📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 12 dokumenPEMODELAN SISTEM DINAMIS UNTUK EVALUASI KEBIJAKAN PENINGKATAN PRODUKSI BIOETANOL FUEL-GRADE BERBASIS TEBU DI INDONESIA
Abstrak bisa dilihat di filenya
PENINGKATAN TOLERANSI ETANOL PADA S. CEREVISIAE MELALUI ADAPTIVELABORATORY EVOLUTION (ALE) BERBASIS HEAT SHOCK SEBAGAI STRATEGIOPTIMASI PRODUKSI BIOETANOL
Ketergantungan global terhadap bahan bakar fosil telah memicu tekanan ekonomi dan degradasi lingkungan yang signifikan. Di Indonesia, lonjakan impor BBM yang menembus US$12,4 miliar pada tahun 2024 memberikan beban fiskal yang berat, sementara emisi gas rumah kaca dari pembakaran fosil terus memperburuk krisis iklim dan polusi udara. Bioetanol muncul sebagai solusi strategis karena sifatnya yang terbarukan dan dapat diproduksi melalui proses fermentasi menggunakan ragi. Namun, efisiensi produksi bioetanol oleh Saccharomyces cerevisiae masih terhambat oleh toksisitas etanol produk akhir yang menyebabkan denaturasi protein, kerusakan membran, dan penghambatan pertumbuhan sel ragi pada konsentrasi tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan strain mutan ragi yang toleran terhadap etanol hingga konsentrasi 16% (v/v) melalui metode Adaptive Laboratory Evolution (ALE) dengan memanfaatkan mekanisme cross-protection. Strategi ini menggunakan pretreatment heat shock untuk menginduksi sintesis Heat Shock Proteins (HSPs), seperti Hsp104. S. cerevisiae ditumbuhkan dalam medium Yeast Extract Peptone Dextrose (YPD) pada suhu ruang 23 ± 1.5°C, agitasi 0 rpm, dengan kondisi fakultatif anaerob. Proses ALE diawali dengan pemberian pretreatment heat shock pada suhu 50°C selama 10 menit, diikuti dengan adaptasi pada konsentrasi etanol yang meningkat secara progresif dari 10% hingga 16% (v/v). Konfirmasi terhadap evolved strain dilakukan melalui kultivasi pada medium YPD dengan konsetrasi etanol 16% (v/v) dan dibandingkan performa pertumbuhan strain berbasis heat shock terhadap strain ALE tanpa pretreatment heat shock. Hasil penelitian menunjukkan S. cerevisiae toleran etanol 16% (v/v) dengan kesintasan mencapai 92,40%, secara signifikan lebih tinggi dibandingkan wild-type sebesar 48,73%. Strain hasil ALE mampu memertahankan mutasi secara stabil selama tiga kali subkultur berulang dengan laju pertumbuhan yang tidak berbeda secara signifikan (p-value > 0,05) antara strain ALE tanpa heat shock dan ALE dengan heat shock. Hal ini membuktikan bahwa metode ALE menggunakan etanol secara langsung sudah memadai untuk meningkatkan toleransi ragi terhadap stres etanol tinggi. Temuan ini berpotensi dimanfaatkan untuk peningkatan produktivitas bioetanol melalui penelitian lanjutan.
