Proses Delignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan NaOH Dalam Sistem Cairan Ionik Choline Chloride
PROSES DELIGNIFIKASI TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN NaOH DALAM
SISTEM CAIRAN IONIK CHOLINE CHLORIDE
SKRIPSI
Oleh
GENDISH YORICYA
130425023
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2015
PROSES DELIGNIFIKASI TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN NaOH DALAM
SISTEM CAIRAN IONIK CHOLINE CHLORIDE
SKRIPSI
Oleh
GENDISH YORICYA
130425023
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PROSES DELIGNIFIKASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
MENGGUNAKAN NaOH DALAM SISTEM CAIRAN IONIK CHOLINE
CHLORIDE
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Oktober 2015
Gendish Yoricya
NIM 130425023
i
ii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Proses Delignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan
NaOH Dalam Sistem Cairan Ionik Choline Chloride” berdasarkan hasil penelitian
yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh selulosa dari proses delignifikasi Tandan Kosong
Kelapa Sawit menggunakan cairan Ionik Kolin Klorida. Sehingga hasil yang
diperoleh dapat dimanfaatkan, khususnya dalam proses hidrolisis pembuatan
bioetanol. Manfaat lain yang diperoleh, yaitu dapat meningkatkan nilai ekonomis
dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dan mengurangi masalah limbah Tandan
Kosong Kelapa Sawit.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapakan terima
kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku Dosen Pembimbing dan Koordinator
Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu dan arahan dalam
pelaksanaan penelitian.
2. Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi. Sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST. MT dan Ibu Dr. Erni Misran, ST,
MT selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan
untuk kesempurnaan skripsi ini.
4. Ibu Dr.Ir. Iriany M.Si Selaku Dosen Pembimbing Akademik.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku sekertaris Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
iii
6. Kedua orang tua tercinta yang telah memberikan semangat, dorongan baik
secara material maupun secara spiritual kepada penulis.
7. Shinta Aisyah Putri, selaku partner terbaik yang telah sabar dan membantu
penulis bekerjasama dalam menyelesaikan penelitian.
8. Teman – teman Ekstensi angkatan 2013 yang telah menemani penulis
dalam menempuh jalan menuju skripsi.
9. Teman terdekat yang senantiasa membantu dan memberikan semangat
juga disertai doanya dalam menyelesaikan skripsi ini.
10. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini,
yang tidak dapat ditulis namanya satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Oktober 2015
Penulis
Gendish Yoricya
iv
Dedikasi
Skripsi ini kupersembahkan kepada Ayahanda Agus
Fatulillah dan Ibunda Yetti Rahmawati tercinta yang telah
melahirkan, membesarkan, mendidik dan membimbing serta
melimpahkan curahan kasih sayangnya kepadaku.
Pencapaian ke tahap ini berkat doa, dukungan baik materil
maupun spirituil dengan sabar dan restumu. Terima kasih
kuucapkan kepada kedua orang tua tercinta yang senantiasa
membantu dan memberikan semangat juga disertai doanya
dalam mewujudkan cita-cita yang kuinginkan.
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Gendish Yoricya
NIM : 130425023
Tempat/tgl lahir : Jakarta, 14 Juni 1992
Nama orang tua : Agus Fatulillah
Alamat orang tua :
Jl. Tegal Sari Ujung, Duri, Mandau, Kab.
