## TINJAUAN KELAYAKAN SINTESIS SELULOSA ASETAT DARI PEMANFAATAN SELULOSA LIMBAH ORGANIK
Gema Fitriyano 1) , Syamsudin Abdullah 1)
1) Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta gema_fitriyanost@yahoo.com
ABSTRACT. Cellulose  acetate  can  be  applied  to  various  types  of  products  such  as  films, fibers,  membranes,  magnetic  tape  and  many  other  applications.  Research  on  cellulose acetate applications continue to grow in recent years. But this need not be supported by the availability  of  sources  of  raw  material  cellulose.  Cellulose  from  tree trunks wood  had  to  be replaced use by utilizing other sources as raw material. In this study conducted a review of the feasibility of synthesis of cellulose acetate cellulose utilization of organic waste. Several types  of  organic  wastes  that  are  taught  in  this  study  is  the  banana  peel  waste,  sewage treatment and industrial wastewater in order to know. The results of this study show that the use  of  cellulose  from  organic  waste  is  still  not  viable  for  use  in  the  synthesis  of  cellulose acetate, this was due to the banana peel waste and wastewater know contains cellulose is low and problems on the storage of waste. While the processing of waste in order to have a problem on accumulation of less waste and use the synthesis method is not optimal. Further research is needed on how the waste storage and selection methods of synthesis.
Keywords: organic waste, cellulose acetate, synthesis
ABSTRAK .  Selulosa  asetat  dapat  diaplikasikan  pada  berbagai  jenis  produk  diantaranya sebagai  film,  serat,  membran,  pita  perekam  suara  dan  banyak  aplikasi  lainnya.  Penelitian tentang  aplikasi  selulosa  asetat  terus  berkembang  belakangan  ini.  Namun  kebutuhan tersebut tidak didukung oleh ketersediaan sumber bahan baku selulosa. Selulosa dari kayu batang  pohon  sudah  harus  digantikan  penggunaannya  dengan  memanfaatkan  sumber  lain sebagai  bahan  baku.  Pada  kajian  ini  dilakukan  tinjauan  kelayakan  sintesis  selulosa  asetat dari  pemanfaatan  selulosa  limbah  organik.  Beberapa  jenis  limbah  organik  yang  dipelajari pada kajian ini adalah limbah kulit pisang,  limbah pengolahan agar dan limbah  cair  industri tahu. Hasil studi ini memperlihatkan bahwa pemanfaatan selulosa dari limbah organik masih belum  layak  untuk  digunakan  dalam  sintesis  selulosa  asetat,  hal  ini  disebabkan  karena limbah  kulit  pisang dan  limbah  cair  industri  tahu memiliki  kandungan  selulosa  yang  rendah dan  masalah  pada  penyimpanan  limbahnya.  Sedangkan  pada  limbah  pengolahan  agar memiliki permasalahan pada akumulasi jumlah limbah yang sedikit dan penggunaan metode sintesis  yang  belum  optimal.  Diperlukan  penelitian  lebih  lanjut  terkait  cara  penyimpanan limbah dan pemilihan metode sintesis.
Kata kunci: limbah organik, selulosa asetat, sintesa

## PENDAHULUAN
Selulosa  asetat  merupakan  bahan  yang banyak  digunakan  dan  diteliti  pada berbagai jenis aplikasi. Contoh penggunaan produk selulosa asetat diantaranya sebagai film, serat, membran, pita  perekam  suara  dan  banyak  aplikasi lainnya.
Saat  ini  sebagai  bahan  baku  utama  pada sintesis
selulosa
asetat
hanya mengandalkan  selulosa  dari  serat  batang kayu  dan  serat  kapuk  sebagai  sumber utamanya.  Sedangkan  batang  kayu  dan kapuk  sudah  banyak  digunakan  untuk membuat produk lain yang lebih komersil. Karena  kayu  dan  kapuk  jumlahnya terbatas  dan  sudah  termanfaatkannya secara komersil, maka dibutuhkan sumber bahan baku selulosa alternatif.
