Transcript Proses Konversi Enzimatik - Layanan Akademik Teknik Kimia ITB

WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
TK- 3003/3005 LAB TK I
KERANGKA PRESENTASI
1. Latar BelakangKONVERSI ENZYMATIC
Pengolahan
Menjadi Sirop
Glukosa
MelaluiBaku
Hidrolisis
Enzim-Enzim
2. PotensiPati
Sumberdaya
MIGAS
(Bahan
Utama)
3. Potensi Pengembangan Industri Petrokimia di
Indonesia
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
Menggunakan Sumberdaya Alam Untuk
Meningkatkan Daya Saing
5. Kesimpulan dan
Oleh
Saran
RETNO GUMILANG DEWI
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA PRESENTASI
1.
Syrup dan Proses Pembuatannya
1.Glucose
Latar Belakang
2.
Teknologi Proses
2.Pengenalan
Potensi Sumberdaya
MIGAS Pengolahan
(Bahan BakuGlucose
Utama)
Syrup dari Bahan Baku Pati
3. Potensi Pengembangan Industri Petrokimia di
Indonesia
3. Proses
Produksi Glucose Syrup Menggunakan Enzym
4.Flow
Prospek
Industri
Petrokimia
4.
SheetPengembangan
Sistem Produksi
Glucose
Syrup Dalam
MenggunakanEnzym
Sumberdaya Alam Untuk
Menggunakan
Meningkatkan Daya Saing
5. Kondisi Operasi dan Pengaruhnya Terhadap Produk
5. Kesimpulan dan Saran
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
Glucose
SyrupPRESENTASI
dan Proses Pembuatannya
1. Glucose Syrup adalah glukosa dalam bentuk sirop yang mengandung
80% berupa glukosa dengan bermacam-macam oligosakarida
1.padatan
Latar±Belakang
Syrup ini dapat dimurnikan untuk menghasilkan konsentrat monosakarida
2.nutritif
Potensi
MIGAS
(Bahan
denganSumberdaya
kadar sakarida tinggi.
Glukosa
padatBaku
adalahUtama)
produk sirop
yang Pengembangan
memiliki kadar air ± 5%
berat. Petrokimia di
3.glukosa
Potensi
Industri
Indonesia
2. Glucose
Syrup dapat dihasilkan dari pati melalui hidrolisis. Sumber pati :
di USA, pati
diproduksi dari jagung;
4. –Prospek
Pengembangan
Industri Petrokimia Dalam
–Menggunakan
di Eropa, pati diproduksi
dari jagungAlam
dan kentang;
Sumberdaya
Untuk
–Meningkatkan
di Jepang, pati diproduksi
dari ubi jalar; dan
Daya Saing
– di negara-negara tropis sperti Indonesia/Thailand/Vietnam/Brazil, pati
5. Kesimpulan dan Saran
diproduksi dari ubi kayu dan dinamakan Tapioka.
3. Glucose Syrup yang dihasilkan dari hidrolisis pati banyak mengandung
dekstrosa, maltosa, dan dekstrin dan dapat digunakan sebagai pemanis.
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
Proses
Konversi PRESENTASI
Pati Menjadi Glucose Syrup
1. PATI: cadangan karbohidrat berbentuk granula dan karakteristik spesifik
Tabel 2 Karakteristik granula pati
1. Latar Belakang
Jenis Pati
Diameter Granula Pati (µm)
Jangkauan
Rata-rata
4 - 35
25
Bentuk
Letak Granula
2. Potensi Sumberdaya
MIGAS
Baku
Utama)
Ubi Kayu
Oval,(Bahan
berkerucut
Umbi
batang
Kentang
5 - 100
40
Oval, bulat, lonjong
Umbi batang
Ubi jalar
Ararut
Sagu
4-40
9-40
15-50
19
23
33
Oval, berkerucut
Oval, lonjong
Lentikular, poligonal
Umbi akar
Batang
Batang
Jagung
2 - 30
15 Industri
Bulat, poligonal
Biji
3. Potensi Pengembangan
Petrokimia
di
Gandum
1 - 45
25
Bulat, lentikular
Biji
Indonesia
Waxy Maize
3 - 26
15
Bulat, poligonal
Biji
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
Menggunakan Sumberdaya Alam Untuk
Meningkatkan Daya Saing
5. Kesimpulan dan Saran
Amilosa
Amilosa
Amilopektin
Amilosa
Amilosa
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
2. Pati merupakan polimer yang tersusun atas unit glukosa yang dihubungkan oleh
ikatan alfa-1,4-glikosidik dan ikatan alfa-1,6-glikosidik. Polimer pati terdiri atas dua
1.tipeLatar
polimer Belakang
polisakarida, yaitu amilosa dan amilopektin [Marchal, 2005].
