Rekayasa Bioproses Produksi Bioetanol Dari Limbah Ampas Tahu Menggunakan Konsorsium Mikroba Secara Sakarifikasi Dan Fermentasi Simultan (Ssf).
View/ Open
Date
2016Author
Febrianti, Fitria
Syamsu, Khaswar
Rahayuningsih, Mulyorini
Metadata
Show full item recordAbstract
Limbah ampas tahu merupakan bahan baku potensial untuk produksi bioetanol.
Kandungan karbohidrat dalam limbah ampas tahu dapat mencapai 30-50 %. Produksi
tahu di Indonesia mencapai 2,6 juta ton per tahun. Terdapat 315 unit usaha produksi
tahu dengan total produksi sebesar 1,08 juta ton per tahun di wilayah Jabodetabek.
Limbah ampas telah dimanfaatkan sebagai bahan bahan fortifikasi pakan ternak dan
bahan dasar pembuataan oncom merah.
Proses produksi bioetanol memiliki kendala biaya produksi yang tinggi.
Terdapat tiga langkah yang dapat digunakan untuk menekan biaya produksi yaitu,
pemilihan substrat yang murah dan jumlahnya melimpah, penggunaan teknologi yang
dapat meningkatkan produktivitas, serta penggunaan agen mikroba sebagai penghasil
enzim untuk bioetanol dan menerapkan prinsip rekayasa biorproses yaitu, teknik
sakarifikasi dan fermentasi simultan terekayasa. Proses produksi bioetanol dari bahan
berpati pada umumnya menggunakan enzim komersial untuk menghidrolisis pati
menjadi gula. Penelitian ini menggunakan kultur kapang Aspergillus niger dan khamir
Saccharomyces cerevisiae untuk meminimalisir ketergantungan terhadap enzim
komersial yang mahal.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa potensi limbah ampas tahu sebagai
bahan baku bietanol dan menentukan teknologi produksi bioetanol yang memiliki
rendemen dan efisiensi konversi yang tinggi menggunakan metode Sakarifikasi dan
Fermentasi Simultan (SSF) terekayasa.
Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahapan; pembuatan dan karakterisasi tepung
ampas tahu, proses produksi gula menggunakan kultur Aspergillus niger, dan proses
produksi bioetanol secara SSF konvensional (aerasi penuh) dan SSF terekayasa
menggunakan konsorsium mikroba yang terdiri dari Aspergillus niger dan
Saccharomyces cerevisiae.
Berdasarkan hasil karakterisasi, kandungan utama tepung ampas tahu adalah
karbohidrat, yaitu 54,04±0,03 % (bk) dengan kandungan pati sebesar 39,23± 0,2 % (bk).
Proses produksi gula dari pati limbah ampas tahu dilakukan dengan kultivasi sistem
batch (curah) selama 84 jam menggunakan kapang Aspergillus niger. Produksi gula
terbesar adalah pada jam ke- 48, yaitu 14,42 g/L. Proses produksi bioetanol secara SSF
konvensional (aerasi penuh) menggunakan konsorsium mikroba menghasilkan bioetanol
sebesar 7,69 g/L. Kinetika kultivasi meliputi; nilai laju pertumbuhan maksimum
(μ maks) sebesar 0,01/jam, (Yp/s) sebesar 0,24±0,03 g gula/g substrat, (Yx/s) sebesar
0,23±0,01 g biomassa/g substrat, (Yp/x) sebesar 0,93±0,07 g gula/g biomassa, dan
efisiensi penggunaan subtrat sebesar 88,57 ±0,16 %.
Penghentian aerasi pada SSF terekayasa dilakukan berdasarkan tahap sebelumnya,
dimana biomassa Aspergillus niger berada pada akhir fase eksponensial dan
menghasilkan gula tertinggi yaitu pada jam ke-48. Kultivasi dalam kondisi anaerobik
dapat meningkatkan kemampuan Saccharomyces cerevisiae dalam mengkonversi gula
menjadi bioetanol. Kombinasi teknik SSF terekayasa dan konsorsium mikroba terbukti
mampu meningkatkan produksi bioetanol yaitu sebesar 11,39 g/L. Teknik SSF
terekayasa dinilai lebih efisien dibandingkan SSF konvensional (aerasi penuh) karena
dapat meningkatkan rendemen pemakaian substrat menjadi produk (Yp/s) sebesar
0,35±0,01 g bioetanol/ g substat, (Yx/s) sebesar 0,15±0,02 g biomassa/ g substrat.
Rendemen produk per biomassa (Yp/x) yaitu 1,15±0,02 g bioetanol/g biomassa dengan
nilai efisiensi pengunaan substrat sebesar 83,51±0,17%.