Abstrak Fraksionasi biomassa merupakan salah satu konsep pengolahan biomassa yang dianngap mampu memberikan hasil/produk maksimal serta mampu meminimalkan dampak negative terhadap lingkungan. Fraksionasi biomassa adalah proses pemilahan biomassa menjadi komponen utama penyusun biomassa yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mendapatkan kadar selulosa (pulp) dan lignin pada batang jagung. Dalam percobaan ini dilakukan dengan metode organosolv, yaitu metode dengan menggunakan pelarut asam organik. Percobaan ini dilakukan dengan mengggunakan dua asam organik yaitu asam asetat dan asam formiat. Perbandingan biomassa dan pelarut dalam percobaan ini adalah 1:20, serta dalam pelarut terdiri dari 75% asam asetat/asam formiat dan 0,2% katalis, berupa HCl 32%. Dari percobaan didapatkan beberapa hasil, untuk pelarut asam asetat didapatkan perolehan selulosa (pulp) sebesar 43,127% dari jumlah rata-rata pulp dalam biomassa dan kadar airnya sebesar 68,74% dari berat awal selulosa(pulp). Selain pulp, diperoleh juga lignin sebesar 84,196% dari jumlah rata-rata lignin dalam sampel biomassa. Untuk pelarut asam formiat didapatkan kadar selulosa (pulp) sebesar 59,84% dari jumlah rata-rata pulp dalam biomassa dan kadar airnya 73,95% berat awal selulosa (pulp).Untuk perolehan lignin didapatkan sebesar 94,691% dari jumlah rata-rata lignin dalam sampel biomassa.
BAB I PENDAHULUAN
Perkembanganperadaban masyarakatyang mengeksploitasi sumber daya alam secara berlebihandan disertai dengan perusakan lingkungan yang seriusbukanlah sebuah fenomenabaru. Untuk mengatasirisiko tersebut, masyarakat harusmulai
mempersiapkantransisi dari pembangunanyang didasarkanpada sumber daya alam nonterbarukan, menuju sumber daya alam yangterbarukanagar tidak lagibergantung padasumberfosil.Biomassamerupakansolusi yangpaling tepatuntuk produksienergi yang berkelanjutan (Joseet al.,2010). Biomassa adalahbahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis, baik berupa produk maupun buangan.Diantarasumber-sumberbiomassa terbarukan seperti kayu, non-kayu, rumput, pelepah sawit,pepohonan, ubi, limbah pertanian,
jeramigandum, ampas tebu, batang dan tongkol jagung adalah contoh biomassa yang dapat diolah menjadi energi dandapat menjadiobyek daripenelitian yang pentingagar dapatmemenuhikebutuhan manusia.Energi tersebut tergolong energi ramah lingkungan yang bahan dasarnya disediakan alam. Namun, penggunaan energi dari biomassa kadang membawa dampak sampingan yang tidak diinginkan. Dalam sektor energi, biomassa merujuk pada bahan biologis yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar. Sebelum mengenal bahan bakar fossil, manusia sudah menggunakan biomassa sebagai sumber energi. Misalnya dengan memakai kayu untuk menyalakan api unggun. Sejak manusia beralih pada minyak, gas bumi atau batu bara untuk menghasilkan tenaga, penggunaan biomassa tergeser dari kehidupan manusia. Namun, persediaan bahan bakar fossil sangat terbatas. Para ilmuwan memperkirakan dalam hitungan tahun persediaan minyak dunia akan terkuras habis. Karena itu penggunaan sumber energi alternatif kini digiatkan, termasuk di antaranya penggunaan biomassa. Biomassa dapat digunakan secara langsung maupun tidak langsung. Dalam penggunaan tidak langsung, biomassa diolah menjadi bahan bakar.Umumnya yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau
merupakan limbah setelah diambil produk primernya. Contohnya, kelapa sawit yang diolah terlebih dahulu menjadi biodiesel untuk kemudian digunakan sebagai bahan bakar (Dimas, 2008). Komponen utama penyusun biomassa adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. a. Selulosa Selulosa merupakan komponen kimia biomassa yang terbesar, yang jumlahnya mencapai hampir setengah bagian biomassa. Selulosa adalah komponen dasar pada dinding sel dan serat. Selulosa terdapat pada semua tanaman tingkat tinggi hingga organisme tumbuhan yang primitif. Selulosa juga terdapat pada binatang yakni jenis tunicin, zat kutikula tunicat dalam jumlah yang sedikit (Fengel dan Wegener, 1985). Selulosa adalah polimer glukosa yang tidak bercabang. Bentuk polimer ini memungkinkan selulosa saling menumpuk atau terikat menjadi bentuk serat yang sangat kuat. Panjang molekul selulosa ditentukan oleh jumlah unit glucan di dalam polimer, disebut dengan derajat polimerisasi. Derajat polimerisasi selulosa tergantung pada jenis tanaman dan umumnya dalam kisaran 200 27000 unit glucan (Saadah, 2010).
