PROPOSAL PENELITIAN

PEMBUATAN ASAM LEVULINAT DARI LIMBAH

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN

PROSES HIDROTERMAL

Diajukan oleh :

Arief Hariyanto 3335110244

Rizka Puspitadewi 3335111618

JURUSAN TEKNIK KIMIA - FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

CILEGON - BANTEN

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Baru-baru ini, biomassa telah menarik banyak perhatian sebagai sumber daya yang ramah lingkungan dan berkelanjutan untuk produksi bahan bakar dan produk kimia. Tidak seperti biomassa yang dapat dimakan misalkan pati atau minyak, selulosa tidak dapat dicerna oleh manusia dan sangat melimpah di alam. Selulosa merupakan biomassa yang menjanjikan sebagai sumber daya alam untuk dikonversi menjadi bahan kimia yang lebih berharga.

Hingga saat ini, Indonesia belum memberdayakan penggunaan biomassa dengan baik. Perbandingan kapasitas terpasang dan sumber daya biomassa baru mencapai angka 0,64% (Batubara, 2008). Dalam kenyataannya, di Indonesia terdapat berbagai sumber biomassa yang mudah diperoleh dan berpotensi dijadikan pasokan utama bagi kebutuhan energi di masa mendatang. Salah satu sumber biomassa tersebut adalah limbah kelapa sawit.

Penggunaan limbah kelapa sawit sebagai sumber biomassa menguntungkan karena selain efektif menjadi solusi dan langkah bijak untuk pengelolaan limbah, hal ini memiliki prospek pengembangan yang cerah, di mana Indonesia merupakan produsen kelapa sawit terbesar kedua setelah Malaysia sejak tahun 2003 (Prasetyani dan Miranti, 2009). Indonesia sebagai negara agraris memiliki potensi biomassa yang sangat melimpah. Pada akhir- akhir ini sumber energi dari biomasa lignoselulosa mendapat perhatian khusus sebagai sumber alternatif bahan baku pembuatan asam levulinat dimana sebelumnya adalah bahan baku yang bersumber dari pati-patian, jagung dan tebu. Disisi lain Indonesia mempunyai sumber biomasa lignoselulosa yang melimpah dan belum termanfaatkan secara optimal yaitu tandan kosong kelapa sawit yang merupakan limbah padat dari proses pengolahan minyak kelapa sawit.

Sebagian besar industri kelapa sawit di Indonesia selama ini cenderung membuang limbah sisa industri tanpa melakukan pengolahan lebih lanjut untuk memperoleh produk lain yang dapat dimanfaatkan (Prasetya, 2005). Pengolahan limbah kelapa sawit menjadi biomassa tentunya mendatangkan manfaat positif dari segi lingkungan, sosial, dan ekonomi. Pada saat ini pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit antara lain digunakan sebagai kompos (Thambirajah, J.J. et. al. 1995) dan pembuatan pulp (Rodriguez, A. et. al., 2008). Tandan kosong kelapa sawit masih sangat melimpah karena Indonesia merupakan produsen minyak kelapa sawit terbesar di dunia, sehingga biomasa ini sangat potensial sebagai bahan baku produksi asam levulinat.

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) merupakan limbah padat terbesar yang dihasilkanoleh perkebunan kelapa sawit (PKS). Setiap pengolahan 1 ton TBS (Tandan Buah Segar) dihasilkan TKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit) sebanyak 22 – 23% TKS atau sebanyak 220 –230 kg TKS. Jika PKS berkapasitas 100 ton/jam maka dihasilkan sebanyak 22 – 23 ton TKS. Jumlah limbah TKS seluruh Indonesia pada tahun 2004 diperkirakan mencapai 18.2 juta ton (Aryafatta, 2008).

Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah berlignoselulosa yang belum termanfaatkan secara optimal. Selama ini pemanfaatan tandan kosong hanya sebagai bahan bakar boiler, kompos dan juga sebagai pengeras jalan di perkebunan kelapa sawit. Limbah TKKS menjadi salah satu objek karena kelimpahan produksi dan kandungan selulosa yang relatif tinggi, sebaliknya kandungan ligninnya relatif rendah. TKKS memiliki kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin berturut-turut adalah 45,9%, 22,8%, dan 16,5% (Darnoko, 1992). Kandungan selulosa dan hemiselulosa dalam TKKS merupakan potensi yang cukup besar untuk dikonversi menjadi bahan sediaan kimia (chemical feedstock) bahkan menjadi glukosa atau bioetanol (Alejandro et al., 2007).

National Renewable Energy Laboratory (Denver, USA) mengidentifikasi asam levulinat merupakan salah satu dari sejumlah senyawa platform chemical yang dapat dihasilkan dari biomassa (Rackemann & Doherty, 2011). Asam levulinat (C5H8O3) merupakan salah satu senyawa asam lemak rantai pendek yang memiliki gugus keton dan karbonil, kedua gugus fungsi inilah yang membuat asam levulinat sangat potensial untuk sintesis berbagai senyawa-senyawa kimia. Asam levulinat adalah prekursor yang berpotensi, biasanya digunakan untuk nilon seperti polimer, karet sintetis, plastik, rempah-rempah bahan pelapis dan pelarut. Berguna juga untuk proses sintetik, misalnya dalam sintesis obat - obatan atau dalam produksi industry kimia komoditas lain seperti methyltetrahydrofuran, valerolactone dan etil levulitane. Dapat juga dimanfaatkan sebagai fotosensitizer untuk terapi photodynamic. Asam levulinat juga digunakan dalam rokok untuk meningkatkan nikotin dalam asap dan mengikat nikotin pada reseptor saraf (Doris et al 2005).

Dalam industri farmasi, yang dapat terbuat dari kalsium suntikan intravena dan nyeri anti-inflamasi. Ester yang lebih rendah dapat digunakan untuk rasa makanan atau rasa tembakau. FDA mempersiapkan untuk menghasilkan resin asam larut ganda, digunakan dalam industri kertas memproduksi kertas filter. Bisa juga digunakan untuk memproduksi pestisida (seperti hormon tanaman, dll), pewarna dan surfaktan.

Penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi terhadap upaya memaksimalkan penggunaan sumber daya yang berpotensi dijadikan sebagai suatu produk yang berguna di Indonesia. Selain itu, penelitian diharapkan mampu mengoptimalkan pemakaian sumber daya berupa limbah kelapa sawit sehingga diperoleh suatu pola penggunaan yang tepat daya dan tepat guna.

1.2 Rumusan Masalah

Teknologi pengolahan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) saat ini masih sebatas dijadikan pupuk dan bahan mebel yang tidak memerlukan proses yang sulit. Hal ini disebabkan oleh belum diterapkannya proses pengolahan yang menggunakan sintesis secara kimiawi. Pengolahan secara kimia sebenarnya cukup mahal mengingat diperlukan pemurnian tingkat tinggi untuk bahan baku sehingga industri tidak melirik pengolahan TKKS dengan cara ini. Padahal dengan jumlah TKKS yang dihasilkan di Indonesia,  pengubahan menjadi produk-produk lain yang berguna sangat dibutuhkan,sepeti pembuatan asam levulinat. Pembuatan asam levulinat ini dapat dilakukan dengan menggunakan proses hidrotermal yang masih jarang sekali dikembangkan.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain :a. Untuk memaksimalkan potensi limbah industri minyak kelapa sawit berupa tanda

kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi produk yang berguna.b. Menguraikan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) secara keseluruhan dengan proses

hidrotermal untuk mendapatkan produk asam levulinatc. Mengetahui kondisi operasi optimum pada proses pembuatan asam levulinat.

