Produksi Aseton-Butanol-Etanol dari Beberapa Substrat Hasil Hidrolisis Enzimatik
Agus Ratmono. F 27.1216. Produksi Aseton-Butanol-Etanol dari Beberapa Substrat
Hasil Hidrolisis Enzimatik. Dibawah Bimbingan E. Gumbira-Sa'id.
RINGKASAN
Bahan-bahan berpati, limbah lignoselulosa dan limbah industri ekstraksi pati
merupakan bahan baku potensial berbagai industri yang memanfaatkan bioteknologi
(bioindustri). Proses hidrolisis enzimatik terhadap bahan-bahan tersebut menghasilkan
gula yang dapat dimanfatkan sebagai substrat fermentasi Aseton-Butanol-Etanol (ABE)
dengan menggunakan Clostridium acetobutylicum P262 dan BCC 796. Bahan baku yang
murah dan cukup tersedia akan meningkatkan kelayakan industri fermentasi.
Hidrolisis enzimatik Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) menghasilkan kadar
gula 7 gll dengan tingkat konversi 14 persen, onggok tapioka menghasilkan kadar gula
36.4 gll dengan tingkat konversi 52 persen, serat halus batang sawit menghasilkan kadar
gula 20 gll dengan tingkat konversi 40 persen, pati sagu menghasilkan kadar gula 340
g/l dengan ingkat konversi 85 persen dan pati batang kelapa sawit menghasilkan kadar
gula 81.79 gli dengan tingkat konversi 82 persen.
Hidrolisat pati umumnya sangat baik digunakan sebagai substrat. Fermentasi
ABE menggunakan C. acetobutylicum P262 dari hidrolisat pati sawit memberikan hasil
terbaik dengan total pelarut tertinggi 18.8 gll dengan kadar gula awal 92.75 gll. Hasil
(yield) yang diperoleh adalah 0.229 g p e l a ~ t / gsubstrat. Laju pertumbuhan biomassa
spesifik maksimum (I*,,,,,) adalah 0.21 1 jam-1, laju pembentukan asam butirat spesifik
adalah 0.110 g/g sel.jam, laju pen-Centukan asam asetat spesifik
~naksimum(G,),,
0.177 glg sel.jam, laju penggunaan substrat spesifik maksimum (q,
maksimum (q,,,),,,
,,,J adalah 1.232 gig sel.jarn, laju pernbentukan pe'larut ~pesifikuntuk aseton (q,&J
adalah 0.069 glg sel.jarn, butanol (qs *,) 0.169 glg sel.j:lm dan etanol (q,
), ,
0.045
glg sel.jam.
Fermentasi ABE menggunakan C.acetobutylicum 1- 262 dari hidrolisat serat halus
batang sawit menghasilkan total pelarut 11.2 g/l dengal; kadar gula awal 51.56 gll.
Hasil (yield) yang diperoleh adalah 0.260 g pelamtlg : ubstrat. Laju pertumbuhan
% ~ r n x s ~ a ~ & ~ m ~ ~ ~ J ~ d jam-',
a l a 1,hju 0pembentukan
. 0 4 0 asam butirat
spesifik m s~mum(Q,),,, adalah 0.088 gig sel.jam, liiju pembentukan asam asetat
spesifik m s mum (Q, ),,,
0.031 glg sel.jam, laju 1;-nggunaan 'substrat spesifik
adalah 0.974 glg sel.jam, laju pembe, ,tukan pelarut spesifik untuk
maksimum (q,),,,
t-\,,
E
I
aseton),,q,(,
adalah 0.110 g/g sel.jam, butanol (q,3.,,)
0.149 g/g sel.jam dan etanol
(qEmdr)0.017 g/g sel.jam.
Fermentasi ABE menggunakan C. acetobutylicunz P262 dari hidrolisat TKKS
menghasilkan total pelarut 9.14 gll dengan kadar gula awal 45 g/l. Hasil, (yield) yang
dfberolLli adalah 0.215 g pelarutlg substrat, laju pertumbulian biomassa spesifik maksimum ),p,(,
adalah 0.101 jam.', laju penggunaan substrat spesifik maksimurn ),q
(,,
adalah 2.667 g/g sel.jam, laju pembentukan pelarut spesifik untuk aseton (q,)
adalah
0.070 g/g sel.jam dan etanol (q, ),
0.055 g/g
0.01 1 glg sel.jam, butanol (q,),,,
sel.jam.