Bengkalis 28784, Riau
Asal Sekolah :
SD Negeri 1 Lhokseumawe tahun 1998 – 2004
SMP Negeri 1 Lhokseumawe tahun 2004-2007
SMA Negeri 2 Lhokseumawe tahun 2007-2010
D3 Politeknik Negeri Lhokseumawe tahun 2010-2013
Pengalaman Organisasi: Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai:
1. Juara I Degen Junior Putri (Anggar) PORPROV X 2006, Aceh
2. Peringkat VI Degen Putri (Anggar) Kejurnas 2008, Samarinda
3. Peringkat 28 Degen Putri (Anggar) Asian Junior & Cadet Fencing
Championships 2009, Singapore
4. Juara II Degen Junior Putri (Anggar) PORPROV XI Juli 2010, Aceh
vi
ABSTRAK
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah pertanian yang
memiliki kandungan lignoselulosa yang cukup tinggi dan belum dimanfaatkan
secara maksimal. Dengan kandungan selulosa sebesar 45%-50%, maka TKKS
berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Dalam
proses pembuatan bioetanol dari TKKS, delignifikasi lignoselulosa adalah tahap
pertama yang dilakukan untuk memutuskan ikatan antara selulosa, hemiselulosa,
dan lignin. Pada penelitian ini dilakukan proses delignifikasi menggunakan NaOH
dalam sistem cairan ionik dan tanpa cairan ionik. Penelitian ini bertujuan untuk
memperoleh kadar selulosa tertinggi yang terdapat pada TKKS. Proses
delignifikasi yang dilakukan menggunakan cairan ionik kolin klorida (ChCl)
dalam berbagai waktu pemasakan dengan jumlah ChCl yang berbeda. Penelitian
ini menggunakan serbuk TKKS yang dimasak pada suhu 130 °C dengan variasi
waktu pemasakan 30, 60, dan 90 menit dan variasi penambahan ChCl sebesar
10%, 15%, dan 20% dari berat TKKS. Hasil penelitian delignifikasi menggunakan
ChCl diperoleh kadar selulosa tertinggi yaitu 40,33%, dengan kandungan
hemiselulosa 20,28%, dan lignin 3,62% pada perlakuan pemasakan 90 menit dan
penambahan ChCl 15%. Sedangkan delignifikasi tanpa ChCl diperoleh kadar
selulosa tertinggi yang diperoleh yaitu 24,98%, kandungan hemiselulosa 8,25%,
dan lignin 18,99% pada perlakuan pemasakan 90 menit. Proses delignifikasi
menggunakan cairan ionik ChCl mampu meningkatkan derajat delignifikasi
sebesar 61,45%.
Kata Kunci: Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), Lignoselulosa,
Delignifikasi, Kolin Klorida, Cairan Ionik, Selulosa, Hemiselulosa, Lignin
vii
ABSTRACT
Palm Empty Fruit Bunches (TKKS) is a waste which has a fairly high content of
lignocelluloses. Meanwhile, TKKS has not been utilized optimally. With a
cellulose content of 45%-50%, TKKS then potentially be used as raw material for
bioethanol. In the process of bioethanol production from TKKS, delignification of
lignocellulose the first stage to dissolving ligament between cellulose,
hemicellulose and lignin. In this research, delignification process was carried out
using NaOH in the ionic liquid system and without ionic liquids. The purpose of
this research was to find out the highest content of cellulose which contained in
the TKKS. Delignification process were performed using ionic liquids choline
chloride (ChCl) in variety of heating time with amount of different ChCl. This
research used TKKS powder heated at a temperature 130 °C with a variety of
heating time 30, 60, and 90 minutes and the variation addition of ChCl at10%,
15% and 20% weight of TKKS. Delignification research results used ChCl
obtained highest content of cellulose is 40,33%, containing hemicellulose 20,28%,
and lignin 3,62% in heating treatment 90 minutes and the addition of 15% ChCl.
While delignification without ChCl obtained highest content of cellulose is
24,98%, containing hemicellulose 8,25%, and lignin 18,99% in heating treatment
90 minutes. Delignification process using ionic liquids ChCl can improve the
degree of delignification is 61,45%.
