1. Pemanfaatan Lignin
Lignin memiliki nama latin lignum yang memiliki arti kayu, jadi kayu itu sendiri mengandung jumlah lignin yang banyak. Lignin merupakan senyawa kompleks aromatik non karbohidrat yang
memiliki struktur polimer organik yang banyak jumlahnya pada tumbuhan.Fungsi lignin sendiri dalam tanaman adalah sebagai pengangkut internal dari air, nutrisi dan zat metabolit. Lignin
memberikan kekuatan pada dinding sel dan sebagai penyambung antara sel dan sebagai penyambung antara sel kayu yang senyawanya tahan terhadap tekanan, bersifat fleksibel dan
jaringannya tahan terhadap serangan mikroorganisme dan perambatan enzim penghancur dalam dinding sel. Molekul lignin adalah molekul yang memiliki berat molekul besar yang merupakan
gabungan dari beberapa asam dan alkohol penilprofilik koumaril,koniferil,sinafil yang secara
acak radikal memberikan bentuk polimer amorf dari struktur tiga dimensi Nuryanto,2000.
Lignin dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan kimia, karena senyawa lignin mempunyai gugus aktif yang dapat direaksikan dengan gugus lain, sehingga membentuk
senyawa baru dengan struktur dan manfaat yang berbeda dari struktur kimia senyawa asalnya. Senyawa baru turunan lignin diperoleh dengan melakukan modifikasi struktur lignin dengan
menggunakan proses lebih lanjut. Lignin hasil isolasi dapat dimanfaatkan sehingga dispersan, binder, dan surfaktan.Pemanfaatan lignin dan turunannya dapat disajikan pada tabel dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Pemanfaatan lignin Jenis Penggunaan
Keanekaragaman Aplikasinya
Dispersan 4.
Karbonhitam.peptisida,zat warna,pigmen, keramik
5.Tanah permukaan jalan, aspal Pengemulsi
Lilin, minyak dalam air, karet Penstabil campuran
Sabun, lateks, buih api Penyaring Logam
Industri air,mikronutrisi pertanian Adiktif
Lumpur pengeboran,beton,
penggiling semen,pembersih
indutri,bahan penyamak,karet, plastic vinil.
Pengikat dan perekat Butiran
pakan tenak,pupuk,tinta
cetak,mineral, pelapis,inti
pengecoran logam, biji besi
Pereaksi Urea-Formaldehide
fenol, furan,epoksi,urethane
Dan lain-lain Koagulasi protein,pelindung koloid dalam
ketel uap,rsin penukar ion,penangkap oksigen,dll
Fengel dan Wegner,1995.
2.3.4 Isolasi Lignin
Lignin dapat diisolasi dari kayu bebas ekstraktif sebagai sisa yang tidaklarut setelah penghilangan polisakarida dengan hidrolisis. Secara alternatif, lignin dapat dihidrolisis dan
diekstraksi dari kayu atau diubah menjadi turunan yang larut. Menurut Achma di 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
Universitas Sumatera Utara
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 dan metode yang melarutkan lignin, baik dengan ekstraksi pelarut atau membentuk turunan yang larut. Metode
isolasi yang pertama sering dinamakan lignin asam lignin Klason yang diperoleh setelah penghilangan polisakarida dari kayu yangdiekstraksi bebas damar dengan hidrolisis H
2
SO
4
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. Isolasi lignin dibedakan pada tiga metode yaitu isolasi dengan
pengasaman yang menggunakan pereaksi anorganik seperti H
2
SO
4
pekat atau HCl pekat,isolasi dengan metode Cellulolytic Enzyme Lignins CEL, dan Milled WoodLignin 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 Sjostrom,1995. Untuk mendapatkan
lignin yang murni dan kandungan zat anorganik yang lebih sedikit diperlukan kondisi optimum
Universitas Sumatera Utara
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 Rostika,20002. Beberapa cara untuk memisahkan lignin dari bahan baku digunakan pereaksi anorganik yaitu H
2
SO
4
pekat dan HCl pekat dengan tujuan untuk mendestruksi karbohidrat Sugesty, 1991. Isolasi lignin
merupakan tahap pemisahan lignin. Proses pemisahan dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti pengasaman dan presipitasi dengan gas buang atau CO
2
, pengasaman dan presipitasi dengan limbah asam, ultrafiltrasi, penukaran ion, elektrodialisa, koagulasi dengan bahan kimia
dan flokulasi dengan pemanasan Setiawan,2001. 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
sebagaiberikut :
- Pengendapan lignin dengan asam sulfat.
