PRODUK BIOETANOL DARI LIMBAH BATANG JAGUNG DENGAN MENGGUNAKAN PROSES HIDROLISA ENZIM DAN FERMENTASI

Transkripsi

1 PRESENTASI TUGAS AKHIR PRODUK BIOETANOL DARI LIMBAH BATANG JAGUNG DENGAN MENGGUNAKAN PROSES HIDROLISA ENZIM DAN FERMENTASI Oleh : Lailatul Muniroh ( ) Fatih Khiqmiawati Lutfi ( ) Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Soeprijanto, MSc NIP

2 Latar Belakang

3 Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah mengetahui cara pembuatan bioetanol dari batang jagung dengan menggunakan proses hidrolisa enzim dan dilanjutkan dengan proses fermentasi Batasan Masalah Dalam percobaan ini, batasan masalah yang akan digunakan adalah mendapatkan bioetanol dari batang jagung dengan cara hidrolisa enzim dan dilanjutkan fermentasi

4 Tujuan Inovasi Produk Penelitian ini bertujuan untuk mengkonversikan batang jagung menjadi bioetanol malalui proses hidrolisa enzimatis dengan menggunakan enzim selulosa dan selubiase dan dilanjutkan dengan fermentasi Saccharomyces cerevisiae; pengaruh perlakuan waktu reffluks pada proses pretreatment. Manfaat Inovasi Produk Manfaat dari penelitian ini adalah diperolehnya informasi tentang pembuatan bioetanol dari batang jagung dengan hidrolisa enzim dengan menggunakan enzim -selulosa dan -cellubiase kemudian dilanjutkan fermentasi; meningkatkan nilai tambah dari batang jagung menjadi bioetanol agar nantinya dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan bakar alternatif

5 Dasar Teori Batang Jagung Biomassa batang jagung merupakan sampah yang sejauh ini masih belum banyak dimanfaatkan menjadi produk yang memiliki nilai tambah (added value). Batang jagung yang termasuk biomassa mengandung lignoselulosa sangat dimungkinkan untuk dimanfaatkan menjadi bioetanol karena memiliki kandungan selulosa yang cukup banyak. Komponen Jumlah (%) Selulosa % Sifat kimia batang jagung Hemiselulosa % Lignin % Abu 6% Kadar air 9 11 %

6 Enzim Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel hidup Enzim selulase merupakan sistem enzim yang terdiri atas endo-1,4- -glukanase, ekso-1,4- -glukanase, dan -D-glukanase memotong ikatan rantai dalam selulosa menghasilkan molekul selulosa yang lebih pendek, ekso-1,4- -glukanase memotong ujung rantai selulosa menghasilkan molekul selobiosa, sedangkan -D-glukanase memotong molekul selobiosa menjadi dua molekul glukosa

7 Hidrolisa Hidrolisa adalah proses peruraian suatu senyawa oleh air. Proses tersebut dapat terjadi dalam suasana asam, basa, atau netral tergantung pada senyawa yang bereaksi serta enzim yang digunakan. Hidrolisa selulosa merupakan suatu proses yang dilakukan untuk menghasilkan glukosa.

8 Fermentasi Fermentasi adalah salah satu proses kimia tertua yang dikenal manusia. Fermentasi ini digunakan untuk membuat produk makanan, minuman, obat-obatan, dan kimia. Fermentasi melibatkan reaksi kimia berurutan oleh yeast atau bakteri yang dalam paercobaan ini digunakan bakteri saccharomiccess cerevisiae. Secara teori gula akan dirubah menjadi 51,1% alkohol dan 48,9% karbon dioksida, tetapi karena proses perubahan ini merupakan fermentasi, banyak sekali faktor yang berpengaruh, yaitu: Jumlah hasil samping (by-product) Jumlah gula yang digunakan untuk mikroorganisme lain Jumlah gula yang digunakan untuk pertumbuhan ragi Adanya ethanol yang menguap Pengadukan

9 Bioetanol Adalah senyawa hidrokarbon berupa gugus hidroxyl (-OH) dengan 2 atom karbon (C) Bioetanol dapat dibuat dari tiga jenis bahan baku yaitu : 1. Sakarin (Saccharine) 2. Saripati (Starch) 3. Selulosa (Celulose)