3.2.PatiPotensi
umbi-umbian
memiliki lebih sedikit
amilosa (Bahan
daripada pati
yang berasal
dari bijiSumberdaya
MIGAS
Baku
Utama)
bijian. Ubikayu memiliki 17% amilosa dan 83% amilopektin; Gandum memiliki 28%
3.amilosa
Potensi
Industri Petrokimia
di
dan Pengembangan
82% amilopektin. Perbandingan
komponen polisakarida
ini
Indonesia
mempengaruhi
sifat fisik pati (viskositas, kelarutan dalam air, pembentukan gel,
temperatur gelatinisasi, dan pembentukan lapisan film). [Flickinger, 1999]
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
4. Amilosa merupakan polimer rantai lurus yang terdiri atas anhidroglukosa yang
Menggunakan Sumberdaya Alam Untuk
dihubungkan ikatan α-1,4-glikosidik. Di dalam air, amilosa membentuk struktur helix.
Meningkatkan Daya Saing
Bila iodin ditambahkan pada larutan yang mengandung amilosa, maka iodin akan
dalam dan
helix Saran
sehingga
5.terperangkap
Kesimpulan
terjadi perubahan warna larutan menjadi
biru/ungu (tergantung panjang molekul amilosa). [Chaplin, 2005]
5. Amilopektin merupakan polimer bercabang yang terdiri atas unit anhidroglukosa
(glukopiranosil) yang dihubungkan oleh ikatan α-1,6-glikosidik (percabangan) dan
ikatan α-1,4-glikosidik yang membentuk rantai lurusnya [Chaplin, 2005]
Amilopektin
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
1. Hidrolisis pati dapat dilakukan melalui proses likuifaksi dan sakharifikasi.
katalis yang digunakan pada proses likuifaksi dan sakharifikasi
1.Berdasarkan
Latar Belakang
metoda pembuatan glukosa melalui hidrolisis pati dikelompokkan menjadi:
2. –Potensi
Sumberdaya
MIGAS (Bahan Baku Utama)
proses hidrolisis
asam,
proses asam
– enzim, dan
3. –Potensi
Pengembangan
Industri Petrokimia di
–Indonesia
proses enzim – enzim.
2. Pada proses hidrolisis asam, konversi pati menjadi glucose syrup dapat
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
dilakukan secara kontinyu pada kondisi oerasi yang cukup ekstrim, yaitu
Menggunakan oSumberdaya Alam Untuk
temperatur 140 - 160 C dan pH 1,8 - 2,0. Proses ini banyak digunakan di
Meningkatkan Daya Saing
masa lampau dan saat ini sudah mulai ditinggalkan walaupun masih ada
5.beberapa
Kesimpulan
danyang
Saran
industri kecil
masih memanfaatkan teknologi ini.
3. Kemudian dikembangkan proses konversi pati untuk perbaikan proses, yaitu
melalui proses hidrolisis asam–enzim maupun enzim–enzim.
