## Jurnal Teknik Kimia USU
ISSN : 2337-4888
Homepage : https://talenta.usu.ac.id/jtk
ISSN : 2337- 4888 JURNAL Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

## Hidrolisis Eceng Gondok (Eichhornia Crassipes) Menjadi Glukosa Menggunakan
Rotating Microwave Reactor
Hydrolysis of Water Hyacinth (Eichhornia Crassipes) into Glucose Using a Rotating Microwave Reactor
Maya Sarah*, Ita Pratiwi, Isti Madinah Hasibuan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater, Kampus USU, Padang Bulan, Kota Medan, Kode pos 20155, Indonesia *Email: Maya3@usu.ac.id

## Abstrak
Eceng gondok merupakan biomassa lignoselulosa yang sangat berpotensi untuk produksi glukosa karena mengandung  selulosa  sebanyak  64,51%.  Hidrolisis  eceng  gondok  berlangsung  dalam  sebuah  reaktor berputar dengan microwave sebagai sumber panas. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh glukosa dengan  menentukan  konstanta  laju  reaksi  hidrolisis  fungsi  daya  dan  konsentrasi  katalis  asam  sulfat (H 2 SO 4 ), serta mencari kondisi terbaik dalam proses hidrolisis ini. Beberapa variabel penelitian adalah konsentrasi katalis H 2 SO 4 (0,5 N; 1 N; dan 1,5 N), daya microwave (600 W dan 800 W), dan waktu reaksi 60 menit. Parameter yang diukur adalah temperatur hidrolisat, kadar glukosa, dan kadar selulosa. Konstanta laju reaksi hidrolisis yang diperoleh berdasarkan persamaan Arrhenius adalah k=1,30 x 10 -2 e -132,172/T dan hubungan konsentrasi katalis H 2 SO 4 dengan daya microwave adalah C = 0.001P. Kondisi reaksi  hidrolisis  eceng  gondok  terbaik  diperoleh  pada  penggunaan  katalis  H 2 SO 4 1  N  dan  daya microwave sebesar 600 W dengan kandungan glukosa akhir yang diperoleh sebesar 486 mg/L.
Kata kunci : eceng gondok, hidrolisis, rotating microwave , persamaan Arrhenius

## Abstract
Water  hyacinth  is  lignocellulosic  biomass  that  has  the  potential  for  glucose  production  because  it contains 64.51% cellulose. Hydrolysis of water hyacinth was done in a rotating reactor with a microwave as a heat source. This study aims to obtain glucose by determining the hydrolysis reaction rate constant of  power  and  sulfuric  acid  (H 2 SO 4 )  concentration  function  and  to  find  the  best  conditions  for  this hydrolysis  process.  Several  research  variables  were  H 2 SO 4 concentration  (0.5  N;  1  N;  and  1.5  N), microwave  power  (600  W  and  800  W)  and  reaction  time  of  60  minutes.  Parameters  measured  were hydrolyzate temperature, glucose, and cellulose content. The hydrolysis reaction rate constant obtained based  on  the  Arrhenius  equation  was  k=1.30 x 10 -2 e -132.172/T and  the  relationship  between  H 2 SO 4 concentration  and  microwave  power  was  C  =  0.001P.  The  best  conditions  were  obtained  using  1  N H 2 SO 4 and microwave power of 600 W with final glucose content of 486 mg/L.
Keywords: water hyacinth, hydrolysis, rotating microwave, Arrhenius equation

## Pendahuluan
Eceng  gondok  merupakan  salah  satu  jenis bahan  lignoselulosa  yang  melimpah  dan  mudah tumbuh  didaerah  perairan  [1].  Eceng  gondok mengandung 64,51% selulosa dan 7,69% lignin, serta mempunyai karakter khusus yaitu kadar selulosa dan bahan  organik  yang  tinggi  [2].  Pemanfaatan  eceng gondok  sebagai  bahan  baku  bioetanol  akan menyelesaikan  masalah  ekosistem  perairan  dengan mengubahnya  menjadi  energi  alternatif  baru  yang ramah lingkungan.
Beberapa  metode  seperti  metode  fisika (hidrotermolisis),  kimia  (pelarut  asam  dan  basa), fisika-kimia (ledakan uap), dan biologi (enzim) telah dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi hidrolisis  pada  lignoselulosa.  Diantara  metode  ini penggunaan  H 2 SO 4 terbukti  sangat  efisien  untuk meningkatkan sakarifikasi sehingga dapat menghasilkan gula yang lebih banyak [3].
Sumber  energi  panas  yang  dapat  digunakan dalam  proses  hidrolisis  adalah microwave . Iradiasi microwave telah  banyak  digunakan  dalam  reaksi kimia,  karena  memiliki  efisiensi  pemanasan  yang
lebih  tinggi,  meningkatkan  laju  reaksi,  dan mengurangi  waktu  reaksi  [4]. Microwave dapat meningkatkan penghilangan lignin dan memfasilitasi konversi  ultrastruktur  selulosa  dan  hemiselulosa sehingga meningkatkan aksesibilitas selulosa menjadi glukosa [5] .  Pada  penelitian  ini,  hidrolisis  eceng gondok dilakukan dalam sebuah reaktor berputar yang diiradiasi  oleh microwave untuk  menghasilkan glukosa  dan  menentukan  kondisi  terbaik  reaksi hidrolisis eceng gondok.

