Isolasi Lignin Dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

ISOLASI LIGNIN DARI LINDI HITAM PROSES

PEMASAKAN

ORGANOSOLV

SERAT TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS)

Oleh: HERADEWI

F34102036

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Heradewi. F34102036. Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Di bawah bimbingan : Ani Suryani dan Erliza Hambali. 2007.

RINGKASAN

Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga yang berikatan secara kovalen dengan selulosa dan hemiselulosa. Penggunaan lignin pada saat sekarang dan masa depan merupakan bidang yang luas dan semakin meningkat kepentingannya. Lignin dapat dimanfaatkan secara komersial sebagai bahan pengikat, perekat, pengisi, surfaktan, produk polimer, dispersan dan sumber bahan kimia lainnya terutama turunan benzen. Lignin tidak hanya diperoleh dari bahan kayu ataupun limbahnya. Bahan non kayu seperti limbah padat industri minyak kelapa sawit merupakan salah satu sumber lignin yang cukup berpotensi. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat berlignoselulosa dari industri minyak kelapa sawit dengan kandungan lignin yang cukup tinggi yaitu berkisar antara 21-23%. Ketersedian TKKS di Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya seiiring dengan meningkatnya luas areal perkebunan, jumlah industri dan jumlah produksi minyak kelapa sawit.

Lignin dapat diisolasi dari serat TKKS dengan metode isolasi secara kimiawi dan enzimatik. Mengingat metoda isolasi lignin secara enzimatik mahal pada biaya produksinya dan proses produksinya memerlukan waktu yang lama, maka metoda isolasi lignin secara kimiawi banyak dilakukan, yaitu dengan cara proses delignifikasi yang dilanjutkan dengan proses pengasaman lindi hitam hasil delignifikasi tersebut untuk mengendapkan lignin.

Tujuan dari penelitian ini adalah pemanfaatan limbah padat pengolahan kelapa sawit berupa serat TKKS sebagai alternatif sumber lignin, mendapatkan informasi kinerja variasi penambahan katalis basa (NaOH) dalam larutan pemasak pada proses delignifikasi organosolv (alcell) dan variasi konsentrasi asam sulfat yang digunakan pada proses pengasaman lindi hitam untuk mengendapkan lignin, dalam rangka mendapatkan rendemen lignin terbesar dengan tingkat kemurnian lignin terbaik, serta untuk mengetahui karakteristik isolat lignin yang dihasilkan dari serat TKKS.

Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu pengadaan serat dari TKKS, pembuatan serpih TKKS bebas zat ekstraktif, delignifikasi organosolv (alcell) serpih TKKS, proses pengasaman lindi hitam hasil proses delignifikasi organosolv dan karakterisasi isolat lignin dari serat TKKS. Hasil analisa awal komposisi kimia serpih TKKS yang digunakan pada penelitian ini memiliki kadar air 8,2%, kadar lignin 22,12%, kadar sari/ekstraktif 7,25%, kadar -selulosa 62,46%, kadar abu 7,12%, kelarutan dalam 1% NaOH 37,91%, kelarutan dalam air panas 18,58% dan kelarutan dalam air dingin 24,05%.

Serpih TKKS kemudian didelignifikasiorganosolv (alcell) dengan variasi penambahan katalis basa (NaOH) pada larutan pemasak etanol:air (1:1) dengan konsentrasi 0; 5; 10 dan 15% dari berat kering serpih, dan menghasilkan lindi hitam berwarna coklat kehitaman dengan pH lindi berkisar antara 4,45 - 10,7 serta kadar padatan total berkisar antara 2,65 - 5,76%. Pulp TKKS yang dihasilkan didelignifikasi kembali menggunakan larutan NaOH 10% sehingga menghasilkan

lindi hitam dengan pH lindi berkisar antara 13,53 - 13,63 dan kadar padatan total berkisar antara 2,11 - 13,23%. Lindi hitam yang dihasilkan kemudian diendapkan ligninnya dengan cara proses pengasaman menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 5; 20 dan 35 % sehingga diperoleh isolat lignin TKKS.

Berdasarkan hasil analisa ragam (ANOVA) pada =0,05 yang kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan, diketahui bahwa faktor penambahan katalis basa (NaOH) pada larutan pemasak delignifikasi organosolv memberikan pengaruh nyata terhadap rendemen, tingkat kemurnian, keasaman (pH), bobot molekul dan kadar metoksil isolat lignin. Sedangkan faktor konsentrasi asam sulfat memberikan pengaruh nyata terhadap rendemen, tingkat kemurnian, keasaman (pH), dan bobot molekul isolat lignin. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penambahan katalis basa (NaOH) pada larutan pemasak delignifikasi organosolv dan bertambahnya konsentrasi asam sulfat pada proses pengasaman lindi hitam dapat meningkatkan rendemen dan tingkat kemurnian isolat lignin. Namun, penambahan katalis basa (NaOH) lebih dari 10% dan penggunaan konsentrasi asam sulfat lebih dari 20% menyebabkan rendemen dan tingkat kemurnian isolat lignin semakin kecil karena adanya degradasi komponen non lignin dan reaksi kondensasi yang berlebihan.

Kombinasi perlakuan terbaik pada isolasi lignin dari lindi hitam TKKS proses delignifikasiorganosolv ini didapat dari kondisi isolasi lindi hitam NaOH 10% dengan proses pengasaman menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 20% (A3B2), yaitu menghasilkan rendemen isolat lignin sebesar 19,95%. Begitu pula dengan tingkat kemurnian isolat lignin TKKS terbaik didapat dari kondisi isolasi lindi hitam NaOH 10% dengan proses pengasaman menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 20% (A3B2), dengan kadar lignin sebesar 88,39%. Isolat lignin ini memiliki karakteristik dengan tingkat keasaman (pH) sebesar 3,23, berat ekuivalen sebesar 3.943 dan kadar metoksil sebesar 1,92% serta memiliki kemiripan gugus fungsi dengan lignin standar (Indulin AT) yang telah dipasarkan.

Kata Kunci : Tandan kosong kelapa sawit (TKKS), lignin, organosolv, katalis basa, pengasaman.

Heradewi. F34102036. Lignin Isolation from The Organosolv Black Liquor of Palm Empty Fruit Bunch Fiber Pulping (EFB). Advisor : Ani Suryani and Erliza Hambali. 2007.

ABSTRACT

Lignin is third component macromolecule of wood associated kovalen with cellulose and hemicellulose. At this time and future, the application of lignin has prospect. Lignin commercially can be used as binder, filler, surfactant, polymer product, disperser and others chemical raw, especially benzene derivate. Not only wood and its waste, but we also can get lignin from non wood as solid waste oil palm industry. Palm empty fruit bunch (EFB) is lignocellulose solid waste from oil palm industry that contain 21-23% lignin. In Indonesia, the sustainability of EFB will increase as the increasing of area for palm plantation, palm oil production and number of processing industries.

Lignin isolation from palm EFB was done to find substitution of lignin raw. Generally, chemical process and enzymatic process are lignin isolation method. But because of enzymatic process need high cost and much time, chemical process choosed. One of chemically lignin isolation method is delignification for getting black liquor, then its acidifying to precipate lignin.

The purposes of this research are, using palm EFB fiber as solid waste from palm processing become an alternative lignin source, obtain information related to reaction of base catalyst concentrate (NaOH) in cooking liquor of organosolv delignification (alcell), and variation of sulfuric acids concentrate used for acidifying to precipitate lignin, to get the higher yields and purity of lignin isolated, and to get characteristic of lignin produced from palm EFB.

This research was executed through several steps, they are fiber procurement from palm EFB, providing of palm EFB chips free of extractive substance, organosolv delignification (alcell) of palm EFB chips, acidifying of black liquor, and characterizing of lignin isolated from palm EFB. Preliminary experiments result showed that chemical composition of palm EFB chips are water content 8,2%, lignin 22,12%, extractives 7,25%, -cellulose 62,46%, ash content 7,12%, 1% NaOH solubles 37,91%, hot water solubles 18,58% and cold water solubles 24,05%.

Chips of palm EFB was delignificated with variation of concentration base catalyst (NaOH 0, 5, 10, 15%) in water-ethanol cooking liquor. Delignification produce black liquor colored black-brown, its pH approximately 4,45 - 10,7 and total solid content is approximately 2,65 - 5,76%. Palm EFB pulp produced was delignificated again with NaOH 10% solution to produce black liquor with pH approximately 13,53 13,63 and total solid content is approximately 2,11 -13,23%. Black liquors produced were precipitated by acidifying with 5, 20, and 35% sulfuric acids and obtain palm EFB isolated lignin.

Based on analysis of variance (ANOVA) and Duncan test at =0,05, it is known that addition base catalyst in cooking liquor of organosolv delignification is significantly to yield, purity level, acidity (pH), equivalent weight and methoxyl content of isolated lignin. Sulfuric acids concentrate factor are also significant to them, except methoxyl content of isolated lignin. The result showed that the

increasing of base catalyst (NaOH) amounts (0-10%) in cooking liquor and the increasing of sulfuric acids concentration (5-20%) at precipitation of lignin process would increase relatively the yield and purity of lignin isolated. The increasing of base catalyst (NaOH) more than 10% and sulfuric acid concentration more than 20% would decrease the yield and purity of lignin isolated. The best treatment is black liquor organosolv with 10% base catalyst (NaOH) in cooking liquor and precipitation of lignin using 20% sulfuric acid. The best of lignin isolated would have yield 19,95% weight from the EFB dry weight fiber, the lignin isolated is 88,39% pure, pH of lignin 3,23, equivalent weight of 3.943 and methoxyl content of 1,92%. The FT-IR spectra result showed lignin isolated are highly similar to lignin standart (Indulin AT).

Key words: palm empty fruit bunches (EFB), lignin, organosolv, base catalyst, acidification.

ISOLASI LIGNIN DARI LINDI HITAM PROSES PEMASAKAN

ORGANOSOLVSERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh: HERADEWI

F34102036

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

ISOLASI LIGNIN DARI LINDI HITAM PROSES PEMASAKAN

ORGANOSOLVSERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh HERADEWI

F34102036

Dilahirkan pada tanggal 5 April 1984 di Ciamis

Tanggal lulus : Februari 2007

Menyetujui, Bogor, Februari 2007

Dr. Ir. Ani Suryani, DEA Dr. Ir. Erliza Hambali, MSi Pembimbing Akademik I Pembimbing Akademik II

PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, 2 Februari 2007

HERADEWI F34102036

RIWAYAT PENULIS

Heradewi dilahirkan di Ciamis pada tanggal 5 April 1984, merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Ena Suryana dan Ibu Mamah, B.Sc. Pada tahun 1991, penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Sejahtera Cisaga-Ciamis, kemudian melanjutkan pendidikan dasar di SD Negeri 1 Cisaga-Ciamis dan lulus pada tahun 1996. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan menengah di SLTP Negeri 1 Banjar-Patroman, kemudian pada tahun 1999 penulis melanjutkan pendidikannya ke SMU Negeri 1 Ciamis dan lulus tahun 2002. Melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI-IPB), penulis diterima masuk di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2002.

Selama menjadi mahasiswa, penulis tidak hanya aktif pada kegiatan akademik saja. Untuk mengembangkan potensi diri, penulis mengikuti beberapa pelatihan, seminar dan organisasi baik yang ada di dalam dan luar kampus. Organisasi yang pernah diikuti adalah Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin) sebagai staf Departemen Kesekretariatan periode 2003/2004 dan staf pada biro Pemberdayaan Departemen Human Resources Development periode 2004/2005.

