## PEMANFAATAN LIGNIN DARI LIMBAH KULIT BUAH KAKAO MENJADI PEREKAT

## Susilowati, Siswanto Munandar, Luluk Edahwati
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, UPN “Veteran” Jawa Timur Jl. Raya Rungkut Madya Gunung Anyar, Surabaya. Telp. (031) 8782179 ; Fax (031) 8782257
e-mail: zuzituhu@yahoo.com

## Abstrak
Lignin yang digunakan dalam penelitian ini adalah lignin hasil delignifikasi  proses organosolv dengan etanol 40%. Lignin resorsinol formaldehid (LRF) dan Lignin phenol formaldehid (LPF) dibuat dengan cara mensubstitusikan lignin dalam perekat pada berbagai perbandingan yaitu: 10%, 15%, 20%, 25% dan 30%. Tujuan dari  penelitian  ini adalah membuat perekat LRF dan LPF dengan pembanding perekat komersial. Dari hasil analisis penelitian diperoleh untuk perekat  LRF diperoleh  viskositas  6,45 Cps pada substitusi lignin 15% dan untuk LPF diperoleh viskositas viskositas 5,60 Cps pada substitusi lignin 30%, sedangkan perekat komersial viskositasnya 6,55 Cps. pH untuk LRF  10,1 pada substitusi lignin 15% dan untuk LPF pH 8,3 pada substitusi lignin 30%,sedangkan  perekat komersial  pH 4,4.  Densitas (berat jenis) untuk LRF diperoleh antara 0,918 g/ml pada substitusi ligni 15% dan untuk LPF diperoleh 1,236 g/ml pada substitusi lignin  30%,  sedangkan  perekat  komersial  densitasnya  1,114  g/ml.  Hasil  uji  daya  rekat  pada  LRF  3,42 kg/cm 2 pada substitusi lignin 15%  dan uji daya rekat LPF 0,15 kg/cm 2 pada substitusi lignin 30%, untuk perekat  komersial  3,65  kg/cm 2 .    Perekat  LRF  lebih  cepat  mengeras  bila  dibandingkan  dengan    perekat LPF, semakin besar substitusi lignin maka semakin kental vikositasnya.
Kata kunci : lignin, Lignin resorsinol formaldehid (LRF), Lignin phenol formaldehid (LPF)

## UTILIZATION OF LIGNIN FROM WASTE OF COCOA PEEL TO BE ADHESIVE

## Abstract
Lignin used in this study is the result of lignin organosolv delignification process with 40% ethanol. Lignin Resorcinol  Formaldehyde  (LRF)  and  Lignin  Phenol  Formaldehyde  (LPF)  are  made  by  subtituting  lignin  in adhesive on multiple comparisons that are 10%, 15%, 20%, 25%, and 30%. The purpose of this research is to make the adhesive LRF and LPF with comparable commercial adhesives. From the analysis results of research it is obtained that LRF adhesive is gained 6.45 Cps of viscosity at 15 % lignin subtitution and  LPF is gained 5.60  Cps  of  viscosity  at  30%  lignin  subtitution,  whereas  the  commercial  adhesive  viscosity  is  6.55  Cps.  pH (acidity) of LRF at 15% lignin subtitution is 10.1 and pH of LPF is 8.3 at 30% lignin subtitution, whereas pH of the commercial adhesive is 4.4. Density (specific grafity) for LRF is gained not far from 0.918 g/ml at 15% lignin  subtitution  and  for  LPF  is  gained  not  far  from  1.236  g/ml  at  30%  lignin  subtitution,  whereas  for  the commercial adhesive is 1.114 g/ml. Adhesion test results on LRF is 3.42 kg/cm 2 at 15% lignin subtitution and on LPF is 0.15 kg/cm 2 at 30% lignin subtitution, whereas on the commercial adhesive is 3.65 kg/cm 2 . Lignin Resorcinol  Formaldehyde  (LRF)  adhesive  hardens  faster  than  Lignin  Phenol  Formaldehyde  (LPF)  adhesive, the bigger lignin subtitution the thicker their viscosity.
Key word : Lignin, Lignin resorsinol formaldehid (LRF), Lignin phenol formaldehid (LPF)

