Evaluasi Kinetika dan Termodinamika Penghilangan Lignin dari Jerami Padi Menggunakan Nades

Harun Pampang; Dian Ranggina; Maria Assumpta Nogo Ole

doi:10.62278/jits.v3i3.116

Authors

Harun Pampang Politeknik Negeri Ujung Pandang https://orcid.org/0009-0009-8568-8038
Dian Ranggina Politeknik Negeri Ujung Pandang https://orcid.org/0009-0000-5763-2306
Maria Assumpta Nogo Ole Politeknik Negeri Ujung Pandang https://orcid.org/0009-0008-8449-1498

DOI:

https://doi.org/10.62278/jits.v3i3.116

Keywords:

ChCl:Gliserol, ChCl:Asam Laktat, Nades, kinetika, jerami padi

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi aspek kinetika dan termodinamika pada proses delignifikasi jerami padi menggunakan metode simultan pemanasan hidrotermal dan sonikasi dengan bantuan Natural Deep Eutectic Solvent (NADES). Dua jenis pelarut berbasis Choline Chloride (ChCl) dengan Hydrogen Bond Donor (HBD) berupa gliserol dan asam laktat digunakan untuk mendegradasi struktur lignoselulosa pada variasi suhu 30, 55, dan 80 °C selama 40 menit. Analisis kinetika menunjukkan bahwa proses delignifikasi mengikuti model kinetika orde satu semu (pseudo first order), dengan konstanta laju reaksi (k) tertinggi dicapai oleh pelarut ChCl:Asam Laktat. Nilai energi aktivasi (Ea) yang diperoleh untuk ChCl:Gliserol dan ChCl:Asam Laktat masing-masing sebesar 8,96 kJ/mol dan 4,05 kJ/mol. Nilai Ea yang berada di bawah 40 kJ/mol mengonfirmasi bahwa mekanisme delignifikasi dikendalikan oleh fenomena transfer massa (difusi) pelarut ke dalam matriks biomassa. Analisis termodinamika mengungkapkan bahwa proses bersifat non-spontan (ΔG^o > 0) dan endotermik (ΔH^o > 0), di mana kenaikan suhu secara efektif menurunkan hambatan energi bebas Gibbs. Nilai entropi (ΔS^o) yang positif menunjukkan peningkatan ketidakteraturan sistem sebagai gaya dorong utama fragmentasi lignin. Secara keseluruhan, ChCl:Asam Laktat menunjukkan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan ChCl:Gliserol berdasarkan barier energi kinetika dan termodinamika yang lebih rendah, sehingga berpotensi untuk diaplikasikan pada kondisi operasional yang lebih moderat.

Author Biographies

Harun Pampang, Politeknik Negeri Ujung Pandang

Jurusan Teknik Kimia

Dian Ranggina, Politeknik Negeri Ujung Pandang

Jurusan Teknik Kimia

Maria Assumpta Nogo Ole, Politeknik Negeri Ujung Pandang

Jurusan Teknik Kimia

References

Atkins, P. de Paula, J. (2014). Physical Chemistry (10th ed.). Oxford University Press.

Baharuddin, M., Sappewali, S., Karisma, K., & Fitriyani, J. (2016). PRODUKSI BIOETANOL DARI JERAMI PADI (Oryza sativa L.) dan KULIT POHON DAO (Dracontamelon) MELALUI PROSES SAKARIFIKASI DAN FERMENTASI SERENTAK (SFS). Chimica et Natura Acta, 4(1), 1. https://doi.org/10.24198/cna.v4.n1.10441

Dai, Y., van Spronsen, J., Witkamp, G. J., Verpoorte, R., & Choi, Y. H. (2013). Natural deep eutectic solvents as new potential media for green technology. Analytica Chimica Acta, 766(2010), 61–68. https://doi.org/10.1016/j.aca.2012.12.019

Deng, Y., & Zhang, Z. (2014). Kinetic study on lignin extraction by ionic liquid. Advanced Materials Research, 864–867, 477–481. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.864-867.477

Harun, S., Tajuddin, A. M., Latif, A. A., Mahmod, S. S., Sajab, M. S., Markom, M., & Jahim, J. M. (2021). Insight into the Deep Eutectic Solvent Pretreatment of Oil Palm Empty Fruit Bunches: Effects of Temperature, Empty Fruit Bunch to Solvent Ratio, and Time. Bioresources, 67–82.

Ilmiah, J., Adsorben, P., Chip, D., & Mengurangi, U. (2024). Pemanfaatan Adsorben Dari Chip dan Fines Untuk Mengurangi Kontaminan Pada Air Lindi. Jurnal Ilmiah Teknik Dan Sains, 2(2), 47–51. https://doi.org/https://doi.org/10.62278/jits.v2i2.41

Kalhor, P., & Ghandi, K. (2019). Deep eutectic solvents for pretreatment, extraction, and catalysis of biomass and food waste. Molecules, 24(22). https://doi.org/10.3390/molecules24224012

Liu, J., Qi, L., Yang, G., Xue, Y., He, M., Lucia, L. A., & Chen, J. (2020). Enhancement of lignin extraction of poplar by treatment of deep eutectic solvent with low halogen content. Polymers, 12(7). https://doi.org/10.3390/polym12071599

Liu, Y., Friesen, J. B., Mcalpine, J. B., Lankin, D. C., Chen, S., Pauli, G. F., States, U., States, U., States, U., States, U., Forest, R., & States, U. (2019). Natural Deep Eutectic Solvents: Properties, Applications, and Perspectives. ACS Publications, 81(3), 679–690. https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.7b00945.Review

Maharani, D. M., Normalasari, L., Kumalasari, D., Ardin, C., Prakoso, H., Kusumaningtyas, M., & Ramadhan, M. T. (2017). Pengaruh Pretreatment Secara Alkalisasi- Resistive Heating terhadap Kandungan Lignoselulosa Jerami Padi The Effect of Alkalization-Resistive Heating Pretreatment on Lignocellulose Content of Rice Straw. Agritech Ugm, 37(2), 132–138.

Nugraha, A. D. E., Dewi, L. C., Anggerta, L. A., & Sari, D. N. (2025). Ekstraksi Padat-Cair Lignin Dari Jerami Padi Dengan Penambahan Naoh 5% Pada Suhu Dan Waktu Tertentu. DISTILAT: Jurnal Teknologi Separasi, 11(1), 185–190. https://doi.org/10.33795/distilat.v11i1.6880

Pampang, H., Ranggina, D., Raditya, A. D., Anugrawan, A. O., & Julianto, R. (2025). The Effect of Simultaneous Combination of Hydrothermal.

Smith, J. M., Van Ness, H.C., Abbot, M.M., Swihart, M. T. (2018). Introduction to chemical engineering thermodynamics. In Journal of Chemical Education (8th ed., Vol. 27, Issue 10). McGraw-Hill Education. https://doi.org/10.1021/ed027p584.3

Xu, H., Kong, Y., Peng, J., Wang, W., & Li, B. (2021). Mechanism of Deep Eutectic Solvent Delignification: Insights from Molecular Dynamics Simulations. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 9(20), 7101–7111. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c01260

Zhang, Q., De Oliveira Vigier, K., Royer, S., & Jérôme, F. (2012). Deep eutectic solvents: Syntheses, properties and applications. Chemical Society Reviews, 41(21), 7108–7146. https://doi.org/10.1039/c2cs35178a