Kebanyakan penelitian-penelitian tersebut berfokus pada evaluasi metode proses, pengembangan mikroba fermentasi, ataupun optimisasi kondisi operasi.
Perkembangan aspek-aspek tersebut sangat dipengaruhi rekayasa genetika dimana mikroorganisme rekombinan dan enzim-enzim chimera telah dikembangkan.
Sementara aspek-aspek tersebut terus berkembang pesat, aspek-aspek lain seperti pemurnian etanol, peluang daur ulang total proses, dan peluang fermentasi non-steril
yang dapat mempengaruhi biaya operasi tampaknya masih kurang diteliti. Oleh karena itulah, penelitian ini lebih diarahkan pada aspek-aspek tersebut dengan
mengadaptasikan beberapa modifikasi dalam produksi bioetanol dari eceng gondok. Adapun modifikasi yang dimaksud meliputi:
1. Penggunaan produksi enzim on-site, 2. Perlakuan hidrolisis, fermentasi, dan ekstraksi secara simultan,
3. Penambahan magnesium sulfat mempengaruhi fermentasi dan ekstraksi, 4. Penerapan daur ulang hidrolisat fermentasi, dan
5. Dilangsungkannya daur ulang fermentasi secara non-steril.
1.2. Perumusan Masalah
Permasalahan utama dalam penelitian ini adalah merumuskan suatu konsep produksi bioetanol dari eceng gondok yang aman, ekonomis, sederhana, dan ramah
lingkungan sehingga dapat diaplikasikan ke masyarakat yang berdomisili di daerah Danau Toba.
Universitas Sumatera Utara
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah: 1. Mendesainkan suatu alur proses produksi etanol yang aman, ekonomis,
sederhana dan ramah lingkungan dari eceng gondok, 2. Mengevaluasi keberhasilan penerapan metode fermentasi non-steril, ekstraksi
in-situ dan sistem daur ulang dalam proses fermentasi,
3. Mengidentifikasi kendala dan faktor yang mempengaruhi proses produksi bioetanol akibat modifikasi tersebut, dan
4. Mencoba memecahkan masalah-masalah terkait kendala-kendala tersebut.
1.4. Manfaat Penelitian
Secara umum, penelitian ini akan memberikan informasi mengenai produksi bioetanol dari eceng gondok, terutama dari sisi modifikasi prosesnya. Jika penelitian
berhasil, maka hasilnya akan membantu mengatasi salah satu masalah utama lingkungan di Danau Toba, dan meningkatkan perekonomian daerah tersebut.
1.5. Lingkup Penelitian
Penelitian ini difokuskan pada trial integrasi metode ekstraksi in-situ secara simultan ke fermentasi hidrolisat eceng gondok non-steril dan analisis variable
terkait seperti perbandingan pelarut dan kaldu, pengujian teknik-teknik daur ulang dalam sistem daur ulang, pengumpulan data-data reologi proses dan peninjauan
metode praperlakuan yang aman, ekonomis, sederhana, dan ramah lingkungan.
Universitas Sumatera Utara
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara, Medan. Bahan-bahan utama yang digunakan
antara lain eceng gondok, ekstrak enzim selulase kasar, magnesium sulfat hepta hidrat, asam sulfat, natrium hidroksida dan biodiesel sawit. Organisme yang
digunakan dalam penelitian ini adalah ragi Saccharomyces cerevisiae, ragi Candida utilis
, jamur Trichoderma reesei, jamur Aspergillus niger, dan jamur akar putih Ganoderma boninense
. Peralatan utama dalam penelitian ini adalah autoklaf, inkubator, sentrifugator, lemari aseptik, oven, freezer, spektrofotometer, GC,
pHmeter, viskometer Oswald, piknometer, refluks kondensor, vial, dan cuvet. Variabel yang diuji dalam penelitian ini meliputi:
1. Metode praperlakuan pretreatment: a. Tanpa praperlakuan sterilisasi,
b. Dilute Acid Pretreatment DAP, c. Liquid Hot Water LHW, dan
d. Praperlakuan biologis dengan jamur akar putih. 2. Konsentrasi magnesium sulfat
mM : 0, 25, 50, 75, dan 100 3. Lama fermentasi : 1, 2, dan 4 hari
4. Mikroorganisme fermentasi: Saccharomyces cerevisiae, dan Candida utilis 5. Perbandingan pelarut terhadap kaldu: 0; 0,4; 0,5; 0,66; 1
6. Persentase daur ulang: 0, 20, 40, 60 maksimum
Universitas Sumatera Utara
Variabel diuji dengan memvariasikan hanya 1 jenis variabel pada satu kondisi tetap. Kondisi tetap yang digunakan adalah kondisi dengan variabel yang ditetapkan
di awal apabila kondisi terbaik belum diketahui atau kondisi terbaik bila sudah diketahui, yaitu konsentrasi magnesium sulfat 0 mM, fermentasi 1 hari, monokultur
Saccharomyces cerevisiae , volum pelarut 0 ml, dan persentase daur ulang 0.
Parameter yang diukur adalah kadar hemiselulosa, kadar selulosa, kadar lignin, aktivitas enzim, kadar gula tereduksi, kadar etanol, kadar air, pH, densitas, dan
viskositas. Kadar hemiselulosa, selulosa, dan lignin dianalisis dengan metode Chesson, aktivitas enzim dianalisis dengan assay CMC, kadar gula tereduksi
dianalisis dengan metode DNS, kadar etanol diukur menggunakan GC dengan metode static head space, kadar air diukur secara gravimetri, pH diukur
menggunakan pHmeter, densitas diukur menggunakan piknometer, dan viskositas diukur menggunakan viskometer. Sampel yang tidak dianalisis langsung disimpan
dalam freezer.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Eceng Gondok dalam Produksi Bioetanol
