Kajian Awal Fermentasi Aseton - bUtanol - Etanol dari Hidrolisat Tandan Kosong Kelapa Sawit pada Kultur Curah
Umar Hadikusuma. P 26.0725. ICajian Awal Fer~nentasiAseton-Butanol-Etanol
dari Hidrolisat Ta~idanICosong Icelapa Sawit pada Kultur Curah. Di bawah
bimbingan Suhadi Hardjo, R. Sudradjat dan E. G~irnbira-Sa'id
RINGKASAN
Pendayagunaan limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi
produk bernilai ekonomis tinggi belum banyak dilakukan. Penelitian mengenai teknologi biokonversi untuk memanfaatkan TKKS sebagai substrat fermentasi asetonbutanol-etanol (ABE) bersifat penting karena nilai tambahnya yang cukup tinggi.
ABE merupakan senyawa kimia yang digunakan secara luas sebagai pelarut, bahan
dasar pada berbagai industri kimia dan bahan bakar yang bersifat terbarui.
Penelitian ini adalah kajian awal untuk memanfaatkan TKKS sebagai substrat
fermentasi ABE dan untuk menentukan beberapa parameter yang berpengaruh terhadap produksi ABE. Aspek kajian ini meliputi proses perlakuan awal TKKS dengan
tiga metoda delignifikasi secara alkali untuk menurunkan kadar lignin dan meningkatkan kerentanan selulosa terhadap aktifitas enzim selulase. Ketiga metoda delignifikasi tersebut adalah metoda pembengkakan dengan larutan NaOH 1 N, metoda
pendidihan dalam larutan NaOH 1N dan metoda alkalin peroksida dalam larutan
H,O, 1% pH 11.5. Kajian selanjutnya adalah hidrolisis enzimatis terhadap substrat
hasil delignifikasi TKKS untuk mendapatkan gula sebagai substrat fermentasi ABE.
Fermentasi ABE dilakukan dengan rnenggunakan bakteri Clostfidiurn aceto-
burylicwn strain P262 pada kultur curah menggunakan substrat hidrolisat TKKS dengan kadar gula rendah. Kondisi fermentasi dipertahankan anaerobik pada suhu 27 -
2S°C, tanpa pengontrolan nilai pH kultur dan tanpa pengadukan. Fermentasi dilakukan dalam bioreaktor satu liter dengan volume kerja 0.9 liter. Spora bakteri diakti-
fasi dalam medium CMM (Cooked Meat Media) berkadar gula 10 persen selama 22
jam, selanjutnya dip;opagasi dalam medium fermentasi selama 24 jam untuk mendapatkan starter/inokulum.
Perlakuan awal delignifikasi yang terbaik diperoleh dengan ~nenggunakan
metoda pembengkakan (NaOH IN). Hasil yang diperoleh adalah tingkat delignifikasi 70.93 persen, tingkat kehilangan bobot setelah delignifikasi 55.93 persen dan
tingkat sakarifikasi 47.88 persen setelah 72 jam dengan kadar gula pereduksi 5.22
pil.
Pemurnian hidrolisat dengan proses demineralisasi dilakukan sebagai perlakuanterhadap substrat fermentasi. Ferrnentasi terbaikdihasilkan dari substrat hidrolisat TKKS yang mengalami proses demineralisasi dengan kadar gula awa112.92 pn
dan p H awa16.61. Jumlah total pelarut yang dihasilkan adalah 1.18 g/l dengan
hasil (yield) sebesar 0.36 g/g gula tergunakan serta produktifitas fermentasi sebesar
0.02 $jam.
Percobaan fermentasi menggunakan substrat campuran hidrolisat
TKKS dan glukosa dengan kadar gula awa129.12 g/l (perbandingan 54 : 46)
memperlihatkan hasil yang iebih baik, yaitu total pelarut 11.81 gl (nisbah butanoi :
aseton : etanol = 63 : 27 : lo), hasil (yield) pelarut terhadap gula tergunakan 0.50
gig dan produktifitas fermentasi 0.14 @.jam.
