TBB04-1
PRODUKTIVITAS ETANOL PROSES FERMENTASI
KONTINYU DENGAN ZYMOMONAS MOBILIS
TEKNIK IMMOBILISASI SEL Ca- ALGINAT DAN
K–KARAGINAN DI BIOREAKTOR PACKED-BED
Musfil AS, Tri Widjaja, Ali Altway
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, ITS Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
Laila Nuraini A, Ita Fauziah N, Abdul Hakim M.,Eko F., R Darmawan
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, ITS Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
Abstrak
Teknik immobillisasi sel adalah pembatasan gerak fisik suatu ruang dengan preservasi aktivitas katalis. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh perubahan parameter konsentrasi glukosa substrat, konsentrasi immobillisasi sel Ca-Alginat dan K-karaginan terhadap kinerja produksi etanol dengan teknik immobilisasi sel di bioreaktor packed-bed. Percobaan ini dilakukan dengan variabel konsentrasi glukosa substrat 10%v/v, 14%v/v, 18%v/v dan konsentrasi immobilisasi sel Ca-Alginat dan K-karaginan 2%w/v, 3%w/v. Percobaan dimulai dengan pembuatan starter, pre-treatment molases, pengembangan kultur, pembuatan production medium, serta immobilisasi sel Ca-Alginat dan K-karaginan dengan ukuran diameter 2mm. Setelah sel immobilisasi tersedia maka dilakukan fermentasi dengan mengalirkan molases menggunakan pompa peristaltik kondisi flow rate 0,06 L/jam, dilution rate pada 1,2/jam. Kemudian produk etanol dianalisakan dengan metode Gas Chromatografi, konsentrasi glukosa sisa dilakukan dengan metode DNS dan analisa jumlah sel diuji dengan metode Counting Chamber. Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi glukosa dan konsentrasi Ca-Alginat dan K-Karaginan berpengaruh terhadap konsentrasi, yield dan produktivitas etanol. Dari percobaan diperoleh hasil maksimum pada konsentrasi Ca-Alginat 2%; konsentrasi etanol 8,54%/67,38 g/L (konsentrasi substrat 18%), yield 33,76% (konsentrasi substrat 10%), produktivitas etanol 80,85 g/L.jam (konsentrasi substrat 18%) sedangkan pada konsentrasi K-karaginan 2% diperoleh konsentrasi etanol 7,63%/60,18 g/L (konsentrasi substrat 18%), yield 27,66% (konsentrasi substrat 18%), produktivitas etanol 88,51 g/L.jam (konsentrasi substrat 18%).
Kata kunci : Etanol, immobillisasi sel, bioreaktor packed-bed, Zymomonas mobilis
Abstract
Immobilized cells technique is physic movement cells at place with catalyst activity. The aim of this research to known the influence of glucose substrate concentration, Ca-Alginat and K-Carrageenan density in immobilized cells using packed-bed bioreactor about ethanol production. This experiment is performed with substrate glucose concentration 10%v/v, 14%v/v, 18%v/v and immobilized cells Ca-Alginat and K-Carrageenan concentration 2%w/v, 3%w/v. The experiment was started by making starter, molasses pre-treatment, culture growth, medium production and immobilized cells with ID of 2mm.Then, fermentation was performed in using packed-bed bioreactor by flowing molasses using peristaltic pump under condition of 0,06 L/hr, dilution rate of 1,2/h. Ethanol product was analized by Gas Chromatography method, total sugar reduction content using DNS method,and analyzing cell account using counting chamber methods. Based on the result of study we can conclude that glucose concentration and Ca-Alginat and K-Carrageenan concentration have an influence on concentration and ethanol productivity.The result showed the maximum result of immobilized cellsin Ca-Alginat 2% ethanol concentration 8,54%/67,38g/L (glucose concentration 18%),yield 33,76% (substrate glucose concentration 10%), ethanol productivity 80,85g/L.hr (glucose concentration 18%) and immobilized
TBB04-2
cells in K-Carrageenan 2% ethanol concentration 7,63%/60,18g/L (substrate glucose concentration 18%), yield 27,66% (glucose concentration 18%), ethanol productivity 88,51g/L.hr (substrate glucose concentration 18%).
