PENURUNAN KADAR LIGNIN DARI TANDAN KOSONG .kertas ataupun industri pembuatan papan serat. Salah satu

download PENURUNAN KADAR LIGNIN DARI TANDAN KOSONG .kertas ataupun industri pembuatan papan serat. Salah satu

of 6

  • date post

    14-Mar-2019
  • Category

    Documents

  • view

    216
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of PENURUNAN KADAR LIGNIN DARI TANDAN KOSONG .kertas ataupun industri pembuatan papan serat. Salah satu

1

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah

padat terbesar dari pabrik minyak CPO. Komponen utama

TKKS adalah lignin, selulosa, dan hemiselulosa yang umum

disebut lignoselulosa. Kandungan lignin yang tinggi pada TKKS

menyebabkan kendala dalam pemanfaatan selulosa murni bagi

industri yang berbahan baku selulosa. Produksi glucose dari

TKKS melalui cara konvensional mebutuhkan biaya yang tinggi.

Oleh sebab itu penelitian ini bertujuan untuk mengkonversi

TKKS menjadi glucose dengan menggunakan kombinasi fungi

Tricodherma harzianum (TH) dan Phanerochaete chrysosporium

(PC) pada proses degradasi lignin, kemudian dilanjutkan proses

degradasi cellulose dan hemicellulose yang menggunakan

penambahan fungi Aspergillus niger (AN) dan Tricodherma viride

(TV). Metode penelitian ini menggunakan 2 tahap utama yaitu

fungal treatment 1 dan fungal treatment 2. Bahan baku yang

digunakan adalah TKKS, sedangkan jamur yang digunakan

adalah jamur Phanaerochaete chrysosporium, Tricodherma

harzianum, Aspergillus niger dan Tricodherma viride. Proses

fungal treatment dilakukan pada suhu 37 oC dan pH 4 6 disertai

dengan pengadukan sebesar 50 rpm. Dari hasil penelitian yang

telah dilakukan didapatkan proses fungal treatment terbaik

terdapat pada fungal treatment 2 dengan ratio PC:TH = 2:1,

dengan penurunan lignin sebesar 84,72%, penurunan

hemiselulosa sebesar 16,209%, penurunan selulosa sebesar

13,328% dan kenaikan glukosa sebesar 119,95%.

Kata Kunci Aspergillus niger, Phanaerocaete chrysosporium,

Tandan Kosong Kelapa Sawit, Tricodherma

harzianum, Tricodherma viride.

I. PENDAHULUAN

Kelapa sawit (Elaeis guineensis) merupakan salah satu komoditas perkebunan andalan bagi perekonomian

Indonesia. Kualitas dan tingkat produksi Crude Palm

Oil (CPO) yang tinggi merupakan keunggulan dari

komiditas ini. Data Ditjen Perkebunan menyebutkan

pada tahun 2005 luas perkebunan kelapa sawit di

Indonesia mencapai 5.358.423 hektar dengan total

produksi minyak hingga 10.683.756 ton (Ditjenbun,

2008). Dalam proses produksi CPO dihasilkan banyak

limbah yang masih belum dimanfaatkan secara

maksimal sehingga berpotensi mencemari lingkungan.

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan

limbah padat terbesar dari pabrik minyak CPO.

Komponen utama TKKS adalah lignin, selulosa, dan

hemiselulosa yang umum disebut lignoselulosa

(Darnoko, 1992). Kandungan lignin yang tinggi pada TKKS dan bagas tebu

menyebabkan kendala dalam pemanfaatan selulosa murni bagi

industri yang berbahan baku selulosa seperti industri pulp dan

kertas ataupun industri pembuatan papan serat. Salah satu cara

untuk mengatasi masalah ini menggunakan mikroorganisme

dalam rangka biodelignifikasi. Mikroorganisme yang berperan

penting dalam biodelignifikasi adalah Fungi Pelapuk Putih

(FPP) dari kelas Basidiomycetes. Kemampuan FPP melakukan

biodelignifikasi disebabkan oleh enzim ligninolitik

ekstraselular yang dihasilkannya (Kirk & Chang 1990). Enzim

ligninolitik ekstraselular tersebut adalah lakase, lignin

peroksidase (LiP), dan mangan peroksidase (MnP) (Gold &

Alic 1993). Produksi enzim ligninolitik dari limbah

lignoselulosa mempunyai arti penting karena selain dapat

mengatasi masalah limbah organik lignoselulosa, juga dapat

memberi nilai tambah dari limbah tersebut.

TKKS mengandung Hemiselulosa sebanyak 28 persen. Dari

28 persen tersebut mengandung xilosa sebanyak 33 persen

(Kwei Nam-Law, 2010). Dari data tersebut dapat

disimpulkan bahwa limbah TKKS memilki potensi yang besar

jika dimanfaatkan untuk industri glucose. Potensi ini ditunjang

dengan fakta bahwa glucose memiliki manfaat di berbagai

bidang industri seperti makanan, obat-obatan, alkohol, aseton

butanol atau biopolimer dan sudah dipakai secara luas di

hampir seluruh negara di dunia, seperti Eropa, Amerika, serta

Asia, sehingga glucose mempunyai peluang besar untuk

komoditi ekspor yang unggul. (Darnoko, 1992)

Produksi glucose dari TKKS melalui cara konvensional

memang memerlukan biaya yang cukup tinggi karena selain

diperlukan energi yang tinggi juga bahan baku utamanya

adalah cellulose murni, serta glucose yang dihasilkan pun

masih memerlukan proses pemurnian untuk memenuhi standar

pada industri obat dan makanan yang menyebabkan

meningkatnya biaya produksi . Maka diperlukan proses

bioteknologi dengan memanfaatkan mikroorganisme untuk

mengganti proses produksi kimia yang diharapkan lebih

ekonomis.