Gambar 1 Struktur Selulosa (Hu, 2008) Selulosa dapat larut dalam asam pekat (seperti asam sulfat 72%) yang mengakibatkan terjadinya pemecahan rantai selulosa secara hidrolisis. Hidrolisis selulosa ini dapat terhalang oleh lignin dan hemiselulosa yang ada di sekitar selulosa.
Namun laju hidrolisis selulosa akan meningkat seiring kenaikan temperatur dan tekanan (Fengel dan Wegener, 1985). Selulosa digunakan secara luas dalam industri tekstil, deterjen, pulp dan kertas. Selulosa juga digunakan dalam pengolahan kopi dan kadang-kadang digunakan dalam industri farmasi sebagai zat untuk membantu sistem pencernaan. Selulosa juga dimanfaatkan dalam proses fermentasi dari biomassa menjadi biofuel, seperti bioetanol. Saat ini, enzim selulosa juga digunakan sebagai pengganti bahan kimia pada proses pembuatan alkohol dari bahan yang mengandung selulosa (Saadah, 2010). b. Hemiselulosa Hemiselulosa adalah bagian dari kelompok polisakarida yang memiliki rantai pendek dan bercabang. Pada tumbuhan, hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dinding sel. Hemiselulosa juga merupakan senyawa polimer yang terdapat pada biomasa. Pada berbagai jenis tanaman, jumah dan jenis monomer penyusun hemiselulosa berbeda-beda. Hemiselulosa mirip dengan selulosa yang merupakan polimer gula. Namun, berbeda dengan selulosa yang hanya tersusun dari glukosa, hemiselulosa tersusun dari bermacam-macam jenis gula. Monomer gula penyusun hemiselulosa terdiri dari monomer gula berkarbon 5 (C-5) dan 6 (C-6), misalnya: xylosa, mannose, glukosa, galaktosa, arabinosa, dan sejumlah kecil rhamnosa, asam glukoroat, asam metal glukoronat, dan asam galaturonat (Saadah, 2010). Xylosa adalah salah satu gula C-5 dan merupakan gula terbanyak kedua di di biosfer setelah glukosa.Stuktur penyusun dari hemiseluloda dapat dilihat pada gambar 2.Jumlahhemiselulosa di dalam biomassa lignoselulosa sebesar 11% hingga 37 % (berat kering biomassa). Hemiselulosa lebih mudah dihidrolisis daripada selulosa, tetapi gula C-5 lebih sulit difermentasi menjadi etanol daripada gula C-6.
Gambar 2. Struktur hemiselulosa (Isroi, 2008) c. Lignin Lignin adalah molekul komplek yang tersusun dari unit phenylphropane yang terikat di dalam struktur tiga dimensi. Lignin berfungsi sebagai pengikat matrik selulosa. Unit-unit pembentuk lignin terdiri dari p-koumaril alkohol, koniferil alkohol, dan sinapil alkohol yang merupakan senyawa induk pembentuk makromolekul lignin. Lignin sangat resisten terhadap degradasi, baik secara biologi, enzimatis, maupun kimia. Karena kandungan karbon yang relatif tinggi dibandingkan dengan selulosa dan hemiselulosa, lignin memiliki kandungan energi yang tinggi (Saadah, 2010). Pada gambar 3 dapat dilihat stuktur dari lignin.
