Pembuatan Bioetanol Dari Mikroalga Dengan Variasi Konsentrasi Asam, Waktu Hidrolisis, Dan Fermentasi

8/17/2019 Pembuatan Bioetanol Dari Mikroalga Dengan Variasi Konsentrasi Asam, Waktu Hidrolisis, Dan Fermentasi

1/9

PEMBUATAN BIOETANOL DARI MIKROALGA DENGAN VARIASI

KONSENTRASI ASAM, WAKTU HIDROLISIS, DAN FERMENTASI

Aprila Yoga Erlangga, Cahyo Nugroho, Siti MiskahJurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

Jalan Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya, Ogan Ilir 30662

Abstrak

Mikroalga mempunyai prospek yang sangat baik untuk dikembangkan sebagai salah satu kandidat bahan baku

penghasil biofuel karena memiliki kemampuan tumbuh dengan cepat serta tidak bersaing dengan bahan

pangan. Mikroalga mengandung karbohidrat, lemak, protein, dan mineral yang dapat dimanfaatkan untuk

berbagai kegunaan. Mikroalga hijau seperti Nannochloropsis sp. mempunyai kandungan karbohidrat dalam

bentuk selulosa dan hemiselulosa pada dinding selnya sehingga dapat dimanfaatkan dalam pembuatan

bioetanol. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi asam dan waktu pada proses

hidrolisis selulosa yang terdapat pada mikroalga dan pengaruh waktu fermentasi terhadap bioetanol yang

dihasilkan dari hasil hidrolisis mikroalga. Proses hidrolisis dilakukan pada 80 ˚C dengan konsentrasi asam

sulfat 1-6% (w/v) selama 15-75 menit. Glukosa yang dihasilkan dianalisa dengan metode Luff-Schoorl.Kondisi hidrolisis yang menghasilkan kadar glukosa tertinggi digunakan untuk pembuatan substrat untuk

fermentasi. Proses fermentasi dilakukan selama 24-120 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar

glukosa tertinggi sebesar 27,90% didapat pada konsentrasi asam 4% dan waktu 75 menit. Waktu fermentasi

selama 72 jam menghasilkan kadar etanol tertinggi sebesar 3,5942% dengan yield 8,9% (gram etanol/gram

mikroalga).

Kata kunci: bioetanol;fermentasi; hidrolisis; konsentrasi asam; mikroalga

Microalgae has a good prospect to utilized as a candidate of biofuel feedstock because has a great

productivity and not compete with food feedstock. Microalgae contains carbohydrates, fat, protein, and

mineral which can be utilized for various purpose. Green microalgae like Nannochloropsis sp. has a

carbohydrate content in the cellulose and hemicellulose form in its cell wall which can be utilized for bioethanol production. This research aimed to study the effect of acid concentration and time on hydrolysis of

cellulose contained in microalgae and the effect of fermentation time to bioethanol produced from microalgae

hydrolysate. Hydrolysis process conducted at 80 ˚C with sulphuric acid concentration 1-6% (w/v) for 15-75

minutes. The glucose produced was analyzed with Luff-Schoorl method. Hydrolysis condition that produces

highest glucose yield was used to make a substrate for fermentation. Fermentation process conducted for 24-

120 hours. The results showed that highest glucose yield obtained was 27,90% and this was achieved when

the hydrolysis occurred at 4% (w/v) sulphuric acid concentration and for 75 minutes. Fermentation time 72

hours yielding highest ethanol concentration with 3,5942% and 8,9% in term of yield (gram ethanol/gram

microalgae).

Keywords: bioethanol; fermentation; hydrolysis; acid concentration; microalgae

1. PENDAHULUAN

Energi merupakan kebutuhan primer bagi

kehidupan dan persyaratan utama untuk

menggerakkan perekonomian masyarakat.

Peningkatan populasi penduduk yang pesat

mengakibatkan peningkatan kebutuhan terhadap

energi. Dengan konsumsi energi yang terus

meningkat dan cadangan bahan bakar fosil yang

terus menipis, maka diperlukan alternatif sumber

energi. Selama ini sumber biomassa untuk

dijadikan biofuel terutama bioetanol masih

terbentur pada ketersediaan dan persaingan

dengan bahan pangan.