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  terbesar  ketiga produsen  kakao  di  dunia  setelah  Pantai  Gading  dan Ghana . Indonesia  juga  merupakan  negara  pengekspor kakao  nomer  3  dunia,  Sekitar  70%  kakao  Indonesia diekspor  dalam  bentuk  biji,  sedangkan  kulitnya dijadikan  pakan  ternak  atau  kurang  dimanfaatkan. Produksi  satu  biji  ton  kakao  kering  menghasilkan sekitar 10 ton kulit buah kakao segar, jika kita melihat dari permasalahan yang ada ini , betapa banyak limbah kulit kakao yang dihasilkan. Bagaimana bila ini terus – menerus  dibiarkan  begitu  saja  tanpa  ada  pengolahan atau  penanganan  yang  tepat.  Salah  satu  cara penanganan  pada  masalah  tersebut  yaitu  dengan memproses  kulit  buah  kakao  menjadi  suatu  produk yang  mempunyai  nilai  jual  serta  bermanfaat  bagi manusia.  Produk  yang  dimaksud  adalah  pektin  dan lignin.  Pektin  dalam  industri  pangan  adalah  sebagai bahan  pengental  (gelling  agent),  dan  juga  sebagai bahan  tambahan  pada  pembuatan  selai,  jelly,  marma- lade.    Produk  lain  yang  didapat  dari  kulit  buah  kakao selain  pektin  adalah  lignin.  Lignin  adalah  jaringan polimer  yang  berfungsi  merekatkan  serat  selulosa sehingga menjadi kaku. Lignin dalam industri pulp dan kertas    harus  dihilangkan  karena  mempengaruhi kualitas  kertas  yang  dihasilkan,  kertas  menjadi  coklat. Kebaradaan lignin sangat melimpah di alam yang mana merupakan  komponen  polimer  organik  kedua  terba- nyak dibumi setelah selulosa. Dalam proses organosolv lignin  dapat  didegradasi  dengan  menggunakan  cairan organik, yaitu etanol. Pemanfaatan lignin sebagai bahan perekat  adalah  untuk  mengurangi  ketergantungan terhadap  kebutuhan  perekat,  mengurangi  pencemaran lingkungan dan untuk menekan biaya produksi pembu- atan perekat.
Perekat  adalah  penyambung  antara  dua  atau  lebih pada  permukaan  benda  yang  berbeda  maupun  sejenis untuk dijadikan satu. Keadaan suatu perekat ditentukan oleh  metode  aplikasinya.    Perekat  cair  pada  umumnya lebih mudah digunakan, secara mekanis penyebarannya pada  permukaan  yang  tidak  rata  sebaiknya  mengguna- kan  kuas  atau  spray.  Pada  pembuatan  perekat  lignin dari  kulit  buah  kakao,  penggunaan  resorsinol  formal- dehid memiliki beberapa kelebihan diantaranya baunya kurang  bila  dibandingkan  dengan  phenol  formaldehid, lebih  cepat  mengeras  pada  temperature  rendah  ,  lebih aktif  dari  phenol/fenol  formaldehid,  tahan  terhadap pengaruh  cuaca  serta  penggunaannya  untuk  eksterior misal  :  untuk  perkapalan,  structural  dan  untuk  marine construction  (Ruhendi,  2007).  Seiring  dengan  berkem- bangnya  teknologi  maka  kebutuhan  akan  lignin  akan mengalami peningkatan, karena lignin dapat dimanfaat- kan  sebagai  perekat  kayu  composite  (Mankar  dkk, 2012).
Mekanisme reaksi:
Gambar.1.Phenol+formaldehid  ortho,para hydroxymethylphenol
Gambar.2. Reaksi lignin + formaldehid (HCOH)
 ortho-hydroxymethyllignin
Gambar..3.Reaksi  perekat Lignin phenol formaldehid (LPF)
Gambar 4.  Ikatan resorsinol-formaldehid
Proses  pembentukan  perekat  lignin  formaldehida didasarkan  pada  reaksi  polimerisasi  antara  lignin  dan formaldehida  membentuk  polimer  lignin  formaldehi- da.  Namun  dalam  reaksi  polimerisasi  tersebut  berjalan tidak  sempurna.  Untuk  menyempurnakan  polimerisasi tersebut,  dalam  prosesnya  dapat  ditambahkan  bahan lain  sebagai  kopolimer,  seperti  phenol/fenol  atau resorsinol  sehingga  membentuk  polimer  lignin  phenol formaldehida  atau  lignin  resorsinol  formaldehida (Santoso  dkk,  2003). Resorsinol  memiliki  ketahanan
terhadap  degradasi  dan  kegagalan  ikatan  serta  lebih cepat  mengering  bila  dibandingkan  phenol.  Resorsinol embentuk  kopolymer  yang  baik  dengan  formaldehid pada  suhu  kamar. Kelemahan  utama  pada  perekat resorsinol adalah harganya yang mahal. Dalam pembu- atan  perekat  atau  pemilihan  perekat,  pengetahuan tentang sifat bahan penyusun maupun bahan yang akan direkatkan  sangatlah  penting.  Karakterisasi  pada perekat  LPF  (lignin  phenol  formaldehid)  maupun  LRF (lignin  resorsinol  formaldehid)  yang  meliputi  antara lain viskositas, pH (derajat keasaman), berat jenis, daya kerekatan,  dll.  Viskositas  sangatlah  penting  dalam pembuatan perekat. Apabila perekat terlalu pekat, maka akan  sulit  untuk  dioleskan  dan  menyebabkan  olesan perekat  pada  permukaan  bahan  yang  akan  direkatkan tidak  rata  dan  memberikan  garis  rekat  yang  sangat tebal,  sebaliknya  bila  terlalu  encer,  perekat  akan menembus  bahan  yang  akan  direkatkan  sehingga memberikan  daya  rekat  yang  kurang  (Karina, Indratmoko  HP,  Puslitbang  Fisika  Terapan  LIPI  Ban- dung).  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  membuat perekat lignin resorsinol formaldehid dan lignin phenol formaldehid  dengan  pembanding  perekat  komersial. Sifat  fisik  dan  kimia  antara  perekat  lignin  phenol formaldehid  dan  perekat  komersial  yang  ada  menun- jukkan  karakteristik  yang  sama  melalui  uji  viskositas, uji kekuatan tarik, analisis SEM (Ibrahim dkk, 2007).