Gambar 3. Strutur lignin (Brunow et al.,1995) Tabel 1.1 Kandungan Lignoselulosa berbagai biomassa Biomassa Lignin (%) Rice straw Oil palm empty fruit bunches Hardwoods stems Softwoods stems Nut Shells Corn cobs Grasses Paper Wheat straw Sorted refuse Leaves 18 25 30 15 10 0 15 20 0 40 45 25 45 25 85 30 60 15 24 25 25 35 35 0 50 20 80 21 10 Selulosa (%) 38 50,4 25 21,9 Hemiselulosa (%)
Biomassa
Lignin (%)
Selulosa (%) 80 1,6 25 45 42,64
Hemiselulosa (%)
Cotton seed hairs Solid cattle manure Coastal Bermuda Grass Switch grass Baggase (Sumber : Isroi, 2008)
0 2,7 6,4 12 24,05
5 1,4 35,7 31,4 25,4
Untuk itu, lignoselulosa, terutama yang timbul dari residu pertanian, limbah kehutanan, limbah kertas dan tanaman energi, dapat dijadikan sebagai sumber daya energi potensial terbarukan. Lignoselulosa yang terdiri dari tiga komponen yang dominan yakni, selulosa, hemiselulosa dan lignin, dapat digunakan untuk tujuan lain selain produksi energi. Pada saat ini biomassa yaitu lignoselulosa dan komponen fraksi merupakan sumber ekonomis bahan bakar cair, makanan, bahan baku, dan serat.Proses pembuatan pulp secara komersial (kraft dan teknologi sulfit) menghasilkan pulp berkualitas tinggi, tetapi fraksi seperti lignin dan hemiselulosa ( berat sekitar 50% dari berat kering kayu) sering terbuang atau pemanfaatannya belum optimal seperti sebagai sumber energi . untuk itu pembuatan pulp dengan organosolv (berdasarkan pemanfaatan pelarut organik sebagai media delignifikasi) dapat dianggap sebagai teknologi pemurnian biomassa , karena produk mengarah ke fase padat yang terdiri dari selulosa serta liquor yang terdiri dari hemiselulosa dan lignin yang bebas dari belerang. Asam hidrolisis dapat digunakan untuk menghidrolisis hemiselulosa menjadi monomer pembentuk hemiselulosa.
Organosolv Proses organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti metanol, etanol, aseton, asam asetat, dan lain-lain. Proses ini telah terbukti memberikan dampak yang baik bagi lingkungan dan sangat efisien dalam
pemanfaatan sumber daya hutan.Dengan menggunakan proses organosolv diharapkan permasalahan lingkungan yang dihadapi oleh industri pulp dan kertas akan dapat diatasi. Hal ini karena proses organosolv memberikan beberapa keuntungan, antara lain yaitu rendemen pulp yang dihasilkan tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur sehingga lebih aman terhadap lingkungan, dapat menghasilkan by-products (hasil sampingan) berupa lignin dan hemiselulosa dengan tingkat kemurnian tinggi. Ini secara ekonomis dapat mengurangi biaya produksi, dan dapat dioperasikan secara ekonomis pada kapasitas terpasang yang relatif kecil yaitu sekitar 200 ton pulp per hari. Penelitian mengenai penggunaan bahan kimia organik sebagai bahan pemasak dalam proses pulping sebenarnya telah lama dilakukan. Ada berbagai macam jenis proses organosolv, namun yang telah berkembang pesat pada saat ini adalah proses alcell (alcohol cellulose) yaitu proses pulping dengan menggunakan bahan kimia pemasak alkohol, proses acetocell (menggunakan asam asetat), dan proses organocell (menggunakan metanol). Proses alcell telah memasuki tahap pabrik percontohan di beberapa negara misalnya di Kanada dan Amerika Serikat, sedangkan proses acetocell mulai diterapkan dalam beberapa pabrik di Jerman pada tahun 1990-an. Proses alcell yang telah beroperasi dalam skala pabrik di New Brunswick (Kanada) terbukti mampu manghasilkan pulp dengan kekuatan setara pulp kraft, rendemen tinggi, dan sifat pendauran bahan kimia yang sangat baik. (Isroi, 2008)