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
Proses Hidrolisis Asam:
Latardilakukan
Belakang
1.1.Hidrolisis
secara konvensional menggunakan HCl sebagai katalis
dua tahap
hidrolisis, yaituMIGAS (Bahan Baku Utama)
2.melalui
Potensi
Sumberdaya
• Tahap I:
3. Potensi
Pengembangan
Industri
Petrokimia
dioC, 9 bar,
Dilakukan relatif
singkat (5–8 menit)
pada temperatur
140–160
Indonesia
dan pH 1,5–2,0. Tahap ini menghasilkan produk dengan DE 0,5–1,5%.
Tahap II: Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
4. • Prospek
Dilakukan dalam waktu
90–120 menit pada
kondisi
seperti Tahap I.
Menggunakan
Sumberdaya
Alam
Untuk
Tahap ini menghasilkan produk dengan DE 10–15%.
Meningkatkan Daya Saing
2. Proses hidrolisis asam tidak dapat menghasilkan produk Glucose syrup
5. Kesimpulan dan Saran
yang memuaskan tetapi hanya syrup dengan DE maksimum 10-15%,
berwarna keruh, dan kadar abu tinggi. Sirop dengan nilai DE sangat rendah
sulit atau bahkan tidak dapat dikristalkan sehingga harga jualnya rendah.
Proses Hidrolisis Asam
Menggunakan katalis asam, biasanya HCl sekitar
0,12% dari berat pati
Temperatur
operasi
140-160oC
dengan
menggunakan steam bertekanan tinggi (9 bar)
pH dijaga pada nilai 1,5-2,0
Perlu agen penetral  soda abu
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
Proses Hidrolisis Asam - Enzim:
1.1.Pada
proses
asam–enzim, proses konversi pati menjadi glucose syrup
Latar
Belakang
dilaksanakan dalam dua tahap, yaitu:
2. Potensi Sumberdaya MIGAS (Bahan Baku Utama)
• Pada tahap I: proses likuifaksi untuk menghidrolisis pati (batch atau
3. Potensi
Pengembangan
Petrokimia
di asam.
kontinyu) dengan
menambahkanIndustri
asam seperti
halnya hidrolisis
• Indonesia
Pada tahap II: proses sakharifikasi dengan menambahkan enzim untuk
melanjutkanPengembangan
pemutusan ikatan polimer
yang dihasilkan
proses
Tahap I.
4. Prospek
Industri
Petrokimia
Dalam
Menggunakan
Sumberdaya
Alam
Untuk
2. Syrup
yang dihasilkan melalui
proses ini tidak
dapat
atau sulit dikristalkan.
Meningkatkan
Daya
Saing
Nilai
DE dari glucose syrup
yang
dihasilkan juga masih relatif rendah seperti
pada proses dan
asam.Saran
5.halnya
Kesimpulan
3. Kemudian, mulai dikembangkan proses enzim–enzim yang menghasilkan
glucose syrup dengan kualitas lebih baik dengan DE yang lebih tinggi
dibandingkan dengan kedua proses sebelumnya. .
Proses Asam Enzim
Pada tahap awal dilakukan penambahan asam
 proses dapat dilakukan batch atau kontinu
Dilanjutkan dengan penambahan enzim
Enzim yang digunakan:
α-amilase
β-amilase
Glukoamilase
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
Proses Enzim - Enzim:
1. 1.
PadaLatar
prosesBelakang
enzim-enzim dihasilkan glucose syrup dengan kualitas cukup
baik. Kadar glukosa pada syrup sangat tinggi (DE 96-98%) sehingga mudah
2.
Potensi
Sumberdaya
MIGAS
(Bahan
Utama)
untuk
dikristalkan.
Glucose syrup dengan
kualitas
sepertiBaku
ini memiliki
nilai jual
tinggi.
3.
Potensi Pengembangan Industri Petrokimia di
Indonesia
2. Konversi
pati menjadi glukosa pada proses ini dilakukan melalui dua tahap,
yaituProspek
likuifaksi dan
sakharifikasi secara batch
pada Petrokimia
kondisi yang tidak
ekstrim.
4.
Pengembangan
Industri
Dalam
• Tahap
likuifaksi dilakukan
pada tekanan atmosferik,
temperatur 95 - 105oC,
Menggunakan
Sumberdaya
Alam Untuk
dan
pH 6-6,5 selama selama
jam.
