I PENDAHULUAN
1.1.	Latar Belakang Penelitian
Indonesia merupakan negara agraris, kehidupan sebagian besar masyarakatnya ditopang oleh hasil-hasil pertanian dan pembangunan disegala bidang industri jasa maupun industri pengolahan bahan baku menjadi bahan jadi. Konsep strategi pengelolaan lingkungan akhirnya berubah menjadi upaya pemecahan masalah pencemaran dengan cara mengolah limbah yang terbentuk (end of pipe treatment) dengan harapan kualitas lingkungan hidup                           ( Purwanti, 2009).
Limbah industri di Indonesia semakin tidak terkendali. Beberapa industri membuang limbah tanpa menyadari bahwa beberapa dari limbah industri dapat dimanfaatkan menjadi sebuah produk, misalnya ampas tapioka. Dari  proses  pengolahan singkong menjadi tepung tapioka, dihasilkan limbah sekitar  2/3 bagian atau sekitar 75% dari bahan mentahnya. Onggok adalah sebuah limbah padat yang dihasilkan dari pabrik pembuatan tapioka apabila dibiarkan akan mengganggu masyarakat, terutama yang ada disekitar pabrik.
Onggok tepung tapioka masih banyak mengandung pati. Adapun komposisi onggok tapioka mengandung pati 45,04% dan kadar air 11,00% (Susijahadi, 1997). Menurut Rahmasari (2012), komposisi onggok tapioka memiliki kandungan karbohidrat 40,26% dan menurut Apsari (2012), mengandung karbohidrat 34,75%. Melihat masih banyaknya kandungan pati, maka onggok potensial untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol melalui pendekatan bioteknologi. 
Untuk mengatasi permasalahan ini perlu dilakukan berbagai cara pengolahan onggok tersebut. Salah satu alternatif penanganan onggok adalah dengan cara mengolah onggok menjadi bioetanol sebagai bahan bakar alternatif. Proses fermentasi alkohol dari bahan dasar pati perlu dilakukan hidrolisis pati menjadi gula sederhana, baru bisa dimanfaatkan oleh Saccharomyces cereviceae untuk diubah menjadi alkohol. Menurut Musanif (2008), prinsip hidrolisis pati adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa atau monosakarida yaitu glukosa (C6H12O6). Proses  fermentasi untuk mengkonversi glukosa  (gula) menjadi etanol dan CO2. Khamir  yang  sering  digunakan  dalam  fermentasi  alkohol  adalah Saccharomyces  cereviceae,  karena  jenis  ini  dapat  berproduksi  tinggi,  toleran terhadap alkohol yang cukup  tinggi (12-18% v/v),  tahan  terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif melakukan fermentasi pada suhu 4-32oC. 
Gula-gula sederhana yang ada tidak semuanya dapat dimanfaatkan oleh Saccharomyces cereviceae. Saccharomyces cereviceae hanya dapat menggunakan glukosa, fruktosa, maltosa dan galaktosa, sedangkan gula-gula  lain  yang  tidak  dapat  dimanfaatkan  oleh  khamir akan tertinggal di dalam media. Adanya mekanisme penghambatan proses fermentasi oleh produk (etanol) yang dihasilkan akan  mengakibatkan  penurunan  kinerja  dari  khamir  dalam  mengkonversi  gula menjadi  etanol. Oleh  karena  itu, etanol yang  ada  dalam  media  harus  dikeluarkan dahulu  dengan  proses  destilasi (Rusdianto, 2010). 
Menurut, proses destilasi adalah untuk memisahkan etanol dari campuran etanol-air. Titik didih etanol adalah 780C dan titik didih air adalah 1000C sehingga dengan pemanasan pada suhu 780C dengan metode destilasi maka etanol dapat dipisahkan dari campuran etanol-air. Konsentrasi maksimum etanol yang dapat diperoleh dengan cara destilasi biasa adalah 96% (Musanif, 2012). Pada saat proses destilasi ini menghasilkan produk yang berupa etanol dan vinasse. Vinasse adalah produk yang tetap ada didalam substrat setelah proses fermentasi atau destilasi. 
