利用响应面方法学 (RSM) 优化木薯(Manihot Esculenta)果皮与 NaOH 碱溶剂的木质素化过程

D. Afifah, Adam Mufarij, Tantri Analisawati Sudarsono, Ardi Wiranata
{"title":"利用响应面方法学 (RSM) 优化木薯(Manihot Esculenta)果皮与 NaOH 碱溶剂的木质素化过程","authors":"D. Afifah, Adam Mufarij, Tantri Analisawati Sudarsono, Ardi Wiranata","doi":"10.30595/techno.v25i1.19540","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Kulit singkong (Manihot esculenta) merupakan bagian tubuh tumbuhan singkong yang cenderung menjadi limbah karena mengandung sianida yang hingga 618.2 mg/Kg. Dalam rangka mengurangi potensi pencemaran limbah kulit singkong maka digali potensi yang terkandung di dalamnya. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya diketahui bahwa kulit singkong dapat mengandung selulosa hingga 33%. Adanya kondisi tersebut menyebabkan terbukanya peluang kebermanfaatan kulit singkong sebagai sumber selulosa yang dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi material biopolymer ramah lingkungan. Tantangan pengembangan material berbasis selulosa dari limbah pertanian adalah adanya struktur lignoselulosa yang menghambat penetrasi reagen kimia. Oleh karenanya perlu dilakukan proses delignifikasi untuk memecah struktur lignoselulosa, sehingga menurunkan kadar lignin. Pada penelitian ini proses delignifikasi dilakukan dengan metode alkali dengan basa NaOH. Optimasi proses dengan melibatkan variabel terikat berupa konsentrasi NaOH (%), rasio solid/liquid(S/L), waktu (menit) dan suhu (°C) dilakukan dengan metode Response Surface Methodology (RSM) model Central Composite Design. Hasil analisis desirability mendapatkan kondisi optimum delignifikasi kulit singkong dengan pelarut basa NaOH, yaitu: konsentrasi NaOH 8.14%, rasio S/L 6.6, suhu reaksi sebesar 90°C dan lama reaksi selama 111 menit. Proses delignifikasi dengan kondisi tersebut diprediksi akan menghasilkan serbuk kulit singkong dengan kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin berturut-turut sebesar 68.27%; 6.21%; 0.98%.","PeriodicalId":402840,"journal":{"name":"Techno (Jurnal Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto)","volume":" 40","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-05-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Optimasi Delignifikasi Kulit Singkong (Manihot Esculenta) Dengan Pelarut Basa NaOH Menggunakan Metode Response Surface Methodology (RSM)\",\"authors\":\"D. Afifah, Adam Mufarij, Tantri Analisawati Sudarsono, Ardi Wiranata\",\"doi\":\"10.30595/techno.v25i1.19540\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Kulit singkong (Manihot esculenta) merupakan bagian tubuh tumbuhan singkong yang cenderung menjadi limbah karena mengandung sianida yang hingga 618.2 mg/Kg. Dalam rangka mengurangi potensi pencemaran limbah kulit singkong maka digali potensi yang terkandung di dalamnya. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya diketahui bahwa kulit singkong dapat mengandung selulosa hingga 33%. Adanya kondisi tersebut menyebabkan terbukanya peluang kebermanfaatan kulit singkong sebagai sumber selulosa yang dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi material biopolymer ramah lingkungan. Tantangan pengembangan material berbasis selulosa dari limbah pertanian adalah adanya struktur lignoselulosa yang menghambat penetrasi reagen kimia. Oleh karenanya perlu dilakukan proses delignifikasi untuk memecah struktur lignoselulosa, sehingga menurunkan kadar lignin. Pada penelitian ini proses delignifikasi dilakukan dengan metode alkali dengan basa NaOH. Optimasi proses dengan melibatkan variabel terikat berupa konsentrasi NaOH (%), rasio