## METODE PENELITIAN
P enelitian  dalam pembuatan perekat  LRF dan LPF meliputi  dua tahapan yaitu : a). Membuat lignin powder b).Membuat  perekat LRF dan LPF

## a).Membuat lignin powder
Membuat  lignin  powder  dengan  cara  isolasi  lignin yaitu  Lindi  hitam  atau  black  liquor  dari  hasil delignifikasi  dengan  proses  organosolv    memakai etanol  40%,  disaring.    Ambil  200  ml  larutan  lignin ditambahkan  H 2 SO 4 2N  sampai  pH  2  diaduk  dan saring,  kemudian  filtrat  dibuang,  dan  endapannya dilarutkan  dengan  NaOH  0,5N    diaduk  dan  saring  lagi filtrat dibuang, endapan diberi H 2 SO 4 2N sampai pH 2 dan  saring  lagi  filtrat  dibuang,  endapannya  di  cuci dengan  air    panas  dan  air  dingin  sampai  pH  netral, kemudian  dioven  pada  suhu  50 o C  selama  1  jam,  baru dihaluskan  sampai  dengan  ukuran  partikel  100  mesh, dihasilkan lignin powder.
b) Membuat Perekat LRF dan LPF.
Variabel-variabel yang digunakan adalah : Kondisi yang ditetapkan   : Phenol  50 gram, Resorsinol 50 gram, Formaldehid (37%)  100 ml
Kondisi yang berubah : Lignin  Powder (%) :  10 ; 15; 20; 25; 30 Pembuatan  perekat  ini  dilakukan  dengan      menggu- nakan  metode  Bedard.Ydan  B.Riedl.    (1990),  metode ini pernah dilakukan oleh (Karina dkk. LIPI Bandung). Phenol  50 gr  atau resorsinol  50 gr  dilarutkan dalam aquadest  6  ml  diaduk-aduk  lalu  ditambahkan  larutan formaldehid  37%  sebanyak  100  ml    dan    ditambahkan (substitusi)  lignin  10,15,20,25  dan  30%  berdasarkan massa  phenol  atau  resorsinol,  diaduk.  Kemudian ditetesi perlahan–lahan NaOH 50% sebanyak 5 ml dan diaduk.  Kemudian  dipanaskan  sampai  suhu  80 o C selama  30  menit,    lalu  suhu  diturunkan  sampai    30-40 o C,  dan    ditambahkan  NaOH  50%  dengan  diteteskan sebanyak  5  ml  dan  NH 4 OH  30%  4  ml.  Selanjutnya percobaan  tersebut  dapat  diulangi  lagi  pada  substitusi lignin  sesuai  dengan  variabel,  dengan  perekat  komer- sial sebagai pembanding.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  5 :  Hubungan  Viskositas  (Cps)  terhadap substitusi  lignin  untuk  perekat  Lignin        Resorsinol Formaldehid dan Lignin Phenol Formaldehid.
Pada  Gambar  5,  terlihat  bahwa    grafik  makin  lama makin  naik,  ini  disebabkan  substitusi  lignin  kedalam perekat  LRF  dan  LPF  yang  semakin  besar  menyebab- kan  viskositas  perekat  makin  besar  (kental).  Hal  ini disebabkan  terjadinya  reaksi  antar  lignin  dengan formaldehid,  sehingga  reaksi  tersebut  akan  menye- babkan terjadinya pertambahan berat molekul dan akan meningkatkan  viskositasnya.  Maka  semakin  besar
substitusi  lignin  makin  rendah  kandungan  formalde- hidnya  (Karina,  1995).    Pada  LRF  untuk  substitusi lignin 30% viskositasnya yaitu 7,26 melebihi viskositas perekat  komersial  yaitu  sebesar  6,55.  Viskositas perekat  merupakan  faktor  penting  yang  dapat mempengaruhi  daya  rekat.  Hasil    penelitian  untuk viskositas  yang  mendekati  perekat  komersial  untuk LRF    pada  substitusi  lignin    15%  yaitu  sebesar  6,45. Sedangkan  untuk  LPF  viskositas  yang  mendekati perekat  komersial  terletak  pada  substitusi  lignin  30% yaitu  5,60.  Bila  perekat  viskositasnya  makin  besar maka  perekat  tersebut  akan  lebih  cepat  mengeras karena  kandungan  air  yang  ada  didalam  perekat tersebut  sedikit.  Bila  dilihat  dari  hasil  penelitian  maka perekat LRF lebih cepat  mengeras dari pada LPF , hal ini dapat dilihat dari    viskositas  hasil analisis,   untuk perekat LRF lebih besar dari LPF.