1.4 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bidang Teknologi Lingkungan milik LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonsia) – Kimia, Serpong. Adapun bahan baku yang digunakan adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dengan penambahan katalis asam HCl. Hasil produk yang diinginkan adalah asam levulinat. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan proses Hidrotermal.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Morfologi Kelapa Sawit

Pohon kelapa sawit terdiri dari 2 spesies yaitu Elaeis guineensis dan Elaeis oleifera. Spesies pertama adalah Elaeis guineensis yang berasal dari Angola dan Gambia dan merupakan spesies yang pertama kali dan terbanyak dibudidayakan orang. Spesies Elaeis oleifera berasal dari Amerika Tengah dan Amerika Selatan dan sekarang mulai banyak dibudidayakan untuk menambah kekurangan sumber genetik. Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon, tingginya mencapai 24 meter, bunga dan buahnya berupa tandan, serta bercabang banyak. Buahnya kecil dan apabila masak, berwarna merah kehitaman, dan daging buahnya padat, daging dan kulit buahnya mengandung minyak. Minyak ini digunakan sebagai bahan minyak goreng, sabun, dan lilin. Ampas dimanfaatkan untuk makanan ternak, khususnya sebagai salah satu bahan pembuatan makanan ayam. Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang (Pusat Data dan Informasi, 2007).

Di Indonesia penyebarannya di daerah Aceh, pantai timur Sumatra, Jawa dan Sulawesi. Gambar dan morfologi kelapa sawit dapat dilihat pada gambar 1

Gambar 1. Kelapa Sawit

Taksonomi Tanaman Kelapa Sawit :

Alam : PlantaeDivisi : MagnoliophytaKelas : LiliopsidaOrder : ArecalesKeluarga : ArecaceaeGenus : ElaeisSpesies : E. guineensis

Limbah kelapa sawit kaya selulosa dan hemiselulosa. TKKS mengandung 45% selulosa dan 26% hemiselulosa. Tingginya kadar selulosa pada polisakarida itu dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana dan selanjutnya difermentasikan menjadi etanol. Sebuah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) dengan kapasitas 60

ton/jam dapat menghasilkan limbah kira-kira 100 ton/hari. Produksi limbah dapat meningkat atau berkurang tergantung pada TBS (Tandan Buah Segar) yang diolah. Jika seluruh TKKS ini diolah menjadi etanol (fuel grade ethanol) maka potensinya diperkirakan sebesar 8,254 liter/hari (Isroi, 2009).

2.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit

Limbah yang dihasilkan dari produksi CPO dan CPKO adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS), ditunjukkan oleh Gambar 2.. Persentase limbah TKKS yang dihasilkan adalah 28% dari tandan buah segar yang diolah, sedangkan presentase serat dan cangkang biji masing-masing adalah 13% dan 5,5% dari tandan buah segar (Peni, 1995). Limbah padat kelapa sawit terutama terdiri dari selulosa dan lignin. TKKS yang merupakan limbah padat kelapa sawit terdiri dari selulosa dan hemiselulosa yang disebut juga holoselulosa (Darnoko, 1992). Kedua komponen ini menempati 70% dari komposisi total TKKS dan kandungan lignin 17% (Peni, 1995).

Gambar 2. Tandan Kosong Kelapa Sawit

2.3 Komponen Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit

Penggunaan bahan pangan akan menimbulkan masalah baru yaitu kompetisi antara kebutuhan pangan dengan kebutuhan energi. Salah satu alternative lain bahan baku pembuatan bioetanol adalah biomassa. Biomassa merupakan sumber daya alam yang berlimpah dan murah yang memiliki potensi mendukung produksi komersial industri bahan bakar seperti etanol dan butanol (Judoamidjojo, et al., 1989).

Biomassa lignoselulosa dapat diperoleh dari limbah pertanian, limbah perkebunan, limbah kehutanan, dan tersebar luas di Indonesia. Salah satu limbah pertanian di Indonesia yang belum banyak dimanfaatkan adalah limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Data komposisi kimia TKKS dapat dilihat seperti pada tabel 1, yaitu :

Tabel 1. Data komposisi kimia TKKS

Sumber : (Sudiyani, 2009)

TKKS saat ini di Indonesia kebanyakan dijadikan pupuk kompos. Selain pupuk dan bahan baku mebel, ternyata TKKS dapat juga dimanfaatkan sebagai pembuatan asam levulinat yang selama ini masih jarang sekali dikembangkan. Sebagai bahan baku pembuatan asam levulinat biasanya TKKS diolah dahulu menjadi berbentuk serabut.(Irawan, 2012).

