II. DESKRIPSI PROSES
A. Jenis-Jenis Proses
Asam laktat dapat diproduksi melalui sintesis bahan kimaa ataupun fermentasi
dengan mikroba (Y. Tokiwa dan Calabia, 2007). Produksi asam laktat secara
kimia sintesis menghasilkan produk racemix mixture dengan bentuk isomer
DL-asam laktat, Sedangkan fermentasi membentuk D(-) atau L(+)-DL-asam laktat
tergantung kepada spesies bakteri dan substrat yang digunakan (Y. Tokiwa dan
Gambar 2. 1. Metode pembuatan asam laktat (a) kimia sintesis dan (b) fermentasi menggunakan mikroba. SSF adalah simultaneous saccharification and
fermentation. (Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005)
Berikut ini adalah penguraian proses pembuatan asam laktat.
1. Proses kimia (sintesis)
Sejak tahun 1960-an, asam laktat telah diproduksi melalui proses sintetis
(Ullman, 2007). Produksi asam laktat secara sintesis kimia menghasilkan
produk DL-asam laktat (remaric mixture of lactic acid). Perusahaan yang
menggunakan proses ini adalah Mussashino, Jepang dan Sterling Chemical
Inc, USA. Proses komersial untuk kimia (sintesis) didasarkan pada lactonitrile
sebagai bahan baku mentah. Industri asam laktat secara sintetis melakukan
proses produksi dengan mereaksikan asetaldehida dengan hidrogen sianida
untuk menghasilkan lactonitrile. Reaksi ini terjadi pada fase cair dengan
tekanan yang tinggi. Selanjutnya lactonitrile di recovered dan dimurnikan
dengan proses distillasi. Proses selanjutnya ialah hidrolisis oleh asam sulfat
atau asam klorida hingga diperoleh produk asam laktat dan garam ammonium
(N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004).
Reaksi sebagai berikut :
CH3CHO(l) + HCN(l) CH3CH(OH)CN (l) Asetaldehid Asam Sianida Laktonitril
CH3CH(OH)CN(l) + H2O(l) + ½ H2SO4 (l) CH3CH(OH)COOH(l) + ½ (NH4)2SO4 (s)
Laktonitril Air Asam Sulfat Asam Laktat Garam Ammonium
2. Proses Fermentasi
Asam laktat dapat diproduksi dengan memfermentasikan berbagai macam
karbohidrat seperti sukrosa, glukosa atau laktosa. Gula-gula tersebut terdapat
pada molasses, jagung, kentang dan milk whey (R, Keyes 1957).
Proses pembuatan asam laktat dengan menggunakan metode fermentasi
dengan bakteri melalui reaksi :
C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l)
Sukrosa Air Glukosa Fruktosa
C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l)
Glukosa Kalsium hidroksida Kalsium laktat Air
(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S) Kalsium laktat Asam sulfat Asam laktat Kalsium sulfat (R. Keyes. 1957)
(N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)
Bakteri yang memproduksi hanya asam laktat saja termasuk keluarga
homofermentatif, Sedangkan yang memproduksi asam laktat dan asam
volatile tambahan seperti asam asetat, etanol, asam format, dan karbon dioksida diistilahkan “heterofermentatif”. Young-Jung Wee mengatakan
sangat menguntungkan bila bahan baku mempunyai kriteria :
fermentasi
Murah
Tingkat kontaminasi untuk bakteri rendah
Laju dari fermentasi yang tinggi
Asam laktat yang dihasilkan banyak
Sedikit atau tidak mengandung produk samping
Dapat difermentasi tanpa melakukan perlakuan awal
Dapat beroperasi sepanjang tahun dalam jumlah besar
