InfoSAWIT, JAKARTA – Limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) tidak hanya menyimpan persoalan lingkungan, tetapi juga memiliki potensi menjadi bahan baku biomaterial bernilai tambah. Salah satu senyawa yang terkandung di dalam TKKS, yakni lignin, diketahui berpotensi dikembangkan sebagai material adsorben untuk mengurangi pencemaran logam berat di lingkungan perairan.
Dilansir InfoSAWIT, Jumat (14/8/2026), dari tulisan Mirza Ardella Saputra, Ph.D., Universitas Airlangga (Unair), Selasa (11/8/2026), potensi tersebut dikembangkan melalui penelitian yang mengolah lignin dari TKKS menjadi partikel berukuran nano hingga submikron. Dalam penelitian ini, proses pengubahan ukuran lignin dilakukan melalui kombinasi metode ball milling, solvent shifting, dan ultrasonikasi.
Hasil karakterisasi menunjukkan, ultrasonikasi mampu memperkecil ukuran partikel lignin hingga mencapai sekitar 268 nanometer. Ukuran tersebut menunjukkan terbentuknya struktur nanolignin yang memiliki karakteristik lebih sesuai untuk dimanfaatkan sebagai material adsorben.
BACA JUGA: Menkop Dorong Koperasi Miliki Pabrik CPO, Hilirisasi Sawit Dinilai Perkuat Petani
Untuk meningkatkan sifat fungsionalnya, nanolignin kemudian dimodifikasi secara kimia melalui reaksi Mannich. Dalam proses tersebut digunakan trietilamina sebagai sumber amina tersier. Keberhasilan modifikasi dikonfirmasi melalui analisis unsur CHN serta spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR), yang menunjukkan adanya penambahan gugus fungsi mengandung nitrogen pada struktur lignin.
Kemampuan material dalam menyerap ion timbal atau Pb²⁺ kemudian diuji menggunakan metode batch. Kandungan ion logam yang tersisa dianalisis menggunakan Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), baik pada lignin tanpa modifikasi maupun lignin yang telah mengalami proses aminasi.
Hasil pengujian menunjukkan adanya perbedaan kinerja antar-material. Nanolignin yang diperoleh melalui proses solvent shifting justru memberikan kemampuan adsorpsi paling tinggi, dengan efisiensi penghilangan Pb²⁺ mencapai 83,9%.
BACA JUGA: Mahasiswa UNDIP Sulap Limbah Sawit Jadi Pakan Ternak, Raih Gold Medal Nasional
Sementara itu, nanolignin yang telah dimodifikasi dengan gugus amina tersier menunjukkan efisiensi penghilangan Pb²⁺ sebesar 74,2%. Temuan ini menunjukkan bahwa penambahan gugus nitrogen tidak secara otomatis meningkatkan kemampuan adsorpsi material terhadap ion timbal.
Untuk mengungkap penyebabnya, penelitian tersebut juga menggunakan pendekatan komputasi melalui metode Density Functional Theory (DFT) yang dikombinasikan dengan Nudged Elastic Band (NEB). Simulasi ini digunakan untuk melihat secara lebih rinci bagaimana ion Pb²⁺ berinteraksi dengan struktur lignin sekaligus mengidentifikasi kemungkinan hambatan energi selama proses adsorpsi.
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa adsorpsi Pb²⁺ pada lignin dapat berlangsung secara spontan tanpa hambatan energi aktivasi dan bersifat eksotermik. Energi adsorpsi tercatat sekitar -0,33 eV, dengan interaksi utama terjadi melalui pembentukan ikatan antara ion Pb²⁺ dan gugus hidroksil fenolik pada lignin.
BACA JUGA: 4 Anak Usaha KAS Group Raih ISPO, Targetkan Seluruh Kebun Rampung Tersertifikasi di 2027
Kondisi berbeda ditemukan pada lignin yang telah dimodifikasi dengan atom nitrogen. Material tersebut memiliki energi adsorpsi akhir yang lebih rendah atau lebih eksotermik, yakni sekitar -1,3 eV. Namun, pada keadaan transisi muncul hambatan aktivasi moderat sekitar 1,5 eV.
Simulasi juga memperlihatkan bahwa selama proses adsorpsi, ion Pb²⁺ mengalami perpindahan posisi. Awalnya, ion berada di atas cincin aromatik yang mengandung dopan nitrogen, sebelum akhirnya bergerak menuju atom oksigen fenolik dan membentuk ikatan Pb-O yang lebih kuat.
Temuan tersebut memberikan gambaran bahwa kekuatan interaksi akhir antara Pb²⁺ dan lignin bukan satu-satunya faktor yang menentukan efektivitas adsorpsi. Hambatan energi dan karakteristik gugus fungsi yang terdapat pada permukaan material turut menentukan kemampuan lignin dalam menangkap ion logam berat.
BACA JUGA: Ekspor Satu Pintu DSI Dinilai Belum Matang, Petani Sawit Swadaya Berisiko Terpinggirkan
Penelitian ini sekaligus memberikan penjelasan mengenai keterbatasan penggunaan gugus amina tersier berukuran besar untuk meningkatkan performa adsorpsi Pb²⁺ pada material berbasis lignin. Dengan kata lain, modifikasi kimia tidak selalu menghasilkan peningkatan kinerja apabila struktur gugus yang ditambahkan justru menghambat akses ion logam menuju situs aktif material.
Dari perspektif industri sawit, pemanfaatan lignin dari TKKS sebagai material adsorben membuka peluang pengembangan limbah perkebunan menjadi produk biomaterial bernilai tambah. Pendekatan tersebut juga memperkuat gagasan ekonomi sirkular di sektor kelapa sawit, karena limbah yang selama ini lebih banyak dipandang sebagai residu dapat diarahkan menjadi bahan untuk aplikasi lingkungan. (T2)
