SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf ·...

70
UNIVERSITAS INDONESIA SINTESIS BIOASPAL DARI SERBUK GERGAJI KAYU ALBASIA DENGAN METODE PIROLISIS SKRIPSI DIAN NINDITA 0906604142 FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK KIMIA DEPOK JUNI 2012 Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Transcript of SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf ·...

Page 1: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

UNIVERSITAS INDONESIA

SINTESIS BIOASPAL DARI SERBUK GERGAJI KAYU ALBASIA DENGAN

METODE PIROLISIS

SKRIPSI

DIAN NINDITA

0906604142

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK KIMIA

DEPOK

JUNI 2012

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 2: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

UNIVERSITAS INDONESIA

SINTESIS BIOASPAL DARI SERBUK GERGAJI KAYU ALBASIA DENGAN

METODE PIROLISIS

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

DIAN NINDITA

0906604142

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI EKSTENSI TEKNIK KIMIA

DEPOK

JUNI 2012

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 3: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

iii

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 4: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

iv

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 5: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul

“SINTESIS BIOASPAL DARI SERBUK GERGAJI KAYU ALBASIA

DENGAN METODE PIROLISIS”. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam

rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan

Teknik Kimia pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Skripsi yang ditulis

ini mengenai proses ekstraksi Aspal Buton yang ada di Indonesia.

Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak,

sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya

juga mengucapkan terima kasih kepada:

• Orang tua dan keluarga saya yang telah memberikan bantuan dukungan

material dan moral;

• Bapak Prof. Dr. Ir. Widodo W. Purwanto, DEA selaku Ketua Departemen

Teknik Kimia FTUI;

• Prof. Dr. Ir. M. Nasikin, M.Eng sebagai dosen pembimbing yang telah

menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengayomi dan

mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini;

• Ir. Yuliusman, M. Eng. sebagai kordinator skripsi Teknik Kimia FTUI;

• Bambang Heru Susanto ST., MT sebagai pembimbing akademik yang

selalu membantu segala urusan akademis;

• Indri Kusumawati, Ivan Mery Devianto, Illyin A.B, Hendra Fauzi,

Juherianto, dan teman-teman lainnya yang telah bersedia berdiskusi dan

saling mendukung satu sama lain selama proses penyelesaian skripsi ini;

• Mang Ijal dan Kang Jajat sebagai teknisi laboratorium yang telah

membantu dalam merancang penelitian ini;

• Nita Irawana, Sera, Selly, Rudi, Tika Adyati, Diar Gustiara, Muharani,

Rayi M, Athiya N, Nia Kurniasih atas segala dukungan dan motivasi yang

diberikan.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 6: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

vi

• Adet, Yenny, Yosmarina, Tania, Imia, Najma, Kanya, Inggit, Eldo, dan

seluruh rekan-rekan di Laboratorium RPKA Fakultas Teknik UI yang

selalu membantu dan mendukung satu sama lain.

• Seluruh teman-teman seperjuangan ekstensi Teknik Kimia UI atas

kebersamaannya selama 3 tahun ini;

Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak

kekurangan, ibarat gading yang tak pernah retak. Oleh karena itu, penulis

mengharapkan kritik dan saran yang membangun sehingga dapat

menyempurnakan skripsi ini dan melaksanakan perbaikan di masa yang akan

datang. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi dunia

ilmu pengetahuan dan teknologi untuk pengembangan bangsa ini.

Depok, 27 Juni 2012

Penulis

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 7: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

vii

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 8: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

viii Universitas Indonesia

ABSTRAK

Nama : Dian Nindita

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Sintesis Bioaspal dari Serbuk Gergaji Kayu Albasia dengan

Metode Pirolisis

Kebutuhan aspal di Indonesia sangat besar, yang umumnya diperoleh dari residu

minyak bumi. Karena semakin menipisnya cadangan minyak bumi, maka perlu

ada alternatif lain pengganti aspal minyak, yaitu bioaspal. Bioaspal merupakan

aspal yang dibuat dari bahan non-petroleum yaitu biomassa yang mengandung

lignin dan merupakan bahan yang dapat diperbaharui. Pada penelitian ini

biomassa yang digunakan adalah serbuk gergaji kayu Albasia yang memiliki

kandungan lignin cukup besar yaitu +27%. Bioaspal dihasilkan melalui pirolisis

pada rentang suhu 400-550oC. Pirolisis akan menghasilkan bio-oil yang akan

dievaporasi pada suhu 200oC untuk menghasilkan bioaspal. Bio-oil memiliki

rentang yield dari 57-69% dengan viskositas 0,42-0,48 Cp, densitas 0,882-0,904

g/ml. Bioaspal yang dihasilkan memiliki yield sebesar 5,1-6,3%. Spektrum FTIR

bio-oil menunjukkan bahwa hasil pirolisis adalah bio-oil. Spektrum FTIR bioaspal

menunjukkan bahwa bioaspal yang dihasilkan mengandung gugus fungsi seperti

pada Aspal.

Kata Kunci : Bioaspal, Pirolisis, Serbuk Gergaji Kayu Albasia

ABSTRACT

Name : Dian Nindita

Study Program : Chemical Engineering

Title : Synthesis of Bioasphalt from Albasia Wood Sawdust with

Pyrolysis Method

Asphalt needs in Indonesia, which is generally obtained from petroleum residue.

Because of the depletion of petroleum reserves, then there needs to be other

alternative replacement for asphalt oil, called bioasphalt. Bioasphalt is the asphalt

made from non-petroleum namely biomass containing lignin and is renewable. On

the study of biomass is wood Albasia sawdust which contain lignin are big

enough that is 27%. Bioasphalt produced via pyrolysis in the temperature range

400-550oC. Pyrolysis produces bio-oil that will be evaporated at a temperature of

200oC to produce bioasphalt. Bio-oil has a yield range of 57-69% with viscosity

0,42-0,48 Cp, density 0,882-0,904 g/ml. Bioasphalt produced have yield of 5,1-

6,3%. FTIR spectrum of bio-oil shows that the result was pyrolysis bio-oil. FTIR

spectrum bioasphalt indicates that the bioaspal is generated containing functional

groups such as asphalt.

Keywords: Bioasphalt, Pyrolysis, Albasia Wood Sawdust

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 9: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

ix Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS……………………….………..iii

HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………….iv

KATA PENGANTAR…………………………………………………………….v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .............................................................. vii

ABSTRAK………………………………………………………………………viii

DAFTAR ISI……………………………………………………………….…….ix

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………….....xii

DAFTAR TABEL…………………………………………………….….…......xiii

BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang………………………………………….………….......1

1.2 Rumusan Masalah………………………………………………...........3

1.3 Tujuan Penelitian…………………………………………………........4

1.4 Batasan Masalah……………………………………………………......4

1.5 Sistematika Penulisan………………………………………………......4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA………………………………………………….5

2.1 Aspal…………………………………………………………………..5

2.1.1 Fungsi Aspal ( Kurniadji, 2008) .............................................. 5

2.1.2 Komposisi Aspal ...................................................................... 6

2.2 Bioaspal ................................................................................................. 7

2.3 Biomassa ................................................................................................ 9

2.4 Kayu ..................................................................................................... 10

2.4.1 Kayu Albasia………………………………………………..12

2.4.2 Serbuk Gergaji Kayu………………………………………..12

2.5 Lignin………………………………………..……………………….13

2.6 Metode Pirolisis…………………………………………………..…..15

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 10: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

x Universitas Indonesia

2.6.1 Pirolisis biomassa…………………………………………....17

2.7 Analisis FTIR ...................................................................................... 20

BAB 3 METODE PENELITIAN……………………...………………....……..22

3.1 Diagram alir penelitian ........................................................................ 22

3.2 Variabel Penelitian.…………….…………………………………….23

3.3 Alat dan bahan ………………………………………………..……...23

3.4 Prosedur penelitian pirolisis ............ ………………………………...24

3.4.1 Preparasi Sampel…………………………………….………...25

3.4.2 Produksi Bio-oil……………………………………………….25

3.4.3 Evaporasi Bio-oil……………………………………………...26

3.5 Pengambilan Data dan Teknik Analisis……………………………..27

3.5.1 Karakteristik Bio-oil…………………..………………………..…..27

3.5.1.1 Viskositas Bio-oil……………………………………..27

3.5.1.2 Densitas Bio-oil……………………………………….27

3.5.1.3 Identifikasi Gugus Fungsi pada Bio-oil…………….…28

3.5.2 Karakterisasi Bioaspal ............................................................... 29

3.5.2.1 Identifikasi Gugus Fungsi pada Bioaspal……………...29

3.5.2.2 Yield Bioaspal……………………………………….…30

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………..31

4.1 Analisis Karakterisasi Bio-oil…………………..…………………..31

4.1.1 Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Yield Bio-oil………..……31

4.1.2 Pengaruh Suhu terhadap Viskositas Bio-oil…………………..33

4.1.3 Pengaruh Suhu terhadap Densitas Bio-oil…………………….34

4.1.4 Analisis FTIR Bio-oil…………………………………………35

4.1.5 Evaporasi Bio-oil menjadi Bioaspal…………………………..37

4.2 Analisis Karakeristik Bioaspal……………………………………..38

4.2.1 Pengaruh Suhu terhadap Yield Bioaspal……………………..38

4.2.2 Analisis FTIR Bioaspal………………………………………39

BAB 5 KESIMPULAN…………………………………………………………. 44

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………45

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 11: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

xi Universitas Indonesia

LAMPIRAN A………………………………………………………………...…48

LAMPIRAN B…………………………………………………………………...52

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 12: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

xii Universitas Indonesia

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Kimia Aspal (Hafizullah, 2010) ..................................... 5

Gambar 2.2 Bagan Umum Komponen Kayu (Fengel, 1995) ........................... 9

Gambar 2.3 Struktur Umum Lignin (Haygreen, 1987) .................................... 13

Gambar 2.4 Pirolisis Partikel Biomassa (Basu, 2010) ..................................... 16

Gambar 2.5 Proses Sintesis Bioaspal (Brown, 2008) ....................................... 17

Gambar 2.6 Reaksi Pirolisis Lignin ................................................................. 18

Gambar 2.7 Spektrum FTIR untuk Asphaltene (Bermudez et al., 2008) ......... 19

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................ 22

Gambar 3.2 Peralatan Pirolisis ......................................................................... 26

Gambar 4.1 Pengaruh Suhu terhadap Yield Bio-oil ......................................... 32

Gambar 4.2 Pengaruh Suhu terhadap Viskositas Bio-oil ................................. 33

Gambar 4.3 Pengaruh Suhu terhadap Densitas Bio-oil .................................... 35

Gambar 4.4 Spektrum FTIR Bio-oil Serbuk Kayu Albasia : (a)suhu 400oC;

(b) suhu 500oC; (c) suhu 550

oC dan (d) suhu 450

oC……….......35

Gambar 4.5 Spektrum FTIR Bio-oil Serbuk Kayu Albasia suhu 500oC……...36

Gambar 4.6 Spektrum FTIR pada Hazelnut (Putun, 1999) .............................. 36

Gambar 4.7 Reaksi Pembentukan Bioaspal ..................................................... 37

Gambar 4.8 Pengaruh Suhu terhadap Yield Bioaspal ...................................... 38

Gambar 4.9 Spektrum FTIR Bioaspal (a)Suhu 400oC ; (b) Suhu 500

oC ;

(c) Suhu 550oC ; (d) Suhu 450

oC ................................................. 40

Gambar 4.10 (a)Spektrum FTIR Bioaspal Suhu 500oC ; (b)FTIR Aspalten Murni

....................................................................................................... 40

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 13: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

xiii Universitas Indonesia

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis Biomassa (Basu, 2010) ........................................................... 9

Tabel 2.2 Produksi Kayu Gergaji .................................................................... 13

Tabel 4.1 Perbandingan Spektrum IR Aspalten Murni dengan Bioaspal…….42

Tabel A.1 Data Densitas Bio-oil ....................................................................... 48

Tabel A.2 Data Yield Bio-oil .......................................................................... 49

Tabel A.3 Data Viskositas Bio-oil .................................................................... 50

Tabel A.4 Data Bioaspal .................................................................................. 51

Tabel B.1 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Aliphatic Jenuh ………...….52

Tabel B.2 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Olefinic ................................ 53

Tabel B.3 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Acetylenic ............................ 54

Tabel B.4 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Cincin Aromatik .................. 54

Tabel B.5 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Alkohol dan Hidroksi .......... 55

Tabel B.6 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Eter dan Oxy ........................ 56

Tabel B.7 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Karbonil ............................... 5

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 14: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

1

Universitas Indonesia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Aspal adalah bahan padat atau setengah padat berwarna hitam coklat yang

bersifat melekat dan akan mencair bila dipanaskan. Dengan konstituen utamanya

adalah bitumen yang terdapat di alam atau diperoleh dari hasil pengolahan minyak

bumi. Aspal memiliki sifat sebagai perekat, dan ketahanan yang tinggi terhadap

air (Asphalt Institute, 2001).