PENINGKATAN TOLERANSI ETANOL PADA S. CEREVISIAE MELALUI ADAPTIVELABORATORY EVOLUTION (ALE) BERBASIS HEAT SHOCK SEBAGAI STRATEGIOPTIMASI PRODUKSI BIOETANOL
Ketergantungan global terhadap bahan bakar fosil telah memicu tekanan ekonomi dan degradasi lingkungan yang signifikan. Di Indonesia, lonjakan impor BBM yang menembus US$12,4 miliar pada tahun 2024 memberikan beban fiskal yang berat, sementara emisi gas rumah kaca dari pembakaran fosil terus memperburuk krisis iklim dan polusi udara. Bioetanol muncul sebagai solusi strategis karena sifatnya yang terbarukan dan dapat diproduksi melalui proses fermentasi menggunakan ragi. Namun, efisiensi produksi bioetanol oleh Saccharomyces cerevisiae masih terhambat oleh toksisitas etanol produk akhir yang menyebabkan denaturasi protein, kerusakan membran, dan penghambatan pertumbuhan sel ragi pada konsentrasi tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan strain mutan ragi yang toleran terhadap etanol hingga konsentrasi 16% (v/v) melalui metode Adaptive Laboratory Evolution (ALE) dengan memanfaatkan mekanisme cross-protection. Strategi ini menggunakan pretreatment heat shock untuk menginduksi sintesis Heat Shock Proteins (HSPs), seperti Hsp104. S. cerevisiae ditumbuhkan dalam medium Yeast Extract Peptone Dextrose (YPD) pada suhu ruang 23 ± 1.5°C, agitasi 0 rpm, dengan kondisi fakultatif anaerob. Proses ALE diawali dengan pemberian pretreatment heat shock pada suhu 50°C selama 10 menit, diikuti dengan adaptasi pada konsentrasi etanol yang meningkat secara progresif dari 10% hingga 16% (v/v). Konfirmasi terhadap evolved strain dilakukan melalui kultivasi pada medium YPD dengan konsetrasi etanol 16% (v/v) dan dibandingkan performa pertumbuhan strain berbasis heat shock terhadap strain ALE tanpa pretreatment heat shock. Hasil penelitian menunjukkan S. cerevisiae toleran etanol 16% (v/v) dengan kesintasan mencapai 92,40%, secara signifikan lebih tinggi dibandingkan wild-type sebesar 48,73%. Strain hasil ALE mampu memertahankan mutasi secara stabil selama tiga kali subkultur berulang dengan laju pertumbuhan yang tidak berbeda secara signifikan (p-value > 0,05) antara strain ALE tanpa heat shock dan ALE dengan heat shock. Hal ini membuktikan bahwa metode ALE menggunakan etanol secara langsung sudah memadai untuk meningkatkan toleransi ragi terhadap stres etanol tinggi. Temuan ini berpotensi dimanfaatkan untuk peningkatan produktivitas bioetanol melalui penelitian lanjutan.
PEMANFAATAN GAS SINTESIS UNTUK PRODUKSI BIOETANOL: EVALUASI PROSES FERMENTASI DAN TEKNOEKONOMI
Fermentasi gas sintesis telah menjadi alternatif yang menarik dalam produksi bioetanol, mengingat gas sintesis yang diperoleh dari gasifikasi biomassa atau limbah organik dapat digunakan sebagai sumber karbon. Gas sintesis dapat dikonversi menjadi bioetanol dengan bantuan mikroorganisme asetogenik seperti Clostridium ljungdahlii dan Clostridium autoethanogenum melalui jalur reduktif asetil-KoA (Wood-Ljungdahl). Meskipun fermentasi gas sintesis menawarkan berbagai keuntungan, seperti independensinya terhadap rasio H?/CO yang konstan, variasi komposisi gas sintesis yang dihasilkan dari berbagai jenis biomassa, proses gasifikasi, dan kondisi operasional dapat memengaruhi efisiensi konversi gas menjadi etanol. Selain itu, tantangan lainnya termasuk fluktuasi konsentrasi gas terlarut, yang dapat memengaruhi kinerja mikroorganisme. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi faktor-faktor yang memengaruhi efisiensi konversi gas sintesis menjadi bioetanol dan memberikan wawasan mengenai potensi komersialisasi proses fermentasi gas sintesis dari segi teknis dan ekonomi. Secara khusus, penelitian ini mengkaji pengaruh modifikasi media DSMZ 879 terhadap pertumbuhan inokulum Clostridium ljungdahlii DSM 13258 dan produksi etanol pada proses fermentasi gas sintesis dengan komposisi 25% CO, 15% H2, 20% CO2, dan 40% N2, serta menilai dampak fluktuasi komposisi gas inlet terhadap efisiensi proses fermentasi. Selain itu, penelitian ini juga melakukan kajian teknoekonomi untuk membandingkan kelayakan antara proses fermentasi gas sintesis dasar dan proses fermentasi dengan resirkulasi sel, guna menentukan pendekatan yang lebih ekonomis dan efisien dalam skala industri. Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini mencakup modifikasi komponen media pertumbuhan sel dengan perubahan mikronutrien logam jejak (Ni²?, Zn²?, SeO?²?, dan WO?²?) serta modifikasi konsentrasi media makronutrien, seperti fruktosa, NaHCO?, dan MgSO?.7H?O. Optimasi media untuk produksi etanol dilakukan dengan menggunakan Response Surface Method (RSM) dengan desain komposit sentral, yang menggabungkan konsentrasi ekstrak ragi 0,5 g/L, MgSO? 1,1 g/L, dan NiCl? 0,3 mg/L. Modifikasi komponen mikronutrien logam jejak tidak meningkatkan hasil massa sel jika dibandingkan dengan media standar. Sedangkan modifikasi konsentrasi media makronutrien, berhasil meningkatkan massa sel inokulum, namun saat medium digunakan pada fermentasi gas sintesis, perolehan biomassa, asetat, dan etanol menurun dibandingkan dengan media standar. Konsentrasi ekstrak ragi 0,5 g/L, MgSO4 1,1 g/L, dan NiCl2 0,3 mg/L menghasilkan produksi etanol sebesar 0,25 g/L, dua kali lebih tinggi daripada fermentasi menggunakan media standar. Untuk menilai pengaruh komposisi gas inlet yang fluktuatif terhadap proses fermentasi gas sintesis, dilakukan pemodelan yang mensimulasikan pengaruh variasi kLa serta variasi gangguan komposisi gas, termasuk besar gangguan dan durasi gangguan pada proses fermentasi. Nilai kLa yang lebih tinggi, meningkatkan produksi metabolit hingga ambang batas kLa CO sebesar 300/jam. Peningkatan rasio CO2/CO selama fermentasi memengaruhi peningkatan produksi etanol dan asam asetat. Fluktuasi dalam komposisi gas menyebabkan perubahan lebih besar dalam konsentrasi metabolit. Hasil pemodelan kemudian divalidasi melalui eksperimen dengan laju alir gas sintesis yang digunakan adalah 80 ml/menit, temperatur reaksi 37°C, pH medium antara 4,5 hingga 6, waktu tinggal dari reaksi fermentasi adalah 16 hari, dan laju pengadukan selama proses fermentasi adalah 200 rpm. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pemanfaatan komposisi gas masuk yang berfluktuasi, menghasilkan konsentrasi etanol yang lebih tinggi (0,42 g/L), dibandingkan dengan komposisi gas masuk standar (0,36 g/L). Perhitungan teknoekonomi pada proses fermentasi gas sintesis untuk produksi bioetanol menggunakan kapasitas unit produksi per tahun yang terdiri dari 16.160 m³ medium cair dan 1.280-ton gas sintesis, dengan harga beli gas sintesis sebesar Rp3.370 per kg. Analisis teknoekonomi menunjukkan bahwa optimasi proses—melalui pemendekan waktu fermentasi, pengurangan jumlah fermentor, dan penerapan resirkulasi media—berhasil menurunkan Capital Charge per Product (CCP) dan biaya operasional. Parameter yang dicantumkan dalam studi ini meliputi CAPEX yang awalnya sebesar Rp28,78 miliar, turun menjadi Rp22,34 miliar, dan OPEX yang turun dari Rp46,19 miliar menjadi Rp32,46 miliar setelah optimasi. Harga jual bioetanol yang awalnya dihitung sebesar Rp99.330 per liter, setelah optimasi turun menjadi Rp54.357 per liter. Namun, harga jual ini masih jauh di atas kisaran harga pasar internasional (CIF) saat ini, yaitu Rp13.260–Rp17.160 per liter. Secara finansial, optimasi proses mengurangi NPV dari Rp171,33 miliar menjadi Rp68,07 miliar, sementara Internal Rate of Return (IRR) tetap pada 8%, setara dengan Weighted Average Cost of Capital (WACC). Payback Period meningkat dari 10,43 tahun menjadi 11 tahun. Meskipun demikian, proyek ini belum kompetitif di pasar internasional tanpa faktor eksternal seperti subsidi, kontrak offtake jangka panjang, atau penjualan ke segmen harga premium. Untuk mencapai daya saing harga pasar, diperlukan peningkatan kinerja proses dan strategi komersial lebih lanjut, seperti meningkatkan titer, yield, dan produktivitas, menurunkan CAPEX dan OPEX, memanfaatkan co-products atau integrasi energi, serta mencari insentif kebijakan, kredit karbon atau pasar niche dengan harga premium. Berdasarkan analisis sensitivitas, variabel yang paling dominan adalah kapasitas produksi dan harga produk bioetanol.