2.3.1 Selulosa

Selulosa adalah homopolimer linear dari D-anhidroglukosa (glukosa anhidrida) dengan ikatan β-1,4-glukosida dan memiliki rumus empiris (C6H12O5)n, dimana n adalah jumlah satuan glukosa yang berikatan atau menyatakan derajat polimerasi selulosa yang berkisar antara 15-1400 (Janes, et al., 1996 ; Judoamidjojo, et al., 1989; Sjostrom, 1981; Fessenden dan Fessenden, 1982).

Selulosa merupakan salah satu bentuk karbohidrat yang termasuk polisakarida arsitektural, yang memberikan kekuatan pada kayu dan dahan bagi tumbuhan. Polisakarida adalah senyawa yang mengandung banyak satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glukosida. Hidrolisis lengkap akan mengubah suatu polisakarida menjadi monosakarida. Selulosa merupakan senyawa organik yang paling melimpah di alam. Diperkirakan sekitar 1011 ton selulosa dibiosintesis setiap tahun, dan selulosa mencakup sekitar 50% dari karbon bebas dibumi. Daun kering diperkirakan mengandung selulosa 10-20% selulosa, kayu 50% dan kapas 90% (Fessenden dan Fessenden, 1982). Rumus struktur selulosa ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Struktur Molekul Selulosa

(Sumber : www. kimia.upi.edu)

Selulosa terdapat pada semua tanaman baik pohon tingkat tinggi hingga organisme primitif seperti rumput laut. Isolasi selulosa sangat dipengaruhi oleh senyawa-senyawa yang menyertai dinding sel. Senyawa-senyawa seperti lemak lilin, protein, dan pektin dapat dihilangkan dengan cara ekstraksi dengan pelarut organik atau alkali encer (Sastrohamidjojo dan Prawirohatmojo, 1995).

2.3.2 Hemiselulosa

Hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida heterogen yang dibentuk melalui biosintesis yang berbeda dari selulosa. Berbeda dengan selulosa yang merupakan homopolisakarida, hemiselulosa merupakan heteropolisakarida. Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis dengan asam menjadi komponen-komponen monomernya yang terdiri dari D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa, D- xilosa, L-arabinosa, dan sejumlah kecil L-ramnosa disamping menjadi asam D-glukuronat, asam 4-O-metil-glukuronat dan asam D-galakturonat. Derajat polimerasi hemiselulosa dapat mencapai 200 (Sastrohamidjojo dan Prawirohatmojo, 1995).

Hemiselulosa merupakan polisakarida dengan bobot molekul lebih kecil dibandingkan selulosa. Molekul hemiselulosa lebih mudah menyerap air, bersifat plastis, dan mempunyai permukaan kontak antar molekul lebih luas dibandingkan dengan selulosa (Judoamidjojo, et al., 1989; Winarno, 1997). Ikatan di dalam rantai hemiselulosa banyak bercabang karena gugus β-glukosida di dalam molekul yang satu berikatan dengan gugus hidroksil C2, C3, dan C4 dari molekul yang lain. Berbeda dengan selulosa, hemiselulosa berbentuk amorf, mempunyai derajat polimerasi lebih rendah dan mudah larut dalam alkali tetapi sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa sebaliknya (Tjokroadikoesoemo, 1986). Struktur hemiselulosa dapat dilihat pada gambar 4, yaitu

Gambar 4. Struktur Hemiselulosa

( Sumber : bp2.com)

2.3.3 Liqnin

Aselme Payen (1838) mengamati bahwa apabila kayu ditambah dengan asam nitrat pekat akan kehilangan sebagian zatnya, meninggalkan sisa padatan dan berserat yang dinamakan selulosa. Selain itu, serat tersebut juga mengandung senyawa lain yang mempunyai kandungan karbon yang tinggi dan disebut lignin (Sastrohamidjojo dan Prawirohatmojo, 1995). Lignin adalah polimer aromatic kompleks yang terbentuk melalui polimerasi tiga dimensi dari sinamil alcohol dengan bobot molekul 11.000 (Krisnawati, 2008). Lignin terbentuk dari fenil propana, unit-unit fenil propana terikat satu dengan lainnya dengan ikatan eter (C-O-C) maupun ikatan karbon-karbon (Sjostrom, 1981).