Bulan Juli sampai Agustus tahun 2005, penulis melaksanakan praktek lapang di PT Agronesia Divisi Industri Makanan dan Minuman, Unit Bandoengsche Melk Centrale, Bandung dengan judul laporan praktek lapang yaitu “Manajemen Penggudangan PT Agronesia Divisi Industri Makanan dan Minuman Unit Bandoengsche Melk Centrale Bandung, Jawa Barat”. Pada tahun 2006, penulis melaksanakan penelitian di Laboratorium Teknologi Kimia Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian serta Laboratorium Kimia Kayu dan Serat Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor dengan judul “Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)”.

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari peran serta berbagai pihak yang telah membantu. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Ibu, Bapak, A’Dodi dan seluruh keluarga besarku yang senantiasa memberikan doa, kasih sayang, dukungan dan semangat kepada penulis. 2. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA selaku dosen pembimbing akademik utama yang

telah memberikan arahan, bimbingan dan bantuannya selama penulis menjalani studi hingga menyelesaikan tugas akhir di Departemen Teknologi Industri Pertanian.

3. Dr.Ir. Erliza Hambali, M.SI. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan, bimbingan dan bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir di Departemen Teknologi Industri Pertanian. 4. Dr.Ir. Suprihatin, Dipl.Ing. selaku dosen penguji skripsi yang telah

memberikan kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan skripsi ini.

5. Afni Ariani Lubis, Ibu Gustini Syahbirin, Ibu Ismiati dan Kosi Anwar yang senantiasa berbagi ilmu, semangat, bantuan dan curahan hatinya selama penelitian.

6. Bapak Gustan Pari dan Bapak Ismet dari Laboratorium Kimia Kayu Balai Penelitian Hasil Hutan Bogor, Bapak Suprihatin dan Mas Gunawan dari Laboratorium Kimia Kayu dan Serat Teknologi Hasil Hutan, serta Bapak Agus dari Laboratorium Visiologi dan Toksonomi Tanaman Departemen Proteksi Tanaman atas bantuannya selama penulis melaksanakan penelitian.

ISOLASI LIGNIN DARI LINDI HITAM PROSES

PEMASAKAN

ORGANOSOLV

SERAT TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS)

Oleh: HERADEWI

F34102036

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Heradewi. F34102036. Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Di bawah bimbingan : Ani Suryani dan Erliza Hambali. 2007.

RINGKASAN

Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga yang berikatan secara kovalen dengan selulosa dan hemiselulosa. Penggunaan lignin pada saat sekarang dan masa depan merupakan bidang yang luas dan semakin meningkat kepentingannya. Lignin dapat dimanfaatkan secara komersial sebagai bahan pengikat, perekat, pengisi, surfaktan, produk polimer, dispersan dan sumber bahan kimia lainnya terutama turunan benzen. Lignin tidak hanya diperoleh dari bahan kayu ataupun limbahnya. Bahan non kayu seperti limbah padat industri minyak kelapa sawit merupakan salah satu sumber lignin yang cukup berpotensi. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat berlignoselulosa dari industri minyak kelapa sawit dengan kandungan lignin yang cukup tinggi yaitu berkisar antara 21-23%. Ketersedian TKKS di Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya seiiring dengan meningkatnya luas areal perkebunan, jumlah industri dan jumlah produksi minyak kelapa sawit.

Lignin dapat diisolasi dari serat TKKS dengan metode isolasi secara kimiawi dan enzimatik. Mengingat metoda isolasi lignin secara enzimatik mahal pada biaya produksinya dan proses produksinya memerlukan waktu yang lama, maka metoda isolasi lignin secara kimiawi banyak dilakukan, yaitu dengan cara proses delignifikasi yang dilanjutkan dengan proses pengasaman lindi hitam hasil delignifikasi tersebut untuk mengendapkan lignin.

Tujuan dari penelitian ini adalah pemanfaatan limbah padat pengolahan kelapa sawit berupa serat TKKS sebagai alternatif sumber lignin, mendapatkan informasi kinerja variasi penambahan katalis basa (NaOH) dalam larutan pemasak pada proses delignifikasi organosolv (alcell) dan variasi konsentrasi asam sulfat yang digunakan pada proses pengasaman lindi hitam untuk mengendapkan lignin, dalam rangka mendapatkan rendemen lignin terbesar dengan tingkat kemurnian lignin terbaik, serta untuk mengetahui karakteristik isolat lignin yang dihasilkan dari serat TKKS.

Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahap, yaitu pengadaan serat dari TKKS, pembuatan serpih TKKS bebas zat ekstraktif, delignifikasi organosolv (alcell) serpih TKKS, proses pengasaman lindi hitam hasil proses delignifikasi organosolv dan karakterisasi isolat lignin dari serat TKKS. Hasil analisa awal komposisi kimia serpih TKKS yang digunakan pada penelitian ini memiliki kadar air 8,2%, kadar lignin 22,12%, kadar sari/ekstraktif 7,25%, kadar -selulosa 62,46%, kadar abu 7,12%, kelarutan dalam 1% NaOH 37,91%, kelarutan dalam air panas 18,58% dan kelarutan dalam air dingin 24,05%.

Serpih TKKS kemudian didelignifikasiorganosolv (alcell) dengan variasi penambahan katalis basa (NaOH) pada larutan pemasak etanol:air (1:1) dengan konsentrasi 0; 5; 10 dan 15% dari berat kering serpih, dan menghasilkan lindi hitam berwarna coklat kehitaman dengan pH lindi berkisar antara 4,45 - 10,7 serta kadar padatan total berkisar antara 2,65 - 5,76%. Pulp TKKS yang dihasilkan didelignifikasi kembali menggunakan larutan NaOH 10% sehingga menghasilkan

lindi hitam dengan pH lindi berkisar antara 13,53 - 13,63 dan kadar padatan total berkisar antara 2,11 - 13,23%. Lindi hitam yang dihasilkan kemudian diendapkan ligninnya dengan cara proses pengasaman menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 5; 20 dan 35 % sehingga diperoleh isolat lignin TKKS.

Berdasarkan hasil analisa ragam (ANOVA) pada =0,05 yang kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan, diketahui bahwa faktor penambahan katalis basa (NaOH) pada larutan pemasak delignifikasi organosolv memberikan pengaruh nyata terhadap rendemen, tingkat kemurnian, keasaman (pH), bobot molekul dan kadar metoksil isolat lignin. Sedangkan faktor konsentrasi asam sulfat memberikan pengaruh nyata terhadap rendemen, tingkat kemurnian, keasaman (pH), dan bobot molekul isolat lignin. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa penambahan katalis basa (NaOH) pada larutan pemasak delignifikasi organosolv dan bertambahnya konsentrasi asam sulfat pada proses pengasaman lindi hitam dapat meningkatkan rendemen dan tingkat kemurnian isolat lignin. Namun, penambahan katalis basa (NaOH) lebih dari 10% dan penggunaan konsentrasi asam sulfat lebih dari 20% menyebabkan rendemen dan tingkat kemurnian isolat lignin semakin kecil karena adanya degradasi komponen non lignin dan reaksi kondensasi yang berlebihan.

Kombinasi perlakuan terbaik pada isolasi lignin dari lindi hitam TKKS proses delignifikasiorganosolv ini didapat dari kondisi isolasi lindi hitam NaOH 10% dengan proses pengasaman menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 20% (A3B2), yaitu menghasilkan rendemen isolat lignin sebesar 19,95%. Begitu pula dengan tingkat kemurnian isolat lignin TKKS terbaik didapat dari kondisi isolasi lindi hitam NaOH 10% dengan proses pengasaman menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 20% (A3B2), dengan kadar lignin sebesar 88,39%. Isolat lignin ini memiliki karakteristik dengan tingkat keasaman (pH) sebesar 3,23, berat ekuivalen sebesar 3.943 dan kadar metoksil sebesar 1,92% serta memiliki kemiripan gugus fungsi dengan lignin standar (Indulin AT) yang telah dipasarkan.

Kata Kunci : Tandan kosong kelapa sawit (TKKS), lignin, organosolv, katalis basa, pengasaman.

Heradewi. F34102036. Lignin Isolation from The Organosolv Black Liquor of Palm Empty Fruit Bunch Fiber Pulping (EFB). Advisor : Ani Suryani and Erliza Hambali. 2007.

ABSTRACT

Lignin is third component macromolecule of wood associated kovalen with cellulose and hemicellulose. At this time and future, the application of lignin has prospect. Lignin commercially can be used as binder, filler, surfactant, polymer product, disperser and others chemical raw, especially benzene derivate. Not only wood and its waste, but we also can get lignin from non wood as solid waste oil palm industry. Palm empty fruit bunch (EFB) is lignocellulose solid waste from oil palm industry that contain 21-23% lignin. In Indonesia, the sustainability of EFB will increase as the increasing of area for palm plantation, palm oil production and number of processing industries.

Lignin isolation from palm EFB was done to find substitution of lignin raw. Generally, chemical process and enzymatic process are lignin isolation method. But because of enzymatic process need high cost and much time, chemical process choosed. One of chemically lignin isolation method is delignification for getting black liquor, then its acidifying to precipate lignin.

The purposes of this research are, using palm EFB fiber as solid waste from palm processing become an alternative lignin source, obtain information related to reaction of base catalyst concentrate (NaOH) in cooking liquor of organosolv delignification (alcell), and variation of sulfuric acids concentrate used for acidifying to precipitate lignin, to get the higher yields and purity of lignin isolated, and to get characteristic of lignin produced from palm EFB.

This research was executed through several steps, they are fiber procurement from palm EFB, providing of palm EFB chips free of extractive substance, organosolv delignification (alcell) of palm EFB chips, acidifying of black liquor, and characterizing of lignin isolated from palm EFB. Preliminary experiments result showed that chemical composition of palm EFB chips are water content 8,2%, lignin 22,12%, extractives 7,25%, -cellulose 62,46%, ash content 7,12%, 1% NaOH solubles 37,91%, hot water solubles 18,58% and cold water solubles 24,05%.

Chips of palm EFB was delignificated with variation of concentration base catalyst (NaOH 0, 5, 10, 15%) in water-ethanol cooking liquor. Delignification produce black liquor colored black-brown, its pH approximately 4,45 - 10,7 and total solid content is approximately 2,65 - 5,76%. Palm EFB pulp produced was delignificated again with NaOH 10% solution to produce black liquor with pH approximately 13,53 13,63 and total solid content is approximately 2,11 -13,23%. Black liquors produced were precipitated by acidifying with 5, 20, and 35% sulfuric acids and obtain palm EFB isolated lignin.

Based on analysis of variance (ANOVA) and Duncan test at =0,05, it is known that addition base catalyst in cooking liquor of organosolv delignification is significantly to yield, purity level, acidity (pH), equivalent weight and methoxyl content of isolated lignin. Sulfuric acids concentrate factor are also significant to them, except methoxyl content of isolated lignin. The result showed that the

increasing of base catalyst (NaOH) amounts (0-10%) in cooking liquor and the increasing of sulfuric acids concentration (5-20%) at precipitation of lignin process would increase relatively the yield and purity of lignin isolated. The increasing of base catalyst (NaOH) more than 10% and sulfuric acid concentration more than 20% would decrease the yield and purity of lignin isolated. The best treatment is black liquor organosolv with 10% base catalyst (NaOH) in cooking liquor and precipitation of lignin using 20% sulfuric acid. The best of lignin isolated would have yield 19,95% weight from the EFB dry weight fiber, the lignin isolated is 88,39% pure, pH of lignin 3,23, equivalent weight of 3.943 and methoxyl content of 1,92%. The FT-IR spectra result showed lignin isolated are highly similar to lignin standart (Indulin AT).

