112061861 Bioetanol Dari Limbah Singkong
-
Upload
brim-ernesto -
Category
Documents
-
view
81 -
download
7
description
Transcript of 112061861 Bioetanol Dari Limbah Singkong
BIOETANOL DARI LIMBAH KULITBIOETANOL DARI LIMBAH KULIT SINGKONG MELALUI PROSES
O S S A ASHIDROLISIS DAN FERMENTASIDENGAN SACCHAROMYCESNG N S CC O C S
CEREVISIAE
Oleh :Anis Artiyani (3308 201 001)
Pembimbing:Ir. Eddy Setiadi Soedjono, Dipl SE, MSc, PhD Program Magister
Jurusan Teknik LingkunganFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2011
PENDAHULUAN 2/11/2011
Latar BelakangSumber energi sebagian besar berasaldari SDA yang tidak terbarukandari SDA yang tidak terbarukanJumlah impor bahan bakar minyak(BBM) meningkat sekitar 60%-70% . Pemanasan global ang diakibatkanPemanasan global yang diakibatkanoleh pemakaian bahan bakar fosilp(Budi et al. 2009)
2
Salah satu bentuk dari energi terbarukan adalah energi biomassa (Gusmarwani, 2009) Sumber energi biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, atau bahkan limbah, baik limbah domestik maupun limbah pertanian salah satunya limbah kulit singkong (Surambo, 2010)
TINJAUAN PUSTAKA2/11/2011
Prosentase jumlahlimbah kulit bagian luar
• Komposisi Kimia yang ada dalamKulit Ubi Kayu/Singkong per 100limbah kulit bagian luar
sebesar 0,5-2% dariberat total singkong
Kulit Ubi Kayu/Singkong per 100 gram
Parameter Komposisi (%)g gsegar dan limbah kulitbagian dalam sebesar 8-15% dari berat singkong
Air 59,40
15% dari berat singkong(Hikmiyati danYanie, 2008).
Karbohidrat 38,70
Lemak 0 20a e, 008).Pati dan selulosakomponen karbohidrat
Lemak 0,20
Protein 0,70pdalam kulit singkongyang sangat potensialuntuk dimanfaatkan
Abu 1,00
Hikmiyati dan Yanie, (2008)untuk dimanfaatkan. (Setiawan, 2006).
Penggunaan biomassa sebagai sumber energi ini tidak akan menyebabkan terjadinya penumpukan gas CO2 Surambo (2010)p p g 2 ( )Teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari pembakarantelah dikembangkan terdiri dari pembakaran langsung dan konversi biomassa menjadi b h b k S b (2010)bahan bakar. Surambo (2010) Penggunaan biomassa secara langsung sebagai gg g g gbahan bakar kurang efisien (Notodimedjo dalam Lestari dan Soedjono 2003)dalam Lestari dan Soedjono.,2003)Hasil konversi biomassa ini dapat berupa bioetanol
Bioetanol dapat meningkatkan efisiensiBioetanol dapat meningkatkan efisiensi pembakaran karena mengandung 35 % oksigen dan ramah lingkungan (Indartono 2005)dan ramah lingkungan (Indartono, 2005)Penelitian sebelumnya kulit singkong, hasil glukosa yang optimum untuk reaksi hidrolisa dengan H2SO4 yaitu 0,3 M dan waktudengan H2SO4 yaitu 0,3 M dan waktu fermentasi yang optimum pada proses fermentasi adalah 96 jam dimana dihasilkanfermentasi adalah 96 jam dimana dihasilkan etanol sebesar 1,95 % v/v dengan densitas 1 052 / l (Hik i ti d Y i 2009)1,052 gr/ml. (Hikmiyati dan Yanie, 2009)
Permasalahan1 Bagaimanakah proses
2/11/2011• Tujuan
1 M l j i t t t1. Bagaimanakah proses pretreatment kulit singkongyang optimum dalam
1. Mempelajari proses pretreatmentkulit singkong yang optimumdalam memecah pati, selulosa,hemiselulosa dan ligninyang optimum dalam
memecah pati, selulosa, hemiselulosa dan lignin?
hemiselulosa dan lignin
2. Mempelajari proses hidrolisisyang lebih baik dalam
2. Bagaimanakah proseshidrolisis yang lebih baikd l h ilk
yang lebih baik dalammenghasilkan glukosa
3. Mempelajari kombinasi variabeldalam menghasilkanglukosa?
3 K bi i i b l
p jyang menghasilkan bioetanolterbanyak dalam prosesfermentasi kulit singkong dengan
3. Kombinasi variabel manayang menghasilkanbioetanol terbanyak dalam
g g gSaccharomyces cerevisiae
bioetanol terbanyak dalamproses fermentasi kulitsingkong denganSaccharomyces cerevisiae?
