41 Untuk validasi model dilakukan pulping pada kondisi proses optimum dan
didapatkan bahwa kadar lignin dalam pulp dVR yang dihasilkan adalah sebesar 49,76. Perbedaan antara nilai dugaan dan nilai percobaan adalah sebesar 7,22,
menunjukkan bahwa model Persamaan 4.6 cukup layak digunakan untuk menduga kristalinitas dalam pulp soda dVR pada tingkat kepercayaan 90.
4.2.7 Kelayakan model optimasi pulping soda OPFdan dVR
Kondisi pulping soda terhadap serat OPF dan dVR yang optimal adalah yang dapat menghasilkan pulp soda dengan kadar selulosa yang tinggi, kadar
lignin yang rendah dan kristalinitas yang tinggi. Seperti telah dikemukakan di atas, berdasarkan metode analisis respon permukaan, optimasi pulping soda terhadap
serat OPF menghasilkan model optimasi kadar selulosa, kadar lignin dan kristalinitas yang layak digunakan dengan nilai koefisien determinasi masing-
masing model sebesar 93,12, 94,23 dan 94,54. Validasi model optimasi kadar selulosa dalam pulp soda OPF menunjukkan kelayakan dengan perbedaan
antara nilai dugaan dan nilai percobaan sebesar 3,79. Namun validasi model optimasi kadar lignin dan kristalinitas dalam pulp soda OPF menunjukkan
perbedaan antara nilai dugaan dan nilai percobaan masing-masing sebesar 13,94 dan 9,80.
Optimasi pulping soda terhadap serat dVR menghasilkan model optimasi kadar selulosa, kadar lignin dan kristalinitas dengan nilai koefisien determinasi
masing-masing model sebesar 93,32, 92,45 dan 83,02. Validasi model optimasi kadar selulosa, kadar lignin dan kristalinitas dalam pulp soda dVR
masing-masing menunjukkan perbedaan antara nilai dugaan dan nilai percobaan sebesar 31,57, 27,18 dan 7,22. Pada model optimasi kadar selulosa dan
kadar lignin dalam pulp soda dVR terlihat perbedaan antara nilai dugaan dan nilai percobaan yang besar. Hal tersebut mengindikasikan bahwa prilaku hasil model
optimasi tidak sesuai dengan prilaku hasil dari percobaan penentuan kadar selulosa dan kadar lignin dalam pulp soda dVR.
Pulping soda bertujuan untuk memisahkan lignin dari lignoselulosa pemutihan. Untuk menjelaskan perbedaan efektivitas pulping soda terhadap
serat OPF dan dVR, perlu diketahui jenis lignin yang menyusun OPF dan dVR tersebut.
Unit penyusun lignin adalah fenilpropana yang berikatan satu sama lain dengan ikatan eter atau ikatan karbon. Bahan pembentuk lignin prekursor lignin,
dapat berupa trans-p-coumaryl alcohol dominan pada rumput-rumputan atau monokotil, trans-coniferyl alcohol dominan pada gymnosperm atau softwood,
atau trans-sinapyl alcohol terdapat pada dikotil atau hardwood. Prekursor lignin mempunyai struktur cincin aromatis yang berbeda. Struktur cincin pada trans-p-
coumaryl
, trans-coniferyl alcohol dan trans-sinaphyl-alcohol, berturut-turut adalah p-hydroxyphenyl, guaiacyl dan syringyl bagian yang ditandai pada
Gambar 4.22. Berdasarkan struktur tersebut, trans-p-coumaryl lebih reaktif dibandingkan dengan trans-coniferyl alcohol dan trans-sinaphyl-alcohol. Chen
2014, Doherty dan Rainey 2006.
42
Gambar 4.22 Struktur prekursor lignin Doherty dan Rainey 2006 Menurut Doherty dan Rainey 2006, kunci dari proses pemutihan adalah
putusnya ikatan eter dalam struktur lignin. Pada suasana asam, terjadi pemutihan dengan putusnya ikatan eter
aryl -O-4 pada Gambar 4.23. Selain itu, suasana asam juga mendorong putusnya ikatan eter antara lignin dan karbohidrat,
sedangkan pada suasana basa, pemutihan cenderung terjadinya dengan putusnya ikatan eter
aryl -O-4 pada Gambar 4.23.