Key words: palm empty fruit bunches (EFB), lignin, organosolv, base catalyst, acidification.

ISOLASI LIGNIN DARI LINDI HITAM PROSES PEMASAKAN

ORGANOSOLVSERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh: HERADEWI

F34102036

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

ISOLASI LIGNIN DARI LINDI HITAM PROSES PEMASAKAN

ORGANOSOLVSERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh HERADEWI

F34102036

Dilahirkan pada tanggal 5 April 1984 di Ciamis

Tanggal lulus : Februari 2007

Menyetujui, Bogor, Februari 2007

Dr. Ir. Ani Suryani, DEA Dr. Ir. Erliza Hambali, MSi Pembimbing Akademik I Pembimbing Akademik II

PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, 2 Februari 2007

HERADEWI F34102036

RIWAYAT PENULIS

Heradewi dilahirkan di Ciamis pada tanggal 5 April 1984, merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Ena Suryana dan Ibu Mamah, B.Sc. Pada tahun 1991, penulis menyelesaikan pendidikan taman kanak-kanak di TK Sejahtera Cisaga-Ciamis, kemudian melanjutkan pendidikan dasar di SD Negeri 1 Cisaga-Ciamis dan lulus pada tahun 1996. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan menengah di SLTP Negeri 1 Banjar-Patroman, kemudian pada tahun 1999 penulis melanjutkan pendidikannya ke SMU Negeri 1 Ciamis dan lulus tahun 2002. Melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI-IPB), penulis diterima masuk di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2002.

Selama menjadi mahasiswa, penulis tidak hanya aktif pada kegiatan akademik saja. Untuk mengembangkan potensi diri, penulis mengikuti beberapa pelatihan, seminar dan organisasi baik yang ada di dalam dan luar kampus. Organisasi yang pernah diikuti adalah Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin) sebagai staf Departemen Kesekretariatan periode 2003/2004 dan staf pada biro Pemberdayaan Departemen Human Resources Development periode 2004/2005.

Bulan Juli sampai Agustus tahun 2005, penulis melaksanakan praktek lapang di PT Agronesia Divisi Industri Makanan dan Minuman, Unit Bandoengsche Melk Centrale, Bandung dengan judul laporan praktek lapang yaitu “Manajemen Penggudangan PT Agronesia Divisi Industri Makanan dan Minuman Unit Bandoengsche Melk Centrale Bandung, Jawa Barat”. Pada tahun 2006, penulis melaksanakan penelitian di Laboratorium Teknologi Kimia Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian serta Laboratorium Kimia Kayu dan Serat Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor dengan judul “Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)”.

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari peran serta berbagai pihak yang telah membantu. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Ibu, Bapak, A’Dodi dan seluruh keluarga besarku yang senantiasa memberikan doa, kasih sayang, dukungan dan semangat kepada penulis. 2. Dr. Ir. Ani Suryani, DEA selaku dosen pembimbing akademik utama yang

telah memberikan arahan, bimbingan dan bantuannya selama penulis menjalani studi hingga menyelesaikan tugas akhir di Departemen Teknologi Industri Pertanian.

3. Dr.Ir. Erliza Hambali, M.SI. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan, bimbingan dan bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir di Departemen Teknologi Industri Pertanian. 4. Dr.Ir. Suprihatin, Dipl.Ing. selaku dosen penguji skripsi yang telah

memberikan kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan skripsi ini.

5. Afni Ariani Lubis, Ibu Gustini Syahbirin, Ibu Ismiati dan Kosi Anwar yang senantiasa berbagi ilmu, semangat, bantuan dan curahan hatinya selama penelitian.

6. Bapak Gustan Pari dan Bapak Ismet dari Laboratorium Kimia Kayu Balai Penelitian Hasil Hutan Bogor, Bapak Suprihatin dan Mas Gunawan dari Laboratorium Kimia Kayu dan Serat Teknologi Hasil Hutan, serta Bapak Agus dari Laboratorium Visiologi dan Toksonomi Tanaman Departemen Proteksi Tanaman atas bantuannya selama penulis melaksanakan penelitian.

7. Bu Rini, Bu Ega, Bu Sri, Pak Gun, Pak Sugiardi, Pak Edi, Pak Yogi serta seluruh laboran di Departemen Teknologi Industri Pertanian atas bantuannya selama penulis melaksanakan penelitian.

8. Mba Ummi, Fifi, Anna, Firda, Parmadi, Pipit, Desi, Ticeu, Deby, Diena, CHerry, Asti, Rheni, Annisa R, Nyit2, Nurul, Sita, FerMut, Hendro, Kurnia, Anto, Evi, MaUL, Putra, Paulina, Eko dan para angels (IdonQ, Vina, Oki, Kristin) sebagai rekan seperjuangan di Laboratorium Teknologi Industri Pertanian.

9. Widiana “wiwi”, Rian “mas wied” dan Arban “bana crispy” atas persahabatan, semangat, kerjasama dan bantuan yang telah diberikan selama ini.

10. Dinda, Yuli, Desty, Makki, Juwie, Euis, Ely dan seluruh TINers 39 lainnya atas kebersamaan dalam suka duka selama masa kuliah serta warga Arsida V (Teh Susy, Yanti Wahyunur, Teh Reni, Dewi, Teh Linda, Mba Lita, Epi, Pipit dan Riva Imoet) atas kebersamaan dan keceriannya selama ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan, oleh karena itu penulis akan menerima dengan terbuka segala kritik dan saran yang membangun. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pribadi dan bagi para pembaca.

Bogor, 2 Februari 2007

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR... iii

DAFTAR TABEL... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

I. PENDAHULUAN ... 1

A. LATAR BELAKANG... 1

B. TUJUAN... 4

C. RUANG LINGKUP PENELITIAN... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA... 5

A. LIGNIN ... 5

B. TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)... 10

C. DELIGNIFIKASI ... 12

D. ISOLASI LIGNIN... 15

E. KARAKTERISASI GUGUS FUNGSI ... 17

III. METODE PENELITIAN ... 19

A. BAHAN DAN ALAT... 19

1. Bahan ... 19

2. Alat ... 19

B. TATA LAKSANA PENELITIAN... 19

1. Persiapan Bahan ... 19

2. Penelitian Utama ... 20

4. Rancangan Percobaan... 25

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27

A. KARAKTERISTIK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) 27

B. DELIGNIFIKASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS). 28

C. ISOLASI LIGNIN... 33

D. KARAKTERISTIK ISOLAT LIGNIN ... 34

1. Rendemen Lignin ... 34

2. Kadar Lignin ... 38

3. Keasaman Lignin (pH) ... 43

4. Berat Ekuivalen Lignin... 46

5. Kadar Metoksil Lignin... 49

6. Pencirian Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer FT-IR ... 51

V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 55

A. KESIMPULAN ... 55

B. SARAN... 56

DAFTAR PUSTAKA ... 57

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Ketersediaan limbah padat tandan kosong kelapa sawit ... 2

Tabel 2. Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit (persen berat kering) 11

Tabel 3. Komposisi kimia tandan kosong kelapa sawit hasil penelitian... 27

Tabel 4. Karakteristik lindi hitam delignifikasi tahap I dan II pada berbagai konsentrasi penambahan NaOH... 31

Tabel 5. Pita serapan spektrofotometer FT-IR lignin isolat dari serat tandan kosong kelapa sawit (cm-1) ... 54

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. (1) p-koumaril alkohol, (2) koniferil alkohol, (3) sinapil alkohol 5

Gambar 2. Struktur lignin kraft pine... 6

Gambar 3. Diagram aplikasi lignin pada berbagai industri... 9

Gambar 4. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)... 11

Gambar 5. Reaksi lignin dengan gugus hidroksil dari NaOH pada proses delignifikasi... 15

Gambar 6. Diagram alir proses isolasi lignin dari serpih TKKS... 23

Gambar 7. Serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) ... 29

Gambar 8. Serpih tandan kosong kelapa sawit (ukuran 0,710–0,500 mm) . 29

Gambar 9. Lindi hitam (black liquor) TKKS delignifikasi tahap I ... 31

Gambar 10. Lindi hitam (black liquor) TKKS delignifikasi tahap II... 31

Gambar 11. Tepung lignin TKKS hasil delignifikasi tahap I ... 34

Gambar 12. Tepung lignin TKKS hasil delignifikasi tahap II ... 34

Gambar 13. Grafik pengaruh konsentrasi katalis (NaOH) dan H2SO4

terhadap rendemen isolat lignin delignifikasi tahap I... 36

Gambar 14. Grafik pengaruh konsentrasi katalis (NaOH) dan H2SO4

terhadap kadar isolat lignin delignifikasi tahap I ... 40

Gambar 15. Grafik pengaruh konsentrasi katalis (NaOH) dan H2SO4

terhadap kadar isolat lignin delignifikasi tahap II ... 42

Gambar 16. Grafik pengaruh konsentrasi katalis (NaOH) dan H2SO4

terhadap pH isolat lignin delignifikasi tahap I ... 44

Gambar 17. Grafik pengaruh konsentrasi katalis (NaOH) dan H2SO4

terhadap pH isolat lignin delignifikasi tahap II ... 45

Gambar 18. Grafik pengaruh konsentrasi katalis (NaOH) dan H2SO4

terhadap berat ekuivalen isolat lignin delignifikasi tahap I ... 47

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Pohon Industri Tandan Buah Segar Kelapa Sawit... 63

Lampiran 2. Analisa Sifat Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit... 64

Lampiran 3. Analisa Lindi Hitam (black liquor) Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 70

Lampiran 4. Karakterisasi Isolat Lignin dari Tandan Kosong Kelapa Sawit 71

Lampiran 5. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Rendemen Isolat Lignin Delignifikasi Tahap I ... 74

Lampiran 6. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Rendemen Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II... 76

Lampiran 7. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Kadar Isolat Lignin Delignifikasi Tahap I ... 78

Lampiran 8. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Kadar Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II ... 80

Lampiran 9. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Keasaman (pH) Isolat Lignin Delignifikasi Tahap I ... 82

Lampiran 10. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Keasaman (pH) Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II ... 84

Lampiran 11. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Berat Ekuivalen Isolat Lignin Delignifikasi Tahap I... 86

Lampiran 12. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Berat Ekuivalen Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II ... 88

Lampiran 13. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Kadar Metoksil Isolat Lignin Delignifikasi Tahap I... 90

Lampiran 14. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Kadar Metoksil Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II ... 92

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga yang berikatan secara kovalen dengan selulosa dan hemiselulosa. Struktur molekul lignin sangat berbeda bila dibandingkan dengan polisakarida, karena terdiri atas sistem aromatik yang tersusun atas unit-unit fenil propana. Lignin ada di dalam dinding sel maupun di daerah antar sel (lamela tengah) dan menyebabkan kayu menjadi keras dan kaku sehingga mampu menahan tekanan mekanis yang besar. Lignin dapat diisolasi dari bahannya sebagai lignin preparatip atau turunan lignin (pseudolignin), tetapi sifat protolignin yang asli sulit didapat. Hal tersebut dikarenakan belum adanya metode untuk mengisolasi lignin secara utuh sehingga tidak dapat menyebabkan perubahan mendasar dalam lignin alam.

Penggunaan lignin pada saat sekarang dan masa depan merupakan bidang yang luas dan semakin meningkat kepentingannya. Lignin dapat dimanfaatkan secara komersial sebagai bahan pengikat, perekat, pengisi, surfaktan, produk polimer, dispersan dan sumber bahan kimia lainnya terutama turunan benzen pada berbagai industri. Pada kebanyakan penggunaan kayu, lignin digunakan sebagai bagian integral dari kayu. Hanya dalam hal pembuatan pulp, lignin dilepaskan dari kayu dalam bentuk terdegradasi yang terlarut dalam larutan sisa pemasak (lindi hitam), dan merupakan salah satu sumber lignin yang berpotensi besar. Namun adanya perbaharuan teknologi yang berorientasi pada upaya pemanfaatan kembali bahan kimia pemasak yang terkandung didalamnya dan untuk meminimalkan pencemaran lingkungan, menyebabkan pada masa mendatang industri pulp dan kertas tidak lagi menjadi sumber potensial lignin.