OKSIDA LOGAM SEBAGAI FAKTOR PEMBENTUKAN BIOETANOL PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KELAPA SAWIT
Setiap satu ton tandan buah segar kelapa sawit akan menghasilkan sekitar 0,7-0,8 m³ limbah pome; limbah cair pome mencemari lingkungan dan menimbulkan pencemaran gas rumah kaca (GRK). Kandungan limbah pome dapat dimanfaatkan menjadi energi alternatif untuk produksi biogas pada proses pengolahan anaerobik, keuntungan pengolahan anaerobik dari segi biaya yang lebih murah. Proses anaerobik menghasilkan bioetanol yang menjadi produk fermentasi biomassa dengan bantuan mikroorganisme. Mikroorganisme memanfaatkan limbah pome sebagai substrat dan kultur campuran bakteri anaerobik untuk produksi bioetanol, dengan penambahan unsur hara mikro seperti logam berupa ion Fe, Ni, dan Mo dapat memaksimalkan pembentukan bioetanol. Jumlah bioetanol masih dapat ditingkatkan melalui efisiensi penggunaan oksida logam. Penelitian ini menggunakan uji coba skala laboratorium, dengan menggunakan sistem batch reaktor unggun tersirkulasi. Perlakuan awal berupa penyemaian dan karakterisasi limbah, serta pengamatan total asam volatil dan parameter bioetanol selama operasi reaktor, dengan variasi jenis oksida logam FeO, NiO, dan MoO. Oksida logam diharapkan dapat meningkatkan produksi gas bioetanol, sehingga percobaan ini merupakan pengembangan pemanfaatan limbah pome menjadi sumber energi baru terbarukan yang relatif lebih bermanfaat dalam mencegah pencemaran lingkungan.
