http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.105
Cara mensitasi artikel ini:
Sriana, T., Dianpalupidewi, T., Ukhrawi, S.M.P., Nata, I.F. (2021) Pengaruh  konsentrasi sodium  hydroxide (NaOH) pada proses delignifikasi kandungan lignoselulosa serat (fiber) siwalan ( borassus flabellifer ) sebagai bahan dasar pembuatan bioethanol. Buletin Profesi Insinyur 4(2) 049-052

## Pengaruh Konsentrasi Sodium Hydroxide (NaOH) pada
Proses Delignifikasi Kandungan Lignoselulosa Serat (Fiber) Siwalan ( borassus flabellifer ) sebagai Bahan Dasar Pembuatan Bioethanol
Salah  satu  sumber  energi  alternatif  yang  potensial dikembangkan  di  Indonesia  adalah  bioethanol.  Serat siwalan adalah limbah organik yang potensial dikembangkan  sebagai  bahan  baku  bioethanol.  Proses delignifikasi diperlukan sebelum limbah siwalan difermentasi  menjadi  bioethanol.  Pada  proses  ini,  lignin yang  terdapat  pada  serat  siwalan  akan  dipecah  untuk mendapatkan selulosa yang dikonversi menjadi gula. Dari hasil  penelitian  diperoleh  bahwa  konsentrasi  NaOH  1N mampu  meningkatkan  kadar  selulosa  hingga  71,37% dibanding  dengan  konsentrasi  NaOH  2N  yang  hanya mampu menaikkan kadar selulosa sebesar 59,53%. Untuk waktu pemanasan optimal pada proses ini adalah 30 menit pada suhi 100 o C
Kata  kunci :  limbah  siwalan,  delignifikasi,  NaOH,  bioethanol, lignin, selulosa
Diajukan: 7 Juni 2021 Direvisi: 15 Juli 2021 Diterima: 1 Oktober 2021 Dipublikasikan online: 7 Oktober 2021
Tun Sriana 1* , Tri Dianpalupidewi 1 , Syamsul Ma’arif Putera Ukhrawi 1 , Iryanti Fatyasari Nata 2
1 Program Studi Teknik Pengolahan Migas, Politeknik Energi dan Mineral (PEM) Akamigas, Cepu, Jawa Tengah
2 Program Studi Teknik Kimia, Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru, Kalimantan Selatan