Lignin tidak hanya diperoleh dari bahan kayu ataupun limbahnya. Bahan non kayu seperti limbah padat hasil pertanian merupakan bahan berlignoselulosa yang berpotensi menjadi salah satu sumber lignin. Limbah padat industri kelapa sawit merupakan limbah yang mengandung

lignoselulosa. Salah satu jenis limbah padat dari industri ini adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Menurut Kollmann et al. (1975), TKKS merupakan limbah padat berlignoselulosa dengan kandungan holoselulosa (selulosa dan hemiselulosa) serta lignin masing-masing berkisar antara 62-64% dan 21-23%.

Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit kedua terbesar di dunia setelah Malaysia. Luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia semakin meningkat beberapa tahun terakhir ini. Hal tersebut terbukti dari data Direktorat Jenderal Perkebunan Perkelapa Sawitan Indonesia yang menunjukkan bahwa luas areal perkebunan kelapa sawit Indonesia mengalami peningkatan setiap tahunnya berkisar 2,75 – 29,91% selama sepuluh tahun terakhir (1995-2005). Peningkatan luas areal perkebunan tersebut akan menyebabkan penambahan jumlah produksi minyak kelapa sawit dan jumlah industri pengolahannya. Hal tersebut berimplikasi pada limbah padat yang dihasilkan industri minyak kelapa sawit, khususnya berupa tandan kosong kelapa sawit. Ketersediaan limbah tandan kosong yang dihasilkan dari industri minyak kelapa sawit di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Ketersediaan limbah padat tandan kosong kelapa sawit

Luas Areal Perkebunan (ribu hektar)1)

Produksi Minyak Kelapa Sawit (ribu ton)1) T

A H U N

PR4) _PBN4) _PBS4) _{Total PR}4) _PBN4) _PBS4) _Total

TBS (ribu ton)2)

TKKS (ribu ton)3)

1995

658,5 404,7 961,7 2.025,0 1.001,4 1.613,8 1.864,4 4.479,7 21.331,9 4.906,3

1996 _{738,9 426,8 1.083,8 2.249,5 1.133,5 1.706,9 2.058,3 4.898,7 23.327,1 5.365,2}

1997

813,2 517,1 1.592,1 2.922,3 1.282,8 1.586,9 2.578,8 5.448,5 25.945,2 5.967,4

1998

890,5 556,6 2.113,1 3.560,2 1.344,6 1.501,7 3.084,1 5.930,4 28.240,0 6.495,2

1999

1.041,0 577,0 2.283,8 3.901,8 1.547,8 1.468,9 3.438,8 6.455,6 30.741,0 7.070,4

2000

1.166,8 588,1 2.403,2 4.158,1 1.905,7 1.461,0 3.633,9 7.000,5 33.335,7 7.667,2

2001

1.561,0 609,9 2.542,5 4.713,4 2.798,0 1.519,3 4.079,2 8.396,5 39.983,3 9.196,2

2002

1.808,4 631,6 2.627,1 5.067,1 3.426,7 1.607,7 4.587,9 9.622,3 45.820,5 10.538,7

2003

1.854,4 662,8 2.766,4 5.283,6 3.517,3 1.750,7 5.172,9 10.440,8 49.718,1 11.435,2

2004

1.904,9 675,1 2.867,5 5.447,6 3.745,3 1.981,6 6.079,7 11.806,6 56.221,9 12.931,0

2005

1.917,0 677,0 3.003,1 5.597,2 3.873,7 2.049,8 6.528,5 12.452,0 59.295,2 13.637,9

1)

2)

Dihitung berdasarkan rasio minyak sawit dan berat tandan buah segar (TBS) = 21% dari TBS (Darnoko,1992)

3)

Dihitung berdasarkan 23% dari TBS (Darnoko,1992) 4)

PR=Perkebunan Rakyat, PBN=Perkebunan Besar Negara, PBS=Perkebunan Besar Swasta

Pemanfaatan limbah kelapa sawit yang umum dilakukan saat ini diantaranya adalah penggunaan TKKS sebagai mulsa di kebun, akan tetapi biaya transportasi yang dikeluarkan per unit nutrisi cukup tinggi dan dapat menimbulkan ledakan populasi hama kumbang yang mematikan tanaman kelapa sawit. Pemanfaatan lain dari TKKS adalah penggunaannya dalam pembuatan pupuk organik (Darnoko et al., 1993). Menurut Willyanto (1999), TKKS dalam pemanfaatannya dapat dibakar dengan incenerator sehingga abunya dapat digunakan sebagai pupuk kalium. Namun usaha pembakaran TKKS tersebut ternyata tidak efektif dan dilarang oleh pemerintah karena dapat menimbulkan pencemaran udara. Selain itu, arah pengembangan TKKS dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku bagi produk-produk yang berbasis selulosa seperti pulp dan kertas, gasifikasi untuk produksi panas, gula, furfural dan lignin (Susanto, 1999).

Terdapat beberapa metoda pengisolasian lignin dari serat TKKS, yaitu secara kimiawi dan enzimatik. Mengingat metoda isolasi lignin secara enzimatik mahal pada biaya produksi dan lamanya proses produksinya, maka metoda isolasi lignin secara kimiawi dipilih. Lignin dari serat TKKS dapat diisolasi melalui proses delignifikasi, yaitu proses pelarutan lignin (pulping). Proses delignifikasi terdiri dari proses mekanis, semi kimia (NSCC, soda dingin), kimia (alkali, sulfat/kraft, sulfit) dan proses non konvensional yang lebih berwawasan lingkungan. Pada kenyataannya, proses pulping secara konvensional tersebut memiliki beberapa kelemahan, terutama terhadap rendemen pemasakan yang rendah, biaya produksi tinggi, laju delignifikasi rendah dan pencemaran lingkungan karena adanya limbah larutan pemasak. Lignin larut dalam pelarut organik, karbohidrat larut dalam air sedangkan selulosa tidak larut pada kedua larutan tersebut. Hal tersebut merupakan dasar dalam prosespulping organosolv.

Proses organosolv akhir-akhir ini banyak diteliti dan dicoba penerapannya. Hal ini disebabkan adanya beberapa faktor ekonomis yang lebih menguntungkan, yaitu rendemen pulp tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur, dapat menghasilkan by-products berupa lignin dan hemiselulosa dengan tingkat kemurnian tinggi, dampak terhadap lingkungan rendah dan dapat dioperasikan secara ekonomis pada skala relatif kecil (Aziz dan Sarkanen, 1989).

B. TUJUAN

Tujuan umum penelitian ini adalah pemanfaatan limbah padat pengolahan kelapa sawit berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai alternatif sumber lignin. Tujuan khusus penelitian ini adalah mendapatkan informasi kinerja variasi penambahan katalis basa (NaOH) dalam larutan pemasak pada proses delignifikasi organosolv (alcell) dan variasi konsentrasi asam sulfat yang digunakan pada proses pengasaman untuk mengendapkan lignin dari lindi hitam, dalam rangka mendapatkan rendemen lignin terbesar dengan tingkat kemurnian lignin terbaik dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) serta untuk mengetahui karakteristik lignin yang dihasilkan dari TKKS.

C. RUANG LINGKUP PENELITIAN

Ruang lingkup penelitian ini meliputi kajian karakterisasi serat tandan kosong kelapa sawit sebagai alternatif sumber lignin, produksi isolat lignin melalui proses delignifikasi organosolv dengan variasi penambahan katalis basa (NaOH) dalam larutan pemasak organosolv, yang dilanjutkan dengan proses pengasaman lindi hitam proses delignifikasi organosolv menggunakan asam sulfat (H2SO4) pada berbagai variasi konsentrasi asam dalam rangka menghasilkan rendemen isolat lignin terbesar dengan tingkat kemurnian isolat lignin yang terbaik, serta karakterisasi lignin yang diisolasi dari tandan kosong kelapa sawit.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. LIGNIN

Lignin merupakan komponen makromolekul kayu ketiga. Struktur molekul lignin sangat berbeda bila dibandingkan dengan polisakarida karena terdiri atas sistem aromatik yang tersusun atas unit-unit fenil propana. Selama perkembangan sel, lignin dimasukkan sebagai komponen terakhir dalam dinding sel, menembus diantara fibril-fibril sehingga memperkuat dinding sel. p-hidroksinamil alkohol p-koumaril alkohol, koniferil alkohol dan sinapil alkohol merupakan senyawa induk (prekursor) primer seperti pada Gambar 1 dan prekursor tersebut merupakan unit pembentuk lignin (Fengel dan Wegener, 1995).

Gambar 1. (1) p-koumaril alkohol, (2) koniferil alkohol, (3) sinapil alkohol

Lignin secara fisik membungkus mikrofibril selulosa dalam suatu matriks hidrofobik dan terikat secara kovalen baik pada selulosa maupun hemiselulosa (Said, 1994). Lignin ada di dalam dinding sel maupun di daerah antar sel (lamela tengah) dan menyebabkan kayu menjadi keras dan kaku sehingga mampu menahan tekanan mekanis yang besar. Konsentrasi lignin tertinggi terdapat dalam dinding sel yaitu pada bagian lamela tengah dan akan semakin mengecil pada lapisan di dinding sekunder (Sjostrom, 1995). Jumlah lignin yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi. Menurut Ensiklopedi Kehutan Indonesia (1997), kadar lignin di dalam kayu daun lebar berkisar antara 18 - 33%, sedangkan pada kayu jarum berkisar antara 28 - 32%.

C

OH

CH2OH

OH

OCH3

OH

OCH3

H3CO

C

C

CH2OH

C

C

CH2OH

C

Distribusi lignin di dalam dinding sel dan kandungan lignin bagian pohon yang berbeda tidak sama. Contohnya yaitu kandungan lignin yang tinggi adalah khas untuk bagian batang yang paling rendah, paling tinggi dan paling dalam untuk cabang kayu lunak, kulit, dan kayu tekan. Umumnya pada penggunaan kayu, lignin digunakan sebagai bagian integral kayu. Dalam pembuatan pulp dan pengelantangan, lignin dilepaskan dari kayu dalam bentuk terdegradasi dan berubah, serta merupakan sumber karbon lebih dari 35 juta ton tiap tahun di seluruh dunia yang sangat potensial untuk keperluan kimia dan energi (Fengel dan Wegener, 1995).

Lignin dapat dibagi menjadi beberapa kelas menurut unsur-unsur strukturnya yaitu (Sjostrom, 1995) :

• Lignin guaiasil : terdapat pada kayu lunak sebagian besar merupakan produk polimerisasi dari koniferil alkohol.

• Lignin guaiasil-siringil : khas kayu keras merupakan kopolimer dari koniferil alkohol dan sinapil alkohol.

Menurut Sugesty et al. (1986), lignin pada jenis gymnosperms terdiri dari unit guaiasil, lignin pada jenis angiosperms terdiri dari unit guaiasil dan siringil, sedangkan pada jenis rumput-rumputan (non kayu) terdiri dari unit guaiasil, siringil dan p-hidroksifenil. Pada Gambar 2 diperlihatkan struktur polimer lignin dari proses kraft (Indulin AT).

