kurva standar glukosa - digilib.its.ac.id · konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan...

KurvaKurva StandarStandar GlukosaGlukosa

y = 4.9571x

R2 = 0.9966

0

0.5

1

1.5

2

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Absorbansi

ko

nse

ntr

asi g

luk

osa

(g

/L)

Konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan sampel

pada konsentrasi glukosa 103,6 g/L dengan bakteri Z.mobilis

Saat awal percobaan konsentrasi glukosa sisa terlihat fluktuasi kemudian cenderung

stabil, Zymomonas mobilis dalam bead immobilisasi sel K-Karaginan masih dalam

kondisi penyesuaian dengan substrat yang dimasukkan

0

20

40

60

80

100

120

2 4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

waktu pengambilan sampel (jam)

konse

ntr

asi glu

kosa

sis

a(g/L

)

D=1.2/jam D=0.8/jam

Konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan sampel pada

konsentrasi glukosa 103,6 g/L dengan bakteri Z.mobilis termutasi

Saat awal percobaan konsentrasi glukosa sisa terlihat fluktuasi

kemudian cenderung stabil, Zymomonas mobilis dalam bead

immobilisasi sel K-Karaginan masih dalam kondisi penyesuaian

dengan substrat yang dimasukkan

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2 4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


kons

entr

asi g

lukos

a si

sa(g

/L)

D=1.2/jam D=0.8/jam

AnalisaAnalisa konsentrasikonsentrasi etanoletanol dilakukandilakukan dengandengan menggunakanmenggunakan Gas Gas

kromatografikromatografi merk HP 5890merk HP 5890, , dengandengan kondisi operasi:kondisi operasi:

Initial flowInitial flow gas pembawagas pembawa : 21,5 ml/menit : 21,5 ml/menit

Gas pembawaGas pembawa : Helium (sebagai fase gerak/ : Helium (sebagai fase gerak/ mobilemobile))

Suhu injektor Suhu injektor : suhu detektor (TCD) 250: suhu detektor (TCD) 250oo C C

Kolom Kolom : MS 5A: MS 5A

Suhu kolom Suhu kolom : 125 : 125 --250250ooC C

Rate suhuRate suhu : 10 /menit: 10 /menit

Waktu awal Waktu awal : 1 menit: 1 menit

InjeksiInjeksi : 1 mikron: 1 mikron

Analisa Hasil Fermentasi

KurvaKurva StandarStandar EtanolEtanol

VERIFIKASI ETANOL STANDART

y = 1.2916x

R2 = 0.9961

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035

SAMPEL TERTIMBANG (GR)

SA

MP

EL

TE

RH

ITU

NG

(G

R)

Dari hasil analisa konsentrasi etanol menggunakan GC, untuk konsentrasi

glukosa 103,6 g/L, dilution rate 0,8 /jam pada pengambilan sampel jam ke-20

diperoleh hasil = 0,0106 gram, kemudian dimasukkan ke persamaan berikut :

y = 1,2916 x

0,0106 = (1,2916.x)

x = 0,00822

BeratBerat sampelsampel == 00,,67846784 grgr..

DiperolehDiperoleh etanoletanol == xx 100100 %% == 11,,21142114 %% (w/w)(w/w)

kemudiankemudian dikalikandikalikan faktorfaktor pengenceranpengenceran == 11,,211211 %% (w/w)(w/w) xx 22

== 22,,422422 %% (w/w)(w/w)

ρρ etanoletanol dapatdapat dilihatdilihat didi PerryPerry ChemicalChemical HandbooksHandbooks (( TabelTabel 22--111111))

konsentrasikonsentrasi etanoletanol == %% etanoletanol (w/w)(w/w) xx ρρ etanoletanol ,,

== 00,,0242202422 xx 00,,9959999599 g/mlg/ml xx 10001000 LL

== 2424,,12991299 gg /L/L

KurvaKurva StandarStandar EtanolEtanol

Konsentrasi Etanol (g/L) vs Konsentrasi Glukosa (g/L) sebagai fungsi

waktu pengambilan sampel pada konsentrasi glukosa 103,6 g/L

dilution rate 1,2/jam dengan bakteri Z.mobilis

Semakin kecil Konsentrasi Glukosa Sisa Semakin Besar Konsentrasi Etanol

0

10

20

30

40

50

60

20 21 22 23 24


kon

sen

trasi

gu

la s

isa (

g/L

)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

kon

sen

trasi

eta

nol (g

/L)

glukosa sisa etanol

Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi

glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

dengan bakteri Z.mobilis

VariabelKonsentrasi glukosa

sisa rata-rata (g/L)

