Submitted : 5 November 2017 Revised : 27 November 2017 Accepted : 5 Desember 2017
PROSES DELIGNIFIKASI MENGGUNAKAN NAOH DAN AMONIA (NH 3 ) PADA TEMPURUNG

## KELAPA
Ika Kurniaty 1* , Ummul Habibah H 2 , Devi Yustiana 2 , Isnaini Fajriah M 2
1 Departemen Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jakarta,Jln Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta 10510
2 Departemen Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jakarta,Jln Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta 10510 *Email : ika.kurniaty@ftumj.ac.id

## Abstrak
Kelapa adalah tanaman yang bernilai ekonomis tinggi, salah satu bagian dari kelapa dapat diolah menjadi bahan baku  alternatif  adalah  tempurung  kelapa.  Tempurung  kelapa  dianggap  sebagai  limbah  yang  mengandung lignoselulosa,  kini  dimanfaatkan  untuk  bahan  baku  industri  pembuatan  arang  aktif  atau  karbon  aktif,  sampai bioetanol. Delignifikasi merupakan tahap awal atau proses pretreatment untuk memutuskan ikatan lignin pada selulosa  dalam  tempurung  kelapa.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  mengetahui  konsentrasi  optimum  NaOH  yang menghasilkan kadar selulosa tertinggi pada proses pretreatment , mengetahui persentase  kadar lignin, selulosa dan  hemiselulosa  sesudah pretreatment menggunakan  NaOH  dan  NH 3 .  Metode  yang  digunakan  adalah  proses delignifikasi dengan NaOH dan dilanjutkan menggunakan larutan NH 3 , kemudian dianalisis menggunakan metode Chesson untuk menghitung kadar lignin, selulosa dan hemiselulosa. Berdasarkan hasil data penelitian di dalam tempurung  kelapa  mengandung  senyawa  lignin,  selulosa  dan  hemiselulosa  yang  diketahui  melalui  metode Chesson. Kandungan hemiselulosa optimum dihasilkan sebanyak 11% setelah melalui 2 tahap perlakuan adalah pada  konsentrasi  NaOH  sebanyak  7%  dan  dengan  larutan  NH 3 15%.  Persentase  kandungan  selulosa  optimum sebanyak  81%  dengan  penambahan  konsentrasi  NaOH  9%.  Kandungan  lignin  sebesar  8%  dapat  terdegradasi akibat proses delignifikasi dengan pretreatment menggunakan NaOH sebanyak (5 dan 11)% dan NH 3 15%.
Kata Kunci : Delignifikasi, Lignoselulosa, NaOH, NH 3 , Tempurung Kelapa

## Abstract
Coconut is a plant that has a high economic value, one part of the coconut can be processed into alternative materials is coconut shell. Coconut shell is considered to be a waste containing lignocellulose that used as raw material an active charcoal in industry and bioethanol. Delignification is the first stage to breaking the chain of lignin from cellulose. The  purpose  of  this  research  is  to  know  the  optimum  concentration  of  NaOH  to  produce  the  highest  of  cellulose content,, to know the conscentration of lignin, cellulose and hemicellulose after pretreatment using NaOH and NH 3 solution.  Then,  analyzed  this  research  by  Chesson  Method  to  calculate  the  percentage  of    lignin,  cellulose  and hemicellulose. Based on the results of this research, the coconut shell containing lignin, cellulose and hemicelluloses that continued with Chesson method. The optimum hemicellulose content was obtained after 2 stages of treatment at 7% NaOH concentration and with 15% of NH 3 solution ie 11%. Percentage of optimum cellulose content of 81% with addition of 9% NaOH concentratio. The lignin content of 8% can be degraded due to  delignification process with pretreatment using NaOH as much as (5 and 11)% and NH 3 15%.
Keywords : Coconut Shell, Delignification, Lignocellulose, NaOH, NH 3