Limbah  organik  memiliki  potensi  untuk menjawab  tantangan  tersebut  sebagai sumber  bahan  baku  alternatif,  hal  ini karena ketersediaannya yang tidak mengenal  waktu.  Setiap  harinya  limbah organik dihasilkan dan tidak termanfaatkan. Limbah      digolongkan  menjadi  dua  yaitu limbah  organik  dan  anorganik.  Limbah anorganik seperti plastik  dan  logam  tidak dapat diolah dengan cara memanfaatkan    aktifitas    organisme hidup, sehingga  sampah  anorganik  juga disebut  sebagai non-biodegradable waste .
Beberapa  limbah yang  termasuk  organik atau biodegradable    waste adalah    sisa makanan,  tumbuhan,  hewan,  kertas, dan manure .  Sekitar  95%  dari  limbah  pasar tradisional  merupakan  limbah  organik (Sirin, 2011)
Beberapa  limbah  organik  merupakan sumber  selulosa  yang  mungkin  dapat dijadikan sebagai alternatif. Limbah organik tersebut diantaranya adalah
limbah  kulit  pisang,  limbah  pengolahan agar dan limbah cair industri tahu.
Tinjauan kelayakan sintesis selulosa asetat dari limbah organik bertujuan untuk mendapatkan  sumber  alternatif  yang
dapat memenuhi kebutuhan dari permasalahan tersebut.

## METODE
Pada  kajian  ini  dilakukan  pengumpulan data  dari  beberapa  hasil  penelitian  terkait sintesis  selulosa  asetat  yang  pernah dilakukan  sebelumnya  dengan  sumber selulosa  dari  bahan  baku  alternatif  yaitu limbah organik.
Analisa  dilakukan  terhadap  ketersediaan bahan  baku,  ketahanan  bahan  baku, proses  preparasi  dan  proses  sintesis. Hasil dari analisa kelayakan akan diperlihatkan  secara  menyeluruh  agar dapat
dianggap mampu untuk diaplikasikan secara komersil.
Hasil  penelitian  yang  disajikan  datanya hanya  mencakup  dari  bahan  baku  limbah kulit  pisang,  limbah  pengolahan  agar  dan limbah cair industri tahu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  pembahasan  ini  akan  menjelaskan satu  per  satu  berdasarkan  jenis  bahan baku  limbah  organik.  Dimulai  dari  limbah kulit  pisang,  dimana  limbah  tersebut merupakan  limbah  domestik  yang  mudah ditemui.

## Limbah Kulit Pisang
Kulit  pisang  sebagai  sumber  selulosa dapat  dijadikan  bahan  baku  karena ketersediannya  yang  tidak  mengenal musim,  kulit  pisang  dapat  dikumpulkan dari  limbah  tukang  jajanan  gorengan  di berbagai tempat dan juga dapat dikumpulkan dari industri kecil pengolahan panganan pisang.
Selain  nilainya  yang  kurang  ekonomis limbah  kulit  pisang  juga  masih  belum dimanfaatkan  potensinya  secara  massif. Sehingga terbuka peluang untuk memanfaatkan sebagai bahan baku sintesis selulosa asetat. (Gema, 2016) Kulit pisang mudah mengalami pembusukan dan degradasi terjadi sangat cepat  jika  sudah  dilakukan  pengupasan dari  buah.  Kulit  pisang  hanya  bertahan
kurang  dari  1  hari,  hal  ini  mengakibatkan rantai proses pengolahan harus dipercepat jika ingin memanfaatkan limbah kulit pisang sebagai bahan baku.
Karena  jika  tidak  segera  diolah,  kulit pisang  yang  sudah  dikumpulkan  akan segera  membusuk  dan  tidak  dapat dimanfaatkan lagi selulosanya.
Preparasi  limbah  kulit  pisang  untuk mendapatkan  selulosa  dilakukan  dengan mencacah  kulit  pisang  sampai  ukuran kecil.  Setelah  didapatkan  kulit  pisang dengan  ukuran  kecil  lalu  dimasukkan  ke dalam larutan NaOH 17,5%.
