Latar Belakang Bioethanol Production from Cassava with Vinasse Recycle for Fermentation

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bioetanol merupakan hasil proses fermentasi glukosa dari bahan yang mengandung komponen pati atau selulosa karena merupakan polimer dari glukosa. Ubi kayu merupakan salah satu komoditas pertanian yang mempunyai kandungan pati yang tinggi dan serat selulosa dan hemiselulosa dalam umbinya yang potensial digunakan sebagai bahan baku produksi etanol. Tingkat konversi pati ubi kayu menjadi bioetanol menurut Nurdyastuti 2005 adalah sebesar 16,66, yang berarti 1 ton ubi kayu akan menghasilkan 166,7 l etanol. Pembuatan bioetanol dengan bahan baku pati dan serat membutuhkan proses hidrolisis untuk memecah komponen polisakarida menjadi glukosa yang kemudian akan dikonversi oleh Saccharomyces cerevisiae menjadi etanol melalui proses fermentasi. Pati dan serat dapat dihidrolisis dengan katalis asam, katalis enzim, serta kombinasi enzim dan asam. Ubi kayu pada umumnya baru memanfaatkan komponen pati sedangkan komponen selulosa dan hemiselulosa belum dimanfaatkan secara maksimal karena proses hidrolisis menggunakan enzim hanya menggunakan enzim amilolitik yang hanya mampu menghidrolisis pati. Penggunaan katalis asam dalam proses hidrolisis antara lain dapat menghidrolisis komponen pati, selulosa dan hemiselulosa secara bersamaan. Beberapa penelitian mengenai hidrolisis pati menggunakan asam telah dilakukan antara lain oleh Musyarofah 2007 yang menggunakan HNO 3 untuk menghidrolisis empulur sagu, serta Putri dan Sukandar 2008 yang menggunakan HNO 3 , H 2 SO 4 dan HCl untuk menghidrolisis pati ganyong. Hidrolisis menggunakan katalisator asam akan memotong secara acak ikatan pada komponen pati dan serat. Hasil hidrolisis amilosa komponen pati larut air akan menghasilkan glukosa dan maltosa, sedangkan amilopektin komponen pati tidak larut air akan menghasilkan dekstrin, maltosa, isomaltosa dan glukosa. Hidrolisis sempurna dari selulosa akan menghasilkan glukosa, sedangkan hidrolisis sebagian akan menghasilkan komponen selobiosa dan selo- oligosakarida. Hemiselulosa yang terdiri dari banyak jenis monomer dapat terhidrolisis menjadi xilosa, arabinosa, galaktosa, glukosa dan glukorunat. Khamir akan mengkonversi gula-gula sederhana yang ada menjadi etanol dalam kondisi anaerob. Adanya mekanisme penghambatan proses fermentasi oleh produk etanol yang dihasilkan akan mengakibatkan penurunan kinerja dari khamir dalam mengkonversi gula menjadi etanol. Oleh karena itu, etanol yang ada dalam media harus dikeluarkan dahulu dengan proses destilasi, kemudian gula yang ada pada vinasse dimanfaatkan kembali sebagai media fermentasi dengan melakukan daur ulang. Pemanfaatan vinasse menjadi penting karena volumenya yang besar, sehingga jika dibuang ke lingkungan akan menimbulkan pencemaran air. Pemanfaatan vinasse untuk didaur ulang sebagai bahan baku pembuatan etanol mulai dikembangkan karena selain dapat meningkatkan jumlah etanol yang didapatkan, proses daur ulang tidak memerlukan instalasi pengolahan baru karena dapat menggunakan instalasi produksi yang ada. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi fermentasi etanol secara berkesinambungan dengan cara mendaur ulang vinasse yang keluar, sehingga gula yang tersisa pada fermentasi dapat dimanfaatkan pada proses fermentasi berikutnya. Kandungan gula pada vinasse masih cukup banyak dan berpotensi untuk dimanfaatkan kembali menjadi substrat untuk pembuatan etanol. Proses daur ulang juga dapat berfungsi untuk memanfaatkan kandungan air dalam vinasse sebagai pengencer hidrolisat yang baru sehingga selain dapat memanfaatkan sisa gula juga dapat mengurangi pemakaian air selama proses produksi sehingga akan mengurangi biaya produksi.

1.2 Tujuan Penelitian