2/9

Pengembangan bioetanol generasi pertama

yang menggunakan bahan baku yang mengandung

pati seperti ubi kayu, jagung, dan tetes tebu

menyebabkan produksi bioetanol bersaing dengan

kebutuhan pangan. Pada generasi kedua yang

menggunakan bahan baku yang mengandunglignoselulosa seperti jerami, ampas tebu eceng

gondok, dan limbah pertanian sulit dalam

produksinya karena adanya kandungan lignin

sehingga perlu dilakukan pre-treatment dan

konversi yang dihasilkan sedikit. Pada generasi

ketiga dikembangkan bioetanol menggunakan

bahan baku yang berasal dari alga.

Mikroalga mempunyai prospek yang

sangat baik untuk dikembangkan sebagai salah

satu kandidat bahan baku penghasil biofuel. Hal

ini dikarenakan mikroalga mempunyai kandungan

yang dapat dimanfaatkan dalam pembuatan

biofuel. Beberapa biofuel yang dapat dihasilkan

dari mikroalga yaitu, biodiesel, bioetanol, dan

biogas. Mikroalga dipilih karena memiliki

kemampuan tumbuh dengan cepat serta tidak

memerlukan area yang luas untuk kegiatan

produksi. Di samping itu mikroalga mempunyai

kemampuan menyerap karbondioksida dengan

baik.

Nannochloropsis sp merupakan salah satu

spesies mikroalga yang telah dibudidayakan di

Indonesia. Nannochloropsis sp mempunyai

kandungan lemak dan karbohidrat yang cukup

besar sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan

baku pembuatan biodiesel dan bioetanol.

Pemanfaatan mikroalga sebagai bahan bakubiodiesel telah cukup banyak diteliti, diantaranya

Kwangdinata (2013) yang meneliti pembuatan

biodiesel dari Nannochloropsis sp dengan metode

ultrasonik. Namun, penelitian tentang pembuatan

bioetanol dari mikroalga, khususnya spesies

Nannochloropsis sp belum diteliti. Oleh karena

itu, perlu dilakukan penelitian mengenai

pembuatan bioetanol dari mikroalga

Nannochloropsis sp.

1.1. Mikroalga

Mikroalga adalah alga berukuran mikro

yang biasa dijumpai di air tawar maupun air laut.

Mikroalga merupakan spesies uniseluler yangdapat hidup soliter maupun berkoloni.

Berdasarkan spesiesnya, ada berbagai macam

bentuk dan ukuran mikroalga. Beberapa contoh

spesies mikroalga di antaranya yaitu Spirulina,

Nannochloropsis sp. , Botryococcus braunii,

Chlorella sp., Dunaliella primolecta, Nitzschia

sp., Tetraselmis suecia, dan lain-lain. Sel-sel

mikroalga tumbuh dan berkembang pada media

air, sehingga mempunyai tingkat efisiensi yang

lebih tinggi dalam hal penggunaan air,

karbondioksida, dan nutrisi lainnya bila

dibandingkan dengan tanaman tingkat tinggi

(Widjaja, 2009).

Komposisi kimia sel mikroalga berbeda-beda, dipengaruhi oleh banyak faktor seperti jenis

spesies dan kondisi kultivasi. Oleh karena itu,

terdapat peluang untuk memperoleh mikroalga

dengan komposisi kimia tertentu dengan

memanipulasi faktor lingkungannya seperti suhu,

cahaya, pH, ketersediaan karbondioksida, garam,

dan nutrisi lainnya (Basmal, 2008). Beberapa jenis

mikroalga juga diketahui mengandung lipid yang

dapat diekstraksi dan diproses lebih lanjut untuk

menjadi biodiesel. Hasil samping dari proses

ekstraksi lipid mikroalga dapat dimanfaatkan

sebagai bahan baku biometana, bioetanol dan

biohidrogen.

Gambar 1. Nannochloropsis sp

(Sumber: Amini, S., 2010)

Mikroalga merupakan mikroorganismeyang dapat digunakan sebagai bahan baku biofuel.

Beberapa biofuel yang dapat dihasilkan dari

mikroalga yaitu hidrogen, biodiesel (yang

diperoleh melalui proses transesterifikasi),

bioetanol (yang diperoleh melalui proses

fermentasi), dan biogas (Skill, 2007; Basmal,

2008; Harun et al., 2009). Untuk itu diperlukan

pemanfaatan mikroalga secara optimal dengan

mengolahnya menjadi bioetanol dan biodiesel.

Hal ini bertujuan untuk menghasilkan suatu

produk industri melalui sistem produksi bersih

(Assadad, L. 2010).

