4.5 Penentuan Komposisi dan Tingkat Daur Ulang Vinasse
Proses daur ulang vinasse dimaksudkan untuk memanfaatkan gula-gula sisa yang masih ada untuk dikonversi menjadi etanol. Proses daur ulang ini juga
merupakan salah satu cara untuk mengurangi jumlah limbah yang dikeluarkan dari industri etanol. Komposisi vinasse yang digunakan untuk proses daur ulang
ada tiga macam yaitu 60 V1, 50 V2 dan 40 V3 dimana masing-masing komposisi akan didaur ulang hingga tiga tingkat, yaitu tingkat pertama T1,
tingkat kedua T2 dan tingkat ketiga T3. Salah satu cara identifikasi bahwa proses fermentasi etanol berjalan adalah
terjadi penurunan nilai pH di akhir fermentasi. Nilai pH mengalami penurunan dari kisaran 4,71-4,42 menjadi kisaran 4,34-3,94. Data perubahan nilai pH secara
lengkap dapat dilihat pada Lampiran 3. Perubahan pH akan terjadi selama proses fermentasi sebagai hasil dari metabolisme khamir dalam media. Derajat keasaman
substrat akan mempengaruhi kecepatan fermentasi dimana pH yang optimum untuk pertumbuhan khamir berkisar pada pH 4 hingga 4,5 Budiyanto 2003,
sedangkan Mukhtar et al. 2010 menyatakan bahwa kondisi pH 4,6-4,8 akan memberikan yield etanol yang maksimal dan konsentrasi asam yang rendah.
Keterangan: V1: Vinasse 60, V2: Vinasse 50, V3: Vinasse 40, T1: Tingkat daur ulang 1, T2: Tingkat daur ulang 2, T3: Tingkat daur ulang 3
Gambar 10 Perubahan nilai pH pada awal dan akhir fermentasi.
3.00 3.50
4.00 4.50
5.00
pH
Perlakuan
pH Awal pH Akhir
Laju pertumbuhan tergantung pada nilai pH karena pH akan mempengaruhi fungsi kerja membran, enzim dan komponen sel lainnya terutama
yang mengandung unsur protein. Perubahan nilai pH yang terlalu ekstrim akan mempengaruhi stabilitas protein dimana protein akan mengalami proses koagulasi
pada titik isoelektrisnya. Perubahan pH juga akan mempengaruhi permeabilitas sel dan sintesis enzim Judoamidjojo et al. 1989. Elevri dan Putra 2006
mengatakan bahwa nilai pH awal media fermentasi sangat mempengaruhi kadar etanol yang dihasilkan karena proton-proton mempengaruhi kinerja enzim-enzim
dalam jalur EMP diantaranya enzim fosfofruktokinase yang berperan pada tahap konversi fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1-6-difosfat.
Perubahan nilai pH selama proses fermentasi dapat diakibatkan oleh beberapa sebab antara lain penambahan jenis sumber nitrogen ke dalam media
dan pembentukan asam organik selama proses fermentasi. Penambahan amonia ke dalam media akan mengakibatkan pH menjadi turun sedangkan penambahan
nitrat dan komponen amino organik akan mengakibatkan pH menjadi naik. Pembentukan asam-asam organik sebagai produk samping fermentasi etanol akan
meningkatkan konsentrasi ion H
+
dalam media sehingga akan menurunkan nilai pH media.
Pertumbuhan khamir dalam media secara teoritis akan merubah gula menjadi etanol. Banyaknya gula yang digunakan oleh khamir dan banyaknya
etanol yang dihasilkan dibandingkan jumlah gula yang dikonsumsi tercermin pada nilai efisiensi penggunaan substrat dan yield fermentasi. Nilai yield etanol,
efisiensi penggunaan substrat, total asam dan efisiensi fermentasi proses daur ulang vinasse dapat dilihat secara lengkap pada Lampiran 6, Lampiran 7 dan
Lampiran 8. Nilai Y
PS
menunjukkan perbandingan pembentukan produk dengan jumlah substrat yang digunakan dalam proses fermentasi. Berdasarkan data pada
Tabel 12, nilai Y
PS
mengalami penurunan seiring semakin bertambahnya proses daur ulang sedangkan efisiensi penggunaan substrat semakin bertambah besar
seiring bertambahnya proses daur ulang. Nilai Y
PS
mengalami penurunan dari kisaran nilai 0,28-0,34 pada tingkat daur ulang pertama menjadi 0,08-0,11 pada
tingkat daur ulang ketiga. Hasil uji statistika Lampiran 9 menujukkan bahwa
untuk perlakuan tingkat daur ulang menunjukkan adanya pengaruh yang nyata terhadap nilai yield etanol yang diperoleh sedangkan untuk perlakuan kandungan
vinasse tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai yield etanol yang dihasilkan. Perbandingan Y
PS
yang kecil menandakan bahwa jumlah produk yang dihasilkan tidak seimbang dengan jumlah substrat yang digunakan. Hal ini
menunjukkan bahwa terjadi pembentukan senyawa lain selain etanol yang dilakukan oleh khamir.
Tabel 12 Nilai yield etanol, efisiensi penggunaan substrat, Δ total asam dan
efisiensi fermentasi hasil daur ulang vinasse pada berbagai konsentrasi
Perlakuan Y
PS
ΔSSo Δ Total Asam gl Efisiensi Fermentasi
V1T1 0,29
0,55
d
0,18 56,67
a
V1T2 0,14
0,71
c
0,45 26,72
cd
V1T3 0,08
0,78
ab
0,49 16,26
d
V2T1 0,23
0,73
bc
0,23 45,22
b
V2T2 0,14
0,77
b
0,45 27,58
cd
V2T3 0,10
0,83
a
0,49 19,43
cd
V3T1 0,34
0,58
d
0,36 66,57
a
V3T2 0,14
0,76
b
0,58 28,08
c
V3T3 0,11
0,83
a
0,58 21,01
cd
Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5 Keterangan: V1: Vinasse 60, V2: Vinasse 50, V3: Vinasse 40, T1: Tingkat daur ulang 1, T2:
Tingkat daur ulang 2, T3: Tingkat daur ulang 3
Nilai total asam yang semakin meningkat seperti ditunjukkan pada Tabel 12 mengindikasikan bahwa selama proses fermentasi terbentuk asam-asam
organik sebagai hasil metabolisme khamir. Nilai total asam mengalami peningkatan dari semua perlakuan. Perubahan total asam selama fermentasi
adalah berkisar pada 0,18 gl-0,36 gl tingkat daur ulang pertama sedangkan pada tingkat daur ulang ketiga berkisar pada 0,49 gl-0,58 gl. Hasil uji statistika
Lampiran 10 tidak menunjukkan adanya pengaruh dari perlakuan terhadap perubahan nilai total asam yang dihasilkan. Pembentukan asam selama proses
fermentasi etanol merupakan peristiwa yang umum terjadi, karena asam organik merupakan produk samping yang dihasilkan oleh khamir selama proses
Kategori