## IDENTIFIKASI KOMPONEN KIMIA ASAP CAIR TEMPURUNG KELAPA DARI WILAYAH ANYER BANTEN
Identification Of Chemical Components Liquid Smoke From Coconut Shell Region Anyer Banten

## Jayanudin dan Endang Suhendi
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Jl. Jendral Sudirman km.3 Cilegon 42435 Telp. (0254) 395502 Fax. (0254) 395440
Email: jaya_hisyam@yahoo.com

## ABSTRACT
Liquid  smoke  is  the  vinegar  of  biomass  pyrolysis  process.  Cellulose, hemicelluloses  and  lignin  would  be  degraded  into  phenol  compounds,  carbonyls and  organic  acids  that  serves  as  a  flavor  enhancer  and  as  an  antifungal  and antibacterial.  The  purpose  of  this  study  was  to  determine  the  chemical components in the liquid smoke from Anyer Banten region. This study is divided into  two  phases,  namely  phase  pyrolysis  of  coconut  shells  at  300 o C,  400 o C  and 500 o C,  pyrolysis  time  is  2,  3  and  4  hours,  and  coconut  shell  size  6-10  mm,  4-6 mm, and 1.6 - 4 mm. This stage produces dark red liquid, so do the second stage distillations process to obtain a pure liquid smoke. Liquid smoke with the greatest yield  was  analyzed  using  gas  chromatography  mass  spectrometry  (GCMS) QP.2010S  Shimadzu.  Based  on  the  results  of  the  study  there  were  11  chemical components  were  identified,  the  largest  component  is  46.56%  acetic  acid  and phenol at 12.93%.
Keywords: Liquid smoke, coconut shell, pyrolysis, acetic acid, phenol