Keywords: Palm Empty Fruit Bunches, Lignocellulose, Delignification, Choline
Chloride, Ioniq Liquid, Cellulose, Hemicellulose
viii
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN HASIL PENELITIAN
i
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRAK
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xv
DAFTAR SINGKATAN
xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERMASALAHAN
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
4
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 KELAPA SAWIT
6
2.2 TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
8
2.3 DELIGNIFIKASI
9
2.4 LIGNOSELULOSA
10
2.5 PRETREATMENT LIGNOSELULOSA
12
2.6 SELULOSA
13
2.7 HEMISELULOSA
13
2.8 LIGNIN
14
2.9 CAIRAN IONIK (IONIC LIQUID)
15
2.9.1 Sifat Fisik dan Kimia
16
ix
2.9.2 Aplikasi Cairan Ionik
17
2.9.3 Kolin Klorida
17
BAB III METODOLOGI
18
3.1 WAKTU DAN TEMPAT
18
3.2 ALAT DAN BAHAN
18
3.3 RANCANGAN PENELITIAN
18
3.4 TAHAPAN CARA KERJA PENELITIAN
19
3.4.1 Persiapan Bahan Baku
19
3.4.2 Proses Delignifikasi Tanpa Cairan Ionik
20
3.4.3 Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH dalam sistem Cairan
Ionik ChCl
20
3.4.4 Analisis selulosa, hemiselulosa, dan lignin
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
21
22
3.5.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku
22
3.5.2 Flowchart Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH Tanpa
ChCl
23
3.5.3 Flowchart Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH Dalam
Sistem Cairan Ionik
24
3.5.4 Flowchart Prosedur Analisis selulosa, hemiselulosa, dan lignin
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
25
27
4.1 MEKANISME DELIGNIFIKASI PADA BIOMASSA
MENGGUNAKAN NAOH DALAM SISTEM CAIRAN
IONIK DAN TANPA CAIRAN IONIK
27
4.2 PENGARUH JUMLAH KOLIN KLORIDA (CHCL)
DAN WAKTU DELIGNIFIKASI TERHADAP SELULOSA
28
4.3 PENGARUH JUMLAH KOLIN KLORIDA (CHCL)
DAN WAKTU DELIGNIFIKASI TERHADAP HEMISELULOSA
29
4.4 PENGARUH JUMLAH KOLIN KLORIDA (CHCL)
DAN WAKTU DELIGNIFIKASI TERHADAP LIGNIN
YANG TERTINGGAL DI DALAM HOLOSELULOSA
31
4.5 PERBANDINGAN PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN
CHCL DAN TANPA CHCL TERHADAP KADAR SELULOSA
x
32
4.6 PERBANDINGAN PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN
CHCL DAN TANPA CHCL TERHADAP KADAR HEMISELULOSA
33
4.7 PERBANDINGAN KADAR LIGNIN YANG TERTINGGAL HASIL
PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN CHCL DAN TANPA
CHCL
35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
37
5.1 KESIMPULAN
37
5.2SARAN
37
DAFTAR PUSTAKA
38
LAMPIRAN 1
41
LAMPIRAN 2
50
xi
DAFTAR GAMBAR
Halam
an
Gambar 2.1 Kelapa Sawit
6
Gambar 2.2 Tandan Kososng Kelapa Sawit
8
Gambar 2.3 Reaksi Pemutusan Ikatan Lignoselulosa Menggunakan NaOH
10
Gambar 2.4 Proses Pretreatment Lignoselulosa
12
Gambar 2.5 Struktur Selulosa
13
Gambar 2.6 Struktur Hemiselulosa
14
Gambar 2.7 Struktur Molekul Lignin
15
Gambar 2.8 Struktur Kolin Klorida
17
Gambar 4.1 Pengaruh Jumlah ChCl dan Waktu Delignifikasi Terhadap
Kadar Selulosa
28
Gambar 4.2 Pengaruh Jumlah ChCl dan Waktu Delignifikasi Terhadap
Kadar Hemiselulosa
30
Gambar 4.3 Pengaruh Pengaruh Jumlah Kolin Klorida (ChCl) dan
Waktu Delignifikasi Terhadap Kadar Lignin yang Tertinggal
di Dalam Holoselulosa Hasil Delignifikasi
31
Gambar 4.4 Perbandingan Proses Delignifikasi Menggunakan ChCl dan Tanpa
ChCl Terhadap Kadar Selulosa
32
Gambar 4.5 Pengaruh Perbandingan Proses Delignifikasi Menggunakan
ChCl dan Tanpa ChCl Terhadap Kadar Hemiselulosa
34
Gambar 4.6 Perbandingan Kadar Lignin yang Tertinggal di Dalam Holoselulosa
Hasil Proses Delignifikasi Menggunakan ChCl dan Tanpa ChCl
35
Gambar L2.1 Penghancuran (penggilingan) TKKS Menggunakan Ball Mill
50
Gambar L2.2 Pengayakan Serbuk TKKS Menggunakan Ayakan 60 mesh
50
Gambar L2.3 Serbuk TKKS yang Sudah Diayak
51
Gambar L2.4 Hasil Proses Pemasakan Menggunakan ChCl
51
Gambar L2.5 Proses Penyaringan Serbuk TKKS Hasil Pemasakan
Menggunakan Kertas Saring
Gambar L2.6 Hasil Delignifikasi Menggunakan ChCl
xii
51
52