## Teori
Lignoselulosa  sebagai  penyusun  dinding  sel tanaman  eceng  gondok  terdiri  dari  polimer  selulosa dan  hemiselulosa  yang  dilindungi  oleh  lignin. Lignoselulosa  memiliki  bagian  kristalin  dan  amorf. Struktur  kristalin  tersusun  dari  rantai  glukosa  yang saling terikat dengan ikatan 1-4 β glikosida dan ikatan hidrogen antara gugus hidroksil sehingga strukturnya menjadi  kokoh.  Struktur  amorf  lignoselulosa  adalah hemiselulosa  yang  tersusun  dari  glukosa,  manosa, galaktosa, xylosa, arabinosa, sejumlah kecil ramnosa dan asam galaktonik. Struktur amorf ini tidak sekuat struktur  kristalin  sehingga  lebih  mudah  diuraikan melalui proses pretreatment [6].
Sebelum  dihidrolisis,  lignin  pada  eceng gondok  perlu  dihilangkan  melalui pretreatment dengan natrium hidroksida (NaOH). Proses pretreatment ini akan memecah lignin dan hemiselulosa  serta  melarutkannya  bersama  dengan NaOH. Hilangnya kandungan lignin dan hemiselulosa akan  mempermudah  enzim  masuk  ke  bahan  eceng gondok [1].
Hidrolisis meliputi proses pemecahan polisakarida  di  dalam  biomassa  lignoselulosa,  yaitu selulosa  dan  hemiselulosa  menjadi  monomer  gula penyusunnya.  Ada  dua  macam  hidrolisis  yang digunakan pada pembuatan bioetanol dari bahan baku biomassa, yaitu enzimatis dan hidrolisis asam [7].
Microwave merupakan gelombang elektromagnetik  yang  memiliki  frekuensi  dari  0,3 sampai  300  GHz  [4].  Lignin  dapat  terpecah  menjadi partikel  yang  lebih  kecil  dan  terlepas  dari  selulosa pada  suhu  lebih  dari  200  ºC.  Suhu  200  ºC  pada pretreatment menggunakan microwave dapat dicapai dalam waktu sekitar 60 menit [1]. Beberapa penelitian menunjukkan  bahwa  iradiasi microwave dapat merubah  ultrastruktur  selulosa,  menurunkan  kadar lignin dan hemiselulosa, serta meningkatkan kerentanan  enzimatik  pada  lignoselulosa,  sehingga dapat  meningkatkan  efisiensi  hidrolisis,  mengurangi kadar  gula  yang  hilang  dan  meningkatkan  konversi bahan pati menjadi glukosa [8].
Pada penelitian ini, rotating  microwave reactor digunakan  sebagai  pengganti  pengadukan  agar campuran  dalam  reaktor  dapat  tercampur  homogen dan merata. Rotating microwave reactor dapat berupa microwave oven konvensional yang dimodifikasi dan microwave chemical reactor yang dikhususkan untuk eksperimen  dengan  reaksi  katalitik.  Salah  satu
contohnya adalah microwave reactor tipe Anton Parr Monowave  300  yang  digunakan  oleh  Chin,  dkk (2014) untuk studi kinetika hidrolisis [9].