Pemanfaatan  vinasse  menjadi  penting  karena  volumenya  yang  besar, sehingga  jika  dibuang  ke  lingkungan  akan  menimbulkan  pencemaran  air. Pemanfaatan  vinasse  untuk  didaur  ulang  sebagai  bahan  baku  pembuatan  etanol mulai  dikembangkan  karena  selain  dapat  meningkatkan  jumlah  etanol  yang didapatkan proses daur ulang tidak memerlukan instalasi pengolahan baru karena dapat menggunakan instalasi produksi yang ada (Rusdianto, 2010).
Vinasse  yang telah dipisahkan dengan etanol dengan proses destilasi akan dimanfaatkan kembali sebagai media fermentasi dengan melakukan daur ulang karena masih adanya gula yang tersisa pada media fermentasi tersebut. Vinasse yang telah terpisah dari etanol dilakukan optimasi karena adanya penurunan pH menjadi asam akibat dari Saccharomyces cereviceae mengeluarkan metabolit primer yang berupa asam-asam organik agar pH media fermentasi bisa sesuai dengan pertumbuhan Saccharomyces cereviceae dalam mengkonversi gula menjadi alkohol. 
Banyaknya pemanfaatan ampas tapioka menjadi berbagai produk sehingga tujuan dari proses daur ulang ini diharapkan bisa menjadi upaya efisiensi bahan baku pada proses pembuatan bioetanol 
1.3 Identifikasi Masalah
Permasalahan pada penelitian ini dapat diidentifikasikan sebagai berikut :
1.	Bagaimana pengaruh pretreatment vinasse dengan proses daur ulang (recycling) terhadap kadar etanol dan rendemen etanol yang dihasilkan?
2.	Bagaimana pengaruh produksi bioetanol dari ampas tapioka melalui proses daur ulang (recycling) vinasse terhadap efisiensi bahan baku?
1.2.	Maksud dan Tujuan Penelitian
Maksud dari penelitian ini adalah efisiensi bahan baku produksi bioetanol dari ampas tapioka melalui proses daur ulang (recycling) vinasse.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan ampas tapioka sebagai bahan penghasil etanol.
1.3.	Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah :
1.   Penelitian diharapkan dapat memberikan informasi kepada masyarakat tentang  efisiensi bahan baku produksi bioetanol dari ampas tapioka melalui proses daur ulang (recycling) vinasse.
2.  Manfaat lain untuk ilmu pengetahuan adalah dapat memberikan informasi pengembangan teknologi serta pengolahan serta wawasan yang luas dalam efisiensi bahan baku produksi bioetanol dari ampas tapioka melalui proses daur ulang (recycling) vinasse.

1.4.	Kerangka Pemikiran
Bioetanol merupakan  salah  satu  jenis biofuel  (bahan bakar cair dari pengolahan tumbuhan) di samping Biodiesel. Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa  (gula)  yang  dilanjutkan  dengan  proses  destilasi.  Proses  destilasi  dapat menghasilkan etanol dengan  kadar 95%  volume, untuk digunakan  sebagai bahan bakar (biofuel) perlu  lebih dimurnikan  lagi hingga mencapai 99% yang  lazim disebut  fuel grade ethanol  (FGE) (Musanif, 2008). 
Produk samping proses fermentasi etanol menggunakan ubi kayu ada dua 
macam, yaitu produk samping  yang  berupa padatan dan cairan. Produk samping 
yang  berupa  padatan  dihasilkan dari hasil  pemisahan  ampas  dengan  cairan hidrolisat  sedangkan  produk  samping  yang  berupa  cairan  dihasilkan  pada  saat proses destilasi selesai dilakukan (vinasse) (Parnaudeu et al. 2007).
Menurut Utami (2009), Kondisi  yang  terbaik pada proses fermentasi pembuatan etanol diperoleh  pada penambahan volume starter 10% dengan waktu fermentasi  60  jam.
Fermentasi etanol oleh  Saccharomyces cereviceae dapat dilakukan pada pH 4-5 dengan temperatur 27-30oC, proses ini dapat berlangsung 35-60 jam     (Otto et al.  2005).
