Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Glukosa sebelumnya diproduksi dengan hidrolisis pati karena ada dalam bentuk yang berbeda relatif murni pada tanaman dan salah satu produk pertanian terbesar. Kaleng pati digunakan sebagai sumber makanan, etanol, dan pakan ternak. Namun, karena nilainya kompetitif dan pemanfaatan pati menjadi mahal. Oleh karena itu, saat ini sedang diteliti pemanfaatan selulosa. Selulosa bisa digunakan untuk membuat sirup glukosa, asam jawa organik, dan bioetanol. Serat tumbuhan alami seperti serat kapuk (Ceiba pentandran Gaertn) berpotensi tinggi sebagai sumber selulosa untuk pembuatan glukosa. Studi ini menunjukkan kondisi optimal untuk parameter hidrolisis meningkatkan hasil hidrolisis enzimatis dari enzim kasar kapang terpilih. Penelitian ini diawali dengan peremajaan garis kapang selulolitik yang diperoleh dari Koleksi Kebudayaan Universitas Indonesia (UICC), Departemen Biologi, FMIPA UI, isolasi serat kapas α-selulosa, preparasi enzim selulase kasar, dan dilanjutkan dengan mengevaluasi aktivitas selulase enzim kasar menggunakan 2 metode: metode zona bening sedang untuk CMC 1% dan metode spektrofotometri gula reduksi, dan optimalisasi kondisi hidrolisis. Persiapan enzim dan uji aktivitas Selulase kasar dilakukan pada enzim dari 3 jenis kapang, yaitu Trichoderma reesei, Fusarium oxysporum, dan Penicillium vermiculatum. Aktivitas selulolitik tertinggi di CMC 1% terhidrolisis ditunjukkan pada jamur Penicillium vermiculatum dengan akuisisi glukosa 3,8045%. α-selulosa dihasilkan dari serat kapuk dibandingkan dengan serat kapas kasar dan penggunaan Avicel PH 101 Fourier Transform Infrared Spectrophotoscopy (FTIR). Tingkat sakarifikasi maksimum Pada konsentrasi 5% substrat α-selulosa ditemukan serat kapuk pada penambahan serat kapuk 2% konsentrasi enzim selulase kasar. PH dan suhu optimal untuk hidrolisis yang optimal berada dalam kondisi hidrolisis pH 5 dan suhu 50 ° C, selama 48 jam inkubasi, dengan peningkatan glukosa 0,4022%. Glukosa yang dihasilkan diidentifikasi menggunakan FTIR dan sifat gula pereduksi dideteksi dengan menggunakan uji rasio Fehling. ......Glucose was previously produced by hydrolysis of starch because it exists in different forms relatively pure in plants and is one of the largest agricultural products. Starch cans are used as a source of food, ethanol and animal feed. However, due to its competitive value and use of starch it is expensive. Therefore, the use of cellulose is currently being investigated. Cellulose can be used to make glucose syrup, organic tamarind, and bioethanol. Natural plant fibers such as kapok fiber (Ceiba pentandra Gaertn) has high potential as a source of cellulose for the manufacture of glucose. This study shows that the optimal conditions for the hydrolysis parameters increase the enzymatic hydrolysis yield of selected mold crude enzymes. This research began with the rejuvenation of cellulolytic mold lines obtained from the Cultural Collection of the University of Indonesia (UICC), the Department of Biology, FMIPA UI, isolation of α-cellulose cotton fibers, preparation of crude cellulase enzymes, and continued by evaluating the activity of crude cellulase enzymes using 2 methods: methods. medium clear zone for CMC 1% and reduction sugar spectrophotometric method, and optimization of hydrolysis conditions. Enzyme preparation and crude cellulase activity tests were carried out on the enzymes of 3 types of fungi, namely Trichoderma reesei, Fusarium oxysporum, and Penicillium vermiculatum. The highest cellulolytic activity in hydrolyzed 1% CMC was shown in the fungus Penicillium vermiculatum with glucose acquisition of 3.8045%. α-cellulose is produced from cotton fibers compared to coarse cotton fibers and the use of Avicel PH 101 Fourier Transform Infrared Spectrophotoscopy (FTIR). Maximum saccharification rate At a concentration of 5% of the α-cellulose substrate, kapok fibers were found in the addition of kapok fibers 2% concentration of crude cellulase enzymes. The optimal pH and temperature for optimal hydrolysis are in the hydrolysis conditions of pH 5 and a temperature of 50 ° C, for 48 hours of incubation, with an increase of 0.4022% glucose. The resulting glucose was identified using FTIR and the properties of reducing sugars were detected using the Fehling ratio test.