## Metodologi Penelitian
Eceng  gondok  basah  dicuci  dengan  air  bersih lalu  dicacah  kecil-kecil  dan  dikeringkan  di  bawah sinar matahari selama 3 hari. Setelah itu, dikeringkan kembali di dalam oven untuk mengurangi kelembabannya.  Eceng  gondok  kering  dihaluskan hingga  menjadi  tepung.  Delignifikasi  dilakukan dengan memasukkan tepung eceng gondok sebanyak 30 g ke dalam beaker glass dan ditambahkan 330 mL NaOH  5%  [2],  lalu  dipanaskan  pada  suhu  100ºC selama  2  jam.  Setelah  pemanasan,  residu  eceng gondok  disaring  dan  dicuci  dengan aquadest hingga pH  netral.  Kemudian  residu  dikeringkan  di  dalam oven pada suhu 105ºC  [10] untuk  mengurangi kadar air  hingga  diperoleh  selulosa  dengan  berat  konstan dan disimpan dalam desikator.
Setelah  delignifikasi,  dilakukan  penentuan konsentrasi  selulosa.  Eceng  gondok  yang  sudah didelignifikasi  sebanyak 2 g ditambahkan dengan 75 mL larutan NaOH 17,5% dan diaduk secara perlahan selama 10 menit. Kemudian ditambahkan kembali 25 mL  NaOH  17,5%  dan  diaduk  selama  10  menit. Setelah  30  menit  dari  langkah  pertama  dilakukan, ditambahkan  100  mL aquadest .  Larutan  didiamkan selama  30  menit  dan  diambil  filratnya.  Selanjutnya, alfa, beta, dan gamma selulosa ditentukan berdasarkan TAPPI Standard T 203 C [11]. Selulosa dihidrolisis menggunakan H 2 SO 4 (0,5 N; 1 N; dan 1,5 N) dengan perbandingan 1:20 (g/ mL) [9]  di  dalam rotating  microwave  reactor (ME731K, 230 V, 20 L), seperti yang ditampilkan pada Gambar 1. Hidrolisis dilakukan dengan variasi daya 600 W dan 800 W selama 60 menit. Suhu selama proses hidrolisis diukur  dengan  menggunakan  termokopel  tipe  K (ukuran Krupp dan Closs 3  mm  x 300 mm). Setelah proses  hidrolisis  selesai,  hidrolisat  dipisahkan  dari residu  eceng  gondok.  Hidrolisat  yang  diperoleh dianalisis  konsentrasi  glukosanya  menggunakan Spektrofotometer UV-VIS dengan metode Dinitrosalicylic Acid (DNS).
Gambar 1. Rangkaian peralatan (1) detektor suhu, (2)  laptop,  (3)  termokopel  tipe  K,  (4)  microwave oven,  (5)  tutup  reaktor,  (6)  reaktor,  (7)  rotating plate, (8) pipa sampling
Sebanyak  1  mL  reagen  DNS  ditambahkan  ke dalam  1  mL  sampel  pada  tabung  uji  tertutup. Campuran  dipanaskan  selama  5  menit  pada  air mendidih.  Setelah  pendinginan  hingga  temperatur ruangan, absorbansinya diukur pada panjang gelombang 540 nm [12]. Selanjutnya, nilai absorbansi dimasukkan ke kurva standar untuk mengetahui nilai konsentrasi glukosa yang diperoleh.

## Hasil

## Analisis  Alfa  Selulosa  Bahan  Baku  setelah Delignifikasi
Tabel 1 menunjukkan kadar alfa selulosa eceng gondok  yang  telah  didelignifikasi  pada  sampel  dan perlakuan  yang  sama  sebanyak  5  kali.  NaOH  yang digunakan  pada  delignifikasi  mampu  melarutkan lignin  dan  merusak  struktur  selulosa  sehingga  serat- serat selulosa semakin longgar dan mudah dihidrolisis.  NaOH  melarutkan  bentuk  selulosa  lain seperti  beta  selulosa  dan  gamma  selulosa  dan  hanya menyisakan alfa selulosa [13].
Tabel  1.  Kadar  alfa  selulosa  eceng  gondok  setelah delignifikasi
No. Kadar Alfa Selulosa (%) Rata-Rata Kadar Alfa Selulosa (%) 1 96,98 96,79 2 96,71 3 96,71 4 96,43 5 97,12

## Pengaruh  Daya  Rotating  Microwave  terhadap Suhu Reaksi Hidrolisis
Gambar  2  menunjukkan  pengaruh  daya microwave terhadap suhu hidrolisis. Penggunaan daya 600  W  dan  800  W  menyebabkan  peningkatan  suhu yang  tidak  jauh  berbeda.  Pada  daya  800  W  terjadi peningkatan  suhu  hingga  mencapai  konstan  pada menit  ke-20  dengan  suhu  akhir  102  ºC,  sedangkan pada daya 600 W mengalami peningkatan suhu hingga mencapai  konstan  pada  menit  ke-15  dengan  suhu akhir 101,75 ºC pada hidrolisis menggunakan H 2 SO 4 1 N.
Gambar  2.  Pengaruh  daya  rotating  microwave terhadap suhu reaksi
Kenaikan suhu adalah akibat dari kemampuan bahan  dan  pelarut  untuk  menyerap  energi  dari microwave [14].  Hasil  yang  diperoleh  menunjukkan bahwa suhu hidrolisis mencapai 102 o C hanya dalam waktu  20  menit  iradiasi.  Peningkatan  suhu  hingga mencapai  konstan  menunjukkan  bahwa  kestabilan pemanasan yang diterima pada serat selulosa dengan suhu  akhir  melebihi  titik  didih aquadest ,    hidrolisis pada suhu ini dapat mempercepat pemecahan struktur selulosa menjadi glukosa.

