Produksi Bioetanol Dari Pulp Soda Kayu Jabon (Anthocephalus Cadamba Miq.) Melalui Optimasi Hidrolisis Enzimatik Dengan Penambahan Surfaktan Tween 80

Abstract

Produksi bioetanol dari bahan berlignoselulosa merupakan salah satu alternatif energi yang menjanjikan karena merupakan sumber energi terbarukan yang tersedia dalam jumlah banyak dan tidak bersaing untuk sumber pangan. Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) potensial dimanfaatkan sebagai sumber bahan baku bioetanol karena merupakan spesies yang cepat tumbuh. Untuk mengonversi bahan berlignoselulosa dengan efektif diperlukan tahap praperlakuan sebelum tahap hidrolisis yang bertujuan untuk memodifikasi karakteristik bahan berlignoselulosa yang cenderung sulit untuk didegradasi. Kombinasi praperlakuan delignifikasi dan penggilingan berperan untuk meningkatkan efektivitas hidrolisis bahan berlignoselulosa menjadi gula sederhana. Penambahan surfaktan tween 80 juga dapat meningkatkan konversi bahan berlignoselulosa. Variabel freeness pulp, konsentrasi enzim dan surfaktan (tween 80) dioptimasi menggunakan metode respon permukaan (RSM) dengan desain Box-behnken untuk meningkatkan rendemen gula pereduksi. Proses pembuatan bioetanol dilakukan baik dengan proses SSF maupun SHF pada kondisi optimum. Praperlakuan delignifikasi soda pada kayu jabon mampu menurunkan kadar lignin sebesar 82.05% dan hemiselulosa sebesar 50.73%. Rendemen delignifikasi dengan pulping soda ini berkisar 44%. Spektra FTIR kayu jabon sebelum dan setelah penggilingan mengkonfirmasi terjadinya kehilangan lignin dan hemiselulosa. Penggilingan pulp mencapai 200 mL CSF menurunkan derajat kristalinitas bahan sebesar 28.9% terhadap kontrol. Peningkatan intensitas penggilingan dapat meningkatkan luas permukaan serat yang disebabkan mekanisme fibrilasi serat dan pembentukan fines. Proses optimasi hidrolisis enzimatik pulp soda kayu jabon dengan penggilingan dan penambahan surfaktan tween 80 menghasilkan model kuadratik penduga rendemen gula pereduksi per biomassa yang dihasilkan dengan korelasi yang kuat. Pulp dengan freeness 550 mL CSF, konsentrasi enzim 28 FPU/g dan konsentrasi tween 80 1.66 % menghasilkan rendemen gula pereduksi per biomassa sebesar 42%. Rendemen gula pereduksi ini meningkat 8 kali lipat dibanding kontrol. Optimasi hidrolisis enzimatik juga meningkatkan rendemen bioetanol pada proses fermentasi. Proses fermentasi dengan metode SHF menghasilkan rendemen etanol yang lebih tinggi secara signifikan dibandingkan dengan SSF pada taraf nyata 5%. Untuk meningkatkan efisiensi produksi etanol perlu dilakukan proses optimasi pada tahapan delignifikasi maupun pada tahapan fermentasi.