Seiring dengan perkembangan dunia yang membutuhkan aspal untuk

pembuatan jalan raya muncul kekhawatiran yang sangat besar akan semakin

menipisnya cadangan minyak bumi yang tersedia saat ini. Cadangan minyak bumi

yang tersedia saat ini tidak bisa memenuhi kebutuhan dalam negeri karena

semakin meningkatnya kebutuhan aspal yang berasal dari minyak bumi. selama

ini kebutuhan akan aspal masih sangat tergantung dengan aspal minyak.

Berdasarkan data yang ada pada Pertamina, kebutuhan aspal untuk

pembangunan dan pemeliharaan jalan di Indonesia adalah sekitar 1,2 juta ton per

tahun, sedangkan produksi aspal minyak di Indonesia hanya sekitar 650.000 ton

per tahun. Pemenuhan kebutuhan aspal dalam negeri tahun 2008 berasal dari

produksi Pertamina Cilacap sebesar 400.000 ton, impor aspal yang dilakukan

Pertamina 200.000 sampai 250.000 ton dan sisanya melalui impor langsung.

Ketersediaan minyak bumi semakin terbatas dan harga yang cenderung naik dan

semakin mahal seiring dengan harga pasar minyak mentah dunia.

Hal itu seharusnya menyadarkan masyarakat untuk mulai meninggalkan

ketergantungan terhadap minyak dan mulai menciptakan aspal dari bahan yang

lebih bersifat bisa diperbaharui, yaitu aspal yang berasal dari bahan biomassa.

Aspal tersebut dinamakan bioaspal. Pengembangan bioaspal tersebut sangatlah

prospektif mengingat melimpahnya sumber daya alam di Indonesia. Sehingga

penelitian kali ini bertujuan untuk mensintesis bioaspal yang berasal dari bahan

biomassa dan bisa diperbaharui.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 15: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

2

Universitas Indonesia

Belum banyak peneliti yang melakukan sintesis bioaspal, namun ada

beberapa peneliti yang sudah menemukan cara untuk mensintesis bioaspal, salah

satunya adalah Williams, et al., (2008). Tim peneliti tersebut melakukan

penelitian tentang aditif aspal yang berasal dari fraksi bio-oil. Bahan yang

digunakan adalah bahan yang mengandung lignin, antara lain jagung dan kayu

oak. Proses yang dilakukan pada penelitian tersebut adalah proses pirolisis cepat.

Pirolisis cepat adalah dekomposisi thermal dari komponen organik tanpa

kehadiran oksigen dalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gas dan arang.

Produk yang dihasilkan dalam proses pirolisis cepat tergantung dari komposisi

biomassa yang digunakan sebagai bahan baku, kecepatan serta lama pemanasan.

Nanendra, (2009), melakukan penelitian tentang pengaruh penambahan

gilsonit terhadap kualitas bioaspal dengan uji rendaman dan uji marshal.

Penelitian dilakukan dengan menggunakan aspal non minyak bumi yang

kualitasnya setara dengan aspal yang berasal dari minyak bumi. Bahan yang

digunakan adalah tempurung kelapa dengan proses pirolisis yang akan

menghasilkan tar, yang kemudian akan didistilasi sederhana untuk menghasilkan

bioaspal.

Dimas, (2009) telah melakukan penelitian tentang pemisahan dan

karakterisasi bioaspal dari tempurung kelapa dengan metode distilasi tekanan

rendah. Pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dan tar, kemudian asap

cair didistilasi dengan pengurangan tekanan hingga 200 mmHg. Distilasi

dilakukan untuk mendapatkan residu dari asap cair. Distilasi dilakukan pada suhu

dibawah 100 oC, antara 100-150

oC dan diatas 150

oC. Kemudian bioaspal tersebut

diuji dengan uji penetrasi, viskositas maupun titik lembeknya agar diketahui sifat

fisiknya jika dibandingkan dengan aspal minyak bumi.

Brown, (2008) menjelaskan bahwa untuk melakukan sintesis bioaspal,

langkah awal yang harus dilakukan adalah mempersiapkan bahan biomassa dan

melakukan perlakuan awal. Pada proses pirolisis yang terjadi, maka biomassa

akan mengalami depolimerisasi pada suhu sekitar 500oC. Proses pirolisis tersebut

akan menghasilkan fraksi berat berupa oligomer lignin dan anhydrosugar. Fraksi

berat tersebut harus dipisahkan, karena yang berperan dalam sintesis bioaspal

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 16: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

3

Universitas Indonesia

hanya oligomer lignin saja. Setelah dilakukan evaporasi, maka akan terjadi

pemisahan antara oligomer lignin dan anhydrosugar dan diperoleh fraksi bioaspal.

Qu et al, (2008) telah melakukan penelitian tentang pirolisis biomassa

yang mengandung tiga komponen utama, yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin.

Reaktor yang digunakan adalah reaktor tubular, dengan menggunakan laju alir gas

nitrogen sebesar 300 ml/min, dan suhu yang digunakan adalah sebesar 350oC

sampai dengan 650oC. Setelah dilakukan pengaturan alat pirolisis maka sampel

bimassa sebesar 10 gram di masukkan ke wadah porselen didalam reaktor. Waktu

yang dibutuhkan untuk melakukan pirolisis adalah 50 menit. Produk gas yang di

dapat diuji dengan menggunakan gas chromatography, sedangkan bio-oil yang

diperoleh diuji menggunakan spektroskopi massa.

Berdasarkan pada penelitian sebelumnya, yang telah menggunakan bahan

baku yang mengandung lignin seperti tempurung kelapa, kayu oak, jagung, dsb.

Pada penelitian ini dilakukan sintesis bioaspal dari serbuk gergaji kayu dengan

metode pirolisis. Serbuk gergaji kayu seperti halnya bahan baku bioaspal lainnya,

mengandung lignin dengan presentasi yang relatif besar.

Penggunaan serbuk gergaji sebagai bahan penelitian karena tersedia dalam

jumlah yang banyak, dan merupakan limbah, bersifat ramah lingkungan dan

bernilai ekonomis. Selama ini penggunaan serbuk gergaji sudah digunakan

sebagai bahan baku briket bioarang, namun pada umumnya serbuk gergaji hanya

digunakan sebagai bahan bakar tungku, atau dibakar begitu saja, sehingga dapat

menimbulkan pencemaran lingkungan.

1.2 Rumusan Masalah

- Apakah proses pirolisis yang terjadi pada serbuk gergaji kayu akan

menghasilkan bioaspal?

- Apakah akan terjadi reaksi oligomerisasi pada lignin pada saat pirolisis?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan bioaspal yang

berasal dari serbuk gergaji yang mengandung lignin dengan proses pirolisis dan

untuk mendapatkan kondisi yang optimum dari sintesis bioaspal.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 17: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

4

Universitas Indonesia

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

- Bioaspal adalah aspal yang berasal dari bahan biomassa yang dapat

membeku pada suhu kamar, memiliki ketahanan terhadap perubahan

cuaca, memiliki sifat work abillity.

- Serbuk gergaji kayu yang digunakan berasal dari jenis kayu Albasia.

1.5 Sistematika Penulisan

BAB 1 PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan,

batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tinjauan literatur tentang aspal, bioaspal, lignin, dan

proses pirolisis.

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Berisi diagram alir penelitian, peralatan, bahan, dan

prosedur yang digunakan dalam penelitian.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi perumusan hasil penelitian dan analisis yang

berkaitan dengan proses pirolisis pada serbuk gergaji kayu

yang menghasilkan bio-oil yang akan digunakan dalam

pembuatan bioaspal.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dari hasil penelitian serta saran untuk

penelitian selanjutnya

DAFTAR PUSTAKA

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 18: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

5

Universitas Indonesia

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Aspal

American society of testing materials (ASTM) mendefinisikan aspal

sebagai bahan padat atau setengah padat berwarna hitam coklat yang bersifat

melekat dan akan mencair bila dipanaskan. Dengan konstituen utamanya adalah

bitumen yang terdapat di alam atau diperoleh dari hasil pengolahan minyak bumi.

Aspal memiliki sifat sebagai perekat, dan ketahanan yang tinggi terhadap air

(Asphalt Institute, 2001). Struktur kimia aspal dapat dilihat pada Gambar 2.1 di

bawah ini.

Gambar 2.1 Struktur Kimia Aspal (Hafizullah, 2010)

2.1.1 Fungsi Aspal ( Kurniadji, 2008)

Fungsi aspal antara lain adalah sebagai berikut:

a. Sebagai pengikat yang memberikan ikatan yang kuat antara butir agregat

dalam campuran beraspal

b. Sebagai bahan anti air yang menyelimuti permukaan agregat, sehingga

melindungi perkerasan dari pengaruh air.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 19: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

6

Universitas Indonesia

c. Sebagai pelumas yang akan mempengaruhi kemudahan kerja (work

abillity) pada saat pencampuran, penghamparan, dan pemadatan.

d. Sebagai lapis resap pengikat (prime coat) yang diletakan di atas lapis

pondasi sebelum lapis berikutnya.

e. Sebagai lapis pengikat (tack coat) yang diletakan di atas jalan yang telah

beraspal sebelum lapis berikutnya diletakkan, berfungsi sebagai pengikat

di antara keduanya.

f. Sebagai pengisi ruang yang kosong antara agregat kasar, agregat halus

dan mengisi rongga antara butir agregat dan rongga yang terdapat di

dalam agregat itu sendiri.

2.1.2 Komposisi Aspal

Aspal terdiri dari partikel-partikel koloid yang disebut aspalten, yang

terdispersi di dalam resin dan konstituen oil. Perbandingan bagian aspalten, resin

dan minyak tergantung kepada jenis minyak bumi dari mana aspal itu berasal.

Aspalten merupakan konstituen terpenting dari aspal, didefinisikan sebagai

bahan yang dapat mengendap dan berwarna hitam coklat. Pada pemanasan,

aspalten akan melebur dengan memuai dan terurai pada daerah suhu 180oC hingga

280oC. Diperkirakan bahwa aspalten terdiri dari kelompok hidrokarbon aromatis

kompleks yang dihubungkan satu dengan yang lain oleh gugus hidrokarbon atau

atom belerang.

Selain aspalten, aspal juga mengandung maltenes. Maltenes merupakan

cairan kental yang larut dalam heptane, terdiri dari resins dan oils. Resin adalah

material padat atau semi padat, adhesif, dan berwarna coklat muda sampai tua.

Resin akan mencair bila dipanaskan dan akan larut pada sebagian besar pelarut

organik. Oils adalah komponen aspal yang memiliki berat molekul terendah dan

merupakan media pendispersi aspalten. Oils berwarna lebih muda, merupakan

media dari aspalten dan resin (Daswiyanto, 2008).

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 20: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

7

Universitas Indonesia

2.3 Bioaspal

Kebutuhan aspal yang meningkat setiap tahunnya, menyebabkan

berkurangnya aspal yang berasal dari minyak bumi karena ketersediaan bahan

bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui, dan harga dari minyak bumi di dunia

yang semakin meningkat dan mempengaruhi harga aspal minyak. Oleh sebab itu

dibutuhkan suatu alternatif baru untuk menambah ketersediaan aspal yang ada

saat ini dan menghasilkan produk aspal yang dibuat dari bahan-bahan yang

berasal dari alam dan bisa diperbaharui. Aspal tersebut bisa dihasilkan dari bahan

biomassa dan disebut sebagai bioaspal.

Bioaspal adalah alternatif aspal yang dibuat dari bahan non-Petroleum

yang berbasis sumber daya terbarukan. Bioaspal memiliki fungsi antara lain

digunakan sebagai alternatif pengganti aspal, dapat Mengurangi penggunaan

sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, dapat Meningkatkan efisiensi

penggunaan bahan biomassa. Selain itu bahan baku bioaspal lebih murah dan

tersedia dalam jumlah yang memadai.

Belum banyak peneliti yang melakukan sintesis bioaspal, namun ada

beberapa peneliti yang sudah menemukan cara untuk mensintesis bioaspal, salah

satunya Williams, et al., (2008). Tim peneliti tersebut melakukan penelitian

tentang aditif aspal yang berasal dari fraksi bio-oil. Bahan yang digunakan adalah

bahan yang mengandung lignin, antara lain jagung dan kayu oak. Proses yang

dilakukan pada penelitian tersebut adalah proses pirolisis cepat (Fast Pyrolysis).