Campuran  dibiarkan  selama  1  jam,  lalu disaring sambil dinetralisasi dengan aquadest  pada  suhu  40 o C.  Dari  preparasi bahan baku limbah kulit pisang didapatkan selulosa sebesar 18%. (Ferdina, 2016)
Selulosa yang didapatkan dari limbah kulit pisang  selanjutnya  direaksikan  dengan asam  asetat  dan  anhidrida  asetat  untuk sintesis  selulosa  asetat  melalui  reaksi asetilasi.
Reaksi  asetilasi  dilakukan  selama  6  jam pada  suhu  45 o C  dengan  pengadukan perlahan secara konstan sepanjang reaksi.  Dari  reaksi  asetilasi  dengan metode  ini  didapatkan  yield  selulosa asetat sebesar 50%. (Gema, 2016) Gambar 1. Reaksi Asetilasi Selulosa
Secara  garis  besar  walaupun  limbah  kulit pisang  hanya  mengandung 18%  selulosa, tapi  dengan  akumulasi  yang  cukup  besar per harinya limbah kulit pisang akan dapat mengimbangi  jumlah  kebutuhan  selulosa yang  selama  ini  bersumber  dari  kayu maupun kapas.
kelemahan  dari  pemanfaatan  limbah  kulit pisang  sebagai  sumber  alternatif  pada sintesis  selulosa  asetat  terdapat  pada penanganan  dan  penyimpanan  limbah kulit pisang itu sendiri. Hal ini dikarenakan waktu  simpan  dari  kulit  pisang  yang sangat  pendek,  sehingga  harus  segera diproses  sebelum  kulit  pisang  mengalami pembusukan.

## Limbah Pengolahan Agar
Berdasarkan  data  yang  terdapat  pada situs Kementrian Perindustrian setidaknya terdaftar  13  perusahaan  produsen  agar yang  menghasilkan  limbah  pengolahan agar.  Produsen  agar  tersebut  tersebar  di beberapa  provinsi  di  Indonesia,  akan
tetapi  jumlah  industri  agar  terbanyak terdapat  di  pulau  Jawa  (Kemenperin, 2016)
Industri pengolahan Agar biasanya menghasilkan  produk  samping  berupa limbah padat. Limbah tersebut terakumulasi  setiap  hari  dan  belum  ada pemanfaatan yang optimal untuk mengurangi  dampak lingkungan dari penumpukan  limbah  hasil  pengolahan agar.
Dibalik  itu  ternyata  limbah  pengolahan agar  memiliki  potensi  yang  cukup  besar untuk  digunakan  sebagai  bahan  baku alternatif pada sintesis selulosa asetat. Hal ini  dikarenakan  limbah  pengolahan  agar memiliki kadar selulosa yang cukup tinggi, yaitu sebesar 24% (Nurhayati, 2014).
Preparasi  limbah  Sebelum  digunakan sebagai  bahan  baku,  limbah  pengolahan agar  di  ekstraksi  untuk  menghilangkan sisa  agar  dengan  cara  pemasakan  dalam
air  mendidih  selama  1  jam,  kemudian dicuci dengan air panas hingga air cucian jernih,  lalu  dijemur  dan  digiling  menjadi tepung limbah pengolahan agar.
Tepung  limbah  pengolahan  agar  hasil preparasi  digunakan  sebagai  bahan  baku sintesis  selulosa  asetat,  ditambahkan larutan anhidrida asetat dengan perbandingan  selulosa  sebesar  1  :  10 (selulosa : anhidrida asetat).
Reaksi  berlangsung  pada  suhu  50 o C
dengan pengadukan selama reaksi
menggunakan magnetic  stirrer .  Setelah waktu  reaksi  selesai,  campuran  hasil reaksi  didiamkan  selama  14  jam  pada suhu ruang dilanjutkan dengan penyaringan. Ke dalam filtrat hasil penyaringan, ditambahkan  air  setetes  demi  setetes sampai terbentuk endapan. Endapan yang diperoleh dipisahkan dari larutan, kemudian dicuci hingga netral lalu dikeringkan  pada  suhu 70  °C dalam  oven inkubator  selama  24  jam.  Produk  yang dihasilkan  berupa  serbuk  putih  selulosa asetat.
