Tag Archives: fermentasi

Pretreatment biomassa lignoselulosa harus dilakukan untuk mendapatkan hasil yang tinggi di mana penting untuk pengembangan teknologi biokonversi dalam skala komersial (Mosier, et al., 2005). Pretreatmen merupakan tahapan yang banyak memakan biaya dan berpengaruh besar terhadap biaya keseluruhan proses. Sebagai contoh pretreatment yang baik dapat mengurangi jumlah enzim yang digunakan dalam proses hidrolisis (Wyman, Dale, Elander, Holtzapple, Ladisch, & Lee, Coordinated development of leading biomass pretreatment technologies, 2005) (Wyman, Dale, Elander, Holtzapple, Ladisch, & Lee, Comparative sugar recovery data from laboratory scale application of leading pretreatment technologies to corn stover, 2005). Pretreatment dapat meningkatkan hasil gula yang diperoleh. Gula yang diperoleh tanpa pretreatment kurang dari 20%, sedangkan dengan pretreatment dapat meningkat menjadi 90% dari hasil teoritis (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Tujuan dari pretreatment adalah untuk membuka struktur lignoselulosa agar selulosa menjadi lebih mudah diakses oleh enzim yang memecah polymer polisakarida menjadi monomer gula. Tujuan pretreatment secara skematis ditunjukkan pada Gambar 2.

Pretreatment lignoselulosa

1. Review: Trends in biotechnological production of fuel ethanol from different feedstocks. Sanchez, O.J. and Cardona, C.A. 2007, Bioresource Technology, p. .doi: 10.1016/jbiortech.2007.11.013 Article in Press.
2. Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues. Kim, S. and Dale, B.E. 2004, Biomass and Bioenergy, Vol. 26, pp. 361-375.
3. Optimization studies on acid hydrolysis of oil palm empty fruit bunch fiber for production of xylose. Rahman, S.H.A., et al. 2007, Bioresource Technology, Vol. 98, pp. 554-559.
4. Pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit sebagah Sumber Bahan Kimia. Nuryanto, Eko. 2000, Warta PPKS 8(3), p. 137.
Continue reading →

Hidrolisis meliputi proses pemecahan polisakarida di dalam biomassa lignoselulosa, yaitu: selulosa dan hemiselulosa menjadi monomer gula penyusunnya. Hidrolisis sempurna selulosa menghasilkan glukosa, sedangkan hemiselulosa menghasilkan beberapa monomer gula pentose (C5) dan heksosa (C6). Hidrolisis dapat dilakukan secara kimia (asam) atau enzimatik.

Hidrolisis Asam

Di dalam metode hidrolisis asam, biomassa lignoselulosa dipaparkan dengan asam pada suhu dan tekanan tertentu selama waktu tertentu, dan menghasilkan monomer gula dari polimer selulosa dan hemiselulosa. Beberapa asam yang umum digunakan untuk hidrolisis asam antara lain adalah asam sulfat (H2SO4), asam perklorat, dan HCl. Asam sulfat merupakan asam yang paling banyak diteliti dan dimanfaatkan untuk hidrolisis asam. Hidrolisis asam dapat dikelompokkan menjadi: hidrolisis asam pekat dan hidrolisis asam encer (Taherzadeh & Karimi, 2007).
Continue reading →

Beberapa spesies mikroba dari kelompok yeast/khamir, bakteri dan fungi dapat memfermentasi karbohidrat menjadi ethanol dalam kondisi bebas oksigen (Lynd, 1996). Mikroba melakukan fermentasi tersebut untuk mendapatkan energi dan untuk tumbuh. Berdasarkan reaksi kimia fermentasi, hasil maksimum teoritis dari setiap kg gula adalah 0.51 kg ethanol dan 0.49 kg CO2:

3C5H10O5 –> 5C2H5OH + 5CO2 (1)
C6H12O6 –> 2C2H5OH + 2CO2 (2)
Continue reading →

Penelitian produksi ethanol berbahan baku biomassa lignoselulosa, lebih dikenal dengan sebutan Bioethanol atau ethanol generasi ke dua, sangat intensif dilakukan dalam dua dekade terakhir (Yang & Wayman, 2007) (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005) (Sanchez & Cardona, 2007). Produksi ethanol dari lignoselulosa sudah dimulai sejak lama, (Moore, 1919) telah mematenkan teknologi untuk memproduksi ethyl alcohol (ethanol) dari kayu.

Produksi ethanol dari biomassa lignoselulosa dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu: platform biokimia (biochemical platform) atau gula (sugar platform) dan platform thermokimia (thermochemical platform) (United State Departemen of Energy, 2008). Platform biokimia meliputi proses hidrolisis selulosa dan hemiselulosa menjadi monomer gula penyususnnya, fermentasi gula menjadi ethanol, destilasi dan dehidrasi untuk menghasilkan ethanol fuel grade. Platform thermokimia secara umum meliputi dua tahapan utama, yaitu: gasifikasi dan dilanjutkan dengan konversi gas yang dihasilkan menjadi ethanol.
Continue reading →

Produk hasil fermentasi dikenal dengan istilah ‘bir’ (beer) yang merupakan campuran antara ethanol, biomassa sel, dan air. Di dalam tahapan ini, konsentrasi ethanol dari biomassa lignoselulosa lebih rendah (≤ 5%) daripada ethanol yang berasal dari jagung. Konsentrasi ethanol yang dapat ditolelir oleh mikroba adalah kurang lebih 10% pada suhu 30oC, tetapi akan menurun dengan naiknya temperature (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Produk dari tahapan fermentasi berbentuk seperti bubur (slurries) dan sulit untuk ditangani, dimana kandungan padatannya sekitar 15%, dan juga terkait dengan kandungan ethanol yang kurang dari 5%.
Continue reading →

Selama Perang Dunia ke II ditemukan fungi yang menghancurkan baju dan tenda. Fungi tersebut adalah Trichoderma reseii yang menghasilkan enzim selulase dan dapat menghidrolisis selulosa (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Aplikasi hidrolisis menggunakan enzim secara sederhana dilakukan dengan menganti tahap hidrolisis asam dengan tahap hidrolisis enzim selulosa. Hidrolisis enzimatis memiliki beberapa keuntungan dibandingkan hidrolisis asam, antara lain: tidak terjadi degradasi gula hasil hidrolisis, kondisi proses yang lebih lunak (suhu rendah, pH netral), berpotensi memberikan hasil yang tinggi, dan biaya pemeliharaan peralatan relative rendah karena tidak ada bahan yang korosif (Taherzadeh & Karimi, 2007) (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Beberapa kelemahan dari hidrolisis enzimatis antara lain adalah membutuhkan waktu yang lebih lama, dan kerja enzim dihambat oleh produk. Di sisi lain harga enzim saat ini lebih mahal daripada asam sulfat, namun demikian pengembangan terus dilakukan untuk menurunkan biaya dan meningkatkan efisiensi hidrolisis maupun fermentasi (Sanchez & Cardona, 2007).
Continue reading →