PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA XII (SN-KPK XII) Hal 128-135 PELUNAKAN TEMPURUNG KELAPA DENGAN PROSES KIMIAWI UNTUK BAHAN BAKU KERAJINAN TANGAN Agung Eko Sucahyono dan Arif Perdana Balai Besar Kerajinan dan Batik, Kementrian Perindustrian RI Jl. Kusumanegara 7, Yogyakarta, Indonesia 55166 Untuk korespondensi: Tel/Fax ( 0274 ) 5461110, e-mail penulis: ABSTRAK Saat isu lingkungan, produk-produk kontemporer dari material alam semakin diminati. Tempurung kelapa sebagai material alam pun semakin memiliki peluang dalam pengembangannya sebagai produk bernilai jual. Penelitian ini ditujukan untuk mendapatkan teknik pelunakan tempurung kelapa yang optimal. Penelitian ini dilakukan dengan Penelitian di laboratorium untuk mendapatkan formulasi teknologi pelunakan tempurung kelapa dengan teknik perebusan dengan bahan NaOH dan air Kemudian sifat fisik tempurung kelapa awal dibandingkan dengan tempurung kelapa hasil pelunakan perebusan air dan NaOH, berdasarkan perubahan tebal, kelengkungan dan sudut kelengkungan tempurung kelapa. Langkah selanjutnya adalah membandingkan hasil uji secara fisik tempurung kelapa hasil pelunakan dengan teknik perebusan NaOH dan perebusan air yaitu berdasarkan perubahan tebal, kelengkungan dan sudut kelengkungan tempurung kelapa. Hasil yang didapatkan pada penelitian ini adalah pelunakan tempurung kelapa dengan perebusan dengan air selama 120 menit, mempunyai hasil yang lebih signifikan, daripada 30, 60, dan 90 menit. Proses pelunakan dengan perebusan NaOH memberikan dampak yang signifikan tempurung kelapa yaitu tempurung kelapa menjadi lebih lunak dan lebih lurus daripada perlakuan perebusan dengan air. Kata kunci: tempurung kelapa, NaOH, pelunakan ini, seiring dengan semakin meningkatnya kesadaran masyarakat terhadap terhadap bentuk ABSTRACT At present, along with the increasing public awareness of environmental issues, contemporary products from natural materials are increasingly in demand. Coconut shell as a natural material also has more opportunities in its development as a product of value. This study aimed to obtain the optimal coconut shell softening technique. This research was carried out in the laboratory to get the formulation of coconut shell softening technology with boiling technique by using NaOH, acetic acid and water. Then the physical characteristics of the initial coconut shell were compared with coconut shell after softening process, based on changes in thickness and curvature of the coconut shell. The next step is to physically compare the results of the coconut shell softening test results. The results obtained in this study were softening of the coconut shell by boiling with water for 120 minutes, having significant results than 30, 60, and 90 minutes. But the process of softening with boiling NaOH has more significant impact on the shape of the coconut shell, which is becoming softer and straighter than boiling water treatment. Key words: coconut shell, NaOH, Softening PENDAHULUAN kelapa pada umumnya dibuang begitu saja. Tempurung kelapa memiliki bobot dan Daging buah kelapa merupakan ukuran yang cukup besar sehingga hal ini komponen utama yang dapat diolah mengakibatkan penumpukan limbah yang menjadi berbagai macam produk turunan. tentu saja dapat menjadi sarang bibit Dalam proses pengolahannya, buah kelapa menghasilkan tempurung yang dianggap penyakit. Upaya pemanfaatan limbah tempurung kelapa yang telah diusahakan sebagai limbah sisa. Limbah tempurung 128
