Pengaruh Pretreatment Secara Alkalisasi-Resistive Heating terhadap Kandungan Lignoselulosa Jerami Padi

Abstract

Cellulose is a potential biomass that is used for bioethanol production and commonly present in agricultural residues like rice straw. Cellulose is an important material to produce glucose and bioethanol, but it is covered by lignin and hemicellulose bonds to form a lignocellulose.  Bioethanol production using basic material containing cellulose requires special attention in the process of pretreatment for lignin degradation process and increase the accessible surface and decrystallize cellulose. The aim of this research was to apply alkalization and resistive heating combine method for rice straw pretreatment process before further being converted into bioethanol and to determine the effects of heating temperature and NaOH concentration on the content of  lignin, cellulose, and hemicellulose. The reactor had been designed for resistive heating process. Rice straw that was resized into 100 mesh has dissolved with 0.03 M, 0.05 M, and 0.07 M NaOH and heated with resistive heating temperature of 75 ^oC, 85 ^oC, and 99 ^oC. Cellulose is a raw material that will be further converted into glucose. So that, the selected optimum conditions of this study were  pretreatment with the highest increase of cellulose content level until 8.88% and resulted decreasing levels of lignin (1.39%) and hemicellulose (4.33%) by temperature  75 ^oC and 0.07 M NaOH concentration. Resistive heating that combine with alkalization can be used for rice straw pretreatment process that reduce lignin and hemicellulose content as well as increasing cellulose content.

ABSTRAK

Selulosa merupakan biomassa yang potensial digunakan untuk produksi bioetanol dan banyak ditemukan di residu pertanian seperti jerami padi. Selulosa merupakan material penting yang dapat dikonversi menjadi glukosa kemudian dikonversi menjadi bioetanol, namun selulosa pada alam dilapisi oleh ikatan lignin dan hemiselulosa menjadi lignoselulosa. Pembuatan bioetanol berbasis selulosa membutuhkan proses pretreatment yang berfungsi untuk mendegradasi ikatan lignin, meningkatkan luas permukaan biomassa dan dekristalisasi selulosa. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh alkalisasi resistive heating pada proses pretreatment jerami padi sebelum dikonversi lebih lanjut menjadi bioetanol dan mengetahui pengaruh suhu pemanasan serta konsentrasi NaOH selama pretreatment terhadap perubahan kandungan lignin, selulosa dan hemiselulosa. Sebelum dilakukan penelitian dilakukan perancangan reaktor resistive heating. Jerami padi ukuran 100 mesh dilarutkan pada larutan NaOH dengan variasi konsentrasi 0,03 M, 0,05 M, dan 0,07 M, selanjutnya dipanaskan pada reaktor resistive heating dengan variasi suhu pemanasan 75 ^oC, 85 ^oC, dan 99 ^oC. Selulosa merupakan senyawa yang akan dikonversi lebih lanjut menjadi glukosa. Sehingga pada penelitian ini dipilih kondisi optimum berdasarkan peningkatan selulosa tertinggi hingga 8,88% serta penurunan lignin dan hemiselulosa sebesar 1,39% dan 4,33% pada perlakuan suhu pemanasan 75 ^oC dan konsentrasi NaOH 0,07 M. Alkalisasi resistive heating dapat diterapkan pada pretreatment jerami padi karena dapat mengurangi kandungan lignin dan hemiselulosa serta meningkatkan kandungan selulosa.