7
METODE PENELITIAN
Kulit Singkong
Pretreatment Hidrolisis Fermentasi
Menghilangkan lignin
Mengubah glukosa j di l
Mengubah selulosa menjadi glukosalignin menjadi etanolmenjadi glukosa
Bi l i Ki iNaOH Biologi Kimia S. cerevesieKering &Serbuk
NaOH
Proses Utama Produksi BioetanolProses Utama Produksi Bioetanol
PRETREATMENT KULIT SINGKONGSINGKONG
Limbah Kulit Singkong Pengeringan 24 jam dan oven 105ºC 16 jam ddan penghalusan 120 mesh
Sampel kering & halus NaOH 1%; 5%; 10% 30 menitSampel kering & halus NaOH 1%; 5%; 10% 30 menit
P 115º C 1 1 jDilakukan
li i l Pemanasan 115º C , 1 atm, 1 jam
Suspensi coklat pekat
analisis awal
Penyaringan & pencucian
Residu
Pencucian pH netral
Filtrat Pengeringan 65 ºC
S b t t l l Uji hemiselulosa dan lignin
Uji selulosa, pati, gula reduksi
Substrat selulosa j g
HIDROLISISHIDROLISIS SELULOSASELULOSA KULIT SINGKONG KULIT SINGKONG DENGANDENGAN H SODENGANDENGAN H2SO4
Netralisasi sampai pH 4 suhu 32 ⁰C
Substrat NaCO3 10% H2SO4 0,25% ,2,5%,4%
C
Sterilisasi 121⁰C, 15 mnt tekanan 1,1 atm vortex
Campuran
Analisis Glukosa setelah 120’; 180’; 240’ FiltrasiAnalisis Glukosa setelah 120’; 180’; 240’ Filtrasi
Residu Hidrolisat
HIDROLISISHIDROLISIS SELULOSASELULOSA KULITKULIT SINGKONGSINGKONGT VIRIDET VIRIDET.VIRIDET.VIRIDE
Substrat NaCO 10% T Viride 0 5% 0 75% 1%
Netralisasi smpai pH 4 dan suhu 32⁰C
Substrat NaCO3 10% T.Viride 0,5%,0,75%,1%
Sterilisasi 121⁰C, 15 vortex
Campuran
,mnt,1,1 atm
Analisis Glukosa setelah 24,48, 72 jam filtrasi
Residu Hidrolisat
FERMENTASI FERMENTASI SELULOSASELULOSA KULIT SINGKONGKULIT SINGKONG
Residu KH2PO4 & (NH2)SO4 S.Cerevice 20%
F i
96 jam suhu 28-32⁰C pH 4
Fermentasi
GC HP 5890
Etanol
HASIL DAN PEMBAHASAN
PretreatmentN K K d (%)No Komponen Kandungan (%)1. Selulosa 43,6262. Pati/amilum 36,5803. Hemiselulosa 10,3844. Lignin 7,6465. Lainnya 1,764y ,
Total 100%
No Konsentrasi pH pH Amilum Selulosa Hemiselul Lignin Lignin Glukosa LainnyaNo Konsentrasi(%)
pHsetelahperen
pH setelahpencu
Amilum (%)
Selulosa(%)
Hemiselulosa(%)
Lignindlmcairansisa
Lignin (%)
Glukosa(%)
Lainnya(%)
daman
cian pencucian(% )
1. NaOH 1% 11.32 7 33,837 41,301 6.731 1,640 6,006 2,326 8,159
2/11/2011
13
1. NaOH 1% 11.32 7 33,837 41,301 6.731 1,640 6,006 2,326 8,1592. NaOH 5% 12.35 7 29,623 36,593 5,896 3,295 4,351 2,706 17,5333. NaOH 10% 13.35 7 24,081 31,763 5,424 5,611 2,035 4,279 26,780
Hidrolisis2/11/2011
4 53.5
2.53
3.54
4.5os
a (%
)
120 menit 1 5
2
2.5
3
kosa
(%)
24 jam
00.5
11.5
2
Glu
ko 120 menit
180 menit
240 menit
0
0.5
1
1.5
Glu
k j
48 jam
72 jam
N Wa Dengan Sampel Konsentr Gula No Waktu Dengan Sampel Konsentrasi Gula
0.25 2.5 4
Konsentrasi H2SO4 (%)