## 
 tun.sriana@gmail.com

## Pendahuluan
Ketersediaan energi masih menjadi masalah besar bagi kehidupan  manusia.  Berbagai  upaya  telah  dilakukan untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut. Salah satu usaha  yang  telah  dilakukan  adalah  pengembangan sumber  energi  alternatif  dari  bahan  alam  yang jumlahnya melimpah dan dapat diperbarui.
Bioethanol  adalah  salah  satu  sumber  energi alternatif  yang  sangat  berpeluang  dikembangkan  di Indonesia.    Dibandingkan  dengan  bahan  bakar  fosil, bioethanol mempunyai beberapa kelebihan diantaranya mudah terbakar, memiliki nilai kalor bakar netto  yang  besar  dan  dapat  larut  secara  langsung dengan  bensin  pada  setiap  perbandingan.  Bioethaol juga  juga  beroktan  tinggi  dengan  angka  oktan  sebesar 109  untuk  riset  dan  98  untuk  angka  oktan  motor (Mukaromah, 2006).
Salah  satu  sumber  daya  alam  yang  dapat dikembangkan  sebagai  bahan  baku  bioethanol  adalah material  dengan  kandungan  lignoselulosa.  Hal  ini disebabkan karena material yang mengandung lignoselulosa telah terbukti berpotensi untuk dikembangkan  sebagai  bahan  bakar  alternatif  dan ramah lingkungan (Mardina et al., 2013).
Serat siwalan ( borassus flabellifer ) adalah salah satu limbah yang memiliki kandungan hemiselulosa (18,52%), selulosa (29,32%) dan lignin (0,23%) (Dahlan, 2011). Selain serat  siwalan, beberapa limbah pertanian yang  mengandung  lignoselulosa  diantaranya  adalah
bagas  tebu  (Maryana  et  al.,  2014)  dengan  kandungan hemiselulusa  (22,9%),  selulosa  (44,43%)  dan  lignin (17,52%) serta jerami padi dengan kandungan selulosa, hemiselulosa  dan  lignin    sebesar  42,3%;  20,4%  dan 12,1% secara berurutan (Gayang, 2013).
Serat  siwalan  yang  terdapat  pada  pohon  siwalan tidak banyak dimanfaatkan dan dibuang sebagai limbah. Pohon  lontar  dengan  luas  area  pertanaman  mencapai 1.500  ha    terdapat  di  sepanjang  pesisir  pulau  Jawa Tengah, Jawa Timur dan Madura (Syakir  & Karmawati, 2019). Nira siwalan mengandung gula sebanyak 10,98% (Haisya  et  al.,  2011)  dan  biasanya  difermentasi sederhana  untuk  menghasilkan  tuak  dan  cuka. Meskipun  tidak  mempunyai  kandungan  gula  setinggi nira,  serat  siwalan  diyakini  masih  mempunyai kandungan  gula  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan baku pembuatan bioethanol.
Proses  pembuatan  bioethanol  dari  serat  siwalan mempunyai proses yang berbeda, yang disebut dengan proses delignifikasi. Tujuan dilakukan proses delignifikasi adalah untuk mengurangi kadar lignin pada bahan  berlignoselulose  (Permatasari  et  al.,  2014). Proses  delignifikasi  dilakukan  dengan  melarutkan kandungan lignin di dalam bahan sehingga mempermudah  proses  pemisahan  lignin  dari  serat serat  siwalan.  Pada  proses  ini  akan  terjadi  konversi lignoselulosa  menjadi senyawa gula. Jika  dibandingkan dengan  larutan  asam,  larutan  basa  mempunyai  hasil yang  lebih  baik  untuk  proses  delignifikasi  (Mardina  et al., 2013; Saleh et al., 2009).
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.105
Proses  penghilangan  lignin  dan  peningkatan kandungan selulosa dapat dilakukan dengan menggunakan  larutan  basa  atau  alkali pretreatment seperti  sodium  hydroxide  (NaOH).  Penggunaan  NaOH terbukti  efektif  dilakukan  pada  banyak  bahan  baku biomassa (Saleh et al., 2009).
Tujuan  dalam  penelitian  ini  adalah  menentukan konsentrasi  optimal  NaOH  yang  menghasilkan  kadar selulosa  tertinggi  pada  proses  delignifikasi  serat siwalan.

## Metode
Serat  siwalan  dicacah  dengan  ukuran  tertentu. Pencacahan serat siwalan dimaksudkan untuk memperluas  luas  permukaan  dari  material.  Serat siwalan  yang  sudah  dicacah  kemudian  dikeringkan dengan menggunakan oven sampai mendapatkan berat konstan.
Sebanyak  10  gram  serat  siwalan  kering  dimasukkan  ke dalam  larutan NaOH  dengan  konsentrasi  1N dan  2N.  Serat siwalan yang telah direndam kemudian dipanaskan ke dalam water batch dengan  suhu  100 o C.  Untuk  mengetahui waktu pemanasan  optimum  pada  proses  delignifikasi,  waktu pemanasan  yang  digunakan  adalah  15,  30  dan  45  menit secara  berurutan.  Kemudian  dilakukan  pencucian  dengan menggunakan aquadest sampai mencapai pH netral. Setelah mendapatkan  pH  netral,  langkah  selanjutnya  adalah dilakukan  pengeringan  pada  sampel dengan  menggunakan oven sampai medapatkan berat konstan. Untuk mengetahui kandungan  lignoselulosa  yang  terkandung  dilakukan  uji Chessone  pada  masing-masing  sampel  (Mardina  et  al., 2013).