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  kepulauan yang  berada  di  daerah  tropis  dengan  kondisi agroklimat  yang  mendukung,  serta  termasuk negara penghasil kelapa utama di dunia, nomor dua  setelah  Filipina  (Pugersari  dkk,  2015). Kelapa  adalah  tanaman  yang  mempunyai  nilai ekonomis  yang  tinggi.  Buah  kelapa  tua  terdiri dari  empat  komponen  utama  yaitu  35  persen sabut,  12  persen  tempurung,  28  persen  daging buah  dan  25 persen  air  kelapa  (Mulyawan  dkk, 2015)
Tempurung  kelapa  adalah  bagian  non makanan  dari  kelapa  yang  merupakan  limbah agro  lignoselulosa  (Bledzki,  et  al.,  2010)  dan telah  banyak  dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku dalam  industri  pembuatan  arang  aktif  atau karbon aktif, tepung tempurung (Pugersari dkk, 2015)  dan  biomassa  (Maryono  dkk,  2013) bahkan  dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku bioetanol.  Tempurung  kelapa  secara  kimiawi memiliki  komposisi  hampir  sama  dengan  kayu yaitu  tersusun  dari  lignin  [(C 9 H 10 O 3 )(CH 3 O)]n, selulosa (C 6 H 10 O 5 )n dan Hemiselulosa (C 5 H 8 O 4 )n (Tirono dan Sabit, 2011). Dalam proses pembuatan bioetanol, delignifikasi  merupakan  tahap  awal  yang bertujuan  untuk  mengurangi  kadar  lignin  di dalam bahan berlignoselulosa. Delignifikasi akan membuka  struktur  lignoselulosa  agar  selulosa menjadi lebih mudah diakses. Proses delignifikasi akan melarutkan kandungan lignin di dalam bahan sehingga mempermudah proses pemisahan lignin dengan serat (permatasari dkk, 2013).  Proses  delignifikasi  menyebabkan kerusakan  terhadap  struktur  lignin  dan melepaskan  senyawa  karbohidrat.  Proses perusakan  struktur  dari  materi  dengan kandungan  lignoselulosa  adalah  salah  satu langkah  untuk  meng-konversi  lignoselulosa menjadi senyawa gula. Proses delignifikasi yang sering  digunakan  dengan  penggunaan  larutan basa (Madina dkk, 2013)
Penggunaan  larutan  basa  atau  Alkali pretreatment seperti  penggunaan  NaOH  dapat digunakan  untuk  membantu  pemisahan  lignin dari  serat  selulosa  (Saleh  dkk,  2009).  Alkali pretreatment dapat  meningkatkan  kandungan selulosa dan efektif untuk menghilangkan lignin. Begitu  pula  dengan  penggunaan  NH 3 untuk delignifikasi  telah  terbukti  efektif  pada  banyak bahan baku biomassa.
Tujuan dalam penelitian ini yaitu mengetahui persen konsentrasi optimum NaOH yang  menghasilkan  kadar  selulosa  tertinggi dalam  proses pretreatment pada  tempurung kelapa, mengetahui persen konsentrasi optimum NaOH yang dapat mendegradasi senyawa lignin
lebih  baik  dalam  proses pretreatment pada tempurung  kelapa  dan  juga  mengetahui  kadar lignin,  selulosa  dan  hemiselulosa  sebelum  dan sesudah pretreatment menggunakan  NaOH  dan NH 3

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  dibagi dalam  beberapa  tahap  seperti  persiapan  bahan baku, proses delignifikasi, dan prosedur analisa yang dijelaskan lebih lengkap dibawah ini.

## 2.1 Persiapan Bahan Baku
Tempurung  kelapa  dibersihkan  dan  di  cuci untuk  menghilangkan  kotoran,  kemudian dipotong – potong kecil. Tempurung kelapa yang sudah bersih dikeringkan didalam oven dengan suhu 100 o C untuk menghilangkan kadar airnya, kemudian tempurung kelapa yang sudah kering ditumbuk/diblender hingga menjadi serbuk.

## 2.2 Proses Delignifikasi
Serbuk tempurung kelapa 150 gr dimasukkan  ke  dalam beaker  glass ,  ditambah NaOH dengan variasi konsentrasi (3,5,7,9,11)%. Perbandingan  tempurung  kelapa  dan  NaOH sebesar 1 : 5. Sampel yang telah direndam selama 90  menit  kemudian  di  saring  dan  diambil padatannya saja, setelah itu di cuci menggunakan aquadest  hingga  pH  mencapai  netral.  Sampel yang  sudah  dicuci,  dikeringkan  menggunakan oven  selama  10  jam  dengan  suhu  105 o C. Pengeringan tersebut bertujuan untuk menghilangkan  kadar  air  dalam  padatan tempurung  kelapa.  Padatan  yang  telah dinetralkan  kemudian  diayak  dengan  ukuran sekitar 80 mess.
Serbuk tempurung kelapa yang telah melalui proses  delignifikasi  pertama  dengan  NaOH, kemudian  dilarutkan  kembali  kedalam  larutan NH 3 15% dan dipanaskan 60 menit dengan suhu
100 o C.  Sampel  dicuci  dengan  aquadest  untuk menghilangkan  larutan  NH 3 .  Dikeringkan kembali menggunakan oven untuk mendapatkan selulosa  dan  diayak  hingga  menjadi  serbuk, kemudian  dianalisa  kandungan  lignin,  selulosa dan hemiselulosa menggunakan metode chesson