Dari hasil reaksi asetilasi seluloas didapatkan  yield  yang  cukup  kecil  yaitu sebesar  26  %.  Hal  ini  dikarenakan  reaksi berlangsung  pada  suhu  50 o C,  dimana suhu tersebut merupakan suhu maksimum.
Reaksi  Asetilasi  sebaiknya  berjalan  pada rentang  suhu  antara 40 o C  sampai  50 o C.
Jika  reaksi  dijalankan  pada  suhu  50 o C atau  lebih,  maka  akan  memungkinkan bahan  untuk  lebih  mudah  menguap  dan sebagian  yang  tersisa  akan  rusak  karena panas.  Sehingga  mengurangi  jumlah produk selulosa asetat.
Kelemahan  dari  pemanfaatan  limbah pengolahan agar jika dibandingkan dengan  limbah  kulit  pisang  adalah  pada akumulasinya. Karena pengumpulan limbah  pengolahan  agar  hanya  dapat dilakukan  dari  industri  agar  saja.  jadi  dari segi jumlah, limbah agar akan lebih sedikit dibandingkan limbah kulit pisang.
Akan tetapi yang perlu diperhatikan adalah limbah  pengolahan  agar  memiliki  fasa padat  sehingga  pengolahannya  cukup mudah  dan  dapat  disimpan  dalam  waktu yang lama sebelum diproses lebih lanjut.

## Limbah Cair Industri Tahu
Mengacu pada data Kementerian Perindustrian  tercatat  147  perusahaan produsen  tahu  yang  terdaftar,  dimana jumlah  ini  belum  termasuk  produsen  tahu skala  usaha  mikro  kecil  menengah  yang jumlahnya dapat mencapai ratusan.
Hal  ini  yang  memperlihatkan  bahwa limbah  tahu  memiliki  potensi  yang  sangat besar  jika  akan  dimanfaatkan  sebagai sumber  bahan  baku  alternatif  pada sintesis  selulosa  asetat  (Kemenperin, 2016).
Didasarkan pada banyaknya jumlah limbah  cair  tahu  yang  dihasilkan  dari proses  produksi  tahu  yaitu  sebesar  3000- 5000 liter dari satu ton tahu.
Limbah  cair  dari  produksi  tahu  sangat mudah  mengalami  degradasi,  karena merupakan  sumber  nutrisi  bagi  bakteri pembusukan. Jadi jika limbah cair pengolahan tahu ingin dimanfaatkan untuk menghasilkan  selulosa,  maka  proses pengolahan harus dilakukan secara langsung  atau  penyimpanan  agar  tidak dalam waktu yang cukup lama.
Proses preparasi Limbah cair industri tahu yang digunakan adalah sisa penggumpalan  ( whey )  yang  masih  segar sebanyak 1 liter yang diendapkan kemudian  disaring  dengan  kain  saring untuk menghilangkan kotoran dari limbah.
Whey tahu dipanaskan pada suhu 100 ± 2 o C  selama  15  menit  sambil  diaduk-aduk. Pemanasan ini bertujuan untuk mematikan mikroorganisme.
Selanjutnya  preparasi  dilakukan  dengan cara  fermentasi  menggunakan  kultur Kombucha  dengan  nutrisi  sukrosa  & ammonium  sulfat.  Fermentasi  dilakukan dengan cara aerob dengan udara mengalir bebas  di  ruang  yang  sudah  disterilisasi.
Setelah itu disimpan pada ruang
fermentasi yang bersih dan gelap. Fermentasi  dilakukan  selama  14  hari. (Judoamidjojo, 1992)
Hasil dari preparasi limbah cair pengolahan tahu didapatkan jumlah selulosa  tertinggi  sebesar  6%  .  preparasi dengan  limbah  cair  industri  tahu  kurang optimum  jika  ingin  dijadikan  sebagai sumber  bahan  baku  sintesa  selulosa asetat  karena  jumlah  hasil  yang  sedikit, terpengaruh  banyak  faktor  dan  waktu preparasi yang cukup lama.