Ferrnentasi ABE menggunakan C. acetoButylicut~zP262 dari hidrolisat onggok
menghasilkan total pelarut 10.02 gll dengan kadar gula awal 68.1 1 g/l. Hasil (yield)
yang diperolell adalali 0.210 g pelarutlg substrat. Laju pertumbuhari biomassa spesifik
maksimum (p,,,&,) adalali 0.096 jam", laju pernbentukan asam butirat spesifik tnaksimum
q
(,
adalali 0.137 g/g sel.jarn, laju pernbentukan asam asetat spesifik maksimum
(qAAnldS)0.054 g/g sel.jarn. laju periggunaan substrat spesifik lnaksirnum (q,,,,,,) adalah
0.975 glg sel.jam. Laju pembentukan pelarut spesifik untuk aseton (q),
adalah 0.038
0.046 glg sel.jam dan etanol (q, ,,,) 0.04 1 g/g sel.jam.
glg sel.jam, butanol (q, ),
Fermentasi ABE menggunaka~lC. acetobutylicunz BCC 796 dari hidrolisat pati
sagu menghasilkan total pelarut 10.38 g/l dengan kadar gula awal 60 gll. Kecepatan
pengadukan 150 rpm. Hasil (yield) yang diperoleh adalah 0.196 g pelarutlg substrat.
adalali 0.245 jam-', laju pembenLaju pertumbuhan biomassa spesifik maksimum (p),
tukan asarn butirat spesifik maksirnum (q,,,,,,,) adalah 0.667 g/g sel.jam, laju pemben0.189 glg sel.jam, laju pengglinaan
tukan asam asetat spesifik rnaksimum (q,, ),,
substrat spesifik maksirnum (q),,
adalah 1.415 g/g sel.jam, Iaju pernbentukan pdlarut
adalah 0.031 glg sel.jam, butanol, (q,! ,)
0.163 g/g
spesifik untuk aseton (q, ),.
sel.jam dan etanol (q,,),,,
0.026 glg sel.jam.
PRODUKSI ASETON-BUTANOL-ETANOL DARI BEBERAPA
SUBSTRAT HASIL HIDROLISIS ENZIMATIK
Oleh
AGUS RATMONO
F 27.1216
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mempercileh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANI AN
pada Jumsan TEKNOLOGI INDUSTRI PETANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
I-k
I
'
1994
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PRODUKSI ASETON-BUTANOL-ETANOL DART BEBERAPA
SUBSTRAT HASIL HIDROLISIS ENZIMATIK
.
\-._
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mernperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
AGUS RATMONO
F 27.1216
Dilahirkan pada tanggal 8 Desernber 1971
di TUBAN
Dosen Pernbimbing
KATA PENGANTAR
Penulis mengucap syukur Alhamdulillah karena telah berhasil menyelesaikan
I
"
pekulisan .skripsi yang merupakan laporan hasil penelitian, sebagai salah
bath
syarat
untuk menyelesaikan studi. Penulis mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang
tulus kepada :
1. Ibu, Bapak dan Adik yang selalu mengiringi tiap langkah penulis dengan doa dan
restu,
2. Dr. Ir. E. Gumbira-Sa'id, MADev., selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan bantuan dan dorongan selama penulis menyelesaikan studi,
3. Ir. Pramono D. Fewidarto, MS. dan Ir. Titi Ca~idraSunarti, MS. yang telah
mernberikan saran-saran perbbaikan,
4. Lalu Sukamo, BSc. selaku Kepala Laboratorium Hnra 11 BALI'ITAN yang telah
membantu analisis produk ABE,
5. Bapak Edi Sumantri selaku laboran Laboratorium Eioindustri Jurusan Teknologi
Industri Pertanian,
6. Rekan-rakan Suprasono, Agus Punvanto, Rochmat Puijiono, Dona D. Siregai dan
Indah Wijayanti yang telah membantu keiancaran tekriis peneliiian.