Meningkatkan
Daya 1-2
Saing
• Tahap sakarifikasi dilakukan pada tekanan atmosferik dan temperature 55–
5. 60Kesimpulan
Saran
oC selama 8 jamdan
untuk mendapatkan DE cukup tinggi.
3. Perbandingan kualitas sirop glukosa yang dihasilkan melalui hidrolisis enzim–
enzim terhadap kualitas yang dihasilkan melalui hidrolisis asam dan hidrolisis
asam–enzim disampaikan pada Tabel 1.
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
4. Di beberapa industri, terutama industri besar, saat ini banyak menggunakan
enzimatik
untuk proses hidrolisis pati daripada proses hidrolisis asam
1.proses
Latar
Belakang
dengan pertimbangan:
2. – Potensi
Sumberdaya
(Bahan
Utama)
operasi dilakukan
pada pH MIGAS
netral (6,0-7,5)
dan Baku
temperatur
yang tidak
ekstrim pada
tahap likuifaksi (95-105oC)
danPetrokimia
tekanan atmosferik,
3. Potensi
Pengembangan
Industri
di
– Indonesia
konversi pati menjadi glukosa lebih tinggi dan kualitas produk lebih murni,
– pengendalian proses lebih mudah karena hanya perlu mengatur
4. Prospek
Pengembangan
Industri
temperatur operasi
reaktor pada kondisi
tidak Petrokimia
ekstrim, dan Dalam
Sumberdaya
– Menggunakan
limbah cair yang dihasilkan
relatif lebihAlam
sedikitUntuk
dengan kualitas lebih baik
Meningkatkan
Daya
Saing
dari pada menggunakan
proses
asam.
Kesimpulan
Saran
5.5.Hasil
hidorlisis pati dan
menjadi
glucose syrup sangat bergantung pada enzim
yang digunakan, umumnya enzim α-amilase atau β-amilase untuk proses
likuifaksi dan enzim glukoamilase untuk proses sakharifikasi
Enzim Hidrolisis Pati
Dapat diperoleh
mikroorganisme
dari
tanaman,
hewan
Lima kelompok enzim:
1.Endoenzim  amilase
2.Eksoenzim  glukoamilase
3.Enzim pemutus percabangan  pullulanase
4.Enzim isomerisasi  glukosa isomerase
5.Enzim Cyclodextrin Glikosiltransferase
dan
Enzim α-amilase
Termasuk endoenzim yang memutuskan ikatan α1,4-glikosidik yang berlangsung secara acak
Dihasilkan dari
(Aspergillus)
bakteri
(Bacillus)
dan
jamur
Kondisi optimum proses enzim bergantung pada
mikroorganisme penghasil enzim
Enzim yang dihasilkan B. subtilis memiliki kondisi
optimal: 90oC dengan kandungan kalsium 300 ppm
B. licheniformis enzyme memiliki kondisi optimal:
105-110oC dengan kandungan Kalsium 3,4 ppm
Enzim Glukoamilase
Termasuk eksoenzim yang memutuskan ikatan
α-1,6-glikosidik yang berada pada ujung rantai
Dihasilkan
oleh
Rhizopus sp.
jamur
Aspergillus
sp.
