Cairan yang dihasilkan ini disebut dengan asap cair. Agar air pada kondensor tetap dingin dilakukan sirkulasi air dengan bantuan pompa air. Jika tidak dilakukan sirkulasi air maka air yang ada pada kondensor akan mendidih, sehingga proses kondensasi tidak berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Selama proses pirolisis berlangsung dapat diketahui laju kenaikan suhu pada saat proses pirolisis berlangsung. Ada pun data tersebut adalah sebagai berikut: Tabel4. Data Laju Kenaikan Suhu Pada Saat Proses Pirolisis Ulangan Waktu Kenaikan Suhu (menit) 30 C 50 C 100 C 150 C 200 C 250 C 300 C 350 C 400 C 1 0 13 23 58 117 168 230 261 292 II 0 12 23 58 118 166 228 262 296 III 0 14 22 57 119 167 228 270 294 Rataan 0 13 22.66 57.66 ] 18 167 228.6 264.3 294 Dari data di atas dapat dilihat bahwa pada proses pirolisis diperlukan ---- waktu rata-rata selama 294 menit untuk mencapai suhu 400 C. Pada proses ini,

21 asap cair pertama sekali dihasilkan pada suhu 75 C, 73 C dan 76 C untuk masingmasing ulangan I, II dan III. Pada proses pirolisis ini, asap cair pertama sekali dihasilkan pada suhu 75 C dengan waktu pemanasan 16 menit. Kapasitas Efektif Alat Dari percobaan yang telah dilakukan diperolch data sebagai berikut : Tabel5. Hasil Pembakaran CangkRng Kelapa Sawit dengan Alat Pirolisis Ulano-an Volume (L) Lama Pembakaran (jam) I 12.0 5 IT 12A 5 III 12.5 5 --- Raman 12.3 5 Proses pembakaran cangkang kelapa sawit dengan menggunakan alat pirolisis pada penelitian ini memerlukan waktu selama 5 jam. Asap cair tidak langsung dihasilkan pada menit pertama pembakaran karena memerlukan waktu untuk menghasilkan asap pada saat pembakaran cangkang kelapa sawit. Cairan kondensat asap cair akan berangsur-angsur keluar melalui kondensor setelah suhu mencapai 75 C dengan waktu pemanasan 16 menit setelah mengalami proses kondensasi. Proses pirolisis dinyatakan selesai apabila asap cair tidak lagi dihasilkan pada proses pirolisis tersebut. Pada penelitian yang telah dilakukan diperoleh asap ca1r dengan menggunakan alat pirolisis pada percobaan I sebanyak 12 liter, percobaan II sebanyak 12,4 liter dan percobaan III sebanyak 12,5 liter, sehingga diperoleh volume rata-rata asap cair yang dihasilkan sebanyak 12,3 liter dengan lama pembakaran selama 5 jam. Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktifitas alat selama pengoperasian tiap satuan waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan mambagi banyaknya volume asap cair yang dihasilkan dari alat pirolisis terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat. Dari Tabel 5, diperoleh kapasitas efektif alat pirolisis ini sebesar 2,46 Lljam. Dengan demikian setiap satujam alat ini mampu memproduksi asap cair scbanyak 2,46 L.

22 Rendemen Rendemen adalah perbandingan antara asap cair yang dihasilkan dari bahan cangkang kelapa sawit dengan berat bahan baku. Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi asap cair tiap satuan banyak bahan yang diolah. Dari hasil penelit!an yang telah clilakukan diperoleh data sebagai berikut : Tabel6. Berat Asap Cair yang Dihasilkan Ulangan Berat Asap Cair Yang Dihasilkan (kg) I 12.21 II 12.34 III 12.32 Rataan 12.62 Dari data di atas, diperoleh rendemen sebesar 42,07 %, yaitu dengan membagi berat rataan asap cair sebesar 12,62 kg dengan berat bahan yang digunakan yakni sebesar 30 kg kemudian dikali 100%. Haji et al., (2010) memproduksi asap cair dari sebuah reaktor pirolisis sederhana, terbuat dari drum dengan ukuran tebal plat 1,5 mm, tinggi 48 em dan berdiamete!" 60 em, proses pirolisis berlangsung selama 5 jam dengan kisaran suhu 400 C, rendemen asap cair yang diperoleh sebesar 2,45% dari 23,33 kg cangkang kelapa sawit yang digunakan serta berat akhir yang diperoleh setelah proses pirolisis sebesar 0,571 kg. Persentase Tar Tertampung Pada proses pirolisis cangkang kalapa sawit dengan menggunakan alat pirolisis juga dihasilkan produk lain selain asap cair, yaitu berupa gas-gas yang mudah terbakar, destilat berupa tar, dan residu (karbon). Hal ini sesuai dengan literatur Tahir (1992), yang menyatakan bahwa pada proses pirolisis dihasilkan tiga macam penggolongan produk yaitu gas-gas yang mudah terbakar, destilat berupa asap cair dan tar, dan residu (karbon). Adapun gas-gas yang mudah terbakar pada penelitian ini dapat dibuktikan dengan menyalakan api pada sisa asap yang tidak terkondensasi setelah melewati komponen kondensor. Namun berapa jumlah gas-gas ini belum dapat diketahui

23 karena pada alat pirolisis ini belum ada komponen alat yang dapat menampung gas-gas yang mudah terbakar tersebut. Tar merupakan produk gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari proses pirolisis, dimana tar ini merupakan bagian fraksi berat pada kandungan asap cair yang te1 tampung pada komponen tabung penarripung fraksi berat. Destilat berupa tar ini hanya dapat dimanfaatkan parla industri pengawetan kayu, karena senyawa ini tidak baik untuk dikonsumsi sehingga tidak layak digunakan sebagai bahan pengawet pangan. Ada pun jumlah tar yang dihasilkan dari percobaan dengan menggunakan alat pirolisis adalah s~bagai berikut : Tabel 7. Volume Tar yang Tertampung Ulangan Tar yang tcrtampung (Liter) I 0.44 II 0.58 III 0.7 Rataan 0.57 Sehingga dapat diketahui persentase tar yang tertampung atau yang dihasilkan dari pembakaran cangkang kelapa sa wit adalah sebesar 1,9%. Hal ini sesuai dengan literatur Maga ( 1988) yang menyatakan bahwa kandungan tar pada asap cair adalah 1-17%, sedangkan persentase tar yang diperoleh dari penelitian ini adalah 1,91 %. Dimana, semakin rendah persentase tar yang didapat semakin bagus kualitas asap cair yang dihasilkan. Selain tar, dalam proses pirolisis ini juga diperoleh arang atau residu (karbon) yang dihasilkan dari sisa pembakaran, perolehan residu karbon dapat dilihat dalam tebel berikut: Tabel 8. Berat Arang dari Sisa Pembakaran Ulangan Berat Arang yang Dihasilkan (kg) I 8,5 II 8,5 III 7,0 Rataan 8,0 Sehingga dapat diketahui persentase arang yang dihasilkan dari sisa pembakaran adalah sebesar 26,66%.