Konsentrasi etanol

rata-rata (g/L)

Glukosa 103,6 g/L,

dilution rate 0,8/jam7,832

31,750

Glukosa 148,22 g/L,


49,034

Glukosa 191,34 g/L,


58,220

Glukosa 206,22 g/L,


39,812

Konsentrasi etanol rata-rata tertinggi pada konsentrasi

glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L

dengan bakteri Z.mobilis termutasi

VariabelKonsentrasi glukosa

sisa rata-rata (g/L)

Konsentrasi etanol

rata-rata (g/L)

Glukosa 103,6 g/L,


42,9900

Glukosa 148,22 g/L,


64,8499

Glukosa 191,34 g/L,


79,7654

Glukosa 206,22 g/L,


53,8327

0

10

20

30

40

50

60

70

103,60 148,22 191,34 206,22

konse

ntr

asi

etan

ol

(g/L

)

konsentrasi glukosa (g/L)

D=1.2/jam

D=0.8/jam

Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)

pada konsentrasi glukosa 103,6; 148,22; 191,34; dan 206,22 g/L


Pengaruh kPengaruh konsentrasionsentrasi glukosa terhadapglukosa terhadap konsentrasikonsentrasi

eetanoltanol dengandengan bakteribakteri Z.mobilisZ.mobilis termutasitermutasi

(+) semakin besar subtrat semakin besar yang dikonversi menjadi etanol

(-) semakin besar subtrat substrat dan produk bersifat inhibisi

Dari gambar diatas diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi glukosa maka semakin tinggi

kadar etanol yang dihasilkan. Namun pada konsentrasi 206,22g/L konsentrasi etanol yang dihasilkan

menurun. Hal ini disebabkan adanya peristiwa substrat inhibisi selama proses fermentasi.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

103,60 148,22 191,34 206,22

konse

ntr

asi

etan

ol

(g/L

)


D=1.2/ja

m

Konsentrasi etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)



Pengaruh kPengaruh konsentrasionsentrasi glukosa terhadapglukosa terhadap konsentrasikonsentrasi


Yield etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

103,60 148,22 191,34 206,22

yie

ld e

tanol

(%)


D=1.2/jam

D=0.8/jam

Pengaruh kPengaruh konsentrasionsentrasi glukosa terhadapglukosa terhadap yieldyield

etetanolanol dengandengan bakteribakteri Z.mobilisZ.mobilis termutasitermutasi

Yield merupakan konsentrasi etanol yang dihasilkan dibandingkan dengan konsentrasi

glukosa substrat yang terkonsumsi.

Yield etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

103,60 148,22 191,34 206,22

yie

ld e

tanol

(%)


D=1.2/jam

D=0.8/jam

Pengaruh kPengaruh konsentrasionsentrasi glukosa terhadapglukosa terhadap yieldyield

eetanoltanol dengan bakteri dengan bakteri Z.mobilis Z.mobilis termutasitermutasi

Produktivitas etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)



0

10

20

30

40

50

60

103,60 148,22 191,34 206,22

Pro

dukti

vit

as e

tanol

(g/L

.jam

)


D=1.2/jam

D=0.8/jam

Pengaruh kPengaruh konsentrasionsentrasi glukosa terhadapglukosa terhadap produktivitasproduktivitas


Semakin tinggi konsentrasi glukosa maka akan tinggi pula konsentrasi dan produktivitas

etanol yang dihasilkan. Produktivitas etanol merupakan konsentrasi etanol yang

dihasilkan tiap satuan waktu.

Produktivitas etanol rata-rata (g/L) dan dilution rate (/jam)



0

10

20

30

40

50

60

70

103,60 148,22 191,34 206,22

Pro

dukti

vit

as e

tanol

(g/L

.jam

)


D=1.2/jam

D=0.8/jam

Pengaruh kPengaruh konsentrasionsentrasi glukosa terhadapglukosa terhadap produktivitasproduktivitas


Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar dihasilkan dengan

menggunakan bakteri Z.mobilis termutasi.

Perbandingan hasil fermentasi antara bakteri Z.mobilis dan

Z.mobilis termutasi pada konsentrasi glukosa 103,6g/L

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ZM ZM termutasi

konsentrasi ETOH (g/L) yield (%) produktivitas ETOH (g/L.jam)

Perbandingan hasil fermentasi antara

bakteri Z.mobilis dan Z.mobilis Z.mobilis termutasitermutasi





0

10

20

30

40

50

60

70

ZM ZM termutasi








0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

ZM ZM termutasi




Konsentrasi, yield dan produktivitas etanol lebih besar

dihasilkan dengan menggunakan bakteri Z.mobilistermutasi.