Pirolisis cepat adalah dekomposisi thermal dari komponen organik tanpa

kehadiran oksigen dalam prosesnya untuk menghasilkan cairan, gas dan arang.

Cairan yang dihasilkan ini dikenal sebagai bio-oil. Bio-oil tersebut selanjutkan

akan di distilasi vakum untuk menghasilkan bioaspal. Produk yang dihasilkan

dalam proses pirolisis cepat tergantung dari komposisi biomassa yang digunakan

sebagai bahan baku, kecepatan serta lama pemanasan.

Hill, (2012) meneliti tentang bioaspal dan biochar yang berasal dari

limbah sekitar, Mayoritas sampel berasal dari kota-kota di Ohio. Dalam persiapan

untuk pengujian, sampel dipisahkan sesuai dengan jenis masing-masing.

Pengujian pirolisis memerlukan reaktor yang mencegah paparan oksigen untuk

sampel. Setelah melakukan preparasi sampel maka umpan di masukkan ke dalam

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 21: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

8

Universitas Indonesia

reaktor dan dilakukan pengaturan pada reaktor pirolisis. suhu yang digunakan

mencapai 350oC.

Prayogo, (2010) dari Universitas Airlangga telah melakukan Pemisahan

dan Karakterisasi Bioaspal dari Tempurung Kelapa dengan Metode Distilasi

Pengurangan Tekanan. Pirolisis tempurung kelapa menghasilkan asap cair dan tar,

lalu asap cair didistilasi dengan tekanan rendah hingga 200 mmHg. Distilasi

dilakukan untuk mendapatkan residu dari asap cair. Distilasi dilakukan pada suhu

dibawah 100oC, antara 100–150

oC dan diatas 150

oC, residu bioaspal didapat pada

suhu 180-190oC. Bioaspal tersebut diuji dengan uji penetrasi, viskositas maupun

titik lembeknya agar diketahui sifat fisiknya jika dibandingkan dengan aspal

minyak bumi. Hasil distilasi menunjukkan bahwa dengan metode distilasi

pengurangan tekanan dapat menghasilkan bioaspal sebesar 70 mL. Hasil uji fisik

pada suhu 25 oC, uji viskositas yaitu 230 dPas, uji penetrasi 128 pen dan untuk

titik lembeknya 36oC. Pada bioaspal tidak memenuhi standart aspal minyak bumi,

jadi perlu ditambahkan zat aditif atau kimia untuk memperbaiki sifat bioaspal.

Brown, (2008) menjelaskan bahwa untuk melakukan sintesis bioaspal,

langkah awal yang harus dilakukan adalah mempersiapkan bahan biomassa dan

melakukan perlakuan awal. Pada proses pirolisis yang terjadi, maka biomassa

akan mengalami depolimerisasi pada suhu sekitar 500oC. Proses pirolisis tersebut

akan menghasilkan fraksi berat berupa oligomer lignin dan anhydrosugar. Fraksi

berat tersebut harus dipisahkan, karena yang berperan dalam sintesis bioaspal

hanya oligomer lignin saja. Setelah dilakukan pencucian dengan air, maka akan

terjadi pemisahan antara oligomer lignin dan anhydrosugar dan diperoleh fraksi

bioaspal.

Berdasarkan penjelasan diatas, maka sintesis bioaspal akan menggunakan

bahan baku serbuk gergaji kayu, karena selama ini belum ada yang menggunakan

bahan tersebut untuk sintesis bioaspal dan metode yang digunakan adalah pirolisis

cepat, karena proses tersebut sudah sering digunakan dalam penelitian untuk

menghasilkan bioaspal.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 22: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

9

Universitas Indonesia

2.3 Biomassa

Biomassa adalah bahan organik yang berasal dari makhuk hidup

(tumbuhan ataupun hewan) (Loppinet-Serani et al., 2008). Definisi Biomassa

menurut United Nations Framework Convention on Climate change (UNFCC,

2005) adalah bahan organik biodegradable non-fosil yang berasal dari tanaman,

hewan dan mikro-organisme. Biomassa tersebut meliputi produk, produk

samping, residu dan limbah dari pertanian, hasil hutan, dan hasil industri terkait

sebagai non-fosil dan fraksi organik biodegradable dari limbah industri dan kota.

Menurut Basu, (2010), Sumber-sumber biomassa secara umum adalah:

a. Pertanian : bagas, kulit kacang, tangkai jagung, jerami

b. Hutan : pohon, limbah kayu, serbuk gergaji kayu

c. Kota : endapan lumpur, limbah makanan, limbah kerta

d. Energi : padang rumput, jagung, dan kedelai, kanola.

e. Biologi : kotoran hewan, spesies perairan, limbah biologis

Biomassa terbagi dalam 2 jenis, yaitu biomassa yang bersifat alami dan

biomassa yang berasal dari limbah, seperti pada tabel 2.6 berikut ini :

Tabel 2.1 Jenis Biomassa (Basu, 2010)

Murni Biomassa terrestrial

Biomassa hutan, rerumputan,

tanaman yang dibudidayakan

Biomassa perairan Algae, tumbuhan air

Limbah

Limbah perkotaan Limbah padat, limbah, gas buang

Limbah padat pertanian Limbah pertanian, sisa hasil panen

Sisa hutan Kulit kayu, dedaunan

Limbah industri

Serbuk gergaji, limbah minyak atau

lemak

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 23: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

2.4 Kayu

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang

mengeras karena mengalami lignifikasi.

kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan

barang sesuai kemajuan teknologi.

yang bertanggung jawab untuk menentukan

semua produk-produknya termasuk pulp dan

diatur oleh struktur kayu khususnya

kayu. Kayu diklasifikasikan menjadi

Bagan umum komponen ka

Gambar 2.

Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu

terdiri dari 3 unsur, yaitu

unsur non-karbohidrat terdiri dari lignin

selama proses pertumbuhan dinamakan zat ekstraktif

Sel kayu terutama terdiri atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dimana

selulosa membentuk kerangka yang dikelilingi oleh senyawa

berfungsi sebagai matriks (hemiselulosa) dan bahan

Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara

komponen-komponen makromolekul u

(hemiselulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen

komponen minor dengan berat molekul kecil.

Universitas Indonesia

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang

mengeras karena mengalami lignifikasi. Kayu merupakan hasil hutan dari

kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan

barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki struktur hierarkis kompleks

yang bertanggung jawab untuk menentukan sifat mekanik dan sifat fisik dar

produknya termasuk pulp dan serbuk gergaji kayu.

diatur oleh struktur kayu khususnya secara anatomis dan sel ultrastruktur dinding

. Kayu diklasifikasikan menjadi kayu lunak dan kayu keras

ponen kayu dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Bagan umum komponen kayu (Fengel, 1995)

Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu

terdiri dari 3 unsur, yaitu: unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa,

karbohidrat terdiri dari lignin, unsur yang diendapkan dalam kayu

mbuhan dinamakan zat ekstraktif (Dumanauw, 1993)

Sel kayu terutama terdiri atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dimana

ulosa membentuk kerangka yang dikelilingi oleh senyawa-senyawa lain yang

berfungsi sebagai matriks (hemiselulosa) dan bahan-bahan yang melapisi (lignin).

Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara

komponen makromolekul utama dinding sel selulosa, poliosa

(hemiselulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen

komponen minor dengan berat molekul kecil.

10

Universitas Indonesia

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang

Kayu merupakan hasil hutan dari

kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan

Kayu memiliki struktur hierarkis kompleks

mekanik dan sifat fisik dari

kayu. Sifat-sifat kayu

anatomis dan sel ultrastruktur dinding

( Daniel, 2009).

Bagan umum komponen kayu (Fengel, 1995)

Pada umumnya komponen kimia kayu daun lebar dan kayu daun jarum

dari selulosa dan hemiselulosa,

nsur yang diendapkan dalam kayu

(Dumanauw, 1993).

Sel kayu terutama terdiri atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Dimana

senyawa lain yang

bahan yang melapisi (lignin).

Sepanjang menyangkut komponen kimia kayu, maka perlu dibedakan antara

tama dinding sel selulosa, poliosa

(hemiselulosa) dan lignin, yang terdapat pada semua kayu, dan komponen-

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 24: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

11

Universitas Indonesia

Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar,. Selulosa merupakan

polimer linear dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas β-D-

glukosa. Karena sifat-sifat kimia dan fisiknya maupun struktur supramolekulnya

maka ia dapat memenuhi fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel

tumbuhan (Fengel, 1995). Bahan dasar selulosa ialah glukosa, dengan rumus

C6H12O6. Molekul-molekul glukosa disambung menjadi molekul-molekul besar,

panjang dan berbentuk rantai dalam susunan menjadi selulosa. Selulosa

merupakan bahan dasar yang penting bagi industri-industri yang menggunakan

selulosa sebagai bahan baku, misalnya : pabrik kertas, pabrik sutera tiruan dan

lain sebagainya (Dumanauw, 1993) .

Selulosa terdekomposisi pada suhu antara 325oC dan 375

oC. Pirolisis dari

selulosa melibatkan pengurangan dalam tingkat polimerisasi, pembentukan

radikal bebas, eliminasi air, pembentukan karbonil, gugus karboksil dan

hidroperoksida, dan evolusi karbon monoksida dan karbon dioksida, yang

akhirnya meninggalkan residu hangus (Shafizadeh, 1982). Pirolisis selulosa akan

menghasilkan levluglukosan yang terbentuk dari pemotongan heterolitik dari

hubungan glikosidik dan glikolaldehid (Varhegyi, 1995). Pada suhu di atas 300°C,

pirolisis selulosa melibatkan reaksi baru, terutama yang mengarah ke produk cair

dengan hasil 87% berat (Piskorz et al., 1989).

Dalam pulp kertas atau dalam kertas, hemiselulosa berperan sebagai

perekat alam dan memperkuat ikatan antara serat ke serat (Hohnholz, 1988).

Jumlah hemiselulosa dari berat kering kayu biasanya antara 20 dan 30%.

Perbedaan-perbedaan yang besar juga terdapat dalam kandungan dan komposisi

hemiselulosa antara batang, cabang, akar, dan kulit kayu. hemiselulosa berfungsi

sebagai bahan pendukung dalam dinding sel.

Reaksi yang terjadi pada pirolisis hemiselulosa hampir mirip dengan

reaksi pirolisis pada selulosa, tar yang dihasilkan adalah sebesar 16% pada suhu

pirolisis 300oC. Tar yang dihasilkan mengandung oligosakarida dan asam yang

terhidrolisis dari campuran tersebut adalah 54 % dari D-xylose. Analisis struktural

dari polimer akan menunjukkan bentuk polimer yang bercabang. Hal ini

mengindikasikan bahwa polimer tersebut merupakan turunan dari kondensasi unit

xylosil yang terbentuk dari kelompok glikosidik yang hampir sama dengan

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 25: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

12

Universitas Indonesia

pirolisis selulosa. Hemisellulosa merupakan komposisi yang stabil diantara tiga

komponen utama biomassa dan terdekomposisi antara suhu 225oC dan 325

oC.

2.4.1 Kayu Albasia

Kayu Albasia merupakan kayu serba guna untuk konstruksi ringan,

kerajinan tangan, kotak cerutu, veneer, kayu lapis, korek api, alat musik, pulp.

Daunnya digunakan sebagai pakan ayam dan kambing. Di Ambon kulit batang

digunakan untuk penyamak jaring, kadang-kadang sebagai pengganti sabun.

Ditanam sebagai pohon pelindung, tanaman hias, reboisasi dan penghijauan.

Menurut Haygreen (1987) dalam Sutjipto (1993), kayu Albasia memiliki

kandungan selulosa sebesar 48.33 % dan lignin sebesar 27.28 %. Morfologi kayu

Albasia adalah sebagai berikut :

Klasifikasi Kayu Albasia

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Bangsa : Fabales

Famili : Fabaceae

Sub Famili : Mimosoidae

Marga : Paraserianthes

Jenis : Paraserianthes falcataria

Nama botanis : (Paraserianthes falcataria (L) Nielsen)

2.4.2 Serbuk gergaji kayu

Serbuk gergaji kayu merupakan limbah industri penggergajian kayu.

