PRODUKSI BIOETANOL DARI ALKALI-PRETREATMENT JERAMI PADI DENGAN PROSES SIMULTANEOUS SACHARIFICATION AND FERMENTATION (SSF)

Abstract

Abstrak- Jerami padi merupakan limbah pertanian yang mengandung 39% selulosa dan 27,5% hemiselulosa, jika dihidrolisis jerami padi dapat dikonversi menjadi gula sederhana selanjutnya difermentasi menjadi bioetanol.  Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh pretreatment jerami padi dan kondisi operasi (jumlah enzim selulase dan Saccharomyces cereviseae) dalam produksi bioetanol dengan proses Simultaneous Saccharification Fermentation (SSF). Proses delignifikasi dilakukan dengan cara merendam jerami padi yang sudah dihaluskan dengan 2% NaOH (w/v) pada suhu 85^oC selama 1 jam. Jerami padi dikeringkan setelah pretreatmen yang sebelumnya dicuci sampai pH filtratnya netral. Selanjutnya jerami padi kering digunakan sebagai substrat dalam SSF dengan menggunakan enzim selulase (20, 30 dan 40 FPU) dan S. Cerevisiae ( 2, 4 dan 6 ose) selama 3 hari dalam acetate buffer pH 5 serta penentuan konsentrasi etanol menggunakan Gas Chromatography (GC). Dengan analisis Scanning Electrom Microscope (SEM) dan X-Ray Diffraction (XRD), struktur permukaan yang rapi dan diselimuti oleh lignin menjadi kasar dan pecah yang diiringi dengan peningkatan struktur kristal sebesar 33,24% dari jerami padi setelah pretreatment dengan NaOH. Kadar bioetanol yang dihasilkan untuk 20 FPU, 30 FPU dan 40 FPU dengan kandungan S.Cerevisiae 2 ose berturut-turut adalah 0,45%, 0,44% dan 0,43%.  Dari variasi jumlah S. Cerevisiae 2,4 dan 6 ose dengan enzim selulase 20 FPU menghasikan bioetanol sebesar 0,45%, 0,46% dan 1,07%.  Kadar bioetanol yang dihasilkan dengan substrat yang di pretreatment dapat meningkatkan konsentrasi bioetanol sebesar 82,2% pada kondisi SSF yang sama. Pretreatment terhadap substrat memberikan efek terhadap produk SSF karena dengan penghilangan lignin akan memaksimalkan kerja enzime selulase mengkonversi sellulosa menjadi glukosa.

Kata Kunci : Jerami padi, delignifikasi, bioetanol, SSF

Abstract- Rice straw is an agricultural waste which contains 39% cellulose and 27.5% hemicelluloses. Rice straw can be converted into bio ethanol by Simultaneous Saccharification Fermentation (SSF) process.  The aims of this research are to investigate the influence of rice straw pretreatment and operation condition (number of cellulose enzyme and Saccharomyces cereviseae) for bioethanol production. The bioethanol conversion was devided by 2 steps, there were delignification and SSF. Delignification process was done by soak rice straw in NaOH 2% heated at temperature 85 ^oC for 1 hour then washed with water. The pretreatment rice straw was used as substrate in SSF. SSF was conducted in the presence of cellulase enzyme (20, 30, and 40 FPU) and Sacharomyces Cerevisiae (2,4 and 6 ose) for 3 days. The bioethanol concentration produced for 20 FPU, 30 FPU, and 40 FPU in 2 ose S.careviseae are 0,45%, 0,44%, and 0,43%  respectively. The addition number of Saccharomyces cereviseae was gave high concentration of bioethanol. The result shown that bioethanol concentration of 2 ose, 4 ose and 6 ose are 0,45%, 0,46% and 1,07%, respectively. In the same concentration of enzyme (20 FPU) which pretreatment and non pretretament substrate was increased of bioethanol concentration up to 82,2%. The pretretment process was broken the structure of lignin and made enzyme easy to attached cellulose and converted to glucose.

Keywords : Rice straw, delignification, bioethanol, SSF