Gambar L2.7 Hasil Delignifikasi Tanpa ChCl
52
Gambar L2.8 Residu Kering dengan Penambahan Aquades
52
Gambar L2.9 Residu Kering dengan Penambahan H2SO4
52
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Data Hasil Penelitian Tentang Delignifikasi Menggunakan
Cairan Ionik
2
Tabel 2.1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
9
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Beberapa Biomassa
11
Tabel 3.1 Rancangan Alat Lengkap (RAL) Proses Delignifikasi
19
Tabel L1.1 Hasil Analisa Kadar Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin
41
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 PERHITUNGAN
41
1.1 Perhitungan Kadar Hemiselulosa
41
1.2 Perhitungan Kadar Selulosa
44
1.3 Perhitungan Kadar Lignin
46
1.4 Perhitungan Derajat Delignifikasi
48
1.5 Perhitungan Yield Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin
48
LAMPIRAN 2 GAMBAR PENELITIAN
51
2.1 Gambar Proses Penggilingan Tandan Kosong Kelapa
Sawit (TKKS)
51
2.2 Gambar Proses Pengayakan Serbuk TKKS
51
2.3 Gambar Serbuk TKKS yang Sudah Diayak
52
2.4 Gambar Hasil Proses Pemasakan Menggunakan ChCl
52
2.5 Gambar Penyaringan Serbuk TKKS Hasil Pemasakan
52
2.6 Gambar Serbuk TKKS Hasil Delignifikasi
53
2.7 Gambar menganalis kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin
53
xv
DAFTAR SINGKATAN
ChCl
Choline Chloride
CPO
Crude Palm Oil
IL
Ioniq Liquid
LCC
LigninCarbohydrate Complexes
PKS
Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit
SIL
Switchable Ionic Liquids
TKKS
Tandan Kosong Kelapa Sawit
xvi
KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN NaOH DALAM
SISTEM CAIRAN IONIK CHOLINE CHLORIDE
SKRIPSI
Oleh
GENDISH YORICYA
130425023
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2015
PROSES DELIGNIFIKASI TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN NaOH DALAM
SISTEM CAIRAN IONIK CHOLINE CHLORIDE
SKRIPSI
Oleh
GENDISH YORICYA
130425023
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2015
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PROSES DELIGNIFIKASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
MENGGUNAKAN NaOH DALAM SISTEM CAIRAN IONIK CHOLINE
CHLORIDE
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Oktober 2015
Gendish Yoricya
NIM 130425023
i
ii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Proses Delignifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan
NaOH Dalam Sistem Cairan Ionik Choline Chloride” berdasarkan hasil penelitian
yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar
Sarjana Teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh selulosa dari proses delignifikasi Tandan Kosong
Kelapa Sawit menggunakan cairan Ionik Kolin Klorida. Sehingga hasil yang
diperoleh dapat dimanfaatkan, khususnya dalam proses hidrolisis pembuatan
bioetanol. Manfaat lain yang diperoleh, yaitu dapat meningkatkan nilai ekonomis
dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dan mengurangi masalah limbah Tandan
Kosong Kelapa Sawit.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapakan terima
kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku Dosen Pembimbing dan Koordinator
Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu dan arahan dalam
pelaksanaan penelitian.
2. Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi. Sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Eng. Rondang Tambun, ST. MT dan Ibu Dr. Erni Misran, ST,
MT selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan
untuk kesempurnaan skripsi ini.
4. Ibu Dr.Ir. Iriany M.Si Selaku Dosen Pembimbing Akademik.
5. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku sekertaris Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
iii
6. Kedua orang tua tercinta yang telah memberikan semangat, dorongan baik
secara material maupun secara spiritual kepada penulis.
7. Shinta Aisyah Putri, selaku partner terbaik yang telah sabar dan membantu
penulis bekerjasama dalam menyelesaikan penelitian.
8. Teman – teman Ekstensi angkatan 2013 yang telah menemani penulis
dalam menempuh jalan menuju skripsi.
