Electronic Theses and Dissertation

Energi terbarukan menjadi solusi penting dalam mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil sekaligus memanfaatkan limbah organik secara berkelanjutan. Salah satu limbah yang berpotensi namun belum dimanfaatkan secara optimal adalah ampas kelapa, yang memiliki kandungan selulosa dan hemiselulosa cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku bioetanol. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan proses fermentasi bioetanol dari ampas kelapa menggunakan pendekatan Design of Experiment (DoE) dengan metode Response Surface Methodology (RSM) dan rancangan Box-Behnken Design. Sebanyak 17 kombinasi perlakuan digunakan untuk mengkaji pengaruh tiga faktor utama, yaitu suhu fermentasi (25–35°C), konsentrasi ragi Saccharomyces cerevisiae (2–5%), dan massa urea sebagai sumber nitrogen (1–7 g/L). Proses diawali dengan pretreatment secara hidrotermal, dilanjutkan dengan hidrolisis menggunakan larutan H₂SO₄ 3% dalam autoclave pada suhu 121°C selama 20 menit, dan dilanjutkan fermentasi selama tiga hari. Kadar bioetanol dianalisis menggunakan refraktometer alkohol. Hasil analisis menunjukkan bahwa massa urea memiliki pengaruh negatif paling signifikan terhadap kadar bioetanol (p-value 0,0007), diikuti oleh konsentrasi ragi yang berpengaruh positif signifikan (p-value 0,0101), sedangkan suhu fermentasi tidak signifikan secara linear, namun signifikan secara kuadratik (p-value 0,0032). Model regresi kuadratik yang dikembangkan memiliki koefisien determinasi (R²) sebesar 91,74% dan hasil uji lack of fit tidak signifikan (p-value 0,0544), menunjukkan kecocokan model yang baik. Berdasarkan model tersebut, kombinasi optimum untuk menghasilkan kadar bioetanol maksimum sebesar 19,84% adalah suhu fermentasi 30,9°C, konsentrasi ragi 5%, dan massa urea 1 g/L. Hasil ini menunjukkan bahwa pendekatan RSM efektif dalam mengoptimalkan proses fermentasi bioetanol dari limbah ampas kelapa.

Renewable energy serves as a crucial solution to reduce dependence on fossil fuels while enabling the sustainable utilization of organic waste. One such underutilized waste with significant potential is coconut pulp residue, which is rich in cellulose and hemicellulose, making it a promising raw material for bioethanol production. This study aims to optimize the fermentation process of bioethanol derived from coconut pulp using a Design of Experiment (DoE) approach with the Response Surface Methodology (RSM) and a Box-Behnken Design. A total of 17 experimental runs were conducted to evaluate the influence of three main factors: fermentation temperature (25–35°C), Saccharomyces cerevisiae yeast concentration (2–5%), and urea content as a nitrogen source (1–7 g/L). The process began with hydrothermal pretreatment, followed by hydrolysis using 3% H₂SO₄ in an autoclave at 121°C for 20 minutes, and continued with fermentation for three days. Bioethanol content was analyzed using an alcohol refractometer. The results showed that urea had the most significant negative effect on bioethanol yield (p-value 0.0007), followed by yeast concentration with a significant positive effect (p-value 0.0101), while fermentation temperature was not significant linearly but showed significant quadratic effects (p-value 0.0032). The developed quadratic regression model had a coefficient of determination (R²) of 91.74% and a non-significant lack of fit test (p-value 0.0544), indicating a good model fit. Based on the model, the optimum combination for achieving the highest bioethanol yield of 19.84% was found at a fermentation temperature of 30.9°C, yeast concentration of 5%, and urea mass of 1 g/L. These findings demonstrate that the RSM approach is effective for optimizing the bioethanol fermentation process from coconut pulp waste.