Keyword : ethanol, immobilized cell, packed-bed bioreactor, Zymomonas mobilis
1.Pendahuluan
Pada beberapa tahun terakhir, kebutuhan manusia terhadap bahan bakar minyak semakin meningkat, sedangkan cadangan energi minyak bumi (fosil) setiap harinya semakin berkurang. Berdasarkan OPEC World Energy Model (OWEM) diketahui bahwa permintaan minyak dunia pada periode jangka menengah (2002-2010) diperkirakan mengalami pertumbuhan 1,8 persen per tahun.. Peningkatan kebutuhan itu akan mencapai 12 juta barrel per hari (bph), atau dari 77 juta bph menjadi 89 juta bph dan pada periode berikutnya, yakni dari tahun 2010 hingga tahun 2020 permintaan akan naik menjadi 106 juta bph. (Departemen ESDM, 2004). Oleh karena itu perlu adanya pengembangan sumber energi lain sebagai alternatif yang murah dan dapat diperbaharui agar tidak ketergantungan bahan bakar fosil. Khususnya di Indonesia, pemerintah berharap ketergantungan bahan bakar fosil akan berkurang dari 52 % menjadi 20 % (Menteri ESDM RI, 2007), seperti diterbitkan Peraturan Presiden No: 5 Tahun 2006 tentang kebijakan Energi Nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai bahan bakar pengganti minyak. Selain itu, pemerintah serius untuk mengembangkan bahan bakar nabati dengan menerbitkan INPRES No. 1 tahun 2006 tanggal 25 Juni 2006 tentang penyediaan bahan bakar nabati (Biofuel) sebagai sumber bahan bakar (Martono dan Sasongko, 2007).
Etanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang sangat potensial untuk dikembangkan. Indonesia sebagai negara yang sebagian besar rakyatnya petani dan memiliki lahan yang relatif luas, sebenarnya mudah untuk menyediakan bahan baku pembuat etanol. Terutama bahan bio-etanol, seperti singkong, jagung, gandum, sagu, kentang, molases (tetes), nira, jerami padi, dan ampas tebu. Ketersediaan molases yang melimpah sebagai produk samping industri gula, mendorong pemikiran untuk membuat etanol dengan bahan baku molases.
Secara garis besar, proses produksi etanol dibedakan menjadi dua sistem, yaitu
batch dan kontinyu. Diantara kedua sistem ini,
sistem kontinyu merupakan sistem yang paling tepat digunakan, karena dapat memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan proses
batch. Penggunaan kedua sistem ini juga dapat
dipadukan dengan cell recycle atau amobilisasi untuk mendapatkan hasil yang lebih baik.
2.Teori Dasar
Etanol atau etil-alkohol (C2H5OH)
merupakan hidrokarbon berikatan tunggal yang mempunyai sifat tidak berwarna, tidak berasa tetapi memiliki bau yang khas, mudah menguap, mudah terbakar, biodegradable, serta memiliki toksisitas yang rendah. Menurut Najafpour dan Lim (2002), etanol memiliki sifat fisika antara lain titik didih (73,32o C), titik kritis (243,1o C) serta densitas (789,3 g/L pada suhu 20o C). Etanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang sangat potensial untuk dikembangkan sebagai alternatif sumber energi bahan bakar fosil.
Proses fermentasi merupakan salah satu cara yang banyak dilakukan untuk mendapatkan etanol dalam dunia industri dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme. Adapun mikroorganisme yang digunakan untuk memproduksi etanol dalam penelitian ini adalah bakteri Zymomonas mobilis, karena memiliki toleransi suhu yang tinggi, kemampuan untuk mencapai konversi yang lebih cepat, lebih tahan terhadap kadar ethanol yang tinggi yang dihasilkan pada proses fermentasi apabila dibandingkan Saccaromices cerevisiae.
