Delignifikasi Kulit Singkong sebagai Bahan Baku Bioetanol dengan Metode Alkali dan Pemanasan Microwave
Abstract
Indonesia menduduki peringkat keempat sebagai negara produsen singkong
terbesar dengan jumlah produksi sebesar 20 juta ton per tahun. Sebanyak 15-20%
per kilogram singkong merupakan limbah berupa kulit singkong yang mengandung
pati dan memungkingkan untuk dikonversi menjadi alternatif energi seperti
bioetanol. Proses produksi bioetanol dilakukan melalui tahap
pretreatment/delignifikasi, hidrolisis, fermentasi, dan pemurnian. Proses
pretreatment dilakukan untuk mendapatkan kandungan selulosa yang akan
digunakan dalam proses hidrolisis. Pretreatment dapat dikombinasi seperti
penggabungan metode secara fisika (pemanasan microwave) dan kimia (larutan
alkali). Penggunaan metode alkali dan pemanasan microwave akan meningkatkan
kadar selulosa dan menurunkan kadar lignin yang lebih baik dibandingkan dengan
metode yang lain. Larutan alkali yang digunakan yaitu NaOH karena memiliki sifat
yang sesuai apabila dikombinasikan dengan pemanasan microwave. Delignifikasi
dilakukan dengan memberikan variasi konsentrasi NaOH 0,5 M, 0,75 M, dan 1 M
dan variasi lama waktu paparan panas microwave 5, 10, dan 15 menit. Hasil variasi
pretreatment diuji secara statistik menggunakan rancangan acak lengkap. Secara
statistik, peningkatan konsentrasi larutan NaOH dan lama waktu paparan panas
microwave memberikan pengaruh nyata untuk kandungan selulosa dan lignin.
Konsentrasi NaOH dan waktu paparan microwave terbaik adalah 1 M dan 15 menit.
Perbandingan data sebelum dan setelah pretreatment menunjukkan bahwa metode
tersebut memenuhi syarat pretreatment lignoselulosa. Indonesia is the fourth-largest producer of cassava with a total production of
20 million tonnes per year. Up to 15-20% per kilogram of cassava is waste in the
form of cassava peel, which contains starch and allows it to be converted into
alternative energy such as bioethanol. The process of bioethanol production is
carried out by stages of pretreatment/delignification, hydrolysis, fermentation, and
purification. The pretreatment process is carried out to obtain the cellulose content
that will be used in the hydrolysis process. Pretreatment can be combined, for
example by combining physical (microwave heating) and chemical (alkaline
solution) methods. Using alkaline methods and microwave heating will increase
cellulose content and reduce lignin content which is better than other methods. The
alkaline solution used is NaOH because it has suitable properties when combined
with microwave heating. The delignification was carried out by varying the
concentration of 0,5 M, 0,75 M and 1 M NaOH and the exposure time to microwave
heat was 5, 10 and 15 minutes. The results of the pretreatment variation were tested
statistically using a complete block design. Statistically, the increase in the
concentration of the NaOH solution and the duration of exposure to microwave heat
had a significant effect on the cellulose and lignin content. The best NaOH
concentration and microwave exposure time were 1 M and 15 minutes. Comparison
of the data before and after pretreatment shows that the method meets the
requirements of lignocellulosic pretreatment.