Menurut Kirk dan Othmer (1952), lignin terdiri dari 61-65% karbon, 5,0-6,1% hidrogen dan oksigen dengan panas pembakarannya sebesar 11.300 B.t.u/lb (6.280 kal/gram). Secara fisis lignin berwujudamorf (tidak berbentuk), berwarna kuning cerah dengan bobot jenis berkisar antara 1,3 – 1,4 bergantung pada sumber ligninnya dan indeks refraksi sebesar 1,6. Lignin bersifat tidak larut dalam air, larutan asam dan larutan hidrokarbon. Dikarenakan lignin tidak larut dalam asam sulfat 72%, maka sifat ini sering digunakan untuk uji kuantitatif lignin. Lignin tidak dapat mencair, tetapi akan melunak dan kemudian menjadi hangus bila dipanaskan. Lignin yang diperdagangkan larut dalam alkali encer dan dalam beberapa senyawa organik.

Polimer lignin tidak dapat dikonversi ke monomernya tanpa mengalami perubahan bentuk pada bentuk dasarnya. Lignin yang melindungi selulosa bersifat tahan terhadap hidrolisa karena adanya ikatan arilalkil dan ikatan eter. Pada suhu tinggi, lignin dapat mengalami perubahan struktur dengan membentuk asam format, metana, asam asetat dan vanilin. Pada bagian lainnya, lignin mengalami kondensasi (Judoamidjojo et al., 1989). Menurut Achmadi (1990), lebih dari dua per tiga unit fenil propana dalam lignin dihubungkan dengan ikatan eter, sedangkan sisanya (1/3) melalui ikatan karbon-karbon.

Gugus-gugus fungsi sangat mempengaruhi reaktivitas lignin, terdiri dari hidroksil fenolik, hidroksil benzilik dan gugus karbonil. Polimer lignin mengandung gugus-gugus metoksil yang karakteristik, gugus hidroksil fenol, dan beberapa gugus aldehida ujung dalam rantai samping (Sjostrom, 1995).

Karakteristik kimia lignin dapat diperoleh dengan analisis unsur dan penentuan gugus metoksil. Jumlah gugus metoksil dalam lignin bergantung pada sumber lignin dan proses isolasi yang digunakan. Kandungan gugus metoksil pada kayu daun jarum sebesar 14-15% sedangkan pada kayu daun lebar sebesar 20-21% (Kirk dan Othmer ,1952). Gugus metoksil merupakan gugus reaktif yang mudah bereaksi dengan air (Pizzi, 1993).

Lignin umumnya tidak larut dalam pelarut sederhana, namun lignin alkali dan lignin sulfonat larut dalam air, alkali encer, larutan garam danbuffer. Faktor-faktor yang mempengaruhi bobot molekul lignin, yaitu keragaman

prosedur isolasi, degradasi makromolekul selama isolasi, efek kondensasi terutama pada kondisi asam, metode penentuan yang tidak cukup untuk menentukan karakter polidispersitas lignin yang terisolasi dan ketidaktentuan tentang sifat-sifat lignin dalam larutan sehingga menyulitkan kalibrasi (Fengel dan Wegener, 1995).

Pada industri pulp dan kertas, lignin dipisahkan dari selulosa untuk menghasilkan pulp. Lignin memberikan pengaruh yang kurang baik terhadap pulp, yaitu warna maupun sifat fisik pulp, lamanya waktu penggilingan pulp berbanding terbalik dengan jumlah lignin yang dikandung oleh pulp. Apabila pulp mengandung kadar lignin tinggi akan sukar digiling dan menghasilkan lembaran dengan kekuatan rendah (Rahmawati, 1999).

Menurut Rudatin (1989), kemampuan lignin untuk meredam kekuatan mekanis yang dikenakan pada kayu, memungkinkan usaha pemanfaatan lignin sebagai bahan perekat (adhesive) dan bahan pengikat (binder) pada papan partikel (particle board) dan kayu lapis (plywood). Ketahanan terhadap perlakuan biokimia (fisiologis) dan perlakuan kimia didalam batang melalui mekanisme enzimatik dan reaksi redoks, memungkinkan lignin untuk diolah lebih lanjut menjadi zat antioksidan. Pemanfaatan lainnya dari lignin yaitu dapat dijadikan sebagai bahan bakar jika dibuat dalam jumlah besar dan dalam keadaan benar-benar kering. Lignin relatif lebih tinggi kandungan atom C dan H-nya, namun kandungan O-nya lebih rendah dibandingkan selulosa dan hemiselulosa, dan lignin sebagai bahan bakar lebih bernilai dibanding selulosa dan hemiselulosa karena nilai panas pembakarannya lebih besar (Judoamidjojo et al., 1989). Menurut Fengel dan Wegener (1995), penggunaan lignin secara luas pada berbagai industri dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Diagram aplikasi lignin pada berbagai industri

PERTANIAN DISPERSAN :Insektisida, herbisida,

pestisida; EMULSIFIER: pengkondisian tanah; PEREAKSI: urea-formaldehida; PENYARING LOGAM: mikronutrisi pertanian

KERAMIK

TEXTIL DISPERSAN: pewarna

KONSTRUKSI, SEMEN&BETON EMULSIFIER: stabilisasi permukaan jalan

(mengurangi debu) dan stabilisasi anion kation aspal; ADITIF: beton, penggilingan semen

KOSMETIKA EMULSIFIER: sabun, lilin atau

minyak dalam air

KARET

LINGKUNGAN

PENYARING LOGAM: ligan pengkompleks logam

PENGEBORAN MINYAK

ADITIF: campuran lumpur pengeboran, pemisahan kontaminan ion logam

KIMIA & FARMASI

ADITIF: pembersih industri, bahan penyamak, zat antibiotik C-9154; POLIMER: bahan kimia berbobot molekul rendah

PLASTIK

KAYU LAPIS & PAPAN PARTIKEL DISPERSAN:

keramik, lempung

EMULSIFIER: lateks, stirena-butadiena rubber

ADITIF: plastik vinil; DISPERSAN: pigmen kertas laminasi; PEREKAT: resinthermosetting

PENGIKAT & PEREKAT; resin formaldehida LOGAM

PENGIKAT & PEREKAT: bijih besi, inti pengecoran logam

LAIN-LAIN

fenol, furan, epoksida, uretan, koagulan protein, pelindung koloid dalam ketel uap, resin penukar ion, penangkap oksigen, komponen dalam pengembang plat negatif untuk baterai penyimpan

PAKAN TERNAK

PENGIKAT & PEREKAT: butiran pakan ternak

B. TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)

Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) termasuk dalam kelas Angiospermae, subkelasMonocotyledonae, divisiTracheophyta, ordo Palmae, famili Arecaceae, genus elaeis dan spesies guineensis (Hartley, 1967). Tanaman kelapa sawit mulai dipanen pada umur 2,5 - 4 tahun dan rata-rata menghasilkan buah 20-22 tandan per tahun. Pada tahun-tahun pertama tanaman berbuah sekitar 3-6 kg, tetapi semakin tua berat bertambah yaitu 25-35 kg per tandan. Jumlah buah per tandan pada tanaman yang cukup tua mencapai 1.600 buah (Fauzi et al., 2002). Menurut Darnoko (1992), dari satu ton tandan buah segar (TBS) yang diolah akan dihasilkan minyak sawit kasar (CPO) sebanyak 0,21 ton (21%) serta minyak inti sawit (PKO) sebanyak 0,05 ton (5%) dan sisanya merupakan limbah dalam bentuk tandan buah kosong, serat dan cangkang biji yang jumlahnya masing-masing sekitar 23%, 13,5% dan 5,5% dari tandan buah segar. Pohon industri dari tandan buah segar (TBS) kelapa sawit dapat dilihat pada Lampiran 1.

Tandan kosong kelapa sawit, seperti pada kayu ataupun tanaman lainnya mengandung unsur kimiawi lemak, protein, selulosa, lignin dan hemiselulosa. Komposisi kimiawi yang demikian memungkinkan pemanfaatan limbah TKKS untuk dijadikan substrat (bahan dasar) dalam pembuatan asam-asam organik, pelarut aseton, butanol, etanol, protein sel tunggal, zat antibiotika, xanthan dan bahan kimia lainnya melalui biokonversi (Tsao, 1978 dalam Said, 1994). Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit dari hasil berbagai penelitian dapat dilihat pada Tabel 2 dan penampakan visual TKKS dapat dilihat pada Gambar 4.

Tandan kosong kelapa sawit banyak dijumpai disekitar pabrik minyak kelapa sawit, merupakan limbah berlignoselulosa yang belum dimanfaatkan secara efektif. Menurut Darwis et al. (1988), pemanfaatan limbah padat (selain bungkil inti sawit) belum optimal. Tandan kosong kelapa sawit baru dimanfaatkan sebagai bahan bakar boiler atau dibuang di jalan-jalan di daerah perkebunan kelapa sawit untuk mengeraskan jalan.

Tabel 2. Komponen kimia tandan kosong kelapa sawit (persen berat kering) Komposisi (dalam %) Tun Tedja Irawadi, 1991

Pratiwiet al., 1988dalam

Said, 1994

Azemi et al., 1994 dalam

Said, 1994

Darnoko

et al., 1995

Lemak 5,35 - -

-Protein 4,45 - -

-Selulosa 32,55 35,81 40 38,76

Lignin 28,54 15,70 21 22,23

Hemiselulosa 31,70 27,01 24

-Sari - - - 6,37

Pentosan - - - 26,69

Holoselulosa - - - 67,88

Abu - 6,04 15 6,59

Pektin - - - 12,85

Kelarutan dalam: - 1 % NaOH - Air panas - Air dingin

-29,96 13,89 16,17

Gambar 4. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)

Hasil samping berupa limbah tandan kosong kelapa sawit yang belum dikembangkan penggunaannya perlu mendapat perhatian penuh sehingga usaha perkebunan kelapa sawit lebih maju. Tandan kosong mengandung 30-35% K2O dan 3-5% MgO, oleh karena itu pemanfaatannya dapat dibakar menjadi abu yang cukup berguna sebagai pupuk dan untuk menetralkan pH hasil samping cair pabrik pengolahan minyak sawit, akan tetapi mendapat masalah dalam aplikasinya yaitu dapat mengganggu lingkungan dan kesehatan para pekerja. Tandan kosong dan serat dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp,

namun kualitas kertas yang dihasilkan masih rendah oleh sebab itu diperlukan penelitian yang lebih mendalam (Naibaho, 1990).

Limbah padat industri kelapa sawit merupakan limbah lignoselulosa yang sulit dikonversi menjadi bahan yang lebih sederhana, seperti konversi komponen selulosa menjadi gula sederhana (glukosa). Ikatan lignin pada selulosa yang sangat erat dan rumit memerlukan perlakuan tersendiri sebelum proses pengolahan (Said, 1994).

C. DELIGNIFIKASI

Proses pulping merupakan proses pelarutan lignin (delignifikasi). Delignifikasi berlangsung dalam tiga tahap, yaitu tahap awal berlangsung dibawah suhu 140°C, delignifikasi utama pada suhu diatas 140°C hingga delignifikasi 90% dan tahap akhir yang merupakan tahap penghilangan lignin, yaitu pelarutan lignin dalam larutan pemasak (Fengel dan Wegener, 1995). Menurut Bahar (1983), selama pemasakan terjadi reaksi cepat dimana terjadi pemutusan ikatan lignin karbohidrat sehingga lignin yang lepas larut dalam larutan pemasak, serta reaksi lambat dimana terjadi kondensasi dan polimerisasi kembali yang menyebabkan lignin tidak larut dalam larutan pemasak. Reaksi kondensasi lignin dapat terjadi dalam proses delignifikasi karena suasana asam akan secara langsung terjadi, yaitu dengan keluarnya gugus asetil dari serpih kayu selama pemasakan (Schroeter, 1991).

