II. DESKRIPSI PROSES

II. DESKRIPSI PROSES

A. Jenis-Jenis Proses Asam laktat dapat diproduksi melalui sintesis bahan kimaa ataupun fermentasi dengan mikroba (Y. Tokiwa dan Calabia, 2007). Produksi asam laktat secara kimia sintesis menghasilkan produk racemix mixture dengan bentuk isomer DLasam laktat, Sedangkan fermentasi membentuk D(-) atau L(+)-asam laktat tergantung kepada spesies bakteri dan substrat yang digunakan (Y. Tokiwa dan Calabia, 2007).

8

Gambar 2. 1. Metode pembuatan asam laktat (a) kimia sintesis dan (b) fermentasi menggunakan mikroba. SSF adalah simultaneous saccharification and fermentation. (Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005)

Berikut ini adalah penguraian proses pembuatan asam laktat. 1. Proses kimia (sintesis) Sejak tahun 1960-an, asam laktat telah diproduksi melalui proses sintetis (Ullman, 2007). Produksi asam laktat secara sintesis kimia menghasilkan produk DL-asam laktat (remaric mixture of lactic acid). Perusahaan yang menggunakan proses ini adalah Mussashino, Jepang dan Sterling Chemical Inc, USA. Proses komersial untuk kimia (sintesis) didasarkan pada lactonitrile sebagai bahan baku mentah. Industri asam laktat secara sintetis melakukan proses produksi dengan mereaksikan asetaldehida dengan hidrogen sianida untuk menghasilkan lactonitrile. Reaksi ini terjadi pada fase cair dengan tekanan yang tinggi. Selanjutnya lactonitrile di recovered dan dimurnikan dengan proses distillasi. Proses selanjutnya ialah hidrolisis oleh asam sulfat atau asam klorida hingga diperoleh produk asam laktat dan garam ammonium (N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004). Reaksi sebagai berikut : katalis



CH3CHO(l)

Asetaldehid

+

HCN(l)

Asam Sianida

CH3CH(OH)CN (l)

Laktonitril

9



CH3CH(OH)CN(l) + H2O(l) + ½ H2SO4 (l) Laktonitril

Air

CH3CH(OH)COOH(l) + ½ (NH4)2SO4 (s)

Asam Sulfat

Asam Laktat

Garam Ammonium

2. Proses Fermentasi Asam laktat dapat diproduksi dengan memfermentasikan berbagai macam karbohidrat seperti sukrosa, glukosa atau laktosa. Gula-gula tersebut terdapat pada molasses, jagung, kentang dan milk whey (R, Keyes 1957). Proses pembuatan asam laktat dengan menggunakan metode fermentasi dengan bakteri melalui reaksi : 

C12H22O12 (l) + H2O(l) fermentasi Sukrosa



Air

C6H12O6 (l) + Ca(OH)2(S)

Glukosa fermentasi

Glukosa Kalsium hidroksida 

(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) Kalsium laktat

C6H12O6 (l) + C6H12O6 (l) Fruktosa

(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l) Kalsium laktat

Air

2CH3CHOHCOOH(l) + CaSO4(S)

Asam sulfat

Asam laktat

Kalsium sulfat

(R. Keyes. 1957) (N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)

Bakteri yang memproduksi hanya asam laktat saja termasuk keluarga homofermentatif, Sedangkan yang memproduksi asam laktat dan asam volatile tambahan seperti asam asetat, etanol, asam format, dan karbon dioksida diistilahkan “heterofermentatif”. Young-Jung Wee mengatakan sangat menguntungkan bila bahan baku mempunyai kriteria :

10

 Murah  Tingkat kontaminasi untuk bakteri rendah  Laju dari fermentasi yang tinggi  Asam laktat yang dihasilkan banyak  Sedikit atau tidak mengandung produk samping  Dapat difermentasi tanpa melakukan perlakuan awal  Dapat beroperasi sepanjang tahun dalam jumlah besar