Abstrak :
Salah satu prioritas dalam agenda jangka panjang pengembangan energi baru dan terbarukan yang tertuang dalam Agenda Riset Nasional (ARN) adalah pengembangan bioetanol dari material lignoselulosa. Masalah yang mendasar dalam proses peningkatan produksi etanol dari material lignoselulosa termasuk bagas adalah bagaimana mengkonversi secara menyeluruh polisakarida menjadi monosakarida dengan memanfaatkan enzim-enzim yang spesifik. Untuk material bagas, yang dimaksud konversi menyeluruh adalah konversi selulosa, xylan dan selobiosa. Selain itu, keberadaan lignin dalam bagas dapat menghambat akses enzim dalam memecah polisakarida menjadi monosakarida, sehingga menyebabkan produksi etanol tidak optimal. Pada penelitian ini, telah dilakukan penelitian dengan teknologi proses baru untuk meningkatkan produksi etanol dari bagas melalui proses sakarifikasi dan fermentasi serempak (SSF). Penelitian yang dilakukan adalah mencakup proses menyeluruh perlakuan awal dengan beberapa jamur pelapuk putih (Ceriporiopsis subvermispora, Lentinus edodes dan Pleurotus ostreatus) dan steaming, hidrolisis menggunakan kombinasi multi enzim selulase, selobiasedan xylanase serta proses fermentasi dengan Saccharomyces cerevisiae AM 12 yang dilakukan secara serempak. Kombinasi enzim selulase-selobiase, selulase-xylanase dan selulase-selobiase-xylanase meningkatkan produksi etanol dari bagas dalam proses SSF. Konsentrasi etanol tertinggi yang dihasilkan dengan kombinasi enzim selulase-selobiase, selulase-xylanase dan selulase-selobiase-xylanase berturut-turut 6,9 g/L, 8,6 g/L dan 9,8 g/L, sedangkan dengan enzim selulase saja sebesar 6,0 g/L. Persentase ethanol yield (berbasis berat bagas) yang dihasilkan dengan kombinasi enzim tersebut berturut-turut sebesar 13,9%, 17,2% dan 19,7%, sedangkan dengan enzim selulase saja sebesar 11,95%. Pencapaian hasil teori (theoretical yield) tertinggi dengan menggunakan kombinasi enzim selulase-selobiase-xylanase sebesar 49,5%, sedangkan dengan enzim selulase saja pencapaian hasil teori sebesar 42,0%. Peningkatan produksi etanol dengan enzim selulase-selobiase membuktikan bahwa selain glukosa, selobiosa juga terbentuk dalam proses hidrolisis parsial selulosa oleh enzim selulase. Selobiosa yang terbentuk kemudian secara simultan dikonversikan menjadi glukosa oleh enzim selobiase, yang dibuktikan dengan peningkatan glukosa sebesar 16,2% setelah proses dihidrolisis dengan enzim selulase-selobiase. Selanjutnya glukosa yang terbentuk secara simultan dikonversi menjadi etanol oleh S. cerevisiae. Selain itu, pengingkatan jumlah etanol yang dihasilkan dengan kombinasi selulase-selobiase-xylanase juga membuktikan bahwa reaksi multi enzim dengan masing-masing substrat yang spesifik dapat terjadi dalam proses SSF. Reaksi multi enzim tersebut yaitu reaksi hidrolisis selulosa dengan selulase menjadi glukosa, hidrolisis xylan dengan xylanase menjadi xylosa dan hidrolisis selobiosa menjadi glukosa dengan enzim selobiase. Selanjutnya secara simultan glukosa dan xylosa yang terbentuk dikonversi menjadi etanol dengan S. cerevisiae. Hal ini dibuktikan dengan menurunnya kadar selulosa dan hemiselulosa setelah proses SSF berlangsung yaitu dari 50% dan 20% menjadi 22% dan 10%. Peningkatan sangat signifikan pada produksi etanol dari bagas dengan kombinasi enzim selulase-selobiase, selulase-xylanase dan selulase-selobiase-xylanase setelah dilakukan kombinasi perlakuan awal C. subvermispora dan steaming 180_C. Konsentrasi etanol yang dihasilkan dengan kombinasi enzim dan perlakuan awal tersebut berturut-turut sebesar 12,9 g/L, 13,5 g/L dan 18,2 g/L. Dengan persentase ethanol yield yang dihasilkan berbasis berat bagas sebesar 25,7%, 26,9% dan 36,4%. Peningkatan etanol yang dihasilkan setelah perlakuan awal dengan C. subvermispora dan steaming disebabkan adanya proses biodegradasi lignin oleh C. subvermispora dan pelarutan kristal-kristal selulosa dan hemiselulosa selama proses