terbentuknya inhibitor selama hidrolisis, 2 detoksifikasi hidrolisat sebelum fermentasi, 3 mengembangkan spesies mikroorganisme yang mampu melawan
inhibitor dan 4 mengubah senyawa beracun menjadi produk yang tidak mengganggu proses fermentasi.
Perlakuan metode detoksifikasi biologis melibatkan penggunaan enzim spesifik atau mikroorganisme yang bekerja pada senyawa toksik yang ada pada
hidrolisat dan mengubah senyawa toksik tersebut. Detoksifikasi biologis dapat mengggunakan enzim Laccase yang dihasilkan dari beberapa mikroorganisme
seperti : Candida shehatae, Coriolopsis rigida, Trametes villosa. dan jamur lignolitik Trametes versicolor Jonsson et al. 1998. Metode detoksifikasi secara
kimia dapat dilakukan dengan senyawa CaOH
2
Purwadi 2006 dan ion exchange
Van Zyl et al. 1998. Perlakukan metode detoksifikasi fisik dalam proses detoksifikasi dilakukan dengan cara arang aktif, evaporasi dan ekstraksi
Converti et al. 1999. Evaporasi dilakukan pada hidrolisat untuk mengurangi atau menghilangkan sebagian besar fraksi folatil, sehingga produksi etanol meningkat.
Diantara metode-metode fisik yang di gunakan pada hidrolisat, detoksifikasi arang aktif sangat baik karena merupakan bahan berbiaya rendah dengan kapasitas
menyerap senyawa yang tinggi Mussato dan Roberto 2003.
2.3.1 Detoksifikasi dengan Overliming
Detoksifikasi overliming merupakan proses yang diadaptasi dari proses liming
pada pabrik gula. Detoksifikasi overliming dilakukan dengan penambahan kapur tohor CaOH
2
ke dalam hidrolisat untuk meningkatkan pH larutan hingga 9-11 diikuti dengan penetralan kembali menggunakan H
2
SO
4
. Besarnya konsentrasi kapur tohor CaOH
2
yang ditambahkan akan menyebabkan penurunan konsentrasi gula-gula, HMF dan furfural yang semakin besar Purwadi
2006. Reaksi yang terbentuk dalam proses detoksifikasi overliming adalah
pembentukan garam-garam dari reaksi asam basa antara H
2
SO
4
hasil hidrolisis dengan CaOH
2
yang ditambakan. Selain itu, sebagian ion Ca
2+
beraksi dengan gula-gula, HMF dan furfural menjadi senyawa-senyawa baru dan ikatan yang
terbentuk dari hasil reaksi tersebut merupakan ikatan yang irreversible Purwadi 2006. Reaksi-reaksi yang terbentuk pada proses overliming sebagai berikut :
1. H
2
SO
4
+ CaOH
2
CaSO
4
+ 2H
2
O 2. C
6
H
12
O
6
+ Ca
2+
[C
6
H
12
O
6
Ca]
+
3. C
6
H
6
O
3
+ Ca
2+
[C
6
H
6
O
3
Ca]
+
4. C
5
H
4
O
2
+ Ca
2+
[C
5
H
4
O
2
Ca]
+
4.3.2 Detoksifikasi dengan Arang Aktif
Detoksifikasi arang aktif merupakan pemanfaatan sifat adsorpsi pada arang aktif. Adsorpsi penjerapan adalah suatu proses pemisahan dimana komponen
dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menjerap adsorben. Adsorben adalah padatan atau cairan yang mengadsorpsi sedang
adsorbat adalah padatan, cairan atau gas yang diadsorpsi. Jadi proses adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan padatan, gas dengan padatan, gas dengan
cairan dan cairan dengan padatan Ketaren 1986. Sedangkan menurut Setyaningsih 1995, adsorpsi adalah proses terjadinya perpindahan massa
adsorbat dari fasa gerak fluida pembawa adsorbat ke permukaan adsorben. Adsorpsi terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara molekul adsorbat
dengan tempat-tempat aktif di permukaan adsorben. Kirk dan Othmer 1964, mengemukakan bahwa faktor-faktor yang
mempengaruhi adsorpsi pada arang aktif adalah : 1. Sifat fisika adsorben seperti luas permukaan, dan ukuran pori-pori
2. Konsentrasi adsorban dalam fase cair larutan 3. Sifat fase cair meliputi pH dan suhu
4. Lamanya proses adsorpsi berlangsung Menurut Azah dan Rudyanto 1984, daya jerap arang aktif dapat terjadi