## Pengaruh  Konsentrasi  Asam  Sulfat  terhadap Pembentukan Glukosa
Reaksi  antara air dan selulosa berjalan sangat lambat sehingga diperlukan bantuan katalisator untuk meningkatkan  keaktifan  air,  seperti  penggunaan H 2 SO 4 . Gambar 3 menunjukkan pengaruh konsentrasi H 2 SO 4 terhadap pembentukan glukosa, semakin besar konsentrasi  H 2 SO 4 yang  digunakan  maka  semakin besar  konsentrasi  glukosa  dalam  hidrolisat  eceng gondok.
Pada  Gambar  3,  terlihat  bahwa  titik  optimum konsentrasi H 2 SO 4 yang menghasilkan kadar glukosa yang paling besar adalah pada konsentrasi 1 N karena pada konsentrasi 1,5 N, kenaikan kadar glukosa yang didapatkan  tidak  begitu  jauh  perbedaannya.  Oleh sebab  itu,  konsentrasi  H 2 SO 4 1  N  dianggap  sebagai konsentrasi  terbaik    untuk  digunakan  dalam  proses hidrolisis  eceng  gondok  dan  untuk  selanjutnya menjadi  variabel  tetap  dan  digunakan  untuk mengetahui variabel penelitian yang lainnya.
Gambar  3.  Pengaruh  konsentrasi  asam  sulfat terhadap pembentukan glukosa
Pengaruh  Waktu  Reaksi  terhadap  Pembentukan Glukosa
Konsentrasi glukosa yang terbentuk berbanding  lurus dengan waktu reaksi, namun setiap reaksi  memiliki  waktu  optimum  dimana  reaktannya telah habis bereaksi sehingga produk yang dihasilkan akan  menurun.  Gambar  4  menunjukkan  pengaruh waktu  terhadap  konsentrasi  glukosa  yang  terbentuk, semakin  lama  waktu  reaksinya  maka  glukosa  yang terbentuk semakin banyak.
0 100 200 300 400 500 600 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Tanpa katalis 0,5 N 1 N 1,5 N Waktu (menit) Ko n sen tra si Gl u k o sa (m g /L ) 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 Su h u ( °C) Waktu (menit) 1,0 N, 600 W 1,0 N, 800 W
Semakin lama waktu hidrolisis maka kandungan  glukosa  pada  produk  hidrolisis  akan semakin meningkat karena kontak antara reaktan akan semakin  sering  terjadi  dan  dapat  meningkatkan konversi  reaktan  menjadi  produk  [15].  Pada penggunaan  H 2 SO 4 1,5  N  dan  daya  800  W  terjadi fluktuasi  pada menit  ke-30, hal  ini dapat  disebabkan oleh kurang homogennya sampel dengan reagen DNS sehingga absorbansi yang terukur pada spektrofotometer kurang tepat.
Gambar  4.  Pengaruh  waktu  reaksi  terhadap pembentukan glukosa
Pengaruh  Daya  Rotating  Microwave  terhadap Pembentukan Glukosa
Daya rotating  microwave berbanding  lurus dengan  suhu,  dimana  semakin  tinggi  daya  yang digunakan  maka  semakin  cepat  kenaikan  suhu  yang terjadi. Semakin tinggi suhu maka akan meningkatkan laju  reaksi  yang  disebabkan  oleh  semakin  banyak monomer  glukosa  yang  akan  terlepas  dari  ikatannya dan perolehan glukosa pun akan semakin tinggi [16]. Gambar  5  menunjukkan  pengaruh  daya microwave terhadap pembentukan glukosa.
Gambar  5.  Pengaruh  waktu  reaksi  terhadap pembentukan glukosa
Daya microwave memiliki  pengaruh  yang signifikan terhadap kadar glukosa eceng gondok. Hal ini  dikarenakan  semakin  besar  daya,  maka  suhu operasi  meningkat  dan  laju  reaksi  menjadi  semakin besar. Konsentrasi glukosa yang dihasilkan pada daya
600  W  dan  800  W  tidak  jauh  berbeda.  Ketika  suhu naik,  tingkat  polimerisasi  rantai  selulosa  menurun, rantai  selulosa  yang  panjang  akan  terputus  menjadi kelompok  rantai  molekul  yang  lebih  pendek  dan melepas  glukosa  yang  terdegradasi  menjadi  produk samping,  maka  penting  untuk  menentukan  daya microwave yang  digunakan  agar  terhindar  dari pemborosan  energi  [4].  Daya microwave optimum yang diperoleh adalah pada daya 600 W karena dapat menghasilkan  konsentrasi  glukosa  yang  tinggi  dan lebih optimal.
Kinetika  Laju  Reaksi  Hidrolisis  Eceng  Gondok Menggunakan Rotating Microwave Reaktor
Pengaruh  daya microwave dan  konsentrasi H 2 SO 4 pada  konstanta  laju  reaksi  hidrolisis  eceng gondok dimana selulosa terkonversi menjadi glukosa dapat  ditinjau  dengan  melakukan  analisis  kinetika pada  laju  hidrolisis.  Nilai  konstanta  laju  reaksi  dan orde  laju  reaksi  dapat  ditentukan  dengan  membuat grafik  hubungan  antara  konsentrasi  selulosa  dan waktu  hidrolisis.  Orde  reaksi  yang  diperoleh  adalah reaksi orde satu, untuk profil kinetika reaksi orde satu dapat  dilihat  pada  Gambar  6.  Jika  ditinjau  dengan persamaan  regresi  linier  maka  didapatkan  nilai  R 2 seperti yang ditampilkan pada Tabel 2.
Nilai  R 2 yang  terbaik  untuk  profil  kinetika adalah  yang  terbesar  atau  mendekati  1  (R  ≈  1)  dan profil  kinetika  membentuk  garis  lurus  [17].  Oleh karena  itu,  persamaan  orde  satu  dapat  digunakan untuk menghitung konstanta laju reaksi hidrolisis.
Tabel 2. Nilai R 2 reaksi hidrolisis orde satu
No. Konsentrasi H 2 SO 4 (N) Daya
(W) R 2 k (menit -1 ) 1 0 600 0,9747 30 x 10 -5 2 0 800 0,9714 30 x 10 -5 3 0,5 600 0,9829 40 x 10 -5 4 0,5 800 0,9940 40 x 10 -5 5 1,0 600 0,9896 40 x 10 -5 6 1,0 800 0,9813 50 x 10 -5 7 1,5 600 0,9822 50 x 10 -5 8 1,5 800 0,9657 50 x 10 -5