Tabel 2. 1. Macam-macam bakteri penghasil asam laktat
Sumber : Beuchat (1995)
Homofermenter Heterofermenter
Enterococcus faecium Lactobacillus brevis Enterococcus faecalis Lactobacillus buchneri Lactobacillus acidophilus Lactobacillus cellobiosus
Lactobacillus lactis Lactobacillus confusus Lactobacillus delbrueckii Lactobacillus coprophilus Lactobacillus leichmannii Lactobacillus fermentatum
Tabel 2. 2. Kemampuan bakteri Lactobacillus sp. mengolah bahan mentah
Bahan baku Bakteri γ (asam laktat) Produktivitas g/L g/(jamL) Molasses Lactobacillus delbrueckii NCIMB 8130 90 3,8 Gandum hitam Lactobacillus paracasei No. 8 84,5 2,4 Sweet sorghum Lactobacillus paracasei No. 8 81,5 2,7 Lactobacillus paracasei No. 8 106 3,5 Gandum Lactococcus lactis ssp. lactis ATCC 19435 106 1
Jagung Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 10,1 0,8 Umbi kayu Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 4,8 0,2 Kentang Lactobacillus amylovorus ATCC 33620 4,2 0,1
Beras Lactobacillus sp. RKY2 129 2,9
Barley Lactobacillus casei NRRL B-441 162 3,4 Lactobacillus amylophilus GV6 27,3 0,3 Selulosa Lactobacillus coryniformis ssp. torquens ATCC 25600 24 0,5 Kertas daur ulang Lactobacillus coryniformis ssp. torquens ATCC 25600 23,1 0,5 Kayu Lactobacillus delbrueckii NRRL B-445 108 0,9 Whey Lactobacillus helveticus R211 66 1,4 Lactobacillus casei NRRL B-441 46 4 Sumber : Young-Jung Wee, Jin_Nam Kim 2005
B. Pemilihan Proses
1. Perhitungan ekonomi kasar berdasarkan bahan baku yang diperlukan
Tabel 2. 3. Harga Bahan baku dan Produk
No BM Nama Senyawa $/unit
1 44,052 Asetaldehyde CH3CHO 890/kg
2 27,028 Asam sianida HCN 14/kg
3 36,458 Asam klorida HCl 1,2/kg
4 534,917 Ammonium klorida NH4Cl 6/kg
5 74,09 Kalsium hidroksida Ca(OH)2 1,5/kg
6 180,156 Glukosa C6H12O6 0,07/kg
7 98,07 Asam sulfat H2SO4 6/kg
8 135,97 Kalsium sulfat Ca2SO4 1,1/kg
9 90,078 Asam laktat CH3CH(OH)COOH 50/kg
sumber : http://www.alibaba.com
http://www.merck-chemicals.co.id http://ed.icheme.org/costchem.html
a. Proses pembuatan asam laktat dengan proses sintesis
Reaksi yang terjadi :
CH3CHO(l)+ HCN(l) → CH3CH(OH)CN(l)
1 kg CH3CH(OH)CN (BM = 71,08) = 1,4 x 10-3 mol H3CH(OH)CN
o CH3CHO yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CH3CH(OH)CN :
= mol CH3CH(OH)CN x BM CH3CHO
= 1,4 x 10-3 x 44,052 = 0,6197 kg
o HCN yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CH3CH(OH)CN :
= mol CH3CH(OH)CN x BM HCN
CH3CH(OH)CN(l)+ 2 H2O(l)+HCl(l) → CH3CH(OH)COOH(l) + NH4Cl(l)
1 kg asam laktat(BM = 90,078) = 0,11 x 10-3 mol asam laktat
o HCl yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kgasam laktatsebesar :
= mol asam laktatx BM HCl
= 0,11 x 10-3 x 36,458 = 0,4047 kg
Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat /tahun
Maka :
CH3CHO yang dibutuhkan sebesar :
= x kg thn kg kg / OOH CH3CH(OH)C 000 . 000 . 30 OOH CH3CH(OH)C 1 CH3CHO 0,6197 = 18.591.000 kg CH3CHO /thn
HCN yang dibutuhkan sebesar :
= x kg thn kg kg / OOH CH3CH(OH)C 000 . 000 . 30 OOH CH3CH(OH)C 1 HCN 0,3802 = 11.406.000 kg HCN /thn
HCl yang dibutuhkan sebesar :
