PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

PEMBUATAN BIOETANOL DARI BAGASSE DENGAN PROSES HIDROLISIS ENZYM DAN FERMENTASI MENGGUNAKAN

SACHAROMYCES CEREVISIAE DAN ZYMOMONAS MOBILIS

Latar Belakang

Bagasse yang berlimpah

Potensi Zymomonas M dan Sacharomycess C dalam produksi etanol

+

Pengembangan bioetanoldari bahan

lignoselulosa

Pembuatan Bioetanol denganfermentasi menggunakanzymomonas mobilis dan

sacharomycess C

• Bagaimana kadar glukosa yang dihasilkan dari proses hidrolisa berbahan baku bagasse dengan penambahan enzim selulase?

• Bagaimana kadar bioetanol yang dihasilkan dari proses fermentasi pada masing-masing penambahan bakteri Sacharomyces Cerevisiae dan Zymomonas Mobilis ?

RUMUSAN MASALAH

• Mengetahui kadar bioethanol dari bagassedengan proses hidrolisis enzim dan fermentasimenggunakan bakteri SacharomycesCerevisiae dan Zymomonas Mobilis.

• Mengetahui proses pembuatan bioethanol daribaggase dengan proses hidrolisis enzimselulase.

TUJUAN PEMBUATAN

• Menaikkan nilai ekonomi bagasse sebagaibahan baku pembuatan bioetanol denganmenggunakan campuran bakterisacharomycess dan zymomonas skala homeindustri..

MANFAAT PEMBUATAN

Good for your carGood for your country

Good for yourenvironment

BioetanolBioethanol adalah sejenis cairan yang mudahmenguap, mudah terbakar, tak berwarna, danmerupakan alkohol yang paling seringdigunakan dalam kehidupan sehari-hari.C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Energi(M.gozan, M. Samsuri. 2007)

TINJAUAN PUSTAKA

• BagasseBagasse adalah ampas tebu yang sudahdiekstrak gulanya pada bagian gilingan danmerupakan salah satu limbah padat dari pabrikgula.

TINJAUAN PUSTAKA

Komposisi Bagasse Menurut Literatur (Gamez at al., 2006)

Selulosa Hemiselulosa Lignin Ash

41% 26% 22.5 % 10.5%

• Struktur Lignoselulosa

• (adapted from CCRC, 2007) and Panshin et al (1980)

TINJAUAN PUSTAKA

• Pretreatment

• (taherzadeh et al, 2008)

TINJAUAN PUSTAKA

• Macam-Macam Pretreatment

TINJAUAN PUSTAKA

• Hidrolisis Enzim

Hidrolisis merupakan suatu proses kimia yang menggunakan air H2O sebagai pemecah suatu persenyawaan termasuk inversi gula, saponifikasi lemak, dan ester, pemecah protein dengan bantuan enzim

Enzim(C6H10O5) + H2O C6H12O6

(helmut uhlig, 1998)

TINJAUAN PUSTAKA

• Fermentasi

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + energi(glukosa) (etanol)

• Bakteri Zymomonas Mobilis Bakteri Sacharomycess C

TINJAUAN PUSTAKA

TINJAUAN PUSTAKA

Parameter Zymomonas Mobilis YeastGLUCOSE STARCH GLUKOSE STRACH

Sugar % 100 % 150 % 100 % 150%Ethanol Concen (g/l) 41,60 66 35,2 49,7Final Biomass (g/l) 1,75 1,66 5,0 3,34

Conversion sugar to ethanol (%)

- 88,40 - 88,30

Ethanol Yield (g/g) 0.43 0,48 0,38 0,36Spec Etanol produk rate (g/g/h) 1,55 5,15 0,52 1,19

Volumetric ethanol prod (g/g/h) 0,87 2,75 0,73 1,38

Spec growt rate (h-1) 0,03 0,079 0,04 0,098Biomass yield 0,02 0,012 0,05 0,024

Spec Substrat (g/g/h) 3,23 11,88 1,27 3,91Teoritical yield (%) 81,20 - 68,70 -

METODOLOGI

DryingGrinding

PretreatmentH2SO4

HidrolisisEnzim

ProsesDistilasi

bubur

Glukosa

Etanol

Etsnol83%

Enzim Selulosa

Etanol

± 15 %

Bhn selulosa :Bagasse

Proses Fermentasi

Sacharomyces C Zymomonas M

Metode Analisa

• Analisa Kadar Lignin dan Selulosa (Metode Chesson)

• Analisa Kadar Gula (Lyne Ennon)

• Analisa Kadar Etanol pada 150 C (Metode Picnometer SNI 3565:2009)

• Analisa Kadar Air

• Diagram alir

METODOLOGI

Variabel Pembuatan

• Fermentasi dengan bakteri Sacharomycess Cerevisiae selama 24,48,72, dan 96 jam.

