Salah satu parameter yang menandakan terjadinya proses fermentasi adalah terjadinya penurunan nilai pH dari 4,82 menjadi 4,22. Kecenderungan media
fermentasi menjadi semakin asam disebabkan karena khamir akan membentuk asam organik. Peningkatan jumlah asam organik yang dihasilkan selama proses
fermentasi akan terkumpul di dalam larutan sehingga akan menurunkan nilai pH pada akhir fermentasi. Senyawa asam organik dapat berupa asam asetat, laktat dan
piruvat Kadar etanol yang dihasilkan mencapai 3,39 vv. Kadar etanol yang
dihasilkan ini lebih rendah jika dibandingkan dengan percobaan yang dilakukan oleh Susmiati 2010 yaitu sebesar 5,42. Fermentasi tersebut dilakukan dengan
menggunakan hasil hidrolisis asam satu tahap dan ampas dipisahkan. Penelitian Arnata 2009 dengan menggunakan kultur campuran S. cerevisiae dan
Trichoderma viride menghasilkan kadar etanol masing-masing sebesar 3,92 ± 0,31 bv.
Efisiensi fermentasi merupakan rasio antara kadar etanol yang dihasilkan dengan kadar etanol teoritis. Efisiensi fermentasi yang dihasilkan adalah sebesar
58,90. Jumlah asam-asam organik yang terbentuk mengalami peningkatan setelah proses fermentasi ditandai dengan peningkatan nilai total asam dari 0,99
gl menjadi 1,26 gl. Tingginya pembentukan asam organik merupakan salah satu kemungkinan yang menyebabkan proses fermentasi pembentukan etanol tidak
maksimal. Gokarn et al. 1997 mengatakan bahwa rendahnya efisiensi produksi etanol dapat disebabkan karena produk biomassa yang rendah selama proses
fermentasi dan pembentukan produk samping selain etanol. Piruvat sebagai senyawa antara glikolisis glukosa akan terpecah ke dalam beberapa jalur
biosintesis multiproduk antara lain menjadi laktat, asetat, aseton dan butirat.
4.4 Karakterisasi Produk Samping Fermentasi
Produk samping yang dihasilkan dari produksi etanol ada dua macam yaitu produk samping yang berbentuk padat dan produk samping yang berbentuk
cairan. Produk samping yang berupa padatan akan dihasilkan pada proses penyaringan hidrolisat dimana cairan hidrolisat akan lolos dari saringan
sedangkan padatan yang berupa ampas akan tertahan di kain saring. Produk
samping yang berupa cairan, dihasilkan dari proses destilasi dimana etanol akan diuapkan dan kemudian dikondensasi kembali, sedangkan cairan sisa destilasi
yang berwarna cokelat tua akan keluar sebagai produk samping yang dikenal dengan vinasse. Ampas akan dibuang dan tidak didaur ulang karena jumlahnya
yang sedikit sedangkan vinasse akan diproses kembali untuk digunakan kembali sebagai media fermentasi etanol. Ampas dan vinasse dilakukan analisis komposisi
kimia untuk mengetahui karakteristik dari masing-masing produk samping.
4.4.1 Karakteristik Ampas
Ampas merupakan hasil samping berupa padatan dari proses pembuatan etanol dari ubi kayu. Komposisi kimia ampas secara lengkap dapat dilihat pada
Tabel 10. Kandungan ampas yang penting untuk digunakan kembali sebagai media fermentasi etanol adalah serat dan karbohidrat. Kandungan serat kasar dan
karbohidrat potensial untuk digunakan kembali dimana kandungan serat kasar yang masih tinggi dapat dipergunakan sebagai sumber glukosa melalui proses
hidrolisis baik secara asam maupun enzimatik. Kandungan karbohidrat merupakan unsur utama yang potensial untuk dipergunakan kembali karena
jumlah yang masih banyak yaitu sekitar 13,72-14,70 dari berat ampas basah. Rendemen ampas adalah 5 dari volume hidrolisat asam.
Tabel 10 Komposisi kimia ampas
Komponen Ampas
Berat Basah Berat Kering
Air 66,33 ± 0,07
Abu 0,31 ± 0,00
0,92 ± 0,00 Lemak
0,45 ± 0,05 1,34 ± 0,15
Total N 11,63 ± 0,04
34,53 ± 0,17 Serat Kasar
7,07 ± 0,34 21,01 ± 1,04
Karbohidrat by difference 14,21 ± 0,49
42,20 ± 1,36 Namun karena jumlah ampas yang sedikit, maka proses pengolahan
kembali menjadi bahan baku media fermentasi menjadi kurang efisien jika dilakukan karena biaya pengolahan yang dikeluarkan menjadi lebih mahal
dibandingkan jika ampas dipergunakan sebagai pupuk urea karena kandungan nitrogennya yang tinggi. Hasil pengukuran total N menunjukkan bahwa
penetralan menggunakan NH
4
OH akan meningkatkan kandungan nitrogen dalam
ampas karena reaksi NH
4
OH dengan H
2
SO
4
menjadi NH
4 2
SO
4
yang merupakan unsur utama penyusun pupuk ZA zwavelzure ammoniak.
4.4.2 Karakteristik Vinasse
Vinasse merupakan hasil samping destilasi yang sudah tidak mengandung alkohol lagi dan mempunyai nilai pH yang cukup asam sebagai hasil dari
pembentukan asam-asam organik selama proses fermentasi. Akumulasi asam- asam organik dan total padatan terlarut dalam vinasse berpeluang untuk menjadi
inhibitor dalam proses daur ulang sehingga diperlukan tahapan pengolahan vinasse sebelum digunakan kembali sebagai media fermentasi antara lain proses
netralisasi dan sentrifugasi. Tabel 11 menunjukkan komposisi kimia vinasse, dan terlihat bahwa
kandungan gula yang terkandung dalam cairan tersebut masih memungkinkan untuk dipergunakan kembali sebagai media fermentasi yaitu sebesar 15,62 dari
total gula awal. Kandungan gula total dalam vinasse sebesar 20,55 gl sedangkan kandungan gula reduksi sebesar 12,07 gl. Keberadaan kandungan gula di dalam
vinasse berpeluang untuk dimanfaatkan kembali sebagai media tambahan pada hidrolisat sedangkan kandungan air dapat dimanfaatkan sebagai pengencer
hidrolisat, sehingga dapat mengurangi penggunaan ubi kayu dan air pada proses pembuatan bioetanol. Kadar HMF dari vinasse terukur sebesar 3,42 mg100g. Hal
ini berarti kadar HMF masih berada dalam batas aman. Taherzadeh et al. 1999 mengatakan bahwa kadar furfural, HMF dan asam asetat yang dapat menghambat
mikrob adalah berturut-turut pada kadar 2,2 gl; 7,3 gl dan 3,2 gl.
Tabel 11 Karakterisasi vinasse
Komponen Jumlah
pH 4,17 ± 0,37
TSS Total Suspended Solid mgl 6,65 ± 0,37
Kandungan Gula Reduksi gl 12,07 ± 0,30
Kandungan Gula Total gl 20,55 ± 1,47
Total Asam gl 10,80 ± 0,90
Kandungan hydroxymethylfurfural mg100g 3,42 ± 0,02
BOD
5
Biological Oxygen Demand mgl 2.886
COD Chemical Oxygen Demand mgl 9.234
