y = x R 2 = Absorbansi

Transkripsi

1

2 konsentrasi glukosa (g/l) Kurva Standar Glukosa y = x R 2 = Absorbansi

3 konsentrasi glukosa sisa(g/l) Konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 13,6 g/l dengan bakteri Z.mobilis waktu pengambilan sampel (jam) D=1.2/jam D=.8/jam 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

4 konsentrasi glukosa sisa(g/l) Konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 13,6 g/l dengan bakteri Z.mobilis termutasi waktu pengambilan sampel (jam) D=1.2/jam D=.8/jam 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

5 Analisa Hasil Fermentasi Analisa konsentrasi etanol dilakukan dengan menggunakan Gas kromatografi merk HP 589, dengan kondisi operasi: Initial flow gas pembawa Gas pembawa : 21,5 ml/menit : Helium (sebagai fase gerak/ mobile) Suhu injektor : suhu detektor (TCD) 25 o C Kolom : MS 5A Suhu kolom : o C Rate suhu Waktu awal Injeksi : 1 /menit : 1 menit : 1 mikron

6 SAMPEL TERHITUNG (GR) Kurva Standar Etanol VERIFIKASI ETANOL STANDART y = x R 2 = SAMPEL TERTIMBANG (GR) Dari hasil analisa konsentrasi etanol menggunakan GC, untuk konsentrasi glukosa 13,6 g/l, dilution rate,8 /jam pada pengambilan sampel jam ke-2 diperoleh hasil =,16 gram, kemudian dimasukkan ke persamaan berikut : y = 1,2916 x,16 = (1,2916.x) x =,822

7 Kurva Standar Etanol Berat sampel =,6784 gr. Diperoleh etanol = x 1 % = 1,2114 % (w/w) kemudian dikalikan faktor pengenceran = 1,211 % (w/w) x 2 = 2,422 % (w/w) ρ etanol dapat dilihat di Perry Chemical Handbooks ( Tabel 2-111) konsentrasi etanol = % etanol (w/w) x ρ etanol, =, x,99599 g/ml x 1 L = 24,1299 g /L

8 Konsentrasi Etanol (g/l) vs Konsentrasi Glukosa (g/l) sebagai fungsi waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 13,6 g/l dilution rate 1,2/jam dengan bakteri Z.mobilis konsentrasi gula sisa (g/l) konsentrasi etanol (g/l) waktu pengambilan sampel (jam) glukosa sisa etanol Semakin kecil Konsentrasi Glukosa Sisa Semakin Besar Konsentrasi Etanol

9 Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis Variabel Konsentrasi glukosa sisa rata-rata (g/l) Glukosa 13,6 g/l, dilution rate,8/jam 7,832 Glukosa 148,22 g/l, dilution rate,8/jam 32,221 Glukosa 191,34 g/l, dilution rate,8/jam 58,97 Glukosa 26,22 g/l, dilution rate,8/jam 87,47 Konsentrasi etanol rata-rata (g/l) 31,75 49,34 58,22 39,812

10 Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis termutasi Variabel Konsentrasi glukosa sisa rata-rata (g/l) Glukosa 13,6 g/l, dilution rate,8/jam 2,974 Glukosa 148,22 g/l, dilution rate,8/jam 9,22 Glukosa 191,34 g/l, dilution rate,8/jam 22,55 Glukosa 26,22 g/l, dilution rate,8/jam 81,197 Konsentrasi etanol rata-rata (g/l) 42,99 64, , ,8327

11 Pengaruh konsentrasi glukosa terhadap konsentrasi etanol dengan bakteri Z.mobilis termutasi 7 6 konsentrasi etanol (g/l) ,6 148,22 191,34 26,22 D=1.2/jam D=.8/jam konsentrasi glukosa (g/l) Konsentrasi etanol rata-rata (g/l) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis

12 Pengaruh konsentrasi glukosa terhadap konsentrasi etanol dengan bakteri Z.mobilis termutasi konsentrasi etanol (g/l) ,6 148,22 191,34 26,22 konsentrasi glukosa (g/l) D=1.2/ja m Konsentrasi etanol rata-rata (g/l) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis Dari gambar diatas diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi glukosa maka semakin tinggi kadar etanol yang dihasilkan. Namun pada konsentrasi 26,22g/L konsentrasi etanol yang dihasilkan menurun. Hal ini disebabkan adanya peristiwa substrat inhibisi selama proses fermentasi. (+) semakin besar subtrat semakin besar yang dikonversi menjadi etanol (-) semakin besar subtrat substrat dan produk bersifat inhibisi