= x kg thn kg HCl kg / OOH CH3CH(OH)C 000 . 000 . 30 OOH CH3CH(OH)C 1 0,4047 = 12.141.000 kg HCl/thn
Jumlah harga bahan baku:
= (18.591.000 x $ 890) + (11.406.000 x $ 14) + (12.141.000 x $ 1,2)
Harga produksi/kg asam laktat:
= harga bahan baku/thn : kapasitas pabrik
= $ 1,708 x 1010/ 30.000.000 kg/thn
= $ 569,5 asumsi ($ 1 = Rp.9.000)
= Rp. 5.125.570,-
b. Proses pembuatan asam laktat dengan proses fermentasi
Reaksi yang terjadi :
C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l)
1 kgglukosa (BM = 180,156) = 0,005 kmol glukosa
o C12H22O12yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg glukosa :
= mol glukosa x BM C12H22O12
= 0,005 x 342,3 = 1,9 kg
C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l)
1 kgkalsium laktat (BM = 218,04) = 0,004 kmol kalsium laktat
o Ca(OH)2yang dbutuhkan untuk menghasilkan 1 kgkalsium laktat
sebesar:
= mol kalsium laktat x BM Ca(OH)2
= 0,004 x 74,09 = 0,33 kg
fermentasi
(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S)
1 kgasam laktat (BM = 90,078) = 0,11 kmol asam laktat
o H2SO4 yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg asam laktat sebesar :
= koefisien reaksi x mol asam laktat x BM H2SO4
= (1/2) x 0,11 x 98,0176 = 0,539 kg
Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat /tahun
Maka :
C6H12O6 yang dibutuhkan sebesar :
= x kg thn kg kg / OOH CH3CH(OH)C 000 . 000 . 30 OOH CH3CH(OH)C 1 O H C 1 6 12 6 = 30.000.000 kg C6H12O6/thn
Ca(OH)2 yang dibutuhkan sebesar :
= x kg thn kg kg / OOH CH3CH(OH)C 000 . 000 . 30 OOH CH3CH(OH)C 1 Ca(OH) 0,33 2 = 10.194.001 kg Ca(OH)2/thn
H2SO4 yang dibutuhkan sebesar :
= x kg thn kg kg / OOH CH3CH(OH)C 000 . 000 . 30 OOH CH3CH(OH)C 1 SO H 0,539 2 4 = 16.170.000 kg H2SO4/thn
Jumlah harga bahan baku :
= (30.000.000 x $ 0,07) + (10.194.001 x $ 1,5) + (16.170.000 x $ 6)
= $ 1,18 x 108 /thn
= harga bahan baku/thn : kapasitas pabrik
= $ 1,18 x 108 /thn : 30.000.000 kg/thn
= $ 3,66/kg ($ 1 = Rp. 9.000)
= Rp. 32.976,-/kg
2. Pemilihan proses berdasarkan panas reaksi ΔH(Rx)
Tabel 2. 4. Data Perhitungan
Senyawa ΔHf A B C D E J/mol CH3CHO 102,72 45,056 0,44583 -1,66E-03 2,70E-06 0 HCN 71,4 252,213 -14,144 3,06E-03 -1,18E-03 0 CH3CH(OH)CN 182,47 78,481 0,74002 -1,95E-03 2,14E-02 0 HCl 98,37 73,993 -0,12946 -7,90E-02 2,64E-02 0 NH4Cl -3,14E+05 34,737 1,12E-01 0 0 0
CH3CH(OH)COOH -102,63 -6,21E+05 3,45E+02 2,42E-02 0 0
C12H22O12 -47,131 -2224270 2256,02 0,084816 0 0 Glukosa -1260 172000 407000 -851 -0,0000166 0 Fruktosa -6272,34 -1130000 990 0,02714 0 0 H2SO4 -735,96 26,004 0,703 -0,00139 0,00000103 0 (CH3CHOHCOO)2Ca -29,72 -1020000 675,9 0,0414 0 0 Ca(OH)2 -179,66 9,597 0,005435 0 0 0 CaSO4 -76,7 70207 98,743 -0,9534 0 0 H2O -285,8 -42,783 0,786 -0,00136 0,00000133 -5,098E-10
sumber : PERRY’S Chemical Engineering Handbook Carl L Yaws Chemical Properties Handbook Software Hysys 3.2
a. ΔH(Rx) menggunakan reaksi sintesis
Reaksi 1 dengan konversi 85% pada suhu 303,15 K