Menurut Sassner (2008), Saccharomyces cerevisiae memerlukan  suhu  30oC dan pH berkisar 4 hingga 4,5 agar dapat  tumbuh dengan baik. Menurut Wignayanto (2001) derajat  keasaman  optimum  untuk  pertumbuhan  khamir  yang digunakan pada fermentasi etanol adalah 4,5-5,5. Pada umumnya sel khamir dapat tumbuh dan memproduksi etanol pada pH 3,5-6,0. Khamir  mempunyai  kisaran  toleransi  tertentu  terhadap  suhu  untuk pembentukan  selnya,  suhu  optimum  untuk  khamir  adalah  25-30oC.
Jenis  khamir  yang sering  digunakan  dalam  proses  fermentasi  adalah  Saccharomyces  cereviceae karena jenis ini mempunyai beberapa keunggulan antara lain mampu berproduksi tinggi,  toleran  dengan  konsentrasi  etanol  yang  cukup  tinggi  (12-18%  v/v),  tahan terhadap  kadar  gula  yang  tinggi  dan  tetap  aktif  melakukan  fermentasi  pada  suhu 4-32oC (Gaur, 2006).
Mikroorganisme  memerlukan media yang mengandung  nutrisi tertentu untuk tumbuh. Mikroorganisme yang ditumbuhkan pada media baru pada umumnya tidak segera berkembang, tetapi memerlukan waktu penyesuaian. Jika faktor lingkungan memungkinkan, maka mikroorganisme akan berkembang  dengan  kecepatan lambat, kemudian meningkat menjadi cepat. Syarat-syarat yang dipergunakan dalam memilih ragi untuk  fermentasi adalah cepat berkembang biak, tahan terhadap alkohol tinggi, tahan terhadap suhu tinggi,mempunyai sifat yang stabil, cepat mengadakan adaptasi terhadap media yang difermentasikan (Retnowati, dkk., 2009).
Media cair yang akan ditumbuhi oleh Saccharomyces cereviceae harus sesuai dengan media tumbuh terbaik untuk Saccharomyces cereviceae tersebut. Menurut Elevri (2006), media tumbuh untuk Saccharomyces cereviceae yang paling baik adalah Yeast Glucose Agar (YGA) karena pertumbuhan Saccharomyces cereviceae pada media tersebut menghasilkan jumlah sel terbanyak dibandingkan media lain.
Menurut Haryono,dkk (2010),  dalam penelitian pembuatan bioetanol dari bahan berbasis selulosa. Konsentrasi yang diperoleh dari proses hidrolisis dengan H2SO4 10% dengan suhu 1000C dengan waktu 2,5 jam konsentrasi terbaik yang diperoleh dari hasil hidrolisis adalah 1:10 untuk ampas tapioka sebesar 51% dan konsentrasi etanol yang diperoleh pada penelitian ini adalah 5,16%.
Apsari (2012), proses pembuatan bioetanol dari ampas singkong dengan hidrolisis asam mampu menghasilkan gula reduksi maksimal yaitu 21,11%. Pertumbuhan yeast Saccharomyces Cerevisae mencapai titik logaritmik pada jam ke 15, sehingga starter sebelum fermentasi dilakukan selama 15 jam. Hasil optimum proses fermentasi batch berdasarkan konsentrasi etanol, yield etanol dicapai pada variabel hidrolisa asam yaitu konsentrasi etanol 17,93 g/L (3,32%) dan didapatkan yield etanol sebesar 20,98 %, substrat semakin menurun terhadap waktu proses fermentasi, Semakin besar konsentrasi etanol yang dihasilkan, maka semakin besar gula  reduksi yang terkonsumsi.
Susijahadi (1997), secara keseluruhan bahwa konsentrasi gula dalam substrat dapat berpengaruh terhadap jumlah alkohol yang diperoleh. Berdasarkan penelitian fermentasi alkohol dari onggok, produksi alkohol tertinggi terjadi pada konsentrasi gula dalam substrat awal dengan konsentrasi  0,25 g/g bahan yaitu sebesar 33, 0123 mg/100 ml substrat dengan persentase produksi alkohol sebesar 12,68346% , serta efisiensi tingkat penggunaan gula sebesar 88,360%.
Menurut Sjamsuriputra (1986), kadar etanol yang optimum dalam pembuatan etanol dari ampas tapioka adalah 6,12%  yang diperoleh dari proses sakarifikasi-fermentasi simultan menggunakan koji Aspergillus niger L74. Hasil tersebut diperoleh pada kondisi pH 5,0 ; kadar air 80%, koji 10 gram dan 10 ml inokulum ragi.
