Kajian Terhadap Penyediaan Selulosa Mikrokristal dari Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit ( Elaeis guineensis) dengan Metode Hidrolisis Menggunakan Asam Klorida (HCl)
ABSTRAK
Penelitian tentang kajian penyediaan selulosa mikrokristal dari selulosa tandan
kosong kelapa sawit (Elaesis guineensis) dengan metode hidrolisis menggunakan
asam klorida (HCl) bertujuan untuk menentukan konsentrasi HCl dan suhu
hidrolisis yang paling optimum dalam menghasilkan selulosa mikrokristal.
Pembuatan selulosa mikrokristal terdiri dari dua tahap yaitu alkalisasi dan
hidrolisis asam. Tahap alkalisasi dilakukan dengan merendam selulosa tandan
kosong kelapa sawit dengan larutan NaOH 17,5% untuk menghasilkan α-selulosa,
selanjutnya tahap hidrolisis asam dengan menghidrolisis α-selulosa pada berbagai
konsentrasi HCl yaitu 2 N, 2,5 N, 3 N dan 3,5 N dengan variasi suhu hidrolisis
yaitu 65°C, 70°C, 75°C dan 80°C untuk menghasilkan selulosa mikrokristal.
Analisis yang dilakukan meliputi sifat-sifat fisikokimia melalui pengamatan
organoleptik, uji pH, susut pengeringan, dan zat larut dalam air serta karakterisasi
dengan menggunakan instrumen Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray
Diffraction (XRD) dan Scanning Electron Microscopy (SEM) yang masingmasing dilakukan untuk mengetahui struktur molekul, indeks kristalinitas dan
morfologi selulosa mikrokristal yang dihasilkan. Pada penelitian ini diperoleh
kondisi optimum selulosa mikrokristal yang dihasilkan pada proses hidrolisis
yaitu pada konsentrasi HCl 2,5 N suhu 75°C dengan sifat fisikokimia sebagai
berikut : berbentuk serbuk halus dan berwarna putih, nilai pH 7, nilai zat larut
dalam air 0,2%, nilai susut pengeringan 1,57% dan indeks kristalinitas sebesar
72,9% dan telah memenuhi persyaratan British Pharmacopeia 2009. Hasil
karakterisasi dengan menggunakan instrumen FTIR (Fourier Transform Infrared)
menunjukkan bahwa serapan gugus fungsi OH pada selulosa mikrokristal
mengalami penurunan atau semakin rendah (3340cm-1) jika dibandingkan dengan
serapan gugus fungsi OH pada selulosa TKKS dan α-selulosa. Serta terdapat
regangan CH2 dari kelompok metoksil aromatik yang terdapat dalam selulosa
mikrokristal mengalami peningkatan absorbansi. Hasil XRD menunjukkan bahwa
selulosa mikrokristal berbentuk kristal dengan ditandai dua puncak maksimum
yang relatif lebih tajam yaitu berada pada sudut (2θ) 20° dan 22°. Indeks
kristalinitas selulosa mikrokristal pada konsentrasi 2,5 N pada 75°C adalah
sebesar 72,9%. Sementara itu hasil SEM menunjukkan ukuran mikrofibril dari αselulosa menjadi selulosa mikrokristal menjadi semakin kecil.
Kata kunci : Tandan kosong kelapa sawit,
fisikokimia, indeks kristalinitas.
selulosa
mikrokristal,
sifat
Universitas Sumatera Utara
THE STUDY OF PROVISION MICROCRYSTALLINE CELLULOSE FROM
OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHES (Elaesis guineensis) BY HYDROLYSIS
METHOD USING HYDROCHLORIC ACID (HCL)
ABSTRACT
Research on the study of provision microcrystalline cellulose from oil palm empty
fruit bunches (Elaesis guineensis) by hydrolysis method using hydrochloric acid
(HCl) aims to determine the concentrations of HCl and most optimum
temperature hydrolysis in producing microcrystalline cellulose. Making the
microcrystalline cellulose is composed of two phases, they are alkalization and
acid hydrolysis. Alkalization stage is done by soaking cellulose oil palm empty
fruit bunches with 17.5% NaOH solution to produce α-cellulose, then acid
hydrolysis stage is done by hydrolyzed α-cellulose with various concentrations
HCl such as 2 N, 2,5 N, 3 N and 3,5 N and various temperature such as 65°C,
70°C, 75 °C and 80°C to produce microcrystalline cellulose. Analysis was
conducted on the physicochemical properties through observation organoleptic,
pH test, drying on loss, and substances soluble in water and characterization
usingthe instrument such as Fourier Transform Infrared (FTIR), X-ray Diffraction
(XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) each conducted to determine
the molecular structure, crystallinity index and morphology of microcrystalline
cellulose produced. In this research, the optimum conditions resulting
microcrystalline cellulose hydrolysis process is at concentration of HCl 2,5N 75
temperature which has characteristics such as powder form of fine and white, the
pH value of 7, the value of water-soluble substances 0,2%, the value of drying
shrinkage of 1,57% and has met the requirements of the British Pharmacopeia
2009. The result of characterization with FTIR shows that absorbance of OH
group function at microcrystalline cellulose decrease or lower (3340 cm-1) than
two other samples. Then there is CH2 streching from metoxcil aromatic group at
microcrystalline cellulose also having decrease absorbance value. The result of
XRD shows that microcrystalline cellulose is really crystal phase was indicated by
two peaks which is relative sharper than two other samples exactly at angle (2θ)
20° and 22°. Crystallinity index of microcrystalline cellulose at concentration HCl
2,5 N 75 °C are 72.9%, meanwhile the resulf of SEM shows that microfibril size
from microcrystalline cellulose has been changed to smaller than two other
samples.