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA XII (SN-KPK XII).Hal 128-135 129 saat ini antara lain adalah dengan industri kreatif yang paling membutuhkan memanfaatkannya sebagai bahan baku riset dan pengembangan untuk produk kerajinan. Namun produk kerajinan meningkatkan nilai tambahnya [2]. Fokus IKM pada umumnya masih belum dapat utama penelitian ini adalah pemanfaatan diterima di pasar yang lebih tinggi akibat potensi tempurung dari sisa pengolahan teknik produksi yang relative kurang buah kelapa berusia sedang dan muda (6- berkembang dan tidak adanya nilai tambah 10 bulan). Pemilihan tempurung kelapa desain sehingga bentuk dan pilihan produk berusia sedang dan muda dikarenakan yang dihasilkan terbatas. Salah satu tempurung kelapa tua (11->12 bulan) telah kendala yang dihadapi IKM adalah bentuk banyak dimanfaatkan untuk industri arang tempurung kelapa yang melengkung dan aktif. sifatnya yang keras dan getas. Untuk itu Berat dan tebal tempurung sangat pada penelitian kali ini, yang menjadi topik ditentukan oleh jenis tanaman kelapa. Berat adalah teknik pelunakan tempu5rung tempurung sekitar 15-19% bobot total buah kelapa dengan menggunakan air, NaOH kelapa dengan ketebalan 3-5 mm. dan asam asetat. Tempurung kelapa termasuk golongan Tempurung kelapa (Cocoa nucifera) kayu keras, secara kimiawi memiliki berfungsi sebagai pelindung inti buah dan komposisi kimiawi yang hampir mirip merupakan lapisan yang keras dengan dengan kayu yaitu tersusun dari lignin ketebalan 3-5 mm. Tempurung kelapa 36,51%, Selulosa 33,61%, Semiselulosa termasuk golongan kayu keras dengan 29,27% [3]. kadar air sekitar 9 - 10 %. Tempurung Natrium hidroksida merupakan suatu kelapa secara kimiawi memiliki komposisi basa kuat yang sangat mudah larut dalam kimiawi hampir serupa dengan kayu, yaitu air. Senyawa ini biasa disebut sebagai soda tersusun dari lignin, selulosa, dan kaustik, atau soda api karena sifatnya yang hemiselulosa. Tempurung kelapa (batok) terasa panas dan licin jika terkena kulit. yang pada awalnya dianggap sebagai limbah sisa pemanfaatan buah kelapa yang NaOH adalah senyawa ionic yang memiliki titik lebur 3180C dan titik didih 13900C. kini telah banyak dimanfaatkan sebagai NaOH sangat mudah larut dalam air dan bahan baku dalam industri pembuatan kelarutannya bersifat eksotermis. Dalam arang aktif atau karbon aktif dan tepung dunia industri, NaOH banyak digunakan tempurung [1]. Manfaat tempurung kelapa dalam industri pembuatan sabun, detergen, sebenarnya dapat ditingkatkan menjadi industri tekstil, pemurnian minyak bumi, dan beraneka macam produk kerajinan yang pembuatan senyawa natrium lainnya. mempunyai nilai jual dan dapat dipasarkan Berdasarkan sifatnya yang merupakan mulai dari harga murah hingga harga tinggi. basa, NaOH banyak digunakan sebagai Pengolahan tempurung kelapa sebagai bahan pembuat sabun.NaOH dapat produk kerajinan termasuk ke dalam menyabunkan kotoran-kotoran yang subsektor industri kerajinan, subsektor menempel di suatu bahan, missal piring. s "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan"
