Delignifikasi Lignin dalam Enceng Gondok Secara Kimiawi

Eka Sari, Adis Bahtiar

Abstract


Krisis energi mendorong para peneliti untuk mencari alternatif energi seperti bioetanol. Perkembangan produksi bioetanol generasi kedua berbahan baku lignoselulosa banyak dikaji. Salah satu bahan lignoselulosa yang di padang berpotensi sebagai bahan baku pembuatan bioetanol adalah enceng gondok. Enceng gondok merupakan gulma air yang memiliki pertumbuhan sangat cepat dengan doubling time hanya memerlukan waktu 4 hari, sehingga ketersediaannya dialam sangat melimpah. Tanaman ini mengandung selulosa dan hemiselulosa yang tinggi. Selulosa dan hemiselulisa dalam enceng gondok mencapai 60% dari total berat kering enceng gondok dapat dikonversi menjadi bioetanol. Permasalahan umum dalam perkembangan produksi bioetanol generasi kedua adalah lignin. Lignin diketahui menghalangi mengganggu proses hidrolisis untuk mengkonversi selulosa dan hemiselulosa menjadi glukosa dan xylosa. untuk menghasilkan glukosa yang tinggi maka lignin perlu dihilangkan dengan proses delignifikasi. Enceng gondok memiliki lignin yang rendah hanya sekitar 7 % tetapi lignin ini masih perlu dihilangkan. Tujuan dari penelitian ini adalah penghilangan lignin dalam rangka meningkatkan hasil hidrolisis. Proses delignifikasi ini menggunakan senyawa hidroksida seperti kalium hidroksida dan Natrium Hidroksida, selain itu dilakukan pula variasi waktu pemanasan. Verifikasi data dilakukan dengan hasil hidrolisis menggunakan asam sulfat encer untuk menghasilkan glukosa yang tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa delignifikasi menggunakan natrium hidroksida dengan konsentrasi 0,5 N dan proses delignifikasi 75 menit, enceng gondok mengalami penurunan lignin sebesar 57,14%. Hasil hidrolisis dengan asam sulfat encer selama 60 menit menghasilkan glukosa sebanyak 0,047 gr/L. Hasil fermentasi selama 3 hari menghasilkan bioetanol sebanyak 8,27%. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan pada pengembangan produksi bioetanol generasi kedua dengan bahan baku enceng gondok.


Keywords


bioetanol; enceng gondok; delignifikasi; lignin; hidroksida; glukosa;

Full Text:

PDF

References


Abdel-hamid, A., and A. Gabr (1991). Evaluation of Water Hyacinth as Feed for Ruminants. Arch. Anim. Nutr. Archiv Fuer Tierernahrung, 41(7): 745-756.

Ahn, D. J., S. K., and H.S. Yun (2012). Optimization of pretreatment and saccharification for the production of bioethanol from water hyacinth by Saccharomyces cerevisiae, Bioprocess Biosyst Eng. 35(1): 35-41, doi: 10.1007/s00449-011-0600-5.

Bergier, I., S. Salis, C. Miranda, E. Ortega, and C. Luengo (2012). Biofuel Production from Water Hyacinth in the Pantanal Wetland, Ecohydrology and Hydrobiology , 12(1): 77-84.

Bolenz, S., H. Omran, and K. Gierschner (1990). Treatment of Water Hyacinth Tissue to Obtain usefull Product. Biol.Waste , 33: 263-274.

Buranov, A. U., and G. Mazza (2008). Lignin in straw of herbaceous crops, Industrial Crops and Products, 28(3):237-259. doi : 10.1016/j.indcrop.2008.03.008.

Cadoche, L. And G.D. Lopez (1989). Assesement of Size Reduction as a preliminary step in the production of ethanol from lignocellulosis wastes, Biological Waste, 30(2): 153-157.

Datta, A., A. Bettermann and T.K. Kirk (1981). Identification of a specific manganese peroxidase among lignolytic enzymes secreted by Phanerochaete Chrysosporium during wood decay, Appl.environ.Microb, 57: 1453-1460.