Mikroalga memiliki kandungan selulosadan hemiselulosa yang tinggi dan tidak

mengandung lignin, terutama pada mikroalga

hijau (Harun et al, 2009). Beberapa spesies

mikroalga hijau diantaranya Chlorella vulgaris,

Chlamydomonas reinhardtii, Tetraselmis

maculata, Tetraselmis chuii, Chlorococcum

infusionum, Nannochloropsis sp, dan lainnya.


3/9

Ketiadaan lignin dan tingginya kandungan

selulosa dan hemiselulosa dalam mikroalga hijau

dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan monomer

gula berupa glukosa melalui proses hidrolisis.

Dengan tidak adanya lignin pada mikroalga maka

tahap delignifikasi dapat dihilangkan pada proseshidrolisis. Hal ini menjadi sebuah keuntungan

dalam proses produksi bioetanol dari mikroalga.

Penggunaan mikroalga sebagai bahan

baku biofuel mempunyai beberapa keuntungan

jika dibandingkan dengan tanaman pangan, di

antaranya yaitu pertumbuhan yang cepat,

produktivitas tinggi, dapat menggunakan air tawar

maupun air laut, tidak berkompetisi dengan bahan

pangan, konsumsi air dalam jumlah sedikit serta

menggunakan biaya produksi yang relatif rendah

(Guerrero, 2010).

Nannochloropsis sp merupakan salah

satu spesies mikroalga yang telah dibudidayakan

di Indonesia. Nannochloropsis sp mempunyai

kandungan lemak dan karbohidrat yang cukup

besar sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan

baku pembuatan biodiesel dan bioetanol. Selain

itu, Nannochloropsis sp. mudah dikultur secara

massal, tidak menimbulkan racun atau kerusakan

ekosistem di bak pemeliharaan larva,

pertumbuhannya relatif cepat dan memiliki

kandungan antibiotik (Fulks dan Main, 1991).

Nannochloropsis sp secara komersial

dimanfaatkan sebagai bahan makanan, energi

biomassa, pupuk pertanian, dan industri farmasi

karena mikroalga ini mengandung protein,

karbohidrat, lipid dan berbagai macam mineral(Darsi, 2012).

Nannochloropsis sp bersifat kosmopolit

dapat tumbuh pada salinitas 0-35 ppt. Salinitas

optimum untuk pertumbuhannya adalah 25-35

ppt, suhu 25-30°C, pH 8-9,5 dan intensitas cahaya

1000―10000 lux (Isnansetyo dan Kurniastuty,

1995). Berikut klasifikasi dan morfologi

mikroalga Nannochloropsis sp:

a. Klasifikasi

Klasifikasi Nannochloropsis sp. menurut Adehog

(2001) dan Garofalo (2009) adalah sebagai

berikut:

Kingdom : ProtistaSuper Divisi : Eukaryotes

Divisi : Chromophyta

Kelas : Eustigmatophyceae

Ordo : Eustigmatales

Familia : Monodopsidaceae

Genus : Nannochloropsis

Spesies : Nannochloropsis sp

b. Morfologi

Fitoplankton Nannochloropsis sp. ini berukuran

2 – 4 m, berwarna hijau, memiliki dinding sel,

mitokondria, kloroplas dan nukleus yang dilapisi

membran (gambar 2.2). Nannochloropsis sp.

termasuk jenis alga yang dapat berfotosintesiskarena memiliki klorofil-a, karakteristik

organisme ini ialah memiliki dinding sel yang

terbuat dari komponen selulosa (Sleigh, 1989 ;

Brown et al, 1997).

Gambar 2.2. Morfologi sel Nannochloropsis sp(Adehog, 2001)

1.2. Teknologi Proses Pembuatan Bioetanol

Menurut Aiman (2014), berdasarkan

bahan baku yang dipakai, bioetanol

dikelompokkan menjadi generasi pertama (G1),

kedua (G2), ketiga (G3), dan keempat (G4).

Bioetanol yang dibuat dari pati serta fermentasi

bahan mengandung gula dikategorikan sebagai

bioetanol generasi pertama (G1). Bahan baku

yang umum dipakai adalah gula tebu, gula bit,

molase gula tebu dan bit atau pati dari ubi kayu,

jagung, sorgum, gandum ataupun umbi-umbian

lainnya. Pembuatan bioetanol generasi pertama

pada akhir-akhir ini banyak dikaji kembali karena

a) berkompetisi dengan bahan pangan sehingga

akan mendorong kenaikan harga komoditi pangan,

b) hanya menggunakan pati dan membuang

lignoselulosa yang ada dalam bahan baku awal,

sehingga limbah berjumlah besar, c) mendorong

peningkatan produksi pupuk, yang akhirnya juga

akan berujung pada biaya komoditi pangan, d)

keterbatasan geografi daerah penghasil.