Teknik immobilisasi sel dapat digambarkan sebagai pembatasan gerak fisik atau lokalisasi dari sel pada suatu wilayah ruang dengan preservasi aktivitas katalis yang diinginkan. Keunggulan Teknik immobilisasi sel yaitu dapat meningkatkan produktivitas volumetrik, meningkatkan konsentrasi produk dalam aliran keluaran, mampu menurunkan konsentrasi substrat dalam aliran keluaran, dan mencegah terjadinya wash out pada aliran keluar produk.
Untuk mempertahankan mikroorganisme supaya tetap berada di dalam fermentor dapat digunakan teknik membran dan
immobilized cell. Namun dengan pertimbangan
ekonomis maka pada penelitian ini dipilih menggunakan teknik immobilized cell dengan media yang digunakan Ca Alginat dan K-Karaginan.
3. Metodologi
3.1 Mikroorganisme dan langkah-langkah percobaan
TBB04-2
Mikroorganisme yang digunakan dalam penelitian ini adalah Zymomonas mobilis yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Langkah-langkah percobaan yaitu pretreatment molases, pengembangan kultur, pembuatan starter, pembuatan sel immobilisasi kemudian dilakukan fermentasi.
3.2 Pembuatan sel immobilisasi
Pembuatan sel immobilisasi diawali dengan pembentukan bead dengan Ca-Alginat dan K-karaginan sebagai supporting matrice. Untuk Ca-Alginat 2% dan 3%. Sedangkan untuk K-Karaginan yaitu 1% dan 2%. Konsentrasi Ca-Alginat 2 % dibuat dengan mencampur 75 ml media nutrisi dengan 75 ml larutan Ca-Alginat 4%, sehingga konsentrasi larutan campuran menjadi 2 %. Setelah mengental, mencetak gel Ca-Alginat ke dalam larutan CaCl2 2% dengan menggunakan nozzle
tetap dengan ukuran ID 2mm. Larutan tersebut akan mengeras dalam waktu 10-15 menit, kemudian dipotong-potong. Sel immobilisasi yang sudah terpotong-potong tersebut dicuci dengan 0,85 % NaCl untuk mengurangi kelebihan ion – ion Ca.
Untuk konsentrasi K-karaginan 1 % dibuat dengan Melarutkan 0,5 gram κ-Karaginan dalam 45 mL aquadest, kemudian memanaskannya pada suhu 700C sampai mulai terbentuk gel (pemanasan selama 15 menit). Mendinginkan larutan κ-Karaginan hingga suhu 400C. Mencampur 5 ml media nutrisi dengan 45 ml larutan κ-karaginan sehingga konsentrasi larutan campuran menjadi 1%, 50 mL larutan campuran tersebut dicetak dalam 1000 mL larutan KCl 1,5% + CaCl2 2%, hingga terbentuk bead yang diinginkan, Bead tersebut mengeras
dalam waktu 15 menit. Untuk meningkatkan pertumbuhan sel, bead dimasukkan dalam production medium kemudian diinkubasi di dalam shaker inkubator selama 36 jam. Bead disimpan pada temperatur 4oC sampai sel digunakan. Untuk sel immobilisasi K-karaginan 2 % dibuat dengan cara yang sama seperti sel immobilisasi karaginan 1 % namun berat K-karaginan yang dilarutkan dalam aquadest sebesar 1 gram.
3.3 Penambahan nutrisi pada substrat
Molases yang sudah diencerkan sesuai variabel, dipanaskan pada suhu 80°C selama 20 menit untuk sterilisasi, selanjutnya didinginkan hingga mencapai suhu kamar. Kemudian sebagai sumber nutrisi ditambahkan glukosa 15 gram, (NH4)4SO4 18 gram, Na2HPO4 10 gram,
KH2PO4 5 gram, MgSO4.7H2O 5 gram dan
Zymomonas mobilis ekstrak 1 gram + biakan
dalam 1 L substrat disertai pengadukan agar campuran homogen.