Keywords : Oil palm empty fruit bunches, microcrystalline cellulose,
physicochemical, crystallinity index.
Universitas Sumatera Utara
Penelitian tentang kajian penyediaan selulosa mikrokristal dari selulosa tandan
kosong kelapa sawit (Elaesis guineensis) dengan metode hidrolisis menggunakan
asam klorida (HCl) bertujuan untuk menentukan konsentrasi HCl dan suhu
hidrolisis yang paling optimum dalam menghasilkan selulosa mikrokristal.
Pembuatan selulosa mikrokristal terdiri dari dua tahap yaitu alkalisasi dan
hidrolisis asam. Tahap alkalisasi dilakukan dengan merendam selulosa tandan
kosong kelapa sawit dengan larutan NaOH 17,5% untuk menghasilkan α-selulosa,
selanjutnya tahap hidrolisis asam dengan menghidrolisis α-selulosa pada berbagai
konsentrasi HCl yaitu 2 N, 2,5 N, 3 N dan 3,5 N dengan variasi suhu hidrolisis
yaitu 65°C, 70°C, 75°C dan 80°C untuk menghasilkan selulosa mikrokristal.
Analisis yang dilakukan meliputi sifat-sifat fisikokimia melalui pengamatan
organoleptik, uji pH, susut pengeringan, dan zat larut dalam air serta karakterisasi
dengan menggunakan instrumen Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray
Diffraction (XRD) dan Scanning Electron Microscopy (SEM) yang masingmasing dilakukan untuk mengetahui struktur molekul, indeks kristalinitas dan
morfologi selulosa mikrokristal yang dihasilkan. Pada penelitian ini diperoleh
kondisi optimum selulosa mikrokristal yang dihasilkan pada proses hidrolisis
yaitu pada konsentrasi HCl 2,5 N suhu 75°C dengan sifat fisikokimia sebagai
berikut : berbentuk serbuk halus dan berwarna putih, nilai pH 7, nilai zat larut
dalam air 0,2%, nilai susut pengeringan 1,57% dan indeks kristalinitas sebesar
72,9% dan telah memenuhi persyaratan British Pharmacopeia 2009. Hasil
karakterisasi dengan menggunakan instrumen FTIR (Fourier Transform Infrared)
menunjukkan bahwa serapan gugus fungsi OH pada selulosa mikrokristal
mengalami penurunan atau semakin rendah (3340cm-1) jika dibandingkan dengan
serapan gugus fungsi OH pada selulosa TKKS dan α-selulosa. Serta terdapat
regangan CH2 dari kelompok metoksil aromatik yang terdapat dalam selulosa
mikrokristal mengalami peningkatan absorbansi. Hasil XRD menunjukkan bahwa
selulosa mikrokristal berbentuk kristal dengan ditandai dua puncak maksimum
yang relatif lebih tajam yaitu berada pada sudut (2θ) 20° dan 22°. Indeks
kristalinitas selulosa mikrokristal pada konsentrasi 2,5 N pada 75°C adalah
sebesar 72,9%. Sementara itu hasil SEM menunjukkan ukuran mikrofibril dari αselulosa menjadi selulosa mikrokristal menjadi semakin kecil.
Kata kunci : Tandan kosong kelapa sawit,
fisikokimia, indeks kristalinitas.
selulosa
mikrokristal,
sifat
Universitas Sumatera Utara
THE STUDY OF PROVISION MICROCRYSTALLINE CELLULOSE FROM
OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHES (Elaesis guineensis) BY HYDROLYSIS
METHOD USING HYDROCHLORIC ACID (HCL)
ABSTRACT
Research on the study of provision microcrystalline cellulose from oil palm empty
fruit bunches (Elaesis guineensis) by hydrolysis method using hydrochloric acid
(HCl) aims to determine the concentrations of HCl and most optimum
temperature hydrolysis in producing microcrystalline cellulose. Making the
microcrystalline cellulose is composed of two phases, they are alkalization and
acid hydrolysis. Alkalization stage is done by soaking cellulose oil palm empty
fruit bunches with 17.5% NaOH solution to produce α-cellulose, then acid
hydrolysis stage is done by hydrolyzed α-cellulose with various concentrations
HCl such as 2 N, 2,5 N, 3 N and 3,5 N and various temperature such as 65°C,
70°C, 75 °C and 80°C to produce microcrystalline cellulose. Analysis was
conducted on the physicochemical properties through observation organoleptic,
pH test, drying on loss, and substances soluble in water and characterization
usingthe instrument such as Fourier Transform Infrared (FTIR), X-ray Diffraction
(XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) each conducted to determine
the molecular structure, crystallinity index and morphology of microcrystalline
cellulose produced. In this research, the optimum conditions resulting
microcrystalline cellulose hydrolysis process is at concentration of HCl 2,5N 75
temperature which has characteristics such as powder form of fine and white, the
pH value of 7, the value of water-soluble substances 0,2%, the value of drying
shrinkage of 1,57% and has met the requirements of the British Pharmacopeia
2009. The result of characterization with FTIR shows that absorbance of OH
group function at microcrystalline cellulose decrease or lower (3340 cm-1) than
two other samples. Then there is CH2 streching from metoxcil aromatic group at
microcrystalline cellulose also having decrease absorbance value. The result of
XRD shows that microcrystalline cellulose is really crystal phase was indicated by
two peaks which is relative sharper than two other samples exactly at angle (2θ)
20° and 22°. Crystallinity index of microcrystalline cellulose at concentration HCl
2,5 N 75 °C are 72.9%, meanwhile the resulf of SEM shows that microfibril size
from microcrystalline cellulose has been changed to smaller than two other
samples.
Keywords : Oil palm empty fruit bunches, microcrystalline cellulose,
physicochemical, crystallinity index.
Universitas Sumatera Utara