PENGEMBANGAN SACCHAROMYCES CEREVISIAE TOLERAN ETANOL MELALUI ADAPTIVE LABORATORY EVOLUTION (ALE) BERBASIS SINAR UV-C SEBAGAI STRATEGI OPTIMASI PRODUKSI BIOETANOL
Penggunaan minyak bumi senantiasa meningkat, sementara cadangannya kian menipis dan penggunaannya berkontribusi besar terhadap emisi karbon. Bioetanol merupakan bahan bakar terbarukan yang ramah lingkungan dan berpotensi menjadi alternatif pengganti bahan bakar minyak bumi. S. cerevisiae kerap dimanfaatkan untuk produksi bioetanol, karena memiliki efisiensi tinggi, nonpatogenik, dan mudah direkayasa. Namun, produksi etanol masih terkendala oleh rendahnya yield, terutama akibat keterbatasan S. cerevisiae untuk fermentasi dalam kadar etanol tinggi. Oleh karena itu, dikembangkan S. cerevisiae mutan yang toleran terhadap etanol hingga konsentrasi 16% (v/v) melalui pendekatan adaptive laboratory evolution (ALE) berbasis mutagenesis paparan sinar UVC. Digunakan medium yeast extract peptone dextrose (YPD) padat dan cair, inkubasi pada suhu ruang (25 ± 2,5°C), dan tanpa agitasi (0 rpm) untuk menumbuhkan S. cerevisiae. Proses ALE terdiri dari 2 tahap utama: (1) pemaparan mutagen sinar UV-C durasi 5, 10, dan 15 detik (jarak 30 cm dan daya 30 W) pada S. cerevisiae di YPD padat untuk proses seleksi dan perolehan mutan; (2) kultivasi S. cerevisiae mutan pada YPD cair untuk menumbuhkan dan mengadaptasikan mutan. Keduanya dilakukan secara berulang dengan suplementasi etanol secara progresif (8-16% v/v) pada medium. Setelah tiap pemaparan, koloni dengan diameter terbesar pada YPD padat dikultivasi ke YPD cair, diamati pertumbuhannya, dan disubkultur sampai pertumbuhan stabil serta kesintasan pada akhir fase eksponensial mencapai ?30%. ALE dilakukan hingga diperoleh S. cerevisiae mutan yang toleran terhadap etanol konsentrasi 16% (v/v). Selanjutnya, dilakukan konfirmasi kesintasan (%) pada medium YPD padat dan cair beretanol 16% (v/v) dan dilakukan komparasi performa, berdasarkan laju pertumbuhan spesifik (jam-1), laju konsumsi substrat (g·jam-1), dan produksi etanol (%). Hasil menunjukan bahwa ALE berbasis paparan sinar UV-C menghasilkan 9 varian mutan S. cerevisiae yang toleran etanol antara 14-16% (v/v), berbeda dengan S. cerevisiae nonmutan yang toleransi etanolnya hanya sampai 12% (v/v). Varian terbaik, M102 (paparan UV-C 10 detik), menunjukkan kesintasan senilai 80,00 ± 10,31% pada medium padat dan 86,00 ± 6,63% pada medium cair tersuplementasi etanol 16% (v/v). Dalam segi performa, berdasarkan t-test M102 tidak berbeda signifikan (p-value > ?), dibandingkan dengan nonmutan, baik pada laju pertumbuhan spesifik (p-value = 0,1122; mutan = 0,269 ± 0,002 jam-1; nonmutan = 0,253 ± 0,011 jam-1), laju konsumsi substrat (p-value=0,3696; mutan = 1,23 ± 0,009 g·jam-1; nonmutan =1,20 ± 0,044 g·jam-1), ataupun produksi etanol (p-value = 0,9344; mutan = 1,104 ± 0,065 % (v/v); nonmutan = 1,098 ± 0,098 % (v/v)). Hasil yang tidak signifikan tersebut mengindikasikan bahwa mutasi yang terjadi tidak memengaruhi performa S. cerevisiae mutan dalam produksi etanol. Dapat diambil kesimpulan, ALE berbasis UV-C, khususnya durasi 10 detik (jarak 30 cm dan daya 30 W) dan seleksi etanol progresif merupakan pendekatan potensial untuk meningkatkan toleransi S. cerevisiae dalam produksi bioetanol yang lebih efisien.
