y = x R 2 = Absorbansi

(1)

(2)

Kurva

Kurva Standar

Standar Glukosa

Glukosa

y = 4.9571x R2 = 0.9966 0 0.5 1 1.5 2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Absorbansi kons ent ra si gl ukos a ( g/ L )

(3)

Konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 103,6 g/L dengan bakteri Z.mobilis

Saat awal percobaan konsentrasi glukosa sisa terlihat fluktuasi kemudian cenderung stabil, Zymomonas mobilis dalam bead immobilisasi sel K-Karaginan masih dalam kondisi penyesuaian dengan substrat yang dimasukkan

0 20 40 60 80 100 120 2 4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 waktu pengambilan sampel (jam)

kon se nt ra si gl uko sa s is a( g/ L ) D=1.2/jam D=0.8/jam

(4)

Konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 103,6 g/L dengan bakteri Z.mobilis termutasi

Saat awal percobaan konsentrasi glukosa sisa

terlihat fluktuasi

kemudian cenderung stabil,

Zymomonas mobilis

dalam bead

immobilisasi sel K-Karaginan masih dalam kondisi penyesuaian

dengan substrat yang dimasukkan

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2 4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 waktu pengambilan sampel (jam)

kon se nt ra si gl uko sa s is a( g/ L ) D=1.2/jam D=0.8/jam

(5)

Analisa

Analisa konsentrasi

konsentrasi etanol

etanol dilakukan

dilakukan dengan

dengan menggunakan

menggunakan Gas

Gas

kromatografi

kromatografi merk HP 5890

merk HP 5890,

, dengan

dengan kondisi operasi:

kondisi operasi:



 Initial flowInitial flow gas pembawagas pembawa : 21,5 ml/menit : 21,5 ml/menit 

 Gas pembawaGas pembawa : Helium (sebagai fase gerak/ : Helium (sebagai fase gerak/ mobilemobile)) 

 Suhu injektor Suhu injektor : suhu detektor (TCD) 250: suhu detektor (TCD) 250oo C C 

 Kolom Kolom : MS 5A: MS 5A 

 Suhu kolom Suhu kolom : 125 : 125 --250250ooC C 

 Rate suhuRate suhu : 10 /menit: 10 /menit 

 Waktu awal Waktu awal : 1 menit: 1 menit 

 InjeksiInjeksi : 1 mikron: 1 mikron

(6)

Kurva

Kurva Standar

Standar Etanol

Etanol

VERIFIKASI ETANOL STANDART

y = 1.2916x R2 = 0.9961 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 SAMPEL TERTIMBANG (GR) S A M P E L T E R H IT U N G ( G R )

Dari hasil analisa konsentrasi etanol menggunakan GC, untuk konsentrasi glukosa 103,6 g/L, dilution rate 0,8 /jam pada pengambilan sampel jam ke-20 diperoleh hasil = 0,0106 gram, kemudian dimasukkan ke persamaan berikut :

y = 1,2916 x 0,0106 = (1,2916.x) x = 0,00822

(7)

Berat

Berat sampel

sampel =

= 00,,6784

6784 gr

gr..

Diperoleh

Diperoleh etanol

etanol =

= xx 100

100 %

% =

= 11,,2114

2114 %

% (w/w)

(w/w)

kemudian

kemudian dikalikan

dikalikan faktor

faktor pengenceran

pengenceran =

= 11,,211

211 %

% (w/w)

(w/w) xx 22

=

= 22,,422

422 %

% (w/w)

(w/w)

ρρ etanoletanol dapatdapat dilihatdilihat didi PerryPerry ChemicalChemical HandbooksHandbooks (( TabelTabel 22--111111))

konsentrasi

konsentrasi etanol

etanol =

= %

% etanol

etanol (w/w)

(w/w) xx ρρ etanol

etanol ,,

=

= 00,,02422

02422 xx 00,,99599

99599 g/ml

g/ml xx 1000

1000 L

L

=

= 24

24,,1299

1299 gg /L

/L

Kurva

(8)

Konsentrasi Etanol (g/L) vs Konsentrasi Glukosa (g/L) sebagai fungsi waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 103,6 g/L

dilution rate 1,2/jam dengan bakteri Z.mobilis

Semakin kecil Konsentrasi Glukosa Sisa  Semakin Besar Konsentrasi Etanol

0 10 20 30 40 50 60 20 21 22 23 24

waktu pengambilan sampel (jam)

k on se n tr as i gu la s is a ( g/ L ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 k on se n tr as i e tan ol ( g/ L )