Gambar 5. Prosedur Fraksionasi Lignoselulosa oleh Asam Formiat dengan Recycle Pelarut
Organosolv ekstraksi diakui sebagai metode alternatif yang efektif untuk delignifikasi. Sebagai proses yang murah dan mudah tersedia pelarut organik, asam formiat menunjukkan potensi sebagai agen kimia untuk fraksionasi biomassa. Proses fraksionasibiomassa dengan pelarut asam formiat ditunjukkan pada Gambar 5. Selama asam formiat pulping, lignin larut ke dalam cairan hitam karena pembelahan lignin o4 obligasi, sementara degradasi hemiselulosa menjadi mono-dan oligosakarida, meninggalkan padatan selulosa dalam residu. Ketika air ditambahkan ke cairan, lignin mengendap dan memisahkan dari cairan hitam. Setelah mebghasilkan pulp, asam formiat dapat direcycle dengan proses distilasi untuk digunakan kembali. Dalam sebuah prosesorganosolv, penghilanganlignin darimatrikspadat dapat dicapai dengan
menggantikansenyawa inimenghasilkandelignifikasidari daripadaproseskraft.Dengan kata
sulfurolehpelarutorganik.Senyawaorganik bahanbaku lain, yang lebih baik
organosolvproses Artinya,proses
dapatdirancangsebagai ini dapatdioperasikan
metodefraksionasilebihdaripulpingmetode. untukfraksionasi hampir semua
bahan baku untuk menghasilkan komponen utama
darijaringantumbuhan(selulosa, hemiselulosadan lignin) dalambentuk yang lebih baik. Pada tabel 2 ditampilkan hasil farksionasi biomassa dengan berbagai macam umpan biomassa dan kondisi operasi tertentu. Tabel 2 Hasil Percobaan Fraksionasi Biomassa dengan Berbagai Umpan nan Kondisi Proses
(Sumber : Zhang et al.,2008)
Proses Acetosolv Penggunaan asam asetat sebagai pelarut organik disebut dengan proses acetosolv. Proses acetosolv dalam pengolahan pulp memiliki beberapa keunggulan, antara lain: bebas senyawa sulfur, daur ulang limbah dapat dilakukan hanya dengan metode penguapan dengan tingkat kemurnian yang cukup tinggi, dan nilai hasil daur ulangnya jauh lebih mahal dibanding dengan hasil daur ulang limbah kraft (Simanjutak, 1994). Keuntungan dari proses acetosolv adalah bahan pemasak yang digunakan dapat diambil kembali tanpa adanya proses pembakaran bahan bekas pemasak. Selain itu proses tersebut dapat dilakukan tanpa menggunakan bahan-bahan organik. (Isroi, 2008)
BAB II METODOLOGI PERCOBAAN
2.1 Alat dan bahan 2.1.1 Alat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Labu reaksi (Erlenmeyer) berukuran 1000 ml Kondensor refluks Pemanas Corong buchner dan perlengkapannya Tabung reaksi kuvet Alat sentrifugasi Kertas saring
2.1.2 Bahan 1. 2. 3. 4. 5. Batang jagung kering Asam organik, asam asetat dan asam formiat Katalis HCl Aquadest Black liquor hasil penyaringan pada pemrosesan biomassa
2.2 Prosedur kerja yang dilakukan 2.2.1 Pemrosesan bahan baku 1. Kadar air dalam biomassa ditentukan terlebih dahulu dengan cara dioven sampai beratnya konstan dan dilakukan perhitungan kadar air. 2. Setelah kadar air dalam biomassa dapat, komposisi bahan baku yang akan digunakan dihitung terlebih dahulu sesuai dengan kondisi proses yang ditentukan dosen pembimbing 3. Pada percobaan pertama dilakukan dengan 2 variabel cairan pemasak, yaitu asam asetat dan asam formiat
4.