-Pelarutan endapan lignin dengan menggunakan
- Pengendapan lagi dengan menggunakan asam sulfat.
- Pencucian dengan air.
- Pengeringan padatan lignin.
Universitas Sumatera Utara
Lignin hasil isolasi dengan menggunakan H
2
SO
4
dan HCl banyak mengandung asam asetat, asam laktat, asam format dan asam-asam lainnya Sjostrom,1995. 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 Kim, 1987.
2.3.5 Karakteristik Isolat Lignin 1. Rendemen Lignin
Rendemen lignin yang dihitung pada penelitian ini didasarkan pada berat serpih TKKS. Rendemen lignin menunjukkan besarnya jumlah padatan lignin satuan dalam gram dalam
setiap gram serpih TKKS yang digunakan. Rendemen lignin sangat dipengaruhi oleh proses pemasakan bahan baku, perbedaan reaksi polimerisasi dan dikarenakan adanya perlakuan
tambahan, yaitu penguapan sebagian kandungan airnya. Faktor konsentrasi asam sulfat memberikan pengaruh yang nyata pada masing-masing rendemen isolat ligninnya. Diketahui
bahwa perlakuan konsentrasi asam sulfat yang digunakan pada proses pengasaman lindi hitam, cenderung memberikan hasil yang tidak berbeda nyata pada lindi hitam masing-masing
perlakuan penambahan NaOH kedalam larutan. Kombinasi perlakuan faktor penambahan katalis basa NaOH. Adanya peningkatan rendemen isolate lignin pada proses pengasaman
menggunakan asam sulfat dikarenakan pada kondisi proses pengasamanyang lebih asam dimana semakin tinggi konsentrasi asam sulfat maka semakin tinggi pula tingkat keasamannya pH
rendah, diduga terjadireaksi kondensasi yang semakin meningkat pada unit-unit penyusun lignin seperti para-koumaril alkohol, koniferil alkohol dan sinapil alkohol, yang semula larut akan
Universitas Sumatera Utara
mengalami repolimerisasi dan membentuk molekul yang lebih besar yaitu polimer lignin Damat, 1989.
Pada suasana asam lignin cenderung melakukan kondensasi sehingga lignin yang terkondensasi tersebut akan mengendap dan lignin yang terisolasi semakin banyak. Selain itu,
seiring meningkatnya penambahan NaOH pada larutan pemasak organosolv, menyebabkan semakin tinggi padatan total yang mengandung lignin sehingga rendemen isolat lignin yang
didapat semakin tinggi pula. Terjadi penurunan rendemen isolat lignin. Hal tersebut diduga disebaban pada kondisi pengasaman yang terlalu kuat jenuh, polimerlignin akan berikatan
dengan polimer non lignin sehingga membentuk senyawa lainnya yang terlarut dalam pelarut, ataupun pada saat proses pengasaman lindi hitam terdapat lignin yang tidak terendapkan
Achmadi,1991. Penambahan asam terlalu kuat pada larutan sisa pemasak pulp lindi hitam dapat menyebabkan terjadinya degradasi polisakarida dan dekomposisi komplek lignin-
karbohidrat Barsinai,1976.
Selain itu,lindi hitam TKKS pada kondisi pengasaman dengan konsentrasi tinggi akan menyebabkan rendemen lignin semakin kecil dikarenakan tingkat pengasaman yang tidak merata
pada kondisi tersebut. Selain degradasi lignin diduga terjadi degradasi komponen non lignin lainnya yang berlebihan yang larut dalam larutan pemasak Ibrahim,2003.
Selama berlangsungnya proses delignifikasi tidak hanya lignin yang terpisahkan dari serat-serat selulosa, tetapi juga komponen lainnya seperti polisakarida dan sedikit hemiselulosa.
Faktor lain yang menyebabkan perbedaan perolehan rendemen isolat lignin pada masing-masing perlakuan yaitu adanya penambahan asam sulfat berkonsentrasi tinggi pada lindi hitam yang
menyebabkan suhu pada saat proses pengendapan lignin semakin tinggi karena adanya reaksi
Universitas Sumatera Utara
kimia antara asam sulfat dengan larutannya sehingga lignin mengalami perubahan struktur menjadi senyawa lain. Hal tersebut ditunjukkan pada saat pengendapan lignin, suhu lindi hitam
setelah ditambahkan asam sulfat berkisar antara 60-75°C Sjostrom,1995.
Pada suhu tinggi lignin dapat mengalami perubahan struktur dengan membentuk asam format, metana, asam asetat dan vanilin sehingga lignin yang terendapkan semakin sedikit
Judoamidjojo,1989.
2. Kadar Lignin
Kategori