Category Archives: Kimia Kayu

KARAKTERISTIK MORFOLOGI DAN KOMPOSISI EKSTRAKTIF LIPOFILIK DAN LIGNIN DARI KAYU BRAZIL PADA BEBERAPA JENIS EUKALIPTUS HIBRIDA

Abstract The morphological and chemical characteristics of the woods from several eucalypt hybrids from the Brazilian Genolyptus program were studied. The hybrids selected for this study were Eucalyptus grandis×E. urophylla (IP), E. urophylla E. urophylla (U1×U2), E. grandis×[E. urophylla×E. globulus] (G1×UGL), and [E. dunnii×E. grandis] × E. urophylla (DG × U2). The analyses of the lipophilic extractives indicated a similar composition in all eucalypt hybrids, which were dominated by sitosterol, sitosterol esters and sitosteryl 3β-D-glucopyranoside. These compounds are responsible for pitch deposition during kraft pulping of eucalypt wood. Some quantitative differences were found in the abundances of different lipid classes, the wood from U1×U2 having the lowest amounts of these pitch-forming compounds. The chemical composition and structure of lignins were characterized by Py-GC/MS and 2D-NMR that confirmed the predominance of syringyl over guaiacyl units and only showed traces of p-hydroxyphenyl units in all the woods, with the highest S/G ratio for G1 UGL. The 2D-NMR spectra gave additional information about the inter-unit linkages in the lignin polymer. All the lignins showed a predominance of β-O-4’ ether linkages (75–79% of total side-chains), followed by β–β’ resinol-type linkages (9–11%) and lower amounts of β-5’ phenylcoumaran-type, β-1’ spirodienone-type linkages or β-1’ open substructures. The lignin from the hybrid G1 × UGL presented also the highest proportion of β-O-4’ linkages, and therefore, it is foreseen that the wood from this hybrid will be more easily delignifiable than the other selected Brazilian eucalypt hybrids. In complement to these chemical analyses, the morphological characterization of fibers, vessels and fines revealed that hybrid eucalypt clone DG × U2 presented the most interesting properties for the manufacture of paper pulps and biofuels.

Keywords: Eucalypt, Wood, Hybrids, E. grandis × E. urophylla, E. urophylla × E. urophylla, E. grandis × [E. urophylla × E. globulus], [E. dunnii × E. grandis] × E. urophylla, Lipids, Sterols, Lignin, Fibers, Vessels.

Morfologi dan karakteristik kimia kayu eukaliptus hibrida dari Brazilian Genolyptus secara umum telah dipelajari. Eukaliptus hibrida yang menjadi subjek pada penelitian ini adalah E. grandis×E. urophylla (IP), E. urophylla×E. urophylla (U1×U2), E. grandis ×[E. urophylla×E. globulus](G1×UGL), dan [E. dunnii×E. grandisE. urophylla (DG×U2). Analisis ektraktif yang bersifat lipofilik pada semua eukaliptus hibrida memiliki kesamaan komposisi dimana zat ektraktif didominasi oleh sitosterol, sitosterol ester dan sitosterol-3-d-glucopiranosa. Senyawa-senyawa tersebut bertanggung jawab selama proses pulping. Beberapa perbedaan kelimpahan ditemukan untuk lipid, kayu dari U1U2 memiliki jumlah terendah pembentuk senyawa. Komposisi kimia dan struktur lignin yang ditandai dengan Py-GC/MS dan 2D-NMR menegaskan unit syringyl lebih mendominasi dari unit guaiasil dan hanya menunjukkan keberadaan unit p-hidroksifenil di seluruh hibrida, dengan rasio S/G tertinggi untuk G1×UGL. Spektrum 2D-NMR memberikan informasi tambahan tentang hubungan antar-unit dalam polimer lignin. Semua lignin menunjukkan dominasi ikatan β-O-4’ eter (75-79% dari total panjang rantai), diikuti oleh ikatan β- β’ resinol (9-11%) dan β-5’ fenilkumaran, β-1’ spirodienon. Lignin dari hibrida G1×UGL juga menunjukan proporsi tertinggi dimiliki oleh ikatan β-O-4. Sehingga dapat diramalkan bahwa kayu dari hibrida ini akan lebih mudah terdelignifikasi daripada kayu lainnya pada eukaliptus Brasil. Untuk melengkapi analisis kimia maka dilakukan karakterisasi morfologi dari serat dan pembuluh yang menunjukkan bahwa eukaliptus hibrida DG×U2 memiliki sifat yang paling menarik untuk pembuatan pulp kertas dan biofuel.

Kata Kunci: Eukaliptus, Kayu, Hibrida, E. grandis × E. urophylla, E. urophylla × E. urophylla, E. grandis × [E. urophylla × E. globulus], [E. dunnii × E. grandis] × E. urophylla, Lipid, Sterol, Sterol, Lignin, Serat, Pembuluh.

Oleh : Ivan Taufik G44080061, Kartika Sari Dewi G44080063, Dian Novita Sari G44080104, Reza Aditya Nugraha G44090101.

Hemiselulosa

Hemiselolosa adalah polisakarida non selulosa yang memilikikandungan yang bervariasi dengan komposisi dan struktur molekul yang berbeda. Hemiselulosa tergolong ke dalam heteropolimer karena disusun oleh monomer gula yang beragam yang dibedakan berdasarkan penyusun gula utamanya. Jenis gula dominan hemiselulosa dalam dinding sel kayu adalah xilan dan glukomanan.  Jenis gula lain memiliki kandungan yang rendah atau kandungannya khas seperti arabinoglaktan pada kayu larch.