PEMODELAN FERMENTASI GLUKOSA DARI PATI SINGKONG (MANIHOT ESCULENTA) OLEH RAGI (SACCHAROMYCES CEREVISIAE) UNTUK PRODUKSI BIOETANOL MENGGUNAKAN PERSAMAAN MONOD YANG MELIBATKAN INHIBISI PRODUK
Abstrak dapat dilihat di file nya
PRODUKSI BIOETANOL DARI UBI JALAR MELALUI PROSES SAKARIFIKASI FERMENTASI SIMULTAN (SFS) DENGAN PENGGUNAAN ENZIM ENDOGEN UBI JALAR
Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki komoditas ubi jalar sangat besar yaitu sebanyak 1.914.244 ton per tahun 2018 (Kementerian Pertanian Republik Indonesia), namun pendayagunaan ubi jalar di Indonesia masih minim. Ubi jalar merupakan salah satu produk nabati yang memiliki tingkat pati yang tinggi, oleh karena itu ubi jalar berpotensi untuk didayagunakan sebagai bahan dasar pembuatan bioetanol. Pembuatan bioetanol dari ubi jalar secara konvensional menggunakan bantuan enzim eksogen dalam proses likuifaksi dan sakarifikasi. Pada penelitian ini, enzim endogen yang terkandung di dalam ubi jalar digunakan dalam pernroduksian bioetanol. Namun, penggunaan enzim endogen menghasilkan maltosa. Oleh karena itu diperlukan bahan tambahan yang dapat mengubah maltosa menjadi glukosa. Kecambah diketahui memiliki kadar enzim a-amilase yang tinggi sehingga dinilai mampu membantu untuk memecah maltosa menjadi glukosa dalam proses fermentasi ubi cilembu menjadi bioetanol. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melakukan prduksi bioetanol yang berasal dari ubi cilembu dengan menggunakan enzim endogen yang terkandung di dalam ubi cilembu dan melakukan upaya untuk meningkatkan nilai perolehan etanol. Penelitian dilakukan dengan metode SFS selama 48 jam. Ubi cilembu ditambahkan dengan kecambah (kacang hijau dan kacang kedelai) dengan variasi konsentrasi (20%, 30%, 40%, 50%). Sampel hasil fermentasi diuji menggunakan HPLC untuk menghitung kadar etanol dan kadar glukosa yang tersisa. Pengujian awal sebelum fermentasi dilakukan menggunakan HPLC untuk mengetahui kadar glukosa awal yang terkandung pada ubi cilembu, kecambah kacang hijau, dan kecambah kacang kedelai. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan kecambah kacang hijau dan kacang kedelai menyebabkan penurunan nilai yield etanol. Semakin tinggi konsentrasi kecambah pada substrat menyebabkan nilai yield etanol yang dihasilkan semakin berkurang.
ANALISIS PEMBENTUKAN ETANOL DENGAN PENAMBAHAN OKSIDA LOGAM FE2O3, NIO, DAN CUO DARI POME (PALM OIL MILL EFFLUENT) ARTIFISIAL DALAM PROSES ANAEROB
Indonesia merupakan produsen minyak kelapa sawit terbesar di dunia dengan hasil produksi sebesar 45,5 juta metrik ton pada tahun 2022. Produksi kelapa sawit yang besar tentunya menghasilkan limbah yang dihasilkan dari proses pengolahan buah kelapa sawit menjadi CPO atau yang biasa disebut dengan Palm Oil Mill Effluent (POME). Pengolahan limbah cair yang dihasilkan dari produksi CPO dapat menghasilkan energi terbarukan dengan salah satu produknya yaitu bioetanol. Dalam proses pengolahan POME secara anaerob, penambahan trace elements seperti logam Al (aluminium) Cu (tembaga), Ni (nikel), Fe (besi), dan lain-lain akan memberikan pengaruh terhadap pembentukan etanol. Logam yang digunakan dalam penelitian ini yaitu berjenis oksida logam seperti Fe (besi), Cu (tembaga), dan Ni (nikel). Proses anaerob dilakukan dengan reaktor Circulated Batch Reakor (CBR). Diperlukan adanya pengadukan menggunakan nitrogen agar menciptakan suasana anaerob sebelum reaktor dioperasikan. Pengambilan sampel pada reaktor dilakukan setiap 6 jam untuk parameter pH, volatil suspended solid, dan dissolved oxygen. Hasil pH yang didapat yaitu, proses asidogenesis berlangsung rata-rata selama 18 jam yang ditandai dengan adanya penurunan pH hingga mencapai rentang 4,5-5,0. Pertumbuhan bakteri yang dialami pada setiap variasi percobaan menujukkan hasil tren yang positif dengan adanya kenaikan VSS. Pengaruh penambahan oksida logam tidak menghasilkan nilai yang positif, tetapi jika dibandingkan dengan reaktor tanpa penambahan logam, reaktor dengan penambahan logam CuO, kombinasi antara Fe2O3 dan CuO, dan kombinasi campuran 3 logam menghasilkan degree of ethanofication (DE) yang lebih besar dari reaktor tanpa penambahan logam. Secara berturut-turut nilai rata-rata replikasi 1 dan 2 degree of ethanofication dari 3 reaktor tersebut yaitu -0,221; -0,153; -0,221. Selebihnya, arah pembentukan reaktor yang ditambahkan oksida logam NiO akan menghasilkan produk asam volatil yang lebih baik dibandingkan tidak ditambah NiO. Namun, hasil neraca massa membuktika bahwa masih ada sekitar 50-60% bentuk lain yang dihasilkan dari degradasi COD selain etanol dan TAV yang diuji pada penelitian ini.