24 Dengan demikian dapat diketahui bahwa setiap sekali proses asap cair dengan bahan baku cangkang kelapa sawit sebanyak 30 Kg diperoleh asap cair sebanyak 42,07%, tar sebesar 1,9%, dan arang sebesar 26,6%, sehingga dapat diketahui persentase kehilangan asap sebesar 29,437%. Kadar Air Menurut Maga (1988), kemposisi kimia asap cair terdiri dari: air (11-92%), fenol (0,2-2,9%), asam (2,8-4,5%), karbonil (2,6-4,6%) dan tar (1-17%). Parameter kadar air dihitur..g untuk melihat seberapa besar kandungan air didalam asap cair yang dihasilkan. Tabel9. Data Hasil Pirolisis Cangkang Kelapa Sawit Ulangan Suhu Pirolisis ( 0 C} Bobot sampel (kg) Kadar air (%) Awal Kering I 400 30 24,1 24,48 II 400 30 22,91 30,95 III 400 30 24,7 21,46 Rataan 400 30 23,90 25,63 Hal 1m sesuai dengan literatur Maga (1988) yang menyatakan bahwa kandungan kadar air pada asap cair 11-92%. Sedangkan persentase kadar air yang diperoleh dari penelitian ini berkisar 21,46-30,95%. Dimana, semakin tinggi kadar air maka semakin rendah kualitas asap cair. Jika ditilik dari parameter kadar air ini, maka cangkang kelapa sawit memiliki kadar air yang rendah yang menghasilkan mutu asap cair yang cukup baik. Warna Asap Cair Pengamatan wama asap cair dilakukan dengan melihat wama asap cair yang dihasilkan pada proses pirolisis. Wama asap cair yang diperoleh berwama hitam, seperti yang terlihat pada gambar 3. Hal ini sebabkan proses yang dilakukan hanya satu kali destilasi sehingga menghilangkan kadar karbon jenuh, sedangkan senyawa-senyawa lainnya seperti tar yang banyak mengandung racun belum terpisahkan dari asap cair meskipun penampung tar ada pada alat penelitian. Hal ini sesuai dengan literatur Buckingham (2010) yang menyebutkan bahwa untuk mendapatkan kualitas dan wama asap cair yang bagus dilakukan

25 pemprosesan dengan destilasi berulang-ulang sehingga dapat menghilangkan kadar karbon dan senyawa-senyawa lainnya. Gambar 3. Asap cair dari cangkang kelapa sawit Asap cair yang berwarna hitam belum dapat digunakan sebagai pengawet makanan, menurut Buckingham (20 10), asap cair yang digolongkan kedalam grade 3, hanya dapat digunakan sebagai pengawet kayu, karet dan penghilang bau.

26 VI. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Kapasitas efektif rata-rata pada alat pirolisis ini adalah 2,46 Lljam. 2. Rendemen yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 42,07%. 3. Persentase tar yang tertampung diperoleh sebesar 1,9%. 4. Kadar air yang terkandung dalam 2-sap cair berkisar antara 21,46--30,95%. 5. Wama asap cair cangkang kelapa sawit berwama hitam dan digolongkan kedalam grade 3. Saran Perlu diperhatikan sumber panas jangan sampai padam pada saat pengoperasian alat karena Cl.kan berpengaruh pada laju kenaikan suhu.

27 DAFTAR PUSTAKA Buckingham, 2010. Asap Cair dan Etanol. Google. http://google.eo.id/google/asap _ cair _dan Etanol. [20 April]. Bernasconi, G., H. Gerster, H. Hauser, H. stauble dan E. Scheiter, 1995.Teknologi Kimia 2. Penerjemah L1enda Handojo, Pradnya Paramita, Jakarta. Cardinal, M., J. Comet, T. Serot, R. Baron. 2006. Effects of The Smoking Process on Odour Characteristics of Smoked Herring (Clupea harengus) and Relationships with Phenolic Cumpund Contend. Food Chern. Darmadji, P., 1994. Aktifitas Antibakteri Asap Cair yang Diproduksi dari Bermacam-macam Limbah Pertanian. La.poran Penelitian Mandiri. DPP UGM. Yogyakarta. Darmaji, P., 1996. Produksi asap Rempah dari Limbah Padat dengan cara pirolisis. Majalah Ilmu dan Teknologi Pertanian, Y ogyakarta. Darmadji, P., 1999. Sifat Antioksidatif Asap Cair Hasil Redistilasi Selama Penyimpanan. Prosiding Seminar Nasional Pangan, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi UGM, Yogyakarta. Fauzi, 2004. Kelapa Sav.it. Penebar Swadaya, Jakarta. Faith, N.G., A.E. Yousef, J.B. Luchansky. 1992. Inhibition of Listeria monocytogenes by Liquid Smoke and Isoeugenol, a Phenolic Component Found in Smoke. J. Food Safety. Febriani, R.A. 2006. Pengaruh Konsentrasi Larutan Asap Cair Terhadap Mutu Belut (Monopterus a/bus) Asap yang Disimpan Pada Suhu Kamar [Skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor. Guillen, M.D., P. Sopelana, M.A Partearroyo. 2000. Polyc clic Aromatic Hydrocarbons in Liquid Smoke Flavorings Obtained m Different Types of Wood, Effect of Storage in Polyethylene Flasks on Their Concentrations. J Agric Food Chern. Guillen, M.D, M.J. Manzanos, M.L Ibargoitia. 2001. Carbohydrate and Nitrogenated Compounds in Liquid Smoke Flavorings. J Agric Food Chern. Gumanti, F.M. 2006. Kajian Sistem Produksi Destilat Asap Tempurung Kelapa dan Pemanfaatannya sebagai Altematif Bahan Pengawet Mie Basah [Skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