## Pengaruh Suhu pada Kinetika Reaksi Hidrolisis
Hubungan  antara  suhu  dan  konversi  reaktan adalah  linier,  dengan  membuat  regresi  linier berdasarkan  data  operasi  maka  diperoleh  beberapa persamaan  seperti  pada  Tabel  3.  Hasil  pada  Tabel  3 diperoleh dari perlakuan hidrolisis yang sama seperti pada Tabel 2 secara berurutan.
Nilai  SSE  paling  kecil  diperoleh  pada  variasi 1,0  N  H 2 SO 4 dan  daya  600  W,  sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  persamaan  yang  diperoleh  dapat digunakan  untuk  kondisi  operasi  sesuai  dengan penelitian. Persamaan (1) merupakan persamaan yang paling  mewakili  pengaruh  suhu  terhadap  kinetika reaksi hidrolisis eceng gondok.
100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 K o ns ent ra si G lu ko sa ( m g /L ) Waktu (menit) 0 N, 600 W 0 N, 800 W 0,5 N, 600 W
0,5 N, 800 W
1 N, 600 W 1 N, 800 W 1,5 N, 600 W 1,5 N, 800 W 0 100 200 300 400 500 600 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1 N, 600 W 1 N, 800 W Waktu (menit) K o ns ent ra si G lu ko sa (m g /L )
k=1,30 x 10 -2 exp -132,172 T ..... (1)
Gambar  6.  Grafik  reaksi  orde  satu  (a)  tanpa katalis (b) 0,5 N (c) 1,0 N (d) 1,5 N H 2 SO 4

## Penentuan  Konstanta  Laju  Reaksi  Hidrolisis Fungsi Daya
Data  yang  diperlukan  untuk  menentukan konstanta  ini  adalah  konstanta  laju  reaksi  hidrolisis fungsi  waktu  berdasarkan  daya microwave yang ditunjukkan pada Tabel 4. Berdasarkan data Tabel 4, maka  nilai  konstanta  daya  dapat  diplot  seperti  pada Gambar  7  untuk  mendapatkan  persamaan  regresi. Gambar  7  menunjukkan  tren  konstanta  laju  reaksi hidrolisis  fungsi  daya,  dari  grafik  tersebut  diperoleh persamaan  regresi  linier  yang  ditunjukkan  pada Persamaan (2).
k= ( 1 x 10 -7 ( P )) + ( 3 x 10 -4 ) ..... (2)
Konstanta  laju  reaksi  hidrolisis  fungsi  daya dinotasikan  dengan  k  (menit -1 )  dan  daya rotating microwave dinotasikan dengan P (W).