Eka-Sari (2010). Study Of Lignin Removal In Water Hyacinth (Eichhornia Crassipes) Using Low Concentration Of Ammonia And The Effect On Yield Glucose For Bioethanol Production, Proceeding of 17th Regional Symposium Chemical Engineering, Bangkok, Thailand.

Evstigneev, E. I. (2011). Factors affecting lignin solubility. Russian Journal of Applied Chemistry, 84(6): 1040-1045.

Fessenden & Fessenden (1995). Kimia Organik Jilid 2, Edisi ketiga, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Gunnarsson, C., and C.M. Petersen (2007). Water Hyacinth as a Resources Agriculture and Energy Production : A Literature Review, Waste Management, 27(1):117–129.

Hammel, K. (1997). Fungal Degradation of Lignin, Institute for Microbial and Biochemical Technology, US Depatiment of Agriculture, Madison USA.

Hanum, C (2009). Ekologi Tanaman, Medan: USU Press.

Iranmahboob, jamshid, Farhad Nadim, dan Shahereh Monemi (2002). Optimizing Acid-hydrolysis : A Critical Step Production of Erhanol from mixed wood chips, Biomass and Bioenergy”, vol.22, p.401-404.

Isroi et al (2013), Peningkatan Digestibilitas Dan Perubahan Struktur tandan kosong kelapa sawit Oleh Pretreatment pleurotus Floridanus Dan Asam Fosfat. Yogyakarta: Electronic Theses and Disertation of Gadjah Mada University.

Kumamura, M., Kaetsu, I. (1984). Pretreatment by Radiation and Acids of Chaff and Its effect on Enzymatic Hydrolysis of Cellulose, AgriculturalWaste, 9(4): 279-287

Kumar, P., D. Barret, M.J. Delwiche and P. Stroeve (2009). Methods for Pretreatment of lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production, Ind. Eng. Chem. Res. , 48 (8), pp 3713–3729, DOI: 10.1021/ie801542g.

Nigam, J. (1997). Bioconversion of water Hyacinth (Eichhornia Crassipes) hemicellulose acid Hydrolysate to Motor Fuel Ethanol by Xylose-fermenting Yeast. J Biotechnol, 97(2): 107-116.

Orth, A., D. Royse, and M. Tien (1993)., Ubiquity of Lignin degrading peroxidases among various wood-degrading fungi, Applied Environmental Microbiol, 59: 4017-4023.

Patel, V and M. Madamwar (1993). Thermochemical Pretreatment of Water Hyacinth for Improved Biomethanation, Appl. Biochem. Biotechnol, 42: 67-74.

Perez, J., J. Munoz-Dorado, T. Rubia, and J. Martinez (2002). Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview. Int Microbiol, 5(2),53-63.

Poddar, K., L. Mandal, and G. Banerjee (1991). Studies on Water Hyacinth (Eichhornia Crassipes) Chemical Composition of the Plant and Water from different Habitat, Indian Veterin J., 68; 833-837.

Rowell, R (2013). Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. New York: CRC Press Taylor and Francis.

Sjostrom, E. (1993). Wood Chemistry. Fundamentals and Applications. AcademicPress, San Diego, CA, USA.

Sornvoraweat, B., and J. Kongkiattikajorn (2010). Separated Hydrolysis and Fermentation of Water Hyacinth Leaves for Bioethanol Production. KKU Res J , 15(9): 794-802.

Taherzadeh, M. J., and K. Karimi (2008). Pretreatment of Lignocellulosic Waste to Improve Ethanol and Biogas Production : A Review, Internasional Journal of Molecular Science, 9: 1621-1651, ISSN 1422-0067.

Timonen, and Tuuli (2002), Introduction to Microscopic Wood Identification. University of Helsinki: Finnish Museum of Natural History, Helsinki.

Wong, D (2009), Structure and Action Mechanism of Ligninolytic Enzymes . Applied Biochemistry and Biotechnology, 157: 174-209.

Wyman, C.E. (2009). Cellulosic biomass could help meet California's transportation fuel needs, California Agriculture 63(4):185-190. DOI: 10.3733/ca.v063n04p185.




DOI: http://dx.doi.org/10.36055/tjst.v12i1.6622

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2019 Teknika: Jurnal Sains dan Teknologi

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Creative Commons License

Teknika: Jurnal Sains dan Teknologi is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.