Hasil Hidrolisis Enzimatik. Dibawah Bimbingan E. Gumbira-Sa'id.
RINGKASAN
Bahan-bahan berpati, limbah lignoselulosa dan limbah industri ekstraksi pati
merupakan bahan baku potensial berbagai industri yang memanfaatkan bioteknologi
(bioindustri). Proses hidrolisis enzimatik terhadap bahan-bahan tersebut menghasilkan
gula yang dapat dimanfatkan sebagai substrat fermentasi Aseton-Butanol-Etanol (ABE)
dengan menggunakan Clostridium acetobutylicum P262 dan BCC 796. Bahan baku yang
murah dan cukup tersedia akan meningkatkan kelayakan industri fermentasi.
Hidrolisis enzimatik Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) menghasilkan kadar
gula 7 gll dengan tingkat konversi 14 persen, onggok tapioka menghasilkan kadar gula
36.4 gll dengan tingkat konversi 52 persen, serat halus batang sawit menghasilkan kadar
gula 20 gll dengan tingkat konversi 40 persen, pati sagu menghasilkan kadar gula 340
g/l dengan ingkat konversi 85 persen dan pati batang kelapa sawit menghasilkan kadar
gula 81.79 gli dengan tingkat konversi 82 persen.
Hidrolisat pati umumnya sangat baik digunakan sebagai substrat. Fermentasi
ABE menggunakan C. acetobutylicum P262 dari hidrolisat pati sawit memberikan hasil
terbaik dengan total pelarut tertinggi 18.8 gll dengan kadar gula awal 92.75 gll. Hasil
(yield) yang diperoleh adalah 0.229 g p e l a ~ t / gsubstrat. Laju pertumbuhan biomassa
spesifik maksimum (I*,,,,,) adalah 0.21 1 jam-1, laju pembentukan asam butirat spesifik
adalah 0.110 g/g sel.jam, laju pen-Centukan asam asetat spesifik
~naksimum(G,),,
0.177 glg sel.jam, laju penggunaan substrat spesifik maksimum (q,
maksimum (q,,,),,,
,,,J adalah 1.232 gig sel.jarn, laju pernbentukan pe'larut ~pesifikuntuk aseton (q,&J
adalah 0.069 glg sel.jarn, butanol (qs *,) 0.169 glg sel.j:lm dan etanol (q,
), ,
0.045
glg sel.jam.
Fermentasi ABE menggunakan C.acetobutylicum 1- 262 dari hidrolisat serat halus
batang sawit menghasilkan total pelarut 11.2 g/l dengal; kadar gula awal 51.56 gll.
Hasil (yield) yang diperoleh adalah 0.260 g pelamtlg : ubstrat. Laju pertumbuhan
% ~ r n x s ~ a ~ & ~ m ~ ~ ~ J ~ d jam-',
a l a 1,hju 0pembentukan
. 0 4 0 asam butirat
spesifik m s~mum(Q,),,, adalah 0.088 gig sel.jam, liiju pembentukan asam asetat
spesifik m s mum (Q, ),,,
0.031 glg sel.jam, laju 1;-nggunaan 'substrat spesifik
adalah 0.974 glg sel.jam, laju pembe, ,tukan pelarut spesifik untuk
maksimum (q,),,,
t-\,,
E
I
aseton),,q,(,
adalah 0.110 g/g sel.jam, butanol (q,3.,,)
0.149 g/g sel.jam dan etanol
(qEmdr)0.017 g/g sel.jam.
Fermentasi ABE menggunakan C. acetobutylicunz P262 dari hidrolisat TKKS
menghasilkan total pelarut 9.14 gll dengan kadar gula awal 45 g/l. Hasil, (yield) yang
dfberolLli adalah 0.215 g pelarutlg substrat, laju pertumbulian biomassa spesifik maksimum ),p,(,
adalah 0.101 jam.', laju penggunaan substrat spesifik maksimurn ),q
(,,
adalah 2.667 g/g sel.jam, laju pembentukan pelarut spesifik untuk aseton (q,)
adalah
0.070 g/g sel.jam dan etanol (q, ),
0.055 g/g
0.01 1 glg sel.jam, butanol (q,),,,
sel.jam.