Untuk langkah pertama, biomassa dan asam asetat dimasukkan kedalam Erlenmeyer sesuai perhitungan.
5.
Kondensor refluks dipasang sebagai penutup reaktor dan sirkulasi air pendingin dioperasikan.
6.
Kemudian pemanas diopersikan, setelah cairan mulai mendidih (menghasilkan refluks), katalis dimasukkan kedalam reaktor melalui bagian atas kondensor dengan bantuan corong dan waktu dicatat sebagai awal proses fraksionasi terjadi
7. 8.
Setelah satu jam, pemanas dimatikan dan reaktor didinginkan Setelah reaktor dingin, sirkulasi air pendingin dimatikan dan kondensor dilepaskan dari reaktor
9.
Hasil dari farksionasi biomassa disaring dengan menggunakan kain kasa, diusahakan semua cairan pemasak turun. Setelah itu, padatan dicuci dengan dengan asam asetat dan disaring kembali sampai semua cairan turun.
10. Hasil dari langkah 9, dicuci dengan air sampai bersih dan filtratnya kelihatan jernih dan air bekas cucuian dapat dibuang. 11. Padatan yang telah dicuci bersih, kemudian diblender sampai halus dengan menambahkan air dalam blender. Setelah itu disaring lagi sampai semua air turun, kemudian padatan dikeringkan diudara terbuka selama 24 jam. 12. Setelah run satu selesai, dialnjutkan dengan run 2 dimana, cairan pemasak yang digunakan adalah asam formiat. Prosedur yang dilakukan sama dengan prosedur pada run pertama. 13. Setelah kedua hasil percobaan dikeringkan selama 24 jam, kemudian ditimbang sebagai berat awal. Setelah itu sampel dioven sampai berat keduanya konstan dan kadar air serta selulosanya dapat diukur Perhitungan perolehan pulp (selulosa) erolehan ulp Perhitungan kadar air adar air dalam ulperat pulp awal- erat pulp kering erat pulp awal
erat pulp kering x 100 erat imassa
x 100
2.2.2 Recovery Lignin 1. Sejumlah black liquor dimasukkan kedalam kuvet dengan perbandingan black liquor dan air 1;10, dan 1:20. 2. 3. Kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 2000 rpm selama 10 menit Setelah selesai, supernatant yang terbentuk dipisahkan dengan cara disaring dengan kertas saring. 4. Padatan yang diperoleh dikeringkan dalam oven sampai beratnya konstan, dan diperoleh berat lignin yang direcovery dari sampel black liquor.
Perhitungan perolehan lignin erolehan lignin erat lignin sampel xolume lack liquor olume sampel
erat lignin dalam ahan aku
x 100
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1
Hasil Biomassa yang digunakan pada percobaan fraksionasi biomassa adalah batang
jagung. Selulosa pada batang jagung adalah 35-45% berat dan berat lignin sebesar 1434%. Kadar air batang jagung yang digunakan pada percobaan ini adalah 14,67%. Pada percobaan pertama, 25 gr batang jagung dimasak dengan 267,64 ml asam formiat 98% yang telah dicampur 94,165 ml aquades. Proses pemasakan dilakukan selama 1 jam. Tujuan pemasakan dengan asam formiat adalah untuk mendegradasi lignin pada batang kayu sehingga dihasilkan selulosa atau pulp. Setelah 1 jam, proses pemasakan dihentikan. Padatan yang diperoleh dipisahkan dari cairannya (black liquor) dengan saringan. Padatan yang diperoleh dicuci kembali dengan asam formiat sebanyak 100 ml. Kemudian padatan dibilas kembali dengan air untuk menghilangkan sisa-sisa larutan pemasak atau sisa-sisa asam dari padatan. Setelah dicuci bersih, padatan dihaluskan dengan menggunakan blender dengan menambahkan 50 ml air. Setelah padatan halus, padatan disaring dan diperas kembali untuk memisahkan air dari padatan yang diperoleh. Padatan dikeringkan selama 24 jam di udara terbuka. Kemudian padatan di oven sampai beratnya konstan. Padatan yang kering tersebut ditimbang sebagai berat pulp. Berat pulp yang diperoleh adalah 43,127 % berat biomassa. Black liquor yang dihasilkan digunakan untuk recovery lignin. Black liquor dimasukkan ke dalam kuvet sentrifugal dan ditambahkan air dengan perbandingan 1:10 dan 1:20. Campuran cairan disentrifugasi dengan kecepatan 2000 rpm selama 10 menit. Cairan disentrifugasi untuk memisahkan lignin dengan cara mengendapkannya. Kemudian lignin dipisahkan dari cairan dengan kertas saring. Lignin yang diperoleh dioven sampai beratnya konstan. Pada perbandingan 1:10 berat lignin adalah 75,47% berat lignin bahan baku dan pada perbandingan 1:20 berat lignin adalah 54,14% berat lignin bahan baku.