Lignin bersifat hidrofobik dan melindungi selulosa sehingga strukturnya bersifat kaku (rigid). Adanya ikatan aril alkil dan ikatan eter di dalamnya menyebabkan lignin menjadi tahan terhadap proses hidrolisis dari asam-asam universal. Lignin dapat dioksidasi oleh larutan alkali dan oksidator lain. Pada suhu tinggi, lignin dapat mengalami perubahan menjadi asam format, metanol, asam asetat, aseton dan vanilin (Judoamidjojo, et al., 1989). Rumus struktur molekul lignin dapat dilihat seperti pada gambar 5, yaitu :

Gambar 5. Struktur Molekul Liqnin

(Sumber: http://www.namrata.co)

2.4 Biomassa Lignoselulosa

Biomassa merupakan materi yang dihasilkan dari makhluk hidup seperti binatang dan tumbuhan, di mana materi tersebut bersifat dapat diperbaharui. Dalam konteks energi, biomassa merupakan komponen bahan biologis hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Biomassa diperoleh dalam skala besar dari industri budidaya, seperti pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, dan perikanan. Biomassa merupakan produk reaksi fotosintetik dari karbondioksida dengan air, yang terdiri atas karbon, oksigen, dan hidrogen, yang terdapat dalam bentuk polimerik makroskopik kompleks. Bentuk-bentuknya adalah:

Selulosa ( C6H10O5)x

Hemiselulosa (C5H8O4)y

Lignin (C9H10O3(CH3O)0.9-1.7)z

Komposisi senyawa-senyawa pokok di atas bervariasi untuk tiap spesies tanaman. Biasanya, biomassa mengandung 40-60% berat selulosa, 20-40% berat hemiselulosa, dan 10-25% berat lignin pada tiap basis kering. Dalam hal degradasi termal, ketiga komponen ini yang paling mudah terdegradasi adalah hemiselulosa, kemudian selulosa dan yang paling sulit adalah lignin.

Bahan-bahan lignosellulosa ini diantaranya: limbah-limbah pertanian (rumput, alang-alang, sekam padi, rice husk, wheat straw, sisa-sisa hasil panen/crop residues, tongkol jagung/corn stover etc.), limbah-limbah perternakan (kotoran hewan), limbah-limbah industri (hasil samping industri fermentasi/silage, molasses, bagasse, potongan-potongan kayu/wood chips, sisa-sisa produk pengalengan makanan/agri-food wastes etc.), kertas bekas, kardus bekas, koran bekas dll.(Anonim, 2008; Anonim 2007; Campo et al., 2006; Iranmahboob et al., 2002; Lavarack et al., 2002; Sun and Cheng, 2002).

Bahan-bahan lignosellulosa umumnya terdiri dari sellulosa, hemisellulosa dan lignin. Sellulosa secara alami diikat oleh hemisellulosa dan dilindungi oleh lignin. Adanya senyawa pengikat lignin inilah yang menyebabkan bahan-bahan lignosellulosa sulit untuk dihidrolisa (Iranmahboob et al., 2002).

Ketersediaan bahan limbah lignoselulosa yang melimpah dan tidak mengancam keseimbangan ketersediaan bahan pangan dan pakan menjadikannya sebagai sumber bahan baku ideal untuk memproduksi etanol.

Gambar 6. Ilustrasi mikrofibril dan makrofibril dalam serat selulosa bahan lignoselulosa (Taherzadeh dan Karimi, 2008).

