Pengertian Lignin dan fungsinya

Lignin adalah konstituen dinding sel dari hampir semua dinding sel tanaman darat. Ini adalah polimer alami kedua yang paling berlimpah di dunia, hanya dilampaui oleh selulosa. Dari polimer yang ditemukan di dinding sel tanaman, lignin adalah satu-satunya yang tidak tersusun atas monomer karbohidrat (gula).

Lignin unik karena merupakan satu-satunya sumber biomassa skala besar dari fungsi aromatik. Ini terdiri dari hingga tiga monomer fenil propana yang berbeda, ditunjukkan pada Gambar 1, tergantung pada spesies. Alkohol Coniferyl terjadi pada semua spesies dan merupakan monomer dominan pada konifer (kayu lunak). Spesies sulung (kayu keras) mengandung hingga 40% unit alkohol syringyl sementara rumput dan tanaman pertanian juga mengandung unit coumaryl alkohol.

Kompleksitas tambahan lignin adalah ada banyak kemungkinan pola ikatan antara unit-unit individu. Dengan demikian pengetahuan kita tentang struktur kimia lignin kurang tepat dibandingkan pengetahuan kita tentang polimer alami dan sintetis lainnya. Gambar 2 menunjukkan fragmen lignin representatif yang mengandung pola ikatan paling penting.

Lignin dan selulosa bekerja bersama untuk menyediakan fungsi struktural pada tumbuhan yang dianalogikan dengan resin epoksi dan serat kaca dalam kapal fiberglass. Komponen berserat, selulosa atau serat gelas, adalah elemen penahan beban utama sedangkan matriks, resin lignin atau epoksi, memberikan kekakuan dan kekuatan. Jadi pohon (kandungan lignin antara 20% dan 30% dari berat kering) tumbuh jauh lebih tinggi daripada rumput (kadar lignin di bawah 20%) sebelum mereka membungkuk di bawah oleh beratnya sendiri.

Di luar fungsi struktural, lignin memainkan beberapa peran biologis penting lainnya pada tanaman. Karena hidrofilik jauh lebih sedikit daripada selulosa dan hemiselulosa, ia mencegah penyerapan air oleh polisakarida ini di dinding sel tanaman dan memungkinkan transportasi air yang efisien dalam jaringan pembuluh darah. Lignin juga membentuk penghalang yang efektif terhadap serangan serangga dan jamur.

struktur lignin

gambar 1

Sumber Komersial Lignin

Kraft Pulping.

Kraft pulping adalah proses pembuatan bubur kimia yang dominan di dunia. Ini menggunakan alkali yang kuat dengan katalis natrium sulfida untuk memisahkan lignin dari serat selulosa. Setelah bubur, serat selulosa melewati beberapa tahap pemutihan untuk menghilangkan sisa lignin dan menghasilkan bubur pembuatan kertas yang kuat, putih, dan stabil. Lignin dan hemiselulosa yang dilarutkan dalam tahap pembentukan bubur dikenal sebagai “cairan hitam” dan dikirim ke sistem pemulihan di mana ia dibakar. Tahap pemulihan ini sangat penting untuk berfungsinya pabrik kraft – ini memasok banyak energi yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik dan meregenerasi bahan kimia pembuatan bubur anorganik.

Kraft lignin memiliki sifat kimia yang berbeda dari lignosulfonat. Tidak ada kelompok sulfonat yang hadir, sehingga kraft lignin hanya larut dalam larutan alkali (pH di atas 10). Kraft lignin dengan demikian dapat diendapkan dari cairan hitam dengan menurunkan pH ke 10 dengan asam yang sesuai. Namun, hanya satu perusahaan, Mead-Westvaco, yang mengisolasi kraft lignin untuk dijual sebagai produk industri. Lignin ini digunakan dalam aplikasi khusus seperti dispersan untuk pewarna dan pestisida.

pengertian lignin

gambar 2

Peluang yang menarik untuk produk berbasis lignin ada di industri kraft Kanada. Di banyak pabrik, produksi selulosa dibatasi oleh kapasitas termal tungku pemulihan. Menghapus sebagian lignin dari black liquor saat ini merupakan cara yang paling hemat biaya untuk meningkatkan produksi selulosa tanpa pengeluaran modal yang besar. Lignin yang terisolasi kemudian memberikan aliran pendapatan nilai tambah tambahan untuk pabrik.

Etanol Selulosa.

Upaya yang luar biasa saat ini sedang dikeluarkan, terutama di Amerika Serikat dan Eropa, untuk menemukan jalur yang layak untuk menghasilkan bahan bakar etanol dari selulosa yang terkandung dalam residu pertanian dan limbah kayu. Jika industri etanol selulosa didirikan, sejumlah besar lignin akan diproduksi sebagai produk sampingan. Kebanyakan skema mengusulkan untuk menggunakan lignin yang terpisah sebagai bahan bakar untuk menjalankan pabrik etanol. Namun, proses yang mengubah semua input biomassa menjadi bahan bakar tidak mungkin layak secara ekonomi. Untuk meningkatkan kelayakan ekonomi, sebagian lignin perlu dikonversi menjadi bahan kimia atau bahan bernilai lebih tinggi.

Loading...