Fermentation Aspect

Ragi, Saccharomyces cerevisiae, adalah mikroorganisme utama untuk fermentasi alkohol, ragi roti atau bir serta berpotensi untuk bioetanol. S. Cerevisiae memiliki karakteristik mikroba bioetanol yang dominan mampu memfermentasi gula utama yang berasal dari generasi pertama bahan baku (misalnya glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa). Kekurangannya di bawah skala besar kondisi produksi industri Tidak mampu (kecuali secara genetis dimodifikasi). Selain S. Cerevisiae ada jenis ragi lain yang memiliki potensi dalam fermentasi bioetanol,yaitu non-Saccharomyces (Pichia stipitis, Candida shehatae, Kluyveromyces marxianus, Pachysolen tannophilus), Hansenula polymorpha, Dekkera bruxellensis,dan Candida krusei. Ada dua Calon bakteri untuk fermentasi bioetanol,yaitu GM strains and non GM strains. GM strains merupakan Mikroorganisme Ethanologenic memiliki enzim fermentasi penting, piruvat decorboxylase dan banyak ragi, tapi sedikit bakteri (Zymomonas spp).

            Strategi manipulasi genetika dengan ragi bioetanol dirancang untuk, memperluas jalur metabolisme dan meringankan blok metabolik (berkembang Penggunaan substrat oleh kloning gen, mengatasi masalah ketidakseimbangan redoks, menghilangkan/mengurangi atau menurunkan-mengatur reaksi penghambatan umpan balik, mengarahkan fluks C melalui jalur untuk meningkatkan efisiensi). Mengatasi keterbatasan transportasi gula (misalnya glukosa represi, baru izin transportasi gula). Mengatasi toksisitas hidrolisat lignoselulosa dan  mengurangi daur ulang air proses dalam proses fermentasi.

            Ragi, S. cerevisiae adalah organisme eukariotik yang berkembang biak secara aseksual dengan tunas dan seksual yang berbentuk ellipsoid dengan diameter besar 5-10 μm dan diameter kecil 1-7 μm. Dalam  produksi bioetanol S. cerevisiae berfokus pada aspek fisiologi ragi (gizi, pertumbuhan dan metabolisme), serta dapat dikategorikan sebagai macronutrients (sumber karbon, nitrogen, oksigen, sulfur, fosfor, potasium, dan magnesium) dan mikronutrien (sumber Ca, Cu, Fe, Mn, Zn). Senyawa  organik diperlukan dalam konsentrasi yang sangat rendah untuk peran katalitik, namun tidak digunakan sebagai sumber energi. Faktor pertumbuhan ragi meliputi vitamin, yang melayani fungsi vital sebagai komponen koenzim (purin dan pirimidin, nukleosida dan nukleotida, asam amino,  asam lemak, sterol, dan senyawa aneka lainnya (mis, poliamina dan kolin). Mengenai proses fermentasi bioetanol, industri  dapat mengadopsi beberapa sistem yaitu, batch, continuous, semi-continuous and immobilised. Parameter sistem fermentasi yang dipantau meliputi, perubahan kerapatan sel ragi, konsumsi gula, pH, suhu, derajat pembusaan dan alkohol.

            Biomassa lignoselulosa dari limbah kayu, tongkol jagung/stover, switchgrass, switchgrass, spent grains, paper waste, municipal solid waste, limbah kertas, limbah padat kota dll dapat diolah dan dihidrolisis. Bahan kimia tersebut termasuk pemecahan produk gula (furfural dan hydroxymethyl furfural) serta asam organik (yaitu, asam asetat dari hemiselulosa, asam format dan levulinat dari degradasi gula) dan degradasi lignin produk (terutama senyawa fenolik seperti asam ferulic dan coumaric). Senyawa ini bisa beraksi menekan aktivitas ragi (dan bakteri) dalam mengubah gula hidrolisat menjadi etanol.

            Bioetanol  dari jagung (Zea mays) sebagai contoh proses berbasis pati untuk fermentasi. Beberapa tahapan berikut dalam proses ini, yaitu penggilingan, Mashing dan memasak, Pencairan, Saccharification, Fermentasi, Distilasi, Dehidrasi, Sentrifugasi, Penguapan,  Pengeringan.