Produktivitas bioetanol empat jenis pulp dengan tingkat perlakuan fisik berbeda

Abstract

Etanol merupakan salah satu jenis biofuel yang penggunaannya dapat mengurangi konsumsi bahan bakar tambang dan secara signifikan dapat mengurangi emisi gas rumah kaca. Sebagian besar bioetanol diproduksi dari bahan berkarbohidrat kelompok bahan pangan sehingga menyebabkan harga pangan dan bioetanol dunia menjadi mahal. Hal ini mendorong penelitian ke arah bioetanol berbasis biomassa berselulosa; salah satunya dari limbah kertas. Limbah kertas kemungkinan mudah dikonversi menjadi bioetanol karena kadar ligninnya relatif rendah. Penelitian ini diarahkan untuk identifikasi produktivitas bioetanol dari empat jenis pulp pada tingkat perlakuan fisik atau umur (age) berbeda, yaitu pada unbeaten pulp, beaten pulp, non-printed paper dan laser-printed paper, dengan penerapan metode Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF). Persiapan bahan baku dilakukan dengan menyobek-nyobek pulp/kertas sampai berukuran kecil dan direndam sampai serat-seratnya tersuspensi oleh air. Rendeman diaduk dengan mixer dan kemudian disaring menggunakan kain kasa, lalu dikering-udarakan selama sekitar dua minggu. Analisis kadar holoselulosa, selulosa dan hemiselulosa mengikuti prosedur metode Browning. Penelitian utama dilanjutkan dengan basis kadar selulosa 6 % (b/v) dengan volume media 10 mL. Metode SSF menggunakan enzim selulase 1,2 mL (aktivitas enzim 4,5–7,0 IU/mL) dan filtrat Saccharomyces cerevisiae 108 CFU (konsentrasi 10%, 15% dan 20%). Ke dalam media juga ditambahkan 0,5 mL buffer natrium sitrat 1 M, NPK 0,04 % (b/v) dan ZA 0,15 % (b/v). SSF berlangsung pada suhu 40oC. Inkubasi berlangsung selama 3, 4 dan 5 hari. Pengukuran kadar gula pereduksi mengacu pada metode Nelson Somogyi. Pengujian kadar etanol menggunakan alat Kromatografi Gas (GC). Pengujian komposisi karbohidrat masing-masing pulp menunjukkan bahwa secara berurutan kadar selulosa unbeaten pulp, beaten pulp, non-printed paper, dan laser-printed paper adalah 88,77%, 91,30%, 76,55% dan 74,86%. Sementara itu, kadar hemiselulosanya berturut- turut 7,40%, 6,77%, 5,29%, dan 4,87%. Tingginya kandungan karbohidrat bahan menjadikannya potensial untuk dijadikan bietanol. Secara teori, dari kadar selulosa rata-rata keempat pulp tersebut (82,87%) akan diperoleh kadar etanol maksimal sebesar 41,70%. Analisis sidik ragam terhadap kadar etanol menunjukkan bahwa perlakuan konsentrasi khamir memberikan pengaruh nyata (p<0,05) dengan level optimal 15%. Memasuki hari ke-3 inkubasi, pertumbuhan khamir berada pada fase stasioner sehingga kadar etanol yang dihasilkan cenderung statis bahkan menurun dari hari ke-3 sampai hari ke-5. Dari konversi selulosa pada keempat jenis pulp, diperoleh nilai konversi selulosa tertinggi terdapat pada bahan unbeaten pulp sebesar 4,750% dengan konsentrasi khamir 20% dan lama inkubasi 3 hari; pada beaten pulp sebesar 8,248% dengan konsentrasi khamir 15% dan lama inkubasi 3 hari; pada non-printed paper 5,764% dengan konsentrasi khamir 20% dan lama inkubasi 4 hari; serta pada laser-printed paper 6,181% dengan konsentrasi khamir 20% dan lama inkubasi 5 hari. Rendahnya nilai konversi selulosa yang diperoleh diduga karena aktivitas enzim selulase yang relatif rendah, akumulasi zat-zat inhibitor dalam media, serta khamir yang diaplikasikan tidak dalam kondisi segar.