Selulosa  yang  dihasilkan  dari  preparasi limbah  cair  pengolahan  tahu  diasetilasi dengan anhidrida asetat dengan menggunakan  katalis  asam  sulfat  pekat, waktu reaksi selama 20 jam pada suhu 40 ºC.  Dari  hasil  reaksi  asetilasi  didapatkan yield selulosa asetat sebanyak 39%. (Irnia, 2007)
Berdasarkan  data  yang  telah  dipaparkan sebelumnya,  dari  ketiga  sumber  alternatif bahan baku sintesis selulosa asetat. Maka dapat  disajikan  ringkasannya  di  dalam tabel berikut : Tabel 1. Perbandingan kandungan selulosa dan yield selulosa asetat dari beberapa jenis limbah organik Bahan Baku Kadar Selulosa (%) Yield Selulosa Asetat (%) Limbah Kulit Pisang 18 50 Limbah Pengolahan Agar 24 26 Limbah Cair Industri Tahu 6 39
Dari  data  tersebut  dapat  dilihat  bahwa Limbah  pengolahan  Agar  menghasilkan selulosa  yaitu  sebesar  24%,  dimana jumlah tersebut lebih banyak dibandingkan dengan limbah lainnya.
Sedangkan data dari yield  selulosa asetat memperlihatkan  limbah  pengolahan  agar berada  di  posisi  terakhir  dengan  yield sebesar  26  %.  Hal  ini  dikarenakan  reaksi berlangsung  pada  suhu  50 o C,  dimana suhu tersebut merupakan suhu maksimum.
Reaksi  Asetilasi  sebaiknya  berjalan  pada rentang  suhu  antara 40 o C  sampai  50 o C, jika suhu lebih
rendah
akan mengakibatkan  reaksi  berjalan  dengan laju reaksi yang lambat.
Jika  reaksi  dijalankan  pada  suhu  50 o C atau  lebih,  maka  akan  memungkinkan bahan  untuk  lebih  mudah  menguap  dan sebagian  lagi  terpapar  panas.  Sehingga mengakibatkan bahan yang tersisa menjadi rusak dan mengurangi jumlah dari hasil reaksi. (Das, 2014)
Dari  segi  jumlah  limbah,  limbah  cair industri  tahu  merupakan  sumber  tertinggi
yang  dapat  dijadikan  sumber  bahan  baku alternatif sintesis selulosa asetat.
Sedangkan  limbah  agar  berada  di  urutan terakhir  karena  dari  sisi  volume  limbah yang  dihasilkan  jumlahnya  sangat  kecil, hal  ini  dibuktikan  oleh  data  kemenperin dimana  hanya  terdapat  13  perusahan produsen agar yang terdaftar.
Berdasarkan ketahanan penyimpanan dari bahan  baku,  limbah  pengolahan  agar merupakan  bahan  baku  yang  dapat disimpan  dalam  waktu  yang  cukup  lama dibandingkan  dengan  limbah  kulit  pisang dan limbah cair industri tahu.
Ketahanan dari limbah selama penyimpanan  berpengaruh  terhadap  lama waktu  pengumpulan,  pendistribusian  dan proses  pengolahan.  Limbah  kulit  pisang dan limbah cair industri tahu sangat cepat mengalami  pembusuka  sehingga  akan sulit dalam pemanfaatannya karena diharuskan  untuk  diproses  segera  agar tidak busuk.
Pemanfaatan masing-masing limbah organik memilki kekurangan dan kelebihan masing-masing. Dari segi kelayakan sumber, limbah cair industri tahu dianggap
layak  untuk  menjadi  sumber  alternatif bahan baku sintesis selulosa asetat.
Akan  tetapi  volume  saja  tidak  cukup dijadikan  patokan  karena  limbah  agar memiliki  kandungan  selulosa  lebih  tinggi dibandingkan limbah lainnya.