Gambar  6: Hubungan    antara  pH  terhadap  substitusi lignin  untuk    perekat  Lignin  Resorsinol  Formaldehid dan Lignin Phenol Formaldehid.
Hasil  pengukuran  menunjukkan  pH  perekat  LRF dan  LPF  lebih  besar  dari  pada  pH  perekat  komersial, terlihat dari hasil analisis bahwa makin besar substitusi lignin  menyebabkan  perolehan  pH  makin  menurun (lebih bersifat asam).  Hal ini disebabkan penambahan lignin  dengan  resorsinol  dan  formalde-hid  akan meningkatkan derajad keasaman pada perekat tersebut. Dalam pembuatan perekat LRF maupun LPF ditambah- kan  NaOH,  berfungsi  sebagai  katalis  untuk  memper- cepat  reaksi  antara  lignin,  resorsinol  dan  formaldehid atau  lignin,  phenol  dan  formaldehid.  Menurut    Pizzi dalam Harisyah M. (2009), pH diatas 3 mengakibatkan proses  pereaksi-an  semakin  cepat,  sehingga  adanya NaOH  tersebut  menyebabkan  pengaktifan  lignin dengan  resorsinol  dan  formaldehid  dan    begitu  juga lignin dengan phenol dan formaldehid.
Dari  hasil penelitian yang telah dilakukan,  analisis pH dengan menggunakan pH meter untuk perekat LRF berkisar  9.5–10,2  sedangkan  untuk  perekat  LPF diperoleh pH  antara 8,3–8,9 , sedangkan pada perekat
komersial  pH  nya  4,4.  Bila  melihat  dari  data persyaratan  standar  phenol  formaldehid  cair  untuk perekat  kayu  lapis  pH(25 o C)  yaitu  antara  10,0–13,0. Jadi  hasil  penelitian  masih  sesuai  untuk    perekat  LRF, sedangkan  LPF  tidak  sesuai  dengan  standar  dan  lebih bersifat  asam,  demikian  juga  pada  perekat  komersial. Tetapi  untuk  interaksi  antara  perekat  dengan  kayu pHnya antara 8–11 (Harisyah, 2009).
Gambar  7 :  Hubungan  antara  densitas  terhadap substitusi  lignin  untuk  perekat  Lignin  Resorsinol Formaldehid dan Lignin Phenol Formaldehid.
Seperti  terlihat  Gambar  3,  grafik  diatas  menunjukkan bahwa  meningkatnya  subtitusi  lignin  dalam  perekat akan  meningkat  pula  densitas  perekat  tersebut.  Sesuai dengan pernyataan Cowd dalam santoso (2003), bahwa pengembangan  kekristalan  diikuti  oleh  peningkatan massa  jenis.  Dari  hasil  penelitian  densitas  yang diperoleh    untuk  LRF  antara  0,895–1,104  sedangkan untuk  LPF  antara  1,080–1,236.    Untuk      perekat komersial  yaitu sebesar 1,114. Bila dilihat dari standar phenol  formaldehid  yang  mensyarakatkan  bahwa  berat jenis  (densitas)  berkisar  antara  1,165–1,200,  maka penelitian ini juga masih memenuhi.
Tabel 1 . UJI DAYA REKAT
No.    Nama        Uji daya rekat      Aktif-Kerekatan
1.    LRF                 3,42 kg/cm 2 26,52%
2.     LPF                  0,15 kg /cm 2 7,31%
3.    Komersial        3,65 kg/cm 2 36,71%
Hasil  uji  daya  rekat  dengan  menggunakan    substitusi lignin yang viskositasnya mendekati perekat komersial, untuk    LRF    pada  substitusi  lignin  15%    didapatkan daya  rekat  3,42  kg/cm 2 .  Sedangkan  pada  LPF viskositas  yang  mendekati  perekat  komersial  terletak pada  substitusi  lignin  30%  didapatkan  daya  rekat  0,15
kg/cm 2 dan untuk lem komersial  daya rekatnya sebesar 3,65 kg/cm 2
Gambar 8 . Perekat LRF dan LPF
Warna  perekat/lem  nampak  berwarna  coklat  tua kehitam–hitaman. Sedangkan perekat komersial warnanya putih. Bila dilihat dari segi warna, maka hasil perekat  LRF  dan  LPF  kurang  menarik  disebabkan warnanya  hitam  bila  dibandingkan  dengan  perekat komersial.  Namun  dari  hasil  uji  daya  rekatnya  untuk LRF  mendekati  daya  rekat  perekat  komersial. Sedangkan untuk perekat LPF daya rekatnya lebih kecil bila dibandingkan dengan komersial.