Dan
Kondisi optimum enzim ini adalah temperatur
pada rentang 55-60oC dan pH = 4,2 sampai 4,5
Mekanisme Kerja Enzim
 Mekanisme hidrolisis pati oleh
bergantung pada jenis enzimnya
enzim
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
KERANGKA
PRESENTASI
Pengenalan
Teknologi
Proses Pengolahan Glucose Syrup
Tabel 1 Perbandingan kualitas glucose syrup pada berbagai proses
1. Latar Belakang
Proses (Katalis)
Hidrolisis Asam
Asam-Enzim
Enzim-Enzim
2. Potensi
Sumberdaya
MIGAS
(Bahan
Baku98 Utama)
DE
38
42
28 %
63 %
Glukosa Pengembangan
12 %
18 % Industri
5%
37Petrokimia
%
96 % di
3. Potensi
Maltosa
10 %
13 %
8%
34 %
2%
Indonesia
Maltotriosa
10 %
12 %
16 %
16 %
1%
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
Oligosakarida
68 %
57 %
71 %
13 %
1%
Menggunakan Sumberdaya Alam Untuk
Perlu dicatat bahwa
hanyaSaing
sirop glukosa dengan DE > 80% saja
Meningkatkan
Daya
yang dapat dikristalkan dengan mudah dalam bentuk granula atau serbuk
5. Kesimpulan dan Saran
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
Proses
PengolahanPRESENTASI
Pati Menjadi Glucose Syrup Dengan Enzim
KERANGKA
Tahapan-tahapan Proses
1. Latar Belakang
– proses penyiapan bubur pati dan gelatinisasi,
2. Potensi Sumberdaya MIGAS (Bahan Baku Utama)
– proses likuifaksi,
3. Potensi Pengembangan Industri Petrokimia di
– proses sakarifikasi,
Indonesia
– proses filtrasi/klarifikasi,
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
– proses
penghilangan
atau penyisihan
warna,
Menggunakan
Sumberdaya
Alam
Untuk
– proses
penghilangan
ion-ion
(deionisasi),
Meningkatkan
Daya
Saing
–5. proses
pemekatan
Kesimpulan
dan(evaporasi)
Saran sirop glukosa yang meruapakan
produk akhir
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
Proses
PengolahanPRESENTASI
Pati Menjadi Glucose Syrup Dengan Enzim
KERANGKA
CaCl 2
Tapioka
1. Latar Belakang
Enzim
alfa-amilase
Filter aid
Klarifikasi
(Filter Press)
Penyiapan
2. Potensi Sumberdaya
MIGAS (Bahan Baku Utama)
bubur pati
Air proses
3. Potensi Pengembangan Industri Petrokimia
di
Deionisasi
(Resin Penukar Ion)
Indonesia Likuifaksi
Enzim
glukoamilase
Pengembangan
Industri
4. Prospek
Petrokimia Dalam
Menggunakan
Sumberdaya Alam Pemekatan
Untuk
Sakarifikasi
(Evaporator)
Meningkatkan Daya Saing
Karbon aktif
5. KesimpulanPenyisihan
dan Saran
warna
Sirup
Glukosa
Penyiapan Bubur Pati
Menurut literatur, hasil yang optimal dicapai
dengan menggunakan umpan sebesar 30-40%
berat bubur pati
Produk akhir pada tahap ini adalah bubur pati
yang memiliki viskositas tinggi.
Setelah itu, pati mengalami tahap gelatinisasi
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
Proses
PengolahanPRESENTASI
Pati Menjadi Glucose Syrup Dengan Enzim
KERANGKA
Proses Gelatinisasi
–1. Granula
mempunyai kapasitas penyerapan air dingin yang terbatas secara
Latarpati
Belakang
reversible, tetapi hidrasi lanjut dimungkinkan dengan peningkatan temperatur.
2. Potensi Sumberdaya MIGAS (Bahan Baku Utama)
– Granula pati memiliki ketahanan tinggi terhadap penetrasi baik oleh air maupun
hidrolitik (ada ikatan hidrogen
intra/inter-molekul).
3. enzim-enzim
Potensi Pengembangan
Industri
PetrokimiaIkatan
di hidrogen
iniIndonesia
akan melemah dengan kenaikan temperatur  terjadi gelatinisasi
– Gelatinisasi adalah proses pembengkakan/swelling molekul secara ireversible
4. karena
Prospek
Industri
Petrokimia
Dalam
molekulPengembangan
air masuk ke dalam struktur
molekul
(pati menjadi gel/pasta).
Menggunakan
Sumberdaya
Untuk
– Tahapan
gelatinasi sangat
menentukan Alam
keberhasilan
hidrolisis pati secara
Meningkatkan
Daya
enzimatik.
