Bioenergi dan Biofuel: Teori dan Terapan

Bioenergi&

BiofuelTeori dan Terapan

Darwin

Sanksi Pelanggaran Pasal 113Undang-Undang No. 28 Tahun 2014 Tentang Hak Cipta

1. Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam pasal 9 ayat (1) huruf i un-tuk penggunaan secara komersial dipidana dengan pidana penja-ra paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000,00 (seratus juta rupiah).

2. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk penggunaan secara komersial dipidana den-gan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

3. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk penggunaan secara komersial dipidana den-gan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana den-da pa-ling banyak Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).

4. Setiap orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pi-dana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).

S Y I A H K U A L A U N I V E R S I T Y P R E S S

Bioenergi&

BiofuelTeori dan Terapan

Darwin

Judul Buku: BIOENERGI DAN BIOFUEL TEORI DAN TERAPAN

Penulis:Darwin

Editor:Afrillia Fahrina

Layout:Haris Mustaqin

Sampul:Iqbal Ridha

ISBN: 978-623-264-128-0ISBN: 978-623-264-129-7 (PDF)

Pracetak dan Produksi:SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS

Penerbit:Syiah Kuala University Press Jln. Tgk Chik Pante Kulu No.1, Kopelma Darussalam 23111, Kec. Syiah Kuala. Banda Aceh, AcehTelp: 0651 - 8012221Email: [email protected]: http://www.unsyiahpress.unsyiah.ac.id

Edisi: I

Cetakan Pertama, 2020vii + 141 (15,5 X 23)

Anggota IKAPI 018/DIA/2014Anggota APPTI 005.101.1.09.2019

Dibiayai oleh Hibah Buku Ajar Terintegrasi Hasil RisetLembaga Pengembangan Pendidikan dan Penjaminan Mutu

Universitas Syiah Kuala Tahun 2020dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Buku Ajar

Nomor: B/51/UN11.2.2/HK.07.00/2020

Dilarang keras memfotokopi atau memperbanyak sebagian atau seluruh buku ini tanpa seizin tertulis dari penerbit.

v

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ...................................................................................................................v PRAKATA .....................................................................................................................vii1 PENDAHULUAN ....................................................................................................... 1

1.1. Gambaran Umum Energi Baru Terbarukan ....................................................... 1Lembar Kerja 1 ........................................................................................................ 4

2 BAHAN BAKU BIOENERGI DAN BIOFUEL ............................................................52.1 Gambaran Umum Bioenergi dan Biofuel .............................................................52.2 Bahan Baku Bioenergi dan Biofuel ......................................................................62.3 Residu Produk Pertanian Sebagai Bahan Baku Bioenergi .................................13Lembar Kerja 2 ..........................................................................................................16

3 BIOETANOL ...................................................................................................... 173.1 Pendahuluan ...................................................................................................... 173.2 Sifat dan Karakteristik Etanol ............................................................................. 183.3 Proses Produksi Bioetanol ................................................................................. 22

3.3.1 Produksi Etanol dengan Bahan Baku Berbasis Pati ................................ 243.3.2 Produksi Etanol dari Biomassa Lignoselulosa ......................................... 25

3.4 Fermentasi Alkohol ............................................................................................. 273.5 Tipe Fermentasi pada Produksi Bioetanol .......................................................... 32

3.5.1 Fermentasi Tipe Batch ............................................................................. 323.5.2 Fermentasi Tipe Kontinu .......................................................................... 35

3.6 Kultur Fermentasi pada Produksi Bioetanol ....................................................... 373.6.1 Fermentasi Etanol dengan Kultur Murni .................................................. 373.6.2 Fermentasi Etanol dengan Kultur Campuran .......................................... 38

3.7 Proses Pemurnian Etanol ................................................................................... 403.7.1 Pemurnian Etanol dengan Distilasi .......................................................... 413.7.2 Pemurnian Etanol dengan Metode Adsorpsi ........................................... 433.7.3 Pemurnian Etanol dengan Metode Ozonasi (Ozonation) ........................ 433.7.4 Pemurnian Etanol dengan Metode Stripping ........................................... 44

Lembar Kerja 3 ......................................................................................................... 45

4 BIODIESEL ..............................................................................................................474.1 Pendahuluan .....................................................................................................47 4.2 Karakteristik Biodiesel sebagai Bahan Bakar .....................................................484.3 Bahan Baku Biodiesel ........................................................................................514.4 Proses Transesterifikasi dan Produksi Biodiesel ................................................534.5 Efisiensi Produksi Biodiesel ...............................................................................57 4.6 Tahapan-Tahapan Proses Produksi Biodiesel ....................................................574.7 Katalis dan Pelarut (solvents) Pada Sintesis Biodiesel ......................................61

vi Bioenergi dan BioFuel, Teori dan Terapan

4.7.1 Kombinasi Pelarut (co-solvents) ..............................................................634.8 Keamanan Penggunaan Bahan Kimia pada Produksi Biodiesel ........................65Lembar Kerja 4 ........................................................................................................71

5 BIOGAS ..............................................................................................................735.1 Pendahuluan ..................................................................................................... 735.2 Karakteristik Biogas sebagai Energi Terbarukan ................................................ 745.3 Proses Anaerobik Digesi untuk Produksi Biogas ............................................... 78

5.3.1 Hidrolisis .................................................................................................. 805.3.2 Acidogenesis ............................................................................................ 825.3.3 Acetogenesis ........................................................................................... 865.3.4 Methanogenesis ...................................................................................... 88

5.4 Teknik Pemurnian Biogas ................................................................................... 925.5 Efisiensi Biodegradasi ........................................................................................ 105Lembar Kerja 5 ......................................................................................................... 108

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 111RIWAYAT PENULIS ...................................................................................................... 127 GLOSARIUM .............................................................................................................. 129INDEKS .............................................................................................................. 134

vii

PRAKATA

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah Swt. atas rahmat dan karunianya, serta shalawat dan salam kepada Rasulullah saw, bahwa buku berjudul “Bioenergi dan BioFuel, Teori dan Terapan” telah berhasil diselesaikan penulisannya. Buku ini merupakan penjabaran dari beberapa jenis bioenergi dan biofuel yang merupakan energi terbarukan yang diperoleh dari sumber yang dapat diperbaharui seperti biomassa, limbah dan produk pertanian.

Energi merupakan salah satu dari kebutuhan utama yang harus dipenuhi oleh setiap bangsa di dunia. Ketersediaan energi merupakan hal yang sangat vital untuk mendukung keberlanjutan peradaban umat manusia di suatu negara. Bertambahnya populasi penduduk yang diikuti dengan peningkatan kebutuhan energi telah menyebabkan terbatasnya ketersediaan energi terutama energi yang berasal dari fosil yang merupakan bentuk energi yang tidak dapat diperbaharui. Inovasi dan penerapan teknologi dalam temuan yang dapat menghasilkan produk energi terbarukan merupakan hal yang mutlak untuk dimiliki oleh suatu bangsa.

Buku ini mencakup pembahasan proses produksi bioenergi dan biofuel yang meliputi bioetanol, biodiesel, dan biogas. Penjelasan diuraikan secara rinci pada feedstock atau bahan baku biofuel serta tahapan-tahapan proses untuk menghasilkan bioetanol, biodiesel, dan biogas serta pemurniannya. Buku ini menyajikan kemudahan kepada para pembaca untuk memahami proses produksi dari masing-masing biofuel dan bioenergi melalui persamaan-persamaan reaksi kimianya serta beberapa tahapan eksperimen. Buku ini juga dilengkapi dengan contoh soal sehingga memudahkan para pembaca khususnya mahasiswa dalam memahami perhitungan-perhitungan yang ada.

Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapkan terima kasih kepada Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM) Unsyiah yang telah memberikan dukungan kepada penulis melalui penelitian di bidang bioenergi sehingga penulis dapat mengembangkan tulisannya dalam buku ini. Ucapan terima kasih sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada segenap keluarga dan para sahabat tercinta atas dukungannya selama penulisan buku ini. Penulis juga berharap buku ini dapat bermanfaat

viii Bioenergi dan BioFuel, Teori dan Terapan

bagi masyarakat luas khususnya mahasiswa, dosen, professional, dan pihak yang berkepentingan dalam pengembangan energi terbarukan.

