Optimasi Konsentrasi Gula dan pH Awal pada Proses Fermentasi Bioetanol dari Jerami Padi

Bioetanol (C2H5OH) merupakan cairan biokimia dari proses fermentasi gula menggunakan bantuan mikroorganisme. substrat yang dapat difermentasikan menjadi bioetanol dari bahan bergula ( sugary materials ), bahan berpati ( starchy materials ), dan bahan lignoselulosa ( lignosellulosic material ). Salah satu limbah pertanian yang dapat dimanfaatkan untuk produksi bioetanol adalah jerami padi ( rice straw ). Jerami padi kaya mengandung selulosa 39% dan hemiselulosa 27,5%. Zymomonas mobilis memiliki kemampuan untuk mengubah glukosa rantai carbon 6 (Heksose) dan 5 (Pentose) menjadi etanol. Penentuan pH awal dan konsentrasi gula merupakan faktor penting dalam fermentasi etanol. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi gula dan pH awal terhadap kadar etanol dan efisiensi fermentasi oleh bakteri Zymomonas mobilis strain FNC 9056 serta untuk mendapatkan kombinasi konsentrasi gula dan pH awal yang optimal sehingga dihasilkan kadar etanol dan efisiensi fermentasi optimal. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Metode Permukaan Respon menggunakan Desain Komposit Pusat. Penentuan level dan titik pusat didasarkan pada hasil penelitian Yamada et al., (2002). Penelitian ini menggunakan 2 faktor perlakuan yaitu konsentrasi gula (12%, 13,5%, 15%) dan pH awal ( 4, 5,5, 7). Pengamatan yang dilakukan (respon) meliputi kadar etanol (%), efisiensi fermentasi (%). Selanjutnya dari hasil respon dilakukan pencarian solusi optimal menggunakan Design Expert 7.1.5. Berdasarkan hasil pengolahan data diperoleh pengaruh konsentrasi gula dan pH awal terhadap respon kadar etanol yang dihasilkan mengikuti model kuadratik, Y1 = -7,25592 + 0,61279 X1 + 3,07818 X2 + 0,13778 X1X2 – 0,042222 X1 2 - 0,40667 X2 2, dan terhadap respon efisiensi fermentasi mengikuti model kuadratik, Y2 = 27,35311 – 4,57099X1 + 39,77096X2 + 1,23444X1X2 - 0.22567X1 2 – 4,65344X2 2. Solusi optimal untuk kadar etanol sebesar 8,39% dengan effisiensi fermentasi sebesar 94,84% yang diperoleh pada perlakuan dengan konsentrasi gula 13,75% dan pH awal 6,10