PENGARUH PENAMBAHAN ION LOGAM TERHADAP PROSES PRODUKSI BIOETANOL DARI SORGUM MANIS
Kebutuhan Indonesia akan sumber bahan bakar terus meningkat setiap tahunnya. Hal ini dibuktikan dengan adanya peningkatan konsumsi minyak di Indonesia pada tahun 2020, dari 1.398.496 barrel per hari menjadi 1.471.498 barrel per hari. Data ini mencerminkan peningkatan permintaan dan perubahan dinamika pasar minyak dalam periode tersebut. Peningkatan kebutuhan dan konsumsi minyak ini tidak berbanding lurus dengan stok minyak bumi yang menurun setiap tahunnya. Permasalahan tersebut dapat pelan-pelan diselesaikan dengan kekayaan hayati di Indonesia yang berlimpah dan memiliki banyak alternatif untuk membantu menyokong kebutuhan energi, khususnya bahan bakar. Salah satu alternatif jenis bahan bakar yang dapat dikembangkan dengan maksimal adalah bioetanol. Bioetanol dapat diproduksi dari tiga kategori bahan baku, yaitu bahan bersukrosa seperti sorgum dan gula tebu, bahan berpati seperti jagung dan kentang, serta bahan berselulosa seperti kulit nanas dan kayu. Ketiga kategori bahan baku tersebut mudah ditemukan dan ditanam di Indonesia. Berdasarkan contoh tanaman pada ketiga kategori tersebut, diketahui bahwa sorgum (sorgum manis) memiliki potensi besar untuk diolah menjadi bioetanol tetapi belum dikembangkan secara maksimal. Kelebihan utamanya adalah kandungan brix yang tinggi dan umur panen yang singkat jika dibandingkan dengan tanaman lain seperti jagung, singkong, dan tebu. Pada penelitian ini, dilakukan percobaan produksi bioetanol dengan metode fermentasi gula sorgum dengan bantuan Saccharomyces cerevisiae. Proses fermentasi dilaksanakan selama 24 jam pada temperatur 30 °C, pH 5, dan kadar Brix awal gula sorgum sebesar 25 °Brix dengan penambahan variasi ion logam, yaitu ion logam Fe2+, Mg2+, dan Zn2+. Kadar logam yang digunakan sebesar 0,01 g/L, 0,025 g/L, dan 0,05 g/L. Hasil keseluruhan menunjukkan variasi Fe2+ (kadar 0,025 g/L) menghasilkan konsentrasi etanol tertinggi sebesar 31,2 g/L. Hasil selanjutnya jika dianalisis berdasarkan kadar, kadar 0,01 g/L, 0,025 g/L, dan 0,05 g/L secara berturut-turut menghasilkan etanol tertinggi pada logam Mg2+ (20,6 g/L), Fe2+ (31,2 g/L), dan Zn2+ (18 g/L).