Prosesorganosolv dapat digambarkan sebagai suatu proses delignifikasi pada suhu pemasakan pulp dengan menggunakan pelarut organik (metanol, etanol, asam asetat, kelompok amina dengan atom C yang rendah dan lain-lain) sebagai media reaksi. Menurut Bahar (1983), proses organosolv didasarkan pada perbedaan kelarutan komponen kimia bahan baku pulp, dimana lignin dan ekstrakstif larut dalam pelarut organik, karbohidrat dengan bobot molekul rendah dapat larut dalam air sedangkan selulosa tidak larut dalam kedua larutan tersebut. Delignifikasi pada proses organosolv disebabkan oleh terputusnya ikatan eter, yaitu –aril eter ( -O-4) dan aril gliserol- -aril eter ( -O-4) dalam molekul lignin (Sundquist, 1999).

Pelarut organik yang biasa digunakan pada proses organosolv antara lain dioxana, amonia-keton, fenol, dimetil sulfida, n-butana, alkali metanol (organocell), asam asetat (acetocell) dan etanol (alcell). Penggunaan pelarut organik dimaksudkan untuk mengurangi tegangan permukaan larutan pemasak pada suhu tinggi, mempercepat penetrasi ke dalam serpih dan difusi dari hasil pemutusan lignin dalam kayu ke dalam larutan pemasak (Marton dan Granzow, 1982). Disamping itu, penggunaan pelarut organik digunakan agar delignifikasi lebih sempurna dan merata serta untuk mengurangi waktu pemasakan (Bahar, 1983).

Proses organosolv memiliki beberapa keuntungan seperti dapat beroperasi secara ekonomis dengan adanya daur ulang larutan pemasak, dampak terhadap lingkungan rendah karena proses ini tidak mengandung sulfur, memberikan produk-produk sampingan karena mudahnya pemisahan lignin sebagai bahan padat dan karbohidrat sebagai bahan gula. Beberapa kelemahan dari proses organosolv ini adalah pencucian pulp tidak dapat menggunakan air, bahan kimia yang bersifat menguap (volatil) sehingga mudah terbakar bila digester mengalami kebocoran, serta tidak cocok untuk prosespulping dengan campuran dari beberapa jenis kayu (Aziz dan Sarkanen, 1989).

Proses alcell adalah proses organosolv dengan menggunakan etanol sebagai bahan pemasak dengan kekuatan pulp kayu daun lebar sama dengan proses kraft. Suhu pemasakan yang paling efektif untuk delignifikasi proses alcell berkisar pada selang antara 135-175°C. Suhu pemasakan yang lebih tinggi cenderung untuk menghasilkan penghancuran fraksi polisakarida secara total (Sarkanenet al., 1980).

Sherrard (1991), menyatakan bahwa proses alcell dengan campuran alkohol (etanol) dan air memiliki viskositas yang rendah pada suhu proses dan cepat menembus pada seluruh serpih kayu. Lindi hitam proses organosolv mengandung lignin dan gula-gula hemiselulosa dengan komponen paling banyak, diikuti oleh alkohol, furfural serta campuran fenol dengan bobot molekul rendah.

Berbeda dengan delignifikasi konvensional, pulp organosolv tidak mudah dicuci dengan air karena cenderung akan kembali mengendapkan lignin yang terlarut pada serat-serat. Untuk mencuci pulporganosolv diperlukan jenis pelarut yang lebih kuat untuk melarutkan lignin, diantaranya dapat menggunakan aseton, tetrahidrofuran (THF), dimetilsulfoksida (DMSO) atau 3-5% alkali panas ( Paszner dan Cho, 1989). Aseton (CH3COCH3) merupakan keton bertitik didih 56°C. Kelarutan aseton dalam air baik, yaitu dapat bercampur sempurna pada semua perbandingan sebab rantai karbonnya relatif pendek (Wilbraham dan Matta, 1992).

Katalisator telah lama diketahui sangat penting dalam proses delignifikasi. Fungsi katalis dalam hal ini selain berfungsi untuk mempercepat proses delignifikasi, juga berfungsi untuk mengembangkan struktur kayu sehingga memudahkan penetrasi larutan pemasak kedalam serpih dan penggunaan suhu pemasakan yang lebih rendah karena selama ini proses pulping organosolv dalam kondisi netral berlangsung pada suhu yang tinggi (175-210°C) untuk mencapai proses delignifikasi. Berdasarkan katalis yang digunakanorganosolv terdapat dua jenis proses, yaitu proses organosolv asam (menggunakan katalis H2SO4 dan HCl) dan proses organosolv basa yang umumnya menggunakan NaOH atau Na2S. Katalis basa ini dapat digunakan pada suhu dan tekanan rendah maupun tinggi.

Delignifikasi dengan alkali menyebabkan pecahnya ikatan eter antara unit-unit fenil propana, menurunkan bobot molekul dan menghasilkan gugus hidroksil fenol bebas. Reaksi yang terjadi akan menaikkan hidrofilitas lignin sehingga mudah larut. Alkali tidak mampu melarutkan selulosa alam, hanya sebagian selulosa yang terdepolimerisasi dengan derajat polimerisasi rendah dapat larut dalam alkali (Achmadi, 1990). Menurut Marton dan Granzow (1982), penggunaan etanol-air dengan penambahan basa akan mentransformasi sodium hidroksida ke dalam basa polisakarida dengan menyerap ion hidroksil. Penambahan basa akan menyebabkan tingginya konsentrasi ion hidroksil dalam larutan pemasak sehingga mempercepat pemutusan pada ikatan intra molekul lignin saat ekstraksi dan mempercepat delignifikasi.

Pada Gambar 5, selama berlangsungnya proses pemasakan dalam digester yang berisi larutan soda api (NaOH), polimer lignin akan terdegradasi dan kemudian larut dalam larutan pemasak. Larutnya lignin ini disebabkan oleh terjadinya transfer ion hidrogen dari gugus hidroksil pada lignin ke ion hidroksil (Gilligan, 1974). Menurut Murdiyatmo dalam Darnokoet al. (1995), mengatakan bahwa alkali (NaOH) selain dapat melarutkan lignin juga dapat melarutkan hemiselulosa.

Gambar 5. Reaksi lignin dengan gugus hidroksil dari NaOH pada proses delignifikasi

Menurut penelitian Rostika et al. (1994), penggunaan pelarut alkohol dengan katalis NaOH mampu meningkatkan rendemen pemasakan, menurunkan bilangan kappa serta efesiensi waktu dan energi pemasakan. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh pelarutan lignin yang cepat dan retensi karbohidrat yang tinggi.

D. ISOLASI LIGNIN

Lignin dapat diisolasi dari kayu bebas ekstraktif sebagai sisa yang tidak larut setelah penghilangan polisakarida dengan hidrolisis. Secara alternatif, lignin dapat dihidrolisis dan diekstraksi dari kayu atau diubah menjadi turunan yang larut. Menurut Achmadi (1990), sifat-sifat lignin yang disebabkan oleh struktur molekul dan letaknya dalam dinding sel menyebabkan isolasi lignin dalam bentuk tak berubah, belum dapat dilakukan. Semua metode isolasi menunjukkan kekurangan, baik secara mendasar mengubah struktur lignin asli maupun melepaskan bagian lignin yang nisbi tak berubah. Metode isolasi lignin terbagi dalam dua kelompok, yaitu:

• Metode yang menghasilkan lignin sebagai sisa (residu).

• Metode yang melarutkan lignin, baik dengan ekstraksi pelarut atau membentuk turunan yang larut.

OH CH3O

C OH O

CH3O

C H2O

+ +

Metode isolasi yang pertama sering dinamakan lignin asam (lignin Klason) yang diperoleh setelah penghilangan polisakarida dari kayu yang diekstraksi (bebas damar) dengan hidrolisis H2SO4 68-78% (biasanya 72%). Asam-asam lain (seperti HCl) dapat digunakan juga untuk hidrolisis, tetapi metodenya mempunyai kekurangan yang serius, yaitu struktur lignin berubah secara intensif selama hidrolisis. Semua pemisahan lignin dengan metode asam ini selalu mengakibatkan kondensasi lignin dan masuknya unsur S atau Cl.

Polisakarida dapat dihilangkan dengan enzim-enzim dari bubuk kayu yang digiling halus. Metodanya lebih rumit, tetapi lignin enzim selulotik (CEL) yang dihasilkan pada dasarnya tetap mempertahankan struktur aslinya tanpa perubahan. Lignin juga dapat dihidrolisis dengan dioksana yang mengandung air dan asam klorida tetapi terjadi perubahan struktur yang cukup besar (Sjostrom, 1995).

Berbagai teknik isolasi telah dipelajari, tetapi pada prinsipnya sama yaitu diawali dengan proses pengendapan padatan. Menurut Sjostrom (1995), isolasi lignin dibedakan pada tiga metode yaitu isolasi dengan pengasaman yang menggunakan pereaksi anorganik seperti H2SO4 pekat atau HCl pekat, isolasi dengan metode Cellulolytic Enzyme Lignins (CEL), dan Milled Wood Lignin (MWL).

Isolasi lignin pada berbagai serat umumnya tidak menghasilkan lignin murni karena di dalam kandungan lignin masih terdapat lignoselulosa lainnya seperti hemiselulosa. Adanya unit kompleks dari ikatan lignin dengan hemiselulosa menyebabkan isolasi lignin mengalami kesulitan untuk mendapatkan rendemen lignin murni. Menurut Rostika et al. (2002), untuk mendapatkan lignin yang murni dan kandungan zat anorganik yang lebih sedikit diperlukan kondisi optimum pada saat pengasaman dan pemisahan lignin.

Kurang lebih setengah dari bahan organik yang terdapat di dalam larutan sisa pemasak pulp kertas adalah lignin dan sisanya terdiri dari asam karboksilik yang terbentuk sebagai hasil degradasi karbohidrat kayu. Beberapa cara untuk memisahkan lignin dari bahan baku digunakan pereaksi anorganik yaitu H2SO4 pekat dan HCl pekat dengan tujuan untuk mendestruksi

karbohidrat (Sugesty, 1991). Menurut Setiawan (2001), isolasi lignin merupakan tahap pemisahan lignin. Proses pemisahan dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti pengasaman dan presipitasi dengan gas buang atau CO2, pengasaman dan presipitasi dengan limbah asam, ultrafiltrasi, penukaran ion, elektrodialisa, koagulasi dengan bahan kimia dan flokulasi dengan pemanasan.

Menurut Sjostrom (1995), isolasi yang dilakukan pada pH rendah akan dihasilkan rendemen yang lebih tinggi, karena reaksi polimerisasi yang terjadi pada pH yang lebih rendah berlangsung lebih sempurna sehingga semakin banyak unit penyusun lignin yang semula larut mengalami polimerisasi lagi dan membentuk polimer lignin. Reaksi kondensasi akan meningkat dengan meningkatnya keasaman.

Proses isolasi dengan metode pengasaman banyak digunakan untuk mendapatkan lignin dengan kemurnian tinggi. Urutan prosesnya adalah sebagai berikut :

• Pengendapan lignin dengan asam sulfat.

• Pelarutan endapan lignin dengan menggunakan NaOH. • Pengendapan lagi dengan menggunakan asam sulfat. • Pencucian dengan air.

• Pengeringan padatan lignin.