Jumlah ketersediaan serbuk gergaji sangat besar, namun tidak semua serbuk

gergaji yang ada telah termanfaatkan secara maksimal, sehingga bila tidak

ditangani dengan baik maka dapat menjadi masalah lingkungan yang serius. Tabel

2.2 akan menunjukkan ketersediaan serbuk gergaji kayu.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 26: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

13

Universitas Indonesia

Tabel 2.2 Produksi kayu gergaji (Departemen Kehutanan, 2006)

Tahun Produksi kayu gergajian (m3) Serbuk Gergajian (m

3)

2002 623.495 46.762

2003 762.604 57.195

2004 432.967 32.472

2005 1.471.614 11.0371

2006 679.247 50.943

Berdasarkan data serbuk gergaji kayu diatas, maka serbuk gergaji kayu

dapat digunakan dalam penelitian karena tersedia dalam jumlah besar dan

mengandung lignin yang sangat berperan dalam sintesis bioaspal. limbah kayu

berupa serbuk gergajian kayu belum termanfaatkan secara intensif. Melihat

potensi tersebut dan teknologi pirolisis yang dapat dikembangkan, perlu adanya

upaya pengkajian memanfaatkan limbah serbuk kayu tersebut.

2.5 Lignin

Kata Lignin ini berasal dari bahasa Latin untuk kayu, "Lignum", dan

polimernya merupakan senyawa yang paling penting dalam pembentukan jaringan

kayu pada tanaman. Namun, lignin tidak terbatas pada tanaman berkayu, tetapi

dimiliki oleh semua tanaman vaskular (Gunnar, 2009). Lignin tersusun dari tiga

monomer utama, yaitu monolignols, p-coumeryl alcohol, conyferyl alcohol, dan

sinapyl alcohol. Lignin merupakan polimer yang bersifat hidrofobik. Persentase

rata-ratanya dalam kayu lunak adalah antara 25-35% dan dalam kayu keras antara

20-30% (Gunnar, 2009). Struktur umum lignin ada pada Gambar 2.3.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 27: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

Gambar 2.

Lignin terdiri dari 3 monomer, monomer tersebut adalah monolignol, p

coumaryl alcohol, conyferol alcohol, dan sinapyl alcohol. Ketiga monomer

tersebut merupakan turunan dari

grup methoxy yang menyentuh cincin.

hidrofobik dan tidak larut dalam air.

Kegunaan lignin dapat digolongkan menjadi empat kelompok, yaitu

sebagai komponen sisa pembuatan pulp, bahan bakar, produk polimer dan sumber

bahan-bahan kimia dengan berat molekul rendah (Sucipto, 2009).

lignin dalam tumbuhan yang

sebagai bahan baku pengikat (bin

2011).

Dekomposisi termal dari lignin terjadi pada suhu 250

500oC. Pirolisis lignin akan menghasilkan

oligomerik lainnya yang memiliki massa molekul y

1997). Reaksi pembentukan

Sebagaimana pirolisis selulosa, kehadiran kation akan mempengaruhi proses

dekomposisi. Menurut Zhu, (2010), pirolisis dari lignin menghasilkan produk cair

yang dapat diklasifikasikan menjadi tiga grup, yaitu oligomer yang memiliki

berat molekul besar, komponen monomer fenolik, dan fraksi ringan seperti

methanol, asam asetat,

Universitas Indonesia

Gambar 2.3 struktur umum lignin (Haygreen, 1987)

Lignin terdiri dari 3 monomer, monomer tersebut adalah monolignol, p

coumaryl alcohol, conyferol alcohol, dan sinapyl alcohol. Ketiga monomer

sebut merupakan turunan dari propylphenol, dengan perbedaan pada nomer dari

grup methoxy yang menyentuh cincin. Dalam komponen kayu, sifat lignin adalah

hidrofobik dan tidak larut dalam air.

Kegunaan lignin dapat digolongkan menjadi empat kelompok, yaitu

sebagai komponen sisa pembuatan pulp, bahan bakar, produk polimer dan sumber

bahan kimia dengan berat molekul rendah (Sucipto, 2009).

lignin dalam tumbuhan yang mengandung lignin selulosa dapat dimanfaatkan

sebagai bahan baku pengikat (binder) pada aspal melalui proses pirolisis (Brown,

Dekomposisi termal dari lignin terjadi pada suhu 250oC sampai dengan

C. Pirolisis lignin akan menghasilkan char, dan monomer, serta produk

oligomerik lainnya yang memiliki massa molekul yang rendah (Vargehyi et al,

1997). Reaksi pembentukan char terjadi pada suhu yang lebih tinggi.

Sebagaimana pirolisis selulosa, kehadiran kation akan mempengaruhi proses

dekomposisi. Menurut Zhu, (2010), pirolisis dari lignin menghasilkan produk cair

dapat diklasifikasikan menjadi tiga grup, yaitu oligomer yang memiliki

berat molekul besar, komponen monomer fenolik, dan fraksi ringan seperti

methanol, asam asetat, Heterosiklik Aromatis Amine (HAA).

14

Universitas Indonesia

struktur umum lignin (Haygreen, 1987)

Lignin terdiri dari 3 monomer, monomer tersebut adalah monolignol, p-

coumaryl alcohol, conyferol alcohol, dan sinapyl alcohol. Ketiga monomer

, dengan perbedaan pada nomer dari

Dalam komponen kayu, sifat lignin adalah

Kegunaan lignin dapat digolongkan menjadi empat kelompok, yaitu

sebagai komponen sisa pembuatan pulp, bahan bakar, produk polimer dan sumber

bahan kimia dengan berat molekul rendah (Sucipto, 2009). Kandungan

mengandung lignin selulosa dapat dimanfaatkan

der) pada aspal melalui proses pirolisis (Brown,

C sampai dengan

, dan monomer, serta produk

ang rendah (Vargehyi et al,

terjadi pada suhu yang lebih tinggi.

Sebagaimana pirolisis selulosa, kehadiran kation akan mempengaruhi proses

dekomposisi. Menurut Zhu, (2010), pirolisis dari lignin menghasilkan produk cair

dapat diklasifikasikan menjadi tiga grup, yaitu oligomer yang memiliki

berat molekul besar, komponen monomer fenolik, dan fraksi ringan seperti

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 28: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

15

Universitas Indonesia

2.6 Metode Pirolisis

Pirolisis berasal dari kata Pyro (Fire/Api) dan Lyo (Loosening/Pelepasan)

untuk dekomposisi termal dari suatu bahan organik. Jadi pirolisis adalah proses

konversi dari suatu bahan organik pada suhu tinggi dan terurai menjadi ikatan

molekul yang lebih kecil. Pirolisis merupakan suatu bentuk insinerasi yang

menguraikan bahan organik secara kimia melalui pemanasan dengan mengalirkan

nitrogen sebagai gas inert (Awalludin, 2008) .

Pirolisis sering disebut juga sebagai termolisis secara definisi adalah

proses terhadap suatu materi dengan menambahkan aksi suhu yang tinggi tanpa

kehadiran udara (khususnya oksigen). Secara singkat pirolisis dapat diartikan

sebagai pembakaran tanpa oksigen. Pirolisis telah dikenal sejak ratusan tahun

yang lalu untuk membuat arang dari sisa tumbuhan, baru pada sekitar abad ke-18

pirolisis dilakukan untuk menganalisis komponen penyusun tanaman. Secara

tradisional, pirolisis juga dikenal dengan istilah distilasi kering (Fatimah, 2004).

Umpan pada proses pirolisis dapat berupa material bahan alam tumbuhan

atau dikenal sebagai biomassa, atau berupa polimer. Dengan proses pirolisis,

biomassa dan polimer akan mengalami pemutusan ikatan membentuk molekul-

molekul dengan ukuran dan stuktur yang lebih ringkas. Pirolisis biomassa secara

umum merupakan dekomposisi bahan organik menghasilkan bahan padat berupa

arang aktif, gas dan uap serta aerosol. Gas yang dapat dikondensasikan sebagai

bahan cair dan stabil pada suhu kamar merupakan senyawa hidrokarbon yang

dikenal sebagai biofuel atau bio-oil. Istilah tersebut digunakan karena senyawa

organik dalam asam cair secara kimia dapat menggantikan keberadaan bahan

bakar yang bersumber dari minyak bumi.

Paris et al. (2005) mengatakan bahwa pirolisis merupakan proses

pengarangan dengan cara pembakaran tidak sempurna bahan-bahan yang

mengandung karbon pada suhu tinggi. Kebanyakan proses pirolisis menggunakan

reaktor bertutup yang terbuat dari baja, sehingga bahan tidak terjadi kontak

langsung dengan oksigen. Pada umumnya proses pirolisis berlangsung pada suhu

di atas 300°C dalam waktu 4-7 jam. Namun keadaan ini sangat bergantung pada

bahan baku dan cara pembuatannya (Demirbas, 2005).

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 29: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

16

Universitas Indonesia

Secara tradisional, pirolisis kayu dapat disebut sebagai distillasi kayu, dan

digunakan untuk menghasilkan metanol, asam asetat, aseton, terpentin, fenol.

Pemanasan pada kayu hingga suhu lebih dari 100oC akan menyebabkan beberapa

peruraian termal. Pada suhu sekitar 270oC pemuaian termal ini tidak

membutuhkan sumber panas eksternal lagi, karena proses degradasi merupakan

proses eksotermis. Secara bertahap, kayu akan mengalami penguraian sebagai

berikut: hemiselulosa terdegradasi pada 200-260oC, selulosa terdegradasi pada

240oC-350

oC, dan lignin pada 280

oC sampai 500

oC. Dalam proses konvensional,

pirolisis dilakukan dengan cara melakukan pemanasan secara perlahan-lahan. Dari

proses ini akan dihasilkan produk berupa arang aktif, gas dan produk

terkondensasi.

Pirolisis dapat digunakan untuk menghasilkan bahan-bahan kimia seperti

aseton, metanol, dan asam asetat yang tinggi. Destruksi kayu menghasilkan

produk-produk senyawa organik tergantung pada jenis dan komposisi kayu.

Sebagai contoh, pada pirolisis kayu keras, biasanya akan dihasilkan karbon

dioksida, karbon monoksida, hidrogen, metana yang lebih banyak dibandingkan

pada kayu lunak. Demikian juga produk berupa metanol dan asam asetat akan

lebih banyak ditemukan pada pirolisis kayu keras. Proses gasifikasi pada

umumnya digunakan untuk menghasilkan produk gas yang dominan.

Menurut Goyal dkk, 2006, Proses pirolisis secara umum dikategorikan

menjadi beberapa tipe, yaitu:

a. Pirolisis lambat (Slow Pyrolysis)

Pirolisis yang dilakukan pada pemanasan rata-rata lambat. Pirolisis ini

menghasilkan cairan yang sedikit sedangkan gas dan arang lebih banyak

dihasilkan.

b. Pirolisis cepat (Fast Pyrolysis)

Pirolisis cepat merupakan suatu proses pirolisis dengan peningkatan

kecepatan kenaikan temperatur, pirolisis ini dilakukan pada lama pemanasan 0,5-

2 detik, suhu 400-600oC. Dengan metode pirolisis cepat akan dihasilkan produk

utama yaitu berupa bio-oil hingga 80% dari berat kering umpan (Bridgwater,

2000).

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 30: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

17

Universitas Indonesia

c. Pirolisis Kilat (Flash Pyrolysis)

Proses pirolisis ini berlangsung hanya beberapa detik saja dengan

pemanasan yang sangat tinggi. Flash pyrolysis pada biomassa membutuhkan

pemanasan yang cepat dan ukuran partikel yang kecil sekitar 105 - 250 µm.

d. Pirolisis Katalitik

Pirolisis katalitik adalah proses pirolisis yang menggunakan katalisator.

Katalisator di sini berfungsi untuk memecah hidrokarbon rantai panjang menjadi

hidrokarbon rantai pendek (C1-C5). Disamping itu, katalisator mampu

meningkatkan kecepatan dekomposisi dan memperbesar produk cair hasil

pirolisis.

2.6.1 Pirolisis biomassa

Menurut Basu, 2010, Pirolisis adalah dekomposisi termokimia untuk

menghasilkan produk yang berguna, dan proses yang terjadi adalah tanpa

menggunakan oksigen, proses tersebut disebut dengan pirolisis. Selama pirolisis

molekul hidrokarbon kompleks dari biomassa akan mengalami penguraian

menjadi molekul yang lebih kecil dan akan menghasilkan molekul sederhana

berupa gas, char, dan cairan (bio-oil). Pirolisis partikel biomassa dapat dilihat

pada Gambar 2.4 di bawah ni.

Gambar 2.4 Pirolisis partikel biomassa (Basu, 2010)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 31: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

18

Universitas Indonesia

Produk dari pirolisis berasal dari gas yang terkondensasi dan char yang

padat. Gas yang terkondensasi akan mengalami pemutusan ikatan menjadi gas

yang tidak bisa tekondensasi (CO, CO2, CH4, dan H2). Proses dekomposisi ini

melalui reaksi homogenisasi fase gas. Pada reaksi fase gas, uap yang

terkondensasi akan terurai menjadi molekul yang lebih sederhana. Berdasarkan

gambar 2.4, pada reaksi dekomposisi dari biomassa, maka akan menghasilkan gas,

char, dan cairan (bio-oil). Reaksi pirolisis yang berasal dari biomassa adalah

sebagai berikut :

CnHmOp Σliquid CxHyOz + Σ gas CaHbOc+H2O+C(char)……………(2.1)

Proses sintesis biomassa yang akan menghasilkan bio-oil yang selanjutnya

akan diproses untuk menghasilkan bioaspal ada pada Gambar 2.5.