## 2.3 Prosedur Analisa
Untuk  mengetahui  kandungan  lignin, selulosa dan hemiselulosa pada penelitian proses delignifikasi  tempurung  kelapa  menggunakan metode chesson yaitu (1) 1 gram sampel direfluks selama  2  jam  dengan  150  ml  H 2 O  pada  suhu 100 o C, (2) Residu sampel yang telah dikeringkan
direfluks  selama  2  jam  dengan  150  ml  0.5  M H 2 SO 4 padasuhu 100 o C, (3) Residu sampel yang telah  dikeringkan,  diperlakukan  10  mL  72% (v/v)  H 2 SO 4 pada  suhu  kamar  selama  4  jam, kemudian diencerkan menjadi 0.5 M H 2 SO 4 , dan direfluks    pada  suhu  100 o C  selama  2  jam,  (4) Residu sampel yang telah dikeringkan kemudian diabukan.
Serbuk  tempurung  kelapa  yang  mengalami perlakuan  diatas  kemudian  dihitung  untuk mengetahui kandungan kompenen lignoselulosa menggunakan perhitungan berikut :
𝐻𝑒𝑚𝑖𝑠𝑒𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑎 (%) = 𝑏 − 𝑐 𝑎 𝑥 100%
𝑆𝑒𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑎 (%) = 𝑐 − 𝑑 𝑎 𝑥 100% 𝐿𝑖𝑔𝑛𝑖𝑛 (%) = 𝑑 − 𝑒 𝑎 𝑥 100%
Keterangan : a. Berat kering awal sampel tempurung kelapa
b. Berat  kering  residu  sampel  direfluk  dengan air panas
c. Berat  residu  sampel  setelah  direfluk  dengan 0,5 M H 2 SO 4
d. Berat  residu  sampel  setelah  diperlakukan dengan 72% H 2 SO 4
e. Abu dari residu sampel