9. Teman terdekat yang senantiasa membantu dan memberikan semangat
juga disertai doanya dalam menyelesaikan skripsi ini.
10. Semua orang yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini,
yang tidak dapat ditulis namanya satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Oktober 2015
Penulis
Gendish Yoricya
iv
Dedikasi
Skripsi ini kupersembahkan kepada Ayahanda Agus
Fatulillah dan Ibunda Yetti Rahmawati tercinta yang telah
melahirkan, membesarkan, mendidik dan membimbing serta
melimpahkan curahan kasih sayangnya kepadaku.
Pencapaian ke tahap ini berkat doa, dukungan baik materil
maupun spirituil dengan sabar dan restumu. Terima kasih
kuucapkan kepada kedua orang tua tercinta yang senantiasa
membantu dan memberikan semangat juga disertai doanya
dalam mewujudkan cita-cita yang kuinginkan.
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Gendish Yoricya
NIM : 130425023
Tempat/tgl lahir : Jakarta, 14 Juni 1992
Nama orang tua : Agus Fatulillah
Alamat orang tua :
Jl. Tegal Sari Ujung, Duri, Mandau, Kab.
Bengkalis 28784, Riau
Asal Sekolah :
SD Negeri 1 Lhokseumawe tahun 1998 – 2004
SMP Negeri 1 Lhokseumawe tahun 2004-2007
SMA Negeri 2 Lhokseumawe tahun 2007-2010
D3 Politeknik Negeri Lhokseumawe tahun 2010-2013
Pengalaman Organisasi: Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai:
1. Juara I Degen Junior Putri (Anggar) PORPROV X 2006, Aceh
2. Peringkat VI Degen Putri (Anggar) Kejurnas 2008, Samarinda
3. Peringkat 28 Degen Putri (Anggar) Asian Junior & Cadet Fencing
Championships 2009, Singapore
4. Juara II Degen Junior Putri (Anggar) PORPROV XI Juli 2010, Aceh
vi
ABSTRAK
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah pertanian yang
memiliki kandungan lignoselulosa yang cukup tinggi dan belum dimanfaatkan
secara maksimal. Dengan kandungan selulosa sebesar 45%-50%, maka TKKS
berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Dalam
proses pembuatan bioetanol dari TKKS, delignifikasi lignoselulosa adalah tahap
pertama yang dilakukan untuk memutuskan ikatan antara selulosa, hemiselulosa,
dan lignin. Pada penelitian ini dilakukan proses delignifikasi menggunakan NaOH
dalam sistem cairan ionik dan tanpa cairan ionik. Penelitian ini bertujuan untuk
memperoleh kadar selulosa tertinggi yang terdapat pada TKKS. Proses
delignifikasi yang dilakukan menggunakan cairan ionik kolin klorida (ChCl)
dalam berbagai waktu pemasakan dengan jumlah ChCl yang berbeda. Penelitian
ini menggunakan serbuk TKKS yang dimasak pada suhu 130 °C dengan variasi
waktu pemasakan 30, 60, dan 90 menit dan variasi penambahan ChCl sebesar
10%, 15%, dan 20% dari berat TKKS. Hasil penelitian delignifikasi menggunakan
ChCl diperoleh kadar selulosa tertinggi yaitu 40,33%, dengan kandungan
hemiselulosa 20,28%, dan lignin 3,62% pada perlakuan pemasakan 90 menit dan
penambahan ChCl 15%. Sedangkan delignifikasi tanpa ChCl diperoleh kadar
selulosa tertinggi yang diperoleh yaitu 24,98%, kandungan hemiselulosa 8,25%,
dan lignin 18,99% pada perlakuan pemasakan 90 menit. Proses delignifikasi
menggunakan cairan ionik ChCl mampu meningkatkan derajat delignifikasi
sebesar 61,45%.
