5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia dan Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini di
laksanakan dengan 4 tahapan, yaitu :
1. Penyediaan selulosa ampas tebu
• Bahan baku adalah ampas tebu yang diperoleh dari pedagang es tebu disekitar Universitas Sumatera Utara
• Proses pendahuluan dilakukan dengan pengeringan dan penggilingan hingga diperoleh tepung ampas tebu
• Uji kuantitatif selulosa dan lignin dengan menggunakan metode Chesson 2. Penyediaan glukosa dari hidrolisis selulosa ampas tebu.
• Bahan baku adalah selulosa yang terdapat dalam ampas tebu. • Proses perubahan selulosa menjadi glukosa dilakukan dengan hidrolisis termal.
• Kadar glukosa dianalisa dengan menggunakan spektofotometer uv-visible.
3. Fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa ampas tebu untuk menghasilkan bioetanol
• Substrat yang digunakan pada fermentasi adalah glukosa hasil hidrolisis selulosa dari ampas tebu.
• Mikroba yang digunakan berasal dari ragi roti dan ragi tape. 4. Pemurnian bioetanol hasil fermentasi.
• Bioetanol dipisahkan dari sisa glukosa dengan menggunakan alat destilasi vakum • Kadar bioetanol hasil pemisahan dihitung menggunakan interpolasi hubungan
konversi berat jenis dan kadar etanol [32]. Kemudian dilakukan perhitungan specific gravity
, derajat API, dan nilai kalor.
Adapun variabel-variabel dalam penelitian adalah : 1.
Proses persiapan selulosa ampas tebu sebagai bahan baku dengan hidrolisis termal sebagai variabel tetap.
- Berat ampas tebu
: 4 -
Suhu : 150
o
C -
Waktu hidrolisa : 1 jam
2. Proses fermentasi sebagai variabel berubah.
- Waktu fermentasi
: 2 sampai 10 hari
6 -
pH : 4; 4,5; 5
- Temperatur
: 30
o
C -
Kecepatan pengaduk : 150 rpm selama 1 jam
- Ragi
: Ragi roti dan ragi tape
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 BIOETANOL C
2
H
5
OH
Bioetanol C
2
H
5
OH merupakan senyawa etanol yang didapatkan dari rekayasa
biomassa tanaman yang mengandung komponen gula, pati, maupun selulosa melalui proses biologis enzimatik dan fermentasi [17]. Tumbuhan yang potensial untuk menghasilkan
bioetanol antara lain tanaman yang memiliki kadar karbohidrat tinggi, seperti tebu, nira, aren, sorgum, ubi kayu, jambu mete limbah jambu mete, garut, batang pisang, ubi jalar, jagung,
bonggol jagung, jerami, dan bagas ampas tebu [33]. Pemanfaatan tanaman ekonomis seperti jagung, gandum, dan tebu memiliki banyak
masalah karena persaingannya sebagai sumber bahan makanan untuk manusia, yang mempengaruhi kelangsungan proses [4]. Oleh karena itu, penelitian yang lebih mendalam
dan perkembangan dalam beberapa dekade terakhir lignoselulosa akan lebih banyak dijadikan bahan baku penting dalam pembuatan etanol di masa depan [44]. Gambar 2.1
menunjukkan bahan lignoselulosa tersusun atas 3 polimer utama: selulosa yang disusun oleh unit-unit glukosa, hemiselulosa disusun beberapa gula xilosa dan arabinosa, dan lignin yang
tersusun unit fenilpropan yang terhubung dengan ikatan yang kuat [7].
Gambar 2.1 Biomassa Lignoselulosa [27] Selulosa adalah polimer glukosa rantai lurus yang berhubungan dengan rantai
β 1
→4-glikosidik, membentuk selubiosa berulang dalam rantai. Fraksi selulosa dapat diubah menjadi glukosa dengan hidrolisis enzimatik, menggunakan selulase, atau cara kimia,
menggunakan asam seperti asam sulfat, yang selanjutnya dapat difermentasikan menjadi etanol. Hemiselulosa adalah heterosakarida yang tersusun atas heksosa D-glukosa, D-
8 galaktosa, dan D-mannosa, pentosa D-xilosa dan D-arabinosa, asam asetat, asam D-
glucuronic, dan unit asam and 4-O-methyl-D-glucuronic. Hemiselulosa umumnya diklasifikasikan sesuai gula yang hadir dalam rantai utama polimer: xylan, glucomannan, dan
galactan. Hemiselulosa pada hakekatnya berbeda dari selulosa kelarutan yang membuatnya mudah untuk dihidrolisis daripada selulosa. Fraksi hemiselulosa dapat dihilangkan dari
lignoselulosa dengan beberapa pretreatment, seperti hidrolisis asam dan hidrotermal, dan pembebasan gula yang sebagian besar xilosa, yang selanjutnya dapat difermentasikan
menjadi etanol [10]. Biomassa lignoselulosa sangat sulit untuk dibiotransformasi, baik dengan mikroba
maupun enzim. Hal ini yang membatasi penggunaannya dan menghambat konversinya menjadi produk bernilai tambah. Pada limbah lignoselulosa terdapat lignin yang berperan
sebagai pelindung selulosa terhadap serangan enzim pemecah selulosa [21]. Lignin adalah makromolekul aromatik kompleks yang terbentuk dari polimerisasi radikal tiga fenil-propan
alkohol yaitu p-coumarilic, coniferilic, and synapilic [10]. Komposisi kimia dan struktur yang demikian membuat bahan yang mengandung selulosa bersifat kuat dan keras, sedangkan
adanya ikatan hidrogen menyebabkan selulosa tidak larut dalam air [21]. Gambar 2.2 memperlihatkan struktur dasar komponen lignoselulosa.
a.Selulosa b.Hemiselulosa
Kategori