10 Metodologi Percobaan Variabel Percobaan * Waktu pre-treatment 45 menit, 60 menit dan 120 menit Analisa yang dilakukan * Analisa kadar air * Analisa lignin, selulosa, hemiselulosa * Analisa kadar abu * Analisa kadar gula tereduksi * Analisa kadar etanol

11 Uraian Proses Pembuatan Bioetanol Tahap Grinding Tahap Pre-Treatment Tahap Hidrolisa Enzim Tahap Fermentasi Tahap Distilasi

12 Metodologi Pembuatan Produk Batang Jagung H 2 SO 4 2% Grinding Analisa Kadar Air; Analisa Kadar Abu; Analisa Selulosa; Analisa Hemiselulosa; Analisa Lignin Pretreatment T = C t = 45, 60, 120 menit Natrium Citrate 0,005 M Enzim -selulase 5% Enzim -cellubiase 5% Analisa Gula Tereduksi Pengovenan T = C T = 24 jam Saccharomycess Cerevisiae 0,2%; KH 2 PO 4 0,5% Urea 0,5% Hidrolisa Enzim T = 50 0 C t = 72 jam Analisa Gula Tereduksi Fermentasi Analisa Gula Tereduksi; Analisa Kadar Alkohol Distilasi Analisa Kadar Alkohol Bioetanol

13 Diagram Blok Proses Grinding Batang Jagung Kering Grinding Serbuk Batang Jagung Analisa Kadar Air; Analisa Kadar Abu; Analisa Selulosa; Analisa Hemiselulosa; Analisa Lignin

14 Diagram Blok Proses Pre-Treatment H 2 SO 2 2% Serbuk Batang Jagung Reffluk T = 100 C t = 45, 60, 120 menit Slurry Batang Jagung Padatan Cairan Analisa Gula Tereduksi

15 Diagram Blok Proses Pre-Treatment (Pengovenan) NaOH 2N Slurry Batang Jagung (Padatan) Pengovenan T = 100 C t = 24 jam Serbuk Batang Jagung Air

16 Diagram Blok Proses Hidrolisa Enzim Natrium Citrate 0,05M Enzim Selulase 5% Enzim Cellubiase 5% Serbuk Batang Jagung Proses Hidrolisa T = 50 C t = 72 jam Glukosa HCl 2N Analisa Gula Tereduksi

17 Diagram Blok Proses Fermetasi Saccharomycess Cerevisiae 0,2% Glukosa (Pretreatment) dan Glukosa (Hidrolisa) Fermentasi T = 30 C t = 72 jam Etanol + air Analisa Gula Tereduksi; Analisa Kadar Alkohol Nutrient KH 2 PO 4 = 0,5% Urea = 0,5%

18 Diagram Blok Distilasi Etanol + air Distilasi C Etanol Air Analisa Kadar Alkohol

19 konsentrasi gula tereduksi (mg/l) Hasil Inovasi dan Pembahasan Hasil Analisa Gula Tereduksi Pretreatment Hidrolisa Fermentasi waktu (menit)

20 konsentrasi alkohol (%) Konsentrasi Alkohol setelah Proses Fermentasi 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, waktu (menit)

21 konsentrasi alkohol (%) Konsentrasi Alkohol setelah Proses Distilasi waktu (menit)

22 KESIMPULAN dan SARAN Kesimpulan Kadar air batang jagung sebesar 10%. Semakin lama waktu pretreatment, maka konsentrasi gula reduksi akan semakin tinggi dan konsentrasi etanol yang dihasilkan akan semakin besar. Variabel waktu yang optimal diperoleh selama 120 menit. Hasil fermentasi tertinggi diperoleh dari variabel pretreatment dengan konsentrasi waktu 120 menit dengan gula tereduksi 12,4 g/l dan kadar etanol sebesar 4,312%. Konsentrasi etanol yang diperoleh dari hasil distilasi berkisar antara %.

23 Saran Untuk mendapatkan konsentrasi gula tereduksi yang tinggi pada proses pretreatment diperlukan konsentrasi asam sulfat (H 2 SO 4 ) yang optimal.

24

25

26