3.4 Proses fermentasi
Proses fermentasi dimulai dengan memasukkan bead immobilisasi sel dalam tray fermentor sesuai dengan konsentrasi yang telah divariasikan. Memasukkan molases steril yang mengandung konsentrasi gula total sesuai variabel ke dalam fermentor (bioreaktor packed bed) dengan rate 0,06 L/jam, dilution rate pada 1,2 jam-1. Mengambil hasil fermentasi (brooth) sebagai sampel setiap 15 menit sebanyak 17 kali.
Gambar 1. Peralatan Bioreaktor Kontinyu Packed Bed
Dengan keterangan : 1. Molases
2. Pompa Peristaltik 3. Bioreaktor Packed Bed 4. Bead immobilisasi sel
5. Hasil fermentasi Ethanol (brooth) 6. Pembuangan gas CO2
7. Statif
4. Hasil dan Pembahasan
Percobaan fermentasi kontinyu dilakukan dengan menvariasikan konsentrasi glukosa substrat dan konsentrasi Ca-Alginat dan K-karaginan. Berikut ini tabel 1 adalah data penelitian untuk fermentasi kontinyu.
Tabel 1 Data penelitian fermentasi secara kontinyu
Keterangan Fermentasi Kontinyu
Bioreaktor Packed bed Volume reaktor 258 mL Bead /carrier Ca- Alginat dan
K-Karaginan Berat bead 120 g Residence time 0,83 jam Dilution rate 1,2 /jam
6 5 7 3 4 2 1
TBB04-3
Gambar 2. Konsentrasi etanol dan konsentrasi glukosa sisa sebagai fungsi waktu pengambilan sampel pada konsentrasi
glukosa dalam molases 10 % dengan bead Ca-Alginat
Gambar 3. Konsentrasi etanol dan konsentrasi glukosa sisa sebagai fungsi waktu pengambilan sampel pada konsentrasi
glukosa dalam molases 14 % dengan bead K-Karaginan
Gambar 2 menunjukkan hubungan konsentrasi etanol, glukosa sisa pada bead Ca-Alginat dengan rate 0,06 L/jam, dilution rate pada 1,2 jam-1, untuk pengambilan sampel yang dilakukan secara periodik setiap 15 menit. Sedangkan pada Gambar 3 menunjukkan hubungan konsentrasi etanol, glukosa sisa pada bead K-Karaginan. Pada gambar 2 dan gambar 3 terlihat semakin kecil konsentrasi glukosa sisa maka konsentrasi etanol semakin besar, serta konsentrasi glukosa sisa dan konsentrasi etanol yang mempunyai kecenderungan stabil, dimana kondisi ini mendekati steady state.
4.1 Pengaruh Konsentrasi Glukosa dan Konsentrasi Ca-Alginat serta K-karaginan terhadap Kadar Etanol yang dihasilkan
Pada Tabel 2 menunjukkan konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14%, 18% dengan bead Ca-Alginat dan Tabel 3 untuk bead K-Karaginan. Secara keseluruhan terlihat bahwa untuk konsentrasi etanol rata-rata yang menggunakan bead immobilisasi Ca-Alginat
lebih besar dibandingkan menggunakan bead immobilisasi K-Karaginan.