Bioetanol yang dikategorikan sebagai G2

dibuat dari komponen biomassa seperti selulosa

dan hemiselulosa sehingga sering disebut etanol

selulosa. Biomassa yang pernah diteliti adalahberbagai jenis rumput, kayu lunak, dan limbah

biomassa terutama yang berupa limbah pertanian,

perkebunan, pengolahan hasil hutan, serta sampah

padat kota. Di Indonesia, bioetanol G2 dibuat

pada skala laboratorium dari eceng gondok,

tandan kosong kelapa sawit, ampas tebu, jerami.


4/9

Bioetanol yang dikelompokkan sebagai

G3 adalah yang dibuat dari alga, baik mikro

ataupun makroalga, sehingga disebut sebagai

etanol alga. Mikroalga dapat hidup di berbagai

kondisi seperti air tawar, air asin, baik di daerah

tropis maupun di daerah gurun. Alga mengandungminyak (lipid), karbohidrat, protein dengan variasi

komposisi sangat luas, tergantung jenis alga dan

kondisi hidupnya. Secara garis besar, alga bisa

mengandung sampai 50% (dari berat sel kering)

karbohidrat, atau 25-77% asam lemak dan

sejumlah protein. Memperhatikan kandungan

bahan ini serta kemungkinan untuk dibudidayakan

maka dalam dua dekade terakhir alga menjadi

bahan kajian di banyak laboratorium karena

potensinya untuk menjadi bahan baku berbagai

bentuk sumber energi seperti biodiesel, bioetanol,

biogas, atau hidrogen

Bioetanol G4 atau “Etanol Lanjut”

adalah bioetanol yang dihasilkan melalui

biomassa yang telah mengalami modifikasi

genetika, dimana dalam matriks biomassa terdapat

enzim yang akan membantu penghancuran

biomassa itu sendiri (autohydrolysis), sehingga

akan mempermudah proses pretreatment.

1.3. Hidrolisis

Hidrolisis adalah reaksi kimia yang

memecah molekul air (H2O) menjadi kation

hidrogen (H+) dan anion hidroksida (OH

-) melalui

suatu proses kimia. Hidrolisis pati merupakan

proses pemecahan molekul amilum menjadi

bagian-bagian penyusunnya yang lebih sederhanaseperti dekstrin, isomaltosa, maltosa dan glukosa

(Rindit et al, 1998). Proses ini biasanya digunakan

untuk memecah polimer tertentu, contohnya

polimer organik yang memiliki rantai karbon.

Untuk menghidrolisis ikatan glikosodik pati dapat

dilakukan dengan bantuan katalis asam, katalis

enzim maupun perpaduan antara keduanya. Jika

pati dipanaskan dengan asam maka molekul-

molekulnya akan terurai menjadi gula yang lebih

sederhana (glukosa) secara umum reaksi hidrolisa

dapat dituliskan sebagai berikut :

(C6H10O5)n + n-1 H2O nC6H12O6

Ada tiga metode hidrolisis yang biasa

digunakan, yaitu 1) hidrolisis asam encer (dilute

acid hydrolysis), 2) hidrolisis asam pekat

(concentrated acid hydrolisis) dan 3) hidrolisis

enzim (enzyme hydrolysis). Namun dari beberapa

penelitian melaporkan bahwa proses hidrolisis

secara enzimatis lebih menguntungkan dari pada

menggunakan asam. Sebenarnya proses hidrolisis

dapat juga dilakukan tanpa bantuan katalis asam

maupun enzimatik. Namun hidrolisis alami ini

jarang digunakan karena waktu yang diperlukan

untuk hidrolisis terlalu lama.

Hidrolisis asam dilakukan dengan

menggunakan asam-asam organik seperti H2SO4,

HCl, dan HNO3. Banyaknya pati yang terkonversi

menjadi glukosa dipengaruhi oleh konsentrasi

asam, waktu konversi, suhu dan tekanan selama

reaksi. Pemotongan rantai pati oleh asam lebih

tidak teratur dibandingkan dengan hasil

pemotongan rantai pati oleh enzim. Hasil

pemotongan oleh asam adalah campuran dekstrin,

maltosa dan glukosa, sementara enzim bekerja

secara spesifik sehingga hasil hidrolisis dapat

dikendalikan (Assegaf, 2009).