KAJIAN AIVAL PERMENTASI ASETON-RUTANOL-ETANOL
DAN HIDROLISAT TAhQAN ICOSONG ICELAPA SAWIT
PADA ICULTUR CURAH
Oleh
UMAR HADIICUSUh4A
F 26.0725
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEI(P.ITOLOGI PERTANIAN
pads JUXUSAN TEI(N0LOGI INDUSTRI PERTAMAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1994
FALCULTAS TEICNOLOGI PERTAMAN
firSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
WSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLDGI PERTANIAN
KkTIAN AWAL FERMENTASI ASETON-BUTANOL-ETANOL
DARI KIDROLISAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
PADA KULTUR CURAH
s m 1
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANATEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Oleh
UMAR HADIKUSUMA
F 26.0725
Dilahirkan pada tanggal 16 September 1970
di Maaxam, Nusa Tenggara Baraz
Disetujui
!-" 'b '!1%
moi,
y
/#
a
:I
Suhadi Hardjo, MSc.
Dr. Ir. E.
MADev
Dosen Pembimbing III
ICATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala
rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian dan peliyusunan skripsi ini dapat diselesaikan. Atas selesainya tugas akhir ini penulis nienyampaikan banyak terilna kasih
kepada :
1.
Bapak Suhadi Hardjo selaku dosen pembimbing yang telah membimbing
dan memotivasi penulis selama kuliah,
2.
Bapak Endang Gumbira-Sa'id
melakckan penelitian ini,
yang telah lnernberi kesernpatan penulis
mengarahkan dan
niembirnbing sepenuhnya
penulis selama penelitian dan penyelesaian skripsi,
3.
Bapak R. Sudradjat selaku dosen penibimbing yang telah membantu penulis
selama penelitian,
4.
Rekan-rekan sesama peneliti dan staf pada laboratoriuln Bioindustri dan
Teknologi Kimia jurusan TIN, Fateta-IPB, atas kerjasalnanya yang baik, dan
5.
Rekan-rekan di Wisrna Nur yang telah mernberikali bantuan materil dan
dorongan moril.
Alcillrnya, penulis menyadari tidak ada satu pun yang sempurna selain dari
Yang Maha Sempurna.
Ole11 sebab itu, saran, kritik dan sumbangan pemikirian
yang membangun sangat penulis harapkan dari semua pihak. Semoga skripsi dan
hasil penelitian ini bermanfaat bagi para pembaca.
Bogor, Mei 1994
Penulis
dari Hidrolisat Ta~idanICosong Icelapa Sawit pada Kultur Curah. Di bawah
bimbingan Suhadi Hardjo, R. Sudradjat dan E. G~irnbira-Sa'id
RINGKASAN
Pendayagunaan limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi
produk bernilai ekonomis tinggi belum banyak dilakukan. Penelitian mengenai teknologi biokonversi untuk memanfaatkan TKKS sebagai substrat fermentasi asetonbutanol-etanol (ABE) bersifat penting karena nilai tambahnya yang cukup tinggi.
ABE merupakan senyawa kimia yang digunakan secara luas sebagai pelarut, bahan
dasar pada berbagai industri kimia dan bahan bakar yang bersifat terbarui.
Penelitian ini adalah kajian awal untuk memanfaatkan TKKS sebagai substrat
fermentasi ABE dan untuk menentukan beberapa parameter yang berpengaruh terhadap produksi ABE. Aspek kajian ini meliputi proses perlakuan awal TKKS dengan
tiga metoda delignifikasi secara alkali untuk menurunkan kadar lignin dan meningkatkan kerentanan selulosa terhadap aktifitas enzim selulase. Ketiga metoda delignifikasi tersebut adalah metoda pembengkakan dengan larutan NaOH 1 N, metoda
pendidihan dalam larutan NaOH 1N dan metoda alkalin peroksida dalam larutan
H,O, 1% pH 11.5. Kajian selanjutnya adalah hidrolisis enzimatis terhadap substrat
hasil delignifikasi TKKS untuk mendapatkan gula sebagai substrat fermentasi ABE.
Fermentasi ABE dilakukan dengan rnenggunakan bakteri Clostfidiurn aceto-
burylicwn strain P262 pada kultur curah menggunakan substrat hidrolisat TKKS dengan kadar gula rendah. Kondisi fermentasi dipertahankan anaerobik pada suhu 27 -
2S°C, tanpa pengontrolan nilai pH kultur dan tanpa pengadukan. Fermentasi dilakukan dalam bioreaktor satu liter dengan volume kerja 0.9 liter. Spora bakteri diakti-
fasi dalam medium CMM (Cooked Meat Media) berkadar gula 10 persen selama 22
jam, selanjutnya dip;opagasi dalam medium fermentasi selama 24 jam untuk mendapatkan starter/inokulum.