Kata Kunci: Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), Lignoselulosa,
Delignifikasi, Kolin Klorida, Cairan Ionik, Selulosa, Hemiselulosa, Lignin
vii
ABSTRACT
Palm Empty Fruit Bunches (TKKS) is a waste which has a fairly high content of
lignocelluloses. Meanwhile, TKKS has not been utilized optimally. With a
cellulose content of 45%-50%, TKKS then potentially be used as raw material for
bioethanol. In the process of bioethanol production from TKKS, delignification of
lignocellulose the first stage to dissolving ligament between cellulose,
hemicellulose and lignin. In this research, delignification process was carried out
using NaOH in the ionic liquid system and without ionic liquids. The purpose of
this research was to find out the highest content of cellulose which contained in
the TKKS. Delignification process were performed using ionic liquids choline
chloride (ChCl) in variety of heating time with amount of different ChCl. This
research used TKKS powder heated at a temperature 130 °C with a variety of
heating time 30, 60, and 90 minutes and the variation addition of ChCl at10%,
15% and 20% weight of TKKS. Delignification research results used ChCl
obtained highest content of cellulose is 40,33%, containing hemicellulose 20,28%,
and lignin 3,62% in heating treatment 90 minutes and the addition of 15% ChCl.
While delignification without ChCl obtained highest content of cellulose is
24,98%, containing hemicellulose 8,25%, and lignin 18,99% in heating treatment
90 minutes. Delignification process using ionic liquids ChCl can improve the
degree of delignification is 61,45%.
Keywords: Palm Empty Fruit Bunches, Lignocellulose, Delignification, Choline
Chloride, Ioniq Liquid, Cellulose, Hemicellulose
viii
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN HASIL PENELITIAN
i
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRAK
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
xv
DAFTAR SINGKATAN
xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERMASALAHAN
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
4
1.4 MANFAAT PENELITIAN
4
1.5 RUANG LINGKUP
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 KELAPA SAWIT
6
2.2 TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
8
2.3 DELIGNIFIKASI
9
2.4 LIGNOSELULOSA
10
2.5 PRETREATMENT LIGNOSELULOSA
12
2.6 SELULOSA
13
2.7 HEMISELULOSA
13
2.8 LIGNIN
14
2.9 CAIRAN IONIK (IONIC LIQUID)
15
2.9.1 Sifat Fisik dan Kimia
16
ix
2.9.2 Aplikasi Cairan Ionik
17
2.9.3 Kolin Klorida
17
BAB III METODOLOGI
18
3.1 WAKTU DAN TEMPAT
18
3.2 ALAT DAN BAHAN
18
3.3 RANCANGAN PENELITIAN
18
3.4 TAHAPAN CARA KERJA PENELITIAN
19
3.4.1 Persiapan Bahan Baku
19
3.4.2 Proses Delignifikasi Tanpa Cairan Ionik
20
3.4.3 Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH dalam sistem Cairan
Ionik ChCl
20
3.4.4 Analisis selulosa, hemiselulosa, dan lignin
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
21
22
3.5.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku
22
3.5.2 Flowchart Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH Tanpa
ChCl
23
3.5.3 Flowchart Proses Delignifikasi Menggunakan NaOH Dalam
Sistem Cairan Ionik
24
3.5.4 Flowchart Prosedur Analisis selulosa, hemiselulosa, dan lignin
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
25
27
4.1 MEKANISME DELIGNIFIKASI PADA BIOMASSA
MENGGUNAKAN NAOH DALAM SISTEM CAIRAN
IONIK DAN TANPA CAIRAN IONIK
27
4.2 PENGARUH JUMLAH KOLIN KLORIDA (CHCL)
DAN WAKTU DELIGNIFIKASI TERHADAP SELULOSA
28
4.3 PENGARUH JUMLAH KOLIN KLORIDA (CHCL)
DAN WAKTU DELIGNIFIKASI TERHADAP HEMISELULOSA
29