28 Iyung Pahan, 2008. Kelapa Sawit. Penebar Swadaya, Jakarta. Girrard, J.P., 1992. Technology of Meat and Meat Products, Ellis Horwood, New YorK:. Hanendoyo, C. 2005. Kinerja Alat Ekstraksi Asap Cair dengan Sistem Kondensasi. Skripsi. Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor. Bogor Haras, A 2004. Pengaruh Konsentrasi Asap Cair dan Lama Perendaman Terhadap Mutu Fillet Cakalang (Katsuwonus pelamis L.) Asap yang Disimpan pada Suhu Kamar [Skripsi]. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Hattula, T., T.Luoma. 2001. Use of Liquid Smoke Flavouring as an Alternative to Tradisional Flue Gas Smoking of Rainbow Trout Fillets (Oncorhynchus mykiss). Lebensm-Wiss, u-technol. Haji, AG, Z.A Mas'ud, B.W Lay, H. S.H Sutjahjo, G. Pari. 2010. Kajian Mutu Arang Hasil Pirolisis Cangkang Kelapa Sawit. J. Purifikasi. Vol 11 (1). Kamaruddin A, Abdul K.I, Ninvan. S, Endah. A, Armansyah, H.T, Yamin. M, Edy H, Purwanto Y.A, Dyah W, Leopld O.N. 1999. Energi dan Listrik Pertanian. Ropiudin dan Aep SU Editor ( edisi revisi - belum cetak). Fakultas Teknologi Pertanian, IPB Bogor. Maga, J. A 1988. Smoke in Food Processing. CRC Press. Florida. Milly, P.J., R.T. Toledo, S. Ramakrishnan. 2005. Determination of Minimum Inhibitory Concentration of Liquid Smoke Fractions. J. Food Sci. Pranata, J., 2008. Pemanfaatan Sabut dan Tempurung Kelapa serta Cangkang Sawit untuk Pembuatan Asap Cair sebagai Pengawet Makanan Alami. http://word-to-pdfabdio.com [15 Juni 2010]. Prihandana, R dan H. Roy. 2007. Energi Hijau. Penebar Swadaya, Jakarta. SukandamLTTiidi. 2006. Batubara dan Pemanfaatannya. Gadjah Mada University Press, Y ogyakarta.

29 Soldera, S., N. Sebastianutto, R. Bortolomeazzi. 2008. Composition of Phenolic Compounds and Antioxidant Activity of Commercial Aqueous Smoke Flavorings. J Agric Food Chern. Stolywho, A., Jan Z.E Sikorsi. 2005. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons m Smoked Fish-a Critical Review. J Food Chern. Tahir, I., 1992. Pengambilan Asap Cair secara Destilasi Kering pada Proses pembuatan Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa. http://word-to: pdfabdio.com [15 Jtmi 2010]. Zaitsev, I., I. Kizeveter, I.. Lacunov, T. Makarova, L. Mneer, dan V. Podsevalor. 1969. Fish Curing and Processjng. Mir Publishers. }.1oskow.

30 Lampiran I. Daftar Riwayat Hidup 1. Ketua Peneliti Nama Lengkap Achwil Putra Munir, STP, MSi Tempat/TgLLahir Medan/12 Maret 1970 Agama Islam NIP 19700312 199903 1 002 No. Karpeg Jabatan Fungsional L217477 Asisten Atli Pan gkat!golongan Penata Muda TK VIIIB Alamat kantor No. Telepon Kantor No. Faximile Alamat Rumah No. Telepon Rumah/HP Alamat E-mail Pendidikan Tinggi: No..Jenjang 1 Sl 2 S2 Daftar Penelitian: No. Tahun 1 1994 2 2004 3 2005 n. Prof. A. Sofyan No.3, Kampus USU, Medan 20122 061-8222451 061-8211924 Jl. Kesatria No. 48, Tj. Rejo, Medan 20122 061-8454269/081533717583 achwilmunir@yahoo.com Nama Universitas dan Tempat Tahun Tamat Universitas Andalas, Padang 1995 IPB, Bogar Judul Penelitian I 2004 Pengaruh Frekwensi Pengolahan Tanah dan Tinggi Penggenangan terhadap Kebutuhan Air Selama Pengolahan Tanah di Daerah Irigasi Gunung Nago Sistem Pakar Fuzzy untuk Isyarat Dini Penyakit Septicaemia Epizootica Pendekatan Berbasis Kaidah untuk Isyarat Dini Penyakit Septicaemia Epizootica ~edan, 'J5 November 2012 Achwil Putra Munir, STP, Msi NIP. 19700312 199903 1 002

31 2. Anggota Nama Tempat, Tanggal Lahir NIP Pangkat/Golongan Bidang Keahlian Institusi Ala::nat Kantor Alamat kumah Email Adian Rindang, STP,M. Si. Padang/28 April 1987 Ilmu Keteknikan Pertanian Pre gram Studi Keteknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara Jl. Prof A Sofyan No.3, Kampus USU, Medan 20122 Telp. 061-8222451, Fax. 061-8211924 JI. Taman Permai I No. 34 Komplek Perunahan Tanjung Perrnai, Tanjung Gusta, Medan 201.25 l!p. 081370561032 : adian.rindang@yahoo.com Riwayat Pendidikan Jenjang Institusi Tahun Sl usu 2008 S2 IPB 2011 Pengalaman Penelitian No. Judul Tahun Sumber Dana 1. Identiflkasi Sistem Pengolahan Sampah Organik dan Anorganik Studi Kasus di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara 2008 Penentuan Gejala Chilling Injury Buah 2. Belimbing (Averrhoa carambola L.) 2011 dengan Near Infrared Spectroscopy Rancang Bangun Pengontrol Temperatur 3. dan Kelembaban Otomatis untuk Rumah 2010 Tanam di Leuwikopo, IPB Bogor. Mandiri Mandiri SPs IPB r HIL!K PERP"i.';TAJVUN, i UNiVEr~S!TAS SUMATERA UTARA j.._,_.,. J

32 PubJikasi Ilmiah No. Judul Tahun Penerbit Identifikasi Sistem Pengolahan Sampah 2008 usu 1. Organik dan Anorganik S:udi Kasus di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Penentuan Gejala Chilling Injury Buah 2011 SPs IPB 2. Belimbing (Averrhoa carambola L.) dengan Near Infrared Spectroscopy Demikian daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenar-benarnya. Medan, 25 November 2012 Adian Rindang, STP,M.Si.

