Pencirian selulosa dan pengenalpastian sisa hemiselulosa pada selulosa yang diekstrak menggunakan pendekatan berbeza

Abstract

Malaysia menghasilkan lebih 100 juta tan metrik biojisim tumbuhan setiap tahun. Biojisim tumbuhan ini mengandungi bahan lignoselulosik yang kaya dengan selulosa, hemiselulosa serta lignin. Struktur bahan lignoselulosa yang kompleks dan unik menghasilkan interaksi hemiselulosa-selulosa-lignin yang berbeza-beza seterusnya memberikan kesan kepada ciri fiber yang diekstrak melalui rawatan kimia. Oleh itu, kajian ini dijalankan bertujuan untuk mengekstrak selulosa daripada bahan lignoselulosa melalui pendekatan yang berbeza. Seterusnya, pencirian fiber yang terhasil daripada setiap peringkat dijalankan dengan memfokuskan kepada kehadiran bahan bukan selulosa iaitu hemiselulosa dan lignin. Dalam kajian ini, dua pendekatan iaitu rawatan alkali-pelunturan (pendekatan I) dan rawatan pelunturan-alkali (pendekatan II) telah digunakan terhadap sampel pelepah kelapa sawit (PKS) dan jerami padi (JP) untuk menyingkirkan lignin dan hemiselulosa. Fiber selulosa daripada dua pendekatan ini dianalisis dan dibandingkan melalui mikroskop imbasan elektron (SEM), pembelauan sinaran X (XRD), termogravimetri (TGA), Fourier transformasi inframerah (FTIR), analisis kimia (asai asetil bromida dan asai antron) dan kromatografi lapisan nipis (TLC). Pendekatan II didapati memberi kesan kepada penghasilan diameter fiber selulosa yang lebih kecil dan penurunan warna yang lebih ketara. Diameter fiber bagi sampel PKS untuk Pendekatan 1dan II didapati masing-masing adalah 25.3 μm dan 12.8 μm manakala bagi fiber selulosa JP masing-masing adalah 14.0 μm dan 13.9 μm. Indeks penghabluran fiber selulosa bagi pendekatan I dan II tidak menunjukkan perbezaan ketara dengan masing-masing adalah 45.5% dan 46.8% untuk PKS manakala bagi JP masing-masing ialah 52.8% dan 51.6%. Dapatan yang sama dilihat bagi kadar kestabilan terma dimana PKS bagi pendekatan I dan II masing-masing ialah pada 342.49 °C dan 341.13 °C manakala bagi JP pendekatan I dan II masingmasing ialah pada 332.22 °C dan 338.52 °C. Analisis kimia dan FTIR pula menunjukkan masih terdapat sisa komponen bukan selulosa dalam fiber selulosa bagi pendekatan I dan II begitu juga dengan selulosa piawai. Ini dibuktikan lagi dengan kewujudan tompok bahan bukan selulosa pada kromatografi lapisan nipis apabila pengekstrakan berperingkat dilakukan bagi mencirikan bahan bukan selulosa yang masih hadir. Berdasarkan hasil pengekstrakan berperingkat, pendekatan II yang dimulai dengan rawatan pelunturan didapati lebih baik dalam mendedahkan gula hemiselulosa yang terdapat dalam fiber selulosa. Kebanyakkan gula hemiselulosa ini dapat disingkirkan apabila rawatan yang kedua iaitu rawatan alkali diberikan sekaligus menghasilkan fiber selulosa yang lebih bebas hemiselulosa (kecuali xilan). Jika dibandingkan dengan dapatan awal kajian, kehadiran xilan di akhir sampel didapati tidak menyumbang kepada indeks penghabluran fiber mahupun kadar kestabilan terma. Dapatan kajian ini mampu menjadi data awal terhadap pemahaman kehadiran bahan bukan selulosa dan kesannya kepada fiber selulosa. Kajian lanjutan wajar dijalankan bagi menjelaskan lebih lanjut persoalan berkaitan ketidakseragaman ciri fiber selulosa tumbuhan yang digunakan dalam pelbagai industri pembuatan.