Judul: The Characteristics of Torch Ginger Stem Cellulose Isolated by Alkaline Hydrogen Peroxide – Peracetic Acid Method
Abstrak: Selulosa adalah biopolimer yang dapat dikonversi menjadi berbagai produk turunan berharga, seperti bahan awal nanoselulosa. Meskipun berbagai sumber selulosa tersedia, sebagian besar produk turunan selulosa saat ini berbasis kayu. Kecenderungan kelangkaan produksi kayu mendorong upaya untuk mengeksplorasi alternatif selulosa berbasis bukan kayu, seperti kecombrang. Kecombrang dapat menjadi sumber selulosa bukan kayu, mengingat kandungan selulosanya yang tinggi. Metode penghilangan lignin adalah kunci keberhasilan isolasi selulosa. Pengembangan metode penghilangan residu lignin dalam waktu relatif singkat menggunakan bahan kimia ramah lingkungan sangat penting. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode isolasi selulosa yang efisien dengan menggunakan alkali hidrogen peroksida (AHP) dan asam perasetat (PAA). Larutan AHP terdiri dari campuran hidrogen peroksida dan natrium hidroksida digunakan untuk delignifikasi tahap pertama, diikuti dengan mereaksikan sampel yang telah diberi perlakuan sebelumnya dengan asam asetat dan hidrogen peroksida yang menghasilkan PAA. Hidrogen peroksida, asam asetat, dan asam perasetat berada dalam keadaan setimbang selama perlakuan autoklaf. Dengan demikian, pra-hidrolisis dan delignifikasi berlangsung serentak dalam tahap yang sama. Selanjutnya, autoclaving diharapkan dapat mempercepat proses delignifikasi. Perlakuan ini diharapkan mempercepat laju dan meningkatkan derajat delignifikasi yang terjadi. Komposisi kimia batang kecombrang ditentukan sebelum mengisolasi selulosa. Selulosa diisolasi melalui praperlakuan AHP dengan nisbah cairan terhadap padatan (L/S) sebesar tiga (3) dalam waktu bervariasi selama 30, 60, dan 90 menit dalam autoklaf. Autoclaving dilakukan pada 121 oC dan tekanan 0.1 MPa. AHP terdiri dari H2O2 dan NaOH. Komposisi AHP adalah 0, 16, dan 33 % (v/v) H2O2 dalam NaOH 5% (b/v) masing-masing ditetapkan sebagai AHP0, AHP5, dan AHP10. Perbandingan campuran H2O2 dan NaOH dalam AHP adalah 1:1 (v/v). Setelah praperlakuan AHP, sampel kemudian diberi perlakuan PAA. Rasio cairan terhadap padatan pada perlakuan PAA adalah 8/1 dilakukan dalam autoklaf dengan tekanan 0,1 MPa dan suhu 121 oC. Pada perlakuan ini, PAA dihasilkan dengan mereaksikan H2O2 dan CH3COOH. Komposisi PAA terdiri dari variasi campuran H2O2 30%, CH3COOH 100%, air distilat masing-masing sebesar 16, 10, dan 74 % (v/v); 33, 20, dan 47 % (v/v); serta 50, 30, dan 20 % (v/v), berturut-turut dinotasikan sebagai PAA10, PAA20, dan PAA30. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok lengkap dengan tiga faktor, yaitu konsentrasi H2O2 dalam 5% (b/v) NaOH (A) dengan tiga taraf (0, 16, dan 33 % (v/v)), waktu praperlakuan AHP (B) dengan tiga taraf (30, 60, dan 90 menit), dan konsentrasi H2O2 dalam pembuatan PAA (konsentrasi PAA) (C) dengan tiga taraf (16, 33, dan 50 % (v/v)). Parameter respon yang diukur adalah rendemen, kadar lignin, derajat delignifikasi, selektivitas delignifikasi, holoselulosa, α-selulosa, dan hemiselulosa. Karakteristik selulosa yang dihasilkan dievaluasi dengan menentukan struktur morfologi, kristalinitas, sifat termal, dan analisis elemen sisa. Pengaruh perlakuan dievaluasi dengan analisis sidik ragam dan analisis Tukey. Hasil penelitian menunjukkan bahwa batang kecombrang berpotensi sebagai alternatif selulosa kayu. Konsentrasi AHP dan konsentrasi PAA berpengaruh nyata terhadap semua parameter respon. Durasi reaksi 1,5 jam untuk isolasi selulosa dari batang kecombrang lebih disukai. Durasi tersebut terdiri dari 30 menit perlakuan AHP5 diikuti 60 menit konsentrasi PAA30. Kondisi isolasi ini menghasilkan rendemen sebesar 47,8%; dengan kadar lignin, holoselulosa, dan α-selulosa masing-masing sebesar 0,15%; 98,84%; dan 64,78%. Keadaan kesetimbangan H2O2, CH3COOH, dan asam perasetat diduga mempercepat delignifikasi sampai derajat
Keyword: autoklaf, batang kecombrang, isolasi selulosa, ramah lingkungan, autoclave, cellulose isolation, eco-friendly, torch ginger stem