0

10

20

30

40

50

60

ZM ZM termutasi




A B

A) Bakteri Zymomonas mobilis galur liar

B) Bakteri Zymomonas mobilis A3 (termutasi)

Bentuk Zymomonas mobilis awal yang berbentuk basil dan bercemeti dengan

gerakan yang cepat sedikit berubah menjadi sedikit lebih besar dengan gerakan

yang lebih sedikit. Bentuknya yang lebih besar membuat cemeti yang tidak

berubah sulit menggerakkan mutan.

Morfologi bakteri dengan perbesaran 400x

BBakteriakteri ZymomonasZymomonas mobilismobilis memilikimemiliki pHpH optimumoptimum 55--

77,, sedangkansedangkan bakteribakteri ZymomonasZymomonas mobilismobilis termutasitermutasi dapatdapat tumbuhtumbuh

hinggahingga pHpH didi bawahbawah 55 dandan pHpH optimumoptimum untukuntuk fermentasifermentasi

bakteribakteri ZymomonasZymomonas mobilismobilis termutasitermutasi yaituyaitu 44,,55.. DalamDalam halhal iniini

dapatdapat dilihatdilihat bahwabahwa bakteribakteri ZymomonasZymomonas mobilismobilis termutasitermutasi lebihlebih

tahantahan terhadapterhadap kondisikondisi asamasam dibandingkandibandingkan bakteribakteri ZymomonasZymomonas

mobilismobilis.. SehinggaSehingga dengandengan percobaanpercobaan fermentasifermentasi kontinyukontinyu yangyang

dilakukandilakukan padapada kondisikondisi pHpH 44--55 menunjukkanmenunjukkan bahwabahwa

kemampuankemampuan bakteribakteri ZymomonasZymomonas mobilismobilis termutasitermutasi untukuntuk

menghasilkanmenghasilkan etanoletanol lebihlebih besarbesar dibandingkandibandingkan bakteribakteri

ZymomonasZymomonas mobilismobilis (Dr(Dr.. SuryaSurya RosaRosa PutraPutra 20082008))..


bakteri Z.mobilis dan Z.mobilisZ.mobilis termutasitermutasi

KesimpulanKesimpulan

Konsentrasi glukosa, bakteri, dan dilution rate berpengaruh terhadap

konsentrasi, yield dan produktivitas etanol yang dihasilkan.

Hasil maksimal proses fermentasi kontinyu dicapai pada dilution rate

0,8 jam-1 dengan menggunakan bakteri Zymomonas mobilis termutasi :

•konsentrasi etanol = 79,77 g/L (8,065 %) pada kondisi konsentrasi

glukosa 191,34 g/L.

•yield etanol = 47,16 % pada kondisi konsentrasi glukosa 191,34 g/L.

•produktivitas etanol = 59,82 g/L.jam pada kondisi konsentrasi glukosa

191,34 g/L.

Seiring dengan lamanya periode pengambilan sampel hasil fermentasi

konsentrasi glukosa residu mempunyai kecenderungan semakin menurun. Hal

ini menunjukkan bahwa semakin banyak glukosa yang dikonsumsi oleh bakteri

Z. mobilis sehingga kadar etanol yang dihasilkan semakin meningkat.

SaranSaran

Melakukan pretreatment molases yang sesuai untuk mereduksi kadar kalsium

dan kadar garam-garaman dalam molases.

Kondisi steady pada proses fermentasi belum dicapai sehingga perlu menambah

periode pengambilan sampel dengan rentang waktu fermentasi minimal 384

jam, sesuai yang dilakukan Margaritis dkk, (1981).

Dalam penelitian selanjutnya disarankan untuk memvariasikan dilution ratepada fermentasi kontinyu untuk mengetahui kondisi kritis yang dapat dicapai

oleh bakteri Zymomonas mobilis dan bakteri Zymomonas mobilis termutasi.

Melakukan ekstraksi terhadap hasil fermentasi supaya mendapatkan kadar

etanol yang lebih tinggi.

Zymomonas mobilis

Glukosa, fruktosa, sukrosa

Mengubah gula lebih banyak

Produksi etanol lebih banyak, dan lebih cepat

Penggunaan biomassa lebih sedikit

Tahan terhadap etanol konsentrasi tinggi(P.Gunasekaran & K. Chandra Raj, 1999)

Etanol

kurva standar glukosa - digilib.its.ac.id · konsentrasi glukosa sisa dengan waktu pengambilan...

Documents