Proses hidrolisis
jauhSaing
lebih cepat jika dilakukan pada temperatur di
atas temperatur gelatinasinya, yaitu 105–110oC.
5. Kesimpulan dan Saran
– Selain temperatur, perbandingan air dan pati minimum harus terpenuhi untuk
memperoleh gelatinasi yang sempurna
Fenomena Gelatinasi
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
Proses
PengolahanPRESENTASI
Pati Menjadi Glucose Syrup Dengan Enzim
KERANGKA
Keunggulan Pati Tapioka untuk Proses Gelatinisasi
1. Latar Belakang
1. kandungan pati tinggi (20-30%w/w),
2. Potensi Sumberdaya MIGAS (Bahan Baku Utama)
2. kandungan protein dan mineral rendah,
3. Potensi Pengembangan Industri Petrokimia di
3. Temperatur
gelatinasi relatif rendah, dan
Indonesia
4. kelarutan amilosa lebih tinggi.
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
Menggunakan
Sumberdaya
Alam
Untuk melalui proses
Pembuatan
pati tapioka
dari ubikayu atau
singkong
Meningkatkan
Saingsuspensi pati, pengeringan, dan
pencucian,
pemarutan,Daya
penyaringan
penggilingan.
Kualitas
5. Kesimpulan
danproduk
Saranditentukan oleh warna, kandungan
air, dan kandungan serat dan aditif
Tahap Likuifaksi
Proses pengenceran
parsial.
sampai
terjadi
hidrolisis
Untuk menurunkan viskositas larutan yang telah
mengalami gelatinisasi dan mencegah terjadinya
retrogradasi
Penambahan ion kalsium (Ca2+) bertujuan sebagai
stabilisator pH serta menciptakan kondisi
optimum bagi kerja enzim
Produk yang dihasilkan:
maltotriosa, glukosa, dsb.
dekstrin,
maltosa,
Tahap Sakarifikasi
Proses pembentukan sakarida
Menggunakan enzim glukoamilase
Kondisi Operasi → pH 4,2-4,5 dan T=55-60oC
Enzim
glukoamilase
dapat
mempolimerisasi
glukosa yang sudah terbentuk dengan reaksi
balik membentuk maltosa atau isomaltosa dengan
laju yang lebih rendah daripada reaksi hirolisis
Reaksi balik bergantung pada konsentrasi
substrat dan keaktifan enzim pada tahap akhir
sakarifikasi
Proses Hilir
Produk harus memenuhi spesifikasi tertentu.
Standar produk yang berlaku sangat bervariasi,
bergantung pada kebutuhan setiap konsumen
Tahapan proses:
Penghilangan padatan tersuspensi
Penghilangan warna
Penghilangan pengotor anorganik
Pemekatan
Proses Hilir Konvensional
Terdiri dari 3 tahap:
1.Penghilangan Padatan Tersuspensi
Padatan tersuspensi terdiri dari lemak, protein,
dan serat yang tidak terkonversi saat hidrolisis
Penghilangan mud ini tidak
dengan proses filtrasi biasa
dapat
dilakukan
Teknologi: rotary vaccum filter press (RVFP)
atau pressure leaf filter dengan menggunakan
diatomite (diatomaceous earth) sebagai filter
aid. Kedua teknologi ini membutuhkan banyak
filter aid dan menghasilkan limbah padat
Proses Hilir Konvensional
2.PenghilanganWarna
Warna ini berasal dari larutan enzim, selain itu
juga berasal dari beberapa reaksi:
Reaksi Lobry de Bruyn-van Ekenstein →
degradasi glukosa menjadi senyawa polimer
berwarna yang disebut melanoidins
Reaksi Maillard → terjadi antara glukosa
dengan asam amino, peptida, atau protein
Metode: penggunaan material (karbon aktif)
Proses Hilir Konvensional
3.Penghilangan Ion
Resin penukar kation dan anion