Banda Aceh, 21 Agustus 2020

Penulis

1

1PENDAHULUAN

1.1. Gambaran Umum Energi Baru Terbarukan

Kebutuhan energi nasional terus mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya populasi dan aktifitas perekonomian masyarakat. Penggunaan sumber energi fosil secara terus menerus akan berdampak terhadap kekurangan energi nasional serta ketergantungan pasokan sumber energi dari negara lain. Ketahanan energi nasional harus terus diupayakan dengan melakukan eksplorasi dan ekspansi sumber energi baru terbarukan dari berbagai sumber daya alam terbarukan seperti tenaga surya, air, angin, panas bumi dan biomassa. Upaya tersebut perlu dilakukan secara komprehensif dan berkelanjutan untuk mendukung tercapainya kemandirian dan ketahanan energi nasional dalam menjaga kestabilan sosial dan perekonomian nasional. Dengan demikian, target produksi dan penggunaan energi baru terbarukan di masa mendatang akan mudah tercapai sehingga dapat mendukung percepatan dan peningkatan pembangunan untuk kesejahteraan masyarakat.

Energi terbarukan merupakan energi yang dihasilkan dari sumber daya yang dapat diperaharui, yang secara alami dapat diperoleh kembali, seperti energi dari sinar matahari, angin, arus air, gelombang dan pasang surut air laut, panas bumi, biomassa serta aktifitas dan proses biologi (Fontes et al., 2018). Energi terbarukan juga sering digunakan sebagai penyuplai energi pada beberapa bidang utama seperti pembangkit listrik, pemanas serta pendingin udara dan air, peralatan transportasi, serta penyediaan energi untuk pedesaan (off-grid). Energi terbarukan merupakan energi yang dapat diproduksi secara berkelanjutan karena selalu tersedia dalam jumlah yang melimpah tanpa khawatir akan kehabisan sumbernya (Fontes et al., 2018).

Beberapa negara di seluruh dunia telah mempunyai energi terbarukan dan diperkirakan telah memberikan lebih dari 20 persen pasokan energi. Dari segi perekonomian, pasar energi terbarukan baik nasional maupun internasional diperkirakan akan terus meningkat dengan signifikan dalam beberapa tahun dan dekade mendatang. Beberapa Negara di dunia bahkan telah memproduksi dan menghasilkan listrik untuk aktifivas kehidupannya

5

2BAHAN BAKU

BIOENERGI DAN BIOFUEL

2.1 Gambaran Umum Bioenergi dan Biofuel

Bioenergi dan biofuel telah mendapatkan perhatian lebih pada sebagian besar masyarakat di seluruh dunia khususnya para peneliti, praktisi profesional dan pejabat pemerintahan. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa kekhawatiran akan menipisnya bahan bakar fosil di masa depan akan mempengaruhi tidak hanya kehidupan sosial tetapi juga masalah ekonomi di setiap daerah dan/atau suatu negara. Oleh karena itu, pengembangan dan penemuan teknologi secara terus menerus dalam usaha peningkatan dan optimalisasi produksi bioenergi dan biofuel sebagai energi terbarukan pengganti energi fosil menjadi hal penting yang harus dilakukan.

Bioenergi dan biofuel merupakan bagian terpenting dari matrix atau susunan dari energi di masa depan. Bioenergi dan biofuel merupakan energi terbarukan yang sangat diperlukan saat ini untuk mengurangi peningkatan potensi terjadinya pemanasan (global warming) dan perubahan iklim (climate change) akibat dari emisi gas rumah kaca (greenhouse gases) yang berasal dari pembakaran minyak fosil. Bioenergi dan bioefuel itu sendiri merupakan energi terbarukan yang diperoleh dari sumber-sumber yang dapat diperbaharui terutama didapatkan dari bahan baku makhluk hidup seperti tumbuh-tumbuhan dan hewan seperti biomassa, produk dan/atau limbah pertanian dan peternakan.

Produsen biofuel terbesar di dunia saat ini didominasi oleh negara Amerika Serikat dengan total produksi sekitar 45%, yang kemudian disusul oleh Brazil dengan total produksi sebesar 23% dan Jerman dengan produksi 5% dari total produksi. Akan tetapi, saat ini penggunaan biofuel sebagai bahan bakar hanya sekitar 2% dari total penggunaan bahan bakar minyak (BBM) secara keseluruhan. Penggunaan biofuel di Amerika Serikat saat ini juga baru sekitar 10% dari total pemakaian

17

3BIOETANOL

3.1 Pendahuluan

Riset dan studi tentang produksi bioenergi saat ini terus berkembang di seluruh dunia. Hal ini karena munculnya permasalahan krisis energi seperti semakin menipisnya cadangan minyak dan gas bumi. Kondisi ini telah mendorong banyak negara di dunia untuk mencari sumber energi alternatif. Bioetanol merupakan salah satu jenis energi terbarukan yang dapat diproduksi secara berkelanjutan karena bahan bakunya berasal dari tanaman dan produk turunannya yang dapat dengan mudah untuk diperoleh dan diperbaharui.

Bietanol telah dikategorikan sebagai bahan bakar terbarukan yang bersih. Hal ini karena sebagai bahan bakar bioetanol dapat dicampurkan dengan minyak bensin untuk pengoperasian kendaraan bermotor bermesin bensin dengan sedikit modifikasi ataupun tanpa harus modifikasi desain mesin yang ada. Penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar terbarukan sangat bermanfaat dalam membantu mengurangi masalah pencemaran lingkungan seperti polusi udara. Hal ini karena bioetanol tidak menghasilkan sulfur dioxide (SO2) dan/atau nitrogen oxide (NOx) yang merupakan gas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar fosil. SO2 dan NOx merupakan gas polutan yang dapat merusak lingkungan dan sangat beberbahaya bagi kesehatan manusia (Sun et al., 2016).

Bioetanol diproduksi melalui proses fermentasi bahan-bahan organik yang memiliki kandungan gula yang tinggi (Darwin et al., 2018a). Dalam hal produksi etanol, proses produksinya khususnya pada tahapan fermentasi dapat dilakukan melalui proses steril dan non-steril, dimana proses fermentasi bahan organik seperti karbohidrat dapat dilakukan dengan menggunakan kultur murni maupun kultur campuran (Darwin et al., 2018a). Untuk meningkatkan proses penguraian bahan organik selama proses fermentasi maka perlu diakukan proses pre-treatment (Diaz et al., 2013), dan/atau penambahan enzim untuk mempercepat dan

47

4BIODIESEL

4.1 Pendahuluan Meningkatnya permintaan pasokan energi yang diiringi dengan

tingginya biaya produksi minyak bumi serta permasalahan lingkungan yang disebabkan oleh penggunaan bahan bakar fosil telah menjadi alasan utama untuk mencari bahan bakar alternatif petrodiesel (Chhetri et al., 2008). Ketersediaan energi dunia telah diprediksi tidak akan mampu memenuhi kebutuhan energi dalam waktu dekat, oleh karena itu produksi biodiesel sebagai pengganti bahan bakar fosil diesel dapat dikategorikan sebagai potensi yang besar untuk mengurangi ketergantungan akan pasokan bahan bakar fosil.

Usaha dalam pengembangan dan peningkatan produksi biodiesel telah menarik banyak masyarakat dunia. Hal ini karena bahan bakar biodiesel dapat memberikan manfaat terhadap lingkungan hidup di mana bahan bakar tersebut berasal dari sumber biomassa terbarukan seperti dari tanaman yang menghasilkan minyak nabati, dan hewan yang menghasilkan minyak lemak hewani (Demirbas et al., 2003). Biodiesel memiliki emisi polutan yang lebih rendah dibandingkan dengan petrodiesel atau yang dikenal dengan minyak solar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa biodiesel dapat terurai secara hayati. Dengan demikian penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar mesin dan motor penggerak diesel dapat berkontribusi dalam keberlanjutan produksi biodiesel sebagai energi terbarukan (Khan et al., 2007).