Gambar 4.23 Ikatan pada unit fenilpropana dari lignin Doherty Rainey 2006 Pelepah sawit termasuk dalam tanaman berjenis dikotil dengan komposisi
lignin penyusunnya terdiri dari guaiacyl G, syringyl S dan p-hydroxyphenyl H. Menurut Hussin et al. 2013, rasio GSH lignin dalam kraft lignin, soda
lignin dan organosolv lignin OPF, berturut-turut adalah sebesar 26:51:21, 21:49:30 dan 23:67:10, yang berarti komponen lignin dalam OPF didominasi oleh
syringil-lignin
. Akar wangi termasuk dalam tanaman jenis rumput-rumputan dengan komposisi lignin penyusunnya didominasi oleh p-hydroxyphenyl. Menurut
Rencoret et al. 2013, pulping soda cenderung melarutkan syringyl-lignin dan menyebabkan putusnya ikatan
-O-4. Karena itu pulping soda lebih efektif jika diterapkan untuk proses pemutihan serat OPF dibandingkan dengan serat dVR.
Mekanisme reaksi antara lignin dan sodium hidroksida dijelaskan pada Gambar 4.24.
43
Gambar 4.24 Mekanisme reaksi antara lignin dan sodium hidroksida Kumar et al. 2010
Peneliti lain telah menerapkan metode pulping kraft atau pulping dengan campuran larutan pemasak NH
4
OH-KOH-AQ pada serat akar wangi. Proses pulping serat akar wangi dengan metode kraft dilaporkan oleh Anapanurak et al.
2007, dilakukan pada aktif alkali sebesar 12, menghasilkan pulp yield sebesar 40,79 dengan bilangan kappa sebesar 18,96. Chandranupap dan Chandranupap
2011 menggunakan larutan pemasak yang merupakan campuran NH
4
OH-KOH- AQ dalam proses pulping serat akar wangi. Jumlah anthraquinone AQ yang
digunakan sebesar 0.1 dari berat kering akar wangi, waktu pulping selama 2 jam, suhu pulping divariasikan antara 145
160 ºC, jumlah NH
4
OH dan KOH divariasikan antara 25
45 dan 3,5 7 dari berat kering akar wangi. Pulping akar wangi menggunakan campuran NH
4
OH-KOH-AQ membutuhkan suhu sekitar 152
C dengan jumlah NH
4
OH sekitar 40 dari berat kering akar wangi dan keberhasilan pulping terutama dipengaruhi oleh jumlah NH
4
OH yang digunakan.
4.3 Karakterisasi Morfologi, Kristalinitas dan Gugus Fungsional dalam
Pulp Pelepah Sawit OPF dan Ampas Akar Wangi dVR Selama Proses Ekstraksi Selulosa
4.3.1 Morfologi pulp soda, pulp terputihkan pulp BL, selulosa pelepah sawit OPF dan ampas akar wangi dVR
Gambar SEM dari pulp soda, pulp terputihkan, selulosa OPF dan dVR ditunjukkan pada Gambar 4.25. Setelah melalui proses pulping, serat OPF
cenderung untuk pecah pada arah longitudinal Gambar 4.25a dan membentuk serat yang pipih. Beberapa serat tampak mempunyai struktur yang masih utuh,
sedangkan lainnya pecah dan memipih. Diameter serat pulp soda OPF bervariasi antara 4,78
12,41 µm. Selama proses pemutihan, hidrogen peroksida terdekomposisi menjadi anion perhidroksil yang bertanggung jawab terhadap
terjadinya reaksi oksidasi kromofor dalam lignin Lachenal et al. 1997. Walaupun struktur serat pulp terputihkan OPF mengalami sedikit perubahan,
dimensi serat pulp terputihkan Gambar 4.25b tidak berbeda nyata dengan dimensi serat pulp soda, yaitu berkisar antara 4,47
12,89 µm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diameter serat selulosa OPF berkisar antara 3,30
8,53 µm Gambar 4.25c. Hal tersebut menunjukkan bahwa serat selulosa OPF yang
dihasilkan dari rangkaian proses yang sudah dilakukan, masih berbentuk fibre fragments
.
