Pemanfaatan jerami padi (Oryza sativa) sebagai bahan pembuatan pulp dengan proses soda diawali ekstraksi pektin

  • Shinta N Vania Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta - Indonesia
  • Prasetyo B. Nugroho Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta - Indonesia
  • Ahmad M. Fuadi Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta - Indonesia
Keywords: ekstraksi pektin menggunakan HCl, jerami padi, kadar lignin, pulp, proses soda

Abstract

Industri pulp dan kertas di Indonesia semakin bertambah dan berkembang. Jerami padi merupakan bahan baku non-wood yang berharga untuk produksi pulp dan kertas sehinga dapat menjadi pendekatan ramah lingkungan untuk pengelolaan limbah. Pembuatan pulp Jerami padi menggunakan proses soda dengan menggunakan bahan kimia Natrium Hidroksida (NaOH). Pelepasan pektin bertujuan untuk melepas pektin yang berfungsi sebagai perekat pada dinding sel agar terdegradasi, sehingga lebih mudah menguraikan lignin pada proses pulping. Jerami padi mengandung 35- 50 % selulosa, 20-35 % hemiselulosa, dan 10- 25 % lignin. Penelitian ini memiliki tujuan untuk mengetahui besar kadar lignin dan perolehan pulp yang dihasilkan dalam pembuatan pulp dari Jerami padi menggunakan proses soda dengan diawali ekstraksi pektin. Variasi konsentrasi NaOH yang digunakan adalah 0,5 % ; 1 % ; 1,5 % ; 2 %  ; 2,5 % dan variasi waktu yang digunakan adalah 30, 60, 90, 120, 150 menit. Kondisi optimum diperoleh pada konsentrasi NaOH 0,5 % dengan waktu pemasakan 90 menit dan diawali ekstraksi pektin. Perolehan pulp optimum sebesar 70,25 % yang termasuk dalam kategori high yield, sedangkan kadar lignin optimum diperoleh sebesar 1,35 %. Kadar lignin terambil sebanyak 9-24% dari kandungan awal.  Ekstraksi pektin tersebut menggunakan HCl 37 % dengan rasio bahan:pelarut (b/v) 1:2,7. Pembuatan pulp tanpa diawali dengan pretreatment ekstraksi pektin, kadar lignin yang dihasilkan pada konsentrasi NaOH 0,5 % dan waktu pemasakan 90 menit adalah 4,75 % dan perolehan padatan pulp sebesar 80,95 %.