• Fermentasi dengan bakteri Zymomonas Mobilis selama 24,48,72, dan 96 jam.

• Fermentasi dengan bakteri Zymomonas Mobilis dan Sacharomycess Cerevisiae selama 24,48,72, dan 96 jam.

METODOLOGI

• Hasil analisa lignoselulosa pada bahan baku

• Dari analisa lignoselulosa di atas menunjukkanbahwa bagasse cukup berpotensi sebagai bahanbaku dalam pembuatan glukosa yang manamempunyai persentase selulosa sebesar 51%

Komposisi Bagasse Hasil Analisa Komposisi Bagasse Literartur(Gamez et al., 2006)

Selulosa Hemiselulosa

Lignin Ash Selulosa Hemiselulosa

Lignin Ash

51% 26.3% 19.2% 4.5% 41% 26% 22.5% 10.5%

HASIL PEMBUATAN

• Hasil Analisa lignoselulosa setelah Pretreatment dan Hidrolisa

• Dari komposisi diatas diperoleh glukosa sebesar 45.3%. Hal ini menunjukkan bahwa bagasse cukup berpotensi dalam pembuatan bioetanol

Bagasse Komposisi Kandungan BagasseLignin Selulosa Hemiselu

losaAsh Xylosa Glukosa

Bahan Baku 19.2% 51% 26.3% 4.5% 0% 0%Pretreatment 19.2% 51% 1.31% 4.5% 23.9% 0%Hidrolisa 19.2% 5.63% 1.31% 4.5% 23.9% 45.3%

HASIL PEMBUATAN

• Grafik Kadar glukosa pada proses hidrolisa

HASIL PEMBUATAN

y = 2.639x + 3.346R² = 0.976

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60

Kad

ar (g

/L)

Waktu (Jam)

Kadar Glukosa (g/L)

Kadar Glukosa (g/L)

Linear (Kadar Glukosa (g/L))

• Kurva pertumbuhan bakteri

HASIL PEMBUATAN

Lag

LogStationer

Fase lag

Fase logFase stasioner

• Grafik Hubungan Antara Kadar Etanol dengan Lama Fermentasi

HASIL PEMBUATAN

• Hubungan Antara Kadar Alkohol dengan Kadar Glukosa

HASIL PEMBUATAN

Kadar EtanolSacharomycess C

Kadar EtanolZymomonas M

Kadar GlukosaZymomonas M

Kadar GlukosaSacharomycess

Kadar EtanolSac + Zym

Kadar GlukosaSac + Zym

• Hasil distilasi setelah fermentasi menggunakan SacharomycesCerevisiae didapatkan kadar etanol sebesar 73% denganwaktu fermentasi 4 hari Komposisi selulosa yang terkandungsebesar 51% dari berat bagasse.

• Hasil distilasi setelah fermentasi menggunakan ZymomonasMobilis didapatkan kadar etanol sebesar 83% dengan waktufermentasi 4 hari Komposisi selulosa yang terkandungsebesar 51% dari berat bagasse.

• Hasil distilasi setelah fermentasi menggunakan campuranbakteri Sacharomyces Cerevisiae dan Zymomonas Mobilisdidapatkan kadar etanol sebesar 89% dengan waktufermentasi 4 hari, yang mana lebih tinggi dari hasil fermentasimenggunakan Sacharomyces Cerevisiae atau ZymomonasMobilis.

KESIMPULAN

DOKUMENTASI

SEKIAN

• Terima Kasih…• Thank You…• Dank U…• Vielen Dank…• Merci…• Arigato Gozaimas…• Grazie…• Gracias…• Matur Nuwun …