21 ini menyebabkan gerakan partikel tertahan dan membangkitkan gerakan acak sehingga menghasilkan
panas. Radiasi gelombang mikro berbeda dengan metode pemanasan konvensional. Radiasi
gelombang mikro memberikan pemanasan yang merata pada campuran reaksi. Pada pemanasan konvensional, dinding oil bath atau heating mantel dipanaskan terlebih dahulu kemudian pelarutnya.
Akibat distribusi panas seperti ini selalu terjadi perbedaan suhu antara dinding dan pelarut Taylor dan Atri 2005.
2.4 HIDROLISIS ASAM
Hidrolisis karbohidrat merupakan reaksi kimia menggunakan air untuk memutus rantai polisakarida menjadi rantai-rantai pendek karbohidrat sederhana. Hasil hirolisis ditentukan oleh nilai
DE Dextrose equivalent yaitu suatu nilai yang mencerminkan derajat hirolisis. Derajat hirolisis tertinggi dinyatakan dengan nilai DE 100, yaitu nilai yang menggambarkan terjadinya hirolisis
sempurna pada pati menjadi glukosa. Sirup glukosa mempunyai nilai DE 20-91 Zamora 2005. Sebagai bahan baku bioetanol, pati sagu harus dihidrolisis untuk mendapatkan glukosa,
kemudian dilakukan fermentasi untuk mendapatkan bioetanol. Hidrolisis pati sagu akan menghasilkan hidrolisat yang berbentuk cairan kental dengan komponen utama glukosa. Berbagai cara hidrolisis
pati telah banyak dikembangkan, diantaranya hidrolisis asam, hidrolisis enzim dan kombinasi asam dan enzim. Hidrolisis pati menggunakan katalis asam memiliki diagram proses yang sederhana,
namun memerlukan persyaratan peralatan yang rumit, yaitu harus tahan panas dan tekanan tinggi. Berbeda dengan hidrolisis menggunakan asam, selain kondisi proses yang tidak ekstrim, pemakaian
enzim dapat menghasilkan rendemen dan mutu larutan glukosa yang lebih tinggi. Pada hidrolisis secara enzimatis, ikatan pati dipotong sesuai dengan jenis enzim yang digunakan, sedangkan hidrolisis
menggunakan asam pemotongan dilakukan secara acak Griffin dan Brooks 1989. Perbandingan hirolisis menggunakan asam dan enzim dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Perbandingan hidrolisis asam dan enzimatis Variabel Pembanding
Hidrolisis Asam
Enzimatis Kondisi hidrolisis yang lunak
Tidak Ya
Hasil hidrolisis tinggi Tidak
Ya Penghambatan produk selama hidrolisis
Tidak Ya
Pembentukan produk samping yang menghambat Ya
Tidak Katalis yang murah
Ya Tidak
Waktu hidrolisis yang singkat Ya
Tidak Sumber : Karimi et al. 2006
Asam kuat berkonsentrasi rendah encer pada kondisi reaksi moderat akan mudah menghidrolis hemiselulosa, tetapi diperlukan kondisi yang lebih ekstrim untuk dapat menghidrolisis
selulosa. Keuntungan utama hidrolisis dengan asam encer adalah tidak diperlukannya recovery asam dan tidak adanya kehilangan asam dalam proses Iranmahboob et al. 2002. Pada umumnya, asam
yang digunakan untuk menghidrolisis bahan berlignoselulosa adalah H
2
SO
4
atau HCl pada konsentrasi antara 2-5 Mussatto dan Roberto 2004.
22 Penggunaan asam H
2
SO
4
dan HCl sebagai katalis dalam hidrolisis asam menghasilkan gula sederhana yang berbeda, dimana pada konsentrasi dan waktu hidrolisis yang sama, H
2
SO
4
memberikan hasil yang lebih tinggi daripada HCl. Menurut Choi dan Mathews 1996, hidrolisis pati dengan menggunakan H
2
SO
4
2 selama 40 menit pada suhu 132
o
C mengakibatkan 92 bagian pati terkonversi menjadi glukosa, sedangkan HCl 2 dengan waktu dan suhu yang sama mengakibatkan
86 bagian pati terkonversi menjadi glukosa. Sebagaimana yang dinyatakan oleh Sari 2009, bahwa H
2
SO
4
menghasilkan total gula sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan HCl pada konsentrasi, waktu dan suhu yang sama karena sifat HCl lebih kuat dengan reaktivitas yang lebih tinggi daripada H
2
SO
4
. Katalis asam dapat dicampurkan pada bahan lignoselulosa sebelum atau sewaktu perlakuan
pemanasan. Untuk menghidrolisis hemiselulosa, konsentrasi asam yang digunakan antara 0.10- 0.35, akan tetapi konsentrasi asam yang dipakai biasanya tidak lebih dari 0.30. Untuk
menghidrolisis selulosa, konsentrasi asam H
2
SO
4
yang digunakan biasanya 0.5 sampai 5. Katalis asam ditambahkan pada bahan lignoselulosa dengan pH antara 1-5, kadang-kadang pH 2-4.5 dan lebih
sering pada pH 2.5-3.5 saat pemanasan dimulai. Pada hidrolisis asam, hemiselulosa dapat efektif
dipecah menjadi monomer-monomer gula seperti arabinosa, manosa, xilosa, dan galaktosa sedangkan selulosa terdegradasi menjadi glukosa. Terbentuknya monomer-monomer dari komponen serat
empulur sagu dapat meningkatkan rendemen gula selain konversi glukosa yang hanya berasal dari
komponen pati Sun dan Cheng 2005.
Proses hidrolisis dengan menggunakan asam kuat berkonsentrasi rendah selain memberikan hasil penguraian glukosa juga menghasilkan produk samping yang dapat menghambat proses
fermentasi. Penghambatan yang potensial adalah 5-hydroxymethilfurfural HMF, furfural, asam levulenat, asam asetat, asam format, asam uronat, dan lain-lain Taherzadeh dan Karimi 2007.
Banyaknya inhibitor yang terbentuk pada hidrolisis asam dipengaruhi oleh suhu, waktu dan konsentrasi asam yang digunakan. Pada suhu dan tekanan yang tinggi, xilosa dan glukosa akan
terdegradasi menjadi furfural dan HMF, sedangkan lignin dapat terpecah terdekomposisi menjadi senyawa-senyawa fenol yang juga terbentuk selama proses degradasi karbohidrat. Inhibitor tersebut
akan mengurangi hasil dan produktivitas mikroorganisme yang digunakan selama proses fermentasi karena bersifat toksik Palmqvist dan Hahn-Hagerdal 2000.
2.5 PRODUKSI BIOETANOL