Biomass

Heavy ends :

Lignin oligomers

and anhydrosugars

Lignin oligomers Bioasphalt Lignin-

derived chemicals

Anhydrosugars

Gambar 2.5 Proses sintesis bioaspal (Brown, 2008)

Biomass

Preparation/pretreatment

Selective thermal

depolymerization

(500oC)

Bio-oil recovery

as stage fractions Particulat removal

water wash

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 32: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

19

Universitas Indonesia

Berdasarkan Gambar 2.5, dapat terlihat bahwa pada sintesis bioaspal,

langkah awal yang harus dilakukan adalah mempersiapkan bahan biomassa dan

melakukan perlakuan awal. Pada proses pirolisis yang terjadi, maka biomassa

akan mengalami depolimerisasi pada suhu sekitar 500oC. Proses pirolisis tersebut

akan menghasilkan fraksi berat berupa oligomer lignin dan anhydrosugar. Fraksi

berat tersebut harus dipisahkan, karena yang berperan dalam sintesis bioaspal

hanya oligomer lignin saja. Setelah dilakukan pencucian dengan air, maka akan

terjadi pemisahan antara oligomer lignin dan anhydrosugar.

Pirolisis primer lignin diawali dengan pelunakan termal pada suhu sekitar

200 °C, sedangkan pada pirolisis lignin pada umumnya lebih sering terjadi pada

suhu yang lebih tinggi, lebih tinggi dari dekomposisi cepat selulosa. Pirolisis

cepat dari lignin akan menghasilkan char yang lebih tinggi dan arang cair yang

lebih rendah dari holocellulose, dan produk cair dapat diklasifikasikan menjadi

tiga kelompok, molekul besar oligomer (dikenal sebagai lignin pirolitik), senyawa

monomer fenolik, serta senyawa seperti metanol, HAA, dan asam asetat (Zhu dan

Lu, 2010). Reaksi pirolisis lignin dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Lignin Bioaspal

Gambar 2.6 Reaksi pirolisis Lignin

Pirolisis

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 33: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

2.7 Analisis FTIR

Aspek kualitatif dari

yang paling penting dalam ilmu kimia analitik. Dalam bentuk paling sederhana,

spektrum inframerah terbentuk sebagai konsekuensi dari penyerapan radiasi

elektromagnetik pada frekuensi yang berkorelasi dengan getaran dari seperangkat

ikatan kimia tertentu dalam suatu molekul.

inframerah menyerap energi infram

molekul tersebut. Selama analisis FTIR, sebuah daerah permukaan pada spesimen

akan terkena sinar inframerah.

inframerah pada frekuensi yang berbeda diterjemahkan k

inframerah terdiri dari puncak terbalik.

kemudian dianalisis dan dicocokkan dengan pola

bahan yang diidentifikasi.

diperlukan referensi gelombang

Lampiran B. Berikut ini adalah gambar hasil spektrum FTIR untuk keberadaan

asphaltene.

Gambar 2.7 Spektrum FTIR untuk

Universitas Indonesia

Analisis FTIR

Aspek kualitatif dari spectroscopy infrared adalah salah satu dari metode

yang paling penting dalam ilmu kimia analitik. Dalam bentuk paling sederhana,

inframerah terbentuk sebagai konsekuensi dari penyerapan radiasi

elektromagnetik pada frekuensi yang berkorelasi dengan getaran dari seperangkat

ikatan kimia tertentu dalam suatu molekul. Sebuah molekul yang terkena sinar

inframerah menyerap energi inframerah pada frekuensi yang karakteristik untuk

Selama analisis FTIR, sebuah daerah permukaan pada spesimen

akan terkena sinar inframerah. Transmitansi pada spesimen dan pemantulan sinar

inframerah pada frekuensi yang berbeda diterjemahkan ke dalam plot serapan

inframerah terdiri dari puncak terbalik. Pola spektrum yang dihasilkan FTIR

kemudian dianalisis dan dicocokkan dengan pola spektrum khusus dari suatu

bahan yang diidentifikasi. Untuk melihat keberadaan suatu senyawa tertentu,

n referensi gelombang spektrumnya, seperti yang terdapat

Berikut ini adalah gambar hasil spektrum FTIR untuk keberadaan

Spektrum FTIR untuk asphaltene (Bermúdez et al

20

Universitas Indonesia

adalah salah satu dari metode

yang paling penting dalam ilmu kimia analitik. Dalam bentuk paling sederhana,

inframerah terbentuk sebagai konsekuensi dari penyerapan radiasi

elektromagnetik pada frekuensi yang berkorelasi dengan getaran dari seperangkat

Sebuah molekul yang terkena sinar

erah pada frekuensi yang karakteristik untuk

Selama analisis FTIR, sebuah daerah permukaan pada spesimen

Transmitansi pada spesimen dan pemantulan sinar

e dalam plot serapan

yang dihasilkan FTIR

khusus dari suatu

Untuk melihat keberadaan suatu senyawa tertentu,

erti yang terdapat pada

Berikut ini adalah gambar hasil spektrum FTIR untuk keberadaan

et al., 2008 )

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 34: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

21

Universitas Indonesia

Teknologi FTIR ini telah digunakan untuk melihat karakteristik

keberadaan aspal. Keberadaan aspal ini dapat dilihat dari adanya zat kimia berupa

aspalthene. Asphaltene ini dapat dibuktikan dengan melihat hasil spektrum FTIR

tertentu yang sesuai bentuk ciri khas strukturnya. Asphaltene dapat menunjukkan

sinyal yang sesuai dengan struktur aromatik dan alifatik. Spektrumnya akan

menunjukkan ikatan OH pada 3452 cm-1

dan ikatan CH aromatik pada 3024,32

cm-1

. Selanjutnya, pada frekuensi gelombang 1598,9 cm-1

akan menunjukkan

ikatan CH2 asimetris dan simetris sesuai dengan ikatan rangkap dari C=C

aromatik. Adanya unsur sulfur dan nitrogen pada struktur asphaltene dapat

ditunjukkan dengan adanya sinyal pada frekuensi antara 1080 cm-1

dan 1030 cm-1

.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 35: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

22

Universitas Indonesia

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram alir penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan mengikuti diagram alir seperti berikut :

Produk gas

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

Preparasi awal sampel biomassa

(serbuk gergaji kayu Albasia)

Pirolisis serbuk gergaji kayu Albasia

suhu 400-550 oC

Bio-oil : anhydrosugar dan oligomer lignin

Bioaspal Produk Gas

Karakterisasi

Kondensasi Gas yang tidak terkondensasi

Produk cair,

Char

Evaporasi pada suhu 200oC

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 36: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

23

Universitas Indonesia

3.2 Variabel Penelitian

1. Variabel bebas

Variabel bebas yang terdapat pada penelitian ini adalah suhu, yaitu 400oC,

450oC, 500

oC, 550

oC. Suhu operasi dibatasi pada rentang suhu tersebut karena

merupakan kondisi optimum dan memberi hasil yang maksimum pada pirolisis

(Perez, 2010). Dalam penelitian ini, akan dilakukan pengambilan data sebanyak

empat kali pada rentang suhu operasi antara 400-550oC.

2. Variabel Terikat

Variabel terikat ada pada penelitian ini meliputi berat jenis, viskositas, dan

sifat fisik bioaspal yang dihasilkan dari proses pirolisis.

3.3 Alat dan bahan

Peralatan yang digunakan pada pirolisis serbuk gergaji kayu albasia adalah

sebagai berikut :

- Tempat umpan

- Pipa logam

- Motor pengaduk umpan

- Pemanas

- reaktor

- Kondenser

- Gas trap

- Furnace

- Selang

- Pengatur laju alir (flowmeter)

- Pengatur suhu

- Mesin penyaring

Bahan yang akan digunakan: serbuk gergaji kayu Albasia dan gas N2

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 37: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

24

Universitas Indonesia

3.4 Prosedur Penelitian Pirolisis

3.4.1 Preparasi Sampel

- Persiapan alat dan bahan yang akan digunakan

- Preparasi awal terhadap serbuk gergaji kayu Albasia sebagai bahan utama

dalam penelitian ini.

- Tahap preparasi awal ini meliputi pengayakan serbuk gergaji kayu hingga

berukuran seragam (sekitar < 3mm). Setelah pengayakan dilakukan

perendaman terhadap sampel yang bertujuan untuk mengurangi kadar abu.

- Perendaman 100 gram sampel dilakukan pada 500 ml air bersih, lalu

dilakukan pengadukan secara manual selama 10 menit, lalu didiamkan

selama 24 jam pada suhu ambient. Setelah dilakukan perendaman, dilakukan

pengeringan sampel.

- Pengeringan dilakukan dengan cara dijemur di bawah sinar matahari selama

3-5 jam, lalu dikeringkan kembali di dalam oven pada suhu 105oC.

- Serbuk gergaji disimpan ditempat yang kering dan dalam keadaan tertutup.

3.4.2 Produksi Bio-oil

- Mempersiapkan alat, reaktor, sambungan reaktor-kondensor, sambungan

kondensor bawah dan erlenmeyer untuk menampung bio-oil

- Mempersiapkan bahan-bahan yang akan digunakan sebelum reaktor

dinyalakan, yatu serbuk gergaji kayu Albasia berukuran 3-5 mm

- Dilakukan penimbangan terhadap sampel sebesar 100 gram, dimasukkan

kedalam reaktor, lalu reaktor ditutup rapat.

- Cooling bath dinyalakan, dan dilakukan pengaturan suhu pada suhu operasi

25oC. Tekanan yang digunakan dibawah kondisi atmosfer.

- Dibuka valve flowmeter untuk mengalirkan gas N2 dengan laju alir

maksimal 300 menit/ml dan mulai menyalakan furnace dan dilakukan

pengaturan suhu sesuai dengan variasi suhu (400oC, 450

oC, 500

oC, 550

oC).

Gas N2 tetap mengalir selama pirolisis berlangsung.

- Apabila suhu reaktor sudah sama dengan suhu operasi yang diinginkan,

proses pirolisis cepat dibiarkan berlangsung selama 1 jam dan produk bio-oil

ditampung di dalam gelas ukur.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 38: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

25

Universitas Indonesia

- Setiap variasi suhu, sampel serbuk gergaji yang digunakan diganti dengan

sampel serbuk gergaji yang baru, dan dilakukan prosedur awal yang sama

dengan sebelumnya.

3.4.3 Evaporasi Bio-oil

- Bio-oil hasil pirolisis dimasukkan ke dalam botol sebanyak 20 ml, lalu

kemudian dilakukan evaporasi pada suhu 200oC untuk menghilangkan

pelarut dan untuk memisahkan fraksi bioaspal yang terkandung di dalam

bio-oil tersebut.

- Evaporasi dilakukan setiap 20 ml bio-oil hingga volume bio-oil yang

dihasilkan dari hasil pirolisis habis.

- Setelah dilakukan evaporasi maka bioaspal yang dihasilkan di dalam botol

didiamkan pada suhu ruang.

Skema Peralatan Proses Pirolisis

Gambar 3.2 Peralatan pirolisis

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 39: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

26

Universitas Indonesia

3.5 Pengambilan Data dan Teknik Analisis

3.5.1 Karakteristik Bio-oil

Bio-oil dianalisis karakteristik fisika dan kimianya. Karakteristik yang

diuji yaitu viskositas, berat jenis dan kandungan gugus fungsi.

3.5.1.1 Viskositas Bio-oil

Prosedur kerja :

- Dipilih viscometer tube yang tepat dan bersih, lalu dikeringkan

- Diisi viscometer tube dengan sampel. Dimasukkan tube ke dalam batch

pemanas

- Dialirkan sampel sampai kegaris batas, dan cairan dibiarkan turun. Dihitung

waktu alir dari batas awal sampai batas akhir dengan menggunakan

stopwatch

- Perhitungan viskositas :

…………………………………………………..…(3.1)

Keterangan :

η1 = Viskositas aseton

η2 = Viskositas sampel

d1 = Densitas aseton

d2 = Densitas sampel

t1 = Waktu yang dibutuhkan aseton (detik)

t2 = Waktu yang dibutuhkan sampel dengan volume V untuk mengalir

melalui viskosmeter (detik)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 40: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

27

Universitas Indonesia

3.5.1.2 Densitas Bio-oil

Prosedur Kerja :

- Piknometer kosong beserta tutup ditimbang, dicatat beratnya

- Piknometer dibuka penutupnya, diisi bio-oil lalu ditutup, lalu ditimbang

kembali, dan dicatat beratnya.