Perlakuan awal delignifikasi yang terbaik diperoleh dengan ~nenggunakan
metoda pembengkakan (NaOH IN). Hasil yang diperoleh adalah tingkat delignifikasi 70.93 persen, tingkat kehilangan bobot setelah delignifikasi 55.93 persen dan
tingkat sakarifikasi 47.88 persen setelah 72 jam dengan kadar gula pereduksi 5.22
pil.
Pemurnian hidrolisat dengan proses demineralisasi dilakukan sebagai perlakuanterhadap substrat fermentasi. Ferrnentasi terbaikdihasilkan dari substrat hidrolisat TKKS yang mengalami proses demineralisasi dengan kadar gula awa112.92 pn
dan p H awa16.61. Jumlah total pelarut yang dihasilkan adalah 1.18 g/l dengan
hasil (yield) sebesar 0.36 g/g gula tergunakan serta produktifitas fermentasi sebesar
0.02 $jam.
Percobaan fermentasi menggunakan substrat campuran hidrolisat
TKKS dan glukosa dengan kadar gula awa129.12 g/l (perbandingan 54 : 46)
memperlihatkan hasil yang iebih baik, yaitu total pelarut 11.81 gl (nisbah butanoi :
aseton : etanol = 63 : 27 : lo), hasil (yield) pelarut terhadap gula tergunakan 0.50
gig dan produktifitas fermentasi 0.14 @.jam.
KAJIAN AIVAL PERMENTASI ASETON-RUTANOL-ETANOL
DAN HIDROLISAT TAhQAN ICOSONG ICELAPA SAWIT
PADA ICULTUR CURAH
Oleh
UMAR HADIICUSUh4A
F 26.0725
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEI(P.ITOLOGI PERTANIAN
pads JUXUSAN TEI(N0LOGI INDUSTRI PERTAMAN
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1994
FALCULTAS TEICNOLOGI PERTAMAN
firSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
WSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLDGI PERTANIAN
KkTIAN AWAL FERMENTASI ASETON-BUTANOL-ETANOL
DARI KIDROLISAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
PADA KULTUR CURAH
s m 1
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANATEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Pertanian Bogor
Oleh
UMAR HADIKUSUMA
F 26.0725
Dilahirkan pada tanggal 16 September 1970
di Maaxam, Nusa Tenggara Baraz
Disetujui
!-" 'b '!1%
moi,
y
/#
a
:I
Suhadi Hardjo, MSc.
Dr. Ir. E.
MADev
Dosen Pembimbing III
ICATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala
rahmat dan karunia-Nya sehingga penelitian dan peliyusunan skripsi ini dapat diselesaikan. Atas selesainya tugas akhir ini penulis nienyampaikan banyak terilna kasih
kepada :
1.
Bapak Suhadi Hardjo selaku dosen pembimbing yang telah membimbing
dan memotivasi penulis selama kuliah,
2.
Bapak Endang Gumbira-Sa'id
melakckan penelitian ini,
yang telah lnernberi kesernpatan penulis
mengarahkan dan
niembirnbing sepenuhnya
penulis selama penelitian dan penyelesaian skripsi,
3.
Bapak R. Sudradjat selaku dosen penibimbing yang telah membantu penulis
selama penelitian,
4.
Rekan-rekan sesama peneliti dan staf pada laboratoriuln Bioindustri dan
Teknologi Kimia jurusan TIN, Fateta-IPB, atas kerjasalnanya yang baik, dan
5.
Rekan-rekan di Wisrna Nur yang telah mernberikali bantuan materil dan
dorongan moril.
Alcillrnya, penulis menyadari tidak ada satu pun yang sempurna selain dari
Yang Maha Sempurna.
Ole11 sebab itu, saran, kritik dan sumbangan pemikirian
yang membangun sangat penulis harapkan dari semua pihak. Semoga skripsi dan
hasil penelitian ini bermanfaat bagi para pembaca.
Bogor, Mei 1994
Penulis