130 A. E. Sucahyono & A. Perdana, Pelunakan Tempurung Kelapa .......... Kotoran yang kebanyakan berupa lemak data T dan TKt. Sehingga kelengkungan akan disabunkan oleh NaOH sehingga tempurung (Kt) dapat dicari dengan rumus: sabun hasil reaksi penyabunan ini akan Kt = TKt - T larut dalam air membentuk misel. Tetapi dimana sekarang ini sabun yang menggunakan TKt = Total tebal dan kelengkungan bahan aktif basa NaOH sudah tidak banyak T = Tebal tempurung lagi digunakan, karena sabun ini akan Dengan data kelengkungan tempurung ini, menjadi tidak aktif jika air yang digunakan maka didapat pula sudut kelengkungan bersifat sadah. tempurung (sudut α pada gambar 1), yaitu dengan rumus: METODE PENELITIAN y Pada penelitian ini menggunakan α = arc ctgn ... ....(2) tempurung kelapa yang telah dipotong- Kt potong sehingga menjadi ukuran 3 x 3 cm. Pelunakan tempurung kelapa pada Dimana: y = setengah lebar tempurung penelitian ini terdiri dari beberapa 2 tahap α = sudut kelengkungan yaitu proses perebusan dan proses Ukuran Tempurung kelapa yang digunakan penekanan (pengepresan). Sebelum pada penelitian ini ialah 30 x 30 mm. Jadi y dilakukan proses pelunakan tempurung nya adalah sebesar 15 mm. kelapa, dilakukan pengukuran ketebalan, Proses pelunakan menggunakan kelengkungan serta sudut kelengkungan teknik perebusan dan perendaman awal terlebih dahulu. tempurung kelapa dengan bahan NaOH Pengukuran ketebalan tempurung, dan air, serta teknik perendaman dengan perlu dilakukan untuk mengetahui sudut NaOH dan asam asetat selama 2 minggu. kelengkungan tempurung kelapa dilakukan Komposisi bahan serta waktu perebusan berdasarkan gambar tempurung kelapa dapat dilihat pada tabel 1 sebagai berikut. (gambar 1) berikut ini. Setelah dilakukan proses perebusan dan perendaman, maka batok T akan ditekan dalam kondisi ruang selama 3 TKt Kt hari. Setelah ditekan selama 3 hari, tempurung kelapa diukur ketebalan, kelengkungan serta sudut kelengkungan. Kemudian, diukur pula perubahan ketebalan, kelengkungan, serta sudut Gambar 1. Ilustrasi gambar tempurung kelengkungan tempurung kelapa hasil kelapa proses pelunakan. Pengukuran data fisik tempurung kelapa dilakukan dengan menggunakan jangka sorong. Pada pengukuran ini menghasilkan "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan"
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA XII (SN-KPK XII).Hal 128-135 131 Tabel 1. Rancangan Percobaan Perlakuan Bahan Konsentrasi Waktu Setel ah pereb usan T (mm) 4,48 TKt(m m) 5,82 Kt (mm) 1,34 sudut (α) 5,10 4,16 5,66 1,5 5,71 Perebusan NaOH 10% 60 menit 4,22 5,62 1,4 5,33 Perebusan NaOH 15% 45 menit Tabel 3. Data Pelunakan Tempurung Perebusan Air 30 menit Kelapa dengan cara perebusan dalam air selama 60 menit Perebusan Air 60 menit awal T (mm) TKt(m m) Kt (mm) sudu t (α) Perebusan Air 90 menit 3,73 5,33 1,6 6,09 Perebusan Air 2 jam 3,63 5,29 1,66 6,32 Bahan dan Alat 3,93 5,15 