## Gambar 7. Grafik konstanta laju reaksi hidrolisis fungsi daya
Gambar  8  menunjukkan  tren  konstanta  laju reaksi hidrolisis fungsi konsentrasi katalis asam sulfat yang diperoleh dengan menggunakan data pada Tabel 5. Dari  Gambar 8 diperoleh persamaan regresi  linier seperti pada Persamaan (3).
k= ( 1 x 10 -4 ( C )) +(3 x 10 -4 ) ..... (3)
Konstanta  laju  reaksi  hidrolisis  fungsi konsentrasi H 2 SO 4 dinotasikan dengan k (menit -1 ) dan konsentrasi H 2 SO 4 dinotasikan dengan C (N).

## Tabel 3. Persamaan Arrhenius
Persamaan T Persamaan Arrhenius SSE T = 30 + 0,455.C A0 .X k = 9,50 x 10 -3 exp -133,682 T 0,819
T = 30 + 0,431.C A0 .X k = 1,12 x 10 -2 exp -142,045 T 6,071
T = 30 + 0,346.C A0 .X k = 1,27 x 10 -2 exp -134,714 T 0,424
T = 30 + 0,347.C A0 .X k = 1,21 x 10 -3 exp -130,610 T 0,266
T = 30 + 0,327.C A0 .X k = 1,30 x 10 -2 exp -132,172 T 0,173
T = 30 + 0,306.C A0 .X k = 1,39 x 10 -2 exp -131,205 T 0,219
T = 30 + 0,303.C A0 .X k = 1,39 x 10 -2 exp -130,306 T 0,300
T = 30 + 0,310.C A0 .X
k = 1,36 x 10 -2 exp -130,034 T 0,346
R² = 1 0.000395 0.000400 0.000405 0.000410 0.000415 0.000420 0.000425 0.000430 0 500 1000 Daya (Watt) k (m g /L. m en it) 0.00 0.01 0.02 0.03 0 10 20 30 40 50 60 -ln (C A /CA 0 ) Waktu (menit) (a) 0 N, 600 W 0 N, 800 W 0.00 0.01 0.02 0.03 0 10 20 30 40 50 60 -ln (C A /CA 0 ) Waktu (menit) (b) 0,5 N, 600 W 0,5 N, 800 W 0.00 0.01 0.02 0.03 0 10 20 30 40 50 60 –ln ( C A /CA 0 ) Waktu (menit) (c) 1 N, 600 W 1 N, 800 W 0.00 0.01 0.02 0.03 0 10 20 30 40 50 60 –ln ( C A /CA 0 ) Waktu (menit) (d) 1,5 N, 600 W 1,5 N, 800 W

## Tabel 4. Konstanta laju reaksi hidrolisis fungsi daya
Tabel 5. Konstanta laju reaksi hidrolisis fungsi konsentrasi asam sulfat Daya (Watt) Konsentrasi H 2 SO 4 (N) k (menit -1 ) k rata-rata (menit -1 ) 600 800 0 30 x 10 -5
30 x 10 -5 30 x 10 -5
600 800 0,5 5 - x 10 40 40 x 10 -5 40 x 10 -5 600 800
1,0 40 x 10 -5 50 x 10 -5 45 x 10 -5 600 800 1,5 50 x 10 -5
50 x 10 -5 50 x 10 -5
Gambar 8. Grafik konstanta laju reaksi hidrolisis fungsi konsentrasi asam sulfat
Hubungan  Konsentrasi  Katalis  Asam  Sulfat dengan Daya Rotating Microwave
Hubungan antara konsentrasi katalis H 2 SO 4 (C) dan  daya rotating  microwave  reactor (P)  dapat ditentukan dengan mensubstitusikan Persamaan (2) ke Persamaan (3), maka diperoleh Persamaan (4).
C=1 x 10 -3 (P)
..... (4)
Persamaan  (4)  menunjukkan  bahwa  jika menggunakan  daya rotating  microwave yang  besar maka  konsentrasi  H 2 SO 4 yang  digunakan  harus rendah  untuk  menghasilkan  proses  hidrolisis  yang optimal.