Selulosa merupakan serat berantaipanjang dimana monomernya saling berikatan

melalui ikatan β-1,4-glikosida memiliki

fleksibilitas yang rendah karena gaya

antarmolekul yang kuat. Struktur cincin

glukopiranosa juga membuat molekul sulit untuk

berputar. Selulosa bisa dipecah menjadi unit-unit

glukosa dengan melarutkannya dengan asam.

Mekanisme reaksi hidrolisis dengan

katalis asam dapat ditunjukkan seperti pada

Gambar 4.2.

Gambar 2. Proses Hidrolisis Selulosa dengan

Katalis Asam(Sumber: Xiang, 2003)

Mekanisme yang terjadi yaitu proton dari

asam akan berinteraksi secara cepat dengan ikatan

glikosidik oksigen pada dua unit gula sehingga

membentuk asam konjugasi. Kemudian terjadi

pemutusan ikatan C-O dan pemecahan asam


5/9


6/9

maka proses fermentasi akan berlangsung

lama, sedangkan jika ragi yang dipakai terlalu

banyak maka keaktifan khamir akan

berkurang karena pada awal proses alkohol

yang terbentuk sangat banyak sehingga

fermentasinya lebih lama dan banyak glukosayang belum terkonversi.

5) Temperatur

Umumnya ragi dapat berkembang baik pada

suhu ruangan yaitu sekitar 25-30°C dalam

proses fermentasi.

6) pH (Keasaman)

Untuk proses fermentasi alkohol ragi, pH

optimum adalah 4 – 5. Jika pH terlalu asam

atau terlalu basa mikroba yang digunakan

tidak dapat tumbuh optimal atau bahkan mati

sehingga proses fermentasi terganggu.

1.5. Khamir Saccaromyces cereviseae

Saccharomyces cereviseae merupakansalah satu galur yang paling sering digunakan

dalam proses fermentasi. Khamir ini bersifat

fermentatif kuat dan dapat hidup dalam kondisi

aerob maupun anaerob (anaerob fakultatif),

memiliki sifat yang stabil dan seragam, memiliki

pertumbuhan yang cepat dalam proses fermentasi

sehingga proses fermentasi dapat berlangsung

dengan cepat pula serta mampu memproduksi

alkohol dalam jumlah banyak. Saccharomyces sp

melakukan fermentasi terhadap gula jauh

lebih cepat pada keadaan anaerobik, akan tetapi

mengalami pertumbuhan lebih baik pada keadaan

aerobik sehingga jumlahnya bertambah banyak.Berikut taksonomi dari khamir

Saccharomyces cereviseae :

Domain : Eukaryota

Kingdom : Fungi

Subkingdom : Dikarya

Phylum : Ascomycota

Subphylum : Saccharomycotina

Class : Saccharomycetes

Order : Saccharomycetales

Family : Saccharomycetaceae

Genus : Saccharomyces

Specific descriptor : cerevisiae

Scientific name : Saccharomyces Cereviseae

2. METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian ini meliputi pemanfaatan

mikroalga untuk pembuatan bioetanol. Variasi

yang digunakan dalam penelitian ini yaitu variasi

waktu hidrolisis, konsentrasi asam, dan waktu

fermentasi, untuk menghasilkan bioetanol yang

maksimal.

Bahan yang digunakan adalah biomassa

mikroalga Nannochloropsis sp. yang sudah

kering, H2SO4 96%, aquadest, ragi Saccharomyces

cereviseae, dan NaOH 0,5 N. Alat yang

digunakan yaitu gelas ukur, thermometer,

autoklaf, pemanas, kertas saring, botol, spatula,neraca analitik, mesin pengaduk, pipet tetes,

seperangkat alat distilasi, statif, piknometer, dan

pH universal.

Penelitian ini terdiri dari dua tahap. Pada

tahap pertama ditinjau kondisi hidrolisis terbaik

untuk menghasilkan kadar glukosa tertinggi dan

pada tahap kedua ditinjau lama waktu fermentasi

untuk menghasilkan yield etanol tertinggi. Pada

tahap pertama variabel yang diuji adalah

konsentrasi asam (1%, 2%, 3%, 4%, 5%, dan 6%)

dan waktu hidrolisis (15 menit, 30 menit, 45

menit, 60 menit, dan 75 menit) dengan parameter

yang diamati adalah kadar glukosa. Analisa kadar

glukosa dilakukan dengan metode Luff-Schoorl.

