Produksi bioetanol limbah sabut kelapa menggunakan enzim selulase Aspergillus niger dan ragi roti dengan metode Simultaneous Saccharification Fermentation (SSF)

INDONESIAN:

Bahan bakar fosil merupakan bahan bakar yang tidak ramah lingkungan, tidak terbarukan, dan persediaannya terbatas. Jika terus digunakan, dapat mengakibatkan krisis energi karena pasokan dan permintaan yang tidak seimbang. Oleh karena itu, bioetanol sebagai sumber energi alternatif yang terbarukan dan ramah lingkungan menjadi sangat penting. Sabut kelapa dapat dijadikan bahan dasar pembuatan bioetanol karena memiliki kandungan selulosa yang tinggi, jumlahnya yang melimpah, dan memiliki potensi ekonomis. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji produksi bioetanol limbah sabut kelapa dengan melibatkan proses hidrolisis dan fermentasi menggunakan ragi roti (Saccharomyces cerevisiae) dan enzim selulase kasar Aspergillus niger dalam berbagai variasi konsentrasi. Rancangan penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor yaitu konsentrasi ragi dan konsentrasi enzim selulase kasar. Prosedur penelitian meliputi pretreatment bahan sabut kelapa melalui proses delignifikasi dan bleaching, uji selulolitik dan produksi enzim selulase dari kapang Aspergillus niger, uji aktivitas enzim, fermentasi secara Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF) dan distilasi untuk menghasilkan bioetanol. Hasil analisis nilai menggunakan aplikasi SPSS 23 menggunakan ANOVA (P<0,05) dan DMRT 5% menunjukkan bahwa kadar etanol tertinggi didapatkan dari interaksi perlakuan konsentrasi ragi 7 gram (b/v) dan konsentrasi enzim 10 ml (v/v) dengan kadar etanol tertinggi sebesar 27,6%. Hasil penelitian ini diharapkan dapat mengoptimalkan produksi bioetanol dari limbah sabut kelapa dan memberikan solusi inovatif dalam pemanfaatan limbah organik sebagai energi terbarukan yang ramah lingkungan.

ENGLISH:

Fossil fuels are non-renewable, environmentally unfriendly energy sources with limited availability. Continued reliance on these fuels may lead to an energy crisis due to the imbalance between supply and demand. Therefore, bioethanol has become increasingly important as a renewable and environmentally friendly alternative energy source. Coconut husk is a promising raw material for bioethanol production due to its high cellulose content, abundant availability, and economic potential. This study aims to investigate the production of bioethanol from coconut husk waste through hydrolysis and fermentation processes using baker’s yeast (Saccharomyces cerevisiae) and crude cellulase enzymes from Aspergillus niger at varying concentrations. The experimental design employed a Completely Randomized Design (CRD) with two factors: yeast concentration and crude cellulase enzyme concentration. The research procedures included pretreatment of coconut husk through delignification and bleaching, cellulolytic activity testing and crude cellulase enzyme production from Aspergillus niger, enzyme activity assay, Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF), and distillation to obtain bioethanol. Data were analyzed using SPSS 23 software with ANOVA (P<0.05) and DMRT at 5%. The results showed that the highest ethanol yield was obtained from the interaction of 7 g (b/v) yeast concentration and 10 ml (v/v) enzyme concentration, producing an ethanol content of 27.6%. This study is expected to optimize bioethanol production from coconut husk waste and provide an innovative solution for utilizing organic waste as a renewable and environmentally friendly energy source.

ARABIC:

تُعَدُّ الوقودات الأحفورية مصادر طاقة غير صديقة للبيئة، وغير متجددة، ومحدودة المخزون. واستمرار استخدامها قد يؤدي إلى أزمة طاقة نتيجة لعدم التوازن بين العرض والطلب. لذلك، فإن تطوير الإيثانول الحيوي كمصدر بديل للطاقة المتجددة والصديقة للبيئة يُعَدُّ أمرًا بالغ الأهمية. ويُعَدُّ ليف جوز الهند مادة خامًا مناسبة لإنتاج الإيثانول الحيوي نظرًا لاحتوائه على نسبة عالية من السليلوز، وتوفره بكميات كبيرة، وامتلاكه قيمة اقتصادية واعدة. يهدف هذا البحث إلى دراسة إنتاج الإيثانول الحيوي من نفايات ليف جوز الهند من خلال عمليات التحلل المائي والتخمير باستخدام خميرة الخبز (Saccharomyces cerevisiae) وإنزيم السليولاز الخام المستخلص من فطر Aspergillus niger، مع استخدام تراكيز وكميات مختلفة. استخدم تصميم البحث المخطط العشوائي الكامل بعاملين، هما: اختلاف كمية الخميرة وحجم الإنزيم الخام المستخدم. اشتملت خطوات البحث على المعالجة المسبقة لليف جوز الهند من خلال عمليات إزالة اللجنين والتبييض، واختبار قدرة التحليل السليلوزي، وإنتاج إنزيم السليولاز من فطر Aspergillus niger، واختبار نشاط الإنزيم، والتخمير بطريقة التحلل والتخمير المتزامن (SSF)، والتقطير للحصول على الإيثانول الحيوي. أظهرت نتائج التحليل باستخدام برنامج SPSS 23 وفق اختبار ANOVA (P<0.05) واختبار DMRT بنسبة 5% أن أعلى نسبة إيثانول تم الحصول عليها كانت نتيجة لتفاعل معالجة تحتوي على 7 غرامات من الخميرة و10 مل من الإنزيم، حيث بلغت نسبة الإيثانول 27.6%. ومن المتوقع أن تسهم نتائج هذا البحث في تحسين إنتاج الإيثانول الحيوي من نفايات ليف جوز الهند وتقديم حل ابتكاري في استغلال النفايات العضوية كمصدر متجدد وصديق للبيئة للطاقة