1,22 4,65 Bahan yang digunakan adalah Setelah perebusa n T (mm) TKt(m m) Kt (mm) sudut (α) NaOH, Air dan tempurung kelapa ukuran 3,74 5,17 1,43 5,45 30 x 30 mm. Sedangkan alat yang 3,54 5,22 1,68 6,39 digunakan adalah kompor, panci, 3,92 5,2 1,28 4,88 termometer, jangka sorong dan press Tabel 4. Data Pelunakan Tempurung manual. Untuk membuat ukuran tempurung Kelapa dengan cara perebusan 30 x 30 cm alat yang digunakan adalah dalam air selama 90 menit gergaji ganda khusus tempurung. HASIL DAN PEMBAHASAN awal T (mm) 4,74 TKt(m m) 6,37 Kt (mm) 1,63 sudut (α) 6,202 Proses Perebusan Air 4,6 6,13 1,53 5,824 Nilai T, TKt, Kt dan Tebal, 4,62 6,06 1,44 5,484 kelengkungan dan α hasil pelunakan tempurung kelapa dengan perebusan air Setelah perebus an T (mm) 4,86 TKt(m m) 6,54 Kt (mm) 1,68 sudut (α) 6,390 selama 30 menit, 60 menit, 90 menit dan 4,74 6,13 1,39 5,294 120 menit dapat dilihat pada tabel 2, tabel 4,74 6,11 1,37 5,219 3, tabel 4 dan tabel 5. Tabel 5. Data Pelunakan Tempurung Tabel 2. Data Pelunakan Tempurung Kelapa dengan cara perebusan Kelapa dengan cara perebusan dalam air selama 120 menit awal dalam air selama 30 menit T (mm) TKt(m m) Kt (mm) sudut (α) awal T (mm) 4,59 TKt(m m) 6,14 Kt (mm) 1,55 sudut (α) 5,900 4,28 5,88 1,6 6,09 4,71 6,32 1,61 6,126 4,13 5,58 1,45 5,52 4,58 6,44 1,86 7,069 4,35 5,47 1,12 4,27 Setelah perebus T (mm) TKt(m m) Kt (mm) sudut (α) s "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan"
132 A. E. Sucahyono & A. Perdana, Pelunakan Tempurung Kelapa .......... an 4,45 5,77 1,32 5,029 3 7,069 5,900 1,169 16,54 4,8 6,31 1,51 5,748 4,77 6,32 1,55 5,900 Proses Perebusan dalam NaOH Berdasarkan data tersebut maka Nilai T, TKt, Kt dan α hasil pelunakan dapat diperoleh perubahan sudut tempurung kelapa dengan perebusan kelengkungan tempurung kelapa setelah dalam media NaOH dapat dilihat pada tabel proses pelunakan dengan cara perebusan 10 dan tabel 11 dalam air seperti terlihat pada Tabel 6, Tabel 10. Data Pelunakan Tempurung Tabel 7, Tabel 8, dan Tabel 9. kelapa dengan cara perebusan Tabel 6. Data Perubahan kelengkungan dalam NaOH 10% selama 60 tempurung setelah perebusan menit No dengan air selama 30 menit α awal α akhir δ α % δ α awal T (mm) 4,59 TKt(m m) 6,14 Kt (mm) 1,55 sudu t (α) 5,900 4,71 6,32 1,61 6,126 1 2 6,09 5,52 5,10 5,71 0,984 0,189 16,16 3,43 4,58 6,44 1,86 7,069 3 4,27 5,33 1,062 24,87 Setelah perebus an T (mm) 4,45 TKt(mm ) 5,77 Kt (mm) 1,32 sudut (α) 5,029 Tabel 7. Data Perubahan kelengkungan 4,8 6,31 1,51 5,748 tempurung setelah perebusan 4,77 6,32 1,55 5,900 dengan air selama 60 menit No α awal α akhir δ α % δ α Tabel 11. Data Pelunakan Tempurung 1 6,09 5,45 0,64 10,56 Kelapa dengan cara 2 6,32 6,39 0,08 1,19 perebusan dalam NaOH 15% 3 4,65 4,88 0,23 4,89 selama 45 menit Tabel 8. Data Perubahan kelengkungan awal T (mm) 4,62 TKt(m m) 5,73 Kt (mm) 1,11 sudu t (α) 4,232 tempurung setelah perebusan 4,58 5,95 1,37 5,219 dengan air selama 90 menit 4,33 5,53 1,2 4,574 No 1 α awal 6,202 α akhir 6,390 δ α 0,189 % δ α -3,04 Setelah perebus an T (mm) 2,52 TKt(m m) 3,29 Kt (mm) 0,77 sudut (α) 2,939 2 5,824 5,294 0,530 9,10 2,12 2,92 0,8 3,053 3 5,484 5,219 0,265 4,83 2,92 3,52 0,6 2,291 Tabel 9. Data Perubahan kelengkungan tempurung setelah perebusan Berdasarkan data pada tabel 10 dan dengan air selama 120 menit tabel 11 tersebut maka dapat diperoleh No α awal α akhir δ α % δ α perubahan sudut kelengkungan tempurung 1 5,900 5,029 0,871 14,76 kelapa setelah proses pelunakan dengan 2 6,126 5,748 0,378 6,17 "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan"