33 Lampiran 2: Draft Artikel Publikasi Ilmiah PRODUKSI ASAP CAffi DARI CANGKANG KELAP A SA WIT MELALUI PROSES PffiOLISIS Liquid Smoke Production From Oil Palm Shell Through The Process of Pyrolisis Achwil Putra Munir 1 ), Adian Rindang 2 ) ABSTRACT Liquid smoke is a result of condensation of burning materials directly or indirectly. One of the ways in making liquid smoke is by condensing the results of incomplete combustion smoke. Liquid smoke is used to preserve foodstuffs because of the acid, phenolic and carbon it compounds. The materials that can be use to make liquid smoke is oil palm shell that were in the form of agricultural waste. They aim of the research was to test the quality of liquid smoke produced by pyrolisis process using oil palm shell with parameters: Water contents, yield, tar percentage, and the colour of liquid smoke. The results of this study indicate that the oil palm shell have 42,08% yield, 25,78% of water contents, 1,91% of tar percentage and black colour. Keywords: Liquid smoke, water conrent, tar percentage, yield, and colour. ABSTRAK Asap cair merupakan hasil kondensasi dan pengembunan uap hasil pembakaran secara langsung maupun tidak langsung. Salah satu cara untuk membuat asap cair adalah dengan mengkondensasikan asap hasil pembakaran tidak sempurna. Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan makanan karena adanya senyawa asam, fenolat dan karbonil. Bahan yang digunakan untuk pembuatan asap cair adalah cangkang kelapa sawit yang merupakan limbah pertanian. Penelitian ini bertujuan untuk menguji mutu asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis cangkang kelapa sawit dengan parameter: kadar air, rendemen, persentase tar, dan wama. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa cangkang kelapa sawit menghasilkan rendemen sebesar 42,08%, kadar air sebesar 25,78%, persentase tar yang dihasilkan sebesar 1,91% dan asap cair yang dihasilkan berwama hitam. Kata kunci : Asap cair, kadar air, persentase tar, rend em en, wama. l)staf pengajar Departemen Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian - USU, Medan 2 >Staf pengajar Departemen Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian - USU, Medan

34 PENDAHULUAN Teknik pengasapan telah digunakan selama beberapa abad sebagai metode untuk mengawetkan daging dan ikan. Pengasapan berfungsi untuk menambah cita rasa dan wama pada makanan, serta bertindak sebagai antibakteri dan antioksidan (Hattula dan Luoma, 2001). Pengasapan yang umum dilakukan oleh masyarakat untuk mengawetkaa daging dan ikan adalah pengasapan konvensional seperti pengasapan tradisional dengan menggunakan asap pembakaran secara langsung, kelemahan dari pengasapan langsung ini adalah terdepositnya tar pada bahan makanan secara langsung sehingga membahayakan kesehatan. Kelemahan pengasapan tradisional ini dapat diatasi dengan menggunakan asap cair yang merupakan hasil kondensasi asap melalui proses pirolisis pada suhu sekitar 400 C. Menurut Guillen et a/ (2000), penggunaan asap cair memungkinkan uiltuk menghasilkan produk asap yang tidak mengandung benzo[a]pyrene dan senyawa karsinogenik lainnya. Pengolahan tandan buah segar (TBS) menjadi CPO menghasilkan biomassa produk samping yang jumlahnya sangat besar. Tahun 2004 volume produk samping kelapa sawit berupa 12.365 juta ton tandan kosong kelapa sawit (TKS), 10.215 juta ton cangkang dan serat serta 32.257-37.633 juta ton limbah cair (Prihandana dan Roy, 2007). TJntuk mengatasi produksi limbah ini, biomassa produk samping kelapa sawit bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan. Misalnya, limbah cair digunakan untuk menghasilkan biogas sedangkan TKS dimanfaatkan untuk menghasilkan energi panas dengan nilai sebesar 18.795 kj/kgtks (Prihandana dan Roy, 2007). Cangkang kelapa sawit dapat diolah menjadi produk yang memiliki nilai ekonomis di masyarakat, salah satunya dengan memanfaatkan teknologi pirolisis yaitu pembakaran dengan sedikit udara atau tanpa udara terhadap bahan baku. Salah satu keuntungan dari pemanfaatan pirolisis ini adalah dapat mencegah tetjadinya pencemaran udara karena adanya penguraian senyawa-senyawa kimia dari tempurung kelapa sawit pada proses pembakaran.

