Cellulosic Ethanol Aura Purify Fida Zahra Hanifa Indra Chandra P Sartika Indah Rizka Dwi Nur Hapsari

Transkripsi

1 Cellulosic Ethanol Aura Purify Fida Zahra Hanifa Indra Chandra P Sartika Indah Rizka Dwi Nur Hapsari

2 LATAR BELAKANG

3

4

5

6 What is Bioethanol?? Bentuk energi alternatif Dihasilkan dari fermentasi gula yang terdapat pada tumbuhan seperti tebu, kentang, atau jagung

7 Penggunaan selulosa lebih unggul dibandingkan dengan gula dan pati

8

9 Kekurangan Selulosa / Lignoselulosa

10 Enzim pendegradasi selulosa dan hemiselulosa LIGNOSELULOSA merupakan materi yang terdiri atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Lignin biasanya menyelubungi selulosa dan hemiselulosa Sebelum proses pembuatan bioethanol dilakukan, perlu dilakukan pre treatment yaitu memisahkan hemiselulosa dan selulosa dengan lignin (delignifikasi) yang biasanya dilakukan dengan hidrolisis menggunakan asam ( Demirbas, 2005) Selain dengan asam, dapat juga menggunakan alkali dan proses biologis, dengan menggunakan jamur yang di alam biasa hidup di kayu yang busuk atau campuran dari berbagai organism untuk mendapatkan hasil yang optimal (Mousdale, 2008).

11 HEMISELULOSA DAN SELULOSA merupakan heteropolymer yang tersusun atas berbagai macam gula, yaitu heksosa dan pentose. Enzim yang termasuk golongan selulase : endoglukanase, exoglukanase, dan cellobiose. Enzim yang termasuk ke dalam hemiselulase : enzim yang mendegradasi β-1-4-xylan dan rantai samping lainnya. (Kareemulla, Tyagi, Rawat, Rao, and Choudary, 2008)

12 Berikut ini merupakan contoh enzim golongan selulase : 1. Endoglucanases (1,4-â-d-glucan-4- glucanohydrolases) yang menyerang titik tertentu yang bisa diakses dan memotong rantai linear selulosa. 2. Cellodextrinases (1,4-â-d-glucan glucanohydrolases) yang menyerang rantai ujung polimer selulosa sehingga menghasilkan glukosa. 3. Cellobiohydrolases (1,4-â-d-glucan cellobiohydrolases) yang menyerang rantai ujung polimer selulosa, menghasilkan disakarida cellobiosa. 4. â-glucosidases yang menghidrolisis cellodextrin terlarut dan cellobiosa menjadi glukosa.

13 Berikut ini merupakan contoh enzim golongan hemiselulase : 1. Endo-β-1,4-xylanase 2. Exo-β-1,4-xylosidase 3. Endoarabinose 4. α-l-arabinofuranosidase 5. Endo-β-1,4-mannase 6. Exo-β-1,4-mannosidase

14 Contoh mikroba yang digunakan dalam fermentasi gula adalah s. cerevisiae dan Pachysolen tannophilus Neurospora crassa diketahui mampu untuk memproduksi etanol langsung dari selulosa atau hemiselulosa karena memiliki selulase dan hemiselulase serta memiliki kemampuan untuk memfermentasi gula menjadi etanol ( Anish and Rao, 2009).

15 Proses Industri Cellulosic Ethanol Tahap pertama Pre treatment yaitu pemisahan lignin dengan hemiselulosa. Hal ini dilakukan untuk memudahkan hidrolisis lignoselulosa karena lignin sangat kuat melindungi selulosa. Tahap kedua Proses hidrolisis selulosa dan hemiselulosa menjadi gula sederhana Proses ini dapat dilakukan secara fisik/kimia dan secara enzimatik Proses hidrolisis menggunakan enzim berfungsi untuk menghasilkan monosakarida sehingga bisa difermentasi menjadi etanol. Hidrolisis enzimatik selulosa dan hemiselulosa dilakukan dengan menggunakan enzim selulase dan hemiselulase yang diproduksi oleh bakteri serta fungi. Setelah proses degradasi selulosa dan hemiselulosa selesai, dihasilkan gula sederhana yang kemudian difermentasi menjadi etanol dengan menggunakan bantuan mikroba.

16

17 ETANOL SELULOSA Diperoleh dari serat selulosa yang merupakan komponen utama dinding sel tumbuhan Menurut International Energy Agency, etanol selulosa akan menjadi sumber energi alternatif yang besar bagi dunia

18 Pengembangan Cellulostic Ethanol

19 Rekayasa Metabolisme Pengembangan engineering microbes Synthetic genomics (Craig Venter) Biokonversi ethanol dari selulosa dalam satu reaktor integatif.

20 Engineering microbes S.cereviceae wild type yang biasa digunakan untuk fermentasi ethanol tidak dapat me-metabolisme xylosa. Maka dilakukan insert genetic pathways tak hanya dari mikroba lain, tapi juga dari tanaman dan hewan. Misalnya Introduksi xylose-metabolizing gene, seperti NADPHdependent xylose reductase dari Pichia stipitis Dapat juga dilakukan rekayasa genetik dengan menyispkan gen mikroorganisme yang telah memiliki kemampuan fermentasi hexosa maupun pentosa.

21 Synthetic Genomics Produksi organisme sintetik yang dapat merombak selulosa seperti bakteri, memfermentasi gula seperti ragi, dan memiliki toleransi konsentrasi ethanol yang tinggi.

22 Biokonversi ethanol dari selulosa dalam satu reaktor integatif Degradasi materi selulosa dengan co-fermentasi menggunakan dua strain ragi yang berbeda dalam satu reaktor. Strain pertama memiliki kemampuan untuk mendegradasi selulosa. Strain kedua memiliki kemampuan untuk mendegradasi xylan. Setelah seluruhnya terkonversi menjadi gula, dapat langsung terfermentasi menjadi ethanol langsung dalam reaktor itu juga. Maka, seluruh proses biokonversi ethanol dapat dilakukan dalam satu tahap

23 DAFTAR PUSTAKA Koesnandar, Is Helianti, dan Niknik Nurhayati Recent Development in The Bioconservation of Lignoselluloses into Ethanol. Jakarta: BPPT Review. DEM Đ RBAŞ, AYHAN BIOETHANOL FROM CELLULOSIC MATERIALS : A RENEWABLE MOTOR FUEL FROM BIOMASS. ENERGY SOURCES, 27: TURKEY. TAYLOR AND FRANCIS INC. Black, Jaquelyn G Microbiology 7th edition. John wiley And Sons. Coombs, J., D.O.Hall., I.J. Higgins. Energy And Biotechnology. Oxford: Blackwell Scientific Publications. Edited by : I.J.Higgins, D.J.Best, and J. Jones ( Biotechnology Principles and applications). Anish, Ramakhrisnan, Mala Rao Bioethanol from Lignocellulosic Biomass : Part III Hydrolysis and Fermentation. Edited by : Ashok Pandey ( Handbook of Plant-Based Biofuels). USA : CRC Press. Kareemulla, D., Sudha Tyagi, Jaya Rawat, P.V.C. Rao, N.V. Choudary Challengs and Opportunities for Producing Bioethanol from Lignocellulosic Biomass. India : SAE International. Mousdale, David M Biofuels Biotechnologu, Chemistry, and Sustainable Development. USA : CRC Press.