Tabel 2 Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14%, 18% dengan bead
Ca-Alginat Variabel Konsentrasi glukosa sisa rata-rata (g/L) Konsentra si etanol rata-rata (g/L) Glukosa 10%, Ca-Alginat 2 % 20,18 40,78 Glukosa 14%, Ca-Alginat 2 % 19,78 41,43 Glukosa 18%, Ca-Alginat 3 % 19,99 61,34
Tabel 3 Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14%, dan 18% dengan bead
K-Karaginan Variabel Konsentrasi glukosa sisa rata-rata (g/L) Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) Glukosa 10%, K-Karaginan 2 % 23,668 17,683 Glukosa 14%, K-Karaginan 2 % 36,613 32,415 Glukosa 18%, K-Karaginan 2 % 37,341 56.998
Hasil percobaan fermentasi etanol, pada berbagai konsentrasi glukosa dan konsentrasi Ca-Alginat dan K-karaginan ditunjukkan pada gambar 4. Pada konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14%, konsentrasi etanol yang dihasilkan, secara berurutan sebagai berikut: pada konsentrasi Ca-Alginat 2% sebesar 40,78 g/L; 41,43 g/L; dan pada konsentrasi glukosa dalam molases 18 %, konsentrasi Ca-alginat 3 % sebesar 61,34 g/L ; pada pada konsentrasi glukosa dalam molases 10 %, 14 %, 18 %, konsentrasi K-karaginan 2% sebesar 17,683 g/L; 32,415 g/L; 56,998 g/L. 0 5 10 15 20 25 0,25 0, 5 0,75 1 1,25 1, 5 1,75 2 2,25 2, 5 2,75 3 3,25 3, 5 3,75 4 4,25
Waktu pengambilan sampel (jam)
K o n s e n tr a s i g lu k o s a s is a (g /L) 31 32 33 K o n s e n tr a s i e ta n o l (g /L)
Konsentrasi glukosa sisa Konsentrasi Etanol
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Konse
ntra
si eta
nol
(g
/L
)
Konse
ntra
si
g
lukos
a sis
a (
g
/L
)
Waktu pengambilan …
Konsentrasi …
TBB04-4
Konsentrasi etanol tertinggi dicapai pada konsentrasi gula dalam molases 18 % dengan konsentrasi Ca-Alginat 3 % dan K-karaginan 2 % yaitu sebesar 61,34 g/L dan 56.998 g/L.
Gambar 4. Konsentrasi Etanol rata-rata (g/L) vs Konsentrasi Glukosa dalam molases
(%)
Pada konsentrasi Ca-Alginat 2% dan 3 % dan konsentrasi K-karaginan 2 %, semakin tinggi konsentrasi glukosa maka semakin tinggi kadar etanol yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan pada konsentrasi glukosa yang lebih tinggi, tersedia lebih banyak substrat yang dapat dikonversi menjadi etanol sehingga produk yang dihasilkan juga lebih tinggi.
Pada konsentrasi glukosa yang sama, kadar etanol yang dihasilkan dipengaruhi oleh konsentrasi Ca-Alginat dan K-karaginan. Pada konsentrasi glukosa dalam molases 18 %, konsentrasi optimum untuk immobilisasi sel yang menggunakan supporting matrice Ca-Alginat sebesar 3 %, sedangkan menggunakan
supporting matrice K-Karaginan sebesar 2 %.
4.2 Pengaruh Konsentrasi Glukosa dan Konsentrasi Ca-Alginat serta K-karaginan terhadap Yield Etanol
Yield adalah perbandingan banyaknya produk etanol yang dihasilkan terhadap glukosa yang terkonsumsi selama reaksi fermentasi. Pada gambar 5 menunjukkan hubungan Yield etanol rata-rata (%) vs konsentrasi glukosa dalam molases (%). Dari hasil percobaan didapatkan konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14% yield etanol rata-rata yang dihasilkan pada konsentrasi Ca-Alginat 2% secara berurutan sebagai berikut: sebesar 38,22%, 30,71%; dan untuk didapatkan konsentrasi glukosa dalam molases 18 % yield etanol rata-rata yang dihasilkan pada konsentrasi Ca-Alginat 3 % adalah 32,61 %, sedangkan pada konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14%, 18 %, konsentrasi K-karaginan 2% sebesar 19,029%; 24,127%; 26,729%.