## PENDAHULUAN
Wilayah  Anyer  adalah  salah satu  wilayah  di  daerah  Banten  yang mempunyai  banyak  pohon  kelapa. Tempurung  kelapa  belum  banyak digunakan  oleh  masyarakat  Anyer, kebanyakan  hanya  digunakan  untuk memanggang makanan. Padahal tempurung kelapa dapat menghasilkan  beberapa  produk  yang lebih  berguna  dan  bernilai  ekonomis tinggi. Asap cair merupakan salah satu produk yang dihasilkan dari kondensasi  asap  tempurung  kelapa melalui  proses  pirolisis.  Asap  cair memiliki  banyak  kegunaan  yaitu sebagai pengawet makanan, koagulan  karet  dan  pengawet  kayu.
Asap  cair  mengandung  komponen- komponen seperti fenol, asam organik  dan  karbonil  yang  berfungsi sebagai  antibakteri,  antijamur  dan koagulan. Senyawa-senyawa tersebut juga  mempunyai  peranan  sebagai cita  rasa  yang  khas  (Girard,  1992). Masing-masing
biomassa
mempunyai  kandungan  selulosa  dan lignin  yang  berbeda-beda,  sehingga hasil  pirolisis  akan  menghasilkan asap  cair  dengan  spesifikasi  yang bervariasi juga (Fengel dan Wegener, 1995 dan Darmadji, 1996).
Penelitian yang telah dilakukan oleh Luditama (2006) mengidentifikasi komponen asap cair dari tempurung dengan suhu pirolisis 300°C menggunakan analisa GC-MS diperoleh 26 senyawa dengan senyawa  dominan  fenol  (34,45%),
2,6-dimethoxy fenol (12,58%) dan 2- methoxy  fenol  (9,81%).  Budijanto, dkk  (2008)  telah  menganalisa  asap cair tempurung kelapa menggunakan
GCMS terdapat 40 komponen dengan  dengan  7  komponen  yang dominan yaitu 2-Methoxyphenol (guaiacol), 3,4-Dimethoxyphenol, Phenol,  2-methoxy-4  methylphenol, 4-Ethyl-2-methoxyphenol, 3- Methylphenol,  dan  5-Methyl-1,2,3- trimethoxybenzene .  Selain  itu,  tidak ditemukan  adanya  senyawa-senyawa Policyclic  Aromatic  Hydrocarbon (PAH)  yang  bersifat  karsinogenik termasuk benzo[a]pyrene dalam asap cair tempurung kelapa.
Kualitas  asap  cair  ditentukan dari  komposisi  fenol,  asam  dan besarnya komponen tersebut dipengaruhi  oleh  kondisi  operasi proses pirolisis yaitu suhu dan waktu pirolisis serta suhu distilasi. Darmadji,  dkk.,  (1999)  menyatakan bahwa kandungan maksimum senyawa-senyawa  fenol,  karbonil, dan  asam  dicapai  pada  temperatur pirolisis 600 o C. Asap cair mengandung  berbagai  komponen kimia  seperti  fenol,  aldehid,  keton,
asam  organik,  alkohol  dan  ester (Guillen,  dkk.,  1995;  Guillen,  dkk.,. 2000; Guillen, dkk.,. 2001). Berbagai komponen  kimia  tersebut  dapat berperan  sebagai  antioksidan  dan antimikroba  serta  memberikan  efek warna  dan  cita  rasa  khas  asap  pada produk  pangan  (Karseno,  dkk., 2002).
Aplikasi asap cair pada produk pangan  dapat  dilakukan  dengan
beberapa metode, yaitu pencampuran, pencelupan atau perendaman, penyuntikan,
pencampuran  asap  cair  pada  air perebusan, dan penyemprotan.  Asap cair  tempurung  kelapa  merupakan pengawet alternatif yang aman untuk dikonsumsi  dan  memberikan  aroma, warna  dan  rasa  yang  khas  pada produk  pangan  (Budijanto,  dkk., 2008).
Pirolisis  adalah  dekompisisi bahan yang mengandung karbon dari tumbuhan, hewan dan bahan tambang  yang  dapat  berlangsung pada suhu diatas 300°C dalam waktu 4-7  jam  pada  kondisi  udara/oksigen terbatas menghasilkan produk padatan, Cairan dan  gas  (Gani  2007; Demirbas, 2005 dan Di Blasi, 2008). Asap  cair  merupakan  hasil  dari dekomposisi  selulosa,  hemiselulosa dan  lignin  melalui  proses  pirolisis. penghilangan  air  dari  kayu  pada  suhu 120-150  °C,  pirolisa  hemiselulosa pada  suhu  200-250  °C,  pirolisa selulosa  pada  suhu  280-320  °C  dan pirolisa  lignin  pada  suhu  400  °C. Pirolisa  pada  suhu  400  °C  ini menghasilkan senyawa yang mempunyai kualitas organoleptik yang tinggi  dan  pada  suhu  lebih  tinggi  lagi akan terjadi reaksi kondensasi pembentukan senyawa baru dan
oksidasi  produk  kondensasi  diikuti kenaikan  linier  senyawa  tar  dan hidrokarbon polisiklis aromatis
(Girrard,  1992;  Maga,  1988  dalam Luditama, 2006).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui komponen-komponen kimia  yang  terdapat  pada  asap  cair tempurung  kelapa  dari  wilayah Anyer-Banten  menggunakan  analisa gas chromatography mass spectrometry (GCMS).

## METODE PENELITIAN
Bahan Penelitian Bahan  pada  penelitian  ini
adalah tempurung kelapa yang dikumpulkan  dari  wilayah  Anyer- Banten.

## Alat Penelitian
Alat  yang  digunakan  pada penelitian  ini  adalah  satu  set  alat pirolisis  yang  dapat  dilihat  pada Gambar 1 berikut ini.

## Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang akan dilakukan di bagi dalam tiga tahapan yaitu:

## a. Pretreatment bahan baku
Tempurung  kelapa  diperoleh dari petani kelapa. Sebelum diproses, terlebih  dahulu  tempurung  kelapa dikeringkan  selama  7  hari  (  hal  ini tergantung  dari  kondisi  panas). Tempurung kelapa kemudian dihancurkan untuk mengecilkan ukurannya.  Tempurung  kelapa  yang telah  menjadi  kepingan  dengan ukuran  1.6  -  4  mm.  menimbang kepingan tempurung kelapa berdasarkan ukuran sebanyak 500 gr. Kemudian tempurung kelapa disimpan  di  dalam  box  kering  yang tertutup rapat dan siap digunakan. b. Proses pirolisis
Setelah  proses  pretreatment  bahan baku selesai, dilakukan proses pirolisis  pada  suhu  300 o C,  400 o C, 500 o C  di  dalam  retort  (reaktor
pirolisis).
Selama pemanasan berlangsung  tempurung  kelapa  akan mengalami  perengkahan,  kemudian komponen tersebut akan didinginkan menggunakan  kondenser.  Setelah melalui kondenser, komponen tempurung kelapa akan terkondensasi  membentuk  produk cair  dan  gas.  Produk  cair  akan ditampung selama 2 jam,  3 jam, dan 4  jam.  Produk  gas  yang  tidak terkondensasi  akan  dialirkan  melalui selang menuju wadah silinder
tertutup berisi air. Gas akan memasuki wadah tersebut dan mendorong air di dalam wadah untuk keluar  melalui  selang.  Air  yang terdorong keluar kemudian ditampung.  Setelah  proses  pirolisis selesai,  diamkan  semalam  cairan yang tersisa.

## c. Proses Destilasi
Setelah  proses  pirolisis  selesai maka  proses  selanjutnya  destilasi, bertujuan untuk memisahkan
senyawa  berbahaya  yang  ada  dalam asap cair hasil pirolisis, sampel  yang berwarna  hitam  pekat  dimasukan dalam  labu  yang  kemudian  akan dipanaskan  dengan  hotplate  pada suhu  150 o C,  uap  akan  menjadi  cair setelah melewati kondensor, kemudian  cairan  yang  dihasilkan dianalisa dengan menghitung rendemen  asap  cair  serta  analisa menggunakan  GC-MS QP.2010S
SHIMADZU.
Gambar 1 . Rangkaian Alat Pirolisis Asap Cair Tempurung Kelapa

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini  asap  cair yang  dihasilkan  masih  grade  rendah,
karena tidak dilakukan proses selanjutnya  yaitu proses penyaringan menggunakan zeolit. Pembuatan Asap cair tempurung kelapa ini dilakukan pada suhu  pirolisis    300,  400  dan  500 o C selama  2,  3,  4  jam,  kemudian  cairan hasil pirolisis didestilasi yang bertujuan untuk menghilangkan senyawa  karsinogenik  dalam  cairan hasil  tersebut.  Pengoperasian  pada suhu,  waktu  serta  ukuran  tempurung kelapa  yang  berbeda  diharapkan dapat diketahui kondisi operasi untuk menghasilkan % rendemen maksimum asap cair. Pada  Gambar  2  merupakan hubungan  antara  massa  asap  cair tempurung kelapa temperatur pirolisis 300, 400, dan 500 o C ukuran 1.6 - 4 mm. Suhu pirolisis merupakan  faktor  terpenting  dalam memperoleh  rendemen  asal  cair, karena perengkahan biomassa memerlukan  energi  kalor,  semakin tinggi  suhu  priolisis  maka  hasil  cair yang diperoleh akan semakin besar. Fatimah, dkk (1999) mengatakan  bahwa  rendemen  asap cair  kembali  berkurang  pada  suhu 760 0 C.  Jumlah  asap  cair  yang menurun pada suhu tersebut,
disebabkan oleh terdegradasinya komponen-komponen yang terbentuk oleh  proses  pirolisis  kayu.  Hileman dalam Fatimah, dkk (1999)
mengatakan  bahwa  suhu  pirolisis yang terlalu tinggi akan menurunkan jumlah  produk  degradasi  monomer organik.  Penurunan  jumlah  produk degradasi  tersebut  disertai  dengan kenaikan jumlah karbon dioksida dan produk  gas-gas  lain  seperti  gas etilena  yang  merupakan  bahan  awal pembentukan benzo (a) pirena (Girard, 1992).
Selain  suhu  pirolisis  waktu pirolisis  juga  mempengaruhi  jumlah cairan  yang  dihasilkan.  Semakin banyak  waktu  pirolisis  maka  cairan yang dihasilkan akan semakin banyak  pula,  hal  ini  dikarenakan banyaknya waktu menyebabkan banyaknya  senyawa-senyawa  yang terdegradasi  dari  tempurung  kelapa. Hal  ini  terbukti  dari  Gambar  2  yang menunjukan peningkatan jumlah cairan setiap peningkatan waktu.
Produk  asap  cair  dengan  % Rendemen  terbesar  yang  diperoleh yaitu pada suhu pirolisis 500 o C pada ukuran  partikel  tempurung  kelapa sebesar  1,6-4  mm  pada  waktu  4  jam yaitu sebesar 37,36%. Produk dengan % rendemen terbesar tersebut dianalisa komponen
kimianya menggunakan GCMS QP.2010S