- Densitas bio-oil dperoleh dari selisih berat antara berat piknometer yang

berisi bio-oil dikurangi dengan berat piknometer kosong.

3.5.1.3 Yield Bio-oil

Persamaan untuk yield bio-oil adalah : Yield (%)= ������

���� x 100 %..........(3.2)

3.5.1.4 Identifikasi Gugus Fungsi Pada Bio-oil

Peralatan : Spetroskopi FTIR-8400, dengan spesifikasi sebagai berikut :

4 interferometer : tipe Michelson

5 optik : berkas sinar tunggal

6 bilangan gelombang : 7800-3500cm

-1

7 detektor : DLATGS dengan kontrol suhu

8 sumber IR : keramik

Prosedur kerja :

a. Preparasi sampel

1. Menggunakan FTIR (Fourier transfer infra red spectroscopy) dengan

spektrum 4000-600cm-1

2. Sampel bio-oil diteteskan pada KBr padat dan mengapitnya, lalu diukur

dengan FTIR sehingga sinar IR akan menembak KBr padat yang berisi

sampel dan menampilkan gugus terserap pada layar komputer

b. Cara pengoperasian alat FTIR-8400

- On-kan sumber arus listrik.

- On-kan alat.

- On-kan alat komputer, ditunggu.

- Pengukuran

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 41: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

28

Universitas Indonesia

(1). Klik ganda shortcut.

(2). Ditunggu beberapa saat sampai keluar “dialogbox” kemudian diklik “OK”.

Di layar akan muncul “menu” berikut:

(3). Pada menu “Instrument” klik “FTIR 8400”

Di layar akan muncul “menu” berikut:

(4). Untuk memulai pengukuran, klik “BKGStart”

Di layar akan muncul spektrum berikut:

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 42: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

29

Universitas Indonesia

Ditunggu sampai spektrum menghilang.

(5). Pengukuran “sampel” dilakukan dengan menempatkan sampel siap ukur pada

tempat sampel dari alat interforometer. Diulangi langkah 3, kemudian isi dialog

box dengan identitas sample, kemudian klik “ SampelStart”.

Ditunggu sampai diperoleh spektrum.

(6). Untuk memunculkan harga bilangan gelombang, klik “ bilangan gelombang

table” pada menu “Calc”, tentukan Treshold dan Noise Level untuk mengatur

pemunculan harga bilangan gelombang.

(7). klik “ print” pada menu “File” untuk print out, atur tampilan kertas yang

diinginkan.

Cara Mematikan Alat FTIR-8400

(a). Off-kan alat komputer.

(b). Off-kan alat inferometer.

(c). Off-kan sumber arus listrik.

3.5.2 Karakterisasi Bioaspal

Karakteristik bioaspal yang diuji adalah kandungan gugus fungsi.

3.5.2.1 Identifikasi Gugus Fungsi pada Bioaspal

Metode : FTIR

Prosedur kerja :

a. Persiapan sampel bioaspal

- Sampel disuspensikan ke dalam larutan nujol (hidrokarbon jenuh berantai

panjang)

b. Cara pengoperasian alat FTIR-8400

Dilakukan seperti prosedur pengujian gugus fungsi pada bio-oil di halaman 27.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 43: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

30

Universitas Indonesia

3.5.2.2 Yield Bioaspal

Digunakan persamaan yang sama seperti pada persamaan yield bio-oil

pada halaman 27.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 44: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

31

Universitas Indonesia

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan diulas tentang hasil sintesis bioaspal dari biomassa,

yaitu serbuk gergaji kayu albasia dengan menggunakan metode pirolisis.

Rentang suhu 400-550oC digunakan untuk memperoleh produk bio-oil, dan

selanjutnya bio-oil dievaporasi menjadi bioaspal. Selain itu juga pada bab ini akan

membahas tentang karakteristik bio-oil dan bioaspal. Karakteristik bio-oil

tersebut antara lain pengaruh suhu terhadap yield bio-oil, pengaruh viskositas

tehadap yield bio-oil, pengaruh densitas terhadap yield bio-oil, analisis bio-oil

menggunakan FTIR dan analisis bioaspal menggunakan FTIR.

4.1 Analisis Karakteristik Bio-oil

Pada subbab berikut ini akan dijelaskan mengenai pengaruh suhu terhadap

yield, viskositas, dan densitas bio-oil.

4.1.1 Pengaruh Suhu Pirolisis terhadap Yield Bio-oil

Sintesis bioaspal dari serbuk gergaji kayu Albasia terjadi dalam 2 tahap.

Tahap pertama yaitu pirolisis pada rentang suhu 400-550oC untuk menghasilkan

produk bio-oil yang akan diproses lebih lanjut untuk mendapatkan bioaspal. Bio-

oil yang dihasilkan dari pirolisis, berwarna coklat pekat, dan memiliki bau asap.

Bio-oil merupakan campuran multi komponen yang memiliki ukuran partikel yang

berbeda yang berasal dari reaksi depolimerisasi dan fragmentasi berdasarkan

dekomposisi selulosa, hemiselulosa, dan lignin (Bridgewater, 2004). Tahap kedua

yaitu evaporasi bio-oil pada suhu 200oC menjadi bioaspal.

Bio-oil yang dihasilkan dari pirolisis serbuk gergaji kayu albasia memiliki

hasil yang bervariasi tergantung dari variasi suhu yang digunakan, yaitu pada

rentang suhu 400-550oC. Hasil produksi bio-oil dapat dilihat pada Gambar 4.1

dibawah ini.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 45: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

32

Universitas Indonesia

Gambar 4.1 Pengaruh suhu terhadap Yield Bio-oil

Pada Gambar 4.1 terlihat bahwa seiring dengan peningkatan suhu sampai

dengan 500oC, maka terjadi peningkatan produksi bio-oil, namun produksi bio-oil

akan mengalami penurunan pada suhu diatas 500oC. Peningkatan produksi bio-oil

terjadi karena pada rentang suhu 400-500oC merupakan rentang suhu yang

optimum untuk menghasilkan bio-oil yang disebabkan oleh reaksi intensifikasi

termokimia primer (Perez, 2008). Reaksi termokimia primer tersebut menjadi

optimum karena pada suhu 400-500oC adalah suhu dekomposisi dari lignin.

Yield bio-oil tertinggi dicapai pada 69,4 % dan yield terendahnya 64,8 %

(contoh perhitungan dapat dilihat pada lampiran A). Penurunan produksi bio-oil di

atas suhu 500oC terjadi karena berakhirnya dekomposisi dari lignin. Bio-oil yang

dihasilkan dari pirolisis mengandung metanol, asam asetat, aseton, air, senyawa

phenol (Mohan et al., 2005), oligomer lignin, anhydro-oligosugars dan

levoglucosan (Perez et al., 2008). Yield bio-oil yang maksimum diperoleh pada

suhu optimum sebesar 500oC.

65.27

67.46

69.4

64.84

60

65

70

400 450 500 550 600

Yield (%)

Suhu (oC)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 46: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

33

Universitas Indonesia

4.1.2 Pengaruh Suhu Pirolisis terhadap Viskositas Bio-oil

Pirolisis kayu Albasia pada rentang suhu 400-550oC akan menghasilkan

viskositas bio-oil seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4.2. (Contoh

perhitungan dapat dilihat pada lampiran A).

Gambar 4.2 Pengaruh Suhu terhadap Viskositas Bio-oil

Berdasarkan Gambar 4.2, viskositas bio-oil yang diperoleh mengalami

peningkatan dari suhu 400oC sampai dengan suhu 500

oC dan mengalami

penurunan pada suhu diatas 500oC. Hal tersebut disebabkan karena adanya

dekomposisi termal secara progresif dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin ketika

biomassa dipanaskan. Reaksi-reaksi tersebut disebut reaksi dekomposisi termal

primer (pirolisis primer).

Reaksi pirolisis primer merupakan depolimerisasi awal yang bisa

mengalami cracking (perengkahan) tambahan untuk membentuk zat-zat volatil

(Perez et al, 2008). Pada pirolisis primer tersebut akan menghasilkan primary

pyrolisis oil (bio-oil)) yang terdiri dari senyawa monomer, oligomer, dan

monomer penyusun selulosa dan lignin. Oligomer-oligomer lignin tersebut akan

bergabung menjadi molekul yang lebih besar yang akan menyebabkan

peningkatan viskositas bio-oil. Berdasarkan Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa

viskositas maksimum bio-oil dicapai pada suhu yang menghasilkan yield yang

maksimal pula.

0.42

0.45

0.50

0.48

0,4

0,42

0,44

0,46

0,48

0,5

0,52

400 450 500 550 600

Viskositas

(Cp)

Suhu (oC)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 47: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

34

Universitas Indonesia

4.1.3 Pengaruh Suhu terhadap Densitas Bio-Oil

Bio-oil yang diperoleh dari proses pirolisis di tentukan nilai densitasnya

(perhitungan dapat dilihat pada lampiran A) dan dibandingkan dengan densitas

bio-oil hasil penelitian dari Bridgewater, (2004). Hubungan antara pengaruh suhu

pirolisis dengan densitas bio-oil dapat dilihat pada Gambar 4.3 di bawah ini.

Gambar 4.3 Pengaruh Suhu terhadap Densitas Bio-oil

Berdasarkan Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa pada suhu 400-500oC terjadi

peningkatan densitas bio-oil dan pada suhu diatas 500oC terjadi penurunan. Suhu

yang dicapai ketika mencapai hasil optimum pada yield, viskositas dan densitas

bio-oil adalah sama yaitu pada suhu 500oC. Rentang densitas bio-oil yang tertera

pada Gambar 4.3 yaitu 0,882 g/ml sampai dengan 0,9 g/ml sesuai dengan hasil

penelitian yang telah dilakukan sebelumnya (Bridgwater, 2004) yang

menyebutkan bahwa densitas dari bio-oil yang berkisar pada 0,85 g/ml sampai

dengan 1,2 g/ml. Berdasarkan perbandingan densitas bio-oil tersebut pirolisis

serbuk gergaji kayu Albasia menghasilkan bio-oil yang serupa dengan bio-oil dari

bahan biomassa lainnya (Bridgewater, 2004).

0.882

0.887

0.901

0.900

0,88

0,885

0,89

0,895

0,9

0,905

400 450 500 550 600

Densitas

(gr/ml)

Suhu(oC)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 48: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

35

Universitas Indonesia

4.1.4 Analisis FTIR Bio-oil

Pengujian FTIR dilakukan untuk menganalisis perbandingan secara

kualitatif antara Bio-oil yang dihasilkan dari serbuk gergaji kayu Albasia dengan

hasil FTIR penelitian sebelumnya. Spektrum FTIR bio-oil yang diperoleh terdapat

pada Gambar 4.4 berikut ini.

Gambar 4.4 Spektrum FTIR Bio-oil Serbuk Kayu Albasia : (a)suhu 400oC;

(b) suhu 500oC; (c) suhu 550

oC dan (d) suhu 450

oC

Berdasarkan gambar 4.4 maka dapat dillihat bahwa spektrum bio-oil yang

dihasilkan dari pirolisis pada suhu 400-550oC memiliki pola yang sama yaitu

munculnya puncak pada 3500 cm-1, 1700 cm

-1 dan antara 1000-1500 cm

-1. Untuk

melihat lebih jelas pola yang hampir sama antara spektrum FTIR bio-oil dan

spektrum bio-oil yang berasal dari biomassa lainnya, maka diambil salah satu

spektrum FTIR bio-oil dari serbuk gergaji kayu Albasia, yaitu pada suhu 500oC.

(d)

(b

(c)

(a)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 49: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

36

Universitas Indonesia

Gambar 4.5 Spektrum FTIR Bio-oil Serbuk Kayu Albasia suhu 500oC

Gambar 4.6 Spektrum FTIR pada Hazellnut (Putun, 1999)

Jika spektrum FTIR bio-oil pada Gambar 4.5 dibandingkan dengan

Gambar 4.6, maka akan terlihat persamaan antara keduanya, yaitu pada bentuk

grafik, nilai transmitan dan bilangan gelombang yang dihasilkan. Hal tersebut

membuktikan bahwa hasil pirolisis dari kayu Albasia menghasilkan bio-oil yang

serupa dengan hasil pirolisis yang menggunakan biomassa lainnya.