Gambar 5. Yield Etanol rata-rata (%) vs Konsentrasi Glukosa dalam molases (%)
Dari gambar 5 terlihat bahwa pada konsentrasi Ca-Alginat 2% yield etanol tertinggi dicapai pada konsentrasi substrat 10 % yaitu sebesar 38,22% sedangkan pada konsentrasi K-karaginan 2 % yield etanol tertinggi dicapai pada konsentrasi substrat 18 % yaitu sebesar 26,729 %. Kenaikan konsentrasi glukosa tidak selalu diiringi dengan bertambahnya yield etanol, untuk immobilisasi sel yang menggunakan Ca-Alginat semakin besar konsentrasi glukosa maka semakin kecil yield etanol sedangkan untuk immobilisasi sel yang menggunakan K-Karaginan semakin besar konsentrasi glukosa maka semakin besar pula yield etanol yang dihasilkan.
4.3 Pengaruh Konsentrasi Glukosa dan Konsentrasi Ca-Alginat serta K-karaginan terhadap Produktivitas Etanol
Produktivitas pada proses fermentasi dinyatakan sebagai gram produk/liter/jam. Dari hasil percobaan, pada konsentrasi glukosa dalam molases 10%, 14%, produktivitas etanol yang dihasilkan pada konsentrasi Ca-Alginat 2%, secara berurutan sebagai berikut: sebesar 52,03 g/L.jam; 66,3 g/L.jam, pada konsentrasi glukosa dalam molases 18%, produktivitas etanol yang dihasilkan pada konsentrasi Ca-Alginat 3 % sebesar 80,85 g/L.jam ; pada konsentrasi glukosa dalam molases 10 %, 14 %, 18%, konsentrasi K-karaginan 2% sebesar 21,22 g/L.jam; 38,898 g/L.jam; 68,397 g/L.jam. Produktivitas etanol berbanding lurus dengan konsentrasi etanol karena produktivitas etanol merupakan perkalian antara konsentrasi etanol dengan dilution rate.
Dari gambar 6 terlihat bahwa produktivitas etanol tertinggi dicapai pada konsentrasi glukosa dalam molases 18 %, konsentrasi Ca-Alginat 3% yaitu sebesar 80,85 g/L.jam sedangkan pada konsentrasi K-karaginan 2 % produktivitas etanol tertinggi dicapai pada konsentrasi glukosa dalam molases 18 % yaitu sebesar 68,397 g/L.jam.
0 10 20 30 40 50 60 70 10 14 18
Konsentrasi Glukosa Dalam Molases (%)
K o n s e n tr a s i E ta n o l (g /L ) Ca-Alginat K-Karaginan 2% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 10 14 18
Konsentrasi Glukosa Dalam Molases (%)
Y ie ld E ta n o l (% ) Ca-Alginat K-Karaginan 2 %
TBB04-5
Gambar 6. Produktivitas Etanol rata-rata (g/L.jam) vs Konsentrasi Glukosa dalam
molases (%)
Dari hasil percobaan ditinjau konsentrasi, yield dan produktifitas etanol menggunakan immobilisasi sel dengan
supporting matrice Na-Alginat lebih besar dari
menggunakan immobilisasi sel dengan
supporting matrice -Karaginan, hal ini
mungkin disebabkan karena metode/ treatment pembuatan bead Ca-Alginat maupun K-Karaginan berbeda. Pada pembuatan bead Ca-Alginat tidak memerlukan pemanasan (yang diperlukan suhu kamar/ 30o C), sedangkan pada pembuatan bead K-Karaginan memerlukan pemanasan sampai pada suhu 700C kemudian diturunkan 40 0C. Pada pemanasan suhu ini menyebabkan beberapa bakteri dimungkinkan mati sehingga jumlah bakteri berkurang, hal ini mengakibatkan konsentrasi etanol yang dihasilkan juga berkurang.
5. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan hasil analisa diperoleh bahwa konsentrasi glukosa dan konsentrasi Ca-Alginat serta K-karaginan berpengaruh terhadap konsentrasi etanol, yield etanol, dan produktivitas etanol yang dihasilkan. Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol yang dihasilkan dengan immobilisasi sel menggunakan bead Ca-Alginat lebih besar dari immobilisasi sel menggunakan bead K-Karaginan. Dari hasil percobaan diperoleh hasil tertinggi pada konsentrasi Ca-Alginat 3%; konsentrasi etanol 67,38 g/L (8,54 %) (pada konsentrasi substrat 18%), yield 33,76% (pada konsentrasi substrat 10%), produktivitas etanol 88,51 g/L.jam (pada konsentrasi ubstrat 18%) sedangkan pada konsentrasi K-karaginan 2 % diperoleh konsentrasi etanol 60,18g/L (7,63%) (pada konsentrasi substrat 18%), yield 27,66% (pada konsentrasi substrat 18%), produktivitas etanol 72,22 g/L.jam (pada konsentrasi substrat 18%).