13 Pengaruh konsentrasi glukosa terhadap yield etanol dengan bakteri Z.mobilis termutasi yield etanol (%) ,6 148,22 191,34 26,22 konsentrasi glukosa (g/l) D=1.2/jam D=.8/jam Yield etanol rata-rata (g/l) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis

14 Pengaruh konsentrasi glukosa terhadap yield etanol dengan bakteri Z.mobilis termutasi yield etanol (%) ,6 148,22 191,34 26,22 konsentrasi glukosa (g/l) D=1.2/jam D=.8/jam Yield etanol rata-rata (g/l) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis Yield merupakan konsentrasi etanol yang dihasilkan dibandingkan dengan konsentrasi glukosa substrat yang terkonsumsi.

15 Pengaruh konsentrasi glukosa terhadap produktivitas etanol dengan bakteri Z.mobilis termutasi 6 Produktivitas etanol (g/l.jam) D=1.2/jam D=.8/jam 13,6 148,22 191,34 26,22 konsentrasi glukosa (g/l) Produktivitas etanol rata-rata (g/l) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis

16 Pengaruh konsentrasi glukosa terhadap produktivitas etanol dengan bakteri Z.mobilis termutasi 7 Produktivitas etanol (g/l.jam) ,6 148,22 191,34 26,22 konsentrasi glukosa (g/l) D=1.2/jam D=.8/jam Produktivitas etanol rata-rata (g/l) dan dilution rate (/jam) pada konsentrasi glukosa 13,6; 148,22; 191,34; dan 26,22 g/l dengan bakteri Z.mobilis Semakin tinggi konsentrasi glukosa maka akan tinggi pula konsentrasi dan produktivitas etanol yang dihasilkan. Produktivitas etanol merupakan konsentrasi etanol yang dihasilkan tiap satuan waktu.

17 Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi ZM ZM termutasi konsentrasi ETOH (g/l) yield (%) produktivitas ETOH (g/l.jam) Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 13,6g/L Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar dihasilkan dengan menggunakan bakteri Z.mobilis termutasi.

18 Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi ZM ZM termutasi konsentrasi ETOH (g/l) yield (%) produktivitas ETOH (g/l.jam) Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 148,22g/L Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar dihasilkan dengan menggunakan bakteri Z.mobilis termutasi.

19 Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi ZM ZM termutasi konsentrasi ETOH (g/l) yield (%) produktivitas ETOH (g/l.jam) Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 191,34g/L Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar dihasilkan dengan menggunakan bakteri Z.mobilis termutasi.

20 Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi ZM ZM termutasi konsentrasi ETOH (g/l) yield (%) produktivitas ETOH (g/l.jam) Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 26,22g/L Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar dihasilkan dengan menggunakan bakteri Z.mobilis termutasi.

21 Morfologi bakteri dengan perbesaran 4x 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 Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis termutasi Bakteri Zymomonas mobilis memiliki ph optimum 5-7, sedangkan bakteri Zymomonas mobilis termutasi dapat tumbuh hingga ph di bawah 5 dan ph optimum untuk fermentasi bakteri Zymomonas mobilis termutasi yaitu 4,5. Dalam hal ini dapat dilihat bahwa bakteri Zymomonas mobilis termutasi lebih tahan terhadap kondisi asam dibandingkan bakteri Zymomonas mobilis. Sehingga dengan percobaan fermentasi kontinyu yang dilakukan pada kondisi ph 4-5 menunjukkan bahwa kemampuan bakteri Zymomonas mobilis termutasi untuk menghasilkan etanol lebih besar dibandingkan bakteri Zymomonas mobilis (Dr. Surya Rosa Putra 28).

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,8 jam -1 dengan menggunakan bakteri Zymomonas mobilis termutasi : konsentrasi etanol = 79,77 g/l (8,65 %) 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 Z. mobilis sehingga kadar etanol yang dihasilkan semakin meningkat.

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.

25

26 Glukosa, fruktosa, sukrosa Etanol Zymomonas mobilis Mengubah gula lebih banyak Produksi etanol lebih banyak, dan lebih cepat Penggunaan biomassa lebih sedikit Tahan terhadap etanol konsentrasi tinggi (P.Gunasekaran & K. Chandra Raj, 1999)