Peningkatan kesadaran akan polusi udara yang disebabkan oleh pembakaran minyak solar yang melepaskan gas rumah kaca dan emisi polutan global lainnya seperti CO, CO2 NOx, SOx (Klass, 1998), telah mendorong produksi bahan bakar biodiesel yang dibuat dari sumber daya yang dapat terbiodegradasi atau terurai secara biologi (Halim et al., 2012). Biodiesel juga merupakan bahan bakar biodegradable yang tidak beracun, serta memiliki potensi dalam pengurangan polutan-polutan dan emisi gas rumah kaca (Cadenas dan Cabezudo, 1998). Perkembangan sintesis biodiesel baru-baru ini telah mendapatkan perhatian banyak orang di seluruh dunia. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa penggunaan

73

5BIOGAS

5.1 Pendahuluan

Biogas telah menjadi topik menarik yang banyak dipelajari dan dibahas saat ini mengenai proses produksi dan pemanfaatannya sebagai pengganti gas bumi. Perkembangan dan penerapan produksi biometana telah memberikan gambaran penerapan gas metana sebagai energi terbarukan yang serbaguna baik dalam penggunaanya pada pembangkit listrik maupun produksi energi panas serta pemanfaatannya sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Lebih lanjut, Biogas juga dapat diterapkan dalam sistem pembakaran langsung pada boiler, turbin, fuel cell untuk menghasilkan pemanasan pada ruang, pemanasan air, pengeringan produk-produk pertanian, sistem pendinginan, dan produksi uap atau steam. Gas yang digunakan langsung pada turbin gas dan fuel cell dapat memproduksi listrik.

Biogas merupakan jenis bioenergi yang dapat dihasilkan secara alami dari proses biologi melalui proses penguraian bahan-bahan atau limbah organik. Ketika bahan organik, seperti sisa makanan dan kotoran hewan, terurai dalam kondisi anaerobik (kondisi tanpa adanya udara) maka bahan-bahan tersebut akan terkonversikan menjadi biogas yang terdiri dari gas metana dan karbon dioksida. Proses terjadinya konversi bahan atau material organik menjadi biogas sering dikenal dengan sebutan anaerobik digesi.

Anaerobik digesi adalah proses biokimia yang terjadi selama proses dekomposisi bahan-bahan organik komplek pada lingkungan anoxic atau tanpa adanya oksigen dengan melibatkan konsorsium mikroorganisme anaerob. Biogas merupakan produk akhir yang diperoleh dari proses anaerobik digesi. Produksi biogas merupakan suatu strategi yang ramah lingkungan untuk menghasilkan energi terbarukan dari bahan baku biomassa atau limbah organik. Produksi biogas melalui proses

111Bioenergi dan BioFuel, Teori dan Terapan

DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Fattah, Y. R., Soliman, N. A., El-Toukhy, N. M., El-Gendi, H., & Ahmed, R. S. (2013). Production, purification, and characterization of thermostable α-amylase produced by Bacillus licheniformis isolate AI20. Journal of Chemistry, 2013.

Abubaker, H. O., Sulieman, A. M. E., & Elamin, H. B. (2012). Utilization of Schizosaccharomyces pombe for Production of etanol from Cane Molasses. J Microbiol Res, 2, 36-40.

Adekunle, K. F., & Okolie, J. A. (2015). A review of biochemical process of anaerobic digestion. Advances in Bioscience and Biotechnology, 6(03), 205.

Ahlborg, H., & Sjöstedt, M. (2015). Small-scale hydropower in Africa: Socio-technical designs for renewable energy in Tanzanian villages. Energy Research & Social Science, 5, 20-33.

Ahmad, A. L., Yasin, N. M., Derek, C. J. C., & Lim, J. K. (2011). Microalgae as a sustainable energy source for biodiesel production: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(1), 584-593.

Alley, E. R. 2007. Water quality control handbook. McGraw-Hill, New York, USA.

Atabani, A.E., Silitonga, A.S., Badruddin, I.A., Mahlia, T.M.I., Masjuki, H.H., Mekhilef, S., 2012. A comprehensive review on biodiesel as an alternatif energy resource and its characteristics. Renew.Sustain. Energy Rev. 16(4), 2070-2093.

Atadashi, I. M., Aroua, M. K., & Aziz, A. A. (2010). High quality biodiesel and its diesel engine application: a review. Renewable and sustainable energy reviews, 14(7), 1999-2008.

Bailey, P. S. (1982). Ozonation in organic chemistry. Academic press, Inc. New York, USA.

Basile, A., Lulianelli, A., Dalena, F., Veziroglu, T.N. (2019). Etanol: Science and Engineering. Elsevier, Amsterdam, Netherland.

Ben-Iwo, J., Manovic, V., & Longhurst, P. (2016). Biomass resources and biofuels potential for the production of transportation fuels in Nigeria. Renewable and sustainable energy reviews, 63, 172-192.

Bhatia, S. C. (2014). Advanced renewable energy systems,(Part 1 and 2). CRC Press, Taylor & Francis, USA.

112 Bioenergi dan BioFuel, Teori dan Terapan

Bhutto, A. W., Qureshi, K., Harijan, K., Abro, R., Abbas, T., Bazmi, A. A., ... & Yu, G. (2017). Insight into progress in pre-treatment of lignocellulosic biomass. Energy, 122, 724-745.

Boey, P. L., Maniam, G. P., & Abd Hamid, S. (2009). Biodiesel production via transesterification of palm olein using waste mud crab (Scylla serrata) shell as a heterogeneous catalyst. Bioresource technology, 100(24), 6362-6368.

Bondy, S. C. (1992). Etanol toxicity and oxidative stress. Toxicology letters, 63(3), 231-241.

Brebbia, C.A., Neophytou, M., Beriatos, E., Ioannou, I., Kungolos, A.G. (2009). Sustainable Development and Planning IV. WIT Press. Southampton, U.K.

Brennan, L., & Owende, P. (2010). Biofuels from microalgae—a review of technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products. Renewable and sustainable energy reviews, 14(2), 557-577.

Bušić, A., Marđetko, N., Kundas, S., Morzak, G., Belskaya, H., Ivančić Šantek, M., ... & Šantek, B. (2018). Bioetanol production from renewable raw materials and its separation and purification: A review. Food technology and biotechnology, 56(3), 289-311.

Busu, Z., Sulaiman, A., Hassan, M. A., Shirai, Y., Abd-Aziz, S., Yacob, S., & Wakisaka, M. (2010). Improved anaerobic treatment of palm oil mill effluent in a semi-commercial closed digester tank with sludge recycling and appropriate feeding strategy. Pertanika J Trop Agr Sci, 33, 27-37.

Cadenas, A., & Cabezudo, S. (1998). Biofuels as sustainable technologies: perspectives for less developed countries. Technological Forecasting and Social Change, 58(1-2), 83-103.

Canakci, M. (2007). The potential of restaurant waste lipids as biodiesel feedstocks. Bioresource technology, 98(1), 183-190.

Cazetta, M. L., Celligoi, M. A. P. C., Buzato, J. B., & Scarmino, I. S. (2007). Fermentation of molasses by Zymomonas mobilis: Effects of temperature and sugar concentration on etanol production. Bioresource technology, 98(15), 2824-2828.

Chase, L. D., & Henson, I. E. (2010). A detailed greenhouse gas budget for palm oil production. International Journal of Agricultural Sustainability, 8(3), 199-214.

Chauhan, B. S., Kumar, N., & Cho, H. M. (2012). A study on the performance and emission of a diesel engine fueled with Jatropha biodiesel oil and its blends. Energy, 37(1), 616-622.

Chen, X., Ottosen, L. D. M., & Kofoed, M. V. W. (2019). How low can you go: methane production of methanobacterium congolense


at low CO2 concentrations. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 7, 34.

Chen, Y., Liu, Q., Zhou, T., Li, B., Yao, S., Li, A., ... & Ying, H. (2013). Etanol production by repeated batch and continuous fermentations by Saccharomyces cerevisiae immobilized in a fibrous bed bioreactor. J. Microbiol. Biotechnol, 23(4), 511-517.

Chen, S., Zhang, J., & Wang, X. (2015). Effects of alkalinity sources on the stability of anaerobic digestion from food waste. Waste Management & Research, 33(11), 1033-1040.

Cheng, J. (2010). Biomass to Renewable energy process. CRC Press, Taylor & Francis, USA.

Chhetri, A. B., Watts, K. C., & Islam, M. R. (2008). Waste cooking oil as an alternate feedstock for biodiesel production. Energies, 1(1), 3-18.

Chin, M. J., Poh, P. E., Tey, B. T., Chan, E. S., & Chin, K. L. (2013). Biogas from palm oil mill effluent (POME): Opportunities and challenges from Malaysia's perspective. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 26, 717-726.

Choorit, W., & Wisarnwan, P. (2007). Effect of temperature on the anaerobic digestion of palm oil mill effluent. Electronic Journal of Biotechnology, 10(3), 376-385.

Christy, P. M., Gopinath, L. R., & Divya, D. (2014a). Microbial dynamics during anaerobic digestion of cow dung. International Journal of Plant, Animal and Environmental Sciences, 4(4), 86-94.

