TRANSMISI PATI, GLUKOSA, DAN FRUKTOSA MELALUI MEMBRAM MIKROFILTRASI

Abstract

Pembuatan sirup glukosa dan fruktosa mempunyai prospek yang sangat menjanjikan setting dengan peningkatan kebutuhan gula di Indonesia. Fruktosa adalah salah satu jenis gula yang memiliki tingkat kemanisan 1,5 kali tngkat kemanisan gula kristal (sukrosa). Fruktosa dapat dibuat dengan hidrolisis pati menggunakan enzim amilase dan glukoamilase. Lebih lanjut, glukosa yang dihasilkan diisomerisasi dengan enzim glukoisomerese. Produk komersial mengandung 42, 45, atau 90% fruktosa. Ketersediaan sirup fruktosa juga akan mendukung pengembangan agroindustri sebagai salah satu prioritas pembangunan nasional. Untuk mendapat sistem yang efisien, pemanfaatan bioreaktor membran hollow fiber (HFBR) merupakan alternatif yang sangat menjanjikan. Pemahaman tentang karakteristik perpindahan pati, glukosa, dan fruktosa mutlak diperlukan untuk pengembangan proses pembuatan gula cair secara enzimatik dengan sistem HFBR. Secara logika, spesies yang ukurannya jauh lebih kecil daripada ukuran pori-pori membran mikrofiltrasi dapat melewati pori-pori membran dengan mudah. Namun, pada kebanyakan kasus didapalkan batinva fluks penneat menurun secara signifikan dam waktu yang sangat singkat akibat dari terjadinya fouling. Jonsson dkk. [9) menemukan bahwa pada proses mikrofiltrasi, jenis fouling berupa penyumbatan pori (pore blocking) lebih dominan daripada deposisi pada permukaan membran (surface deposition). Hal ini dibuktikan kembali oleh Wenten [101 dengan menggunakan kaldu fermentasi sebagai foulant. Terjadinya fouling menyebabkan fluks terus menurun sampai mencapai harga minimum (fluks krifik) dimana pada kondisi ini kecepatan konveksi foulant ke permukaan membran diimbangi dengan difusi batik ke arah fasa ruah umpan [11]. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari transmisi pati, glukosa, den fruktosa melalui membran mikrofittrasi. Berbagai pengaruh parameter operasi yang dftinjau meliputi laju aliran Slang (cross flow), beds tekanan antar muka membran (TMP), den konsentrasi umpan. Evaluasi kinerja sistem didasarkan pada prosentase transmisi dan fluks permeat. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa transmisi glukosa dan fruktosa melalui membran mikrofiltrasi hampir 100%. Sementarat itu, transmisi pati adalah sekitar 10 - 80% bergantung pada komposisi amilopektin dan amilosa. Hal ini berarti bahwa glukosa dan fruktosa yang merupakan produk dari hidrolisis pati dapat dipisahkan dengan pati. Lebih lanjut, studi tentang hidrolisis pati secara enzimatik menunjukkan bahwa pada konsentrasi enzim yang rendah, deposisi enzim path permukaan membran tidak cukup kuat untuk memberikan efek terhadap penyumbatan pod. Perolehan mobilisasi maksimum sekitar 85 % (100.000 unit aktivitas/m2) diperoleh dengan waktu amobilisasi selama 50 menit pada TMP 30 psig (fluks 19 LIM). Unit akvitas enzim per satuan lugs membran yang tinggi sangat periling untuk memperoleh konversi yang tinggi. Setain itu, peningkatan konversi dapat dilakukan dengan mengorbankan fluks sampai bates yang masih layak. Konversi yang tinggi sangat periling untuk menekan biaya pemisahan lebih lanjut (downstream processing cost) dan jumleh substrat tidak terkonversi yang terbawa bersama aliran produk.