Oleh sebab itu penelitian ini bertujuan untuk mengkonversi

TKKS menjadi glucose dengan menggunakan kombinasi fungi

Tricodherma harzianum dan Phanerochaete chrysosporium

PENURUNAN KADAR LIGNIN DARI TANDAN KOSONG

KELAPA SAWIT (TKKS) DAN PEMECAHAN MATERIAL

SELULOSA UNTUK PEMBENTUKAN GLUKOSA DENGAN

PROSES FUNGAL TREATMENT Aldino J.G

1, Fanandy K

1, S.R. Juliastuti

*1,Nuniek H

1, Sumarno

1

*1) Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS),

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya, 60111 Indonesia

Phone : 031-5940374, Fax : 031-5999282 *Email : juliaz30@chem-eng.its.ac.id

2

pada proses degradasi lignin, kemudian dilanjutkan proses

degradasi cellulose dan hemicellulose dengan fungi

Aspergillus niger dan Tricodherma viride

II. METODOLOGI PENELITIAN

A. Bahan

Bahan bahan yang digunakan yaitu Tandan kosong kelapa

sawit (TKKS), Potatoes Dextrose Agar (PDA), Tricodherma

harzianum, Phanerochaete chrysosporium, Tricodherma

viride, Aspergillus niger, Asam/basa (H2SO4 dan CH3COOH /

NaOH), glukosa, agar.

B. Peralatan

Peralatan yang digunakan yaitu waterbath, agitator,

peralatan gelas, autoclave, incase, incubator.

C. Cara Kerja

Pretreatment Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

TKKS dicuci untuk menghilangkan debu dan pengotor

lainnya. Lalu TKKS dipotong menjadi potongan-potongan

kecil. Kemudian TKKS tersebut direbus / dimasak. Setelah

dikeringkan, potongan TKKS tersebut digiling menjadi serbuk

dan diayak sampai dengan ukuran 20 mesh. Setelah itu

dilakukan analisa kadar selulosa, hemiselulosa, lignin, dan

glukosa dalam TKKS.

Fungal Treatment

Tricodherma harzianum, Aspergillus niger, Tricodherma

viride, dan Phanerochaete chrysosporium dibiakkan pada

Potato Dextrose Agar (PDA). Jumlah jamur dihitung

menggunakan mikroskop (counting chamber). Konsentrasi

jamur yang diperlukan pada Tricodherma harzianum adalah 5

x 106 sel/mL, pada Aspergillus niger adalah 5 x 10

6 sel/mL,

pada Tricodherma viride adalah 5 x 106

sel/mL, dan pada

Phanerochaete chrysosporium adalah 5 x 106 sel/mL. (Pada

kondisi log phase masing-masing jamur). Bubur TKKS dibuat

dengan menambahkan air ke TKKS dengan rasio berat TKKS

: Air = 3:5 (w/w). Delignifikasi dan proses hidrolisis pada

TKKS dilakukan dengan menambahkan jamur Tricodherma

harzianum, Phanerochaete chrysosporium, dan dibiakkan

selama 5 hari sebagai proses fungal treatment 1. Aspergillus

niger, dan Tricodherma viride dengan konsentrasi tertentu

(sesuai variable), ditambahkan pada hari ke-5, dan fungal

treatment dilanjutkan sampai hari ke-9 sebagai proses fungal

treatment 2. Kondisi operasi proses fungal treatment dijaga

37oC pada pH 4-6 disertai pengadukan 50 rpm.

Pengolahan Data Hasil Penelitian

Metode Chesson (Datta 1981)

Satu gram sampel kering (berat a) ditambahkan 150 mL

H2O dan direfluk pada suhu 100 oC dengan water bath selama

1 jam. Hasilnya disaring, residu dicuci dengan air panas 300

mL. Residu kemudian dikeringkan dengan oven sampai

beratnya konstan dan kemudian ditimbang (berat b). Residu

ditambah 150 mL H2SO4 1 N, kemudian direfluk dengan water

bath selama 1 jam pada suhu 100 oC. Hasilnya disaring dan

dicuci sampai netral (300 mL) dan residunya dikeringkan

hingga beratnya konstan. Berat ditimbang (berat c). Residu

kering ditambahkan 100 mL H2SO4 72% dan direndam pada

suhu kamar selama 4 jam. Ditambahkan 150 mL H2SO4 1 N

dan direfluk pada suhu 100 oC dengan water bath selama 1 jam

pada pendingin balik. Residu disaring dan dicuci dengan H2O

sampai netral (400 mL). Residu kemudian dipanaskan dengan

oven dengan suhu 105oC sampai beratnya konstant dan

ditimbang (berat d). Selanjutnya residu diabukan dan

ditimbang (berat e)

Kadar Air (% berat) =

Kadar Hemiselulosa (%berat) =

Kadar Selulosa (% berat) =

Kadar Lignin (% berat) =

Kadar Abu (% berat) =

Dengan : Massa A = Oven dry weight (ODW) awal

sampel biomassa lignoselulosa

Massa B = Oven dry weight (ODW) residu

sampel direfluk dengan air panas

Massa C = Oven dry weight (ODW) residu

sampel setelah direfluk dengan 1

N H2SO4

Massa D = Oven dry weight (ODW) residu

sampel setelah direndam