Friday, December 2, 2022

Bioetanol Sehari Jadi

Rekomendasi

Produksi bioetanol lazimnya selama 10 hari sejak fermentasi, kini cukup sehari.

 

Simak pengalaman Sulaiman Budi Sunarto, produsen bioetanol di Desa Doplang, Kecamatan Karangpandan, Kabupaten Karanganyar, Provinsi Jawa Tengah. Ia memanfaatkan tetes tebu alias molase untuk menghasilkan bioetanol. Untuk menghasilkan seliter bioetanol, ia menambahkan 2 l air, 1 ons ragi, 2 sendok makan pupuk Urea, dan 1 sendok makan pupuk NPK ke dalam 3-3,5 kg molase. Ia menggunakan ragi berisi bakteri Saccharomyces cerevisiae. “Fermentasi perlu waktu 7 hari,” kata Sulaiman.

Bandingkan dengan durasi fermentasi yang dilakukan Sulfahri dari Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) yang hanya sehari. Sulfahri menggunakan bakteri Zymomonas mobilis untuk memproduksi bioetanol. “Awalnya menggunakan ragi, tetapi perlu waktu sampai 240 jam (10 hari, red),” kata Sulfahri. Pada penelitian kedua pada 2011, Sulfahri hanya perlu 24 jam (lihat tabel).

Satu mol ATP

Makhluk supermini itu sangat berbeda dengan ragi. Menurut Dr Ir Sri Nurhatika, periset di Jurusan Biologi Institut Teknologi Sepuluh Nopember, bakteri Zymomonas mobilis bercemeti polar itu merupakan bakteri gram negatif. “Sifatnya sebagai bakteri anaerob fakultatif sekaligus fermentatif,” tuturnya. Bakteri berbentuk batang berukuran 2-6 mm x 1-1,4 mm itu memproduksi etanol dari gula sederhana seperti sukrosa, glukosa, dan fruktosa.

Menurut Nurhatika, jalur metabolisme zymomonas dan saccharomyces berbeda. “Itu menyebabkan produksi etanol keduanya pun berbeda,” tuturnya. Saccharomyces menggunakan dalam jalur metabolisme embden-mayerhoff yang menghasilkan 2 unit  adenosin trifosfat (ATP) alias molekul energi per unit glukosa. Sementara zymomonas menggunakan jalur metabolisme entner-doudoroff, yang hanya menghasilkan 1 unit ATP per unit glukosa atau fruktosa.

Minimnya perolehan energi per unit glukosa membuat metabolisme zymomonas lebih cepat. Otomatis, percepatan waktu fermentasi pun signifikan. Efek lain, jumlah biomassa yang tersisa pun sedikit. Pasalnya, zymomonas memerah lebih banyak bahan menjadi bioetanol. “Sebagian besar atom karbon terkonversi menjadi bioetanol,” ujar Sri Nurhatika. Kelebihan lain, Zymomonas mobilis toleran masam dan dapat bekerja pada rentang pH 3,5-7,5. Adapun ragi hanya mampu bekerja pada pH normal, sekitar 7.

Tak semua bahan

Menurut Ketua Ikatan Ahli Bioenergi Indonesia, Dr Tatang Soerawidjaja, Zymomonas mobilis sama sekali bukan barang baru. Kalangan periset bioenergi sudah mengenalnya sejak dekade 1970. “Para ahli menggunakannya lantaran lebih tahan etanol konsentrasi tinggi dibanding ragi,” kata Tatang. Nurhatika mengungkapkan hal senada. Zymomonas tetap stabil pada etanol konsentrasi 99%, sementara kinerja ragi melorot tajam pada konsentrasi etanol 70-80%.

Di balik beragam keunggulan itu, zymomonas punya kelemahan. Ia tidak mampu mengubah polimer karbohidrat kompleks, seperti selulosa, hemiselulosa, atau pati menjadi etanol. Bahan karbohidrat kompleks mesti melalui perlakuan tambahan untuk mengubah substrat menjadi glukosa. “Istilahnya sakarifikasi atau hidrolisis,” kata Nurhatika.

Hidrolisis dapat menggunakan asam, enzim, atau mikroba. Menurut Tatang, prinsip hidrolisis adalah memotong rantai panjang pati atau selulosa menjadi rantai sederhana glukosa yang bisa terfermentasi oleh zymomonas. “Itu karena zymomonas belum mampu membuat enzim sendiri yang fungsinya mengubah pati atau selulosa menjadi glukosa,” kata Tatang. Selain itu Zymomonas mobilis juga menghasilkan produk samping, antara lain asam asetat, gliserol, aseton dan sorbitol serta terjadi pembentukan levan (polimer ekstraseluler).

Namun, menurut Nurhatika, produk sampingan tersebut masih dapat dimanfaatkan untuk memproduksi  bioetanol oleh zymomonas. Menurut Tatang, para produsen bioetanol masih jarang yang menggunakan zymomonas karena kalah populer dibanding ragi. “Selain ragi lebih dahulu dikenal, informasi tentang zymomonas masih sedikit diketahui orang,” tutur ahli bioenergi dari Teknik Kimia, Institut Teknologi Bandung (ITB) itu.

Kendala lain, ketersediaan zymomonas masih sangat sedikit. Untuk melakukan risetnya, Sulfahri mesti mendatangkan bakteri fermentor itu dari Jerman. “Sejatinya di tanahair juga ada yang menyediakan, tapi daya simpannya cuma sebulan,” kata Nurhatika. Sementara bahan serupa asal Jerman mampu bertahan hingga setahun dalam penyimpanan. Jika kendala-kendala itu teratasi, maka fermentasi berhari-hari seperti pengalaman Sulaiman bakal tinggal cerita. (Bondan Setyawan)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dua Fermentor

Keterangan Foto :

  1. Bioetanol berkadar 99%
  2. Dr Ir Sri Nurhatika (tengah) bersama mahasiswi bimbingannya meneliti bakteri Zymomonas sebagai fermentor bioetanol
  3. Inokulum bakteri  Zymomonas mobilis
  4. Saccharomyces cerevisiae atau ragi, fermentor yang sudah memasyarakat

 

 

Previous articleAur Panjang Umur
Next articleSolomon Menggapai Langit

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

- Advertisement -spot_img
Artikel Terbaru

Alasan UGM Mendorong Konversi LPG ke Kompor Listrik

Trubus.id — Ketergantungan penggunaan kompor gas LPG terus meningkat. Itu yang menjadi salah satu alasan Pusat Studi Energi (PSE)...
- Advertisement -spot_img

More Articles Like This

- Advertisement -spot_img