## Prosedur Analisa
Persentase kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin pada proses delignifikasi serat siwalan dianalisa dengan menggunakan  metode  Chesson(Datta,  1981).  Tahapan yang  dilakukan  dalam  uji  Chesson  adalah  (1)  1  gram sampel  direfluk  dengan  150  ml  H 2 O  pada  suhu  100 o C selama  2  jam,  (2)  Residu  sampel  pada  tahap  1  yang sudah  dikeringkan  dalam  oven  sampai  mendapatkan berat konstan direfluks dengan 150 ml 0,5M H 2 SO 4 pada suhu 100 o C selama 2 jam, (3) Residu pada tahap 2 yang sudah  dikeringkan  dalam  oven  hingga  berat  konstan direndam  dalam  10  ml  72%  (v/v)  H 2 SO 4 selama  4  jam pada suhu kamar, kemudian diencerkan  menjadi 0,5M dan  direfluks  selama  2  jam  pada  100 o C.  (4)  Residu sampel  tahan  3  yang  telah  dikeringkan  kemudian diabukan.
Perhitungan untuk mengetahui kandungan komponen  selulosa,  hemiselulosa  dan  lignin  serbuk serat  siwalan  yang  telah  menerima  perlakuan  di  atas adalah sebagai berikut:
% = − 100%
% = −
100%
% = − 100%
Dimana:
a. Berat kering awal sampel serat siwalan
b. Berat kering residu sampel yang direfluks dengan air (tahap 1)
c. Berat  kering  residu  sampel  yang  direfluks  dengan 0,5M H 2 SO 4 (tahap 2)
d. Berat  kering  residu  sampel  yang  direndam  dengan 72% H 2 SO 4 (tahap 3) e. Abu yang dihasilkan oleh residu sampel (tahap 4)

## Hasil Penelitian dan Pembahasan
Proses pretreatment serat siwalan
Komposisi  kimia  yang  terkandung  pada  serat  siwalan tergantung  pada  beberapa  faktor  diantaranya  adalah varietas tanaman, umur tanaman, kesehatan tanaman, keadaan tanah, iklim, pemupukan dan perairan. Untuk mengetahui komposisi kimia dari serabut siwalan perlu dilakukan.  Perbandingan  komposisi  kimia  dari  serat siwalan, nira dan beberapa tanaman Palma tertera pada Tabel 1.
Tabel 1 Perbandingan komposisi kimia serat siwalan, nira dan tanaman palm (Haisya et al., 2011)
Parameter Uji Hasil Analisa (%) serat Siwalan Nira Aren Nipah Kelapa Protein 0,85 0,28 0,23 0,21 0,41 Lemak 0,96 0,02 0,02 0,21 0,17 Kadar Air 96,38 87,78 88,85 86,30 88,40 Kadar Abu 0,90 0,10 0,03 0,43 0,38 Kadar Gula 0,91 10,96 10,02 12,23 10,27
Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa  jika dibandingkan dengan  jenis  tanaman  palm  yang  lain,  kulit  siwalan mempunyai kadar gula yang paling sedikit. Untuk dapat meningkatkan  kadar  gula  yang  terdapat  pada  kulit siwalan  maka  proses  delignifikasi  diperlukan.  Tahap- tahap  proses  pencacahan  kulit  siwalan  menjadi  serat siwalan seperti yang terlihat pada Gambar 1.
Sebelum proses delignifikasi dilakukan pretreatment  pada  kulit  siwalan.  untuk  mendapatkan hasil  yang  maksimal,  kulit  siwalan  dipotong-potong sekecil mungkin agar mempunyai luas permukaan yang jauh  lebih  besar.  Hal  ini  diharapkan  agar  akan  lebih
Gambar 1 Tahapan proses pencacahan buah siwalan
(a) (c) (d) (b)
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.105
mudah  ikatan  lignin  pada  lignoselulosa  terpecah  dan diperoleh selulosa.