## Perbandingan Hasil Hidrolisis Eceng Gondok
Hidrolisis  eceng  gondok  dengan  cara fermentasi menggunakan Trichoderma viride menghasilkan glukosa optimum sebesar 1,3864 mg/L pada  suhu  35 o C  dan  waktu  fermentasi  96  jam  [18]. Xia, dkk (2013) melakukan hidrolisis enzimatik eceng gondok  dengan  perlakuan  awal  asam  encer menggunakan microwave ,  ketika  20  g/L  eceng gondok diberi perlakuan awal microwave dengan 1% H 2 SO 4 pada  140  °C  selama  15  menit  dan  kemudian dihidrolisis  secara  enzimatis  menggunakan  selulosa, diperoleh hasil gula reduksi  maksimum  sebesar 48,3 g/100  g  eceng  gondok  [19].  Lin,  dkk  (2018) menemukan  bahwa  hidrolisis  eceng  gondok  dengan sistem pemanas microwave (Pree Kem APEX) dapat mengurangi  waktu  hidrolisis  hingga  32%-40%  dan meningkatkan  kecepatan  hidrolisis  hingga  62% dibandingkan  metode  pemanasan  tradisional  (laju sakarifikasi menjadi 13,94%) dengan konsentrasi gula optimal 4650 mg/L [20]. Pada penelitian ini, glukosa optimum  yang  diperoleh  adalah  486  mg/L  dengan perlakuan H 2 SO 4 1 N, 600 W, dan 60 menit. Hidrolisis dengan  bantuan microwave telah  terbukti  dapat mengurangi  waktu  hidrolisis  dan  meningkatkan kecepatan hidrolisis.

## Kesimpulan
Kadar  alfa  selulosa  yang  diperoleh  pada penelitian  ini  setelah  eceng  gondok  didelignifikasi adalah  96,79%.  Kondisi  proses  hidrolisis  eceng gondok  terbaik  yang  diperoleh  adalah  pada penggunaan  katalis  H 2 SO 4 1  N  dan  daya microwave 600 W dengan kandungan glukosa akhir sebesar 486 mg/L.  Konstanta  laju  reaksi  hidrolisis  berdasarkan persamaan Arrhenius adalah k = 1,30 x 10 -2 e -132,172/T dan hubungan konsentrasi katalis asam sulfat dengan daya microwave adalah C = 0,001P.