Kapasitas pertukaran ion sangat terbatas →
regenerasi dengan larutan asam dan basa pekat
secara periodik (enam jam sekali)
Kurang praktis, membutuhkan banyak
kimia, dan menghasilkan banyak limbah
bahan
Proses Hilir Modern
Teknologi berdasarkan pemisahan molekular
tekanan tinggi (nanofiltrasi) → ramah lingkungan
dan tekanan tinggi
Proses hilir (menyatu dengan proses utama) →
daur ulang enzim → membran biorektor
(kombinasi kelebihan hidrolisis enzimatik dan
perpindahan massa selektif melalui membran) →
beban pemurnian produk menjadi lebih ringan
sebab tahap pemurnian produk menjadi lebih
sederhana → modul hollow fiber
Analisis Produk Hidrolisis
Ada dua tipe analisis → kualitatif & kuantitatif
Analisis kualitatif
1.Tes Molisch → α-naftol & H2SO4 → cicin ungu
kompleks (furfural)
2.Tes Benedict → reagen benedict → warna
jingga-merah
3.Reaksi Anthrone → reagen anthrone → warna
biru-hijau
Analisis Produk Hidrolisis
Analisis kualitatif
Hasil hidrolisis pati dikarakterisasi oleh nilai DE
(dextrose equivalent) yang terkait dengan
derajat hidrolisis
DE (Dextrose Equivalent) merupakan persentase
dari ikatan glikosidik yang telah terhidrolisis
 jumlah ikatan glikosidik yang putus 
DE =100 x 

jumlah
ikatan
glikosidik
mula-mula


 gula pereduksi, dinyatakan sebagai glukosa 
DE =100 x 

karbohidrat
total


Analisis Produk Hidrolisis
1.Metode Somogyi-Nelson
Larutan uji dipipet
ke dalam tabung reaksi
sebanyak 1 ml dan ditambahkan 1 ml reagensia
alkalis → dimasukkan dalam air mendidih, tepat
20 menit diangkat dan dimasukkan dalam air
dingin. Kemudian ditambahkan 1 ml reagen
warna arsennomolibdat, diaduk sampai homogen,
dan ditambahkan 7 ml air distilasi. Serapan
cahaya dibaca pada panjang gelombang 510 atau
660 nm
Analisis Produk Hidrolisis
2.Metode dengan HPLC
Konsentrasi glukosa, maltosa, dan oligosakarida
diukur dengan Krauer HPLC yang menggunakan
kolom metacarb 67C, detektor RI 2000, fasa
bergerak air, laju alir 0,5 ml/menit, temperatur
90oC, dan tekanan 725 psig. Derajat brix
larutan diukur dengan refraktometer
3.Metode Osmometri
metode yang akurat untuk mengukur nilai DE →
mengukur penurunan titik beku larutan (sifat
koligatif) → molalitas → Mr rata-rata
Analisis Produk Hidrolisis
 berat molekul glukosa (=180) 
DE =100 x 

 berat molekul relatif rata-rata 
4.Titrasi Konvensional (Lane-Eynon)
Larutan uji di tambahkan reagen Fehling A dan
B kemudian dipanaskan →
dititrasi dalam
keadaan panas dengan larutan glukosa standar
yang sudah diketahui konsentrasinya
Keuntungan: mudah dilakukan di laboratorium,
alat-bahan mudah didapat dan sederhana, biaya
analisis murah, metode sederhana dan mudah
dilakukan, dapat dilakukan untuk pengambilan
banyak sampel. Kelemahan: keakuratan kurang
Pengaruh Parameter Hidrolisis
Konsentrasi Substrat
Konsentrasi Enzim
Jenis Enzim
Temperatur Operasi
Penambahan Ion Kalsium
pH Larutan
Kecepatan Pengaduk
Keberadaan Komponen Minor
Konsentrasi Substrat
Saat konsentarsi substrat ↑ maka konsentrasi
glukosa (g/l) akan semakin ↑
Saat konsentrasi substrat ↑ maka peluang enzim
untuk melakukan kontak dengan molekul substrat