## 3. PEMBAHASAN
Proses delignifikasi pada tempurung kelapa dipilih menggunakan pretreatment alkali seperti NaOH  dengan  konsentrasi  (3,5,7,9,11)%  yang kemudian  dilanjutkan  dengan  delignifikasi menggunakan larutan NH 3 sebanyak 15%. Untuk mengetahui  kandungan  selulosa,  hemiselulosa dan lignin pada tempurung kelapa dapat dihitung menggunakan metode Chesson.
Jika  menggunakan  metode  Chesson,  ada beberapa komponen yang harus dihitung yaitu : (a) Berat kering awal sampel tempurung kelapa, (b) Berat  kering  residu  sampel  direfluk  dengan air  panas,  (c)  Berat  residu  sampel  setelah direfluk  dengan  0,5  M  H 2 SO 4 ,  (d)  Berat  residu sampel setelah diperlakukan dengan 72% H 2 SO 4 , (e)  Abu  dari  residu  sampel.  Semua  komponen tersebut  dihitung  menggunakan  satuan  berat untuk  padatan  yaitu  gram.  Setelah  semua dihitung sesuai masing – masing konsentrasi dari NaOH di dapat hasil data penelitian delignifikasi yang tertera pada tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1. Hasil Data Penelitian Menggunakan Metode Chesson Konsentrasi NaOH (%) Konsentrasi NH 3 (%) a b c d e Hemiselulosa (%) Selulosa (%) Lignin (%) (Gram) 3 15 1  0.77  0.72  0.22  0.15 5 50 7 5 1  0.86  0.79  0.19  0.11 7 60 8 7 1  0.97  0.86  0.17  0.10 11 69 7 9 1  0.97 0.9 0.09  0.04 7 81 5 11 1  0.96  0.89 0.1 0.02 7 79 8
Menurut  hasil  data  diatas,  setelah komponen  a,  b,  c,  d  dan  e  dalam    metode  Chesson terpenuhi,  maka  di  dapat  persen  kandungan hemiselulosa, selulosa dan lignin. Data tersebut agar lebih jelas dapat diilustrasikan dalam bentuk grafik secara berurutan seperti gambar 1 di bawah ini.
Menurut grafik hubungan konsentasi NaOH dan  kandungan  hemiselulosa  diatas  diperolah persentase kandungan hemiselulosa optimum pada tempurung kelapa setelah melalui 2 tahap perlakuan adalah  pada  konsentrasi  NaOH  sebanyak  7%  dan dengan larutan NH 3 15% yaitu sebanyak 11%. Pada konsentrasi  NaOH  sebanyak  (3,  5  dan  7)% mengalami peningkatan dalam persentase kandungan hemiselulosa, tetapi kemudian
mengalami  penurunan  hasil  setelah  konsentrasi NaOH dinaikkan menjadi (9 dan 11)%.
0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15
K an dun ga n H em is el ulo sa (% ) Konsentrasi NaOH (%) Grafik Hubungan Konsentrasi NaOH Vs Kandungan Hemiselulosa
Gambar 1. Grafik Hubungan Konsentasri NaOH Vs Kandungan Hemiselulosa
Tempurung  kelapa  diketahui  mempunyai kandungan lignoselulosa didalamnya, sehingga tidak hanya  meghasilkan  kandungan  hemiselulosa  saja setelah melalui proses delignifikasi, akan tetapi juga terdapat kandungan selulosa yang biasanya diambil untuk  diaplikasikan  ke  dalam  beberapa  produk terutama produk dari hasil penelitian. Berdasarkan grafik pada gambar 2 tentang hubungan konsentrasi NaOH  dan  kandungan  selulosa  dihasilkan persamaan linier sebesar y = 3.95x + 40.15 dengan R 2 sebesar  0.9190.  Persentase  kandungan  selulosa dalam  tempurung  kelapa  ini  meningkat  seiring dengan penambahan persen konsentrasi NaOH yang digunakan  dalam  proses  delignifikasi  yaitu meningkat  mulai  dari  50%  hingga  81%  untuk kandungan  selulosa  yang  dihasilkan.  Dengan penambahan konsentrasi NaOH 9% saat delignifikasi  diketahui  menghasilkan  persen kandungan selulosa optimum sebanyak 81%.
Gambar 2. Grafik Hubungan Konsentrasi NaOH Vs kandungan

## Selulosa
Untuk  dapat  mengambil  hemiselulosa  dan seluosa  dari  tempurung  kelapa  dibutuhkan  proses delignifikasi  yang  bertujuan  untuk  melepaskan kandungan  lignin  tanpa  merusak  kandungan selulosa  dan  hemiselulosa  yang  diambil  melalui proses  tersebut,  maka  dari  itu  pemilihan  bahan pretreatment harus  tepat  layaknya  penggunakaan pretreatment alkali  yang  diketahui  lebih  aman  dan tidak membuat korosif.

## Gambar 3. Grafik Hubungan Konsentrasi NaOH Vs Kandungan Lignin
Berdasarkan  data  hasil  penelitian  yang diilustrasikan  pada  grafik  diatas  diketahui  bahwa tempurung kelapa yang didelignifikasi dengan NaOH dan  dilanjutkan  menggunakan  larutan  NH3  dapat melepas kandungan lignin paling banyak sebesar 8% dengan  konsentrasi  NaOH  (5  dan  11)%.  Untuk konsentrasi  NaOH  (3  dan  7)%  mampu  melepas kandungan  lignin  sebesar  7%,  akan  tetapi mengalami penurunan hasil kandungan lignin pada penambahan  konsentrasi  NaOH  9%  yaitu  sebesar 5% kandungan lignin.
Hasil  pembahasan  yang  dipresentasikan dalam  data  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa pretreatment NaOH  dan  NH 3 mampu  untuk mendelignifikasi  lignin  dari  hemiselulosa  dan selulosa  dari  tempurung  kelapa  serta  mengetahui bahwa  dari  perhitungan  menggunakan  metode Chesson dihasilkan presentase kandungan selulosa, hemiselulosa  dan  lignin,  dengan  artian  bahwa tempurung kelapa terdapat kandungan selulosa dan hemiselulosa didalamnya.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## 4.1 Kesimpulan
1. Delignifikasi  tempurung  kelapa  untuk  melepas ikatan  lignin  pada  kandungan  selulosa  dapat menggunakan  pretreatmen  alkali  seperti  NaOH dan dilanjutkan menggunakan larutan NH 3 2. Berdasarkan  hasil  data  penelitian  di  dalam tempurung  kelapa  mengandung  lignoselulosa yang dapat dipisahkan menjadi 3 komponen yaitu lignin,  selulosa  dan  hemiselulosa  yang  diketahui melalui metode Chesson
3. Kandungan  hemiselulosa  optimum  dihasilkan pada  tempurung  kelapa  setelah  melalui  2  tahap perlakuan  adalah  pada  konsentrasi  NaOH sebanyak 7% dan dengan larutan NH 3 15% yaitu sebanyak 11%. 4. Persen  kandungan  selulosa  optimum  sebanyak 81%  dengan  penambahan  konsentrasi  NaOH  9% saat delignifikasi 5. Kandungan lignin sebesar 8% dapat terdegradasi akibat  proses  delignifikasi  dengan  pretreatment
0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 K an dun ga n Se lulo sa (% ) Konsentrasi NaOH (%) Grafik Hubungan Konsentrasi NaOH Vs Kandungan Selulosa 0 2 4 6 8 10 0 5 10 15 Ka ndun ga n Lig nin ( % ) Konsentrasi NaOH (%) Grafik Hubungan Konsentrasi NaOH Vs Kandungan Lignin
menggunakan  NaOH  sebanyak  (5  dan  11)%  dan NH 3 15%.

