Optimasi Suhu dan Waktu Proses Delignifikasi Ampas Tebu sebagai Bahan Baku Pembuatan Karboksimetilselulosa (CMC)

Arofati, Restusanti and Mokhamad Nur,, STP., M.Sc, PhD and Simping Yuliatun, S.Si. MP (2022) Optimasi Suhu dan Waktu Proses Delignifikasi Ampas Tebu sebagai Bahan Baku Pembuatan Karboksimetilselulosa (CMC). Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Tanaman tebu di Indonesia cukup melimpah. Tanaman tebu ini digunakan sebagai bahan baku produksi gula. Produksi gula nasional pada tahun 2021 tercatat 2.330.773 ton. Hasil samping dari proses produksi gula salah satunya adalah ampas tebu. Total produksi ampas tebu yang dihasilkan diperkirakan sebanyak 699.232 ton. Ampas tebu memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi yaitu sekitar 35-40%. Pemanfaatan selulosa pada ampas tebu salah satunya digunakan sebagai bahan baku sintesis karboksimetil selulosa (carboxymethyl cellulose/ CMC). Karboksimetil selulosa (CMC) telah banyak digunakan dan bahkan memiliki peranan yang penting dalam berbagai aplikasi pada produksi pangan maupun non pangan. CMC berfungsi sebagai bahan pengental, penstabil emulsi atau suspensi dan bahan pengikat. Untuk memperoleh kualitas CMC yang tinggi maka diperlukan proses isolasi selulosa dengan baik yang bertujuan memperoleh selulosa dengan kemurnian tinggi. Proses isolasi selulosa dilakukan dengan 3 tahap yaitu delignifikasi, bleaching dan dehemiselulosa. Delignifikasi merupakan proses utama yang bertujuan untuk menghilangkan lignin dalam ampas tebu. Delignifikasi menjadi pokok utama agar kita mendapatkan selulosa dengan kemurnian yang tinggi sehingga diperoleh kualitas CMC yang tinggi pula. Kondisi proses delignifikasi suhu dan waktu optimum ditentukan dengan menggunakan Central Composite Design pada aplikasi Design Expert 13.0.5. Respon yang diukur meliputi kadar lignin (%). Jumlah kombinasi percobaan adalah 13 percobaan dengan 5 centre point. Dengan mengetahui kondisi proses yang menghasilkan kadar lignin terendah berarti bahwa kemurnian selulosa yang diperoleh tinggi, sehingga dapat digunakan untuk bahan baku sintesis CMC. Suhu dan waktu optimum yang diperoleh dari penelitian ini yakni suhu 80,40°C dengan waktu reaksi 2 jam telah terbukti mampu menghasilkan selulosa dengan kadar lignin rendah. Kadar lignin yang diperoleh sebesar 6,19%, kemudian dilanjutkan proses bleaching dan dehemiselulosa diperoleh kadar α-selulosa 87,94%. Selanjutnya sintesis CMC diperoleh rendemen 97,86% dengan kadar air 7,32%; nilai pH 7,10; derajat substitusi 0,93; kadar NaCl 1,22%; kemurnian 98,77%; dan viskositas 46,66 cP. Berdasarkan standar FAO, hasil karakterisasi CMC ampas tebu telah memenuhi standar untuk diaplikasikan dalam pangan. Analisis gugus fungsi FTIR menunjukkan bahwa senyawa lignin tidak terdeteksi pada sampel alfa selulosa dan CMC.

English Abstract

Sugarcane plants in Indonesia are quite abundant. This sugar cane plant is used as raw material for sugar production. The development of national sugar production in 2016-2021 was recorded at 2,330,773 tons. One of the by-products of the sugar production process is bagasse. The total production of bagasse produced is estimated at 699,232 tons. Bagasse has a fairly high cellulose content, which is around 35-40%. One of the uses of cellulose in bagasse is as raw material for the synthesis of carboxymethyl cellulose (carboxymethyl cellulose/ CMC). Carboxymethyl cellulose (CMC) has been widely used and even has an important role in various applications in food and non-food production. CMC functions as a thickening agent, stabilizer of emulsions or suspensions, and binders. To obtain high quality CMC, a good cellulose isolation process is needed which aims to obtain high purity cellulose. The cellulose isolation process was carried out in 3 stages, namely delignification, bleaching, and dehemicellulose. Delignification is the main process that aims to remove lignin in bagasse. Delignification is the main point so that we get cellulose with high purity to obtain high quality CMC as well. The optimum temperature and time delignification process conditions were determined using Central Composite Design in the Design Expert 13.0.5 application. Responses that were measured included lignin levels (%). The number of combination trials is 13 trials with 5 center points. Knowing the process conditions that produce the lowest lignin content means that the purity of the cellulose obtained is high, so it can be used as raw material for CMC synthesis. The optimum temperature and time obtained from this research, which is 80.40°C with a reaction time of 2 hours, has been proven to be able to produce cellulose with low lignin content. The lignin content obtained was 6.19%, then followed by the bleaching process and dehemicellulose content obtained was 87.94% -cellulose. Furthermore, the CMC synthesis obtained a yield of 97.86% with a water content of 7.32%; pH value 7.10; degree of substitution 0.93; 1.22% NaCl content; purity 98.77%; and a viscosity of 46.66 cP. Based on FAO standards, the results of the characterization of bagasse CMC have met the standards for application in food. FTIR functional group analysis was carried out to prove the purity of the cellulose and CMC obtained.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0522100111
Uncontrolled Keywords:	Ampas Tebu; CMC; Delignifikasi; Selulosa,Cellulose; CMC; Delignification; Sugarcane Bagasse
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 630 Agriculture and related technologies
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Keteknikan Pertanian
Depositing User:	Sugeng Moelyono
Date Deposited:	18 Jul 2022 01:38
Last Modified:	18 Jul 2022 01:38
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/192120

Text (DALAM MASA EMBARGO) Restusanti Arofati.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2024. Download (4MB)

Actions (login required)

View Item