membentuk kompleks substrat enzim makin ↑
Dalam praktek, viskositas larutan makin ↑ saat
konsentrasi substrat awal meningkat ↑ sehingga
glukoamilase tidak akan berfungsi secara efektif
Konsentrasi Substrat
Konsentrasi substrat pati yang tinggi akan
memberikan efek kestabilan pada enzim, namun
dapat menyebabkan proses gelatinisasi tidak
sempurna dan timbul permasalahan pada proses
filtrasi
Konsentrasi
substrat
30-35%
memberikan
kestabilan enzim yang cukup dan membuat
proses gelatinisasi berlangsung sempurna
Konsentrasi Enzim
Konsentrasi enzim rendah → tahap likuifaksi
tidak berlangsung sempurna dan menyebabkan
reaksi positif pati setelah proses dekstrinasi
Konsentrasi enzim tinggi → nilai DE melebihi
dari yang kita inginkan dan mahal
Jumlah enzim α-amilase yang sering digunakan
0,6-1,0 liter/ton pati kering
Jumlah enzim glukoamilase yang sering digunakan
0,5 -1,1 liter/ton pati kering
Jenis Enzim
• Kinetika reaksi dipengaruhi oleh spesifitas enzim
• Pemilihan enzim yang tepat memberikan hasil
yang baik
• α-amilase dari Bacilus licheniformis atau Bacilus
stearothermophillus
memberikan
keunggulan:
jenis enzim termostabil, memberikan efisiensi
pemutusan ikatan α-1,4-glikosidik yang lebih
besar, dan pH proses menjadi lebih rendah
(5,8-6,2) → pH yang lebih rendah akan
mengurangi pembentukan produk ikutan dan
pembentukan warna
Pengaruh Pemakaian Enzim
Temperatur dan pH Operasi
Setiap
jenis
enzim
mempunyai
temperatur dan pH optimum
rentang
α-amilase (Termamyl)→ pH 6,0-7,0 & 90-105oC
Glukoamilase (AMG)→ pH 4,5-5,0 & 55-60oC
Temperatur tidak hanya mempengaruhi kinerja
enzim namun juga mempengaruhi proses hidrolisis
pati secara keseluruhan
Penambahan Ion Kalsium
Ion kalsium mempengaruhi kestabilan enzim αamilase
Setiap enzim dari spesies bakteri tertentu
membutuhkan ion kalsium dalam jumlah yang
berbeda-beda
Proses hidrolisis berlangsung dengan baik bila
penambahan ion kalsium diperhatikan
Kecepatan Pengaduk
Proses pengadukan mempengaruhi keberhasilan
hidrolisis pati
Bila pengaduk tidak berfungsi dengan baik maka
ada kemungkinan proses hidrolisis gagal sebab
pati akan membentuk gumpalan yang sulit
dihidrolisis oleh enzim
Sehingga kecepatan pengaduk harus diusahakan
konstan pada kecepatan tertentu yang tidak
mengakibatkan pati menggumpal
Keberadaan Komponen Minor
α-amilase menunjukkan afinitas lebih tinggi
untuk substrat yang mengandung jumlah protein
lebih tinggi. Sebaliknya, penyisihan protein
menghasilkan aktivitas enzim glukoamilase lebih
tinggi
Protein berfungsi sebagai mediator hidrolisis
pati, bergantung pada tipe enzimnya
Selama proses keberadaan protein, lemak, dan
hemiselulosa menyebabkan proses flokulasi dan
sulit untuk dihilangkan sehingga mengganggu
tahapan proses selanjutnya
WORKING GROUP INDUSTRI PETROKIMIA
SEKIAN
Terima Kasih
KERANGKA PRESENTASI
1. Latar Belakang
2. Potensi Sumberdaya MIGAS (Bahan Baku Utama)
3. Potensi Pengembangan Industri Petrokimia di
Indonesia
4. Prospek Pengembangan Industri Petrokimia Dalam
Menggunakan Sumberdaya Alam Untuk
Meningkatkan Daya Saing
5. Kesimpulan dan Saran