Percobaan kedua dilakukan kembali dengan cara yang sama pada percobaan pertama. Tetapi cairan pemasak yang digunakan adalah asam asetat 98% sebanyak 311,268 ml dan dicampur air sebanyak 94,165 ml. Pulp yang diperoleh dari percobaan kedua adalah 59,84% berat biomassa ( 12,766 gr) dan berta lignin yang diperoleh adalah 84,196% pada perbandingan 1:10 dan 94,691% pada perbandingan 1:20. Pulp yang diperoleh pada percobaan dengan cairan pemasak asam asetat lebih besar dibandingkan dengan pulp yang diperoleh pada percobaan dengan larutan pemasak asam formiat.
3.2
Pembahasan
3.2.1 Pemrosesan bahan baku Komponen utama yang dipisahkan pada fraksionasi batang jagung adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin. Dari kedua percobaan yang dilakukan, variabel yang dibedakan pada prosesnya adalah jenis asam organik yang digunakan sebagai cairan pemasak.
60.00% Perolehan Pulp 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Asam Formiat Asam Asetat Cairan Pemasak Gambar 3.1 Diagram Perolehan Pulp dari Dua Pelarut yang Berbeda Dari gambar 3.1, perolehan pulp dengan menggunakan pelarut asam asetat lebih besar dibandingkan dengan perolehan pulp dengan asam formiat. Perbedaan sifat kimia dan sifat fisika kedua larutan merupakan faktor yang menyebabkan perbedaan perolehan
pulp. Berdasarkan penelitian sebelumnya, perolehan pulp fraksionasi batang jagung dengan pelarut asam formiat 88% lebih lebih tinggi hasilnya. Zhang (2009) mendapat perolehan pulp 47,6% setelah proses berlangsung selama 8 jam. Berarti, konsentrasi pelarut dan waktu mempengaruhi perolehan pulp. 3.2.2Recovery Lignin
86.00% 84.00% 82.00% 80.00% 78.00% 76.00% 74.00% 72.00% 70.00% Asam Formiat Asam Asetat
Perolehan Lignin
Cairan Pemasak Gambar 3.2 Perolehan Lignin dari black liquor dengan perbandingan air dan black liquor 10 : 1
100.00% 80.00%
Perolehan Lignin
60.00% 40.00% 20.00% 0.00% Asam Formiat Asam Asetat
Cairan Pemasak Gambar 3.3 Perolehan Lignin dari black liquor dengan perbandingan air dan black liquor 20 : 1
Di dalam black liquor terdapat lignin dan senyawa hasil hidrolisis hemiselulosa. Dari Gambar 3.1 dan Gambar 3.2 perolehan lignin dengan pelarut asam asetat lebih tinggi dibandingkan perolehan lignin dengan pelarut asam formiat. Dengan asam asetat, lignin yang terdegradasi dari pulp lebih tinggi. Dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, lignin yang terdegradasi dengan asam asetat juga lebih tinggi. Fadillah et al (2008) mendapatkan lignin yang terdegradasi sekitar 84,1% pada biodelignifikasi batang jagung dengan jamur pelapuk putih Phanerochaete chrysosporium. Berarti, degradasi lignin lebih efektif dengan asam asetat dibandingkan dengan asam formiat atau jamur pelapuk putih. Dalam batang jagung, selulosa dikelilingi oleh lignin, sehingga lignin yang terlebih dahulu ( Fadillah, 2008).