CH3CHO + HCN → CH3CH(OH)CN 2,27 2,27 1,929 1,929 1,929 0,3405 0,3405 1,929 ΔH(298) = n (ΔH produk(298) - ΔHreaktan(298)) = 1,929 (182,47 - (102,72 + 71,4)) = 16,11 J/mol ΔA = ((2,27 x 45,056) + (2,27 x 252,213) + (1,929 x 78,481)) = 826,229 ΔB = ((2,27 x 0,44583) + (2,27 x (-1,4144)) + (1,929 x 0,74)) = -0,77 ΔC = ((2,27 x (-1,66x10-3)) + (2,27 x (3,06x10-3)) + (1,929 x (-1,95x10-3)) = -5,845x10-4 ΔD = ((2,27 x (2,7x10-6)) + (2,27 x (-1,183x10-6)) + (1,929 x (2,135x10-6)) = 7,563x10-6 )) ( 4 ( )) ( 3 ( ) ) ( 2 ( ) ( 23 13 24 14 15 , 303 15 , 298 2 1 2 2 1 2 T T D T T C T T B T T A CpdT
)) 15 , 298 15 , 303 ( 3 10 845 , 5 ( )) 15 , 298 15 , 303 ( 2 77 , 0 ( ) 15 , 298 15 , 303 ( 23 , 826 3 3 4 2 2 x mol J x x 4 4 3 6 10 6 , 3 ) 15 , 298 15 , 303 ( 4 10 563 , 7 (
15 , 303 15 , 298 298 ) ( H CpdT H RxReaksi 2 dengan konversi 85% pada suhu 303,15 K
Basis 100 kg CH3CH(OH)CN = 1,4 mol CH3CH(OH)CN
CH3CH(OH)CN + 2 H2O
+ HCl
CH3CH(OH)COOH + NH4Cl 1,4 2,8 1,4 1,19 2,38 1,19 1,19 1,19 0,21 0,42 0,21 1,19 1,19 ΔH(298) = n (ΔH produk(298) - ΔHreaktan(298)) = 1,19 ((-3,15x105 + 182,5) - (182,47 + (2 x 75,55) + 98,37)) = -3,748x105 J/mol ΔA = ((1,4 x 78,481) + (2,8 x -4x10-2) + (1,4 x 73,993) + (1,19 x -6,21x105) + (1,19 x 34,737)) = -7,39x105 ΔB = ((1,4 x 0,74) + (2,8 x -2,11x10-4) + (1,4 x -0,129) + (1,19 x 3,451x102) + (1,19 x 1,12x10-1)) = 411,656 ΔC = ((1,4 x -1,95x10-3) + (2,8 x 5,346x10-7) + (1,4 x -7,898x10-5) + (1,19 x 2,418x10-2) + 0) = 0.9126 ΔD = ((1,4 x (2,1353x10-6) + 0 + (1,4 x 2,64x10-6) + 0 + 0) = 0,016 )) ( 4 ( )) ( 3 ( ) ) ( 2 ( ) ( 23 13 24 14 15 , 303 15 , 298 2 1 2 2 1 2 T T D T T C T T B T T A CpdT
)) 15 , 298 15 , 303 ( 3 0,9126 ( )) 15 , 298 15 , 303 ( 2 656 , 411 ( ) 15 , 298 15 , 303 ( -7,39x10 5 2 2 3 3 mol J x 6 4 4 10 832 , 2 ) 15 , 298 15 , 303 ( 4 0,016 (
15 , 303 15 , 298 298 ) ( H CpdT H Rx= -3,748x105 J/mol + 2,832x106 J/mol = 2,457x106 J/mol ΔHtotal = ΔH(RX)1 + ΔH(RX)2
= 3,62x103 + 2,457x106 J/mol
= 2,46x106 J/mol
b. ΔH(Rx) menggunakan reaksi fermentasi
Reaksi 1 dengan konversi 95% pada suhu 318,15 K
Basis 100 kg C12H22O12 = 0,292 mol C12H22O12 C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l) 0,292 0,277 0,277 0,277 0,277 0,014 0,277 0,277 0,277 298 = n (ΔHf produk - ΔHf reaktan) = 0,277 (ΔHf glukosa + ΔHf fruktosa) – (ΔHf H2O + ΔHf C12H22O12) = 0,277 (-1260 + -6272,34) - (-285,8 + -47,131) = -1994,21 J/mol )) ( 4 ( )) ( 3 ( ) ) ( 2 ( ) ( 14 4 2 3 1 3 2 15 , 318 15 , 298 2 1 2 2 1 2 T T D T T C T T B T T A CpdT
= 245502,29 J/mol fermentasi
5 , 318 15 , 298 298 ) ( H CpdT H Rx = -1994,21 + 245502,29 = 243508,07 J/molReaksi 2 dengan konversi 90% pada suhu 318,15 K
Basis 100 kg C6H12O6 = 0,55 mol C6H12O6 C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l) 0,55 0,49 0,49 0,49 0,49 0,98 0,06 - 0,49 0,98 298 = n (ΔHf produk - ΔHf reaktan) = 0,49 (ΔHfkalsium laktat + ΔHf 2H 2O) – (ΔHf C6H12O6+ ΔHf Ca(OH)2) = 0,49 x (-29,72 + -285,8) - (-1260 + -179,66) = 414,07 J/mol )) ( 4 ( )) ( 3 ( ) ) ( 2 ( ) ( 14 4 2 3 1 3 2 15 , 318 15 , 298 2 1 2 2 1 2 T T D T T C T T B T T A CpdT
= -1,281 x 109 J/mol
5 , 318 15 , 298 298 ) ( H CpdT H Rx = 414,07 kJ + (-1,281 x 109 kJ) = -1,281 x 109 J/molReaksi 3 dengan konversi 99,9% pada suhu 318,15 K
Basis 100 kg (CH
3CHOHCOO)2Ca = 0,4582 mol (CH3CHOHCOO)2Ca
(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S)
0,4582 0,4577
0,4577 0,4577 0,9164 0,4577