(9)

Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi

glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

dengan bakteri

Z.mobilis

Variabel Konsentrasi glukosa

sisa rata-rata (g/L)

Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) Glukosa 103,6 g/L,

dilution rate 0,8/jam 7,832 31,750

Glukosa 148,22 g/L,

Glukosa 191,34 g/L,

Glukosa 206,22 g/L,

(10)

Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi

glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

dengan bakteri

Z.mobilis

termutasi

Variabel Konsentrasi glukosa

sisa rata-rata (g/L)

Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) Glukosa 103,6 g/L,

Glukosa 148,22 g/L,

Glukosa 191,34 g/L,

Glukosa 206,22 g/L,

(11)

0 10 20 30 40 50 60 70 103,60 148,22 191,34 206,22 konse ntra si etanol (g /L ) konsentrasi glukosa (g/L) D=1.2/jam D=0.8/jam

Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

dengan bakteri Z.mobilis

Pengaruh k

Pengaruh konsentrasi

onsentrasi glukosa terhadap

glukosa terhadap konsentrasi

konsentrasi

eetanol

tanol dengan

dengan bakteri

bakteri

Z.mobilis

termutasi

(12)

(+) semakin besar subtrat semakin besar yang dikonversi menjadi etanol (-) semakin besar subtrat substrat dan produk bersifat inhibisi

Dari gambar diatas diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi glukosa maka semakin tinggi kadar etanol yang dihasilkan. Namun pada konsentrasi 206,22g/L konsentrasi etanol yang dihasilkan menurun. Hal ini disebabkan adanya peristiwa substrat inhibisi selama proses fermentasi.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 103,60 148,22 191,34 206,22 konse ntra si etanol (g /L ) konsentrasi glukosa (g/L) D=1.2/ja m

Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

Pengaruh k

Pengaruh konsentrasi

onsentrasi glukosa terhadap

glukosa terhadap konsentrasi

konsentrasi

eetanol

tanol dengan

dengan bakteri

bakteri

Z.mobilis

termutasi

(13)

Yield etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)

pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L dengan bakteri Z.mobilis

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 103,60 148,22 191,34 206,22 yield etanol ( % ) konsentrasi glukosa (g/L) D=1.2/jam D=0.8/jam

Pengaruh k

Pengaruh konsentrasi

onsentrasi glukosa terhadap

glukosa terhadap yield

yield

et

(14)

Yield merupakan konsentrasi etanol yang dihasilkan dibandingkan dengan konsentrasi glukosa substrat yang terkonsumsi.

Yield etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)

pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L dengan bakteri Z.mobilis

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 103,60 148,22 191,34 206,22 yield etanol ( % ) konsentrasi glukosa (g/L) D=1.2/jam D=0.8/jam

Pengaruh k

Pengaruh konsentrasi

onsentrasi glukosa terhadap

glukosa terhadap yield

yield

eetanol

tanol dengan bakteri

dengan bakteri

Z.mobilis

termutasi

(15)

Produktivitas etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

0 10 20 30 40 50 60 103,60 148,22 191,34 206,22 P roduk ti vit as etanol (g /L .jam) konsentrasi glukosa (g/L) D=1.2/jam D=0.8/jam

Pengaruh k

Pengaruh konsentrasi

onsentrasi glukosa terhadap

glukosa terhadap produktivitas

produktivitas

eetanol

tanol dengan

dengan bakteri

bakteri

Z.mobilis

termutasi

(16)

Semakin tinggi konsentrasi glukosa maka akan tinggi pula konsentrasi dan produktivitas etanol yang dihasilkan. Produktivitas etanol merupakan konsentrasi etanol yang dihasilkan tiap satuan waktu.

Produktivitas etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

0 10 20 30 40 50 60 70 103,60 148,22 191,34 206,22 P roduk ti vit as etanol (g /L .jam) konsentrasi glukosa (g/L) D=1.2/jam D=0.8/jam

Pengaruh k

Pengaruh konsentrasi

onsentrasi glukosa terhadap

glukosa terhadap produktivitas

produktivitas

eetanol

tanol dengan

dengan bakteri

bakteri

Z.mobilis

termutasi

(17)

Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar dihasilkan dengan menggunakan bakteriZ.mobilis termutasi.

Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan

Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 103,6g/L

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ZM ZM termutasi

konsentrasi ETOH (g/L) yield (%) produktivitas ETOH (g/L.jam)

Perbandingan hasil fermentasi antara

(18)

0 10 20 30 40 50 60 70 ZM ZM termutasi

Perbandingan hasil fermentasi antara

(19)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 ZM ZM termutasi

Perbandingan hasil fermentasi antara

(20)

Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar

dihasilkan dengan menggunakan bakteri

Z.mobilis

termutasi.

Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 206,22g/L 0 10 20 30 40 50 60 ZM ZM termutasi

Perbandingan hasil fermentasi antara

(21)

A B A) Bakteri Zymomonas mobilis galur liar B) Bakteri Zymomonas mobilis A3 (termutasi)

Bentuk Zymomonas mobilis awal yang berbentuk basil dan bercemeti dengan gerakan yang cepat sedikit berubah menjadi sedikit lebih besar dengan gerakan yang lebih sedikit. Bentuknya yang lebih besar membuat cemeti yang tidak berubah sulit menggerakkan mutan.

(22)

B

akteri

akteri Zymomonas

Zymomonas mobilis

mobilis memiliki

memiliki pH

pH optimum

optimum

55--77,, sedangkan

sedangkan bakteri

bakteri Zymomonas

Zymomonas mobilis

mobilis termutasi

termutasi dapat

dapat tumbuh

tumbuh

hingga

hingga pH

pH di

di bawah

bawah 55 dan

dan pH

pH optimum

optimum untuk

untuk fermentasi

fermentasi

bakteri

bakteri Zymomonas

Zymomonas mobilis

mobilis termutasi

termutasi yaitu

yaitu 44,,55.. Dalam

Dalam hal

hal ini

ini

dapat

dapat dilihat

dilihat bahwa

bahwa bakteri

bakteri Zymomonas

Zymomonas mobilis

mobilis termutasi

termutasi lebih

lebih

tahan

tahan terhadap

terhadap kondisi

kondisi asam

asam dibandingkan

dibandingkan bakteri

bakteri Zymomonas

Zymomonas

mobilis

mobilis.. Sehingga

Sehingga dengan

dengan percobaan

percobaan fermentasi

fermentasi kontinyu

kontinyu yang

yang

dilakukan

dilakukan pada

pada kondisi

kondisi pH

pH 44--55 menunjukkan

menunjukkan bahwa

bahwa

kemampuan

kemampuan bakteri

bakteri Zymomonas

Zymomonas mobilis

mobilis termutasi

termutasi untuk

untuk

menghasilkan

menghasilkan etanol

etanol lebih

lebih besar

besar dibandingkan

dibandingkan bakteri

bakteri

Zymomonas

Zymomonas mobilis

mobilis (Dr

(Dr.. Surya

Surya Rosa

Rosa Putra

Putra 2008

2008))..

Perbandingan

hasil fermentasi antara

bakteri

Z.mobilis

dan

Z.mobilis

termutasi

(23)

Kesimpulan

Konsentrasi glukosa, bakteri, dan dilution rate berpengaruh terhadap konsentrasi, yield dan produktivitas etanol yang dihasilkan. Hasil maksimal proses fermentasi kontinyu dicapai pada dilution rate 0,8 jam-1 _{dengan menggunakan bakteri} _{Zymomonas mobilis} _{termutasi :}

•konsentrasi etanol = 79,77 g/L (8,065 %) pada kondisi konsentrasi glukosa 191,34 g/L.

•yield etanol = 47,16 % pada kondisi konsentrasi glukosa 191,34 g/L.

•produktivitas etanol = 59,82 g/L.jam pada kondisi konsentrasi glukosa 191,34 g/L.

Seiring dengan lamanya periode pengambilan sampel hasil fermentasi

konsentrasi glukosa residu mempunyai kecenderungan semakin menurun. Hal ini menunjukkan bahwa semakin banyak glukosa yang dikonsumsi oleh bakteri

(24)

Saran

Melakukan pretreatment molases yang sesuai untuk mereduksi kadar kalsium dan kadar garam-garaman dalam molases.

Kondisi steady pada proses fermentasi belum dicapai sehingga perlu menambah periode pengambilan sampel dengan rentang waktu fermentasi minimal 384

jam, sesuai yang dilakukan Margaritis dkk, (1981).

Dalam penelitian selanjutnya disarankan untuk memvariasikan dilution rate

pada fermentasi kontinyu untuk mengetahui kondisi kritis yang dapat dicapai oleh bakteri Zymomonas mobilis dan bakteri Zymomonas mobilis termutasi.

Melakukan ekstraksi terhadap hasil fermentasi supaya mendapatkan kadar etanol yang lebih tinggi.