BAB IV KESIMPULAN
1. Selulosa yang dihasilkan dengan cairan pemasak asam formiat sebanyak 43,127% berat biomassa dan dengan cairan pemasak asam asetat sebanyak 59,84% berat biomassa. 2. Perolehan lignin dengan pelarut asam formiat sebanyak 75,47% dan berat perolehah lignin dengan pelarut asam asetat sebanyak 84,196%.
DAFTAR PUSTAKA Brunow, G., Karhunen, P., Lundquist, K., Olson, S., dan Stomberg, R, 1995, Investigation of Lignin Models of the Biphenyl Type by X-Ray Crystallographydan NMR Spectroscopy. J. Chem. Crystallogr, 25: 1-10. Fadillahet al.2008.Biodelignifikasi Batang Jagung dengan Jamur Pelapuk Putih Phanerochaete chrysosporium.Surakarta Fengel, D dan Wegener, G, 1985, Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-Reaksi, Translated from the English by H. Sastrohamidjojo, Yogyakarta, Gajah Mada University Press. Hu, G, 2008, Feedstock Pretreatment Strategies for Producing Ethanol from Wood, Bark, And Forest Residu, Bioresources 3(1): 270-294. Isroi. 2008. Karakteristik Lignoselulosa sebagai Bahan Baku ioetanol, http://isroi.wordpress.com/2008/05/01/karakteristik-lignoselulosa-sebagai-bahanbaku-bioetanol/, diakses pada 26 Oktober 2011 Jose J V, Ligero P, de VegaA. 2009. Formic and Acetic Acid As Agents for A Cleaner Fractionation of Miscanthus x giganteus. Department of Physical Chemistry and Chemical Engineering, University of A Coruna, A Coruna 15071, Spain Zhang M, Qi W, Liu R, Su R, Wu, He Z. 2008. Fractionating lignocellulose by formic acid: Characterization of major components, School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University Saadah. 2010. roduksi Enzim Selulosa oleh Aspergillus nigerhttp://eprints.undip.ac.id/13064/1/BAB_I_-_V.pdf,diakses pada 4 November 2011
Lampiran A Data Perhitungan Awal
1. Data Bahan Baku Berat Biomassa = 25 gr
Perbadingan solid : liquid = 1 : 20 Liquid = Pelarut 75% asam formiat 98 % = Pelarut 75% asam asetat 98 % = Katalis 0,2 % HCl 37 % Waktu Reaksi = 1 jam asam formiat = 1 jam asam asetat
2.