References

Allegretti, C., Fontanay, S., Krauke, Y., Luebbert, M., Strini, A., Troquet, J., Turri, S., Griffini, G., & D’Arrigo, P. (2018). Fractionation of Soda Pulp Lignin in Aqueous Solvent through Membrane-Assisted Ultrafiltration. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 6(7), 9056–9064. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b01410
Amanati, L., & Annisa. (2020). Ekstraksi Pektin dari Kulit Durian (Durio Zibethinus) untuk Industri Makanan Pectin Extraction From Durian Skin(Durio Zibethinus) For Food Industry. 5(2), 33.
Amelia, N., Marjuki, E. I., & Fithriyah, N. H. (2018). Pembuatan Larutan Natrium Silika. 1–7.
Andaka, G., & Wijayanto, D. (2019). Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu untuk Memproduksi Pulp dengan Proses Soda. Prosiding Nasional Rekayasa Teknologi Industri Dan Informasi XIV, 2019(November), 427–434.
Atindu, N. F., Yerizam, M., & Dewi, E. (2021). Rancang Bangun Digester Untuk Proses Pulping dari Campuran Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Pelepah Pisang dengan Pelarut NaOH. Jurnal Pendidikan Dan Teknologi Indonesia, 1(9), 365–374. https://doi.org/10.52436/1.jpti.88
Bahri, S. (2017). Pembuatan Pulp dari Batang Pisang. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 4(2), 36. https://doi.org/10.29103/jtku.v4i2.72
Bhardwaj, N. K., Kaur, D., Chaudhry, S., Sharma, M., & Arya, S. (2019). Approaches for converting sugarcane trash, a promising agro residue, into pulp and paper using soda pulping and elemental chlorine-free bleaching. Journal of Cleaner Production, 217, 225–233. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.223
Choy. (2020). Effects of extraction method on dry pulp yield and morphological properties of pineapple leaf fibre Dayangku Intan Munthoub , Wan Aizan Wan Abdul Rahman , Lew Jin Hau , Rohah A . Majid ,. Malaysian Journal of Fundamental and Applied Science, 16(3), 378–383.
Dewi, I. A., Ihwah, A., Setyawan, H. Y., Kurniasari, A. A. N., & Ulfah, A. (2019). Optimasi Proses Delignifikasi Pelepah Pisang Untuk Bahan Baku Pembuatan Kertas Seni. Sebatik, 23(2), 447–454. https://doi.org/10.46984/sebatik.v23i2.797
Djenar, N. S., & Suryadi, J. (2020). Microwave Power and pH Regulating Solution Effect on Characteristics of Pectin from Sukun Peel ( Artocarpus altilis ) using Microwave Assisted Extraction (MAE) . 198(Issat), 124–128. https://doi.org/10.2991/aer.k.201221.022
Endang Supraptiah, Ningsih, A. S., Sofiah, & Apriandini, R. (2014). Pengaruh Rasio Cairan Peasak (AA Charge) Pada Proses Pembuatan Pulp Dari Kayu Sengon (Albizia Falcataria) Terhadap Kualitas Pulp. Kinetika, 5, 14–21.
Erwin. (2021). Implementasi Sistem ISO 14001 dalam Mendukung Pencapaian Kinerja Keberlanjutan Perusahaan di Industri Manufaktur Pulp dan Kertas di Indonesia. Research Paper, 3(2), 17–24.
Fernianti, D., & Hastuti, D. (2019). Analisa α-Selulosa dan Bilangan kappa Pada Proses Pembuatan Pulp ( Pulping ) Menggunakan Seludang Jantung Pisang Sebagai Bahan Baku. ReTII, 2019(November), 376–379.
Fuadi, A. M., & Ataka, F. (2020). Dengan Metode Organosolv. Pembuatan Kertas Dari Limbah Jerami Dan Sekam Padi Dengan Metode Organosolv, 33–38. https://publikasiilmiah.ums.ac.id/xmlui/bitstream/handle/11617/12375/105.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Holm, A., & Niklasson, R. (2018). The effect on wood components during soda pulping. 49. http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/254921/254921.pdf
Imlauer Vedoya, C., Area, M. C., Raffaeli, N., & Felissia, F. E. (2021). Study on soda/ethanol delignification of pine sawdust for a biorefinery. Unpublished.
Jalaluddin, & Rizal, S. (2005). Pembuatan Pulp dari Jerami Padi Dengan Menggunakan Natrium Hidroksida. Jurnal Sistem Teknik Industri, 6(5), 53–56.
Jufrinaldi, J. (2018). Isolasi Selulosa Dari Bagas Tebu Melalui Pemanasan Iradiasi Gelombang Mikro. Jurnal Ilmiah Teknik Kimia, 2(2), 83. https://doi.org/10.32493/jitk.v2i2.1683
Kaur, D., Bhardwaj, N. K., & Lohchab, R. K. (2017). Prospects of rice straw as a raw material for paper making. Waste Management, 60, 127–139. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.08.001
Kaur, D., Bhardwaj, N. K., & Lohchab, R. K. (2018). A study on pulping of rice straw and impact of incorporation of chlorine dioxide during bleaching on pulp properties and effluents characteristics. Journal of Cleaner Production, 170, 174–182. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.09.111
Klemen, Mia, I. B. M., & Bolf, N. (2022). The Efficiency of the Separation of Impurities from Cellulose Pulp Obtained from Pharmaceutical Laminated Cardboard Packaging. Tehnicki Vjesnik - Technical Gazette, 29(4), 1295–1300. https://doi.org/10.17559/tv-20210831164929
Koubaa, A., & Riedl, B. (2010). MEDIUM-DENSITY FIBERBOARD PRODUCED USING PULP AND PAPER SLUDGE FROM DIFFERENT PULPING PROCESSES ´ bastien Migneault Se Hamid Nadji Tony Zhang {. 42(3), 1–12.