Kondisi hidrolisis yang menghasilkan kadar

glukosa tertinggi pada tahap pertama digunakan

untuk pembuatan substrat fermentasi pada tahap

kedua. Pada tahap kedua variabel yang diuji

adalah waktu fermentasi (24 jam, 48 jam, 72 jam,

96 jam, dan 120 jam) dengan parameter yang

diamati adalah yield etanol.

2.1. Hidrolisis

Peralatan untuk melakukan hidrolisis

adalah rangkaian refluks yang terdiri dari labu

leher tiga, kondensor, heating mantle, magnetic

stirrer, dan statif. Mikroalga sebanyak 20 gramdimasukkan ke dalam labu leher tiga, kemudian

ditambahkan larutan H2SO4 dengan konsentrasi

sesuai variabel penelitian (1, 2, 3, 4, 5, dan 6%

b/v) dengan rasio 1:10. Larutan sampel

dihidrolisis pada temperatur 80 °C dengan waktu

sesuai variabel penelitian (15 menit, 30 menit, 45

menit, 60 menit, dan 75 menit). Larutan hasil

hidrolisis diambil kurang lebih 10 ml untuk

dianalisa kadar gula reduksinya menggunakan

metode Luff-Schoorl.

2.2. Penyiapan Starter Fermentasi

Starter fermentasi disiapkan sesuai

dengan Azizah, N., 2012. Substrat pertumbuhanterdiri dari 1000 ml aquadest yang ditambahkan

dengan 100 gram gula pasir (konsentrasi gula

10%) yang disiapkan dalam gelas beker. Setelah

semua bahan dimasukkan, dihomogenkan terlebih

dahulu dengan magnetic stirrer kemudian

disterilisasi dengan autoclave pada suhu 121 °C

selama 15 menit. Substrat didinginkan hingga

mencapai suhu ruangan. Setelah dingin, 50 gram


7/9

ragi roti dimasukkan ke dal

selanjutnya diinkubasi pada suhu 3

jam.

2.3. FermentasiKondisi terbaik yang meng

glukosa tertinggi dari tahap hidrol

untuk pembuatan sampel untuk pros

Larutan hasil hidrolisis didingink

pH-nya agar mencapai 4-5.

Larutan hasil hidrolisis d

dalam erlenmeyer yang suda

menggunakan autoclave. Larutan st

10% dari volume larutan ha

dimasukkan ke dalam erlenmeyer

hasil hidrolisis. Erlenmeyer ditut

dihubungkan dengan selang.

Fermentasi dilakukan d

sesuai dengan variabel penelitian (2

72 jam, 96 jam, dan 120 jam).

2.4. Distilasi

Rangkaian alat distilasi

dinyalakan. Larutan fermentasi d

suhu 78°C. Proses distilasi dilakuka

jam sampai bioetanol tidak menete

(bioetanol) yang dihasilkan disim

botol yang tertutup rapat. Bio

densitasnya dengan menggunakan p

Gambar 3. Diagram prosedur

am substrat,

0 °C selama 8

hasilkan kadar

isis digunakan

es fermentasi.

an dan diatur

imasukkan ke

h disterilkan

rter sebanyak

sil hidrolisis

berisi larutan

up rapat dan

engan waktu

4 jam, 48 jam,

disiapkan dan

idistilasi pada

n selama 1-1,5

s lagi. Distilat

pan di dalam

etanol diukur

iknometer.

penelitian

3. HASIL DAN PEMBAHA

Setelah dilakukan pene

bioetanol dari biomassa mikro

hasil pengamatan berupa kadar

waktu hidrolis dan waktu fer

kadar danyield etanol.Data hasil pengamatan

diuraikan dibawah ini:

3.1. Pengaruh konsentrasi

kadar glukosa pada b

hidrolisis

Gambar 4. Grafik Pengaruh K

dan Waktu Hidrolisis terhadap

Berdasarkan Gambar

glukosa hasil hidrolisis untuk

1% sampai 4% meningkat seirin

disebabkan karena semakin lama

maka semakin banyak juga ran

hemiselulosa yang terurai m

Peningkatan hasil glukosa dipen

konsentrasi katalis asam, karena

banyaknya ion H+

pada asam d

ikatan glikosida yang terdapa

sesuai dengan hasil penelitian Os

Kadar glukosa tertinggi yang di

konsentrasi asam 4% dan wa

menit, yaitu sebesar 27,90%.

