Delignifikasi Kulit Kakao sebagai Bahan Baku Bioetanol dengan Metode Alkaline dan Pemanasan Gelombang Mikro (Microwave)

Abstract

Sebagai negara produsen dan eksportir kakao terbesar di dunia, Indonesia memproduksi kakao sebanyak 720,66 ribu ton per tahun atau 14,34% dari produksi kakao dunia. Sebanyak 74% buah kakao merupakan limbah kulit kakao yang mengandung lignoselulosa dan berpotensi diolah menjadi bioetanol. Dalam memproduksi bioetanol ada beberapa tahapan, seperti pretreatment atau delignifikasi, hidrolisis, fermentasi, dan pemurnian. Tahap pretreatment dilakukan untuk mendapatkan kandungan selulosa/gula yang diproses lebih lanjut pada tahap hidrolisis. Pretreatment dapat dikombinasi seperti penggabungan metode secara fisika dan kimia. Penggunaan metode alkali dan pemanasan microwave merupakan bentuk penggabungan metode fisika dan kimia yang berguna untuk meningkatkan kandungan selulosa dan menurunkan kandungan lignin. Metode ini merupakan metode terbaik yang sudah dilakukan jika dibandingkan dengan metode lain. Larutan alkali yang digunakan yaitu NaOH karena memiliki sifat yang mampu mendegradasi lignin tanpa merusak struktur selulosa. Delignifikasi dilakukan dengan memberikan variasi konsentrasi NaOH 0,75 M; 1 M; dan 1,5 M dan variasi lama waktu paparan panas microwave 5; 7,5; dan 10 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 lignin dan selulosa. Konsentrasi NaOH dan waktu paparan microwave terbaik adalah 1 M dan 7,5 menit.

As the largest producer and exporter of cocoa in the world, Indonesia produces approximately 720,66 thousand tons of cocoa per year, which accounts for 14,34% of global cocoa production. About 74% of cocoa fruits consist of cocoa husks, which contain lignocellulose and have the potential to be processed into bioethanol. The production of bioethanol involves several stages, such as pretreatment/delignification, hydrolysis, fermentation, and purification. The pretreatment stage is conducted to obtain cellulose/sugar content that will be further processed in the hydrolysis stage. Pretreatment can be done by combining physical and chemical methods. The use of alkaline methods and microwave heating is a form of combining physical and chemical methods, which is useful for increasing cellulose content and reducing lignin content. This method has been proven to be the best compared to other methods. Alkali solutions, such as NaOH, are used because it can degrade lignin without damaging the cellulose structure. Delignification is carried out by varying the concentration of NaOH at 0,75 M, 1 M, and 1,5 M, and the exposure time to microwave heating at 5; 7,5; and 10 min. The results of the pretreatment variations are statistically tested using a completely randomized design. Statistically, increasing the concentration of NaOH solution and the duration of microwave heating significantly affect the lignin and cellulose content. The optimal NaOH concentration and microwave exposure time are 1 M and 7,5 min.