0,0004 - 0,9164 0,4577
298 = n (ΔHf produk - ΔHf reaktan)
= 0,4577 (ΔHfasam laktat + ΔHf CaSO4) – (ΔHfH2SO4 + ΔHf
(CH3CH(OH)COO2)Ca) = 0,4577 (-102,631 + -76,7) - (-735,96 + -47,131) = 268,39 J/mol )) ( 4 ( )) ( 3 ( ) ) ( 2 ( ) ( 14 4 2 3 1 3 2 15 , 318 15 , 298 2 1 2 2 1 2 T T D T T C T T B T T A CpdT
= 7486,97 J/mol
15 , 318 15 , 298 298 ) ( H CpdT H Rx = 268,39 kJ + (7486,97 kJ) = 7755,37 J/mol ΔHtotal = ΔH(RX)1 + Δ H(RX)2 + Δ H(RX)3 = 243508,07 + (-1,281 x 109)+ (7755,37) = -1,281 x 109 J/molTabel 2.5. Perbandingan Proses Pembuatan Asam Laktat
Uraian Proses sintesis Proses fermentasi
Bahan Baku Asetaldehida dan HCN Molasses
Temperature operasi 30 oC 45 oC
Tekanan operasi 4 atm 1 atm
Produk DL-asam laktat L-(+) atau D-(-)-asam laktat
Konversi 85% 90%
Δ H(Rx) 2,46x106 J/mol -1,281 x 109J/mol
Biaya bahan baku per kg produk
(Ekonomi kasar) Rp. 5.125.570,-/kg Rp.32.976,-/kg
Perbandingan Proses produksi dilakukan untuk menentukan proses mana yang
lebih efektif dan efisien dalam produksi asam laktat. Proses yang dibandingkan
adalah proses secara sintetis dan proses secara fermentasi. Proses pembuatan
asam laktat yang dipilih ialah metode fermentasi dengan alasan :
1. Ketersediaan bahan baku karbohidrat yang berasal dari molasses yang melimpah di Indonesia.
2. Bahan baku yang terbatas dalam proses kimia sintesis, sedangkan bahan baku menggunakan proses fermentasi adalah bahan baku yang dapat diperbaharui.
3. Bakteri Lactobacillus Delbreuckii dapat menguraikan gula dalam molasse sehingga proses fermentasi tidak memerlukan perlakuan awal hidrolisis. 4. Biaya atau harga produksi cenderung lebih rendah jika dibandingkan
dengan proses kimia (sintesis).
C. Uraian Proses
Proses pembuatan asam laktat dilakukan secara semi continue, dimana proses
batch dilakukan sampai pada tangki penyimpanan, setelah tangki penyimpanan
dilakukan proses continue.
Pembuatan asam laktat dengan cara fermentasi secara garis besar terdiri dari :
Fermentasi
Pengasaman
Pemisahan biomassa, sisa nutrisi, dan kotoran lain
Pemurnian
1. Fermentasi
Bahan baku yang tergolong murah untuk difermentasikan adalah : starchy and
cellulosic material, whey, molasses. Yang tergolong dalam starchy and
cellulosic material antara lain : gandum, jagung, singkong, kentang, beras,
sweet gorghum, rye, barley. Akan tetapi materi ini perlu dihidrolisis terlebih
dahulu untuk mendapatkan gula fermentasi (karbohidrat) sebelum
difermentasikan (Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005).
Bakteri Lactobacillus delbrueckii dipilih karena dapat memproduksi asam
laktat paling tinggi dengan menggunakan substrat yang mengandung senyawa
gula tanpa perlu perlakuan awal (Y. tokiwa dan Calabia 2007). Senyawa gula
tersebut antara lain : sukrosa, glukosa, fruktosa, maltosa (P.D. Robinson
1,7% dari jumlah molasse yang masuk. Malt sprouts adalah nutrisi untuk
bakteri yang ditambahkan sebanyak 3% dari jumlah molasse yang masuk
fermentor (J.M. Paturau, 1989). Kultur diinokulasi dengan Lactobacillus
delbrueckii. Kultur ini mengandung 15% gula, 0,375% malt spouts, 0,25%
NH3PO4, 10% CaCO3, dan air (R.Keyes 1957).
