The effect of fermentation time and addition of crude cellulase to concentration of bioethanol in bagasse fermentation

Abstract

Bagasse is a solid waste from the sugar cane milling process in the sugar industry. Bagasse contains lignin, cellulose and hemicellulose, which through the fermentation process by Phanerochaete chrysosporium can produce crude cellulase, furthermore cellulase and other enzymes can be used in bagasse fermentation to produce bioethanol. The purpose of this study was to determine the effect of fermentation time and the addition of crude cellulase to the yield and concentration of bioethanol produced in bagasse fermentation. The research was carried out with the stages of the process: Preparation of raw materials (bagasse), Preparation of crude cellulase, Fermentation process, Product analysis (Bioethanol). The variables used in the experiment were fermentation time (96, 120, and 144 hours) and the addition of crude cellulase (10%, 20%, 30%, 40%, and 50% (v/v)). Analysis of crude cellulase activity using the DNS method, while the analysis of bioethanol concentration using the chromatography methods. The results showed that the maximum yield was 16.24% and the highest bioethanol concentration of 11.04% was obtained at the time of fermentation of 144 hours and the addition of crude cellulase by 50% (v/v).

Studi Literatur Perbandingan Produksi Crude Selulase Dari Bahan Berlignoselulosa Untuk Pembuatan Bioetanol

“…Penambahan kadar jumlah enzim yang bervariasi sangat berpengaruh pada proses SSF. Penambahan enzim menunjukkan adanya peningkatan kadar ethanol [16,17,19]. Peningkatan tersebut dikarena semakin banyak jumlah crude yang ditambahkan akan mempercepat proses hidrolisis, sehingga lebih banyak gula yang tersedia untuk difermentasikan menjadi bioetanol [20].…”

“…Hubungan antara penambahan enzim dan waktu fermentasi terhadap konsentrasi bioethanol dapat dilihat pada gambar berikut: Gambar 5. Pengaruh penambahan crude selulase (% v/v) dan waktu fermentasi (jam) terhadap konsentrasi bioethanol (%) [19] Semakin banyak jumlah crude yang ditambahkan maka, semakin banyak crude selulase yang menghidrolisis selulosa menjadi selobiosa dan kemudian menjadi glukosa [22]. Secara kimiawi, enzim selulase mampu memutuskan ikatan glikosidik β (1,4) pada selulosa, selodekstrin, selobiosa, dan turunan selulosa lainnya menjadi gula yang bisa difermentasi.…”

“…Semakin tinggi kandungan selulosa pada substrat, maka semakin tinggi pula hasil kadar etanolnya [26]. Oleh karena itu, berdasarkan Tabel 3 dapat dilihat bahwa kadar etanol tertinggi sebesar 11,04% dari bagasse menggunakan crude selulase Phanerochaete chrysosporium dengan penambahan 50% dan waktu fermentasi 144 jam [19].…”

“…Studi bioetanol mengenai pembuatan bioetanol dari bahan berlignoselulosa menggunakan metode SSF dengan hidrolisis enzimatis, diperoleh kadar etanol tertinggi sebesar 11,04% dari bagasse menggunakan crude selulase Phanerochaete chrysosporium pada penambahan 50% dan waktu fermentasi 144 jam [19]. Kadar etanol dipengaruhi oleh penambahan crude selulase dan waktu inkubasi.…”

“…Penambahan crude selulase atau enzim dapat mengoptimalkan kadar bioetanol [14]. Waktu fermentasi juga berpengaruh karena berhubungan dengan pertumbuhan Saccharomyces [3,17,18,19].…”