Konsentrasi  gula  reduksi  10%  dan  lama fermentasi  4  hari  menghasilkan  konsentrasi etanol tertinggi yaitu sebesar 30,3% sedangkan konsentrasi  gula  reduksi  14%  dan  lama    fermentasi  4  hari  menghasilkan  konsentrasi etanol terendah yaitu sebesar 20,6 %  (Wignyanto, dkk., 2001)
Menurut Wardani (2011), kadar sukrosa yang optimum dalam pembuatan etanol pulp kakao adalah 5% yang menghasilkan kadar alkohol sebesar 4,81% dan kadar gula total sisa sebanyak 3,24% dengan konsentrasi starter 5%.
Menurut Susijahadi ,dkk (1997), onggok tepung tapioka mengandung pati sebesar 45,04% dengan kadar air 11,00%. Menurut Rahmasari, S (2012) komposisi kimia onggok tapioka memiliki kandungan karbohidrat 40,26% dan menurut Apsari (2012) mengandung karbohidrat 34,75%.
Menurut Rusdianto (2010), bertambahnya  jumlah  etanol  yang dihasilkan  selama  proses  fermentasi  akan  menghambat  laju  fermentasi  sehingga tidak semua kandungan gula dapat dikonversi menjadi etanol. Sisa gula yang tidak terkonversi  menjadi  etanol  akan  tertinggal  pada  vinasse. Sebelum  digunakan, vinasse harus diberi pretreatment. Proses pretreatment vinasse mempunyai tujuan untuk  memperbaiki  kualitas  dari  vinasse  itu  sendiri. Proses  netralisasi  selain bertujuan  untuk  menaikkan  pH  menjadi  4,5  juga  dapat  berfungsi  untuk menurunkan kadar HMF (Susmiati 2010), sedangkan sentrifugasi bertujuan untuk menghilangkan  partikel  kotoran  dan  kelebihan  garam  yang  terbentuk  setelah proses  netralisasi.
	Menurut Rusdianto (2010) Tingkat daur ulang vinasse tidak dilakukan lebih dari tiga kali karena jika dilihat  dari  nilai  pada  perlakuan  dengan  kandungan  vinasse  40%  menunjukkan kadar  etanol  telah  menurun  dari  2,58%  menjadi  2,08%  pada  tingkat  daur  ulang ketiga. Selain  itu  akumulasi  gula-gula  yang  tidak  dapat  dimanfaatkan oleh  khamir  menjadi  etanol  akan  menjadi  salah  satu  faktor  yang  menyebabkan efisiensi fermentasi semakin menurun, karena semakin banyak tingkat daur ulang akan semakin banyak      gula-gula tersebut terakumulasi di dalam media. 
	Menurut Aisyah  (2003)  bahwa  semakin  tinggi  frekuensi  daur  ulang  maka  semakin  banyak komponen-komponen non metabolit dalam cairan  fermentasi  yang  dapat  menghambat  aktivitas  khamir  sehingga  gula tidak  dapat diubah seluruhnya  menjadi  etanol.
	Produksi bioetanol dari ampas tapioka dengan daur ulang dan optimasi vinasse dilakukan dengan optimalisasi pH dan penyaringan untuk mengurangi pengotor yang terbentuk pada proses fermentasi. Proses daur ulang vinasse tidak lebih dari tiga kali daur ulang karena akumulasi  gula-gula  yang  tidak  dapat  dimanfaatkan oleh  khamir  menjadi  etanol  akan  menjadi  salah  satu  faktor  yang  menyebabkan efisiensi fermentasi semakin menurun dan semakin  banyak komponen-komponen non metabolit dalam cairan  fermentasi  yang  dapat  menghambat  aktivitas  khamir.

1.5.	Hipotesis Penelitian
1. Pretreatment vinasse dengan proses daur ulang (recycling) menghasilkan kadar etanol dan rendemen etanol yang berbeda.
2. Produksi bioetanol dari ampas tapioka melalui proses daur ulang (recycling) vinasse berpengaruh terhadap efisiensi bahan baku.
1.6.	Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknologi Pangan Fakultas Teknik Universitas Pasundan Bandung mulai bulan Oktober 2012 sampai dengan Februari 2013.