Christy, P. M., Gopinath, L. R., & Divya, D. (2014b). A review on anaerobic decomposition and enhancement of biogas production through enzymes and microorganisms. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, 167-173.

Chubukov, V., Gerosa, L., Kochanowski, K. and Sauer, U. (2014).Coordination of microbial metabolism. Nature Reviews Microbiology, 12(5), 327-340.

Chum, H. L., Warner, E., Seabra, J. E., & Macedo, I. C. (2014). A comparison of commercial etanol production systems from Brazilian sugarcane and US corn. Biofuels, bioproducts and biorefining, 8(2), 205-223.

Conrad, R., & Wetter, B. (1990). Influence of temperature on energetics of hydrogen metabolism in homoacetogenic, methanogenic, and other anaerobic bacteria. Archives of Microbiology, 155(1), 94-98.

Corno, L., Pilu, R., & Adani, F. (2014). Arundo donax L.: a non-food crop for bioenergy and bio-compound production. Biotechnology advances, 32(8), 1535-1549.

Crago, C. L., Khanna, M., Barton, J., Giuliani, E., & Amaral, W. (2010).


Competitiveness of Brazilian sugarcane etanol compared to US corn etanol. Energy Policy, 38(11), 7404-7415.

Darwin, J. J. Cheng, Z. M. Liu, J. Gontupil, and O. S. Kwon. (2014). Anaerobic co-digestion of rice straw and digested swine manure with different total solid concentration for methane production. International Journal of Agricultural & Biological Engineering, 7(6), 79-90.

Darwin Cheng J.J., Liu Z., Gontupil J., (2016), Anaerobic co-digestion of cocoa husk with digested swine manure: evaluation of biodegradation efficiency in methane productivity. Agricultural Engineering International: The CIGR Journal, 18(4), 147–156.

Darwin, Fazil A., Ilham, M., Sarbaini, Purwanto, S. (2017). Kinetics on anaerobic co-digestion of bagasse and digested cow manure with short hydraulic retention time. Research in Agricultural En-gineering, 63(3):121-127.

Darwin, Cord‐Ruwisch, R., Charles, W. (2018a). Etanol and lactic acid production from sugar and starch wastes by anaerobic acidification. Engineering in Life Sciences, 18(9), 635-642.

Darwin, Barnes A, Cord-Ruwisch R. (2018b) In vitro rumen fermentation of soluble and non-soluble polymeric carbohydrates in relation to ruminal acidosis. Annals of Microbiology, 68(1), 1–8.

Darwin, Cord-Ruwisch, R. (2019). Thermodynamics of anaerobic digestion: Mechanism of suppression on biogas production during acidogenesis. INMATEH-Agricultural Engineering, 57(1), 287-301.

Darwin, Triovanta, U., & Rinaldi, R. (2019). Two-Stage Anaerobic Co-digestion of Landfill Leachate and Starch Wastes Using Anaerobic Biofilm Reactor for Methane Production. Progress in Agricultural Engineering Sciences, 15(1), 53-70.

Darwin, Pratama, A.D., Mardhotillah. (2020). A synthesis of biodiesel on the ground of cooking oil using lignocellulosic residues as a heterogeneous catalyst and alcohol solvents. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 5(4), 778-784.\

Dechrugsa, S., Kantachote, D., & Chaiprapat, S. (2013). Effects of inoculum to substrate ratio, substrate mix ratio and inoculum source on batch co-digestion of grass and pig manure. Bioresource technology, 146, 101-108.

Demirbas, E., M. Kobya, and M. T. Sulak. (2008). Adsorption kinetics of a basic dye from aqueous solutions onto apricot stone activated carbon. Bioresource Technology, 99(13), 5368-5373.

Demirbaş, A. (2003). Biodiesel fuels from vegetable oils via catalytic and non-catalytic supercritical alcohol transesterifications and other


methods: a survey. Energy conversion and Management, 44(13), 2093-2109.

Demirbaş, A. (2002). Biodiesel from vegetable oils via transesterification in supercritical metanol. Energy conversion and management, 43(17), 2349-2356.

De Simio, L., Gambino, M., & Iannaccone, S. (2012). Effect of etanol content on thermal efficiency of a spark-ignition light-duty engine. ISRN Renewable Energy, 2012.

Diaz, A., Le Toullec, J., Blandino, A., de Ory, I., & Caro, I. (2013). Pretreatment of rice hulls with alkaline peroxide to enhance enzyme hydrolysis for etanol production. Chemical Engineering Transactions, 32.

Dong, X., Plugge, C. M., & Stams, A. J. (1994). Anaerobic degradation of propionate by a mesophilic acetogenic bacterium in coculture and triculture with different methanogens. Applied and environmental microbiology, 60(8), 2834-2838.

Dwevedi, A. (2018). Solutions to Environmental Problems Involving Nanotechnology and Enzyme Technology. Academic Press.

Edmonds, I., & Smith, G. (2011). Surface reflectance and conversion efficiency dependence of technologies for mitigating global warming. Renewable energy, 36(5), 1343-1351.

Eed, J. (2012). Factors affecting enzyme activity. Essai, 10(1), 19.Eze, J. I., & Agbo, K. E. (2010). Maximizing the potentials of biogas

through upgrading. American Journal of Scientific and Industrial Research, 1(3), 604-609.

Feinman, L., & Lieber, C. S. (1999). Etanol and lipid metabolism. The American Journal of Clinical Nutrition, 70, 791-792.

Fontes, C. H. D. O., & Freires, F. G. M. (2018). Sustainable and renewable energy supply chain: A system dynamics overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82, 247-259.

Fore, S. R., Porter, P., & Lazarus, W. (2011). Net energy balance of small-scale on-farm biodiesel production from canola and soybean. Biomass and Bioenergy, 35(5), 2234-2244.

Gaddy, J. L., & Clausen, E. C. (1992). U.S. Patent No. 5,173,429. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

Gallo, J. M. R., & Trapp, M. A. (2017). The chemical conversion of biomass-derived saccharides: An overview. Journal of the Brazilian Chemical Society, 28(9), 1586-1607.

Gavala, H. N., Angelidaki, I., & Ahring, B. K. (2003). Kinetics and modeling of anaerobic digestion process. In Biomethanation I (pp. 57-93). Springer, Berlin, Heidelberg. Germany.


Garoma, T., Ben‐Khaled, M., & Beyene, A. (2012). Comparative resource analyses for etanol produced from corn and sugarcane in different climatic zones. International journal of energy research, 36(10), 1065-1076.

Geng, P., Furey, R., & Konzack, A. (2010). Calculation of heating value for gasoline containing etanol. SAE International Journal of Fuels and Lubricants, 3(2), 229-237.

Goswami, D. Y., & Kreith, F. (Eds.). (2015). Energy efficiency and renewable energy handbook. CRC Press. Boca Raton, Florida, USA.

Groom, M. J., Gray, E. M., & Townsend, P. A. (2008). Biofuels and biodiversity: principles for creating better policies for biofuel production. Conservation biology, 22(3), 602-609.

Gross, S., & Robbins, E. I. (2000). Acidophilic and acid-tolerant fungi and yeasts. Hydrobiologia, 433(1-3), 91-109.

Ghernaout, D., & Ghernaout, B. (2012). On the concept of the future drinking water treatment plant: algae harvesting from the algal biomass for biodiesel production—a review. Desalination and Water Treatment, 49(1-3), 1-18.

Halim, R., Danquah, M. K., & Webley, P. A. (2012). Extraction of oil from microalgae for biodiesel production: A review. Biotechnology advances, 30(3), 709-732.

Hansen, R.W. 2003. Methane Generation From Livestock Wastes, Equipment 5: (2). Colorado: Colorado State University, Fort Collins.

Hansson, G. (1979). Effects of carbon dioxide and methane on methanogenesis. Applied Microbiology and Biotechnology, 6(4), 351-359.

Helwani, Z., Othman, M. R., Aziz, N., Fernando, W. J. N., & Kim, J. (2009). Technologies for production of biodiesel focusing on green catalytic techniques: a review. Fuel Processing Technology, 90(12), 1502-1514.

Hines, M., Holmes, C., &Schad, R. (2010). Simple strategies to improve bioprocess pure culture processing. PharmaceuticaL Engineering. 30 (3): 1-11.

Hwang, M. H., Jang, N. J., Hyun, S. H., & Kim, I. S. (2004). Anaerobic bio-hydrogen production from etanol fermentation: the role of pH. Journal of Biotechnology, 111(3), 297-309.