Selama proses fermentasi pH harus dijaga antara 5-6,5 dengan menggunakan
buffering agent Ca(OH)2, CaCO3, NH2OH, NaOH. Selain berfungsi untuk
menjaga pH, penambahan secara berlebih dari buffering agent tersebut akan
menghasilkan garam laktat sebagai bentuk asam laktat. Dengan penambahan
buffering agent maka akan terbentuk garam laktat seperti kalsium laktat,
ammonium laktat, sodium laktat (Ullman 2007). Hal tersebut dilakukan untuk
membentuk asam laktat dengan isomer D(-) atau L(+) yang nantinya akan
diasamkan lalu disaring, karena produk yang dihasilkan dari fermentasi
merupakan asam laktat dengan isomer DL. Adapun reaksinya sebagai berikut
C12H22O12(l) + H2O(l) C6H12O6(l) + C6H12O6 (l)
Sukrosa Air Glukosa Fruktosa
C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S) (CH3CHOHCOO)2Ca(S)+ 2H2O(l)
Glukosa Kalsium hidroksida Kalsium laktat Air (R. Keyes, 1957, 1957)
(N. Narayanan, A. Sarivastava, 2004)
Tidak ada ukuran yang pasti dari fermentor karena ukuran tangki tidak
berpengaruh pada proses fermentasi (National agricultural biosecurity center
fermentasi fermentasi
2004). Fermentasi berlangsung selama 21 jam pada temperatur 45C, tekanan 1 atm dan pada konsentrasi gula umpan 12 % (Ullman, 2007).
2. Pengasaman
Pembentukan garam laktat selama fermentasi harus diubah menjadi asam
laktat. Larutan kalsium laktat setelah proses pemisahan dialirkan menuju
acidifier (R. Keyes, 1957). Penambahan dengan H2SO4 kedalam kalsium
laktat digunakan untuk produksi skala besar. Metode ini membentuk asam
laktat dan CaSO4 (gypsum) yang memiliki kelarutan yang kecil dalam air
(Ullman, 2007). CaSO4 yang terbentuk berfungsi sebagai koagulan yang dapat
mengikat dan mengendapkan cell dan padatan yang terlarut yang nantinya
akan disaring.
(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) 2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S) Kalsium laktat Asam sulfat Asam laktat Kalsium sulfat (N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)
3. Pemisahan biomassa, sisa nutrisi dan kotoran lain
Beberapa teknologi pemisahan bakteri dari hasil fermentasi dapat digunakan
tergantung pada bakteri yang digunakan dalam fermentasi. Bakteri tersebut
dapat dipisahkan dengan cara flokulasi dengan alkali atau ultrafiltrasi
(Ullman, 2007). Setelah proses fermentasi selesai, produk yang terbentuk
didalamnya. Larutan produk dipisahkan dengan filtrasi (Han-Hagerdal),
Pemisahan ini dilakukan dengan filtrasi untuk memisahkan larutan dengan
sisa-sisa kotoran terutama sisa-sisa biomassa (bakteri dan malt sprouts) dan
juga partikel-partikel yang tersuspensi dari molasses (Akerberg dan Zacchi
2000).
Larutan asam laktat dan endapan CaSO4 yang terbentuk di tangki pengasaman
kemudian dialirkan ke dalam filter untuk memisahkan endapan CaSO4 dari
larutan. Selanjutnya larutan asam laktat tersebut dialirkan ke vaporaizer untuk
kemudian dimurnikan, sedangkan endapan CaSO4 dikeluarkan dari bagian
bawah (R. Keyes, 1957).
4. Pemurnian
Larutan asam laktat yang berasal dari tangki pengendapan masih mengandung
asam laktat, air, fruktosa dan sisa glukosa, diumpankan ke dalam vaporaizer
untuk memisahkan asam laktat dan air dengan glukosa dan fruktosa.
Pemilihan suhu operasi vaporaizer berdasarkan temperature dew point
sehingga didapatkan komposisi hasil keluaran asam laktat 80% dan air 20%
karena Pada temperatur ini asam laktat dan sedikit air akan menguap,
sedangkan fruktosa dan glukosa akan tetap cair (titik didih glukosa > 300 C, titik didih fruktosa > 300 C).