## 4.2 Saran
Perlu  adanya  penelitian  lain  menggunakan bahan pretreatment yang berbeda dari sebelumnya pada tempurung kelapa untuk mengetahui seberapa besar  lignin  yang  terdegradasi  tanpa  merusak selulosa  yang  akan  diambil  dan  juga  dapat dibandingkan bahan pretreatment mana yang lebih baik  dari  sebelumnya  serta  variasi  konsentrasi untuk bahan pretreatmen t tersebut.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti  mengucapkan  terima  kasih  kepada Pusat  Afiliasi  dan  Kajian  Riset  dan  Teknologi (PAKARTI), Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah  Jakarta  yang  telah  memberikan dukungan finansial terhadap penelitian ini

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Bledzki,  A.  K.,  A.Mamun,  A.  &  Volk,  J.,  2010.  Barley husk and coconut shell reinforced polypropylene  composites  :  The  effect  of  fibre physical,  chemical  and  surface  properties. Composition  Science  and  Technology,  Volume 70, pp. 840 - 846.
Mardina,  P.  et  al.,  2013.  Pengaruh  Proses Delignifikasi  Pada  Produksi  Glukosa  Dari Tongkol Jagung Dengan Hidrolisis Asam Encer. Konversi, Volume 2, pp. 17 - 23.
Maryono,  Suddin  &  Rahmawati,  2013.  Pembuatan dan  Analisis  Mutu  Briket  Arang  Tempurung Kelapa  Ditinjau  dari  Kadar  Kanji.  Jurnal Chemica, Volume 14, pp. 74-83.
Mulyawan,  M.,  Setyowati,  E.  &  Widjaja,  A.,  2015. Surfaktan  Sodium  Ligno  Sulfonat  (SLS)  dari Debu Sabut Kelapa. Jurnal Teknik ITS, Volume 4. Permatasari,  H.  R.,  Gulo,  F.  &  Lesmini,  B.,  2013. Pengaruh  Konsentrasi  H2SO4  Dan  NaOH Terhadap Delignifikasi Serbuk Bambu (Gigantochloa Apus). pp. 131 - 140.
Pugersari,  D.,  Syarief,  A.  &  Larasati,  D.,  2015. Eksperimen Pengembangan Produk Fungsional Bernilai  Komersial  Berbahan  Baku  Tempurung Kelapa Berusia Muda dengan Teknik Pelunakan. ITB J. Vis Art & Des, Volume 5, pp. 74-91.
Saleh,  A.,  M.D,  M.,  Pakpahan  &  Angelina,  N.,  2009.
Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Temperatur dan Waktu  Pemasakan  Pada  Pembuatan  Pulp  dari Serabut  Kelapa  Muda.  Jurnal  Teknik  Kimia, Volume 16, pp. 35 - 44.
Tirono, M. & Sabit, A., 2011. Efek Suhu Pada Proses Pengarangan  Terhadap  Nilai  Kalor  Arang Tempurung  Kelapa  (Coconut  Shell  Charcoal). Jurnal Neutrino, Volume 3, pp. 143-153.