4.4 PENGARUH JUMLAH KOLIN KLORIDA (CHCL)
DAN WAKTU DELIGNIFIKASI TERHADAP LIGNIN
YANG TERTINGGAL DI DALAM HOLOSELULOSA
31
4.5 PERBANDINGAN PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN
CHCL DAN TANPA CHCL TERHADAP KADAR SELULOSA
x
32
4.6 PERBANDINGAN PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN
CHCL DAN TANPA CHCL TERHADAP KADAR HEMISELULOSA
33
4.7 PERBANDINGAN KADAR LIGNIN YANG TERTINGGAL HASIL
PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN CHCL DAN TANPA
CHCL
35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
37
5.1 KESIMPULAN
37
5.2SARAN
37
DAFTAR PUSTAKA
38
LAMPIRAN 1
41
LAMPIRAN 2
50
xi
DAFTAR GAMBAR
Halam
an
Gambar 2.1 Kelapa Sawit
6
Gambar 2.2 Tandan Kososng Kelapa Sawit
8
Gambar 2.3 Reaksi Pemutusan Ikatan Lignoselulosa Menggunakan NaOH
10
Gambar 2.4 Proses Pretreatment Lignoselulosa
12
Gambar 2.5 Struktur Selulosa
13
Gambar 2.6 Struktur Hemiselulosa
14
Gambar 2.7 Struktur Molekul Lignin
15
Gambar 2.8 Struktur Kolin Klorida
17
Gambar 4.1 Pengaruh Jumlah ChCl dan Waktu Delignifikasi Terhadap
Kadar Selulosa
28
Gambar 4.2 Pengaruh Jumlah ChCl dan Waktu Delignifikasi Terhadap
Kadar Hemiselulosa
30
Gambar 4.3 Pengaruh Pengaruh Jumlah Kolin Klorida (ChCl) dan
Waktu Delignifikasi Terhadap Kadar Lignin yang Tertinggal
di Dalam Holoselulosa Hasil Delignifikasi
31
Gambar 4.4 Perbandingan Proses Delignifikasi Menggunakan ChCl dan Tanpa
ChCl Terhadap Kadar Selulosa
32
Gambar 4.5 Pengaruh Perbandingan Proses Delignifikasi Menggunakan
ChCl dan Tanpa ChCl Terhadap Kadar Hemiselulosa
34
Gambar 4.6 Perbandingan Kadar Lignin yang Tertinggal di Dalam Holoselulosa
Hasil Proses Delignifikasi Menggunakan ChCl dan Tanpa ChCl
35
Gambar L2.1 Penghancuran (penggilingan) TKKS Menggunakan Ball Mill
50
Gambar L2.2 Pengayakan Serbuk TKKS Menggunakan Ayakan 60 mesh
50
Gambar L2.3 Serbuk TKKS yang Sudah Diayak
51
Gambar L2.4 Hasil Proses Pemasakan Menggunakan ChCl
51
Gambar L2.5 Proses Penyaringan Serbuk TKKS Hasil Pemasakan
Menggunakan Kertas Saring
Gambar L2.6 Hasil Delignifikasi Menggunakan ChCl
xii
51
52
Gambar L2.7 Hasil Delignifikasi Tanpa ChCl
52
Gambar L2.8 Residu Kering dengan Penambahan Aquades
52
Gambar L2.9 Residu Kering dengan Penambahan H2SO4
52
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Data Hasil Penelitian Tentang Delignifikasi Menggunakan
Cairan Ionik
2
Tabel 2.1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
9
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Beberapa Biomassa
11
Tabel 3.1 Rancangan Alat Lengkap (RAL) Proses Delignifikasi
19
Tabel L1.1 Hasil Analisa Kadar Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin
41
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 PERHITUNGAN
41
1.1 Perhitungan Kadar Hemiselulosa
41
1.2 Perhitungan Kadar Selulosa
44
1.3 Perhitungan Kadar Lignin
46
1.4 Perhitungan Derajat Delignifikasi
48
1.5 Perhitungan Yield Selulosa, Hemiselulosa, dan Lignin
48
LAMPIRAN 2 GAMBAR PENELITIAN
51
2.1 Gambar Proses Penggilingan Tandan Kosong Kelapa
Sawit (TKKS)
51
2.2 Gambar Proses Pengayakan Serbuk TKKS
51
2.3 Gambar Serbuk TKKS yang Sudah Diayak
52
2.4 Gambar Hasil Proses Pemasakan Menggunakan ChCl
52
2.5 Gambar Penyaringan Serbuk TKKS Hasil Pemasakan
52
2.6 Gambar Serbuk TKKS Hasil Delignifikasi
53
2.7 Gambar menganalis kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin
53
xv
DAFTAR SINGKATAN
ChCl
Choline Chloride
CPO
Crude Palm Oil
IL
Ioniq Liquid
LCC
LigninCarbohydrate Complexes
PKS
Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit
SIL
Switchable Ionic Liquids
TKKS
Tandan Kosong Kelapa Sawit
xvi