Proses Delignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan NaOH Dalam Sistem Cairan Ionik Choline Chloride

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah industri Crude
Palm Oil (CPO) dan limbah perkebunan kelapa sawit. Jumlah tandan kosong
kelapa sawit yang dihasilkan sebanyak 23-30% dari tandan buah segar. Perluasan
areal kelapa sawit makin gencar dilakukan di era tahun 2013 yang berarti semakin
banyak pula jumlah tandan kosong kelapa sawit yang dihasilkan [21].
Tandan kosong kelapa sawit merupakan limbah berlignoselulosa yang
belum termanfaatkan secara optimal. Selama ini pemanfaatan tandan kosong
hanya sebagai bahan bakar boiler, kompos dan juga sebagai pengeras jalan di
perkebunan kelapa sawit. Dengan kandungan selulosa sebesar 45,95 %, maka
TKKS berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol [5].
Dalam proses pembuatan bioetanol dari TKKS, delignifikasi lignoselulosa
adalah tahap pertama yang dilakukan untuk memutuskan ikatan antara selulosa,
hemiselulosa, dan lignin. Proses delignifikasi merupakan proses penghilangan
lignin dari bahan baku sehingga hasil dari proses ini berupa selulosa dengan
kemurnian yang cukup besar [13]. Delignifikasi selulosa dalam media Ionic
Liquid (cairan ionik) lebih efektif dibandingkan tanpa Ionic Liquid. Cairan ionik
adalah garam yang pada suhu kamar berbentuk cair. Hal ini disebabkan cairan

ionik telah menurunkan derajat kristalinitas dan meningkatkan porositas sampel
sehingga lebih mudah mendelegnifikasi TKKS [12].
Cairan ionik umumnya dapat digunakan pada suhu kamar dan tidak
menghasilkan reaksi samping yang bersifat toksik [12]. Cairan ionik kolin klorida
(Choline Chloride) atau Trimethyl (2- hydroxyethyl) ammonium chloride
merupakan asam lemah yang mempunyai tingkat toksiksitas yang rendah, dan
ramah lingkungan. Penelitian yang ada saat ini belum melaporkan aplikasi cairan
ionik kolin klorida (ChCl) terhadap lignoselulosa dari TKKS. Uraian-uraian di
atas menjadi tantangan untuk mempelajari delignifikasi tandan kosong kelapa

1

2

sawit menggunakan cairan ionik. Berikut ini disajikan data-data penelitan tentang
delignifikasi menggunakan cairan ionik.

Tabel 1.1 Data hasil penelusuran pustaka tentang delignifikasi menggunakan
cairan ionik
No

Judul

Proses

Hasil

1

Switchable
ionic liquids as
delignification
solvents for
lignocellulosic
materials

Kayu didelignifikasi
menggunakan
Switchable Ionic
Liquids (SIL) dengan

dua gas asam yang
berbeda (CO ) dan
(SO )

Kayu yang telah di
delignifikasi
menggunakan SIL
Monoethanol Amina
(MEA)-(CO )
menghasilkan 80%
berat selulosa, 10%
berat hemiselulosa, dan
3% berat lignin,
sedangkan
delegnifikasi
menggunakan SIL
MEA-(SO )
menghasilkan 66%
berat selulosa, 12%
berat hemiselulosa dan

11 wt% lignin. Dengan
demikian, SIL MEA(SO ) terbukti lebih
efisien daripada -SIL
MEA-(CO )

2

Facile pulping
of
lignocellulosic
biomass using
choline acetate

Larutan ionik
biopolimer terlarut
dapat dipisahkan dari
partikel larut dengan
penambahan air (20%
berat cairan ionik)
diikuti dengan

penyaringan atau
sentrifugasi.

Kayu pinus yang telah
didelignifikasi
menggunakan kolin
asetat ([Cho] [OAc])
menghasilkan 80%
berat selulosa, 10,2%
berat hemiselulosa, dan
5% berat lignin,
choline acetate ([Cho]
[OAc]) dilarutkan
dalam 1-etil-3metylimidazolium
asetat, yaitu selama 17
jam

Nama
Peneliti
/Tahun

Anugwom
I et al /
2014

Fangchao
Cheng et
al/ 2014

3

Tabel 1.1 (Lanjutan)
Judul
3

Pretreatment of
Lignocellulosic
Biomass Using
Green Ionic
Liquids

Proses
Jerami padi
didelignifikasi
menggunakan
Switchable Ionic
Liquids (SIL)
dengan 1-etil-3metilimidazolium
asetat ([C2mim]
OAc)