Pada konsentrasi 5%

glukosa hasil hidrolisis menuru

Hal ini disebabkan karena pada

yang lebih tinggi akan menyebab

terbentuk terdegradasi lebih

senyawa turunan glukosa dan jproduk samping. Beberapa sen

terbentuk selama proses hidro

adalah furfural, 5-hidroksimetil

asam levulinat, asam asetat, as

uronat, asam 4-hidroksibenzoa

vanillin, fenol, sinamaldehida, f

beberapa senyawa lain. Degr

AN

litian pembuatan

alga, didapatkan

lukosa terhadap

entasi terhadap

secara lengkap

2SO4 terhadap

erbagai waktu

nsentrasi Asam

Kadar Glukosa

4 bahwa kadar

onsentrasi asam

g waktu. Hal ini

waktu hidrolisis,

tai selulosa dan

enjadi glukosa.

garuhi juga oleh

dipengaruhi oleh

pat memutuskan

t pada selulosa

valdo dkk, 2012.

dapat yaitu pada

tu hidrolisis 75

dan 6% kadar

n seiring waktu.

konsentrasi asam

an glukosa yang

lanjut menjadi

ga terbentuknya awa yang dapat

isa asam encer

furfural (HMF),

m format, asam

, asam vanilat,

rmaldehida, dan

adasi gula dan


8/9

pembentukan produk samping ini tidak hanya

akan mengurangi perolehan gula, tetapi juga dapat

menghambat pembentukan etanol pada tahap

fermentasi selanjutnya (Taherzadeh & Karimi,

2007).

3.2. Pengaruh waktu fermentasi terhadap

kadar yield etanol

Gambar 5. Grafik Pengaruh Waktu Fermentasi

terhadap Kadar Etanol

Gambar 5 menunjukan bahwa waktu

fermentasi yang terbaik untuk menghasilkan

etanol yaitu tiga hari dengan kadar etanol yang

dihasilkan yaitu sebesar 3,5942%. Kadar etanol

yang dihasilkan meningkat sampai hari ketiga

namun menurun pada hari keempat dan kelima.

Hal ini disebabkan karena nutrien yang

dibutuhkan ragi sudah habis dan etanol yang

terbentuk akan dikonversi lebih lanjut menjadi

senyawa lain. Sari et al. (2008) menyatakan

bahwa waktu fermentasi etanol oleh

Saccharomyces cerevisiae yang terbaik adalah

tiga hari. Setelah tiga hari, kadar etanol akan

menurun karena etanol akan dikonversi menjadi

senyawa lain seperti ester.

Gambar 6. Grafik Yield etanol

Kadar etanol yang diperoleh pada

penelitian ini cenderung rendah karena

pembentukan senyawa inhibitor selama proses

hidrolisa yang dapat menghambat proses

fermentasi sehingga etanol yang dihasilkan

kurang maksimal. Yield atau perolehan etanol darimikroalga Nannochloropsis sp ini ditunjukkan

pada Gambar 6. Yield etanol tertinggi yang

didapatkan sebesar 8,9% (gram etanol/gram

mikroalga).

4. KESIMPULAN

1) Kondisi terbaik untuk menghidrolisis

karbohidrat yang terkandung dalam

mikroalga menjadi glukosa dengan

konsentrsai H2SO4 4% dan waktu hidrolisis

75 menit.

2) Waktu fementasi yang terbaik untuk

menghasilkan etanol dari hasil hidrolisismikroalga adalah 72 jam.

3) Yield etanol yang dapat diperoleh dari

mikroalga 8,9%.

DAFTAR PUSTAKA

Adehog. 2001.

www.thealgasource.net/chromophyta

Aiman, S. 2014. Perkembangan Teknologi dan

Tantangan dalam Riset Bioetanol di

Indonesia. JKTI Vol. 16 No. 2,

Desember 2014:108-117 ISSN 0853-2788

Amini, S. 2010. Teknik Isolasi Beberapa Jenis

Mikroalga dari Perairan Tawar dan Laut .Prosiding Seminar Nasional Pengolahan

Produk dan Bioteknologi Kelautan dan

Perikanan

Assadad, L., et al. 2010. Pemanfaatan Mikroalga

sebagai Bahan Baku Bioetanol.

Squalen Vol. 5 No. 2, Agustus 2010

Azizah, N., et al. 2012. Pengaruh Lama

Fermentasi terhadap Kadar Alkohol, pH,

dan Produksi Gas pada Proses

Fermentasi Bioetanol dari Whey dengan

Substitusi Kulit Nanas. Jurnal Aplikasi

Teknologi Pangan Vol. 1 No.2,

2012:72-77Brown, M.R, et al. 1997. Nutritional

Properties Of Microalgae for

Marinculture. Aquaculture , 151, hal.

