Hidrolisis Hasil Delignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Dalam Sistem Cairan Ionik Choline Chloride

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG
Salah satu limbah pertanian Indonesia yang belum banyak dimanfaatkan
adalah limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). TKKS merupakan limbah
industri crude palm oil (CPO) yang cukup melimpah. Namun sampai saat ini
penanganannya masih sangat kecil, padahal kandungan lignoselulosa TKKS
cukup tinggi yaitu selulosa (43 - 44%), hemiselulosa (34% ), dan lignin (17-20%)
[3]. Dengan kandungan selulosa sebesar 43–44%, TKKS dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Bioetanol merupakan sebagai sumber
energi terbarukan yang dapat mengurangi emisi gas karbondioksida yang
dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil.
Bioetanol dihasilkan dari tahapan-tahapan proses, yaitu pretreatment,
hidrolisis, fermentasi, dan destilasi. Diantara keempat tahapan tersebut sangat
diperlukan untuk pembuatan bioetanol. Namun tahap hidrolisis memegang
peranan yang sangat penting dalam pembuatan bioetanol. TKKS mempunyai
potensi untuk digunakan sebagai sumber glukosa melalui proses hidrolisis dengan
asam atau enzim. Larutan gula yang dihasilkan selanjutnya dapat dikonversi menjadi
berbagai produk seperti alkohol.
Hidrolisis lignoselulosa dengan asam encer adalah cara yang paling umum

diaplikasikan untuk mendapatkan gula. Hidrolisis asam encer dilakukan
menggunakan asam mineral seperti H2SO4 dan HCl pada suhu antara 120-200 oC
[15]. Proses hidrolisis berbahan lignoselulosa yang telah dilakukan antara lain
hidrolisis biji nangka menggunakan larutan HCl 0,1 N mendapatkan gula 9,84
mg/ml [10]. Hidrolisis serbuk gergaji menggunakan larutan H2SO4 0,5%
mendapatkan gula dengan kadar 11,53 mg/ml [14]. Hidrolisis asam memiliki
kelemahan antara lain membutuhkan waktu yang lebih lama, rendahnya laju
hidrolisis, dan yield glukosa yang dihasilkan sedikit.

1

2

Perkembangan teknologi terbaru saat ini, dengan menggunakan cairan
ionik telah memperlihatkan hasil hidrolisis yang lebih baik sebagai pelarut yang
efesien untuk pelarutan biomassa [5]. Cairan ionik merupakan cairan yang tidak
mudah menguap (non-volatile), tidak mudah terbakar dan mempunyai kestabilan
termal yang tinggi serta merupakan cairan yang ramah lingkungan atau biasa
disebut green solvent. Keunggulan ini dapat dijadikan sebagai alternatif dalam
proses pelarutan selulosa karena tidak menimbulkan dampak berbahaya terhadap

lingkungan dan dapat mencapai efisiensi 94%, sehingga dapat mengurangi biaya
produksi [14]. Beberapa kajian hidrolisis menggunakan cairan ionik telah
dilaporkan seperti ditunjukan dalam Tabel :

Tabel 1.1 Hidrolisis dengan menggunakan cairan ionik.
No

Bahan/Metode/
Produk

1.

Hidrolisis/
Biomassa

2.

TKKS/
hidrolisis/
bioetanol

Judul

Acid in ioniq liquid an
efficient system for
hydrolysis of
Lignocelulose

Hasil

Dengan
menggunakan
cairan ionik 1-butil-3metil
imidazolium
chloride ([C 4mim] Cl)
didapat
total
kadar
glukosa sebesar 31%
dengan jumlah ionik

liquid yang digunakan
sebesar 7%, temperatrur
10000C , dengan waktu
90 menit.
Hidrolisis
Sintesis [BMIM]bromida
lignoselulosa TKKS dengan
metode
menggunakan cairan konvensional
waktu
ionik 1-butil-3-metil membutuhkan
reaksi 8 jam, temperatur
imidazolium bromida
900C waktu kontak 2 jam
menunjukkan
bahwa
[BMIM]bromida
dapat
menghidrolisis
menghasilkan

glukosa
sebanyak 35% dengan
waktu 120 menit.

Nama
Peneliti
/Tahun
Qwangzho/2012

Lucy
Arianie,
Deana
Wahyuni
ngrum
dan
Zeily/
2012

3

No

Bahan/Metode/
Produk

3.

Hidrolisis/
biomassa

Judul

Hasil

Nama Peneliti
/Tahun

The hydrolisis of Hasil
glukosa Vancov T / 2014
cellulose materials selama

6
jam
in ionic liquid
hidrolisis sebesar
dengan
36%
menggunakan
cairan ionik 1-etil3-metilimidazolium
paa suhu 1050C

Berkaitan dengan hasil penelitian di atas, masih terdapat beberapa
kekurangan–kekurangan yang perlu diperbaiki antara lain: cairan ionik1-butil-3metil imidazolium bromida dan selulase yang harus disentesis terlebih dahulu ,
bersifat toksik dan waktu hirolisis yang cukup lama. Peneliti selanjutnya
melakukan penelitian dengan menggunakan cairan ionik kolin klorida (choline
chloride) dimana garam ini mempunyai tingkat toksiksitas yang rendah dan ramah
lingkungan. Penelitian–penelitian yang ada saat belum ada yang melaporkan
penggunaan cairan ionik ini untuk menghidrolisis lignoselulosa dari TKKS. Selain
itu, cairan ionik ini harganya terjangkau, dan mengefisiensi waktu hidrolisis.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah

bagaimana menghidrolisis selulosa hasil delignifikasi dengan menggunakan cairan
ionik kolin klorida dan bagaimana kondisi terbaik hidrolisis sehingga
menghasilkan kadar glukosa terbanyak.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk:
1. Menentukan pengaruh hidrolisis hasil delignifikasi tandan kosong kelapa
sawit.
2. Menentukan kondisi terbaik hasil delignifikasi proses hidrolisis yang
dilakukan dalam sistem cairan ionik kolin klorida.
3. Mengetahui kadar glukosa yang didapatkan pada proses hidrolisis dalam
sistem cairan ionik kolin klorida.

4

1.4 MANFAAT PENELITIAN
Hasil yang didapatkan pada penelitian ini diharapkan:
1. Dapat menjadi sumber energi alternatif yang ramah lingkungan berbasis
selulosa sehingga dapat mengurangi penggunaan minyak bumi.
2. Cairan ionik berbasis garam kolin korida ini diharapkan mampu
melarutkan biomassa dengan lebih baik dan dapat menggantikan pelarut

yang saat ini digunakan. Sehingga dapat mengurangi biaya produksi dan
dapat mengurangi tingkat pencemaran lingkungan.

1.5 RUANG LINGKUP
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah :
a. Selulosa hasil delignifikasi TKKS.
b. Cairan ionik yang digunakan adalah Kolin klorida (Trimetil 2-hidroksietil
amonium klorida).
c. Variabel bebas dalam proses delignifikasi yang dilakukan adalah :
1. Waktu hidrolisis

= 30 menit, 60 menit, 90 menit.

2. jumlah cairan ionik kolin klorida = 10 %, 15%, 20% dari berat TKKS.
d. Variabel tetap dalam proses hidrolisis yang dilakukan adalah :
1. Temperatur hidrolisis

= 105 0C

2. Jumlah katalis H2SO4

= 10%(v/v)

3. Berat sampel TKKS

= 10 gr

[9]

e. Analisa yang dilakukan :
Analisis kadar glukosa menggunakan metode Luff Schoorl.