Tabel 2. 1. Macam-macam bakteri penghasil asam laktat Homofermenter

Heterofermenter

Enterococcus faecium

Lactobacillus brevis

Enterococcus faecalis

Lactobacillus buchneri

Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus cellobiosus

Lactobacillus lactis

Lactobacillus confusus

Lactobacillus delbrueckii

Lactobacillus coprophilus

Lactobacillus leichmannii

Lactobacillus fermentatum

Lactobacillus salivarius

Lactobacillus sanfrancisco

Sumber : Beuchat (1995)

11

Tabel 2. 2. Kemampuan bakteri Lactobacillus sp. mengolah bahan mentah Bahan baku

Bakteri

γ (asam laktat)

Produktivitas

g/L

g/(jamL)

Molasses

Lactobacillus delbrueckii NCIMB 8130

90

3,8

Gandum hitam

Lactobacillus paracasei No. 8

84,5

2,4


81,5

2,7


106

3,5

Gandum

Lactococcus lactis ssp. lactis ATCC 19435

106

1

Jagung

Lactobacillus amylovorus ATCC 33620

10,1

0,8

Umbi kayu


4,8

0,2

Kentang


4,2

0,1

Beras

Lactobacillus sp. RKY2

129

2,9

Lactobacillus casei NRRL B-441

162

3,4

Lactobacillus amylophilus GV6

27,3

0,3

Selulosa

Lactobacillus coryniformis ssp. torquens ATCC 25600

24

0,5

Kertas daur ulang

Lactobacillus coryniformis ssp. torquens ATCC 25600

23,1

0,5

Kayu

Lactobacillus delbrueckii NRRL B-445

108

0,9

Whey

Lactobacillus helveticus R211

66

1,4

Lactobacillus casei NRRL B-441

46

4

Sweet sorghum

Barley

Sumber : Young-Jung Wee, Jin_Nam Kim 2005

12

B. Pemilihan Proses 1. Perhitungan ekonomi kasar berdasarkan bahan baku yang diperlukan Tabel 2. 3. Harga Bahan baku dan Produk No

BM

Nama

Senyawa

$/unit

1 2 3 4 5

44,052 27,028 36,458 534,917 74,09

Asetaldehyde Asam sianida Asam klorida Ammonium klorida Kalsium hidroksida

CH3CHO HCN HCl NH4Cl Ca(OH)2

890/kg 14/kg 1,2/kg 6/kg 1,5/kg

6 7 8

180,156 98,07 135,97

Glukosa Asam sulfat Kalsium sulfat

C6H12O6 H2SO4 Ca2SO4

0,07/kg 6/kg 1,1/kg

9

90,078

Asam laktat

CH3CH(OH)COOH

50/kg

sumber : http://www.alibaba.com http://www.merck-chemicals.co.id http://ed.icheme.org/costchem.html

a. Proses pembuatan asam laktat dengan proses sintesis Reaksi yang terjadi : CH3CHO(l) + HCN(l) → CH3CH(OH)CN(l) 1 kg CH3CH(OH)CN (BM = 71,08) = 1,4 x 10-3 mol H3CH(OH)CN o CH3CHO yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CH3CH(OH)CN : = mol CH3CH(OH)CN x BM CH3CHO = 1,4 x 10-3 x 44,052 = 0,6197 kg o HCN yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg CH3CH(OH)CN : = mol CH3CH(OH)CN x BM HCN = 1,4 x 10-3 x 27,028 = 0,3802 kg

13

CH3CH(OH)CN(l) + 2 H2O(l) +HCl (l) → CH3CH(OH)COOH(l) + NH4Cl(l) 1 kg asam laktat (BM = 90,078) = 0,11 x 10-3 mol asam laktat o HCl yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg asam laktat sebesar : = mol asam laktat x BM HCl = 0,11 x 10-3 x 36,458 = 0,4047 kg Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat /tahun Maka : CH3CHO yang dibutuhkan sebesar : =