## SHIMADZU.
Komponen-Komponen  Kimia  Asap Cair  Hasil  Analisa  Menggunakan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS) Analisa  komponen  kimia  asap cair  tempurung  kelapa  dilakukan  pada sampel  dengan  rendemen  terbesar. Analisa ini dilakukan untuk mengetahui kadar  fenol,  asam  karboksilat  dan benzo(a)  piren  yang  bersifat  racun. Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan oleh  Luditama (2006) komponen kimia dari  asap  cair  tempurung  kelapa  hasil pirolisis pada suhu 300 o C menghasilkan 26  senyawa.  Kadar  fenol  sebesar 34,45%.
Kualitas asap cair yang dihasilkan tergantung  pada  komponen-komponen kimia  yang  terkandung  didalamnya. Proses  pirolisis  sangat  menentukan komponen-komponen  kimia  (Nakai,
dkk., 2006). Pirolisis yang  tidak sempurna  akan  mempengaruhi  jumlah komponen-komponen kimia hasil
degradasi  dari  selulosa,  hemilulosa,  dan lignin menjadi sedikit dan tidak lengkap. Pada  Gambar  3  berikut  adalah  hasil anlisa  asap  cair  menggunakan  Gas
Chromatography Mass  Spectrometry (GCMS).
Gambar 2. Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap % Rendemen Asap Cair Pada Ukuran Tempurung Kelapa 1.6 - 4 mm
C o C o C o
Gambar  3 .  Hasil  Analisa Gas  Chromatography  Mass  Spectrometry  (GCMS)
Asap Cair
Dari  Gambar  3  menunjukan pemisahan komponen kimianya melalui puncak-puncak kromatogram yang  muncul  pada  GC.  Puncak- puncak  tersebut  mulai  pada  waktu retensi  2.646  hingga  20.856  menit. Kandungan yang paling banyak yaitu
senyawa-senyawa dari alkanon seperti 2-Propanone, 2-Butanon, acetat acid dan phenol. Pada Tabel 1 menunjukkan  jumlah  komponen- komponen  kimia  yang  terdeteksi oleh GCMS. Tabel 1 . Komponen-Komponen Kimia Asap Cair Tempurung Kelapa R. time % Area Nama senyawa 2.646 2.95 2-Propanon 2.696 11.20 Acetat Acid, Methyl Ester 3.129 7.72 Methanol 3.242 4.67 2-Butanon 11.112 2.62 2- Propanon 12.484 1.55 1-hydroxy-2 Butanon 13.486 46.56 Asam asetat, Ethylic Acid 13.939 6.59 Furancarboxaldehyde 19.324 2.51 Phenol, 2-Methoxy 20.466 0.70 Benzene, 1.4-dimethoxy 20.856 12.93 Phenol

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang telah dilakukan % rendemen terbesar didapat pada kondisi operasi pirolisis pada  suhu  500 o C  pada  waktu  4  jam dengan  ukuran  partikel  tempurung kelapa  sebesar  1,6  –  4  mm  yaitu sebesar  37,36%.  Komponen  kimia terbesar  adalah  asam  asetat  sebesar 46.56%, senyawa fenol yang dihasilkan sebesar 12.93%.