## Proses delignifikasi
Proses delignifikasi dilakukan pada dua konsentrasi NaOH  yang  berbeda  yaitu  1N  dan  2N.  Untuk mengetahui pengaruh  waktu pada proses delignifikasi, variable  perbedaan  waktu  mulai  dari  15,  30  dan  45 menit  dipertimbangkan  pada  penelitian  ini.    Hasil analisa  untuk  serat  siwalan  yang  telah  direndam menggunakan  larutan  NaOH  dengan  konsentrasi  1N pada perbedaan variabel waktu ditunjukkan pada Tabel 2.

## Tabel 2 Presentasi komposisi kimia untuk NaOH 1N
Waktu pemanasan Hasil Analisa (%) Selulosa Hemiselulosa Lignin Untreatment 43,67 26,85 21,67 15 menit 67,86 19,33 9,75 30 menit 71,37 3,66 5,24 45 menit 60,76 18,86 11,38
Dari  tabel  diatas  dapat  dilihat  bahwa  jika dibandingkan  dengan untreatment sampel,  dengan proses  pemanasan  akan  meningkatkan  kadar  selulosa dan  menurunkan  jumlah  ligninnya.  Namun  demikian, semakin  lama  waktu  pemanasan  tidak  menyebabkan jumlah  lignin  semakin  menurun  dan  meningkatkan jumlah  selulosa.  Dengan  menggunakan  NaOH  dengan konsentrasi 1N, jumlah lignin paling kecil terdapat pada waktu  pemanasan  selama  30  menit  dan  naik  dengan naiknya  waktu  pemanasan.  Pada  kondisi  ini  dapat disimpulkan  pada  lama  waktu  optimal  pemanasan adalah selama 30 menit untuk NaOH 1N.
Untuk  mengetahui  pengaruh  konsentrasi  NaOH terhadap proses delignifikasi pada serat siwalan, NaOH dengan  konsentrasi  2  N  dipelajari.  Hasil  Analisa  untuk serat  siwalan  yang  telah  direndam  menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 2 N dapat dilihat pada Tabel 3.

## Tabel 3 Presentasi komposisi kimia untuk NaOH 2N
Waktu pemanasan Hasil Analisa (%) Selulosa Hemiselulosa Lignin Untreatment 43,67 26,85 21,67 15 menit 51,61 22,53 14,01 30 menit 59,53 19,81 13,61 45 menit 48,75 23,64 18,83
Dari  Tabel  3  dapat  dilihat  bahwa  dengan menggunakan  NaOH  2  N  dapat  menurunkan  kadar lignin  dan  meningkatkan  kadar  selulosa  dibandingkan dengan  untreatment  sampel.  Sama  dengan  ketika menggunakan NaoH 1 N, waktu pemanasan selama 30 menit  akan  dapat  menurunkan  kadar  lignin  lebih  baik dibandingkan dengan waktu yang lainnya.
Jika  dibandingkan  antara  konsentrasi  2  N,  NaOH dengan konsentrasi 1 N lebih mampu menaikkan kadar
selulosa  dan  mampu  menurunkan  kadar  lignin  lebih baik.  Sedangkan  untuk  lama  pemanasan,  30  menit adalah  waktu  yang  paling  optimal  baik  dengan menggunakan NaOH 1 N maupun 2 N.
Gambar  2 Perbandingan  %  komposisi  kimia  serat siwalan  pada proses delignifikasi selama 30 menit
Perbandingan % komposisi kimia serat siwalan pada proses  delignifikasi  selama  30  menit  seperti  terlihat pada Gambar 2. Dari gambar dapat dilihat bahwa proses delignifikasi terbukti  mampu  meningkatkan  % selulosa dan  menurunkan  %  lignin  jika  dibandingkan  dengan untreatment . Penggunaan  NaOH  1N  mampu meningkatkan  %  selulosa    dan  menurunkan  %  lignin lebih  banyak  jika  dibandingkan  dengan  NaOH  2N.  Hal tersebut terjadi karena selulosa masih berada pada fase padat  dan  hanya  sedikit  yang  berada  pada  fase  cair (Maryana et al., 2014).