Lignin hasil isolasi dengan menggunakan H2SO4 dan HCl banyak mengandung asam asetat, asam laktat, asam format dan asam-asam lainnya. Adanya ikatan lignin-karbohidrat memungkinkan terjadinya degradasi senyawa-senyawa karbohidrat selama isolasi berlangsung seperti pentosa dan asam-asam uronat menjadi furfural, heksosa menjadi hidroksi metal furfural dan asam format sehingga pH isolat lignin semakin rendah (Kimet al., 1987).

E. KARAKTERISASI GUGUS FUNGSI

Spektrofotometer inframerah merupakan salah satu teknik identifikasi struktur baik untuk senyawa organik maupun senyawa anorganik. Analisa ini merupakan metode semi empirik dimana kombinasi pita serapan yang khas dapat diperoleh untuk menentukan struktur senyawa yang terdapat pada suatu

bahan (Sutiani, 1997). Menurut Mohsenin (1984), infra merah merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang diatas daerah sinar tampak yaitu pada 700-3000 m. Energi dari kebanyakan vibrasi molekul berhubungan dengan daerah inframerah. Vibrasi ini dapat dideteksi dan diukur pada spektrum inframerah bila vibrasinya menghasilkan perubahan momen dipol. Daerah inframerah dibagi dalam daerah dekat (12800-4000 cm-1), daerah sedang (4000-200 cm-1), dan daerah jauh (200-10 cm-1). Radiasi inframerah yang penting dalam penentuan struktur atau analisa gugus fungsi dan paling banyak digunakan untuk keperluan praktis adalah daerah inframerah sedang yaitu dengan bilangan gelombang antara 4000-650 cm-1. Spektrum-spektrum dari sebagian besar polimer komersial telah dicatat, karena itu indentifikasi kualitatif zat-zat yang belum diketahui seringkali bisa diselesaikan melalui perbandingan (Khopkar, 2002). Menurut Pecsok et al. (1976), untuk menghitung intensitas pita serapan pada peak maksimum dapat menggunakan perhitungan:

Absorbansi X bobot molekul a

=

mg/ml sampel Xcell path (cm)

Spektrum inframerah merupakan sifat khas senyawa-senyawa yang strukturnya sudah diketahui secara pasti, terdapat sejumlah ketidaktentuan bila menginterprestasikan spektra inframerah lignin. Hal ini terutama disebabkan karena terdapatnya variasi yang besar dalam struktur dan komposisi lignin, tergantung pada asal sampel dan prosedur isolasi khusus. Faktor yang kedua adalah adanya variasi yang disebabkan oleh teknik pengukuran lignin yang berbeda dalam pelarut yang sesuai dalam bentuk film atau dalam bentuk penggunaan yang paling sering yaitupellet KBr (Hergert, 1971).

III. METODE PENELITIAN

A. BAHAN DAN ALAT

1. Bahan

Bahan baku utama yang digunakan adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dari industri pengolahan minyak kelapa sawit PT Condong, Garut - Jawa Barat, sedangkan bahan kimia yang digunakan untuk isolasi dan analisis, yaitu etanol/alkohol, aseton teknis, benzen, NaOH, NaCl, H2SO4, HCl, indikatorphenolpthalin, kertas pH dan air suling/aquades.

2. Alat

Peralatan yang digunakan untuk persiapan bahan antara lain golok, loyang besar untuk mengeringkan bahan, alat penggiling (willey mill) dan alat penyaring (vibro type merek RETSCH) ukuran 0,710 – 0,500 mm. Peralatan yang digunakan untuk isolasi dan analisa produk diantaranya oven suhu 103°C ± 2°C, tanur suhu 400-600°C, penangas air, kompor listrik, cawan alumunium, cawan porselen, neraca analitik, desikator, kaca arloji, erlenmeyer, pipet tetes dan pipet volumetrik, alat soxhlet apparatus, labu ekstrak 1.000 ml, pendingin tegak, heating mantle, digester, termometer, buret, batu didih, kertas saring Whatman No.42, kertas saring tidak berabu, gelas ukur, gelas piala, labu takar, mortar, pH meter, corong, sentrifuse, saringan nylon 20 µ m, saringan vakum, rotary evaporator, spatula kaca, sudip dan spektrofotometer FT-IR.

B. TATA LAKSANA PENELITIAN

1. Persiapan Bahan

Tahap penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan serat (fibrous form) dari tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang dihasilkan oleh industri minyak kelapa sawit. Untuk mendapatkan serat, TKKS dibersihkan dari sisa

kulit buah sawit kemudian diuraikan menjadi bentuk serat dan dikeringkan di udara terbuka (sinar matahari) selama satu minggu. Serat TKKS yang telah kering dipotong sehingga berukuran panjang ± 30 mm kemudian digiling memakai mesin penggiling (willey mill) kemudian dipisahkan antara serat panjang, pendek, dan debu yang menempel dengan menggunakan alat penyaring (vibro type) berdiameter 0,710 mm – 0,500 mm.

Serat yang didapat dalam bentuk serpih-serpih TKKS, terlebih dahulu dianalisa sifat kimianya (persen berat kering, w/w) yang terdiri dari kadar air, kadar abu, kadar -selulosa, kadar lignin, kadar sari (ekstraktif), kelarutan dalam larutan NaOH 1 persen, kelarutan dalam air dingin dan air panas. Analisa tersebut dilakukan berdasarkan SNI, standar TAPPI dan standar-standar lainnya seperti pada Lampiran 2.

2. Penelitian Utama

Pada penelitian utama ini dilakukan isolasi lignin dari serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) mengacu pada metode isolasi Sun et al. (1999). Tahapan ini dimulai dengan pembuatan lindi hitam (black liquor) serpih TKKS terlebih dahulu, kemudian dari lindi hitam serpih TKKS tersebut diisolasi ligninnya dengan pengkajian untuk mengetahui pengaruh perbedaan penambahan konsentrasi basa (NaOH) yang digunakan sebagai katalis pada saat delignifikasi serpih TKKS menjadi lindi hitam dan variasi konsentrasi asam sulfat yang digunakan saat pengendapan lignin dari lindi hitam.

a. Pembuatan serpih TKKS bebas zat ekstraktif

Sejumlah serpih TKKS terlebih dahulu dibersihkan dan dikeringkan. Pengeringan serpih dilakukan di dalam oven pada suhu 60oC selama 16 jam. Serpih yang telah dikeringkan diekstraksi dengan menggunakan benzen:etanol (2:1, v/v) selama 6 jam pada soxhlet apparatus kemudian serpih TKKS tersebut dikeringkan kembali di dalam

oven selama 16 jam pada suhu 60oC. Residu hasil pengeringan oven tersebut diekstraksi kembali dengan menggunakan etanol teknis 95% selama 4 jam pada soxhlet apparatus kemudian dengan air pada suhu 100oC selama 2 jam sehingga didapatkan serpih TKKS yang bebas zat ekstraktif.

b. Delignifikasi serpih TKKS

Serpih TKKS yang bebas zat ekstraktif dilakukan pemasakan di dalam digester untuk mendapatkan lindi hitam (black liquor) TKKS. Serpih TKKS, larutan pemasak dan bahan kimia yang telah ditetapkan komposisinya dimasukkan kedalam digester. Pemasakan ini dilakukan dua tahap, yaitu pemasakan dari suhu kamar sampai suhu maksimum (waktu reaksi) dan pemasakan yang dipertahankan pada suhu maksimum (waktu pada suhu maksimum) selama waktu tertentu.

Kondisi delignifikasi serpih TKKS terdiri dari : • berat kering serpih (BKS) TKKS : 250 gram

• larutan pemasak : 10:1 (v/b) terhadap BKS • komposisi larutan pemasak : etanol teknis 95% : air (1:1) • katalis (NaOH) : 0%, 5%, 10%, 15% terhadap BKS • suhu maksimum : 170oC

• waktu reaksi : 1,5 jam • waktu pada suhu maksimum : 1 jam

Hasil delignifikasi terdiri atas dua bagian yaitu lindi hitam dan serpih (pulp) yang agak lunak. Serpih yang dihasilkan dicuci dengan aseton teknis, kemudian dengan air dan sisa cairan pencucian ditambahkan pada lindi hitam tersebut. Lindi hitam disaring dengan menggunakan kain nylon 20 µm untuk memisahkan bahan terlarut dalam lindi hitam (filtrat) dan tidak terlarut (residu) kemudian dianalisa pH dan kadar padatan total lindi hitam seperti pada Lampiran 3.

c. Isolasi lignin dari lindi hitam TKKS

Isolasi lignin yang dilakukan mengacu pada metode isolasi yang dikembangkan Kimet al. (1987). Sebanyak 500 ml lindi hitam yang telah disaring (filtrat) diendapkan ligninnya dengan cara titrasi oleh asam (H2SO4) dengan konsentrasi 5, 20 dan 35% (persen v/v). Titrasi dilakukan secara perlahan-lahan (± 1 ml per menit) sampai pH 2, kemudian didiamkan minimal selama 8 jam agar pengendapan sempurna. Endapan lignin dipisahkan dari lindi hitam yang telah diasamkan dengan menggunakan alatsentrifuse (4500 rpm, 20 menit). Untuk meningkatkan kemurnian lignin, endapan lignin tersebut dilarutkan kembali kedalam larutan alkali yaitu NaOH 1 N, kemudian larutan lignin diendapkan kembali dengan cara titrasi menggunakan asam (H2SO4) seperti proses pengendapan pertama. Endapan lignin dipisahkan kembali dari larutannya dengan menggunakan alat sentrifuse, kemudian disaring dengan kertas saring Whatman No.42 sehingga dihasilkan larutan lignin dengan kemurnian yang lebih tinggi. Selanjutnya endapan dicuci menggunakan H2SO4 0,01 N, dilanjutkan pencucian dengan aquades dan disaring menggunakan penyaring vakum. Endapan yang telah dicuci dikeringkan dalam oven (50-60oC) selama 24 jam sehingga dihasilkan lignin berbentuk serbuk/tepung.

Untuk menghindari masih banyaknya kandungan lignin di dalam serpih lunak (pulp TKKS), maka pulp tersebut didelignifikasi kembali dengan menggunakan larutan NaOH 10% pada suhu 20oC selama 16 jam kemudian disaring. Filtrat yang didapatkan diisolasi dengan metode yang sama. Diagram alir proses isolasi lignin dari serpih tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dapat dilihat pada Gambar 6.

3. Karakterisasi Isolat Lignin

Karakterisasi isolat lignin meliputi rendemen, kadar lignin, keasaman lignin (pH), kadar metoksil, bobot molekul dan analisa isolat lignin dengan spektrofotometer FT-IR. Prosedur karakterisasi dapat dilihat pada Lampiran 4.