2.5 Asam Levulinat

Asam levulinat atau asam 4-okso-pentanoat atau asam γ-ketovalerat dengan rumus CH3C(O)CH2CH2CO2H merupakan suatu senyawa yang dapat dengan mudah diubah menjadi berbagai macam senyawa kimia yang bernilai ekonomi tinggi seperti asam difenolat sebagai bahan dalam pem-buatan plastik, metiltetrahidrofuran sebagai senyawa campuran dalam bensin, dan D-amino asam levulinat sebagai herbisida (Girisuta, 2007). Hal ini disebabkan asam levulinat memiliki dua gugus fungsi yakni keton dan asam karboksilat. Penggunaan asam levulinat dapat mengurangi konsumsi sumber daya alam fosil dalam memproduksi senyawa kimia.

Asam levulinat dapat diperoleh dengan cara mencampurkan karbohidrat dengan asam dan pemanasan pada suhu tinggi (>100°C). Proses tersebut akan menyebab-kan karbohidrat terhidrolisis menjadi gula, kemudian gula terkonversi menjadi senyawa antara hidroksi metil furfural (HMF) yang selanjutnya menghasilkan asam levulinat dan produk sampingan asam formiat. (Girisuta, 2007)

Asam levulinat (C5H8O3) atau gamma-ketovaleric acid merupakan salah satu senyawa asam lemak rantai pendek yang memiliki gugus keton dan karbonil, kedua gugus fungsi inilah yang membuat asam levulinat sangat potensial untuk sintesis berbagai senyawa-senyawa kimia. Turunan senyawa asam levulinat dapat dimanfaatkan sebagai polimer, resin, plastik, tekstil, pelarut, herbisida, pewarnaan, tambahan bahan makanan, tambahan bahan bakar, pengawet dan obat-obatan (Bozell et al., 2000).

Asam levulinat diperoleh dari bio-massa melalui reaksi hidrolisis dengan menggunakan katalis asam. Pada kondisi asam dan peningkatan temperatur, biomassa akan terurai menjadi beberapa produk, diantaranya asam levulinat dan asam formiat (Chun et al., 2009).

2.6 Kromatografi Gas

Kromatografi adalah cara pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen campuran tersebut diantara dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase bergerak (Yazid, 2005). Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya (Khopkar, 2003)

Sekarang ini system GC-MS sebagian digunakan sebagai peran utama untuk analisa makanan dan aroma, petroleum, petrokimia dan zat-zat kimia laboratorium.Kromatografi gas merupakan kunci dari suatu tekhnik analitik dalam pemisahan komponen mudah menguap, yaitu dengan mengkombinasikan secara cepat analisa sehingga pemecahan yang tinggi mengurangi pengoperasian. Keuntungan dari kromatografi gas adalah hasil kuantitatif yang bagus dan harganya lebih murah.Sedangkan kerugiannya tidak dapat memberikan identitas atau struktur untuk setiap puncak yang dihasilkan dan pada saat proses karakteristik yang didefinisikan system tidak bagus. (Mcnair, 2009).

2.7 Spektometri Massa

Pemboman molekul oleh sebuah arus electron pada energy mendekati 70 elektron volt dapat menghasilkan banyak perubahan pada struktur molekul. Salah satu proses yang terjadi yang disebabkan oleh pemboman dengan electron adalah keluarnya sebuah electron dari molekul sehingga terbentuklah kation molekul [M]+.Ion berenergi tinggi ini serta hasil fragmentasinya merupakan dasar bagi cara analisis spektrometri massa (Pine, 1998)

Pada system GC-MS ini, yang berfungsi sebagai detector adalah spectrometer massa itu sendiri yang terdiri dari system analisis dan system ionisasi, dimana Electron Impact Ionization (EI) adalah metode ionisasi yang umum digunakan.Spektrometer massa pada umumnya digunakan untuk :

1. Menentukan massa suatu molekul2. Menentukan rumus molekul dengan menggunakan Spektrum Massa Beresolusi Tinggi (High Resolution Mass Spectra)3. Mengetahui informasi dari struktur dengan melihat pola fragmentasinya.