## Kesimpulan
Proses delignifikasi adalah proses untuk menghilangkan kandungan  lignin  menjadi  lignoselulosa.  Konsentrasi NaOH  1N  lebih  mampu  meningkatkan  kadar  selulosa jika  dibandingkan  dengn  NaOH  2N.  Sedangkan  waktu pemanasan  terbaik  untuk  proses  delignifikasi  serat siwalan adalah 30 menit.

## Ucapan Terimakasih
Ucapan  terimakasih  ditujukan  kepada  PEM  Akamigas yang  telah  membiayai  penelitian  pada  tahun  2019 dengan No Surat Perjanjian: 30/Pj/PEM.UPPM/2019.

## Referensi
Dahlan,  D.  N.  A.  (2011). Evaluasi  Potensi  Limbah  Sabut Siwalan  Terfermentasi  EM-4  Sebagai  Pakan  Sapi Pedaging  Secara  In-Vitro .  Universitas  Islam  Negeri Maulana Malik Ibrahim.
Datta, R. (1981). Acidogenic fermentation of lignocellulos_acid yield and conversion of components. Biotechnology and Bioengineering , 23 , 2167–2170. Gayang,  F.  (2013). Konversi  Lignoselulosa  Tandan  Kosong Kelapa  Sawit  Menjadi  Gula  Pereduksi  Menggunakan Enzim  Xilanase  dan  Selulase  Komersial .  Institut
0 10 20 30 40 50 60 70 80 selulosa hemiselulosa lignin P e rs e n ta se ( % ) untreatment NaOH 1 N NaOH 2 N
http://dx.doi.org/10.20527/bpi.v4i2.105
Pertanian Bogor.
Haisya,  N.  B.  S.,  Utama,  B.  D.,  Edy,  R.  C.,  &  Aprilia,  H.  M.
(2011). The Potential of Developing Siwalan Palm Sugar (Borassus  flabellifer  Linn.)  as  One  of  the  Bioethanol Sources  to  Overcome  Energy  Crisis  Problem  in Indonesia. 2nd International Conference on Environmental Engineering and Applications , 89–93. Mardina, P., Talalangi, A. I., Sitinjak, J. F. M., Nugroho, A., & Fahrizal,  M.  R.  (2013).  Pengaruh  Proses  Delignifikasi pada  Produksi  Glukosa  dari  Tongkol  Jagung  dengan hidrolisi Asam Encer. Konversi , 2 (2), 17–23.
Maryana,  R.,  Ma’rifatun,  D.,  Wheni,  A.  I.,  Satriyo,  K.  W.,  &
Rizal, W. A. (2014). Alkaline Pretreatment on Sugarcane Bagasse for Bioethanol Production. Energy Procedia , 47 , 250–254.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014. 01.221 Mukaromah,  U.  (2006). Amorphopallus  sp  Sangat  Efektif sebagai  Alternatif  Sumber  Bahan  Bakar  Bioethanol Pengganti Gasoline . Permatasari, H. R., Gulo, F., & Lesmini, B. (2014). Pengaruh Konsentrasi  H2SO4  dan  NaOH  Terhadap  Delignifikasi Serbuk Bambu (Gigantochloa Apus) .
Saleh,  A.,  Pakpahan,  M.  M.  D.,  &  Angelina,  N.  (2009). Pengaruh  Konsentrasi  Pelarut,  Temperatur  dan  Waktu Pemasakan  Pada  Pembuatan  Pulp  dari  Sabut  Kelapa Muda. Jurnal Teknik Kimia , 16 (3), 35–44.
Syakir,  M.,  &  Karmawati,  E.  (2019). Tanaman  Perkebunan Penghasil Bahan Bakar Nabati (pp. 26–38).