0,6197 kg CH3CHO x 30 .000 .000 kg CH3CH(OH)C OOH / thn 1 kg CH3CH(OH)C OOH

= 18.591.000 kg CH3CHO /thn HCN yang dibutuhkan sebesar : =

0,3802 kg HCN x 30 .000 .000 kg CH3CH(OH)C OOH / thn 1 kg CH3CH(OH)C OOH

= 11.406.000 kg HCN /thn HCl yang dibutuhkan sebesar : =

0,4047 kg HCl x 30 .000 .000 kg CH3CH(OH)C OOH / thn 1 kg CH3CH(OH)C OOH

= 12.141.000 kg HCl/thn Jumlah harga bahan baku: = (18.591.000 x $ 890) + (11.406.000 x $ 14) + (12.141.000 x $ 1,2) = $ 1,708 x 1010/thn

14

Harga produksi/kg asam laktat: = harga bahan baku/thn : kapasitas pabrik = $ 1,708 x 1010/ 30.000.000 kg/thn = $ 569,5 asumsi ($ 1 = Rp.9.000) = Rp. 5.125.570,-

b. Proses pembuatan asam laktat dengan proses fermentasi Reaksi yang terjadi : C12H22O12 (l) + H2O(l)

fermentasi

C6H12O6 (l) + C6H12O6 (l)

1 kg glukosa (BM = 180,156) = 0,005 kmol glukosa o C12H22O12 yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg glukosa : = mol glukosa x BM C12H22O12 = 0,005 x 342,3 = 1,9 kg

C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S)

fermentasi(CH

3CHOHCOO)2Ca(S)

+ 2H2O(l)

1 kg kalsium laktat (BM = 218,04) = 0,004 kmol kalsium laktat o Ca(OH)2 yang dbutuhkan untuk menghasilkan 1 kg kalsium laktat sebesar: = mol kalsium laktat x BM Ca(OH)2 = 0,004 x 74,09 = 0,33 kg

15

(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l)


1 kg asam laktat (BM = 90,078) = 0,11 kmol asam laktat o H2SO4 yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg asam laktat sebesar : = koefisien reaksi x mol asam laktat x BM H2SO4 = (1/2) x 0,11 x 98,0176 = 0,539 kg

Diketahui kapasitas produksi : 30.000.000 kg asam laktat /tahun Maka : C6H12O6 yang dibutuhkan sebesar : =

1 kg C 6 H 12 O 6 x 30 .000 .000 kg CH3CH(OH)C OOH / thn 1 kg CH3CH(OH)C OOH

= 30.000.000 kg C6H12O6/thn Ca(OH)2 yang dibutuhkan sebesar : =

0,33 kg Ca(OH) 2 x 30 .000 .000 kg CH3CH(OH)C OOH / thn 1 kg CH3CH(OH)C OOH

= 10.194.001 kg Ca(OH)2/thn H2SO4 yang dibutuhkan sebesar : =

0,539 kg H 2 SO 4 x 30 .000 .000 kg CH3CH(OH)C OOH / thn 1 kg CH3CH(OH)C OOH

= 16.170.000 kg H2SO4/thn Jumlah harga bahan baku : = (30.000.000 x $ 0,07) + (10.194.001 x $ 1,5) + (16.170.000 x $ 6) = $ 1,18 x 108 /thn Harga produksi /kg asam laktat:

16

= harga bahan baku/thn : kapasitas pabrik = $ 1,18 x 108 /thn : 30.000.000 kg/thn = $ 3,66/kg ($ 1 = Rp. 9.000) = Rp. 32.976,-/kg