Ketika uap suatu senyawa dilewatkan dalam ruang ionisasi spectrometer massa, maka zat ini dibombardir atau ditembak dengan electron. Electron ini mempunyai energy yang cukup untukmelemparkan electron dalam senyawa sehingga akan memberikan ion positif, ion ini disebut dengan ion molekul [M]+. Ion molekul cendrung tidak stabil dan terpecah menjadi fargmen-fragmen ini yang akan menghasilkan diagram batang (Dachriyanus, 2004).

Peningkatan penggunaan GC-MS banyak digunakan yang dihubungkan dengan computer dimana dapat merekam dan menyimpan data dari sebuah analisis akan berkembang pada pemisah yang lebih efesien. Karena computer dapat diprogram untuk mencari spectra library yang langka, membuat identifikasi dan menunjukkan analisis dari campuran gas tersebut.

2.8 Autoklaf

Autoklaf adalah alat sterilisasi yang memanfaatkan uap air panas bertekanantinggi dan biasanya digunakan untuk mensterilisasi peralatan atau bahan ukur yangtahan panas dan tidak rusak oleh panas (Sumarsih, 2010). Prinsip kerja autoklaf adalah memanfaatkan suhu diatas 120oC dan tekanan uap air 1,5 kg/cm2. Tekananyang digunakan pada umumnya 15 Psi atau sekitar 2 atm dan dengan suhu 121oC (250oF). Jadi tekanan yang bekerja ke seluruh permukaan benda adalah 15 pon tiapinchi2 (15 Psi = 15 pounds per square inch). Waktu yang dibutuhkan autoklaf sekitar 3-5 jam. Lama sterilisasinya adalah 15 menit untuk suhu 121oC (Sunarmi danSaparinto, 2010). Lama sterilisasi yang dilakukan biasanya 15 menit untuk 121oC.(Ferdiaz, 1992). Faktor-faktor yang mempengaruhi sterilisasi uap ada 3 yaitu : waktu,suhu dan kelembaban (Stefanus, 2006)Terdapat tiga jenis autoclave, yaitu :

- Gravity displacement- Prevacuum atau high vacuum, dan - Steam-flush pressure-pulse.

Perbedaan ketiga jenis autoclave ini terletak pada bagaimana udara dihilangkan dari dalam autoclave selama proses sterilisasi.

a. Gravity Displacement AutoclaveUdara dalam ruang autoklaf dipindahkan hanya berdasarkan gravitasi. Prinsipnya

adalah memanfaatkan keringanan uap dibandingkan dengan udara, sehingga udara terletak di bawah uap. Cara kerjanya dimulai dengan memasukan uap melalui bagian atas autoklaf sehingga udara tertekan ke bawah. Secara perlahan, uap mulai semakin banyak sehingga menekan udara semakin turun dan keluar melalui saluran di bagian bawah autoklaf, selanjutnya suhu meningkat dan terjadi sterilisasi. Autoklaf ini dapat bekerja dengan cakupan suhu antara 121-134 °C dengan waktu 10-30 menit.

b. Prevacuum atau High Vacuum AutoclaveAutoklaf ini dilengkapi pompa yang mengevakuasi hampir semua udara dari dalam

autoklaf. Cara kerjanya dimulai dengan pengeluaran udara. Proses ini berlangsung selama 8-10 menit. Ketika keadaan vakum tercipta, uap dimasukkan ke dalam autoklaf. Akibat kevakuman udara, uap segera berhubungan dengan seluruh permukaan benda, kemudian terjadi peningkatan suhu sehingga proses sterilisasi berlangsung. Autoklaf ini bekerja dengan suhu 132-135 °C dengan waktu 3-4 menit.

c. Steam-Flush Pressure-Pulse Autoclave Autoclave ini menggunakan aliran uap dan dorongan tekanan di atas tekanan

atmosfer dengan rangkaian berulang. Waktu siklus pada autoklaf ini tergantung pada benda yang disterilisasi. (http://www.duniaalatkedokteran.com/2010/10/autoclave-autoklaf.html)

FOTO ALAT