OPTIMASI SEPARASI DAN PURIFIKASI ETANOL DARI FERMENTASI HIGH-FRUCTOSE CORN SYRUP (HFCS) OLEH SACCHAROMYCES CEREVISIAE
Permintaan etanol meningkat signifikan sejak pandemi COVID-19. Produksi bioetanol biasanya melalui fermentasi substrat hayati atau biomassa yang kaya karbohidrat sederhana, dengan Saccharomyces cerevisiae sebagai mikroorganisme utama karena efisiensinya dalam mengonversi gula menjadi etanol. Untuk menekan biaya produksi, High Fructose Corn Syrup (HFCS) menjadi bahan baku ideal karena kandungan glukosa dan fruktosanya yang tinggi. Untuk mengoptimalkan produktivitas dan kualitas etanol, diperlukan optimasi pada proses hilir seperti separasi dan purifikasi. Penelitian ini memfokuskan pada fermentasi dan optimasi proses sentrifugasi, distilasi, dan pengeringan alkohol, serta analisis neraca massa untuk keseluruhan proses. Hasil penelitian menunjukkan waktu tinggal hidrolik optimum pada alat sentrifugasi adalah 20 menit dengan kecepatan 14.800 RCF. Distilasi optimum dicapai pada suhu 60°C dan tekanan 134 mBar. Pengeringan alkohol paling efektif dilakukan dengan rasio massa 1:1 antara adsorben dan air pada campuran azeotrop. Dari keseluruhan proses, diperoleh etanol dengan kemurnian 56,55%. Analisis neraca massa menunjukkan rendemen keseluruhan sebesar 18,62% dengan kemurnian etanol 100%.
OPTIMASI SUHU DAN KONSENTRASI FRUKTOSA MEDIUM TERHADAP PRODUKSI BIOETANOL DARI FERMENTASI HIGH FRUCTOSE CORN SYRUP DENGAN SACCHAROMYCES CEREVISIAE
Kebutuhan energi terus mengalami peningkatan signifikan dari waktu ke waktu seiring dengan pertumbuhan populasi manusia. Kebutuhan energi diperkirakan akan meningkat sepanjang tahun 2023 hingga 2050 sebesar 15%. Permintaan kebutuhan energi yang semakin tinggi akan mengakibatkan peningkatan penggunaan bahan bakar fosil yang berkontribusi besar dalam emisi gas rumah kaca (GRK) dan pemanasan global. Selain tidak ramah lingkungan, bahan bakar fosil diestimasi akan habis dalam 40-50 tahun. Salah satu energi alternatif ramah lingkungan yang bisa menjadi opsi untuk pemenuhan tersebut adalah bio-etanol. Bio-etanol umumnya diproduksi dengan proses fermentasi biomassa mengandung gula oleh mikroorganisme. Mikroorganisme yang sering digunakan untuk fermentasi alkohol adalah Saccharomyces cerevisiae karena toleransinya yang tinggi terhadap etanol, dapat tumbuh pada rentang pH 4-6, mudah memfermentasi berbagai jenis gula serta sering digunakan di industri. Gula yang digunakan sebagai substrat fermentasi dapat berasal dari limbah kilang gula maupun limbah proses penggilingan, seperti high fructose corn syrup (HFCS). Pada penelitian ini, dilakukan optimasi fermentasi produk sampingan pengolahan jagung berupa HFCS untuk memproduksi bio-etanol. Proses optimasi dilakukan untuk menentukan suhu dan konsentrasi fruktosa dari HFCS yang paling optimum. Kemudian, dilakukan up-scaling pada skala 8L dengan kondisi suhu lingkungan dan konsentrasi fruktosa yang optimal. Berdasarkan penelitian, suhu optimum fermentasi adalah 31?C dan konsentrasi fruktosa dari HFCS dalam medium fermentasi yang paling baik digunakan pada penelitian adalah dengan menggunakan fruktosa 8%. Hasil upscale pada skala 8L menunjukkan total bio-etanol hasil fermentasi mencapai 266,96 g/L.