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA XII (SN-KPK XII).Hal 128-135 133 cara perebusan dalam NaOH seperti menggunakan air dan NaOH. Perebusan terlihat pada Tabel 12 dan Tabel 13. dalam air dilakukan dengan selang waktu yaitu selama 30 menit, 60 menit, 90 menit, Tabel 12. Data Perubahan kelengkungan dan 120 menit. Tahap selanjutnya adalah tempurung setelah perebusan menekan (mengepress) tempurung kelapa dengan NaOH 10% selama 60 hasil perebusan selama 3 hari. Setelah itu menit dilakukan perhitungan penurunan tebal, N o 1 α awal 5,900 α akhir 5,029 δ α 0,871 % δ α 14,76 kelengkungan dan sudut kelengkungan tempurung kelapa. 2 6,126 5,748 0,378 6,17 Pada media air ini ternyata 3 7,069 5,900 1,169 16,54 tempurung kelapa kurang stabil setelah Tabel 13. Data Perubahan kelengkungan dikeringkan. Hal ini ditunjukkan dengan tempurung setelah perebusan semakin meningkatnya kelengkungan dengan NaOH 15% selama 45 setelah dilepaskan dari press manual. menit Terutama pada perebusan dengan selang N o 1 2 3 α awal 4,232 5,219 4,574 α akhir 2,939 3,053 2,291 δ α 1,294 2,166 2,283 % δ α 30,57 41,50 49,92 waktu 30 dan 60 menit. Pada perebusan ini, kadar air tempurung kelapa akan meningkat sehingga saat pengeringan tempurung kelapa menjadi lebih melengkung dibandingkan saat awal. PEMBAHASAN Sedangkan pada selang waktu 90 dan 120 menit, sudah terjadi penurunan sudut Tempurung kelapa antara satu kelengkungan yang stabil walaupun masih dengan yang lainnya memiliki sifat fisik belum signifikan. Hal ini dimungkinkan kelengkungan yang berbeda-beda. Dengan karena air sudah berubah fase dari cair adanya perlakuan pelunakan ini diharapkan menjadi gas sehingga kadar air tempurung dapat merubah bentuk tempurung kelapa juga akan menurun. Namun ikatan antara supaya menjadi lebih lurus. Apabila lignin, selulosa yang ada pada tempurung tempurung kelapa menjadi lebih lurus, masih tetap, sehingga perubahan berarti kelengkungan tempurung kelapa itu kelengkungannya tidak signifikan. menjadi lebih berkurang, sehingga Pada perebusan dalam NaOH diharapkan perlakuan pelunakan tersebut terlihat sudah terjadi penurunan sudut dapat menurunkan nilai kelengkungan pada kelengkungan yang cukup signifikan. tempurung kelapa. Semakin banyak Terutama pada NaOH 15%, terlihat bahwa penurunan nilai kelengkungan tempurung penurunan sudut kelengkungan tempurung kelapa berarti semakin baik dan optimal cukup besar. juga proses pelunakan tempurung kelapa Larutan NaOH dapat digunakan Pada penelitian ini dilakukan dalam proses delignifikasi karena larutan pelunakan tempurung kelapa dengan cara tersebut dapat merusak ikatan eter yang perebusan tempurung kelapa dengan s "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan"