Ibrahim, M. F., Abd-Aziz, S., Yusoff, M. E. M., Phang, L. Y., & Hassan, M. A. (2015). Simultaneous enzymatic saccharification and ABE fermentation using pretreated oil palm empty fruit bunch as substrate to produce butanol and hydrogen as biofuel. Renewable Energy, 77, 447-455.


Iris, K. M., Tsang, D. C., Yip, A. C., Chen, S. S., Ok, Y. S., & Poon, C. S. (2017). Valorization of starchy, cellulosic, and sugary food waste into hydroxymethylfurfural by one-pot catalysis. Chemosphere, 184, 1099-1107.

Ishika, T., Moheimani, N. R., & Bahri, P. A. (2017). Sustainable saline microalgae co-cultivation for biofuel production: a critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 356-368.

Islam, R., Cicek, N., Sparling, R. and Levin, D. (2006). Effect of substrate loading on hydrogen production during anaerobic fermentation by Clostridium thermocellum 27405. Applied microbiology and biotechnology, 72(3), 576-583.

Joanne K.P. (1991). Applied Math for Wastewater Plant Operators. CRC Press. New York, USA.

Johnson, D. B. (1998). Biological abatement of acid mine drainage: the role of acidophilic protozoa and other indigenous microflora. In Acidic Mining Lakes (pp. 285-301). Springer, Berlin, Heidelberg.

Karthikeyan, O. P., & Visvanathan, C. (2012). Effect of C/N ratio and ammonia-N accumulation in a pilot-scale thermophilic dry anaerobik digester. Bioresource technology, 113, 294-302.

Kawashima, A., Matsubara, K., & Honda, K. (2008). Development of heterogeneous base catalysts for biodiesel production. Bioresource technology, 99(9), 3439-3443.

Keera, S. T., El Sabagh, S. M., & Taman, A. R. (2011). Transesterification of vegetable oil to biodiesel fuel using alkaline catalyst. Fuel, 90(1), 42-47.

Keim, G.I. (1945). Process for treatment of fatty glycerides. US Pattent 2, 383, 601.

Khan, M. I., Chhetri, A. B., & Islam, M. R. (2007). Analyzing sustainability of community-based energy technologies. Energy Sources, Part B, 2(4), 403-419.

Khan, E. U., Mainali, B., Martin, A., & Silveira, S. (2014). Techno-economic analysis of small scale biogas based polygeneration systems: Bangladesh case study. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 7, 68-78.

Kim, H. J., Kang, B. S., Kim, M. J., Park, Y. M., Kim, D. K., Lee, J. S., & Lee, K. Y. (2004). Transesterification of vegetable oil to biodiesel using heterogeneous base catalyst. Catalysis today, 93, 315-320.

Klass, D. L. (1998). Biomass for renewable energy, fuels, and chemicals. Academic Press, An imprint of Elsevier, California, USA.

Kleerebezem, R. and van Loosdrecht, M.C. (2007). Mixed culture biotechnology for bioenergy production. Current opinion in


biotechnology, 18(3), 207-212.Knothe, G., & Razon, L. F. (2017). Biodiesel fuels. Progress in Energy and

Combustion Science, 58, 36-59.Knothe, G. (2010). Biodiesel and renewable diesel: a comparison. Progress

in energy and combustion science, 36(3), 364-373.Koh, L. P., & Wilcove, D. S. (2008). Is oil palm agriculture really destroying

tropical biodiversity?. Conservation letters, 1(2), 60-64.Konwar, L. J., Chutia, S., Boro, J., Kataki, R., & Deka, D. (2012).

Biochar supported CaO as heterogeneous catalyst for biodiesel production. International Journal of Innovative Research and Development, 1(7), 186-195.

Kostic, M. A., & Dart, R. C. (2003). Rethinking the toxic metanol level. Journal of Toxicology: Clinical Toxicology, 41(6), 793-800.

Kurki A, Hill A and Morris M (2006). Biodiesel: The Sustainability Dimensions. ATTRA Publications.

Labinger, J. A., Herring, A. M., & Bercaw, J. E. (1990). Selective hydroxylation of methyl groups by platinum salts in aqueous medium. Direct conversion of etanol to ethylene glycol. Journal of the American Chemical Society, 112(14), 5628-5629.

Lackner, N., Hintersonnleitner, A., Wagner, A. O., & Illmer, P. (2018). Hydrogenotrophic methanogenesis and autotrophic growth of Methanosarcina thermophila. Archaea, 2018.

Lam, M. K., Lee, K. T., & Mohamed, A. R. (2010). Homogeneous, heterogeneous and enzymatic catalysis for transesterification of high free fatty acid oil (waste cooking oil) to biodiesel: a review. Biotechnology advances, 28(4), 500-518.

Lau, L. C., Lee, K. T., & Mohamed, A. R. (2012). Global warming mitigation and renewable energy policy development from the Kyoto Protocol to the Copenhagen Accord—A comment. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(7), 5280-5284.

Leroy, F., & De Vuyst, L. (2004).Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry. Trends in Food Science & Technology, 15(2), 67-78.

Leung, D. Y., Wu, X., & Leung, M. K. H. (2010). A review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Applied energy, 87(4), 1083-1095.

Limayem, A., & Ricke, S. C. (2012). Lignocellulosic biomass for bioetanol production: current perspectives, potential issues and future prospects. Progress in energy and combustion science, 38(4), 449-467.

Lin, Y. and Tanaka, S. (2006). Etanol fermentation from biomass


resources: current state and prospects. Applied microbiology and biotechnology, 69(6), 627-642.

Lohani, S. P., & Havukainen, J. (2018). Anaerobic digestion: factors affecting anaerobic digestion process. Waste Bioremediation (pp. 343-359). Springer, Singapore.

Lotero, E., Liu, Y., Lopez, D. E., Suwannakarn, K., Bruce, D. A., & Goodwin, J. G. (2005). Synthesis of biodiesel via acid catalysis. Industrial & engineering chemistry research, 44(14), 5353-5363.

Lo K V, Liao P H, Bulley N R, Chieng S T. (1984). A comparison of biogas production from dairy manure filtrate using conventional and fixed film reactors. Canadian Agricultural Engineering, 26(1), 73–78.

Luckett, C. R. (2012). Effect of enzymatic treatments on the physiochemical properties of different corn starches. Master Thesis. University of Arkansas, Fayetteville, USA.

Maier, R.M., Pepper, I. and Gerba, C.P. (2009). Environmental microbiology. Academic Press. USA.

Mamat, R., Sani, M. S. M., Sudhakar, K., Kadarohman, A., & Sardjono, R. E. (2019). An overview of Higher alcohol and biodiesel as alternatif fuels in engines. Energy Reports, 5, 467-479.

Ma, F., & Hanna, M. A. (1999). Biodiesel production: a review. Bioresource technology, 70(1), 1-15.

Ma, H., Wang, Q., Qian, D., Gong, L., & Zhang, W. (2009). The utilization of acid-tolerant bacteria on etanol production from kitchen garbage. Renewable Energy, 34(6), 1466-1470.

Manik, Y., Leahy, J., Halog, A. 2013. Social life cycle assessment of palm oil biodiesel: a case study in Jambi Province of Indonesia. The International Journal of Life Cycle Assessment, 18(7), 1386-1392.

Martínez, E. A., Giulietti, M., Uematsu, M., Derenzo, S., & e Silva, J. B. A. (2011). Solid-liquid equilibrium of xylose in water and etanol/water mixture. Chemical Product and Process Modeling, 6(1).

Medawar, W., Strehaiano, P., & Délia, M. L. (2003). Yeast growth: lag phase modelling in alcoholic media. Food Microbiology, 20(5), 527-532.

Medipally, S. R., Yusoff, F. M., Banerjee, S., & Shariff, M. (2015). Microalgae as sustainable renewable energy feedstock for biofuel production. BioMed research international, 2015, 1-13.

Menzel, K., Zeng, A.P. and Deckwer, W.D. (1997). High concentration and productivity of 1, 3-propanediol from continuous fermentation of glycerol by Klebsiella pneumoniae. Enzyme and Microbial Technology, 20(2), 82-86.

Mizuno, O., Li, Y. Y., & Noike, T. (1998). The behavior of sulfate-reducing bacteria in acidogenic phase of anaerobic digestion. Water


Research, 32(5), 1626-1634.Mohammad, N., Alam, M. Z., Kabbashi, N. A., & Ahsan, A. (2012). Effective

composting of oil palm industrial waste by filamentous fungi: A review. Resources, Conservation and Recycling, 58, 69-78.