solid/liquid(S/L), waktu (menit) dan suhu (°C) dilakukan dengan metode Response Surface Methodology (RSM) model Central Composite Design. Hasil analisis desirability mendapatkan kondisi optimum delignifikasi kulit singkong dengan pelarut basa NaOH, yaitu: konsentrasi NaOH 8.14%, rasio S/L 6.6, suhu reaksi sebesar 90°C dan lama reaksi selama 111 menit. Proses delignifikasi dengan kondisi tersebut diprediksi akan menghasilkan serbuk kulit singkong dengan kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin berturut-turut sebesar 68.27%; 6.21%; 0.98%.\",\"PeriodicalId\":402840,\"journal\":{\"name\":\"Techno (Jurnal Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto)\",\"volume\":\" 40\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-05-07\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Techno (Jurnal Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto)\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.30595/techno.v25i1.19540\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Techno (Jurnal Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Purwokerto)","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.30595/techno.v25i1.19540","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

木薯皮(Manihot esculenta)是木薯植物体的一部分,因其含有高达 618.2 毫克/千克的氰化物而容易成为废物。为了减少木薯皮废弃物的潜在污染,我们对其蕴含的潜力进行了探索。根据以往的研究分析,木薯皮中纤维素的含量高达 33%。这些条件的存在为木薯皮作为纤维素来源的益处提供了机会,木薯皮可进一步开发成环境友好型生物聚合物材料。从农业废弃物中开发纤维素基材料的挑战在于木质纤维素结构的存在会抑制化学试剂的渗透。因此,有必要进行脱木素处理,以分解木质纤维素结构,从而降低木质素含量。在本研究中,木质素脱木素过程是通过使用 NaOH 碱的碱性方法进行的。采用响应面方法学(RSM)模型中央复合设计,对 NaOH 浓度(%)、固液比(S/L)、时间(分钟)和温度(°C)等因变量进行了工艺优化。可取性分析结果得出了木薯皮在 NaOH 碱溶剂下进行木质素化的最佳条件,即:NaOH 浓度为 8.14%,固液比(S/L)为 6.6,反应温度为 90°C,反应时间为 111 分钟。根据预测,在这些条件下进行的木薯皮脱木质素过程可生产出纤维素、半纤维素和木质素含量分别为 68.27%、6.21% 和 0.98% 的木薯皮粉。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Optimasi Delignifikasi Kulit Singkong (Manihot Esculenta) Dengan Pelarut Basa NaOH Menggunakan Metode Response Surface Methodology (RSM)
Kulit singkong (Manihot esculenta) merupakan bagian tubuh tumbuhan singkong yang cenderung menjadi limbah karena mengandung sianida yang hingga 618.2 mg/Kg. Dalam rangka mengurangi potensi pencemaran limbah kulit singkong maka digali potensi yang terkandung di dalamnya. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya diketahui bahwa kulit singkong dapat mengandung selulosa hingga 33%. Adanya kondisi tersebut menyebabkan terbukanya peluang kebermanfaatan kulit singkong sebagai sumber selulosa yang dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi material biopolymer ramah lingkungan. Tantangan pengembangan material berbasis selulosa dari limbah pertanian adalah adanya struktur lignoselulosa yang menghambat penetrasi reagen kimia. Oleh karenanya perlu dilakukan proses delignifikasi untuk memecah struktur lignoselulosa, sehingga menurunkan kadar lignin. Pada penelitian ini proses delignifikasi dilakukan dengan metode alkali dengan basa NaOH. Optimasi proses dengan melibatkan variabel terikat berupa konsentrasi NaOH (%), rasio solid/liquid(S/L), waktu (menit) dan suhu (°C) dilakukan dengan metode Response Surface Methodology (RSM) model Central Composite Design. Hasil analisis desirability mendapatkan kondisi optimum delignifikasi kulit singkong dengan pelarut basa NaOH, yaitu: konsentrasi NaOH 8.14%, rasio S/L 6.6, suhu reaksi sebesar 90°C dan lama reaksi selama 111 menit. Proses delignifikasi dengan kondisi tersebut diprediksi akan menghasilkan serbuk kulit singkong dengan kadar selulosa, hemiselulosa, dan lignin berturut-turut sebesar 68.27%; 6.21%; 0.98%.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信