Kajian awal produksi aseton-butanol-etanol secara sinambung dari substrat hidrolisat tandan kosong kelapa sawit (elaeis guineensis Jacq) menggunakan bioreaktor unggun diam

Abstract

Peningkatan jumlah limbah padat pabrik kelapa sawit menuntut penanganan dan pemanfaatan secara efektif. Salah satu pemanfaatan yang efektif adalah menjadikan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai bahan dasar fermentasi untuk produksi pelarut organik aseton-butanol-etanol (ABE). Penelitian ini bertujuan untuk mepelajari proses fermentasi ABE dari substrat hidrolisat TKKS dalam bioreaktor unggun diam (packed bed bioreactor). Berdasarkan hasil analisis, TKKS tersusun sebagian besar oleh selulosa (36,26%). dan lignin (24,14%). Delignifikasi dengan NaOH 1 N dapat menghilangkan sebagian lignin. Hal ini sangat membantu keefektifan hidrolisis enzimatik. Sebagian besar komponen gula dalam hidrolisat TKKS adalah gula yang dapat difermentasi (fermentable sugars), seperti glukosa, xilosa, dan selobiosa. Fermentasi curah ABE dilaksanakan dengan memanfaatkan aktivitas C. acetobutylicum yang bersifat anaerobik obligat. Fermentasi dilaksanakan pada kondisi anaerobik dengan suhu. 34°C selama 60 jam tanpa disertai pengadukan. Substrat fermentasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah campuran hidrolisat TKKS (kadar gula terfermentasi 13,89 g/l) dengan glukosa (7,11 g/l) serta substrat sukrosa (60 g/l). Beberapa parameter kinetika yang diperoleh antara lain laju pertumbuhan spesifik maksimum (u maks) sebesar 0,2 jam pada substrat campuran hidrolisat TKKS dengan glukosa dan sebesar 0,08 jam pada substrat sukrosa. Konsentrasi butanol maksimal yang dihasilkan sebesar 4,4 g/l pada substrat campuran dan 14,68 g/l pada substrat sukrosa. Nilai rendemen (g pelarut/g substrat) yang dihasilkan adalah 0,34 pada substrat campuran dan 0,33 pada substrat sukrosa Fermentasi sinambung dalam bioreaktor unggun diam menggunakan matriks silika gel dilakukan pada tiga taraf laju dilusi (0,05; 0,10; dan 0,15 jam¹). Substrat yang digunakan dalam fermentasi sinambung adalah hidrolisat TKKS dengan penambahan sejumlah kecil glukosa hingga diperoleh kadar gula 40 g/l. Produktivitas fermentasi terbaik adalah sebesar 1,57 g/l jam yang diperoleh pada fermentasi sinambung dengan laju dilusi 0,15 jam¹