Untuk  proses  sintesis  sebaiknya  dipilih cara  terbaik  agar  didapatkan  yield  yang tinggi. Kelemahan pada penelitian sintesis selulosa  asetat  dari  selulosa  limbah  cair industri  tahu  adalah  pemilihan  fermentasi yang menyebabkan waktu sintesis menjadi  lama  dengan  hasil  yang  kurang optimum.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari  ketiga  sumber  limbah  organik  yang telah  dikaji,  seluruhnya  dianggap  belum layak  untuk  dimanfaatkan  sebagai  bahan baku  alternatif  pada  sintesis  selulosa asetat.
Hal  ini  karena  limbah  kulit  pisang  dan limbah cair industri tahu memiliki kandungan  selulosa  yang  rendah  dan masalah  pada  penyimpanan  limbahnya.
Sedangkan pada limbah pengolahan agar memiliki  permasalahan  pada  akumulasi jumlah limbah yang sedikit dan penggunaan  metode  sintesis  yang  belum optimal.
Dari  segi  ketersediaan  limbah,  aspek  ini bertolak belakang dengan proses preparasinya.  Pada  kondisi  aktual  limbah yang  jumlah  akumulasinya  sedikit  lebih mudah  disimpan  dan  dipreparasi,  tapi kondisi  sebaliknya  terjadi  pada  limbah yang  jumlahnya  banyak  memiliki  masalah pada waktu penyimpanannya.
Dibutuhkan  kajian  lebih  lanjut  untuk melakukan  kombinasi  antara  pemilihan bahan baku limbah organik yang mengandung kadar selulosa tinggi
dengan  optimasi  proses  sintesis  selulosa asetat  sehingga  didapatkan  hasil  yang optimum.

## DAFTAR PUSTAKA
Arniz,  H.  1992. Sintesis  dan  Karakterisasi
Membran  Selulosa  Asetat Dari Limbah  Cair  Tahu  Untuk  Aplikasi Baterai Ion Lithium . Laporan Penelitian UNY. Yogyakarta. Das, A.M. 2014. Synthesis and characterization  of  cellulose  acetate from rice husk:
Eco-friendly condition .  Elsevier  :  Carbohydrate
Polymers, 2014. 112: p. 342 - 349.
Ferdina  O.  F.,  Widya  F.,  dan  Gema  F., 2016 Pengaruh  Rasio  Berat  Antara
Serat  Kulit  Pisang  Dengan  Serat Kertas  Koran  Bekas  dan  Serat
Batang Jagung dengan Serat Kertas Koran  Bekas  terhadap  Indeks  Tarik dan  Indeks  Sobek  Kertas  Recycle . Semnastek UMJ. Jakarta.
Gema,  F.  dan  Syamsudin,  AB.  2016. Pemanfaatan  Kulit  Pisang  Untuk Pembuatan  Filter  Selulosa  Asetat Diaplikasikan  Sebagai  Masker  Asap Rokok . Semnastek UMJ. Jakarta.
Irnia, N. & Nur, H., & Yaumadina, A., 2007 Produksi  Selulosa  Menggunakan Kultur  Kombucha  dari  Limbah  Cair Industri  Tahu .  Jurnal  Teknologi Pertanian,  Vol,  8  No.2  95-102. Malang.
Judoamidjojo,  M,  A.  A.  Darwis,  dan  E.  G. Sa’id.  1992. Teknologi  Fermentasi .
Rajawali Press. Jakarta.
Kemenperin.  2016. Direktori  Perusahaan Industri . http: // www.kemenperin.go.id  /  direktori – perusahaan  ?  What  =  agar  -agar  & prov = 0.
Kemenperin.  2016. Direktori  Perusahaan Industri .    http  :  //  www.  Kemenperin .go  .id  /  direktori –perusahaan  ? what = tahu & prov = 0 & ha = 3
Nurhayati  &  Rinta,  K.,  2014 Sintesis Selulosa Asetat dari Limbah Pengolahan Agar . Balai Besar Penelitian dan Pengembangan
Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan. Jakarta.
Sirin, F., Salafudin, Lathifa R. & Emma A, 2011 Pemanfaatan Sampah Organik Secara  Padu  Menjadi  Alternatif
Energi  :  Biogas  dan  Precursor Briket .  Prosiding  Seminar  Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”.
Yogyakarta.