## Daftar Pustaka
[1] Elwin, M. Lutfi, and Y. Hendrawan, “Analisis pengaruh waktu pretreatment dan konsentrasi naoh terhadap kandungan selulosa, lignin dan hemiselulosa  eceng  gondok  pada  proses pretreatment pembuatan bioetanol,” J. Keteknikan Pertan. Trop. dan Biosist. , vol. 2, no. 2, pp. 110–116, 2014.
[2] R.  Moeksin,  L.  Comeriorensi,  and  R. Damayanti, “Pembuatan bioetanol dari eceng gondok ( Eichhornia crassipes ) dengan perlakuan  fermentasi,” J. Tek.  Kim. ,  vol.  22, no. 1, pp. 1–9, 2016.
[3] J.C.  Chen  and  J.S.  Guo,  “Improving  the conversion  efficiency  of  waste  cotton  to bioethanol by microwave hydrolysis technology,” Sustain. Environ. Res. ,  vol.  23, pp. 333–339, Jan. 2013.
[4] M. E. Saleem, R. Omar, S. M. M. Kamal, and
Daya (Watt) Konsentrasi H 2 SO 4 (N) k (mg/L. menit) k rata-rata (mg/L. menit) 600 0 30 x 10 -5 40 x 10 -5 0,5 40 x 10 -5 1,0 40 x 10 -5
1,5 50 x 10 -5 800 0 30 x 10 -5 42,5 x 10 -5 0,5 40 x 10 -5
1,0 50 x 10 -5 1,5 50 x 10 -5 R² = 0,9657 0.0E+00 1.0E-04 2.0E-04 3.0E-04 4.0E-04 5.0E-04 6.0E-04 0 0.5 1 1.5 Asam Sulfat (N) k ( m g/ L .m en it )
D.  R.  A.  Biak,  “Microwave-assisted pretreatment  of  lignocellulosic  biomass:  A review,” J. Eng. Sci. Technol. , vol. 10, pp. 97– 109, 2015.
[5] I.  Madinah  and  M.  Sarah,  “Microwave assisted  hydrolysis  of  oil  palm  empty  fruit bunch:  effect  of  wave  distance  sources, power,  time  and  acid  concentration,” IOP Conf.  Ser.  Mater.  Sci.  Eng. ,  vol.  543,  no.  1, pp. 0–7, 2019.
[6] F. Merina and Y. Trihadiningrum, “Produksi bioetanol  dari  eceng  gondok  (E ichhornia crassipes )  dengan Zymomonas  mobilis dan Saccharomyces  cerevisiae ,”  in Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XIII , 2011, vol. 2, pp. 1–9.
[7] A. R. Fachry, P. Astuti, and T. G. Puspitasari, “Pembuatan  bioetanol  dari  limbah  tongkol jagung  dengan  variasi  konsentrasi  asam klorida  dan  waktu  fermentasi,” J.  Tek.  Kim. , vol. 19, no. 1, pp. 60–69, 2013.
[8] S.  M.  Nomanbhay,  R.  Hussain,  and  K. Palanisamy,  “Microwave-assisted  alkaline pretreatment and microwave assisted enzymatic saccharification of oil palm empty fruit  bunch  fiber  for  enhanced  fermentable sugar yield,” J. Sustain. Bioenergy Syst. , vol. 03, no. 01, pp. 7–17, 2013.
[9] S. X. Chin, C. H. Chia, Z. Fang, S. Zakaria, X. K. Li, and F. Zhang, “A kinetic study on acid hydrolysis  of  oil  palm  empty  fruit  bunch fibers  using  a  microwave  reactor  system,” Energy  and  Fuels ,  vol.  28,  no.  4,  pp.  2589– 2597, 2014.
[10] P.  Coniwanti,  S.  Novalina,  and  I.  K.  Putri, “Pembuatan  pulp  eceng  gondok  melalui proses Organosolv,” J. Tek. Kim. , vol. 16, no.
4, pp. 34–41, 2009.
[11] TAPPI, Alpha-, beta- and gamma-cellulose in pulp Test  Methods  T  203  cm-99. Atlanta: Technical  Association of the Pulp  and Paper Industry. pp. 5–9, 1999.
[12] S. M. D. Kolo and E. Edi, “Hidrolisis ampas biji  sorgum  dengan  microwave  untuk produksi  gula  pereduksi  sebagai  bahan  baku bioetanol,” J.  Saintek  Lahan  Kering ,  vol.  1,
no. 2, pp. 22–23, 2018.
[13] I. G. N. J. A. Prasetia, I. D. A. Yuliandari, D. G. Ulandari, C. I. S. Arisanti, and A. A. I. S. H. Dewandari, “Evaluasi kandungan selulosa mikrokristal dari jerami padi ( Oryza sativa L.) Varietas IR64,” J. Kim. , p. 97, 2018.
[14] N. Erliyanti and E. Rosyidah, “Pengaruh daya microwave  terhadap  yield  pada  ekstraksi minyak  atsiri  dari  bunga  kamboja  ( Plumeria Alba )  menggunakan  metode  microwave hydrodistillation,” J. Rekayasa Mesin , vol. 8,
no. 3, pp. 175–178, 2017.
[15] M.  Muhaimin,  B.  Wulan  Febriana,  and  S. Arfan,  “Reaction  kinetics  in  conversion process  of  pineapple  leaves  into  glucose,” Reaktor , vol. 18, no. 03, pp. 155–159, 2018.
[16] Z.  S.  Osvaldo,  P.  S.  Putra,  and  M.  Faizal, “Pengaruh konsentrasi asam dan waktu pada proses  hidrolisis  dan  fermentasi  pembuatan bioetanol dari alang-alang,” J. Tek. Kim. , vol. 18, no. 2, pp. 52–62, 2012.
[17] S. F. Salleh, R. Yunus, M. F. Atan, D. Radiah, and  A.  Biak,  “Kinetic  Studies  on  acid hydrolysis  of  OPEFB  in  a  batch  reactor,”  in 2012  3rd  International  Conference  on Chemistry  and  Chemical  Engineering ,  2012, vol. 38, pp. 132–136.
[18] P. R Sarjono, N. S Mulyani, and W. S Setyani, “Kadar  glukosa  dari  hidrolisis  selulosa  pada eceng  gondok  menggunakan  trichoderma viride  dengan  variasi  temperatur  dan  waktu fermentasi,” Molekul ,  vol.  7,  no.  2,  p.  163, 2012.
[19] A.  Xia,  J.  Cheng,  W.  Song,  C.  Yu,  J. Zhou, and  K.  Cen,  “Enhancing  enzymatic saccharification  of  water  hyacinth  through microwave heating with dilute acid pretreatment for biomass energy utilization,”
Energy , vol. 61, pp. 158–166, 2013.
[20] Y.  C.  Lin,  S.  Shangdiar,  S.  C.  Chen,  F.  C. Chou, Y. C. Lin, and C. A. Cho, “Microwave irradiation with dilute acid hydrolysis applied to  enhance  the  saccharification  rate  of  water hyacinth  ( Eichhornia  crassipes ),” Renew. Energy , vol. 125, pp. 511–517, 2018.