2. Pemilihan proses berdasarkan panas reaksi ΔH(Rx) Tabel 2. 4. Data Perhitungan Senyawa

ΔHf J/mol

A

B

C

D

E

2,70E-06

0

-1,18E-03

0

2,14E-02

0

2,64E-02

0

0

0

CH3CHO

102,72

45,056

0,44583

HCN

71,4

252,213

-14,144

CH3CH(OH)CN

182,47

78,481

0,74002

HCl

98,37

73,993

-0,12946

NH4Cl

-3,14E+05

34,737

1,12E-01

-1,66E03 3,06E-03 -1,95E03 -7,90E02 0

CH3CH(OH)COOH

-102,63

-6,21E+05

3,45E+02

2,42E-02

0

0

C12H22O12

-47,131

-2224270

2256,02

0,084816

0

0

Glukosa

-1260

172000

407000

-851

-0,0000166

0

Fruktosa

-6272,34

-1130000

990

0,02714

0

0

H2SO4

-735,96

26,004

0,703

-0,00139

0,00000103

0

(CH3CHOHCOO)2Ca

-29,72

-1020000

675,9

0,0414

0

0

Ca(OH)2

-179,66

9,597

0,005435

0

0

0

CaSO4

-76,7

70207

98,743

-0,9534

0

0

H2O

-285,8

-42,783

0,786

-0,00136

0,00000133

-5,098E-10

sumber : PERRY’S Chemical Engineering Handbook Carl L Yaws Chemical Properties Handbook Software Hysys 3.2

a. ΔH(Rx) menggunakan reaksi sintesis Reaksi 1 dengan konversi 85% pada suhu 303,15 K Basis 100 kg CH3CHO = 2,27 mol CH3CHO

17

CH3CHO + HCN → CH3CH(OH)CN

ΔH(298)

2,27

2,27

1,929

1,929

1,929

0,3405

0,3405

1,929

= n (ΔH produk(298) - ΔH reaktan(298)) = 1,929 (182,47 - (102,72 + 71,4)) = 16,11 J/mol

ΔA

= ((2,27 x 45,056) + (2,27 x 252,213) + (1,929 x 78,481)) = 826,229

ΔB

= ((2,27 x 0,44583) + (2,27 x (-1,4144)) + (1,929 x 0,74)) = -0,77

ΔC

= ((2,27 x (-1,66x10-3)) + (2,27 x (3,06x10-3)) + (1,929 x (-1,95x10-3)) = -5,845x10-4

ΔD

= ((2,27 x (2,7x10-6)) + (2,27 x (-1,183x10-6)) + (1,929 x (2,135x10-6)) = 7,563x10-6

303,15



CpdT  A(T2  T1 )  (

298,15

B 2 C 3 D 4 2 3 4 (T2  T1 ))  ( (T2  T1 ))  ( (T2  T1 )) 2 3 4

0,77 5,845 x10 4 2 2  826 ,23(303 ,15  298 ,15)  ( (303 ,15  298 ,15 ))  ( (303 ,15 3  298 ,15 3 )) 2 3 6 7,563 x10 ( (303 ,15 4  298 ,15 4 )  3,6 x10 3 J mol 4

303,15

H ( Rx)  H 298 

 CpdT

298,15

= 16,11 J/mol + 3,6x103 J/mol = 3,62x103 J/mol

18

Reaksi 2 dengan konversi 85% pada suhu 303,15 K Basis 100 kg CH3CH(OH)CN = 1,4 mol CH3CH(OH)CN CH3CH(OH)CN + 2 H2O + HCl

ΔH(298)

CH3CH(OH)COOH + NH4Cl

1,4

2,8

1,4

1,19

2,38

1,19

1,19

1,19

0,21

0,42

0,21

1,19

1,19

= n (ΔH produk(298) - ΔH reaktan(298)) = 1,19 ((-3,15x105 + 182,5) - (182,47 + (2 x 75,55) + 98,37)) = -3,748x105 J/mol

ΔA

= ((1,4 x 78,481) + (2,8 x -4x10-2) + (1,4 x 73,993) + (1,19 x -6,21x105) + (1,19 x 34,737)) = -7,39x105 = ((1,4 x 0,74) + (2,8 x -2,11x10-4) + (1,4 x -0,129) + (1,19 x 3,451x102)

ΔB

+ (1,19 x 1,12x10-1)) = 411,656 = ((1,4 x -1,95x10-3) + (2,8 x 5,346x10-7) + (1,4 x -7,898x10-5)