Monod, J.(1949). The growth of bacterial cultures. Annual Reviews in Microbiology, 3(1), 371-394.

Moestedt, J., Påledal, S. N., & Schnürer, A. (2013). The effect of substrate and operational parameters on the abundance of sulphate-reducing bacteria in industrial anaerobic biogas digesters. Bioresource technology, 132, 327-332.

Nghiem, N. P., Ramírez, E. C., McAloon, A. J., Yee, W., Johnston, D. B., & Hicks, K. B. (2011). Economic analysis of fuel etanol production from winter hulled barley by the EDGE (Enhanced Dry Grind Enzymatic) process. Bioresource technology, 102(12), 6696-6701.

Norgrove, L. (2010). Impacts of biofuel production on food security. International Union of Food Science & Technology,IUFoST Scientific Information Bulletin SIB, 1-17.

NRC (National Research Council). (1984). Emergency and continuous exposure limits for selected airborne contaminants. Committee on Toxicology. National Academies. USA.

NRC (National Research Council). (1987). Emergency and Continuous Exposure Guidance Levels for Selected Airborne Contaminants. Ammonia, Hydrogen Chloride, Lithium Bromide, and Toluene, Vol. 7. Washington, D.C.: National Academy Press.

NRC (National Research Council). 1991. Permissible Exposure Levels and Emergency Exposure Guidance Levels for Selected Airborne Contaminants. Washington, D.C.: National Academy Press.

Okitsu, K., Sadanaga, Y., Takenaka, N., Maeda, Y., & Bandow, H. (2013). A new co-solvent method for the green production of biodiesel fuel–optimization and practical application. Fuel, 103, 742-748.

Ong, H. C., Mahlia, T. M. I., Masjuki, H. H., & Honnery, D. (2012). Life cycle cost and sensitivity analysis of palm biodiesel production. Fuel, 98, 131-139.

Onuki, S., Koziel, J. A., van Leeuwen, J. H., Jenks, W. S., Grewell, D., & Cai, L. (2008). Etanol production, purification, and analysis techniques: a review. In 2008 Providence, Rhode Island, June 29–July 2, 2008 (p. 1). American Society of Agricultural and Biological Engineers.

Oyewole, O. B. (1990). Optimization of cassava fermentation for fufu production: effects of single starter cultures. Journal of Applied Bacteriology, 68(1), 49-54.


Pandey, A., Larroche, C., Gnansounou, E., Khanal, S. K., Dussap, C. G., & Ricke, S. (Eds.). (2019). Biomass, Biofuels, Biochemicals: Biofuels: Alternatif Feedstocks and Conversion Processes for the Production of Liquid and Gaseous Biofuels. Academic Press.

Papurello, D., Lanzini, A., Tognana, L., Silvestri, S., & Santarelli, M. (2015). Waste to energy: Exploitation of biogas from organic waste in a 500 Wel solid oxide fuel cell (SOFC) stack. Energy, 85, 145-158.

Parawira W, Read J S, Mattiasson B, Bjornsson L. (2008) Energy production from agricultural residues: high methane yields in pilot-scale two-stage anaerobic digestion. Biomass and Bioenergy, 32: 44–50.

Park, C., Choi, Y., Kim, C., Oh, S., Lim, G., & Moriyoshi, Y. (2010). Performance and exhaust emission characteristics of a spark ignition engine using etanol and etanol-reformed gas. Fuel, 89(8), 2118-2125.

Peng, X., Nie, S., Li, X., Huang, X., & Li, Q. (2019). Characteristics of the water-and alkali-soluble hemicelluloses fractionated by sequential acidification and graded-etanol from sweet maize stems. Molecules, 24(1), 212.

Pereira, C. L., & Ortega, E. (2010). Sustainability assessment of large-scale etanol production from sugarcane. Journal of Cleaner Production, 18(1), 77-82.

Persson, Margareta, Owe Jönsson, and Arthur Wellinger. (2006). Biogas upgrading to vehicle fuel standards and grid injection. In IEA Bioenergy task, vol. 37, pp. 1-34.

Peterson, C.L., Feldman, M., Korus, R. & Auld, D.L. (1991). Batch type transesterification process for winter rape oil. Applied Engineering in Agriculture, 7, 711-716.

Petersson, A., & Wellinger, A. (2009). Biogas upgrading technologies–developments and innovations. IEA bioenergy, 20, 1-19.

Poh, P. E., & Chong, M. F. (2009). Development of anaerobic digestion methods for palm oil mill effluent (POME) treatment. Bioresource Technology, 100(1), 1-9.

Pradeep, V., Deepika, C., Urvi, G., & Hitesh, S. (2012). Water quality analysis of an organically polluted lake by investigating different physical and chemical parameters. International J of Research in Chemistry and Environment, 2(1), 105-111.

Pradhan, A., Shrestha, D. S., McAloon, A., Yee, W., Haas, M., & Duffield, J. A. (2011). Energy life-cycle assessment of soybean biodiesel revisited. Transactions of the ASABE, 54(3), 1031-1039.

Pumphrey, B., Julien, C., & BV, N. B. S. B. (1996). An Introduction to Fermentation. Fermentation Basics, New Brunswick Scientific Ltd. UK.


Ren, N. Q., Chua, H., Chan, S. Y., Tsang, Y. F., Wang, Y. J., & Sin, N. (2007). Assessing optimal fermentation type for bio-hydrogen production in continuous-flow acidogenic reactors. Bioresource Technology, 98(9), 1774-1780.

Rodriguez-Verde, I., Regueiro, L., Carballa, M., Hospido, A., & Lema, J. M. (2014). Assessing anaerobic co-digestion of pig manure with agroindustrial wastes: The link between environmental impacts and operational parameters. Science of the total environment, 497, 475-483.

Rolfe, M. D., Rice, C. J., Lucchini, S., Pin, C., Thompson, A., Cameron, A. D., ... & Peck, M. W. (2012). Lag phase is a distinct growth phase that prepares bacteria for exponential growth and involves transient metal accumulation. Journal of bacteriology, 194(3), 686-701.

Romano, R. T., Zhang, R., Teter, S., & McGarvey, J. A. (2009). The effect of enzyme addition on anaerobic digestion of Jose Tall Wheat Grass. Bioresource technology, 100(20), 4564-4571.

Schenk, P. M., Thomas-Hall, S. R., Stephens, E., Marx, U. C., Mussgnug, J. H., Posten, C., ... & Hankamer, B. (2008). Second generation biofuels: high-efficiency microalgae for biodiesel production. Bioenergy research, 1(1), 20-43.

Schnurer, A., & Jarvis, A. (2010). Microbiological handbook for biogas plants. Swedish Waste Management U, 2009, 1-74.

Serio, D. M., Cozzolino, M., Giordano, M., Tesser, R., Patrono, P., & Santacesaria, E. (2007). From homogeneous to heterogeneous catalysts in biodiesel production. Industrial & Engineering Chemistry Research, 46(20), 6379-6384.

Shah, D., Nagarsheth, J., & Acharya, P. (2016). Purification of biogas using chemical scrubbing and application of purified biogas as fuel for automotive engines. Research Journal of recent sciences, 5, 1-7.

Shalin, T., Sindhu, R., Binod, P., Soccol, C. R., & Pandey, A. (2014). Mixed Cultures Fermentation for the Production of Poly-ß-hydroxybutyrate. Brazilian Archives of Biology and Technology, 57(5), 644-652.

Shanavas, S., Padmaja, G., Moorthy, S. N., Sajeev, M. S., & Sheriff, J. T. (2011). Process optimization for bioetanol production from cassava starch using novel eco-friendly enzymes. Biomass and Bioenergy, 35(2), 901-909.

Sheehan, J., Camobreco, V., Duffield, J., Graboski, M., and Shapouri, H. (1998). Life Cycle Inventory of Biodiesel and Petroleum Diesel for Use in an Urban Bus. Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy, NREL/SR-580-24089.


Shi-yi, L., & Jian, C. (1992). The contribution of interspecies hydrogen transfer to the substrate removal in methanogenesis. Process biochemistry, 27(5), 285-289.

Simanowski, U. A., Homann, N., Knühl, M., Arce, L., Waldherr, R., Conradt, C., ... & Seitz, H. K. (2001). Increased rectal cell proliferation following alcohol abuse. Gut, 49(3), 418-422.

Singh SP and Singh, D. (2010). Biodiesel production through the use of different sources and characterization of oils and their esters as the substitute of diesel: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 14(1):200-216.