karena 1 adanya pori-pori mikro yang sangat banyak yang dapat menimbulkan gejala kapiler yang menyebabkan timbulnya daya jerap, 2 permukaan yang luas
dari arang aktif, 3 pada kondisi bervariasi hanya sebagian permukaan yang mempunyai daya jerap, hal ini karena permukaan arang aktif yang bersifat
heterogen, penjerapannya hanya terjadi pada permukaan yang aktif saja. Menurut Setyaningsih 1995, mekanisme adsorpsi arang aktif dapat
diterangkan sebagai berikut : molekul adsorbat berdifusi melalui suatu lapisan batas ke permukaan luar adsorben disebut difusi eksternal, sebagian ada yang
teradsorpsi di permukaan luar, sebagian besar berdifusi lanjut di dalam pori-pori
adsorben disebut difusi internal. Proses adsorpsi pada arang aktif terjadi melalui tiga tahap dasar, yaitu : zat terjerap pada bagian luar, zat bergerak menuju pori-
pori arang aktif dan zat terjerap ke dinding bagian dalam dari arang aktif. Walstra 2003
mendefinisikan adsorpsi sebagai proses difusi suatu komponen pada suatu permukaan atau antar partikel. Komponen yang terserap disebut adsorbat dan
bahan yang dapat menyerap disebut adsorben. Adsorben dapat berupa padatan atau cairan.
Menurut beberapa peneliti, konsentrasi arang aktif yang digunakan sangat mempengaruhi penurunan konsentrasi inhibitor dan gula sederhana di dalam
hidrolisat Parajo et al. 1995; Silva et al. 1998. Parajo et al. 1996 mengamati bahwa konsentrasi arang aktif hingga 400 gg dapat mengurangi konsentrasi
inhibitor hingga 75. Silva et al. 1998 arang aktif dengan konsentrasi 1 dapat mengurangi senyawa inhibitor 1-30. Menurut Chandel et al. 2006,
detoksifikasi dengan konsentrasi arang aktif 5 dapat menghilangkan furan 38,7 , total fenolik 57 dan asam asetat 46,8. Metode detoksifikasi dengan
arang aktif terbukti merupakan metode yang terbaik, karena memberikan produksi etanol yang baik sebesar 4,03 bv dan biayanya relatif lebih rendah Mussatto
dan Roberto 2003. 2.4 Arang Aktif
Arang aktif adalah arang yang diproses lebih lanjut sehingga pori-porinya terbuka dan luas permukaannya bertambah besar dari 2 m
2
g menjadi 300-3000 m
2
g, dengan kadar karbon dan keaktifan yang bervariasi, tergantung pada suhu aktivasi dan lamanya waktu aktivasi yang diberikan Kirk dan Othmer 1964.
Arang aktif adalah padatan amorf yang mempunyai luas permukaan dan jumlah pori yang sangat banyak. Arang aktif berbentuk kristal mikro dan karbon
non grafit yang pori-porinya telah mengalami proses pengembangan kemampuan untuk menyerap gas dan uap dari campuran gas dan zat-zat yang tidak terlarut
atau terdispersi dalam cairan melalui aktivasi Roy 1985. Secara fisik arang aktif berbentuk padatan, berwarna hitam, tidak berbau, tidak berasa, higrokopis, tidak
larut dalam air, basa, asam, dan pelarut organik serta tidak rusak karena perubahan pH, suhu atau komposisi limbah Hassler 1974 .
Menurut Hartoyo dan Pari 1993, sifat fisik arang aktif dibagi menjadi dua macam :
1. Sifatnya keras dan bobot jenis tinggi, sesuai untuk bahan adsorpsi gas 2. Sifatnya lunak dan bobot jenis rendah, sesuai untuk bahan adsorpsi cairan.
Beukens et al. 1997 membagi besarnya ukuran pori kedalam tiga kategori :
1. Makropori = ukuran pori 250 Å
2. Mesopori = ukuran pori 50
– 250 Å 3. Mikropori
= ukuran pori 50 Å dan terbagi atas tiga bagian : a. Maksi mikropori
= 25 - 50 Å b. Mesi mikropori
= 15 - 25 Å c. Mini mikropori
= 15 Å Pengaruh dari ukuran pori terhadap bahan yang dijerap dapat dilihat pada
Gambar 3 dan 4.
Gambar 3. Ukuran pori arang aktif Anonim 2010
c
Gambar 4. Pengaruh ukuran pori terhadap bahan yang dijerap Anonim 2010
d
2.5 Bioetanol