% T

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 50: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

37

Universitas Indonesia

Gambar 4.6 menunjukkan spektrum dari FTIR dari Hazellnut, yang

merepresentasikan analisis fungsi komposisi dari bio-oil dan subfraksi dari

pentane. Vibrasi O-H pada 3300 cm-1 dan 3600 cm

-1 dari bio-oil dan subfraksi

polar yang dinamakan ether dan metanol yang mengindikasikan adanya phenol

dan alkohol. Regangan vibrasi C=O terjadi pada antara 1680 cm-1 dan 1718 cm

-1

menandakan adanya kandungan keton, quinone, grup aldehid dan lainnya.

Regangan vibrasi pada grup aliphatic CH3 dan CH2 (2870-2960 cm-1), vibrasi C-

H pada 1380-1465 cm-1 mengindikasikan adanya kandungan grup alkana pada

pirolisis yang berasal dari biomassa (Putun, 1999).

4.1.5 Evaporasi Bio-oil menjadi Bioaspal

Bio-oil yang dihasilkan dari pirolisis serbuk gergaji kayu Albasia

mengandung berbagai macam komponen penyusun, oleh sebab itu harus

dilakukan pemisahan terhadap komponen penyusun tersebut untuk memperoleh

bioaspal. Pemisahan yang dilakukan pada bio-oil yaitu dengan menggunakan

metode evaporasi, yang akan menghasilkan residu sebagai bioaspal. Reaksi

pembentukan bioaspal dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Lignin Bioaspal

Gambar 4.7 Reaksi Pembentukan Bioaspal

Pirolisis

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 51: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

38

Universitas Indonesia

Bioaspal yang dihasilkan dari pirolisis serbuk gergaji kayu Albasia

merupakan fraksi dari bio-oil yang tidak larut di dalam air, berwarna coklat gelap,

mengandung oligomer lignin, dan dapat membeku pada suhu kamar. Pada saat

evaporasi akan terjadi penguapan dari aseton, anhydro-olygosugar, dan komponen

lain yang tidak membentuk bioaspal, sedangkan bioaspal akan terbentuk sebagai

hasil residu dari hasil evaporasi. Seperti terlihat pada Gambar 4.6, struktur

bioaspal mengandung gugus fungsi -OH, -OCH3, dan -CH3O yang akan

diidentifikasi menggunakan FTIR.

4.2 Analisis Karakteristik Bioaspal

Pada subbab berikut ini akan dibahas mengenai karakteristik terhadap

bioaspal, yaitu pengaruh suhu pirolisis terhadap yield bioaspal dan analisis FTIR

bioaspal.

4.2.1 Pengaruh Suhu terhadap Yield Bioaspal

Evaporasi tehadap bio-oil dilakukan pada suhu 150-200oC menghasilkan

bioaspal. Hubungan antara yield bioaspal terhadap suhu pirolisis dapat dilihat

pada Gambar 4.8 berikut ini. (Perhitungan yield bioaspal dapat dilihat pada

lampiran A).

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 52: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

39

Universitas Indonesia

Gambar 4.8 Pengaruh Suhu terhadap Yield Bioaspal

Berdasarkan Gambar 4.8 di atas, dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan

produk bioaspal seiring dengan peningkatan suhu, pada 400-500oC dan penurunan

yield bioaspal terjadi pada suhu diatas 500oC. Seperti yang telah dibahas pada

subbab 4.1.1 bahwa yield paling besar dari oligomer lignin diperoleh pada rentang

suhu pada 400-500oC. Presentase yield produk bioaspal yang maksimum

diperoleh pada suhu 500oC dan yaitu sebesar 6,3 %.

4.2.2 Analisis FTIR Bioaspal

Pengujian FTIR dilakukan untuk menganalisis perbandingan secara

kualitatif antara bioaspal dengan aspalten sebagai komponen penyusun aspal.

Aspalten merupakan konstituen terpenting dari aspal, didefinisikan sebagai bahan

yang dapat mengendap dan berwarna hitam coklat (Daswiyanto, 2008).

Diperkirakan bahwa aspalten terdiri dari kelompok hidrokarbon aromatis

kompleks yang dihubungkan satu dengan yang lain oleh gugus hidrokarbon atau

atom belerang.

Hasil spektrum FTIR bioaspal akan dipergunakan untuk melihat ada atau

tidaknya keberadaan komponen penyusun aspal didalam bioaspal. Pada uji FTIR

pada bioaspal diperoleh pada Gambar 4.9 sebagai berikut :

5,16

6

6,3

5,78

5

5,5

6

6,5

400 450 500 550 600

Yield (%)

Suhu (oC)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 53: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

40

Universitas Indonesia

Gambar 4.9 Spektrum FTIR Bioaspal (a)suhu 400oC; (b) suhu 500

oC;

(c) suhu 550oC; (d) suhu 450

oC

Berdasarkan gambar 4.9 maka dapat dillihat bahwa spektrum bioaspal

yang dihasilkan dari pirolisis pada suhu 400-550oC memiliki pola yang sama yaitu

munculnya puncak pada 3500 cm-1, 1700 cm

-1 dan antara 1000-1500 cm

-1. Untuk

melihat lebih jelas pola yang hampir sama antara spektrum FTIR bioaspal dan

spektrum bioaspal yang mengandung aspalten murni, maka diambil salah satu

spektrum FTIR bioaspal dari serbuk gergaji kayu Albasia, yaitu pada suhu 500oC.

(d)

(c)

(b)

(a)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 54: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

41

Universitas Indonesia

Gambar 4.10 (a) Spektrum FTIR Bioaspal suhu 500oC; (b) FTIR Aspalten Murni

Untuk membuktikan analisis FTIR bioaspal, maka diperlukan suatu

pembanding yaitu spektrum FTIR dari senyawa komponen penyusun aspal, yaitu

aspalten murni.

%T

(a)

(b)

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 55: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

42

Universitas Indonesia

Untuk mengetahui adanya bioaspal, maka spektrum FTIR Bioaspal

dibandingkan dengan spektrum FTIR aspalten. Berdasarkan Gambar 4.9 dan

Gambar 4.10 diatas, maka dapat dilihat bahwa terdapat kesamaan antara FTIR

bioaspal yang diperoleh menggunakan serbuk kayu Albasia dengan FTIR aspalten

namun beberapa puncak mengalami pergeseran. Ringkasan pergeseran spektrum

IR dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1 Perbandingan Spektrum IR antara aspalten murni dengan Bioaspal

Spektrum IR Aspalten Murni Spektrum IR Bioaspal (cm-1)

(cm-1) 400

oC 450

oC 500

oC 550

oC

3433 3387 3422 3396 3358

3050 3080 3107 3087 3121

2920 2958 2962 2960 2962

1621 1654 1610 1609 1610

1456 1455 1434 1458 1416

1373 1399 1363 1363 1363

859 875 819 895 894

Berdasarkan Tabel 4.1 dapat dilihat beberapa persamaan antara spektrum

bioaspal dengan aspalten. Pada bioaspal hasil evaporasi 400oC, yaitu puncak

transmitan yang hampir sama pada FTIR bioaspal berada pada bilangan

gelombang 3387 cm-1 dan 2958 cm

-1 sedangkan pada FTIR aspalten murni

memiliki nilai transmitan pada 3433 cm-1 dan 2920 cm

-1. Berdasarkan struktur

FTIR bioaspal maka kandungan gugus fungsi yang terkandung didalamnya

terdapat gugus O-H stretching pada spektrum IR yang teridentifikasi pada 3387

cm-1 yang mengidentifikasi adanya kandungan alkohol dan phenol, sedangkan

ikatan rangkap kimia rantai ganda (=C-H) muncul pada bilangan gelombang 3050

cm-1 dan pada bilangan gelombang 2920 cm

-1 dan 2849 cm

-1 mengandung CH3

dan CH2 (grup alifatik).

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 56: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

43

Universitas Indonesia

Keberadaan nilai transmitan FTIR sesuai dengan distribusi hidrogen

alifatik antara struktur –CH2 dan –CH3 yang disebabkan oleh peregangan C-H di

CH3 dan –CH2 untuk komponen aspal. Transmitan pada sekitar 2.924 cm-1

menunjukkan gugus –CH3 umum untuk suatu aspal. Hal ini disebabkan karena

adanya substituen –CH3 pada cincin aromatik yang terdapat di komponen aspal.

Berdasarkan uji FTIR tersebut maka bioaspal yang dihasilkan dari hasil pirolisis

mengandung komponen pembentuk aspal, yaitu aspalten murni.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 57: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

44

Universitas Indonesia

BAB 5

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh pada penelitian ini adalah:

1. Pirolisis serbuk gergaji kayu Albasia menghasilkan yield bio-oil yang

maksimum sebesar 69,4 % pada suhu 500oC.

2. Pada pirolisis serbuk gergaji kayu Albasia yang mengandung lignin, terjadi

reaksi oligomerisasi yang menghasilkan oligomer lignin yang merupakan

bioaspal.

3. Pada suhu 500oC evaporasi bio-oil menghasilkan bioaspal dengan yield yang

maksimum sebesar 6,3 %. Pada suhu 500oC terjadi pembentukan oligomer

lignin yang maksimum sehingga dihasilkan bioaspal yang maksimum pula.

4. Spektrum FTIR bio-oil menghasilkan puncak spesifik pada 3500 cm-1 dan

1000-1700 cm-1 yang serupa dengan puncak bio-oil yang dihasilkan dari

biomassa secara umum.

5. Spektrum FTIR bioaspal serupa dengan spektrum IR aspalten murni. Puncak

spesifik bioaspal pada 3387 cm-1 mengalami pergeseran yang disebabkan

karena adanya zat pengotor di dalam bioaspal.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 58: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

45

Universitas Indonesia

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 59: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

45

Universitas Indonesia

DAFTAR PUSTAKA

Asphalt Institute. 2001. Introduction to Asphalt Manual Series No.5. 8th Edition.

Kentucky. 1-9.

Awaluddin, A. 2008. Proses Pencairan Langsung Biomassa menjadi Bio-oil

dengan menggunakan Thermo-Oil. Universitas Riau. 5-9.

Basu, P. 2010. Biomass Gasification and Pyrolysis, Practical Design and Theory.

Burlington : Academic Press. 27-29.

Bermúdez, L. , Salazar, R. and Yovani, A. 2008. Synthesis and Characterization

of the Polystyrene - Asphaltene Graft Copolymer by ftir Spectroscopy. 4-5.

Bridgewater, A. V. 2004. Review Paper : Biomass Fast Pyrolisys. 26-28.

Brown, C. B. 2011. Thermochemical Technologies for Biomass Processing. Iowa

State University. 6-7.

Coates, J. 2000. Interpretation of Infrared Spectra, A practical Approach. USA:

John Wiley & Sons. 7-15 .

Daswiyanto. 1998. Pembuatan Aspal Emulsi. Tesis Pasca Sarjana. Depok:

Universitas Indonesia. 3-5.

Daniel, G. 2009. Wood and Fibre Morphology. Swedish University of

Agricultural Sciences. 45-46.

Demirbas, A. 2005. Pyrolysis of ground beech wood in irregular heating rate

conditions. Journal of Analytical Applied and Pyrolysis . 39-43.

Dumanauw, J. F. 1990. Mengenal Kayu. Yogyakarta: Kanisius. 29-31.

D. Fengel, G. Wegener, H. Sostrohamidjojo. 1993. Kayu, Kimia, Ultrastruktur,

reaksi- reaksi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. 7 –26.

Daniel, H. 2012. Bioasphalt and Biochar from Pyrolysis of Urban Yard Waste.

Case Western Reserve University. 11-12.

Fatimah, I. 2004. Pengaruh Laju Pemanasan Terhadap Komposisi Biofuel Hasil

Pirolisis Serbuk Kayu. Universitas Islam Indonesia. 48-49.

Goyal, H. B., Seal, D., Saxena, R. C. 2006. Bio-fuels from thermochemical

conversion of renewable resources: A review, Renewable and Sustainable

Energy Reviews. 504-517.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 60: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

46

Universitas Indonesia

DAFTAR PUSTAKA (LANJUTAN 1)

Gunnar, H. 2009. Pulp and Paper Chemistry Technology Volume 1. Sweden:

School of Chemical Science and Engineering. 121-124.

Hafizullah, A. 2011. Modifikasi Aspal Polimer. Medan : Universitas Sumatera

Utara. 1-2.

Haygreen. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Gadjah Mada University Press.

Yogyakarta. 24-25.

Kurniadji. 2008. Modifikasi Aspal Keras Standar dengan Bitumen asbuton Hasil

Ekstraksi. Jurnal Jalan-Jembatan. Volume 25. Bandung: Puslitbang Jalan

dan jembatan. 220-221.

