PENGHILANGAN LIGNIN PADA JERAMI DENGAN MENGGUNAKAN CAMPURAN SODIUM HIDROKSIDA DAN AMMONIUM HIDROKSIDA UNTUK MENDAPATKAN GLUKOSA SEBAGAI BAHAN BAKU BIOETANOL

Abstract

Abstract

Pretreatment is one of the important steps in bioconversion of lignocellulosic biomass to produce bioethanol. Pretreatment, called by delignification process, is needed to remove lignin content from biomass and therefore enhance the productivity of bioethanol conversion. Many researchers were trying to have a better method for delignification by using many chemical solutions in various conditions, such as NaOH, Ca(OH)₂, NH₄OH, etc. In this study, delignification was carried out in mixture solution from ammonia and sodium hydroxide at a mild condition (25^oC, 24 hour, and 1 atm) for various reagent of pretreatment. Rice straw was used as a potential lignocellulosic biomass in Indonesia, which is mainly consisting of  33 wt% cellulose, 26 wt% hemicelluloses, and 18 wt% lignin, respectively.  The results indicate that about 52 wt% lignin was removed with the mix solution.  The sodium hydroxide and ammonium hydroxide  mixture solution shown the better result for delignification process compare to use them separately.

Abstrak

Pretreatment (pengolahan awal) merupakan salah satu langkah penting dalam biokonversi biomassa lignoselulosa untuk menghasilkan bioetanol. Pengolahan awal atau proses delignifikasi, diperlukan untuk menghilangkan lignin dari biomassa sehingga meningkatkan produktivitas konversi bioetanol. Banyak peneliti mencoba beberapa metode yang lebih baik untuk delignifikasi dengan menggunakan berbagai larutan kimia berbasis basa dalam berbagai kondisi, seperti NaOH, Ca(OH)₂, NH₄OH, dan jenis-jenis basa lainnya. Dalam penelitian ini, delignifikasi dilakukan dengan menggunakan campuran ammonium hidroksida dan natrium hidroksida pada kondisi ringan (25^oC, 24 jam, dan 1 atm) untuk berbagai rasio reagen pretreatment. Jerami padi digunakan sebagai biomassa lignoselulosa yang berpotensi di Indonesia, yang terdiri dari selulosa 33% (berat), hemiselulosa 26% (berat), dan lignin 18% (berat). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekitar 52% berat lignin dapat dihilangkan dengan menggunakan larutan campuran ammonium hidroksida dan natrium hidroksida dengan perbandingan rasio 1:1. Selanjutnya, keberhasilan pengolahan awal ini juga dapat dianalisis melalui peningkatan ketercernaan selulosa oleh enzim pada proses lanjutan (proses sakarifikasi/hidrolisis). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin banyak lignin yang hilang pada proses pengolahan awal dapat  mempengaruhi derajat ketercernaan enzim. Pada pengolahan awal dengan menggunakan larutan campuran ammonium hidroksida dan natrium hidroksida dengan perbandingan rasio 1:1, besarnya perolehan glukosa hasil sakarifikasi adalah sebesar 462 mg/dL. Hasil ini jauh diatas hasil yang diperoleh jika menggunakan air saja (92 mg/dL), NaOH saja (320 mg/dL), dan ammonium hidroksida saja (360 mg/dL). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penggunaan larutan campuran ammonium hidroksida dan NaOH menunjukkan hasil yang lebih baik untuk proses delignifikasi dan meningkatkan perolehan glukosa dibandingkan dengan menggunakan masing-masing larutan  secara terpisah.

Keyword: proses delignifikasi, jerami padi, bioetanol, kondisi ringan, campuran larutan