Soltanian, M. R., Amooie, M. A., Cole, D. R., Darrah, T. H., Graham, D. E., Pfiffner, S. M., ... & Moortgat, J. (2018). Impacts of methane on carbon dioxide storage in brine formations. Groundwater, 56(2), 176-186.

Sridhar, M. K., & AdeOluwa, O. O. (2009). Palm oil industry residues. In Biotechnology for agro-industrial residues utilisation, Springer, Dordrecht, 341-355.

Stanmore, B. R. (2010). Generation of energy from sugarcane bagasse by thermal treatment. Waste and Biomass Valorization, 1(1), 77-89.

Sun, Y., Zwolińska, E., & Chmielewski, A. G. (2016). Abatement technologies for high concentrations of NOx and SO2 removal from exhaust gases: A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 46(2), 119-142.

Suresh, K. S., Suresh, P. V., & Kudre, T. G. (2019). Prospective ecofuel feedstocks for sustainable production. In Advances in Eco-Fuels for a Sustainable Environment, Woodhead Publishing, pp. 89-117.

Susila, W. R., & Munadi, E. (2008). Dampak pengembangan biodiesel berbasis CPO terhadap kemiskinan di Indonesia. Jurnal Informatika Pertanian, 17(2), 1173-1194.

Tahir, N. I., Shaari, K., Abas, F., Parveez, G. K. A., Ishak, Z., & Ramli, U. S. (2012). Characterization of apigenin and luteolin derivatives from oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) leaf using LC–ESI-MS/MS. Journal of agricultural and food chemistry, 60(45), 11201-11210.

Tan, K.T., Lee, K.T., & Mohamed, A.R. (2010). Effects of free fatty acids, water content and co-solvent on biodiesel production by supercritical metanol reaction. The Journal of Supercritical Fluids, 53(1-3), 88-91.

Tekin, A. R., & Dalgıç, A. C. (2000). Biogas production from olive pomace. Resources, Conservation and recycling, 30(4), 301-313.

Temudo, M. F., Kleerebezem, R., & van Loosdrecht, M. (2007). Influence of the pH on (open) mixed culture fermentation of glucose: a


chemostat study. Biotechnology and Bioengineering, 98(1), 69-79.

Thatipamala, R., Rohani, S., & Hill, G. A. (1992). Effects of high product and substrate inhibitions on the kinetics and biomass and product yields during etanol batch fermentation. Biotechnology and Bioengineering, 40(2), 289-297.

Thauer, R. K., Jungermann, K. and Decker, K. (1977). Energy conservation in chemotrophic anaerobic bacteria. Bacteriol. Rev. 41, 100-180.

Tibaquirá, J. E., Huertas, J. I., Ospina, S., Quirama, L. F., & Niño, J. E. (2018). The effect of using etanol-gasoline blends on the mechanical, energy and environmental performance of in-use vehicles. Energies, 11(1), 221.

Tippayawong, N., & Thanompongchart, P. (2010). Biogas quality upgrade by simultaneous removal of CO2 and H2S in a packed column reactor. Energy, 35(12), 4531-4535.

USDA. (2001). Potassium hydroxide Processing. National Organic Standards Board Technical Advisory Panel Review Compiled by Organic Materials Review Institute for the USDA National Organic Program. United States Department of Agriculture. USA.

Van Gerpen, J. (2005). Biodiesel processing and production. Fuel processing technology, 86(10), 1097-1107.

Vásquez-Véliz, G., Vargas-Farías, C., Garín-Aguilar, M., Del Toro, G. V., Jara-Bastidas, L., & Valenzuela-Cobos, J. (2018). Etanol Production using Lignocellulosic Biomass. Italian Journal of Food Science, 198-203.

Vijay, V. K., Chandra, R., Subbarao, P. M., & Kapdi, S. S. (2006, November). Biogas purification and bottling into CNG cylinders: producing Bio-CNG from biomass for rural automotive applications. In The 2nd Joint International Conference on “Sustainable Energy and Environment (pp. 1-6).

Wang, L., Fan, D., Chen, W. and Terentjev, E.M. (2015). Bacterial growth, detachment and cell size control on polyethylene terephthalate surfaces. Scientific reports, 5 (15159), 1-11.

Wang, Y., Wang, X., Liu, Y., Ou, S., Tan, Y., & Tang, S. (2009). Refining of biodiesel by ceramic membrane separation. Fuel Processing Technology, 90(3), 422-427.

Wahidin, S., Idris, A., & Shaleh, S. R. M. (2014). Rapid biodiesel production using wet microalgae via microwave irradiation. Energy conversion and management, 84, 227-233.

Weimer, M. A., Paing, T. S., & Zane, R. A. (2006, June). Remote area wind energy harvesting for low-power autonomous sensors. In 2006 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference (pp. 1-5).


IEEE.Woźniak, E., Waszkowska, E., Zimny, T., Sowa, S., & Twardowski, T. (2019).

The Rapeseed Potential in Poland and Germany in the Context of Production, Legislation and Intellectual Property Rights. Frontiers in plant science, 10, 1423.

Wright, H. J., Segur, J. B., Clark, H. V., Coburn, S. K., Langdon, E. E., & DuPuis, R. N. (1944). A report on ester interchange. Oil and Soap, 21(5), 145-148.

Wu, H., Zou, D., & Gao, K. (2008). Impacts of increased atmospheric CO 2 concentration on photosynthesis and growth of micro-and macro-algae. Science in China Series C: Life Sciences, 51(12), 1144-1150.

Yang, Q., Luo, K., Li, X. M., Wang, D. B., Zheng, W., Zeng, G. M., & Liu, J. J. (2010). Enhanced efficiency of biological excess sludge hydrolysis under anaerobic digestion by additional enzymes. Bioresource Technology, 101(9), 2924-2930.

Yu, H. G. and Fang, H. H. (2002). Acidogenesis of dairy wastewater at various pH levels. Water Science and Technology45(10), 201-206.

Zelikoff, J. T., Frampton, M. W., Morrow, M. D. C. P. E., Sisco, M., Tsai, Y., Utell, M. J., & Schlesinger, R. B. (1997). Effects of inhaled sulfuric acid aerosols on pulmonary immunocompetence: A comparative study in humans and animals. Inhalation toxicology, 9(8), 731-752.

Zhang, Y., Dubé, M. A., McLean, D. D., & Kates, M. (2003). Biodiesel production from waste cooking oil: 2. Economic assessment and sensitivity analysis. Bioresource technology, 90(3), 229-240.

Zhang, B., Zhang, L. L., Zhang, S. C., Shi, H. Z., & Cai, W. M. (2005). The influence of pH on hydrolysis and acidogenesis of kitchen wastes in two-phase anaerobic digestion. Environmental technology, 26(3), 329-340.

Zhao, Q., Leonhardt, E., MacConnell, C., Frear, C., & Chen, S. (2010). Purification technologies for biogas generated by anaerobic digestion. Compressed Biomethane, CSANR, Ed, 24.

Zhou, J. Z., Liu, X. L., Huang, K. H., Dong, M. S., & Jiang, H. H. (2007). Application of the mixture design to design the formulation of pure cultures in Tibetan kefir. Agricultural Sciences in China, 6(11), 1383-1389.

Zupančič, G. D., & Grilc, V. (2012). Anaerobic treatment and biogas production from organic waste. Management of organic waste, 3, 1-28.

127

BIOGRAFI PENULIS

Dr. Darwin, M.Sc lahir di Karang Baru pada 10 Februari 1983. Beliau menyelesaikan pendidikan Sarjananya di Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Syiah Kuala. Kemudian, beliau melanjutkan studi Master di Biological and Agricultural Engineering, North Carolina State University, USA. Pada jenjang PhD, beliau mengambil jurusan Enviromental Engineering, School of Engineering and IT Murdoch University, Perth, Australia.


Absorpsi : Proses penyerapan suatu zat ke dalam suatu permukaan sel, jaringan atau membran melalui proses difusi atau osmosis.

Adsorpsi : Proses penyerapan fluida cair atau gas yang melekat dan terikat pada permukaan suatu padatan atau partikel padat (seperti adsorben) atau cairan zat penyerap.

Aerob : Kondisi lingkungan dengan terdapat adanya udara atau oksigen.

Anaerob : Kondisi lingkungan tanpa adanya udara atauoksigen.

Anhydrous etanol : Etanol murni tanpa kandungan air.Autoclave : Alat atau mesin yang digunakan untuk proses

sterilisasi dengan menggunakan uap panas bertekanan untuk membunuh bakteri, virus, jamur, spora dan/atau pathogen lainnya.

