PowerPoint Presentation

Bioethanol production from rice straw by popping pretreatmentKELOMPOK 2Adi Teguh Prabowo133112620120016Sinta Handayani133112620120011Ferina Rahim133112620120028Roestina Prasetya133112620120048Seung Gon Wi, In Seong Choi, Kyoung Hyoun Kim, Ho Myeong Kim and Hyeun-Jong BaeWi et al. Biotechnology for Biofuels 2013, 6:166. http://www.biotechnologyforbiofuels.com/content/6/1/166

1Kelemahan :memiliki dampak yang signifikan terhadap harga pangan dan ketahanan panganPENDAHULUANAlternatif Bio EtanolPENDAHULUANPENDAHULUAN

2,8%0,5%PENDAHULUAN

LignoselulosaGula HeksosaDanGula Pentosa5Jenis Pretreatment

Popping Treatment dengan Silinder Reaktor

BAHAN DAN METODE Karakterisasi StrukturalMorfologi permukaan sampel diperiksa FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) tipe JSM-7500F. instrumen beroperasi pada tegangan balok dari 3 kV. Sebelum pengamatan, masing-masing sampel dikeringkan dengan serangkaian etanol dan pembekuan.

9BAHAN DAN METODE Pengukuran luas permukaan dengan BETStruktur pori jerami padi kontrol dan jerami padi popping treatment diukur dengan menggunakan nitrogen BET isoterm adsorpsi-desorpsi pada suhu 196 C dalam alat BET tersebut. Sebelumnya sampel (0,7 g) dihilangkan gasnya selama 1,5 jam pada suhu 110C dalam vakum (5 mmHg) serta menghilangkan uap air dan kontaminan lainnya. Total volume pori dinilai dengan mengubah jumlah gas nitrogen terserap untuk volume (cm3/g di STP) dari adsorbat cair, menggunakan titik adsorpsi tunggal (pada tekanan relatif sekitar 0.99).

The Micromeritics ASAP 202010HASILKomposisi KimiaKandungan gula netral yang terdapat dalam jerami padi ditentukan dengan menggunakan Gas Chromathography. Komposisi jerami tersebut antara lain: Komposisi jerami terdiri pentosa (24,0%) dan heksosa (43,7%), lignin (15,3%) dan abu (11,0%). Glukosa dan xylose adalah komponen gula yang dominan dalam kontrol sampel jerami padi tersebut, yang masing-masing terdiri sekitar 41% dan 20% dari total massa kering.

Selain itu terdapat juga arabinosa sebanyak 3,3%, jumlah tersebut cukup sedikit dibandingkan komponen gula lainnya sehingga dapat menunjukkan bahwa arabinosa merupakan rantai samping atau arabinoxylan. Setelah dilakukan pretreatment dengan metode popping, maka komposisi arabinosa dan xilosa menurun. Sedangkan, untuk glukosa dan lignin, hanya sedikit pernurunan komposisinya.11HASILKarakterisasi luas permukaanPengukuran luas permukaan spesifik dari jerami menggunakan metode Brunauer, Emmett dan Teller (BET). Luas permukaan jerami padi kontrol maupun pretreatment diukur dengan adsorpsi nitrogen isoterm menggunakan analisa luas permukaan BET. Luas permukaan BET jerami padi kontrol adalah 1,5433 m/g dan pretreatment adalah dan 2,9346 m/g. Hal ini menunjukkan bahwa penurunan komposisi xylose dan arabinose yang terjadi setelah pretreatment metode popping mengakibatkan peningkatan hampir dua kali lipat di daerah permukaan jerami padi.