## SIMPULAN
Hasil penelitian pembuatan perekat lignin resorsinol formaldehid  dan  lignin  phenol  formaldehid,  diperoleh viskositas  untuk  LRF  yang  mendekati  perekat komersial  untuk  LRF  6,45  Cps  pada  substitusi  lignin 15%, LPF sebesar 5,60 Cps pada substitusi lignin 30%, dan  perekat  komersial      6,55  Cps.  Sedangkan  densitas untuk  LRF  0,918  g/ml  pada  substitusi  lignin  15%  dan LPF  1,236  gr/ml  pada  substitusi  lignin  30%,    perekat komersial  1,114  gr/ml.  Untuk  pH  LRF  10,1  pada substitusi  lignin  15%,  LPF  8,3  pada  substitusi  lignin 30% dan perekat komersial 4,4.

## DAFTAR PUSTAKA
Karina.  M  dkk.  1994.  “Pembuatan  dan  Karak  terisasi Perekat Lignin-Phenol-Formaldehid (LPF). Prosiding Seminar Ilmiah P3FT-LIPI. Karina,  M.dkk.  1995.  “Pembuatan  dan  Karakterisasi Perekat  Phenol-Formaldehid  (PF)  dari  Limbah Pabrik Kertas”. Seminar Ilmiah Hasil Penelitian dan Pengembangan Bidang Fisika Terapan.
Mankar,  S.S,  et  al.  2012. “Lignin  in  Phenol Formaldehyde  Adhesives”. International  Journal  of Knowledge Engineering. Vol.3(1), 116-118.
Manurung,  H.  2009.  “Pemanfaatan  Lignin  dari  Lindi Hitam sebagai bahan baku perekat lignin resorsinol formaldehid(LRF)”.
Mohamad Ibrahum, et al. 2007. “Formulation of Lignin Phenol Formaldehyde Resins  As Wood Adhesive”. The  Malaysian  Journal  of  Analytical  Sciences. Vol.11 (1), 213-218.
Ruhendi.dkk. 2007. “Analisis Perekatan Kayu”. Institut Pertanian Bogor.
Santoso,  A.  Jasni.  2003.  Jurnal  Ilmu  dan  Teknologi Kayu Tropis. Vol 1.No.1.