Mohan, D. Pittman, C. & Philip, H. 2005. Pyrolysis of Wood/Biomass for Bio-oil:

A Critical Review. 855-856.

Nanendra, D. 2010. Abstrak. Pengaruh Penambahan Gilsonit terhadap Kualitas

Bioaspal dengan Uji Marshall dan Rendaman. Surabaya : Airlangga

University Surabaya. Abstrak.

Paris, 0. Zollfrank, C. and Zickler, G. A. 2005. Decomposition and Carbonization

of Wood Biopolymer Microstructural Study of Wood Pyrolisis. 53-66.

Perez, G. M. Wang, S. Shun, J. Rhodes, M. and Chun, Z. L. 2008. Effects of

Temperature on the Formation of Lignin-Derived Oligomers during the

Fast Pyrolysis of Mallee Woody Biomass. 2022-2025.

Piskorz, J. Radlein, D. Scott, D.S. & Czernik, S. (1989). Pretreatment of Wood

and Cellulose for Production of Sugars by fast Pyrolysis. J. Anal. Appl.

Pyrol. 127-142.

Prayogo, E. D. 2010. Abstrak. Pemisahan dan Karakterisasi Bioaspal dari

Tempurung Kelapa dengan Metode Distilasi Pengurangan Tekanan.

Surabaya: Airlangga University Surabaya.

Putun, A. E. 1999. Pyrolysis of Hazelnut Shells in a Fixed-Bed Tubular Reactor.

Turkey. 39-41.

Serani, L. 2008. Current and foreseeable applications of supercritical water for

energy and the environment. 486–487.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 61: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

47

Universitas Indonesia

DAFTAR PUSTAKA (LANJUTAN 2)

Shafizadeh, F. (1982). Introduction to pyrolysis of biomass. J. Anal. Appl. Pyrol.

283-305.

Sutjipto, A. H. (1993). Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Yogyakarta:

Gajah Mada University Press. 24-25.

Tingting, Q. Wanjun, G. Laihong, S. Jun, X, & Kun, Z. 2011. Experimental Study

of Biomass Pyrolysis Based on Three Major Components: Hemicellulose,

Cellulose, and Lignin. 1-3.

Zhu, X. F & Lu, Q. 2010. Production of Chemicals from Selective Fast Pyrolysis

of Biomass. China: University of Science and Technology of China.

151-152.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 62: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

48

Universitas Indonesia

LAMPIRAN A

A.1 DATA DAN PERHITUNGAN KARAKTERISTIK BIO-OIL

Berikut ini adalah data yang diperoleh dan cara perhitungannya :

Tabel A.1 Data Densitas Bio-oil

Suhu (oC) Pikno Kosong (g)

Pikno+Bio-oil

(g) Densitas Densitas

400 11.7113 16.1268 0.8831

0.8820 400 11.7113 16.1162 0.88098

450 11.7113 16.1507 0.88788

0.8877 450 11.7113 16.1485 0.88744

500 11.7113 16.1622 0.89018

0.9013 500 11.7113 16.2736 0.91246

550 11.7113 16.2271 0.90316

0.9006 550 11.7113 16.2012 0.89798

Persamaan yang digunakan : ρ =��

Perhitungan Densitas Bio-oil pada hasil pirolisis suhu 400oC :

Densitasbio-oil = ����������� ����������������

������������ ��

=��������������������� �

!���

= 0,8831 gr/ml

Perhitungan densitas bio-oil dilakukan menggunakan cara diatas hingga diperoleh

densitas bio-oil sampai dengan 550oC.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 63: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

49

Universitas Indonesia

A.2 DATA DAN PERHITUNGAN YIELD BIO-OIL

Data yang diperoleh dari hasil pirolisis dan perhitungan yang dilakukan untuk

memperoleh yield bio-oil adalah sebagai berikut :

Tabel A.2 Data Yield Bio-oil

Suhu

(oC)

Densitas (g) Volume Bio-Oil

(ml) Massa Bio-Oil (g)

Yield Bio-Oil

(%)

400 0.88204 74 65.27096 65.27096

450 0.88766 76 67.46216 67.46216

500 0.90132 77 69.40164 69.40164

550 0.90058 72 64.84176 64.84176

Perhitungan massa bio-oil hasil pirolisis suhu 400oC :

Massa Bio-oil = Volume bio-oil x densitas bio-oil

= 74 ml x 0,88204 g/ml

= 65,27096 g

Setelah didapatkan massa bio-oil, maka dilakukan perhitungan yield bio-oil :

Yield (%) = ���������"�

��������� � x 100%

= �!���#$��

�##�% x 100%

= 65,27 %

Perhitungan yield bio-oil dilakukan sampai dengan suhu 550oC seperti cara di

atas.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 64: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

50

Universitas Indonesia

A.3 DATA DAN PERHITUNGAN VISKOSITAS BIO-OIL

Data yang diperoleh dari hasil uji viskositas dan cara perhitungannya adalah

sebagai berikut :

Tabel A.3 Data Viskositas Bio-oil

suhu

(oC)

Waktu alir

bio-oil

(detik)

η bio-oil

(cP)

Densitas

bio-oil

(g/ml)

Waktu alir

aseton

(detik)

η aseton

(cp)

Densitas

aseton

(g/ml)

400 91 0.421065792 0.88204 74 0.316 0.81402

450 98 0.456344702 0.88766 74 0.316 0.81402

500 107 0.505921427 0.90132 74 0.316 0.81402

550 103 0.486608634 0.90058 74 0.316 0.81402

Persamaan yang digunakan dalam perhitungan viskositas bio-oil:

Keterangan :

η1 = Viskositas aseton

η2 = Viskositas sampel

d1 = Densitas aseton

d2 = Densitas sampel

t1 = Waktu yang dibutuhkan aseton (detik)

t2 = Waktu yang dibutuhkan sampel dengan volume V untuk mengalir melalui

viskometer (detik)

perhitungan viskositas pada bio-oil suhu 400oC :

&� '&�"� �

"� �

�������'#( ����)#� ���#*)$��

#( ��*��)�*

= 0.421065792 cP

Perhitungan viskositas bio-oil dilakukan sampai dengan suhu 550oC seperti cara

di atas.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 65: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

51

Universitas Indonesia

A.4 DATA DAN PERHITUNGAN YIELD BIOASPAL

Berikut ini adalah data bioaspal yang diperoleh dari hasil evaporasi :

Tabel A.4 Data Bioaspal

Suhu

( oC )

Massa Reaktan

(gr)

Massa Bioaspal

(gr)

Yield

(%)

400 100 5.16 5.16

450 100 6 6

500 100 6.3 6.3

550 100 5.78 5.78

Perhitungan yield bioaspal pada hasil evaporasi bio-oil suhu 400oC :

Yield (%) = +�����,�������

+�����-�� � x 100 %

= !(��� �

�##� � x 100%

= 5,16 %

Perhitungan dilakukan hingga evaporasi bio-oil pada suhu 550oC dengan cara

yang sama seperti diatas.

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 66: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

52

Universitas Indonesia

LAMPIRAN B

Tabel B.1 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Aliphatic Jenuh (Coates, 2000)

Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

Metil (–CH3)

2970 – 2950 / 2880 – 2860

1470 – 1430 / 1380 – 1370

1385 – 1380 / 1370 – 1365

1395 – 1385 / 1365

Metil C–H asim./regangan sim.

Metil C–H asim./lekukan sim.

Gem-dimetil atau “iso”- (doublet)

Trimetil atau “tert-butil” (multiplet)

Metena (>CH2)

2935 – 2915 / 2865 – 2845

1485 – 1445

750 – 720

Metilena C–H asim./regangan sim.

Metilena C–H lekukan

Metilena –(CH2)n–

Metena (>CH–)

2900 – 2880

1350 – 1330

1300 – 700

Metena regangan C–H

Metena lekukan C–H

Vibrasi skeletal C–C

Frekuensi metal special (–CH3)

2850 – 2815

2820 – 2780

Metoksi, metal ester O–CH3,

regangan C–H

Metilamino, N–CH3, regangan C–H

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 67: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

53

Universitas Indonesia

Tabel B.2 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Olefinic (Coates, 2000)

Origin Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

C=C

1680 – 1620

1625

1600

Alkenil regangan C=C

Aril-substitut

C=C terkonjugasi

C–H

3095 – 3075 + 3040 – 3010

3095 – 3075

3040 – 3010

Terminal (vinil) regangan C–H

Regangan C–H (vinylidene)

Regangan C–H cis atau trans

C–H

1420 – 1410

1310 – 1290

Vinil C–H pada lekukan bidang

plane

Vinylidene C–H pada lekukan

bidang plane

C–H

995 – 985 + 915 – 890

895 – 885

Lekukan vinil C–H diluar bidang

plane

Lekukan vinylidene C–H diluar

bidang plane

C–H

`970 – 960

700 (lebar)

Lekukan C–H trans di luar bidang

plang

Lekukan C–H cis di luar bidang

plang

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 68: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

54

Universitas Indonesia

Tabel B.3 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Cincin Aromatik (Coates, 2000)

Origin Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

C=C–C 1615 – 1580 Regangan cincin Aromatis

C=C–C 1510 – 1450 Regangan cincin Aromatik

C–H 3130 – 3070 Regangan C–H aromatik

C–H 1225 – 950 Lekukan C–H aromatik

plane

C–H

900 – 670

770 – 730 + 710 – 690

770 – 735

810 – 750 + 900 – 860

860 – 800

Lekukan C–H aromatik di

luar bidang plane

Monosubstitusi (fenil)

1,2-disubstitusi (ortho)

1,3-disubstitusi (meta)

1,4-disubstitusi (para)

“Combi” 2000 – 1660 Kombinasi bands aromatik

Tabel B.4 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Acetylenic (Coates, 2000)

Origin Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

C≡C 2140 – 2100 Alkuna terminal

(monosubstitusi)

C≡C 2260 – 2190 Alkuna medial (disubstitusi)

C–H 3320 – 3310 Alkuna regangan C–H

C–H 680 – 610 Alkuna lekukan C–H

C–H 630 (tipikal) Alkuna lekukan C–H

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 69: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

55

Universitas Indonesia

Tabel B.5 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Alkohol dan Hidroksi

(Coates, 2000)

Origin Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

O–H

3570 – 3200

3400 – 3200

3550 – 3450

3570 – 3540

Grup Hidroksi, ikatan O–H

Regangan O–H polimerik

Regangan O–H dimetrik

Regangan ikatan O–H

internal

O–H

3645 – 3600 (sempit)

3645 – 3630

3635 – 3620

3620 – 3540

3640 – 3530

Grup Hidroksi

Alkohol primer

Alkohol sekuder

Alkohol tersier

Fenol

O–H

1350 – 1260

1410 – 1310

720 – 590

Lekukan OH primer atau

sekunder di plane

Fenol atau lekukan OH

tersier

Lekukan OH di luar plane

C–O

~1050

~1100

~1150

~1200

Alkohol Primer

Alkohol Sekunder

Alkohol Tersier

Fenol

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012

Page 70: SKRIPSI - lib.ui.ac.idlib.ui.ac.id/file?file=digital/20308222-S42634-Sintesis biospal.pdf · Penulis menyadari bahwa dalam makalah skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, ibarat

56

Universitas Indonesia

Tabel B.6 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Eter dan Oxy (Coates, 2000)

Origin Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

C–H 2820 – 2810 Metoksi, regangan C–H

(CH3–O–)

C–O–C 1150 – 1050 Alkil-substitusi eter,

regangan C–O

C–O–C 1140 – 1070 Eter siklik, cincin besar,

regangan C–O

θ–O–H 1270 – 1230 Eter Aromatik,

regangan aril–O

C–O– ~1250 + 890 – 800 Epoksi dan cincin oxirane

C–O–O–C 890 – 820 Peroksida,

regangan C–O–O–

Tabel B.7 Frekuensi untuk Kelompok Senyawa Karbonil (Coates ,2000)

Frekuensi Grup (cm-1) Grup Fungsional

1610 – 1550 / 1420 – 1300

1680 - 1630

1690 – 1675 / (1650 – 1600)

1725 – 1700

1740 – 1725 / (2800 – 2700)

1750 – 1725

1735

1760 – 1740

1815 – 1770

1820 – 1775

1850 – 1800 / 1790 – 1740

1870 – 1820 / 1800 – 1775

2100 - 1800

Karboksilat

Amdia

Kuinon atau keton terkonjugasi

Asam Karboksilat

Aldehida

Ester

Cincin laktona dengan 6 anggota

Alkil Karbonat

Asam Halida

Aril Karbonat

Acid anhydride rantai terbuka

Cincin anhydride dengan 5 anggota

Transisi karbonil metal

Sintesin biospal..., Dian Nindita, FT UI, 2012