Sisa ekstraksi minyak kelapa sawit dunia, setiap tahun menyisakan sekitar 13 juta ton limbah. Sisa produksi minyak kelapa sawit saat ini seringkali digunakan untuk menghasilkan panas dan energi listrik untuk pabrik kelapa sawit, dan seringkali menimbulkan polusi.
Namun sekarang, sisa limbah yang sering disebut dengan tandan kosong atau TKS ini, nampaknya bisa berfungsi menjadi lebih baik bagi manusia. Dengan mengadaptasi teknik hidrolisis yang digunakan untuk memisahkan molekul air di dalam batang tebu dan sisa pemanenan jagung (brangkasan) menjadi pemanis, sebuah tim di Singapura yang dipimpin oleh Jin Chun Wu dari Institut Kimia dan Ilmu Perekayasaan A*STAR, telah berhasil melakukan ujicoba yang bisa menghasilkan pemanis dari sisa tandan kosong kelapa sawit.
Tandan kosong kelapa sawit, memag mengandung materi bernama xylan, yaitu bahan karbohidrat yang merupakan bagian dari xilosa. Molekul-molekul gula yang dikandung Xylan sendiri menjadi rentan rusak dengan adanya unsur asam ringan. Namun melalui proses hidrolisis, yang selama ini banyak digunakan untuk mengubah batang tebu dan sisa panen jagung (yang sering disebut dengan brangkasan) menjadi gula, hal ini menjadi sebuah upaya yang murah.
Kunci sukses dari ujicoba tim yang dipimpin oleh Wu ini adalah kecermatan mereka dalam menggabungkan unsur asam untuk melakukan hidrolisis (sebuah reaksi kimia yang memecah molekul air atau H2O menjadi kation hidrogen (H+) dan anion hidroksida (OH−) melalui suatu proses kimia) untuk tandan kosong kelapa sawit ini. Mereka menggunakan sulfur (H2SO4) dan asam fosfor (H3PO4). “Kombinasi kedua elemen itu telah menghasilkan efek yang sinergis untuk meningkatkan hasil gula yang didapat.”
Karena elemen sulfur dan fosfor sangat penting untuk fermentasi xilosa menggunakan mikroba, kombinasi asam dari para peneliti ini memainkan sebuah peranan penting dalam konversi lebih lanjut dari xylose menjadi bahan kimia berguna lainnya, seperti xylitol pengganti gula, asam laktat dan etanol. Setelah hidrolisis dan netralisasi, komponen asam dapat digunakan secara langsung dalam fermentasi mikroba. Hidrolisis memerlukan penggabungan elemen-elemen ini dalam level yang rendah, karena dalam tingkat yang lebih tinggi justru dapat merugikan. Dalam teknik hidrolisis tandan kosong (TKS) sebelumnya, para peneliti menggunakan konsentrasi yang lebih tinggi dari asam yang digunakan, namun tingkat sulfur dan fosfor menjadi terlalu tinggi untuk melakukan fermentasi mikroba.
Setelah menemukan kombinasi yang tepat dari asam ringan, Wu dan timnya menggunakan pemodelan komputer yang diikuti dengan sederetan ujicoba untuk menemukan gabungan yang optimal untuk proses hidrolisis ini. Mereka berhasil memperoleh hasil ekstraksi xylose di rentang sekitar 80-90%. Kondisi mereka dioptimalkan termasuk konsentrasi dari dua asam, suhu reaksi, pengenceran larutan dan ukuran partikel TKS.
“Selanjutnya, kita akan mengubah gula menjadi asam laktat melalui fermentasi mikroba menggunakan bakteri asam laktat,” jelas Wu. Asam laktat ini bisa digunakan untuk memproduksi asam polylactic, yaitu sebuah biopolimer terbarukan dan benar-benar bisa dimusnahkan secara total secara alami, dan stabil pada suhu tinggi serta memiliki aplikasi yang luas.
CITATION: Dongxu Zhang, Yee Ling Ong, Zhi Li, Jin Chuan Wu. Optimization of dilute acid-catalyzed hydrolysis of oil palm empty fruit bunch for high yield production of xylose. Chemical Engineering Journal, 2012; 181-182: 636 DOI: 10.1016/j.cej.2011.12.030