Hemiselulosa berbeda dengan selulosa dalam beberapa hal seperti :

1. Heteropolimer yang disusun oleh 2-3 monomer.

2. Molekulnya bercabang yang terdiri dari rantai linear dengan 2 atau tiga cabang.

3. Gugus OH pada unit gula dapat tersubtitusi oleh asetil group.

4. Memiliki derajat polimerisasi yang lebih rendah sekitar 200.

5. Bukan merupakan struktur kristalin.

6. Hmiselulosa tidak memiliki bentuk yang sama baik dari segi komposisi maupun tipe monomer penyusun, derajat polmerisasi dan subtitusi cabang. Bervariasi menurut jenis dan tipe kayunya.

Glukomanan banyak terdapat dalam tanaman Konjak (Iles-iles / Amorphophallus muelleri Blume) sekitar 64 %. Konjak glukomanan merupakan serat alam kental yang paling mudah larut dan membentuk larutan yang sangat kental. Memiliki berat melekul tertinggi dibanding serat bergizi yang dikenal dalam ilmu pengetahuan – berat molekul antara 200.000 – 2.000.000 Dalton. Memiliki kapasitas tampung air terbesar sampai 100 kali beratnya dalam air.

Xilan merupakan salah satu komponen penyusun sel pada tanaman berkayu. Degradasi senyawa ini dilakukan oleh berbagai jenis mikroorganisme. Enzim-enzim hidrolisis yang dihasilkan oleh mikroorganisme inilah yang memegang peranan kunci dalam degradasi biomasa tanaman dan siklus karbon di alam. Di dalam dinding sel tanaman, xilan akan berinteraksi dengan lignin dan selulosa melalui ikatan nonkovalen membentuk struktur sel yang kuat.

Xilan termasuk dalam golongan kompleks polisakarida dengan ikatan beta-1,4 xilopiranosil sebagai tulang punggungnya. Selain xilopiranosil, terdapat senyawa lain yang dapat dipakai, yaitu arabinosil, glukuronosil, metilglukuronosil, asetil, dan feruloil.  Pada beberapa tanaman lain, seperti rumput laut, xilan dapat terbentuk dengan ikatan beta-1,3.Di samping itu, residu ramnosa dan galaktosa kadang dijumpai terikat pada molekul xilan.

TOPIK INTERNASIONAL TAHUN 2012 ; ENERGI YANG BERKELANJUTAN

Pada tahun 2012 PBB telah mengadopsi dua topik utama internasional  yang akan diterapkan secara intensif  yaitu penggunaan energi berkelanjutan (energi terbarukan) dan koperasi. Bahkan PBB mencanangkan bahwa tahun 2012 adalah Tahun Internasional Energi Berkelanjutan dan Tahun Internasional Koperasi.

Agar kedua program tersebut berjalan dengan sukses PBB telah membentuk beberapa organisasi, kelompok dan partai yang akan membantu mempercepat menuju realisasi proyek-proyek tersebut. Setiap negara didorong untuk berpartisipasi dalam berbagai macam proyek sehingga kita bisa memerangi kemiskinan.

Energi berkelanjutan atau energi terbarukan telah disetujui oleh PBB dan menjadi salah satu topik utama untuk tahun ini. Melalui Resolusi Majelis Umum PBB pada 16 Februari 2011.

Tujuan Penerapan Energy Yang Berkelanjutan

PBB telah mengajak sektor swasta, komitmen nasional serta menarik perhatian global terhadap pentingnya energi untuk pembangunan dan pengentasan kemiskinan. PBB telah menentukan tiga tujuan utama  yang akan dicapai setidaknya hingga tahun 2030:

Memastikan setiap orang mampu mengakses energi
Seperti yang kita ketahui akses yang baik terhadap energi telah merubah kehidupan jutaan orang di dunia. Energi terbarukan menciptakan peluang baru bagi masyarakat  untuk menghindar dampak terburuk dari kemiskinan.

Sektor energi juga menyediakan kesempatan bagi orang meningkatkan pendapatan, menyediakan pelayanan kesehatan, pendidikan dan menjaga lingkungan.

Tidak adanya pengembangan energi yang menurunkan risiko kesehatan manusia dan keselamatan masih berlangsung di beberapa negara. Ada hampir dua juta orang terbunuh setiap tahun, terutama perempuan dan anak-anak karena penggunaan energi yang tidak benar seperti nonefisien, kesalahan penggunaan alat memasak dan perangkat pemanas.

Meningkatkan laju  efisiensi energi

Pilihan terbaik dan paling efektif khususnya dari segi biaya adalah menyediakan sumber energi terbaharukan yang bebas dan efisien. Penggunaan energi yang  efisien dapat mengurangi jumlah energi yang selama ini terbuang sia-sia untuk penerangan dan kebutuhan lainnya.

Selanjutnya, meningkatkan efisiensi dalam pendistribusian sehingga bisa mengurangi energi yang hilang atau terbuang. Sehingga hasil efisiensi ini dapat digunakan untuk berinvestasi di proyek-proyek penting lainnya seperti pasokan energi tambahan atau perkembangan ekonomi.
Menggandakan pangsa energi terbarukan dalam bauran energi global

Saat ini, sumber energi terbarukan memberikan kontribusi sekitar 19 persen dari konsumsi energi global.

Mudah-mudahan, apabila didukung dengan kebijakan yang kuat dapat diterapkan dengan baik mungkin kita bisa mencapai lebih dari tiga seperempat energi dunia pada tahun 2050.