Ferrnentasi ABE menggunakan C. acetoButylicut~zP262 dari hidrolisat onggok
menghasilkan total pelarut 10.02 gll dengan kadar gula awal 68.1 1 g/l. Hasil (yield)
yang diperolell adalali 0.210 g pelarutlg substrat. Laju pertumbuhari biomassa spesifik
maksimum (p,,,&,) adalali 0.096 jam", laju pernbentukan asam butirat spesifik tnaksimum
q
(,
adalali 0.137 g/g sel.jarn, laju pernbentukan asam asetat spesifik maksimum
(qAAnldS)0.054 g/g sel.jarn. laju periggunaan substrat spesifik lnaksirnum (q,,,,,,) adalah
0.975 glg sel.jam. Laju pembentukan pelarut spesifik untuk aseton (q),
adalah 0.038
0.046 glg sel.jam dan etanol (q, ,,,) 0.04 1 g/g sel.jam.
glg sel.jam, butanol (q, ),
Fermentasi ABE menggunaka~lC. acetobutylicunz BCC 796 dari hidrolisat pati
sagu menghasilkan total pelarut 10.38 g/l dengan kadar gula awal 60 gll. Kecepatan
pengadukan 150 rpm. Hasil (yield) yang diperoleh adalah 0.196 g pelarutlg substrat.
adalali 0.245 jam-', laju pembenLaju pertumbuhan biomassa spesifik maksimum (p),
tukan asarn butirat spesifik maksirnum (q,,,,,,,) adalah 0.667 g/g sel.jam, laju pemben0.189 glg sel.jam, laju pengglinaan
tukan asam asetat spesifik rnaksimum (q,, ),,
substrat spesifik maksirnum (q),,
adalah 1.415 g/g sel.jam, Iaju pernbentukan pdlarut
adalah 0.031 glg sel.jam, butanol, (q,! ,)
0.163 g/g
spesifik untuk aseton (q, ),.
sel.jam dan etanol (q,,),,,
0.026 glg sel.jam.
PRODUKSI ASETON-BUTANOL-ETANOL DARI BEBERAPA
SUBSTRAT HASIL HIDROLISIS ENZIMATIK
Oleh
AGUS RATMONO
F 27.1216
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mempercileh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANI AN
pada Jumsan TEKNOLOGI INDUSTRI PETANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
I-k
I
'
1994
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PRODUKSI ASETON-BUTANOL-ETANOL DART BEBERAPA
SUBSTRAT HASIL HIDROLISIS ENZIMATIK
.
\-._
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mernperoleh Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
AGUS RATMONO
F 27.1216
Dilahirkan pada tanggal 8 Desernber 1971
di TUBAN
Dosen Pernbimbing
KATA PENGANTAR
Penulis mengucap syukur Alhamdulillah karena telah berhasil menyelesaikan
I
"
pekulisan .skripsi yang merupakan laporan hasil penelitian, sebagai salah
bath
syarat
untuk menyelesaikan studi. Penulis mengucapkan terima kasih serta penghargaan yang
tulus kepada :
1. Ibu, Bapak dan Adik yang selalu mengiringi tiap langkah penulis dengan doa dan
restu,
2. Dr. Ir. E. Gumbira-Sa'id, MADev., selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan bantuan dan dorongan selama penulis menyelesaikan studi,
3. Ir. Pramono D. Fewidarto, MS. dan Ir. Titi Ca~idraSunarti, MS. yang telah
mernberikan saran-saran perbbaikan,
4. Lalu Sukamo, BSc. selaku Kepala Laboratorium Hnra 11 BALI'ITAN yang telah
membantu analisis produk ABE,
5. Bapak Edi Sumantri selaku laboran Laboratorium Eioindustri Jurusan Teknologi
Industri Pertanian,
6. Rekan-rakan Suprasono, Agus Punvanto, Rochmat Puijiono, Dona D. Siregai dan
Indah Wijayanti yang telah membantu keiancaran tekriis peneliiian.