Hasil
Jerami padi yang
telah didelignifikasi
menggunakan cairan
ionik 1-etil-3methylimidazolium
asetat ([C2mim]
OAc) menghasilkan
90% berat selulosa,
20% berat
hemiselulosa, dan

20% berat lignin

Nama Peneliti
/Tahun
Jian Luo et al
/ 2013

Berdasarkan hasil-hasil penelitian di atas, dapat disimpulkan bahwa SIL
MEA-(SO ) terbukti lebih baik digunakan sebagai pelarut untuk menghilangkan
lignin dari pada SIL MEA-(CO ), namun harganya mahal [3]. Sedangkan cairan
ionik (kolin asetat ([Cho] [OAc]) bersifat ramah lingkungan dan memiliki
kekurangan yaitu kurang cepat sebagai bahan pelarut dalam proses delignifikasi
[7]. Kekurangan dari penelitian-penelitian sebelumnya menjadi kelemahan dalam
proses delignifikasi. Maka dari itu Penulis ingin membuat proses yang lebih
efektif untuk pelarutan menggunakan cairan ionik dalam proses delignifikasi dan
cairan ionik yang lebih ekonomis harganya, yaitu “Proses Delignifikasi Tandan
Kosong Kelapa Sawit Menggunakan NaOH Dalam Sistem Cairan Ionik
Choline Chloride”. Cairan Ionik kolin klorida adalah cairan yang digunakan
untuk menurunkan derajat kristalinitas dan meningkatkan porositas sampel
sehingga lebih mudah mendelegnifikasi TKKS.

4

1.2 PERMASALAHAN
Proses delignifikasi merupakan tahapan awal yang dilakukan dalam
produksi bioetanol dari TKKS. Pada penelitian ini dilakukan proses delignifikasi
menggunakan NaOH dalam sistem cairan ionik dan tanpa cairan ionik.
Penggunaan cairan ionik dalam proses delignifikasi dapat menambah keefektifan
dalam proses tersebut sehingga hasilnya lebih baik dibandingkan tanpa cairan
ionik. Cairan ionik yang dipakai dalam penelitian ini adalah kolin klorida karena
harganya lebih ekonomis. Adapun yang menjadi permasalahan dalam penelitian
ini adalah bagaimana pengaruh cairan ionik kolin klorida dalam proses
delignifikasi tandan kosong kelapa sawit.

I.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk:
1. Mengetahui dan mempelajari proses delignifikasi TKKS menggunakan
NaOH dalam sistem cairan ionik kolin klorida dan pengaruhnya terhadap
proses delignifikasi.
2. Mengetahui pengaruh waktu dan konsentrasi cairan ionik yang digunakan

pada proses delignifikasi.
3. Mendapatkan kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin dalam TKKS hasil
proses delignifikasi dengan menggunakan ChCl dan tanpa ChCl .

I.4 MANFAAT PENELITIAN
Dari hasil penelitian diharapkan:
1. Dapat memberikan informasi ilmiah dalam pemanfaatan limbah padat
TKKS.
2. Dapat memberikan informasi tentang pengaruh cairan ionik yang
digunakan dalam proses delignifikasi tandan kosong kelapa sawit terhadap
kadar selulosa yang didapat dari proses delignifikasi dengan menggunakan
ChCl dan tanpa ChCl .

5

1.5. RUANG LINGKUP
a. Bahan Baku adalah Tandan Kosong Kelapa Sawit yang diperoleh dari
PTPN 2
b. Cairan ionik yang digunakan

adalah Kolin Klorida (Trimethyl(2-

hydroxyethyl) ammonium chloride).
c. Variabel dalam proses delignifikasi yang digunakan adalah :
1. Variabel bebas
-

Waktu delignifikasi

= 30 menit, 60 menit, 90 menit [17]

-

Jumlah cairan ionik

= 10%, 15%, 20% dari berat serbuk
TKKS [12]

2. Variabel tetap dalam proses delignifikasi yang dilakukan adalah :
-

Berat serbuk TKKS

= 30 gram [17]

-

Temperatur delignifikasi

= 130 °C [12]

-

Rasio serbuk TKKS : NaOH

= 1 : 5 w/v [17]

-

Konsentrasi NaOH (C)

= 3% [17]

d. Analisis yang dilakukan :
Uji komposisi yaitu, analisis kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin
menggunakan kolin klorida (ChCl) dan tanpa kolin klorida (ChCl).