Gambar 6. Diagram alir proses isolasi lignin dari serpih TKKS

TKKS

Dipotong-potong, dibersihkan, pengeringan sinar matahari, penggilingan, pemisahan (saringan 0,710-0,500 mm)

Serat TKKS

Analisa komposisi kimia serat TKKS

Pengeringan oven (60°C, 16 jam)

Ekstraksi dengan benzen : etanol 95% (2:1, v/v) selama 6 jam

Ekstraksi dengan etanol 95% (4 jam), kemudian dengan air (100°C, 2 jam )

Serat TKKS bebas ekstraktif

Pemasakan organosolv serat TKKS padadigesterdengan penambahan NaOH (0;5;10;15%) selama 2,5 jam, 170°C

Penyaringan dengan kainnylon 20 µm Lindi hitam

(lignin terlarut)

Pengeringan oven (60°C, 16 jam)

Lindi hitam TKKS tahap I

A

B

Serat TKKS hasil delignifikasi

Cairan sisa pencucian

Gambar 6. Diagram alir proses isolasi lignin dari serpih TKKS (Lanjutan)

Ditritasi sampai pH=2 dengan H2SO4(5; 20; 35 % v/v), diamkan ± 8 jam

Sentrif use 4500 rpm,20 mnt

Endapan lignin (residu)

Dicuci dengan H2SO4 0,01 N

Padatan lignin

Tepung lignin

Pengeringan oven 50-60ºC, 24 jam Dilarutkan dengan NaOH 1 N ± 100 ml

Sentrifuse4500 rpm,20 mnt

Endapan lignin (residu)

Saringvacuum Filtrat

Dicuci dengan aquades

Saringvacuum Filtrat

A

Filtrat

Filtrat Ditritasi sampai pH=2 dengan H2SO4(5; 20; 35 % v/v), diamkan ± 8 jam

Gambar 6. Diagram alir proses isolasi lignin dari serpih TKKS (Lanjutan)

4. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan acak lengkap dua faktor (faktorial RAL). Faktor yang dikaji yaitu empat taraf penambahan katalis basa (NaOH) pada saat delignifikasi organosolv(A) yaitu NaOH=0% (A1), NaOH=5% (A2), NaOH=10% (A3) dan NaOH=15% (A4), serta tiga taraf konsentrasi H2SO4 pada pengendapan lignin (B) yaitu H2SO4=5% (B1), H2SO4=20% (B2) dan H2SO4=35% (B3).

Model matematika rancangan percobaan penelitian utama adalah sebagai berikut:

Y

ijk

= + A

i

+ B

j

+ AB

ij

+

k(ij) dimana :

Yijk = variabel respon dari hasil observasi ke-k yang terjadi karena pengaruh bersama taraf ke-i faktor konsentrasi NaOH dan taraf ke-j faktor konsentrasi H2SO4

Residu

(selulosa) delignifikasi dengan larutan NaOH 10% (20ºC, 16 jam)

Isolasi lignin

Lignin Hemiselulosa

Serat TKKS hasil delignifikasi

Lindi hitam TKKS tahap II

µ = nilai tengah populasi

Ai = efek taraf ke-i faktor konsentrasi NaOH (i = 1,2,3,4) Bj = efek taraf ke-j faktor konsentrasi H2SO4 (j = 1,2,3)

ABij = efek interaksi antara taraf ke-i faktor NaOH dan taraf ke-j faktor konsentrasi H2SO4

k(ij) = galat percobaan dari faktor NaOH ke-i dan konsentrasi H2SO4

ke-j

Untuk melihat pengaruh kombinasi perlakuan penambahan katalis basa (NaOH) dan konsentrasi H2SO4 yang digunakan pada isolasi lignin terhadap karakteristik isolat lignin dilakukan analisis keragaman dari data hasil penelitian dengan kriteria sebagai berikut: apabila (Pr > F) < berarti pengaruh faktor terhadap respon yang diuji nyata atau sangat nyata pada tingkat kepercayaan 95% begitu sebaliknya. Jika perlakuan memberikan pengaruh yang nyata akan dilakukan uji beda nyata Duncan untuk melihat pengaruh tiap perlakuan terhadap respon yang diamati (Mattjik,2002).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. KARAKTERISTIK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan bahan berlignoselulosa yang dihasilkan dari industri pengolahan buah sawit menjadi minyak sawit kasar (crude palm oil, CPO). Hasil analisa komponen kimia TKKS yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Komposisi kimia tandan kosong kelapa sawit hasil penelitian

Komponen Kimia

Hasil Penelitian Analisa Awal TKKS

(dalam %)

Kadar air 8,20

Kadar Lignin 22,12

Kadar sari 7,25

Kadar -selulosa 62,46

Kadar abu 7,12

Kelarutan dalam: 1% NaOH Air dingin Air panas

37,91 24,05 18,58

Berdasarkan analisa komponen kimia TKKS, terlihat bahwa kandungan lignin, sari (ekstrak alkohol-benzena), abu dan -selulosa TKKS cukup tinggi. Demikian juga persentase kelarutan TKKS dalam 1% NaOH, air dingin dan air panas cukup tinggi. Kelarutan tersebut menunjukkan banyaknya komponen terlarut yang meliputi senyawa anorganik dan organik, antara lain karbohidrat yang mempunyai berat molekul rendah, tanin, kinon, zat warna dan sebagian lignin (SNI, 1990). Kadar lignin dengan persentase 22,12% di dalam TKKS menjadikannya alternatif sumber lignin alami non kayu yang memiliki potensi besar.

-selulosa merupakan bagian selulosa yang mempunyai berat molekul tinggi yang merupakan bagian yang tinggal setelah bagian selulosa lainnya larut pada perlakuan dengan NaOH 8,3% dan pelarutan setelah terjadi

Lampiran 12. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Berat Ekuivalen Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II

A. Data hasil penelitian berat ekuivalen isolat lignin delignifikasi tahap II

Perlakuan Ulangan Mw Rata-rata 1 2.593

A1B1

2 2.655 2.624 ± 43,42 1 2.956

A1B2

2 2.873 2.914 ± 58,91 1 3.260

A1B3

2 3.129 3.195 ± 92,37 1 2.359

A2B1

2 2.343 2.351 ± 11,51 1 2.445

A2B2

2 1.890 2.168 ± 392,57 1 2.503

A2B3

2 2.065 2.284 ± 309,50 1 2.028

A3B1

2 1.739 1.883 ± 203,85 1 1.710

A3B2

2 1.806 1.758 ± 68,05 1 1.804

A3B3

2 1.919 1.861 ± 81,79 1 2.312

A4B1

2 2.166 2.239 ± 103,76 1 2.112

A4B2

2 2.105 2.108 ± 5,01 1 2.353

A4B3

2 1.982 2.168 ± 262,43 Keterangan:

A : faktor penambahan katalis NaOH (1= 0%, 2= 5%, 3= 10%, 4= 15%) B : faktor konsentrasi H2SO4 (1= 5%, 2= 20%, 3= 35%)

B. Analisa ragam (ANOVA) berat ekuivalen isolat lignin delignifikasi tahap II ( =0,05)

A 3 3.645.792,458 1.215.264,153 36,780 <,0001

B 2 83.797,000 41.898,500 1,270 0,3165

A*B 6 311.245,667 51.874,278 1,570 0,2381 • Nilai Signifikansi (Pr > F) < : Berpengaruh Nyata.

• Nilai Signifikansi (Pr > F) > : Tidak Berpengaruh Nyata.

C. Uji lanjut duncan berat ekuivalen isolat lignin proses delignifikasi tahap II Uji lanjut Duncan terhadap berat ekuivalen isolat lignin faktor penambahan katalis NaOH (A)

Pengelompokan Duncan Rataan N Konsentrasi NaOH (%)

A 5.822,000 6 0

B 4.535,300 6 5

B 4.343,300 6 15

C 3.668,500 6 10

• Huruf Pengelompokan Duncan yang tidak sama menunjukkan faktor berbeda nyata.

• Huruf Pengelompokan Duncan yang sama menunjukkan faktor tidak berbeda nyata.

Lampiran 13. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Kadar Metoksil Isolat Lignin Delignifikasi Tahap I

A. Data hasil penelitian kadar metoksil isolat lignin delignifikasi tahap I

Perlakuan Ulangan % metoksil Rata-rata

1 2,93

A1B1

2 2,84 2,89 ± 0,06

1 3,11

A1B2

2 3,02 3,07 ± 0,06

1 2,90

A1B3

2 2,83 2,86 ± 0,05

1 2,32

A2B1

2 2,58 2,58 ± 0,18

1 2,24

A2B2

2 2,22 2,23 ± 0,02

1 2,38

A2B3

2 2,27 2,32 ± 0,08

1 2,06

A3B1

2 2,17 2,12 ± 0,08

1 1,60

A3B2

2 2,25 1,92 ± 0,48

1 1,93

A3B3

2 2,23 2,08 ± 0,21

1 2,21

A4B1

2 2,30 2,26 ± 0,06

1 2,36

A4B2

2 2,31 2,33 ± 0,03

1 2,59

A4B3

2 2,49 2,54 ± 0,07

Keterangan:

A : faktor penambahan katalis NaOH (1= 0%, 2= 5%, 3= 10%, 4= 15%) B : faktor konsentrasi H2SO4 (1= 5%, 2= 20%, 3= 35%)

B. Analisa ragam (ANOVA) kadar metoksil isolat lignin delignifikasi tahap I =0,05)

A 3 2,533 0,844 31,350 <,0001

B 2 0,016 0,008 0,30 0,7427

A*B 6 0,208 0,035 1,290 0,3329

• Nilai Signifikansi (Pr > F) < : Berpengaruh Nyata. • Nilai Signifikansi (Pr > F) > : Tidak Berpengaruh Nyata.

C. Uji lanjut duncan kadar metoksil isolat lignin delignifikasi tahap I

Uji lanjut Duncan terhadap kadar metoksil isolat lignin faktor penambahan katalis NaOH (A)

Pengelompokan Duncan Rataan N Konsentrasi NaOH (%)

A 2,938 6 0

B 2,377 6 15

B 2,335 6 5

C 2,040 6 10

• Huruf Pengelompokan Duncan yang tidak sama menunjukkan faktor berbeda nyata.

• Huruf Pengelompokan Duncan yang sama menunjukkan faktor tidak berbeda nyata.

Lampiran 14. Data Hasil Penelitian, Analisa Ragam dan Uji Lanjut Duncan Kadar Metoksil Isolat Lignin Delignifikasi Tahap II

A. Data hasil penelitian kadar metoksil isolat lignin delignifikasi tahap II

Perlakuan Ulangan % metoksil Rata-rata

1 2,88

A1B1

2 2,86 2,87 ± 0,02

1 3,12

A1B2

2 3,02 3,07 ± 0,07

1 2,67

A1B3

2 2,63 2,65 ± 0,03

1 2,20

A2B1

2 2,25 2,22 ± 0,03

1 2,26

A2B2

2 2,29 2,27 ± 0,02

1 2,01

A2B3

2 2,14 2,08 ± 0,09

1 2,11

A3B1

2 1,72 1,92 ± 0,28

1 1,84

A3B2

2 2,08 1,96 ± 0,17

1 1,57

A3B3

2 1,98 1,77 ± 0,29

1 2,32

A4B1

2 2,16 2,24 ± 0,11

1 2,29

A4B2

2 1,63 1,96 ± 0,47

1 1,99

A4B3

2 1,53 1,76 ± 0,32

Keterangan:

A : faktor penambahan katalis NaOH (1= 0%, 2= 5%, 3= 10%, 4= 15%) B : faktor konsentrasi H2SO4 (1= 5%, 2= 20%, 3= 35%)

B. Analisa ragam (ANOVA) kadar metoksil isolat lignin delignifikasi tahap II ( =0,05)

A 3 3,492 1,164 25,800 <,0001

B 2 0,332 0,166 3,680 0,0569

A*B 6 0,158 0,026 0,580 0,7377

•Nilai Signifikansi (Pr > F) < : Berbeda Nyata. •Nilai Signifikansi (Pr > F) > : Tidak Berbeda Nyata.

C. Uji lanjut duncan kadar metoksil isolat lignin delignifikasi tahap II

Uji lanjut Duncan terhadap kadar metoksil lignin isolat faktor penambahan katalis NaOH (A)

Pengelompokan Duncan Rataan N Konsentrasi NaOH (%)

A 2,863 6 0

B 2,192 6 5

C B 1,987 6 15

C 1,883 6 10

• Huruf Pengelompokan Duncan yang tidak sama menunjukkan faktor berbeda nyata.

• Huruf Pengelompokan Duncan yang sama menunjukkan faktor tidak berbeda nyata.