Produksi Etanol Bioethanol Production from Cassava with Vinasse Recycle for Fermentation
etanol dapat dilakukan dengan menambahan enzim selulase yang dihasilkan dari jenis mikrob Phanerochate chrysosporium dan Trichoderma reesei.
Secara biokimia, proses pembentukan etanol didahului dengan proses glikolisis yaitu proses perubahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul
piruvat. Proses glikolisis secara garis besar dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu. 1. Proses pemakaian energi. Di dalam tahap persiapan ini, glukosa mengalami
proses fosforilasi dan pemecahan menjadi dua molekul triosa yaitu gliseraldehid-3-fosfat. Proses ini mengkonsumsi 2 ATP.
2. Proses pembentukan energi. Dua molekul gliseraldehid-3-fosfat akan dikonversi menjadi piruvat yang disertai dengan pembentukan 4 ATP.
Respirasi terhenti dalam keadaan tanpa oksigen karena proses pengangkutan elektron yang dirangkaikan dengan fosforilasi bersifat oksidasi
melalui rantai pernafasan yang menggunakan molekul oksigen sebagai penerima elektron terakhir tidak berjalan. Akibatnya jalan metabolisme lingkar asam
trikarboksilat daur Krebs akan terhenti pula sehingga piruvat tidak lagi masuk ke dalam daur Krebs melainkan dialihkan pemakaiannya yaitu diubah menjadi etanol
Wirahadikusumah 1985. Khamir memproduksi etanol dan CO
2
melalui dua reaksi yang berturutan.
1. Proses dekarboksilasi piruvat menjadi asetaldehid dan CO
2
dengan katalis piruvat dekarboksilase enzim ini tidak ada di binatang. Proses
dekarboksilasi merupakan reaksi yang tidak reversibel, membutuhkan ion Mg
2+
dan koenzim tiamin pirofosfat. Reaksi berlangsung melalui beberapa senyawa antara yang terikat secara kovalen pada koenzim.
2. Reduksi asetaldehid menjadi etanol oleh NADH dengan dikatalisis oleh alkohol dehidrogenase, dengan demikian pembentukan NAD
+
akan
digunakan di dalam proses reaksi GADPH glikolisis Voet et al. 2006.
Proses konversi glukosa menjadi etanol secara skematik disajikan pada Gambar 3.
Glukosa
2 Gliseraldehid-3-fosfat
2 piruvat
2 asetaldehid
2 etanol 2 ATP
4 ATP
NADH NAD
+
NAD
+
NADH Piruvat dekarboksilase
Alkohol dehidrogenase CO
2
Gambar 3 Proses konversi glukosa menjadi etanol Voet et al. 2006.
Meskipun teknik produksi etanol merupakan teknik yang sudah lama diketahui, namun etanol untuk bahan bakar kendaraan memerlukan etanol dengan
karakteristik tertentu yang memerlukan teknologi yang relatif baru di Indonesia antara lain mengenai neraca energi dan efisiensi produksi, sehingga penelitian
lebih lanjut mengenai teknologi proses produksi etanol masih perlu dilakukan. Menurut Paturau 1981, fermentasi etanol membutuhkan waktu 30-72
jam. Prescott dan Dunn 1981 menyatakan bahwa waktu fermentasi etanol yang dibutuhkan adalah 3 hingga 7 hari. Frazier dan Westhoff 1978 menambahkan
suhu optimum fermentasi adalah 25-30
o
C dengan kadar gula 10-18. Sifat fisika etanol yang penting secara lengkap disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Sifat fisika dari etanol
Parameter Komposisi
Titik didih normal, °C Suhu kritis, °C
Berat jenis, d
4 20
, gml Panas pembakaran at 25°C, Jg
Suhu pembakaran otomatis, °C Batas nyala di udara
Batas terendah, vol Batas tertinggi, vol
78,32 243,1
0,7893 29.676,69
793,0 4,3
19,0
Sumber: Najafpour dan Lim 2002
Proses fermentasi etanol dengan sistem ―batch‖ anaerobik yang dilakukan oleh Najafpour dan Lim 2002 menghasilkan biomassa maksimum dan etanol
yield masing-masing sebesar 0,297 gg dan 0,446 gg. Desain proses fermentasi secara batch disajikan pada Gambar 4.
Aquades Filter Kapas
Stirer Media
CO
2
dan gas lain
Tempat Pengambilan Sampel
Gambar 4 Desain sistem fermentasi etanol secara anaerobik Najafpour Lim 2002.