35 Dari hasil pirolisis ini akan diperoleh produk berupa asap cair, yang rnerupakan hasil kondensasi dari hasil pirolisis cangkang kelapa sawit yang rnengandung sejurnlah besar senyawa yang terbentuk akihat proses pirolisis konstituen cangkang kelapa sawit seperti selulosa, herniselulosa dan lignin. Asap cair dapat digunakan sebagai biopreservatif baru pengganti preservatif kimia. Tujuan dari penelitian ini bertujuan untuk rnenguji mutu asap cair yang dihasilkan dari proses pirolisis cangkang kelapa sawit dengan parameter: kadar air, rendemen, persentase tar, dan wama. METODOLOGI PENELITIAN Alat dan Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalarn penelitian ini adalah cangkang kelapa sa-wit, air, es batangan dan bahan bakar. Alat-alat yang digunakan dalarn penelitian ini adalah alat pirolisis untuk pernbuatan asap cair, gelas ukur digunakan untuk mengjk:ur banyaknya asap cair, pornpa air sentrifugal digunakan untuk mernornpa air, selang plastik digunakan untuk mengalirkan air dari surnber air, kornpor gas digunakan untuk pernbakaran bahan, alat-alat pertukangan digunakan rnerneriksa alat pirolisis, alat tulis yang digunakan sebagai perlengkapan dalarn penelitian, kornputer digunakan sebagai alat untuk pengolahan data. Persiapan Alat dan Bahan Penelitian Persiapan alat terdiri dari: 1) pernbersihan alat dari kotoran yang menempel, perneriksaan alat pada bagian rnur dan baut yang mengalarni pengenduran, pemeriksaan bagian sarnbungan ptpa penghubung untuk menghindari kebocoran, pengtsian air pada kondensor sebagai pendingin pada proses pengernbunan asap catr, pemeriksaan tabung gas dan kompor gas untu.k menghindari kebocoran gas.

36 Persiapan bahan terdiri dari: Persiapan bahan yang akan digunakan yaitu cangkang kelapa sawit, pengeringan cangkang kelapa sawit yang masih basah, penimbangan bahan yang tersedia, cangkang kelapa sawit siap untuk diolah. Prosedur Penelitian Dimasukkan bahan 30 kg ke dalam reaktor pirolisis, dialirkan air ke dalam drum kondensor, dinyalakan kompor gas, dilakukan pembakaran secara pirolisa terhadap bahan yang terdapat dalam reaktor pirolisa, dilakukan pembakaran hi!lgga mencapai suhu 400 C, ditampung hasil pengembunan asap cair pada wadah penampung, dilakukan pengendapan asap cair agar fraksi berat dapat dipisahkan de11gan asap cair, dilakukan pengnkuran volume asap cair yang dihasilkan tiap satuan berat bahan yang dimasukkan ke dalam wadah bahan, dilakukan ulangan sebanyak 3 kali, dilakukan pengamatan parameter. HASIL DAN PEMBAHASAN Proses Pengolahan Asap Cair Untuk satu kali proses pembuatan asap cair dengan menggunakan alat pirolisis, membutuhkan bahan denganjumlah seperti pada Tabel1. Tabel 1. Kebutuhan Bahan untuk satu kali pembuatan asap cair Jenis Bahan Bahan bakar/ gas elpiji (kg) Air (L) Cangkang kelapa sawit (kg) Es batang ( kg) Jumlah yang Dibutuhkan 4 150 30 1 X 10 kg Jadi, untuk satu kali proses agar menghasilkan asap cair dengan menggunakan alat pirolisis diperlukan bahan bakar berupa gas elpiji sebanyak 4 kg untuk memanaskan cangkang kelapa sawit sebanyak 30 kg selama 5 jam pembakaran dengan proses pirolisis. Selain itu, untuk menghasilkan asap cair juga diperlukan air sebanyak 150 liter dan es batang sebanyak 1 batang dengan ukuran 10 kg. Air dan es batang ini digunakan sebagai pendingin pada r;.r.-::--;~: ~E '--=-RP~ ~;~r,.,-,1 l (. lj.~~,...~"""t.'\.. v~j.~. I Ut'-WI~R.SiT!.;S SUM~~~~:RA..J

37 kondensor agar asap yang dihasilkan dari pembakaran cangkang kelapa sawit ini mengalami kondensasi sehingga uap tersebut menjadi cair. Cairan yang dihasilkan ini disebut dengan asap cair. Agar air pada kondensor tetap dingin dilakukan sirkulasi air dengan bantuan pompa air. Jika tidak dilakukan sirkulasi air maka air yang ada pada kondensor akan mendidih, sehingga proses kondensasi tidak beijalan sesuai dengan yang diharapkan. Selama proses pirolisis berlangsung dapat diketahui laju kenaikan suhu pada saat proses pirolisis oerlangsung. Ada pun data tersebut adalah sebagai berikut : Tabel 2. Data Laju Kenaikan Suhu Fada Saat Proses Piroiisis U1angan Wilktu Kenaikan Suhu (menit) 3dlc sdlc 10dlc 15dlc 2odlc 250 C 300 C 350 C 400 C I 0 13 23 58 117 168 230 261 292 II 0 12 23 58 118 166 228 262 296 III 0 14 22 57 119 167 228 270 294 Rataan 0 13 22.66 57.66 118 167 228.6 264.3 294 Dari data di atas dapat dilihat bahwa pada proses pirolisis diperlukan waktu rata-rata selama 294 menit untuk mencapai suhu 400 De. Pada proses ini, asap cair pertama sekali dihasilkan pada suhu 75 C, 73 C dan 76 C untuk masing-masing ulangan I, II dan III. Pada proses pirolisis ini, asap cair pertama sekali dihasilkan pada suhu 75 De dengan waktu pemanasan 16 menit. Kapasitas Efektif Alat Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut : Tabel 5. Hasil Pembakaran Cangkang Kelapa Sawit dengan Alat Pirolisis Ulangan I II III Rataan Volume (L) 12.0 12.4 12.5 12.3 Lama Pembakaran (jam) 5 5 5 5 Proses pembakaran cangkang kelapa sawit dengan menggunakan alat pirolisis pada penelitian ini memerlukan waktu selama 5 jam. Asap cair tidak langsung dihasilkan pada