## DAFTAR PUSTAKA
Budijanto, S., Hasbullah, R., Prabawati, S., Setyadjit, Sukarno  dan  Zuraida,  I.,  2008. Identifikasi  dan  Uji  Keamanan Asap  Cair  Tempurung  Kelapa Untuk  Produk  Pangan. J.
Pascapanen . Vol. 5 No. 1. Hal.
32-40. Darmadji,  P.,  1996,  Aktivitas  Anti Bakteri Asap Cair Yang Diproduksi  Dari  Bermacam  – macam Limbah Pertani, Agritech , Vol 16, No.4,
Fakultas  Teknologi  Pertanian., UGM.,  Yogyakarta.,  hal  19  – 22.
Darmadji, P., Supriyadi dan Hidayat, 1999.  Produksi  Asap  Cair Limbah Padat Rempah Dengan Cara  Pirolisa. Agritech ,  19 (1):11-15, Yogyakarta. Demirbas,  A.  2005.  Pyrolysis  of ground beech wood in irregular heating rate conditions. Journal of  Analytical  Applied  and
Pyrolysis. 73:39-43. Di  Blasi,  C.  ,2008,  “Modeling Chemical and Physical Processes of Wood and Biomass  Pyrolisis”, Progress in  Energy  and  Combustion Science 34 , 47-99
Fatimah,  F.,  Muchalal.,  Respati., 1999.,  Pemisahan  Senyawa Hidrokarbon  Polisiklis  dalam
Asap Cair Tempurung Kelapa., Teknosains , 12(1), UGM.,Yogyakarta. Fengel, D., G. Wegener. 1995. Kayu
:  Kimia,  Ultrastruktur,  Reaksi- reaksi . Diterjemahkan oleh Hardjono Sastrohamidjoyo. Cetakan I, Gajah Mada University  Press,  Yogyakarta. Hal. 124-154. Gani,  A,.  2007. Konversi  Sampah Organik Pasar Menjadi Komarasca (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) dan Aplikasinya  pada  Tanaman Daun  Dewa .  Thesis.  Sekolah Pascasarjana,  Institut  Pertanian
Bogor. Bogor
Girrard,  J.P.,  1992, Technology  of
Meat  and Meat  Products, Ellis
Horwood, New York.
Guiilen,  M.D.  ,  M.J.  Manzanos  and M.L.  Ibargoi  t  ia.  2001. Carbohydrate  and  nitrogenated compounds  in  liquid  smoke flavorings. J Agric Food Chem
49:2395-2403. Guillen,  M.D.,  M.J.  Manzanos  and
L.  Zabala.  1995.  Study  of commercial liquid smoke flavoring  by  means  of  Gas Chromatography-Mass Spectrometry and Fourier transporm Infrared Spectroscopy. J  Agric  Food Chem 43:463-468. Guillen, M.D., P. Sopelana and M.A. Partearroyo.  2000.  Polycyclic aromatic hydrocarbons in liquid smoke flavorings obtained  from  different  types of  wood,  effect  of  storage  in polyethylene  flasks  on  their concentrations. J  Agric  Food Chem 48: 5083-6087 Johansyah.  2011.  Pemanfaatan  Asap Cair Limbah Tempurung
Kelapa Sebagai Alternatif Koagulan Lateks. Skripsi . Program Studi Keteknikan Pertanian.  Fakultas  Pertanian. Universitas  Sumatera  Utara. Medan. Karseno,  P.  Darmadji  dan  K.
Rahayu.  2002.  Daya  hambat asap  cair  kayu  karet  terhadap bakteri  pengkontaminan  lateks dan ribbed smoke sheet. Agritech 21(1):10-15. Luditama,  Candra.  2006.  Isolasi  dan Pemurnian Asap Cair Berbahan  Dasar  Tempurung dan  Sabut Kelapa Secara Pirolisis  dan  Distilasi. Skripsi.
Fakultas  Teknologi  Pertanian,
Institut Pertanian Bogor. Bogor Maga,  J.A.,  1987, Smoke  in  Food
Processing, CRC  Press, Inc., Boca Raton,  Florida.
Nakai, T., S. N. Kartal,  T. Hata, and Y.  Imamura.  2006.  Chemical characterization  of  pyrolysis liquids of wood-based composites  and  evaluation  of their  bioefficiency.  Building Environmental. In press.