Sintesis Furfural dari Bahan Baku Kulit Buah Kakao (Cocoa Pod Husk) dengan dan Tanpa Proses Pretreatment

Abstract

Furfural is a component which has been identified as one of the 30 biorenewable chemicals. Furfural is an organic compound which can be produced from agricultural wastes such as wheat husks, corncobs, rice husks, bagasse, and sawdust. Cocoa husk is also a renewable raw material for producing furfural. Synthesizing furfural from cocoa husks is an effort to create added value from cocoa husk. In this particular research two types of processes are applied, namely the processes with pretreatment and without pretreatment. In the stage without pretreatment there were 2 stages of the process, one is the preparation stage of cocoa husks (drying), the conversion stage of husks into furfural (hydrolysis+dehydration), while for the pretreatment there were 4 stages of the process namely the preparation of cocoa pods (drying), the pectin extraction, the reduction of lignin, the conversion stage of husks into furfural (hydrolysis+dehydration). The reaction temperature variations were (110, 120, 130 and 140) oC and with reaction time of (10, 20, 30, 40 and 50) minutes. In this research, several tests were carried out such as analysis of pectin levels with methoxyl and galacturonic acid , analysis of hemicellulose, cellulose and lignin levels through the chesson method, analysis of pentosan level using gravimetric methods by (Griffin, 1927), identification of color tests with aniline acetate reagents ( 1: 1), identification of functional cluster/group using the Fourier Transform Infared Spectroscopy (FT-IR), qualitative product analysis through Gas Chromatography (GC-MS), calculation of reaction kinetics through Hooke jeeves method with Microsoft Excel. The k1 value in the pretreatment process and without the pretreatment process have only a slight different, with 0.1334 and 0.1004, respectively. From the data above , it shows that the cocoa husk has potential as a raw material for furfural production, while for variations in the process that is the presence or absence of the pretreatment process in furfural production does not have a significant effect on the amount of the furfural produced. This is due to the process of pretreatment that not only decreased the pectin and lignin level but also the cellulose, hemicellulose and pentosan. This leads to the ineffective and uneconomical use of the pretreatment process for producing furfural from cocoa pods husks.

Furfural telah diidentifikasi sebagai salah satu dari 30 bahan kimia biorenewable. Furfural adalah senyawa organik yang dapat dihasilkan dari limbah pertanian seperti gandum, tongkol jagung, sekam padi, ampas tebu, dan serbuk gergaji. Kulit buah kakao adalah bahan baku terbarukan untuk pembuatan furfural. Sintesis furfural dari kulit buah kakao adalah upaya untuk menciptakan nilai tambah dari kulit buah kakao. Dalam penelitian ini digunakan dua jenis proses yaitu proses dengan pretreatment dan tanpa pretreatment. Pada tahapan tanpa pretreatment terdapat 2 tahapan proses yaitu tahappreparasikulit buah kakao (pengerigan), tahap konversi kulit buah kakap menjadi furfural (hidrolisis + dehidrasi), sedangkan proses yang menggunakan pretreatment terdapat 4 tahapan proses yaitu tahappreparasikulit buah kakao (pengeringan), tahap ekstraksi pektin pada kulit buah kakao, tahap pengurangan lignin pada kulit buah kakao, tahap konversi kulit buah kakap menjadi furfural (hidrolisis + dehidrasi). Variasi suhu reaksi yaitu (110, 120, 130 dan 140)oC dan waktu reaksi (10, 20, 30, 40 dan 50) menit. Pada penelitian ini dilakukanbeberapa uji yaitu analisis kadar pektin dengan uji metoksil dan asam galakturonat, analisis kadar hemiselulosa, selulosa dan lignin dengan metode chesson, analisis kadar pentosan dengan menggunakan metode gravimetri oleh (Griffin. 1927), identifikasi uji warna dengan pereaksi anilin asetat (1:1), indentifikasi gugus fungsi dengan menggunakan Fourier Transform Infared Spectroscopy (FT-IR), analisiskualitatif produk dengan menggunakanGas Chromatography (GC-MS), perhitungan kinetika reaksi dengan menggunakan metode Hooke jeeves menggunakan Microsoft Excel. Pada proses pretreatment pektin hilang seluruhnya, kadar lignin menurun 10,68%,sedangkan selulosa, hemiselulosa dan pentosan juga mengalami penurunan yaitu sebesar 2,69%; 1,8% dan 1,41%.. Hasil optimum pada proses tanpapretreatmentyaitusuhu 130°C selama 30 menit dengan konsentrasi 20,30 g/L, sedangkanyaitu suhu 140°C selama 40 menit dengan konsentrasi 20,55 g/L.Model Kinetika diselesaikan dengan metode numerik Hooke jeeves menggunakan Microsoft Excel. Nilai k1pada proses pretreatmentdan tanpa pretreatment tidak jauh berbeda yaitu masing-msing sebesar 0,1334 dan 0,1004. Dari data tersebut diatas menunjukkan bahwa kulit buah kakao memiliki potensi sebagai bahan baku pembuatan furfural, sedangkan untuk variasi proses yaitu ada atau tidaknya proses pretreatment pada pembuatan furfural tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap banyaknya jumlah furfural yang dihasilkan. Hal ini disebabkan pada proses pretreatment tidak hanya pektin dan lignin yang mengalami pengurangan melainkan selulosa, hemiselulosa dan pentosan juga mengalami pengurangan. Hal inilah yang menyebabkan penggunaan proses pretreatment tidak begitu efektif dan ekonomis terhadap pembuatan furfural dari kulit buah kakao.