Perhitungan Kadar Air dan Berat Kering Biomassa Berat batang jagung = 3 gr
Berat cawan kosong = 53,425 gr Waktu Pengeringan Berat Batang Jagung dan Cawan Sebelum Dioven 10 menit 20 menit 30 menit 40 menit 56,112 gr 56,045 gr 56,012 gr 56,012 gr 53,452 gr 53,452 gr 53,452 gr 53,452 gr 2,66 gr 2,593 gr 2,56 gr 2,56 gr Berat Cawan Kosong Berat Kering Batang Jagung
Kadar air dalam batang jagung =
erat awal atang jagung- erat kering atang jagung erat awal atang jagung
x 100
3 gr - 2,56 gr = x 100% 3 gr
= 14,67 %
Berat Kering Biomassa
=
100-14,67 100
x 25 gr
= 21,3325 gr Berat Air dalam Biomassa =14, 67 100
x 25 gr
= 3,6675 gr
3. Volume Pelarut yang Digunakan Berat Liquid = 20 x Berat solid = 20 x 21,3325 gr = 426,65 gr
Berat Pelarut
= 75 % x Liquid = 100 x 426,65 gr = 319,9875 gr319,9875 gr 0,98 75
Berat Asam Asetat 98%
=
= 326,52 grmassa Asam Asetat 98 326, 52 gr
Volume Asam Asetat 98%
=
= 1,048 gr cm3 = 311,268 ml319,9875 gr 0,98
Berat Asam Formiat 98%
=
=326,52 grmassa Asam ormiat 98
Volume Asam Formiat 98%
=
= 1,22 gr cm3 = 267,64 ml
326, 52 gr
Berat Katalis
= 0,2 % x Berat Liquid = 100 x 426,65 gr = 0,85 gr0,85 gr 0,37 0,2
Berat HCl 37%
=
= 2,297 grmassa Cl 37 2,297 gr
Volume HCl 37%
=
= 1,19 gr cm3
= 1,93 ml = 426,65 gr (326,52 + 2,297 + 3,6675 ) gr = 94,165 gr Volume Air = =massa Cl 37 94,165 gr 1 gr cm3
Berat Air
= 94,165 ml
Lampiran B Data Perhitungan
1. Pemprosesan Bahan Baku a. Perolehan pulp (selulosa) dengan menggunakan pelarut asam asetat Berat pulp kering = 12,766 gr erat ulp ering x 100 erat iomassa 12,766 gr x 100 21,3325 gr
Berat Biomassa (kering) = 21,3325 gr erolehan ulp
erolehan ulp
59,84
b. Perolehan pulp (selulosa) dengan menggunakan pelarut asam formiat Berat Pulp Kering = 9,2 gr
Berat Biomassa (kering) = 21,3325 gr erat ulp ering x 100 erat iomassa 9,2 gr erolehan ulp x 100 43,127 25 gr erolehan ulp 2. Recovery Lignin a. Perolehan lignin dengan menggunakan pelarut asam asetat Perbadingan 1:10 Volume black liqour = 404 ml Berat lignin dalam bahan baku = 100 x 21, 3325 gr = 5,1198 grvolume lack liqour volume sampel 24
erolehan ignin
erat lignin sampel x
erat lignin dalam ahan aku
x 100
erolehan ignin
0,01067 gr x24 100
404 ml 1 ml
x 21, 3325 gr
x 100
= 84,196 %
Perbadingan 1:20 Volume black liqour = 404 mlvolume lack liqour volume sampel
erolehan ignin
erat lignin sampel x404 ml 0,5 ml
erat lignin dalam ahan aku 0,0060 gr x24 100
x 100
erolehan ignin
x 21, 3325 gr
x 100
= 94,691 %
b. Perolehan lignin dengan menggunakan pelarut asam formiat Perbadingan 1:10 Volume black liqour = 420 ml Berat lignin dalam bahan baku = 100 x 21, 3325 gr = 5,1198 gr erolehan ignin erat lignin sampel x420 ml 1 ml volume lack liqour volume sampel 24
erat lignin dalam ahan aku x 100
x 100
erolehan ignin
0,0092 gr x24 100
x 21, 3325 gr
= 75,47 %
Perbadingan 1:20 Volume black liqour = 420 ml
Berat lignin dalam bahan baku = 100 x 21, 3325 gr = 5,1198 gr erolehan ignin erat lignin sampel x420 ml 0,5 ml volume lack liqour volume sampel
24
erat lignin dalam ahan aku 0,0033 gr x24 100
x 100
erolehan ignin
x 21, 3325 gr
x 100
= 54,14%
Lampiran C Dokumentasi Praktikum
Gambar B.1 Bahan Baku Biomassa (batang jagung)
Gambar B.2 Pemasakan Biomassa (batang jagung) dengan Pelarut Organik
Gambar B.3Pendinginan Padatan dan Cair Pemasak Gambar B.4 Black Liqour
Gambar B.5 Sentifugasi Campuran Black Liqour dan Aquadest
Gambar B.6 Lignin yang didapat setelah dikeringkan
Gambar B.7 Selulosa kering (pelarut asam formiat)
Gambar B.8 Selulosa kering (pelarut asam asetat)
ype equation here.