perlakuan dengan steaming berlangsung. Hal ini dibuktikan dengan adanya penurunan kadar lignin sebesar 26,5%, selulosa sebesar 9,4% dan hemiselulosa 14,1% setelah kombinasi perlakuan awal C. subvermispora dan steaming pada suhu 180_C. Ethanol yield tertinggi 36,4% dengan pencapaian theoretical yield sebesar 91,4%, yaitu dengan enzim selulase-selobiase-xylanase yang dikombinasikan dengan perlakuan awal C. subvermispora dan steaming 180_C. Pencapaian hasil teori ini meningkat sangat signifikan dibandingkan dengan etanol yang dihasilkan jika hanya menggunakan enzim selulase saja (42,03%). Peningkatan tersebut membuktikan bahwa kombinasi perlakuan awal C. subvermispora dan steaming yang dipadukan dengan hidrolisis multi enzim selulase-selobiase-xylanase sangat efektif dalam mengkonversi bagas menjadi etanol dalam proses SSF. Hal ini dibuktikan dengan menurunnya kadar selulosa dan hemiselulosa pada residu bagas setelah proses SSF berlangsung yaitu dari 50% dan 20% menjadi 4,5% dan 3,5%. One of priority in the long term National Research Agenda for renewable energy development is bioethanol production from lignocellulosic materials. The problem in increasing ethanol production from lignocellulosic material, including bagasse, is how to convert completely polysaccharide to monosaccharide using specific enzymes. Complete conversion of bagasse includes how to convert cellulose, xylan and cellobiose. Another problem is the existence of lignin in bagasse, which makes it difficult for enzyme to access and, thus to convert polysaccharide to monosaccharide. It causes unoptimal ethanol production. Novel technology to produce ethanol from bagasse by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) was carried out. Experiments included pre-treatments of bagasse with several white rot fungi (Ceriporiopsis subvermispora, Lentinus edodes and Pleurotus ostreatus) and steaming; hydrolysis with combination cellulase, cellobiase and xylanase enzymes; followed by fermentation using Saccharomycess cerevisiae AM 12. Combination of cellulase-cellobiase, cellulase-xylanase and cellulase-cellobiase-xylanase increased the ethanol production from bagasse. The highest ethanol concentration after hydrolysis with those enzymes were 6.9 g/L, 8.6 g/L and 9.8 g/L, respectively, compared to using cellulase only which was 6.0 g/L. The highest yield of ethanol (based on bagasse) with combination of those enzymes were 13.9%, 17.2% and 19.68%, while using cellulase only was 12.0%. The highest result of ethanol production in theoretical yield with combination of enzymes cellulase-cellobiase-xylanase is 49.5%, while using cellulase only 42.0%. Beside glucose, the increase of ethanol production from bagasse with cellulase-cellobiase enzymes confirmed that cellobiose was also produced in partial hydrolysis of cellulose with cellulase enzyme. Cellobiose was then converted to glucose simultaneously with cellobiase enzyme, this was revealed by the increase of glucose content about 16.2% after hydrolysis with cellulase-cellobiase enzymes. And then glucose was converted to ethanol simultaneously with S. cerevisiae. The increase of ethanol yields with combination of cellulase-cellobiase-xylanase enzymes confirmed that multi enzymes reaction took place on specific substrates. This multiple reactions includes hydrolysis of cellulose to glucose by cellulase, hydrolysis of xylan to xylose by xylanase enzyme and hydrolysis of cellobiose to glucose by cellobiase enzyme. Then glucose and xylose were converted to ethanol simultaneously by S. cerevisiae. This phenomenon was revealed by weight loss of cellulose and hemicellulose of bagasse after SSF process from 50% and 20% to 22% and 10%, respectively. The significance increase of the ethanol production was achieved after pre-treatment with combination of C. subvermispora and steaming 180_C. The highest ethanol production at combination of cellulase-cellobiase, cellulase-xylanase