ΔC

+ (1,19 x 2,418x10-2) + 0) = 0.9126 ΔD

= ((1,4 x (2,1353x10-6) + 0 + (1,4 x 2,64x10-6) + 0 + 0) = 0,016

303,15



CpdT  A(T2  T1 )  (

298,15

B 2 C 3 D 4 2 3 4 (T2  T1 ))  ( (T2  T1 ))  ( (T2  T1 )) 2 3 4

 -7,39x10 5 (303 ,15  298 ,15 )  ( (

411,656 0,9126 (303 ,15 2  298 ,15 2 ))  ( (303 ,15 3  298 ,15 3 )) 2 3

0,016 (303 ,15 4  298 ,15 4 )  2,832 x10 6 J mol 4

19

303,15

H ( Rx)  H 298 

 CpdT

298,15

= -3,748x105 J/mol + 2,832 x10 6 J/mol = 2,457x106 J/mol ΔHtotal = ΔH(RX)1 + ΔH(RX)2 = 3,62x103 + 2,457x106 J/mol = 2,46x106 J/mol

b. ΔH(Rx) menggunakan reaksi fermentasi Reaksi 1 dengan konversi 95% pada suhu 318,15 K Basis 100 kg C12H22O12 = 0,292 mol C12H22O12 C12H22O12 (l) + H2O(l)

fermentasi

C6H12O6 (l) + C6H12O6 (l)

0,292 0,277

0,277

0,277

0,277

0,014

0,277

0,277

0,277

298 = n (ΔHf produk - ΔHf reaktan) = 0,277 (ΔHf glukosa + ΔHf fruktosa) – (ΔHf H2O + ΔHf C12H22O12) = 0,277 (-1260 + -6272,34) - (-285,8 + -47,131) = -1994,21 J/mol

318,15



298,15

CpdT  A(T2  T1 )  (

B 2 C 3 D 4 2 3 4 (T2  T1 ))  ( (T2  T1 ))  ( (T2  T1 )) 2 3 4

= 245502,29 J/mol

20

318, 5

 CpdT

H ( Rx)  H 298 

298,15

= -1994,21 + 245502,29 = 243508,07 J/mol

Reaksi 2 dengan konversi 90% pada suhu 318,15 K Basis 100 kg C6H12O6 = 0,55 mol C6H12O6 C6H12O6(l) + Ca(OH)2(S)

fermentasi

(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + 2H2O(l)

0,55

0,49

0,49

0,49

0,49

0,98

0,06

-

0,49

0,98

298 = n (ΔHf produk - ΔHf reaktan) = 0,49 (ΔHfkalsium laktat + ΔHf 2H O) – (ΔHf C6H12O6 + ΔHf Ca(OH)2) 2

= 0,49 x (-29,72 + -285,8) - (-1260 + -179,66) = 414,07 J/mol 318,15



CpdT  A(T2  T1 )  (

298,15

B 2 C D 4 2 3 3 4 (T2  T1 ))  ( (T2  T1 ))  ( (T2  T1 )) 2 3 4

= -1,281 x 109 J/mol 318, 5

H ( Rx)  H 298 

 CpdT

298,15

= 414,07 kJ + (-1,281 x 109 kJ) = -1,281 x 109 J/mol

Reaksi 3 dengan konversi 99,9% pada suhu 318,15 K Basis 100 kg (CH CHOHCOO) Ca = 0,4582 mol (CH CHOHCOO) Ca 3

2

3

2

21

(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l)


0,4582

0,4577

0,4577

0,4577

0,9164

0,4577

0,0004

-

0,9164

0,4577

298 = n (ΔHf produk - ΔHf reaktan) = 0,4577 (ΔHf asam laktat + ΔHf CaSO4) – (ΔHf H2SO4 + ΔHf (CH3CH(OH)COO2)Ca)

= 0,4577 (-102,631 + -76,7) - (-735,96 + -47,131) = 268,39 J/mol 318,15



CpdT  A(T2  T1 )  (

298,15

B 2 C 3 D 4 2 3 4 (T2  T1 ))  ( (T2  T1 ))  ( (T2  T1 )) 2 3 4

= 7486,97 J/mol 318,15

H ( Rx)  H 298 

 CpdT

298,15

= 268,39 kJ + (7486,97 kJ) = 7755,37 J/mol ΔHtotal = ΔH(RX)1 + Δ H(RX)2 + Δ H(RX)3 = 243508,07 + (-1,281 x 109) + (7755,37) = -1,281 x 109 J/mol