Rencana Penelitian Selanjutnya
Untuk penelitian selanjutnya akan dilakukan proses fermentasi yang lebih lama dengan menvariasikan dilution rate dilanjutkan proses ekstraksi dengan amyl alkohol sebagai solvent supaya konsentrasi etanol yang dihasilkan lebih tinggi.
Ucapan Terima Kasih
Ucapan terima kasih kami tujukan kepada :
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional,
Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Kompetitif Penelitian Sesuai Prioritas Nasional Batch II 2009 Nomor : 342/SP2H/PP/DP2M/VI/2009, TANGGAL 16 Juni 2009 Daftar Simbol κ = Kappa ID = diameter bead, mm D = Dilution rate, /jam F = laju alir, L/jam
M = konsentrasi etanol, g/L V = volume bioreaktor , L
Daftar Pustaka
[1] Grote, W. ,K.J Lee dan P.L Rogers, (1980), “Continuous Ethanol Production By Immobilized Sels of Zymomonas Mobilis”, Biotechnology Letters vol 11, hal 481-486.
[2] Margaritis,A., P.K. Bajpai dan J. Wallace (1981), “High Ethanol Productivities using Small Ca-Alginate Bead of Immobilized Sels of Zymomonas Mobilis”, Biotechnology Letters, vol 3 no 11 hal 613 – 618.
[3] Najafpour, D.Ghasem, (2007),
“Biochemical Engineering and
Biotechnology”, Elsevier Scientific
Publishing Company, Asterdam-Oxford, hal. 100-125
[4] Paturau, J, M., (1982). “By Product of
Cane Sugar Industry”. Elsevier Scientific
Publishing Company, Asterdam-Oxford, hal. 100-102
[5] Stanburry P.F., dan Whitaker A., (1984),
“Principles of Fermentation Technology”,Pergamon Press Ltd., Inggris, hal. 102-106 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10 14 18
Konsentrasi Glukosa Dalam Molases (%)
P ro d u k ti v it a s E ta n o l (g /L .j a m ) Ca-Alginat K-Karaginan 2%
TBB04-6
LAMPIRAN PENELITI
PENELITI W.Grote, dkk
Argyrios
Margaritis, dkk R. Darmawan Hakim dan Eko
Tahun 1980 1981 2009 2009
Bahan Baku Sugar Cane Juice Glukosa Molases Molases
Kadar Gula (%) 14 10 10 14 18 10 14 18
Mikroorganisme Z.mobilis Z.mobilis Z.mobilis Z.mobilis
Proses Fermentasi Fermentasi Fermentasi Fermentasi
Proses Kontinyu Column Reaktor Packed Bed Packed Bed Packed Bed
Immobilisasi
Ca-Alginat
K-Karaginan Ca-Alginat Ca-Alginat K-Karaginan
sel 2% 2% 1.60% 2% 2% 3% 2% 2% 2% Ukuran Bead - 6 x 6 mm 1 2 x 2 mm 2 (mm) Dillution Rate 0.85 0.8 2.4 1.6 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 (jam-1) Kadar Etanol 6.56 8.40 5.39 5.62 5.50 7.00 8.54 4.03 5.13 7.63 maksimal (%) Kadar Etanol 51.76 66.25 42.5 44.38 43.36 55.25 67.38 31.83 40.45 60.18 maksimal (g/L) Produktivitas maksimal 44 53 102 71 52.03 66.3 80.85 38.19 48.54 72.22 (g/L.jam-1)