and cellulase-cellobiase-xylanase after pre-treatment C. subvermispora and steaming 180_C were 12.9 g/L, 13.5 g/L and 18.2 g/L, respectively. The highest yield of ethanol (based on bagasse) with those combination were 25.7%, 26.9% dan 36.4%, respectively. The increase of ethanol yield after pre-treatment with C. subvermispora and steaming was caused by lignin biodegradation of bagasse with C. subvermispora and dissolution of cellulose and hemicelluose crystalline in steaming treatment process. This was revealed by lignin loss about 26.5%, cellulose loss about 9.4% and hemicellulose loss about 14.1% after pre-treatment with combination of C. subvermispora and steaming at 180_C. The highest achievement of ethanol production in theoretical yield with combination cellulase-cellobiase-xylanase after pre-treatment with combination of C. subvermispora and steaming at 180_C was 91.4%. This was a very significant increase compared to the ethanol production in theoretical yield when using cellulase only (42.0%). This increase of ethanol yield revealed that combination of pre-treatment and hydrolysis of multi enzymes very effectively converting bagasse to ethanol in SSF. This phenomenon was confirmed by weight loss of cellulose and hemicellulose in bagasse after SSF process from 50% and 20% to 4.5% and 3.5%.

Abstrak :
Skripsi ini membahas mengenai perhitungan secara tekno-ekonomi konversi bagas menjadi etanol dengan metode proses Sakarifikasi dan Fermentasi Serentak. Secara peluang teknis, industri ini sangat terbuka untuk dikembangkan. Selain terbukti lebih ramah lingkungan, industri ini juga didukung oleh keberadaan pabrik gula dengan kapasitas giling yang cukup besar serta lahan pertanian yang mendukung untuk ditanami, sebagai penghasil bagas sebagai residunya. Nilai konversi yang dihasilkan pun cukup besar yaitu sekitar 36,4% berbasis berat bagas, atau sekitar 91,4% jika dihitung secara teoritis. Perhitungan ekonomi untuk mencukupi skala industri masih belum menunjukkan nilai yang menggembirakan hal ini salah satunya disebabkan oleh kurangnya fasilitas fiskal pendukung dari pemeirintah. Untuk memenuhi kapasitas industri 80 KL per hari dibutuhkan bagas murni sekitar 20 ton. Perhitungan secara ekonomi yang juga menyertakan variabel kebijakan fiskal juga masih relatif menunjukkan kelayakan untuk dilakukan sebagi usaha investasi di masa mendatang. Dengan nilai NPV sebesar Rp 32.204.238.747 dan nilai IRR sebesar 9% tentu bukan tidak mungkin akan meningkat seiring semakin langkanya bahan bakar berbasis minyak bumi. Kondisi ini semakin menguntungkan jika diintegrasikan dengan pengelolaan jamur tiram sebagai hasil pretreatment. ......This undergraduate thesis focuses in analyzing of techno-economic analysis of ethanol production from bagasse trough Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF). Technically, it has big chance to be developed into a big scale of industry, beside it relatively safe for environment, it also supported by a big number of sugar mill spread in Java and Sumatera. Although the conversion value is also high enough, about 36, 4% base on bagasse mass, or 91,4% theoretically calculated. But, economically with fiscal policy included in, it doesn't work so good in industrial scale. For capacity of 80 KL per day it needs about 20 ton bagasse. The economic analysis gives enough number to attract people to invest. With value of NPV 32.204.238.747 rupiahs and IRR value 9% it is quiet feasible to be run in the next year, when the capacity of fossil fuel is getting down. In addition, it will be more attractive if we integrate the line with the mushroom produced in pretreatment process. Besides the internal factor of industry, government has important role to keep the industry work, maybe with offering some bigger fiscal policy e.g. tax cut, special tariff, that will attract people to make more innovation in energy resources alternative industry.