38 menit pertama pembakaran karena memerlukan waktu untuk menghasilkan asap pada saat pembakaran cangkang kelapa sawit. Cairan kondensat asap cair akan berangsur-angsur keluar melalui kondensor setelah suhu mencapai 75 C dengan waktu pemanasan 16 menit setelah mengalami proses kondensasi. Proses pirolisis dinyatakan selesai apabila asap cair tidak lagi dihasilkan pada proses pirolisis tersebut. Pada penelitian yang telah dilakukan diperolch asap cair dengan menggunakan alat pirolisis pada percobaan I sebanyak 12 liter, percobaan II sebanyak 12,4 liter dan percobaan III sebanyak 12,5 liter, sehingga diperoleh \lolume rata-r::tta asap cair yang dihasilkan sebanyak 12,3 liter dengan lama pembakaran selama 5 jam. Kapasitas efektif suatu alat menunjukkan produktifitas alat selama pengoperasian tiap satuan waktu. Dalam hal ini kapasitas efektif alat diukur dengan mambagi banyaknya volume asap cair yang dihasilkan dari alat pirolisis terhadap waktu yang dibutuhkan selama pengoperasian alat. Dari Tabel 5, diperoleh kapasitas efektif alat pirolisis ini sebesar 2,46 L/jam. Dengan demikian setiap satu jam alat ini mampu memproduksi asap cair sebanyak 2,46 L. Rend em en Rendemen adalah perbandingan antara asap cair yang dihasilkan dari bahan cangkang kelapa sawit dengan berat bahan baku. Perhitungan rendemen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar rendemen yang dihasilkan oleh suatu alat dalam memproduksi asap cair tiap satuan banyak bahan yang diolah. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut : Tabel6. Berat Asap Cair yang Dihasilkan Ulangan I II III Berat Asap Cair Yang Dihasilkan (kg) 12.21 12.34 12.32

39 Rataan 12.62 Dari data di atas, diperoleh renuemen sebesar 42,07 %, yaitu dengan membagi berat rataan asap eair sebesar 12,62 kg dengan berat bahan yang digunakan yakni sebesar 30 kg kemudian dikali 100%. Haji eta!., (2010) memproduksi asap eair dari sebuah reaktor pirolisis sederhana, terbuat dari drum dengan ukuran tebal plat 1,5 mm, tinggi 48 em dan her diameter 60 em, proses pirolisis berlangsung selama 5 jam dengan kisaran suhu 400 C, rendemen asap eair yang diperoleh sebesar 2,45% dari 23,33 kg eangkang kelapa sawit yai.lg digunakan serta berat akhir yang diperoleh setelah proses pirolisis sebesar 0,571 kg. Persentase Tar Tertampung Pada proses pirolisis eangkang kalapa sawit dengan menggunakan alat pirolisis juga dihasilkan produk lain selain asap cair, yaitu berupa gas-gas yang mudah terbakar, destilat berupa tar, dan residu (karbon). Hal ini sesuai dengan literatur Tahir (1992), yang menyatakan bahwa pada proses pirolisis dihasilkan tiga maeam penggolongan produk yaitu gas-gas yang mudah terbakar, destilat berupa asap eair dan tar, dan residu (karbon). Adapun gas-gas yang mudah terbakar pada penelitian ini dapat dibuktikan dengan menyalakan api pada sisa asap yang tidak terkondensasi setelah melewati komponen kondensor. Namun berapa jurnlah gas-gas ini belum dapat diketahui karena pada alat pirolisis ini belum ada komponen alat yang dapat menampung gas-gas yang mudah terbakar tersebut. Tar merupakan produk gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari proses pirolisis, dimana tar ini merupakan bagian fraksi berat pada kandungan asap eair yang tertampung pada komponen tabung penampung fraksi berat. Destilat berupa tar ini hanya dapat dimanfaatkan pada industri pengawetan kayu, karena senyawa ini tidak baik untuk dikonsumsi sehingga tidak layak digunakan sebagai bahan pengawet pangan. Ada pun jumlah tar yang dihasilkan dari percobaan dengan menggunakan alat pirolisis adalah sebagai berikut :

40 Tabel 7. Volume Tar yang Tertampung Ulangan I II III Rataan Tar yang tertampung (Liter) 0.44 0.58 0.7 0.57 Sehingga dapat diketahui persentase tar yang tertampung atau yang dihasilkan dari pembakaran cangkang kelapa sa wit adalah sebesar 1,9%. Hal ini sesuai dengan lit~ratur Maga (1988) yang menyatakan bahwa kandungan tar pada asap cair adalah 1-17%, sedangkan persentase tar yang diperoleh dari penelitian ini adalah 1,91 %. Dimana, semakin rendah persentase tar yang didapat semakin bagus kualitas asap cair yang dihasilkan. Selain tar, dalam proses pirolisis ini juga diperoleh arang atau residu (karbon) yang dihasilkan dari sisa pembakaran, perolehan residu karbon dapat dilihat dalam tebel berikut: Tabel 8. Berat Arang dari Sisa Pembakaran Ulangan Berat Arang yang Dihasilkan (kg) I 8,5 II 8,5 III 7,0 Rataan 8,0 Sehingga dapat diketahui persentase arang yang dihasilkan dari sisa pembakaran adalah sebesar 26,66%. Dengan demikian dapat diketahui bahwa setiap sekali proses asap cair dengan bahan baku cangkang kelapa sawit sebanyak 30 Kg diperoleh asap cair sebanyak 42,07%, tar sebesar 1,9%, dan arang sebesar 26,6%, sehingga dapat diketahui persentase kehilangan asap sebesar 29,437%. r;:iui( PERPUSTA A1 l } UNiVERSITAS SUMATERA UT!\RA l ' --~ ---J

41 Kadar Air Menurut Maga (1988), komposisi kimia asap cair terdiri dari: air (11-92%), fenol (0,2-2,9%), asam (2,8-4,5%), karbonil (2,6-4,6%) dan tar (1-17%). Parameter kadar a1r dihitung untuk melihat seberapa besar kandungan air didalam asap cair yang dihasilkan. Tabel 9. Data Hasil Pirolisis Cangkang Kelapa Sawit Ul Suhu Pirolisis Bobot sampel (kg) Kadar :ill angan (OC) Awal Kering (%) I 400 30 24,1 24,48 II 400 30 22,91 30,95 III 400 30 24,7 21,46 Ra 400 30 23,90 25,63 taan Hal ini sesuai dengan literatur Maga (1988) yang menyatakan bahwa kandungan kadar air pacta asap cair 11-92%. Sedangkan persentase kadar air yang ctiperoleh dari penelitian ini berkisar 21,46--30,95%. Dimana, semakin tinggi kactar air maka semakin renctah kualitas asap. cair. Jika ctitilik ctari parameter kactar air ini, maka cangkang kelapa sawit memiliki kadar air yang renctah yang menghasilkan mutu asap cair yang cukup baik. Warna Asap Cair Pengamatan wama asap cair ctilakukan ctengan melihat wama asap ca1r yang ctihasilkan pacta proses pirolisis. Wama asap cair yang diperoleh berwama hitam, seperti yang terlihat pacta gambar 3. Hal ini sebabkan proses yang dilakukan hanya satu kali ctestilasi sehingga menghilangkan kadar karbon jenuh, sedangkan senyawa-senyawa lainnya seperti tar yang banyak mengandung racun belum terpisahkan dari asap cair meskipun penampung tar ada pada alat penelitian. Hal ini sesuai dengan Iiteratur Buckingham (2010) yang menyebutkan bahwa untuk mendapatkan kualitas dan wama asap cair yang bagus dilakukan pemprosesan ctengan ctestilasi berulang-ulang sehingga ctapat menghilangkan kadar karbon dan senyawa-senyawa lainnya.