315-331.

Darsi, R., et al. 2012. Karakteristik Kimiawi dan

Potensi Pemanfaatan Dunaliella

salina dan Nannochloropsis sp. Fishtech

0

1

2

3

4

0 2 4 6

K a d a r E t a n o l ( % )

Waktu Fermentasi (Hari)

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 Y i e l d E t a n o l ( % w / w )

Waktu Fermentasi


9/9

Universitas Sriwijaya Vol. 1 No. 1

November 2012

Fulks, W and K.L, Main. 1991. Rotifer and

Microalgae Culture System. Proceeding of a

U.S – Asia Workshop. Argent Laboratories.

Garofalo, R. 2009. Alga and Aquatic SustainableProduction of 2nd Generation

Biofuels. Aquafuels.

González-Delgado, A. D. dan Kafarov, V. (2011).

Microalgae Based Biorefinery:

Issues to Consider . CT&F - Ciencia,

Tecnología y Futuro, 4 (4), 5 – 22

Harun, R., et al. 2009. Microalgal Biomass as a

Fermentation Feedstock for Bioethanol

Production. Journal of Chemical Technology

and Biotechnology 2010; 85:199-203

Harun, R., dan Danquah, M.K. 2010. Influence of

Acid Pretreatment on Microalgal

Biomass for Bioethanol Production.

Elsevier Process Biochemistry, 46,

pp.306 – 309.

Isnansetyo, A Dan Kurniastuty. 1995. Teknik

Kultur Fitoplankton dan Zooplankton.

Kanisius. Yogyakarta.

Kwangdinata, R. et al. 2013. Produksi Biodiesel

dari Lipid Fitoplankton

Nannochloropsis sp melalui Metode

Ultrasonik . Marina Chimica Acta

Jurusan Kimia FMIPA Universitas

Hasanudin Makassar ISSN 1411-2132 Vol.

14 No. 2

Miranda, G., et al. 2014. Hidrolisis Mikroalga

Tetraselmis chuii dengan VariasiKonsentrasi Asam Sulfat Dan

Temperatur. Jurnal Online Mahasiswa

FTEKNIK Volume 1 No.2 Oktober 2014

Osvaldo, Z. S. et al. 2012. Pengaruh Konsentrasi

Asam dan Waktu pada Proses Hidrolisis dan

Fermentasi Pembuatan Bioetanol dari

Alang-alang. Jurnal Teknik Kimia No. 2,

Vol 18 April 2012

Putnarubun, C., et al. 2008. Penelitian

Pendahuluan Pembuatan Biodisel dan

Bioetanol dari Chlorella sp Secara

Simultan. J. Sains MIPA, April 2008, Vol.

18, No. 1, Hal: 1 – 6 ISSN 1978-1873Retno, D. E., et al. 2009. Bioetanol Fuel Grade

dari Talas (Colocasia Esculenta).

EKUILIBRIUM Vol. 8. No. 1. Januari

2009

Rusyani, E. 2012. Molase sebagai Sumber Mikro

Nutrien pada Budidaya Phytoplankton

Nannochloropsis sp, Salah Satu Alternatif

Pemanfaatan Hasil Samping Gula. [Tesis].

Program Studi Magister Ilmu Lingkungan

Fakultas Pascasarjana Universitas

Lampung

Sari, I. M., et al. 2008. Pemanfaatan Jerami Padi

dan Alang-alang dalam Fermentasi

Etanol Menggunakan KapangTrichoderma viride dan Khamir

Saccharomyces cerevisiae. Vis Vitalis,

Vol. 01 No. 2 ISSN 1978-9513

Sleigh. M.A. 1989. Protista and Other Protists.

Edward Arnold. London.

Taherzadeh, M. J. dan Karimi K. 2007. Acid-

Based Hydrolysis Processes for Ethanol

from Lignocellulosic Materials: A

Review. BioResources 2(3), 472-499

Xiang, Q., et al. 2003. Heterogenous Aspects of

Acid Hydrolysis of -Cellulose.

Applied Biochemistry and

Biotechnology. Volumes 107 Number 1-3

Pembuatan Bioetanol Dari Mikroalga Dengan Variasi Konsentrasi Asam, Waktu Hidrolisis, Dan Fermentasi

Documents

Transcript of Pembuatan Bioetanol Dari Mikroalga Dengan Variasi Konsentrasi Asam, Waktu Hidrolisis, Dan Fermentasi