134 A. E. Sucahyono & A. Perdana, Pelunakan Tempurung Kelapa .......... menghubungkan antara lignin dengan tulis ini. Tidak lupa juga kepada Kepala selulosa, menghilangkan lignin dan Bidang Sarana Riset dan Standarisasi yang meningkatkan porositas dari biomassa [4]. telah menyetujui percobaan ini. Serta Pemecahan ikatan eter tersebut dapat kepada semua staff khususnya di dilihat pada Gambar 2 Laboratorium Kayu rotan dan bambu dan kerajianan umum DAFTAR RUJUKAN [1] S. Jamilatun and M. Setyawan, Gambar 2. Mekanisme reaksi lignoselulosa "Pembuatan Arang Aktif dari dengan NaOH[4] Tempurung Kelapa dan Aplikasinya Hal inilah yang menyebabkan tempurung untuk Penjernihan Asap Cair," kelapa menjadi lunak dan dapat dibentuk. Spektrum Ind., vol. 12, no. 1, p. 73, Ikatan-ikatan lignin dengan selulosa yang 2014. terurai menyebabkan tempurung menjadi [2] G. Sanjaya, A. Santosa, and J. F. lebih mudah dibentuk. Poilot, "Perancangan Kursi Santai KESIMPULAN Berbahan Dasar Tempurung Kelapa Untuk Kolam Renang Di Area Tropis Pelunakan tempurung kelapa Lembab," Intra, vol. 6, no. 2, pp. dengan cara merebus menggunakan air, 531-535, 2018. terbukti kurang efektif, karena tempurung [3] D. Pugersari, A. Syarief, and D. dapat melengkung kembali setelah Larasati, "Eksperimen dikeringkan. Bahkan tingkat kelengkungan Pengembangan Produk Fungsional tempurung dapat bertambah setelah Bernilai Komersial Berbahan Baku didiamkan selama beberapa saa hingga Tempurung Kelapa Berusia Muda mengeringt. dengan Teknik Pelunakan," ITB J. Pelunakan tempurung dengan Vis. Art Des., vol. 5, no. 1, pp. 74- menggunakan NaOH terbukti cukup efektif 91, 2013. untuk mengurangi tingkat kelengkungan [4] P. N. Trisanti, S. S. H. P, E. Nura'ini, tempurung kelapa. Untuk konsentrasi and Sumarmo, "Ekstraksi Selulosa NaOH 15%, tingkat kelengkungannya dapat dari Serbuk Gergaji Kayu Sengon berkurang hingga diatas 40%. Hal ini melalui Proses Delignifikasi Alkali menunjukkan proses pelunakan tempurung Ultrasonik," J. Sains Mater. menggunakan NaOH 15% cukup efektif. Indones., vol. 19, no. 3, pp. 113- 119, 2018. UCAPAN TERIMA KASIH TANYA JAWAB Terima kasih kepada Kepala Balai Besar Kerajinan dan Batik yang telah PEMAKALAH : Agung Eko Sucahyono memberi kesempatan kepada penulis untuk PENANYA : Lina Mahardiani melakukan penelitian dan membuat karya "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan"
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA XII (SN-KPK XII).Hal 128-135 PERTANYAAN : besar. Aplikasi bisa di kotak tissue, top Kenapa semakin lama waktunya meja, dan kerajinan lain. berbeda/membengkak? PENANYA : Endang Sulistiawati JAWABAN : PERTANYAAN : karena kalau di A direbus. Proses Naoh merusak ikatan lignin di tempurung pemanasan menimbulkan efek. Air itu sama kelapa, ketika di treat ment dengan Naoh sama direbus. Kalau air tidak banyak semakin apa berubah setelah direbus, bisa melengkung kembali dan lebih melengkung seperti JAWABAN : sebelumnya. Kalau yang F tigkat semakin lentur. Kalau yang direbus air bisa perubahan kelengkungan tidak terlalu pecah lama-lama setelah dipress. s "Ekspansi Riset Kimia Dan Pendidikan Kimia Untuk Pembangunan Berkelanjutan" 135