Kusyanto 1), Ibnu Eka Rahayu 1), A. N. 2). (2020). Prosiding 4. PENGARUH KONSENTRASI CH3COOH PADA PEMBUATAN PULP DARI BATANG PISANG DENGAN BANTUAN GELOMBANG MIKRO, 124–129.
Laksmiani, N. P. L., Widiantara, I. W. A., & Pawarrangan, A. B. S. (2022). Potency of moringa (Moringa oleifera L.) leaves extract containing quercetin as a depigmentation agent inhibiting the tyrosinase enzyme using in-silico and in-vitro assay. Pharmacia, 69(1), 85–92. https://doi.org/10.3897/PHARMACIA.69.E73132
Małachowska, E., Dubowik, M., Lipkiewicz, A., Przybysz, K., & Przybysz, P. (2020). Analysis of cellulose pulp characteristics and processing parameters for efficient paper production. Sustainability (Switzerland), 12(17), 1–12. https://doi.org/10.3390/su12177219
Nagpal, R., Bhardwaj, N. K., Mishra, O. P., & Mahajan, R. (2021). Cleaner bio-pulping approach for the production of better strength rice straw paper. Journal of Cleaner Production, 318(June 2020), 128539. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128539
Nurhayati, N., Maryanto, M., & Tafrikhah, R. (2016). Ekstraksi Pektin dari Kulit dan Tandan Pisang degan Variasi Suhu dan Metode. Agritech, 36(3), 327–334. http://dx.doi.org/10.22146/agritech.16605,%0Ahttps://jurnal.ugm.ac.id/agritech/
Nurhidayani, & Tamboesai, E. M. (2018). Perbandingan Metode Sulfat (KRAFT) dan ORGANOSOLV dalam Pembuatan Pulp Berbahan Baku Daun Nanas (Ananas Comusus Meer). Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau, 1–8. https://repository.unri.ac.id/xmlui/handle/123456789/9282
Rahmadi, A. . et al. (2018). Uji Sifat Fisik dan Sifat Kimia Pulp dari Limbah Pelepah Kelapa Sawit ( Elaeis Guineensis Jacq .). Jurnal Universitas Muhammadiyah Jakarta, 6(1), 1–6.
Ramadani, M., Hodijah, S., & Artis, D. (2021). Analisis Ekspor Pulp dan Kertas Jambi ke China. E-Journal Perdagangan Industri Dan Moneter, 9(2), 59–70. https://doi.org/10.22437/pim.v9i2.6367
Rizky Amelia, S., Yerizam, M., & Dewi, E. (2021). Analisis Karakteristik Pulp Campuran Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Pelepah Pisang dengan Pelarut NaOH. Jurnal Pendidikan Dan Teknologi Indonesia, 1(10), 389–393. https://doi.org/10.52436/1.jpti.91
Saleh, A., Pakpahan, M. M. D., & Angelin, N. (2009). Pengaruh Konsentrasi Pelarut, Temperatur, dan Waktu Pemasakan pada Pembuatan Pulp dari Sabut Kelapa Muda. Jurnal Teknik Kimia, 16(3), 35–44.
Sarwar Jahan, M., Shamsuzzaman, M., Rahman, M. M., Iqbal Moeiz, S. M., & Ni, Y. (2012). Effect of pre-extraction on soda-anthraquinone (AQ) pulping of rice straw. Industrial Crops and Products, 37(1), 164–169. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.11.035
Singh, G., & Arya, S. K. (2021). A review on management of rice straw by use of cleaner technologies: Abundant opportunities and expectations for Indian farming. In Journal of Cleaner Production (Vol. 291). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125278
Suhaimi, L., Az-zahra, A., Pradipta, O., & Shidqi, D. (2022). The Fabrication of Cellulose Acetate Fiber based on Empty Fruit Bunches ( EFB ) using Electrospinning Technique.
Tai-Ju Lee, Jaegyoung Gwon, Won-Jae Youe, Yu-jin Oh, Byeong-Jun Ahn, J.-H. S. (2022). 19882-73556-1-PB.pdf. Biorecources., 17, 2884–2895.
Thaib, C. M., Gultom, E., & Aritonang, B. (2020). Pembuatan Kertas Dari Limbah Kulit Durian dan Ampas Tebu Dengan Perbedaan Konsentrasi NaOH. Jurnal Kimia Saintek Dan Pendidikan, IV, 1–11.
Tsuru, C., Umada, A., Noma, S., Demura, M., & Hayashi, N. (2021). Extraction of Pectin from Satsuma Mandarin Orange Peels by Combining Pressurized Carbon Dioxide and Deionized Water: a Green Chemistry Method. Food and Bioprocess Technology, 14(7), 1341–1348. https://doi.org/10.1007/s11947-021-02644-9
Wang, L., Shi, H., Sun, Y., Hou, M., Sheng, X., Li, N., & Niu, M. (2020). Highly efficient lignin removal from the waste liquor of chemical pulping with an integrated polyaluminium chloride-assisted acidification/activated carbon adsorption process. Journal of Cleaner Production, 267. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122005
Yang, B., Qin, X., Duan, C., He, Z., & Ni, Y. (2021). Converting bleached hardwood kraft pulp to dissolving pulp by using organic electrolyte solutions. Cellulose, 28(3), 1311–1320. https://doi.org/10.1007/s10570-020-03642-4
Zahrotun, E., Nugraheni, Y., & Rusdiansjah. (2013). Pengaruh suhu dan waktu terhadap hasil ekstraksi pektin dari kulit buah nanas. Jurnal Teknik Kimia, 39–43.
Zhang, D., Buongiorno, J., & Ince, P. J. (1996). A recursive linear programming analysis of the future of the pulp and paper industry in the United States: Changes in supplies and demands, and the effects of recycling. Annals of Operations Research, 68(1996), 109–139. https://doi.org/10.1007/BF02205451
Zulmanwardi, & Paramita, V. D. (2019). Proses Pembuatan Pulp Selulosa Dari Limbah Jerami Padi ( Oryza Satifa ). Prosiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat, 2019, 70–75.
Published
2022-07-06