42 Gambar 3. Asap cair dari cangkang kelapa sawit Asap cair yang berwama hitam belum dapat digunakan sebagai pengawet makanan, l'!lenurut Buckingham (2010), asap cair yang digolongkan kedalam grade 3, hanya dqpat digunakan sebagai pengawet kayu, karet dan penghilang bau. Kesimpulan KESUWPULANDANSARAN 1. Kapasitas efektifrata-rata pada alat pirolisis ini adalah 2,46 L!jam. 2. Rendemen yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 42,07%. 3. Persentase tar yang tertampung diperoleh sebesar 1,9%. 4. Kadar air yang terkandung dalam asap cair berkisar antara 21,46--30,95%. 5. Wama asap cair cangkang kelapa sawit berwama hitarn dan digolongkan kedalam grade 3. Saran Perlu diperhatikan sumber panas jangan sampai padam pada saat pengoperasian alat karena akan berpengaruh pada laju kenaikan suhu.

43 DAFTAR PUSTAKA Buckingham, 2010. Asap Cair dan Etanol. Google. http://google.co.id/google/asap_cair_dan Etanol. [20 April]. Guillen, M.D., P. Sopelana, M.A Partearroyo. 2000. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Liquid Smoke Flavorings Obtained from Different Types of Wood, Effect of Storage in Polyethylene I'lasks on Their ConcentratioPs. J Agric Food Chern. Hattula, T., T.Luoma. 2001. Use of Liquid Smoke Flavouring as an Alternative to Tradisional Flue Gas Smoking of Rainbow Trout Fillets (Oncorhynchus mykiss). Lebensm-Wiss, u-technol. Haji, A.G, Z.A Mas'ud, B.W Lay, H. S.H Sutjahjo, G. Pari. 2010. Kajian Mutu Arang Hasil Pirolisis Cangkang Kelapa Sa wit. J. Purifikasi. Vol 11 (1 ). Prihandana, R dan H. Roy. 2007. Energi Hijau. Penebar Swadaya, Jakarta Tahir, I., 1992. Pengambilan Asap Cair secru a Destilasi Kering pada Proses pembuata!l Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa. http://word-to-pdfabdio.com [15 Juni 2010].

45 Lampiaran 3. Prinsip Kerja Alat?ada alat pirolisis terjadi proses penguramn senyawa-senyawa organik pada bahan. Penguraian ini disebabkan oleh proses pemanasan tanpa berhubungan langsung dengan uda:-a luar dengan suhu 300-500 C. Untuk mencapai suhu 300-500 C dilakukan pemanasan reaktor sell:l.ma 5 jam sehingga qkan diperoleh destilat berupa asap cair setelah melalui proses pengembunan pada ko!l.densor yaug dilengkapi dengan pipa spiral (anonimus, 2010). Pada proses pemanasan yang terjadi pada reaktor pirolisis, asap yang dihasilkan akan mengalir menuju kondensor melalui pipa yang mengubungkan reaktor pirolisis dengan kondensor. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan tekanan yang disebabkan perbedaan temperatur antara reaktor pirolisis dan kondensor. Sebagaitnana yang kita ketahui pada reak'tor pirolisis terjadi proses pemanasan sehingga temperatur naik, sedangkan pada kondensor temperaturnya akan lebih rendah karena dialiri oleh air, maka akan terjadi perpindahan :fluida berupa asap karena sifat fluida mengalir dari tekanan tinggi menuju tekanan yang lebih rendah.

46 Lampiran 4. Perawatan Alat Setelah digunakan, alat harus dibersihkan kembali. Bagian dalam reaktor alat pirolisis harus dikosongkan dari sisa pembakaran. Pada bagian kondensor, air hams dikosongkan hingga bersih dan kering untuk menehindari terjadinya proses korosi atau pengeroposan pada alat. Bagian penampung tar atau bagian penampung fraksi berat harus dikosongkan dari sisa tar yang masih tertinggal ag:u alat tetap dalam keadaan bersih. Lakukan perawatan rutin setelah menggunakan alat agar alat tetap bisa digunakan der..gan baik.

47 Lampiran 5. Gambar Komponen Alat Pirolisis r~jllt PERPuSTAu~l l l UN!VERS!Til.S SUMATERA UTP..RA,_ ~

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA F AKUL T AS:... f.~~~~~. 1 ~.~ BERITA ACARA SEMINAR HASIL PENELITIAN I. Seminar dibuka oleh :.. Nevil 0:"".:;/""J; 2. Moderator : Jf.!... }~~\?.. [2 ~~~ 0 ' \-ts'. 3. Pemakalah (Ketua Peneliti) :.. ~.4~.~.1.... ~- --~-- Mul\tf' I m f l't~. 4. Judul Penelitian : - ~~-~-~-~-~:'... ~~-~~ o\-1r DA-Ri CANGK AN G ICE l.a-p.a <;.Aw (!"" M&L.ALLLl PRoSG<;; P!Roll\tS 5. Anggota Peneliti No. Nama Peneliti/NIP Fakultas/Jurusan L P.~cm. Rtl' dtu\~, ~1', t'-\t.; {>E;p.;- A-~1 A to-\ I ketfl:.:t-\(~{-h~ I f:le P-T AN.t A ('l 6. Hari/Tanggal 7. Pukul 8. Tempat 9. Sumber Dana Penelitian : PNBP Bidang Penelitian LP3M USU T A. 2012 gc, Novewbex :1-0(l.. Me d an,... r ett~m:\ ta~ Ketua Departemen.... Fakultas... ~. ~ -~~--- -- f:t ~2.'\6\-~'UA-tv USU o'l. 0'~ -~~' (.................. NJP. t ~ }LI o l o-z. t 9CJ 8o 2 2. _ oo I. AtfVJ(\ ~M t'<:l~ r.>i \ r f' U~( )