Morfologi jerami padi dipelajari menggunakan FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). Morfologi permukaan jerami padi yang telah dilakukan pretreatment (Gambar d-f) sangat berbeda dengan jerami padi kontrol (Gambar a-c). Jerami padi pretreatment memiliki permukaan kasar dan berpori. Permukaan yang lebih kasar yang dihasilkan dari penghapusan hemiselulosa dengan metode popping peningkatan enzimatik hidrolisis.12Optimalisasi dari ProsesEnzim dan SakarifikasiHidrolisis enzimatik merupakan langkah penting dalam biokonversi selulosa menjadi etanol, dan fokus penelitian ini adalah untuk meningkatkan hasil dan laju hidrolisis enzimatik. Xylanse dikenal memiliki efek sinergis pada hidrolisis selulosa dengan menurunkan polimer xilan heterogen yang mengelilingi mikrofibril selulosa. suplementasi enzim non-selulolitik seperti xilanase, pektinase, feruloyl esterase telah dikenal untuk meningkatkan hidrolisis biomassa lignoselulosa. Ini adalah alasan mengapa digunakan kompleks selulase dan xilanase sebagai campuran. 40 FPU celluase / g biomassa dipilih sebagai batas atas , dengan menggunakan titik pusat sebagai median dalam kisaran , karena tidak ada peningkatan dalam hasil hidrolisis dan komponen gula di atas tingkat enzimatik. Namun, alasannya masih belum jelas . Hal ini mungkin berkaitan dengan enzim penyerapan pada substrat , tapi ini adalah spekulasi . Efek dan interaksi selulase dan xilanase diperkirakan dengan menggunakan uji signifikansi statistik . Nilai P > F kurang dari 0,0500 menunjukkan bahwa istilah model yang signifikan . Selulase pemuatan adalah variabel yang paling signifikan dengan efek positif pada sakarifikasi enzimatik . Juga , suplemen xilanase muncul untuk meningkatkan peningkatan hasil hidrolisis enzimatik . Hubungan antara respon dan enzim divisualisasikan oleh permukaan respon , sementara bentuk plot memberikan informasi tentang sejauh mana pengaruh parameter . Selulase optimum untuk xylase ratio ditentukan dengan memecahkan regresi persamaan ; didapatkan hasil 23 FPU selulase dan xilanase 62 IU / g DM . Verifikasi model dilakukan dalam tiga uji coba tambahan menggunakan campuran enzimatik dan dibandingkan dengan nilai yang diprediksi oleh kontrol. Diperkirakan mengurangi nilai gula sebanyak 5,8 mg / mL ( rasio konversi , 86,9 % ) pada 1 % DM ; hasil eksperimen ( 85,0 1,6 mg / mL; 85.0 % ) pada 15 % DM adalah serupa , menunjukkan bahwa hasil valid terhadap campuran enzimUntuk meningkatkan efisiensi proses etanol dari lignoselulosa maka diperlukan beberapa perlakuan.keuntungan proses popping pretreatmen selain memecah lignoselulosa juga dapat meningkatkan efisisensi waktu dan biaya, dimana pada penelitian ini didapatkan hasil dengan popping pretreatment selama 24 jam yaitu 3,2 g/l dan 48 jam sebanyak 85 g/l.Sedangkan kontrol (tanpa popping) hasilnya hanya didapatkan sebanyak 1,3 g/l pada 24 jam dan 40,4 g/l pada 48 jam.Pada proses ini juga melibatkan yeast jenis Saccaromyces cerevisiae, namun yeast ini tidak dapat mencerna xellulosa.Keseimbanganmassa

Tahapan dari produksi bioetanol ini dimulai dari jerami padi-pretreatment-sakarifikasi-fermentasi-distilasi dan terakhir menjadi bioetanol, yang melalui proses SHF dan dapat dianalisis dengan bagan keseimbangan masa.Mengalami penurunan glukosa setelah 24 jam

Ethanol: 0,172 g (218 ml)17

KESIMPULANPopping treatment pada jerami padi dapat meminimalisir proses hidrolisis enzimatik dan fermentasi serta meningkatkan efisiensi konfersi selulosa ke glukosa.Dosis optimal dari selulosa dan xilase terhadap popping treatment adalah 23 FPU dan 62 IU/g pada suhu 220C dan 1,96MPa.Pada popping pretreatment dapat menghasilkan kadar etanol lebih banyak dibandingkan tanpa perlakuan.

Popping pretreatment dapat meningkatkan area permukaan dan volume dimana merupakan hasil pemecahan hemiselulosa sehingga dapat meningkatkan kemampuan substrat enzimatik untuk lebih efisien terhadap hidrolisis selulosa.