0.5 0.75 1
Konsentrasi T.viride (%)
o ktu asi (%) reduksi(%)1. 120
mntH2SO4 Ha0,25t120m 0.25 2.323
Ha2,5t120m 2.50 2.724
Ha4t120m 4 3.139
(%) reduksi (%)1. 24 jam T.viride Hb0,5t24j 0.5 1.340
Hb0,75t24j 0.75 1.516
1 2 637Ha4t120m 3. 39
2. 180 mnt
H2SO4 Ha0,25t180m 0.25 2.656
Ha2,5t180m 2.50 3.330
Ha4t180m 4 3,656
Hb1t24j 1 2.6372. 48 jam T.viride Hb0,5t48j 0.5 1.516
Hb0,75t48j 0.75 2.008Ha4t180m
3. 240 mnt
H2SO4 Ha0,25t240m 0.25 3,099
Ha2,5t240m 2.50 3,642
Ha4t240m 4 4,160
Hb1t48j 1 2.7383. 72 jam T.viride Hb0,5t72j 0,5 1.656
Hb0,75t72j 0,75 2.161
14
Ha4t240mHb1t72j 1 3.005
Fermentasi2/11/2011
33.5
(%)
11.5
22.5
n K
adar
Eta
nol
Glukosa (%)22.5
33.5
44.5
osa
(%) d
anan
ol (%
)
Glukosa
00.5
luko
sa (%
) dan
Glukosa (%)
Kadar Etanol (%)
00.5
11.5
Kad
ar G
luko
Kad
ar E
ta Glukosa (%)
Kadar Etanol (%)
Ja Nama Sampel Glukosa Kadar Glukosa Jam ke-
Nama Sampel Glukosa (%) Kadar Etanol(%)
Glukosa setelah
Gl
Nama SampelNama Sampel
(%)
m ke-
96
(%) Etanol(%)
setelah Fermentasi
(%)
FHa0,25t120m 2.323 0.165 0.2212 724 0 039
ke96
(%) setelah Fermentasi
(%)
FHb0,5t24j 1.340 0 0.437FHb0 75 24j 1 516 0 0 379FHa2,5t120m 2.724 0.039 0.188
FHa4t120m 3.139 0.061 0.169FHa0,25t180m 2.656 0.136 0.399FHa2 5t180m 3.330 0.186 0 327
FHb0,75t24j 1.516 0 0.379FHb1t24j 2.637 0.096 0.331FHb0,5t48j 1.516 0.064 0.712FHb0,75t48j 2.008 0.072 0.676FHa2,5t180m 0.327
FHa4t180m 3.656 0.185 0.304FHa0,25t240m 3.099 0.215 2.323FHa2,5t240m 3.642 0.218 2.724
, j
FHb1t48j 2.738 0.072 0.201FHb0,5t72j 1.656 0 0.878FHb0,75t72j 2.161 0.096 0.832
3 005 0 097
15
FHa4t240m 4.160 0.225 3.139 FHb1t72j 3.005 0.097 0.829
KESIMPULANKESIMPULANProses pretreatment yang optimum dalam memecah p y g ppati, selulosa, hemiselulosa dan komponen lainnya adalah pretreatmentdengan NaOH 10% dimana paling tinggi mendegradasi lignin dan banyak menghasilkan glukosa. lignin yang tertinggal dalam tepung hanya sebesarmenghasilkan glukosa. lignin yang tertinggal dalam tepung hanya sebesar 2,035%. Kadar glukosa yang diperoleh sebesar 4,279%.Proses hidrolisis yang lebih baik dalam menghasilkan glukosa adalah hid li i d H SO 4% d kt hid li i l 240hidrolisis asam dengan H2SO4 4% dengan waktu hidrolisis selama 240 menit. Sedangkan hidrolisis biologis dengan Trichoderma viridemeghasilkan glukosa terbaik pada konsentrasi 1% dengan waktu hidrolisis 72 jamKombinasi variabel yang menghasilkan bioetanol terbanyak dalam proses fermentasi selama 96 jam dari kulit singkong dengan Saccharomyces j g g g ycerevisiae 20% adalah fermentasi dari hasil hidrolis asam H2SO4 4% selama 240 menit yaitu menghasilkan etanol sebesar 0,225%.
TERIMAKASIHTERIMAKASIH