Hidrolisa limbah padat tapioka menjadi glukosa sebagai bahan baku poly-B-Hydroxybutyrate (PHB) dengan menggunakan katalis asam klorida

YULIANI, Ir. Siti Syamsiah, Ph.D

2009 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Limbah padat tapioka akan menjadi masalah lingkungan jika tidak ada pengolahan dan pemanfaatan lebih lanjut. Limbah padat tapioka mengandung karbohidrat cukup tinggi 72,49%-85,99%, belum di manfaatkan secara maksimal oleh masyarakat. Salah satu pemanfaatan limbah padat ini adalah dengan melakukan hidrolisis menjadi glukosa yang selanjutnya dapat difermentasi menjadi poly-β-hydoxybutyrate (PHB) sebagai bahan baku biopolimer. Penelitian ini bertujuan untuk mencari kondisi yang relatif baik pada proses hidrolisis limbah padat tapioka pada tekanan diatas satu atmosfer dengan katalisator asam klorida 0,5%. Variabel yang digunakan adalah kadar suspensi (20 g/L, 40 g/L, 80 g/L, 120 g/L), suhu reaksi (110°C-140°C) dan waktu reaksi (40- 100 menit). Sample dengan berat tertentu dan 250 ml asam klorida dimasukkan kedalam Erlenmeyer kemudian dihidrolisis dalam sebuah autoklaf dengan volume 13 L. Hasil hidrolisis didinginkan dan disaring kemudian dinetralkan dengan NaOH 45%, kemudian glukosa yang terbentuk dianalisis cara Lane dan Eynon. Hasil hidrolisis kemudian di uji untuk menghasilkan PHB melalui proses fermentasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi paling baik pada proses hidrolisis adalah pada waktu reaksi 80 menit, suhu 140°C, dengan kadar suspensi 20 g/L didapatkan konversi 96,879 % dan konstanta kecepatan reaksi diperoleh 0,0035 menit-1. Untuk kadar suspensi 40 g/L, 80 g/L, 120 g/L masing-masing diperoleh konversi 65,436%; 60,240%; 53,563% dan konstanta kecepatan reaksi diperoleh 0,0061 menit-1; 0,0055 menit-1 dan 0,0050 menit-1. Sedangkan pada proses fermentasi dengan konsentrasi glukosa 20% didapatkan PHB sebesar 0,123 g/L.

Tapioca solid waste might become a problem for environment if there was not a further processing and utilization. Tapioca solid waste that contains carbohydrate ranged from 72.49 % – 85.99 %, had not been utilized maximally by the society. One of uses of the solid waste is by converting into become glucose that can be fermented into Poly-β-Hydroxybutyrate (PHB) as the raw material of biopolymer. The research is aimed to find the relatively good condition of the hydrolysis process of tapioca solid waste at high pressure by using 0.5 % of hydro chloride acid as catalyst. Variables used in this study were the suspension ratios (20 g/L, 40 g/L, 80 g/L, 120 g/L), reaction temperature (110°C-140°C) and reaction time (40-100 minutes). Every sample was added with 250 ml of hydro chloride acid and hydrolyzed in a 13 L of autoclave. The product of hydrolysis was frozen, filtered, and neutralized with 45 % of NaOH, then the glucose formed was analyzed using the Lane and Eynon’ method. Furthermore, the hydrolysis result is tested to produce PHB through fermentation process. The research results show that the best hydrolysis condition, is 80 minutes, 140°C and 20 g/L of suspension ratios, giving 96.879 % of conversion and 0.0035 minute-1 of reaction rate constant. Conversion of 65.436%, 60.240%, and 53.563%. And reaction rate constant of 0.0061 minute-1, 0.0055 minute-1 and 0.0050 minute-1 were obtained for the suspension ratio of 40g/L, 80 g/L and 120 g/L revectively. In addition, the fermentation process using 20 % of glucose concentration produced 0.123 g/L PHB. The research result revealed that the hydrolysis of tapioca solid waste into glucose can be used as the raw material of the PHB production process.

Kata Kunci : Limbah padat tapioka,Hidrolisis,Asam klorida,Glukosa, Solid waste of tapioca; Hydrolysis; Hydro chloride acid; Glucose