22

Tabel 2.5. Perbandingan Proses Pembuatan Asam Laktat Uraian

Proses sintesis

Proses fermentasi

Bahan Baku

Asetaldehida dan HCN

Molasses

Temperature operasi

30 oC

45 oC

Tekanan operasi

4 atm

1 atm

Produk

DL-asam laktat

L-(+) atau D-(-)-asam laktat

Konversi

85%

90%

Δ H(Rx) Biaya bahan baku per kg produk (Ekonomi kasar)

6

2,46x10 J/mol

-1,281 x 109J/mol

Rp. 5.125.570,-/kg

Rp. 32.976,-/kg

Perbandingan Proses produksi dilakukan untuk menentukan proses mana yang lebih efektif dan efisien dalam produksi asam laktat. Proses yang dibandingkan adalah proses secara sintetis dan proses secara fermentasi. Proses pembuatan asam laktat yang dipilih ialah metode fermentasi dengan alasan : 1. Ketersediaan bahan baku karbohidrat yang berasal dari molasses yang melimpah di Indonesia. 2. Bahan baku yang terbatas dalam proses kimia sintesis, sedangkan bahan baku menggunakan proses fermentasi adalah bahan baku yang dapat diperbaharui. 3. Bakteri Lactobacillus Delbreuckii dapat menguraikan gula dalam molasse sehingga proses fermentasi tidak memerlukan perlakuan awal hidrolisis. 4. Biaya atau harga produksi cenderung lebih rendah jika dibandingkan dengan proses kimia (sintesis). 5. Konversi proses lebih besar dibandingkan dengan proses kimia (sintesis).

23

C. Uraian Proses Proses pembuatan asam laktat dilakukan secara semi continue, dimana proses batch dilakukan sampai pada tangki penyimpanan, setelah tangki penyimpanan dilakukan proses continue. Pembuatan asam laktat dengan cara fermentasi secara garis besar terdiri dari :  Fermentasi  Pengasaman  Pemisahan biomassa, sisa nutrisi, dan kotoran lain  Pemurnian

1. Fermentasi Bahan baku yang tergolong murah untuk difermentasikan adalah : starchy and cellulosic material, whey, molasses. Yang tergolong dalam starchy and cellulosic material antara lain : gandum, jagung, singkong, kentang, beras, sweet gorghum, rye, barley. Akan tetapi materi ini perlu dihidrolisis terlebih dahulu untuk mendapatkan gula fermentasi (karbohidrat) sebelum difermentasikan (Young-Jung Wee, Jin-Nam Kim, 2005). Bakteri Lactobacillus delbrueckii dipilih karena dapat memproduksi asam laktat paling tinggi dengan menggunakan substrat yang mengandung senyawa gula tanpa perlu perlakuan awal (Y. tokiwa dan Calabia 2007). Senyawa gula tersebut antara lain : sukrosa, glukosa, fruktosa, maltosa (P.D. Robinson 1988). Bakteri yang diperlukan untuk proses fermentasi asam laktat sebanyak

24

1,7% dari jumlah molasse yang masuk. Malt sprouts adalah nutrisi untuk bakteri yang ditambahkan sebanyak 3% dari jumlah molasse yang masuk fermentor (J.M. Paturau, 1989). Kultur diinokulasi dengan Lactobacillus delbrueckii. Kultur ini mengandung 15% gula, 0,375% malt spouts, 0,25% NH3PO4, 10% CaCO3, dan air (R.Keyes 1957). Selama proses fermentasi pH harus dijaga antara 5-6,5 dengan menggunakan buffering agent Ca(OH)2, CaCO3, NH2OH, NaOH. Selain berfungsi untuk menjaga pH, penambahan secara berlebih dari buffering agent tersebut akan menghasilkan garam laktat sebagai bentuk asam laktat. Dengan penambahan buffering agent maka akan terbentuk garam laktat seperti kalsium laktat, ammonium laktat, sodium laktat (Ullman 2007). Hal tersebut dilakukan untuk membentuk asam laktat dengan isomer D(-) atau L(+) yang nantinya akan diasamkan lalu disaring, karena produk yang dihasilkan dari fermentasi merupakan asam laktat dengan isomer DL. Adapun reaksinya sebagai berikut 