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKUL TAS:... ~P;T.~.~.tf..~.... DAFTAR HADIR PESERTA SEMINAR HASIL PENELITIAN Judul :.. \?.f..p. R~-~~ -'--- ~~ -~... 9.~~ -~ -----~~~-i... ~ ~~-~ -~~ - ~~--. Y.~.IA PA... ~":. <:?. ~-.. -~~~~...?.~~-~-~-~... f~l?.<?.~-~\ ~ Tanggal Seminar. ;tr, - t-\cvet'<'be.r-- /ol'l.. No. t Nama Peserta jauc;. ~ &;cv14 l-- T~f l~ ~~ $. Nt;.,-,-on: cldmln>'j 4 ~ "'( UJ fl:a t){ _r. IV~~-~ 0;--11 r ~. (0_ fasf7' f t N WJ D Ot fi A IT FfJ{A-J:r 'il - ~""1/\-- f). I. Saw r{nt\. 10 tva S'M I lfvi ~A-'(u l'. ~hi ~'6,ov\-- ~1.. wa~\c1~, NIP 0 f1p 161.-t 0 z_ ~~o01'11pji6dfioz>1 l9)7 ~djto ~J)/2 ~ ~":}-6 o I '2-3 "2..417 dl rv r~ J 6) 12, 1 g ~ ( o w 1 191-10)01 199! 1).2-00l!q[3>03 H \1"1~ t q b46 6 W tt(g'c( 1lX) lib ( bsc~ (tt}" o~ 2-Q> ~ L Q(r~ o 6(5\U>)o 1'2..1C/t( c::,, ; v ~ Medan,.. )Cp_.. -~~.. - ~~~ -.:............. Ketua Departemen.. t~~-~-~ -~~ - ---~t::.~i41v ~~~~ Fakultas................... USU,. PuuKt. ~ T~KJ..:>E v~ c... - ~':~~~-... ~?~~~... - ~~-~. ~-F ~ --.....) NIP. 11r4 o(ol 119fbo2 2. Ooj

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA F,AKlTL TAS:... ~~T.~.~.t.~.:!.... LEMBAR PERTANYAAN, JAW ABAN DAN KESIMPULAN PADA SEMINAR HASIL PENELITIAN Nama-nama yang rnengajukan setiap pertanyaan, jawaban dan saran supaya ditulis pada lembar halaman ini dan notulis bersama dengan moderator merangkum hasil seminar sebagai acuan perbaikan selanjutnya ~1'\~~(1 :. Ap/11..&ttsc;n Set4da.r&\.!I'\9M. ~ lth Cct"9(ca~ 1:-e..Lc._pc.. sc~u.jd ~ (. ~01.0 a( ~D.n ~ r~ b~n 4!?t_f> ea:r '7,cJ; -! Ca~rc.a':j ~ebpe; Scu.v ~i rn~f\ r~ s~ t-t:nb~ otc?r-r ~o{~n. rnm~df.sxu ~ f l -t"9 2wn ~11.~1\ ~" bcuk. Het'\Lit-td- olda -ja.~ a_&. ~0 ~n Z{j0<9 r <t --t>il 3Coeo ~ /0r.. w ~~ sew'tt. ~~ ~"1 ( Pri'-o~ra.,lan ~<3 ( 2CQC}). ~~3 fttn. f(c~ [ P-:<bril: ~~"!. r'l<.ujd J. ~(\.~n cc..~(ca~g fn ~ s QJ:o.<:Ja.l ~he((, ~ (t-el(~' o;; un.f\tt: M~~(<Qn WV fotf\c<s tva~"' Y\-~rtt 1, 1n 1 Q:jl u~ ber»et.lvtlcu= p::t~ pe-r.._ce.tr-artlf' ~ ':1. " ~Cln ~'-'l;r-alajl P'Jf~ fh-a-'hts Inc..J f 5lr.t1'1nJ- tntnlntn-..j2n~ Sr()- I. JC{~t--a.n a ~r:;ar, a~~'p :J0"'<] l"rt~vt(ehvt~fl U.Belro. u r r tx. {{(1 ( f'1 a_!sotf CG{(I'"\ d'j~ dr~ ~&\~"' r44.~ fo~,.. p~~j.. D"'m kle ~"1 ~C4J ~ fej\o/~ 1 ~ <tbof CCH r i(}at-ef- c9t~c'ar. 'f..n'\. l~ Bt?r'dof r~g,_~ ~n ~ea- ~n ') ~. tvaf C'c( (r k~ {Jt~~ lm. kc--wur-n7. kbm ~n.j ~c.\:-l+m ~(D,. ~ Ct'l(r ~~ [N ~ Lee ~m ~de 3. ~ 8tftf'dcan. J~ ~<d- be~ ( teind m" f~ ~. Kesimpulan Seminar :... ~.. ~.~ -~ --- ~-~~ - -~~~~... ~~ --. ~~.'j~~~... J.~.~.. ~~ rt ~~~... ~~-~... J..f0.f.i... ~~~~.-~~- - - ~~.0.... ~~~ ~d ~t-a/1 ~~"«" _. Pvt2u»-tlu~~,. p~4 : X~ :~ : ~;; :::~~ :; : : :~~~::::;;; : ::~ :: :~: ::~c~ ~W4~ r~ r::q~, i:c<r-fvr... Mengetahui!Menyetujui. Ketua Departemen.. t.@?.~. l1~ff!f-l fbrra~ia t-t Fakultas. -~~~!.~.~..... USU,_ 0~ (.. ~~ -(\0~ ---~~~ ~- --~ :.. C't. ~<. ) NIP. 19T'(otoz. L99Sb2 z trj/