Bioenergi : Energi terbarukan yang diperoleh dari sumber-sumber biologi terutama biomassa yang dihasilkan dari proses biologi dan biokimia.

Biofuel : Bahan bakar yang dihasilkan dari materi hidup serta diproduksi dan/atau dihasilkan dari proses-proses biologi, kimia dan biokimia.

Biofilter : Materi atau teknik penyaringan yang menggunakan mikroorganisme dalam proses penyaringan, pembersihan dan pengurangan poluta

Biomassa : Bahan organik yang berasal dari hewan dan tumbuh-tumbuhan yang merupakan sumber bahan baku energi terbarukan.

GLOSARIUM


Climate change : Perubahan iklim yang terjadi secara regional maupun global yang dihubungkan dengan adanya peningkatan karbon dioksida di atmosfir yang disebabkan dari meningkatnya penggunaan bahan bakar fosil

Cryogenic : Metode proses yang dilakukan pada suhu yang (<-50oC).

Culture : Cairan fermentasi yang terdiri dari medium, substrat dan mikroorganisme.

Desulfurification : Proses pemisahan, pengurangan dan menghilangkan kandungan sulfur dari suatu bahan seperti menghilangkan kandungan sulfur yang terdapat pada biogas.

Difusi : Proses perpindahan zat dalam pelarut (solvent) dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

Effluent : Bahan yang dikeluarkan dari reaktor setelah melewati proses pengolahan.

E n v i r o n m e n t a l protection

: Aktivitas dan/atau tindakan yang mengarah pada usaha mempertahankan dan memperbaiki kualitas lingkungan melalui pencegahan polusi serta mengurangi polutan-polutan yang terdapat pada media lingkungan baik tanah, air dan udara.

F a c u l t a t i v e anaerobe

: Jenis mikroorganisme yang dapat tumbuh dan berkembang pada kondisi terdapat adanya oksigen atau tanpa adanya oksigen.

Feedstock : Bahan baku yang digunakan untuk produksi bioenergi dan biofuel.

Fermenter : Wadah anaerobik untuk proses fermentasi.Global warming : Pemanasan global sebagai akibat dari

peningkatan suhu rata-rata atmosfir, permukaan bumi dan laut.

Greenhouse gases : Gas-gas yang dapat menyebabkan pemanasan global seperti gas metana, karbon dioksida, ozon dan nitrous oxide.


Hydraulic retention time

: Suatu ukuran rata-rata lamanya waktu bahan cairan fermentasi atau bahan olahan berada di dalam reaktor.

Hydrogen partial pressure

: Kontriusi tekanan yang diberikan oleh gas hidrogen terhadap total tekanan yang berasal dari campuran-campuran gas yang ada.

Impregnasi : Proses penjenuhan bahan, seperti kayu dengan gas atau cairan kimia yang bertujuan untuk mengisi dinding sel kayu dengan zat kimia, sehingga membentuk bahan yang terdeposit dan berikatan pada dinding selnya. Bahan yang terimpregnasi akan memiliki karakteristik dan sifat yang berbeda dengan bahan aslinya.

Impuritas : Material atau komponen ikutan yang bercampur pada bahan atau produk utama yang diinginkan.

Influent : Bahan dan medium yang dimasukkan ke dalam reaktor proses untuk pengolahan.

In-situ : Metode kerja atau eksperimen yang langsung dilakukan pada tempat objek yang akan diteliti.

I n t e r s p e c i e s hydrogen transfer

: Suatu bentuk transfer elektron, dan dapat berupa transfer hidrogen dari satu mikroorganisme kepada mikroorganisme lainnya yang sering terjadi pada kondisi lingkungan anaerobik.

Lignin : Polimer organik komplek merupakan zat kayu yang berperan dalam pembentukan dinding sel, terutama pada kayu dan kulit kayu yang Memberikan sifat kekakuan, kekerasan pada batang tanaman.

Methane yield : Merupakan persentase hasil produksi gas metana dan/atau perbandingan antara total produksi gas metana terhadap massa volatile solids bahan yang didigesikan, yang dinyatakan dengan nilai persen (%).

O b l i g a t e anaerobes

: Jenis bakteri yang dapat tumbuh dan berkembang hanya pada kondisi anaerob atau tanpa adanya udara.


Off-grid : Sistem jaringan penyuplai energi listrik yang dirancang dan disediakan untuk daerah terisolasi yang tidak terhubung dengan jaringan listrik dari perusahaan listrik seperti PLN.

Oksidasi : Pemberian atau pelepasan elektron dari satu spesies kimia (seperti, molekul, atom, ion, unsur atau senyawa) ke spesies kimia lainnya.

Organic loading rate

: Laju pengumpanan atau pemasukkan bahan organik ke dalam reaktor.

Pre-treatment : Perlakuan pendahuluan kepada bahan baku sebelum digunakan.

Reduksi : Penerimaan atau penambahan elektron dari sebuah unsur, senyawa, molekul, atom atau ion.

Rendemen : Merupakan persentase hasil produksi dari suatu proses dan/atau perbandingan antara jumlah output produksi terhadap input atau bahan baku awal yang dinyatakan dengan nilai persen (%).

Reducing agent : Zat pereduksi yang mengalami proses oksidasi dimana senyawa ataupun unsur kimia yang menjadi zat pereduksi ini mendonorkan elektronnya kepada spesies kimia lainnya.

Reflux : Cairan yang telah dididihkan, diuapkan dan diembunkan, untuk kemudian dikembalikan lagi pada wadah penampung awalnya untuk melewati siklus prosesnya kembali

Sludge : Limbah yang berupa campuran padatan dan cairan yang diperoleh dari proses pengolahan bahan organic dari industri proses.

Substrate : Bahan pakan yang dimasukkan ke dalam digester atau wadah pengolahan produksi bioenergi dan biofuel.

Solvent : Zat yang dapat melarutkan zat terlarut lainnya untuk menghasilkan suatu larutan.

Scrubber : Peralatan dan bahan yang digunakan untuk menghilangkan kontaminan.


Stoikiometri : Ukuran hubungan kuantitatif yang digunakan untuk menentukan jumlah produk dan reaktan yang dihasilkan ataupun yang dibutuhkan dalam suatu reaksi kimia.

Syntrophic : Proses dan/atau aktifitas mikroorganisme yang pertumbuhan dan perkembangannya tergantung dengan proses atau aktifitas dari mikroorganisme lainnya, sebagai contoh suatu mikroorganisme yang memperoleh nutrisi dan substrat tertentu yang dihasilkan dari mikroorganisme lainnya

Toxic : Bahan beracunWind turbine : Instalasi kincir angin yang dipasang dan

digunakan untuk mengkonversi energi kinetic yang berasal dari angin menjadi tenaga mekanis yang selanjutnya dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik.

Wash-out : Pengurangan dan/atau kehilangan sejumlah mikroorganisme aktif di dalam reaktor fermentasi sistem kontinu yang terjadi disaat proses pengeluaran effluent hasil fermentasi.


Aacetoclastic methanogenesis · 83, 85acetogenesis · 82acetogens · 79, 80acid · 83acidogenesis · 116adsorpsi · 73anaerob · 64anaerobik · 69, 71, 81, 82Anaerobik digesi · 64asam · 71, 77, 80asam amino · 71

Bbacteria · 72, 79Bacteroides · 72bakteri · 72biogas · 65biologi · 64, 69

CClostridia · 72

Ddigester · 81

Ffacultative · 72facultative anaerobic bacteria · 72fatty acids · 71feedstock · 65

Fgula · 71

Hhidrolisis · 73homoacetogens · 79hydrogen utlitizing methanogens · 83

Kkarbon · 65, 79, 84kontaminan · 67

Llimbah · 73

Mmetabolisme · 82methanogenic microorganisms · 82methanogens · 83mikroorganisme · 64mol · 68, 69, 77, 78, 86molekul · 86

OObligate · 72obligate anaerobic bacteria · 72oksidasi · 76, 77, 78, 81, 82, 86organik · 64, 71, 73, 86

INDEKS


PPascal · 66penggunaan proses stasioner · 66pH · 73, 116produk · 64, 82proses · 64, 68, 69, 71, 73, 81, 82protein · 71

Rreaksi · 77, 78, 86

Sstationary process · 66streptococci · 72Syntrophic Acetogens · 79

Bioenergi dan Biofuel: Teori dan Terapan

Documents

Transcript of Bioenergi dan Biofuel: Teori dan Terapan