C12H22O12 (l) + H2O(l) Sukrosa



fermentasi

Air

C6H12O6 (l) + C6H12O6 (l) Glukosa

Fruktosa

C6H12O6 (l) + Ca(OH)2(S) fermentasi (CH3CHOHCOO)2Ca(S)+ 2H2O(l) Glukosa

Kalsium hidroksida

Kalsium laktat

Air

(R. Keyes, 1957, 1957) (N. Narayanan, A. Sarivastava, 2004)

Tidak ada ukuran yang pasti dari fermentor karena ukuran tangki tidak berpengaruh pada proses fermentasi (National agricultural biosecurity center

25

2004). Fermentasi berlangsung selama 21 jam pada temperatur 45C, tekanan 1 atm dan pada konsentrasi gula umpan 12 % (Ullman, 2007).

2. Pengasaman Pembentukan garam laktat selama fermentasi harus diubah menjadi asam laktat. Larutan kalsium laktat setelah proses pemisahan dialirkan menuju acidifier (R. Keyes, 1957). Penambahan dengan H2SO4 kedalam kalsium laktat digunakan untuk produksi skala besar. Metode ini membentuk asam laktat dan CaSO4 (gypsum) yang memiliki kelarutan yang kecil dalam air (Ullman, 2007). CaSO4 yang terbentuk berfungsi sebagai koagulan yang dapat mengikat dan mengendapkan cell dan padatan yang terlarut yang nantinya akan disaring.



(CH3CHOHCOO)2Ca(S) + H2SO4(l) Kalsium laktat


Asam sulfat

Asam laktat

Kalsium sulfat

(N. Narayanan, A. Sarivastava. 2004)

3. Pemisahan biomassa, sisa nutrisi dan kotoran lain Beberapa teknologi pemisahan bakteri dari hasil fermentasi dapat digunakan tergantung pada bakteri yang digunakan dalam fermentasi. Bakteri tersebut dapat dipisahkan dengan cara flokulasi dengan alkali atau ultrafiltrasi (Ullman, 2007). Setelah proses fermentasi selesai, produk yang terbentuk harus dipisahkan dari material-material pengotor yang terkandung

26

didalamnya. Larutan produk dipisahkan dengan filtrasi (Han-Hagerdal), Pemisahan ini dilakukan dengan filtrasi untuk memisahkan larutan dengan sisa-sisa kotoran terutama sisa-sisa biomassa (bakteri dan malt sprouts) dan juga partikel-partikel yang tersuspensi dari molasses (Akerberg dan Zacchi 2000). Larutan asam laktat dan endapan CaSO4 yang terbentuk di tangki pengasaman kemudian dialirkan ke dalam filter untuk memisahkan endapan CaSO4 dari larutan. Selanjutnya larutan asam laktat tersebut dialirkan ke vaporaizer untuk kemudian dimurnikan, sedangkan endapan CaSO4 dikeluarkan dari bagian bawah (R. Keyes, 1957).

4. Pemurnian Larutan asam laktat yang berasal dari tangki pengendapan masih mengandung asam laktat, air, fruktosa dan sisa glukosa, diumpankan ke dalam vaporaizer untuk memisahkan asam laktat dan air dengan glukosa dan fruktosa. Pemilihan suhu operasi vaporaizer berdasarkan temperature dew point sehingga didapatkan komposisi hasil keluaran asam laktat 80% dan air 20% karena Pada temperatur ini asam laktat dan sedikit air akan menguap, sedangkan fruktosa dan glukosa akan tetap cair (titik didih glukosa > 300 C, titik didih fruktosa > 300 C).

II. DESKRIPSI PROSES

Recommend Documents