PENGOLAHAN GLISEROL HASIL SAMPING

BIODIESEL MENJADI ETANOL MELALUI

FERMENTASI MENGGUNAKAN

ESCHERICHIA COLI

Oleh:

Meilyani Farida P 13 149 13

Novi Andriani H 13 149 14

Dosen Pembimbing : Jimmy S.T., M.T

Pertumbuhan biodiesel

meningkat. Produksi Biodiesel di

Indonesia pada tahun 2013

mencapai 1,7 juta metrik ton

Produksi crude gliserol

meningkat dan jatuhnya harga crude gliserol. Jika

digunakan dalam proses

industri, perlu

purifikasi yang butuh proses yang

kompleks dan mahal.

Jika dibuang ke lingkungan, harus

di treatment terlebih dahulu.

Perlu biaya tambahan dan sangat tidak

efisien dilakukan.

Solusi:Mengkonversi crude gliserol

menjadi produk yang

bernilai

Proses biologi :Lebih aman, lebih murah, dan

lebih ramah lingkungan.Salah satu proses biologi: Biokonversi crude gliserol

menjadi etanol

LATAR BELAKANG

PENELITIAN SEBELUMNYA

No Medium Kondisi Hasil Ref

1 Medium kultur bakteri:Peptone 10 kg/m3, ekstrak ragi 5 kg/m3, NaCl 10 kg/m3

 

Media preparasi inokulumMedium LB+G:Gliserol, NH4Cl, KH2PO4, Na2SO4, NaCl, MgSO4. Ditambahkan phospat buffer (pH 6,3)

Botol dengan buthyl septum alumunium cap seal diisi dengan 50 ml inokulasi LB+G medium dan diinkubasi secara anaerobik pada 37oC dan 2,5 Hz selama 14 jam sampai OD = 0,6 (pada 600nm)Fermentasi menggunakan six reactor system

Yield Etanol = 84,5%

Cofre, et all (2012)

No Medium Kondisi Hasil Ref

2 Medium kultur Bakteri:Modified LB plate:Ekstrak ragi, sodium chloride, pepton, gliserol murni, agar teknis Medium Fermentasi:K2HPO4, KH2PO4,

(NH4)2SO4,

MgSO4.7H2O,

CaCl2.2H2O,

Na2MoO4.2H2O,

nicotinic acid, Na2SeO3, NiCl2, trace

element solution,tripton, ekstrak ragi

Fermentasi dalam 120 ml botol serum, vol.kerja 50 ml, anaerobik, 370C, 120 rpm, 120 jam 

Konsentrasi optimum gliserol = 34,5 g/L menghasilkan etanol dengan konsentrasi 15,72 g/L,  Yield etanol = 1 mol/mol gliserol  

Adnan, N.A, et al, 2014

Fermentasi bioreaktor batch 2L, vol kerja 800 ml, anaerobik, 370C, 50 rpm, 120 jam

konsentrasi optimum 20 g/L menghasilkan Yield etanol = 1 mol/mol gliserol.

Adnan, N.A, et al, 2014

RUMUSAN MASALAH

Bagaimana pengaruh konsentrasi substrat proses fermentasi crude gliserol menggunakan Escherichia coli.

Bagaimana waktu optimum proses fermentasi

Berapa perolehan konsentrasi dan yield etanol maksimal pada proses fermentasi tersebut.

TUJUAN

Mengetahui konsentrasi substrat optimum fermentasi gliserol

menggunakan Escherichia coli.

Mengetahui waktu optimum proses

fermentasi

Mengetahui konsentrasi dan yield etanol maksimum yang

dihasilkan.

KEGUNAAN

Sebagai alternatif pengolahan limbah

gliserol yang ekonomis.

Sebagai upaya lain dalam menghasilkan

sumber energi terbarukan yaitu

etanol.

Dalam proses produksi biodiesel, untuk setiap 3 mol produk biodiesel

terbentuk 1 mol gliserol (5-10% berat ekivalen dari biodiesel) (Nwachukwu,R.S,2012).

H2C

HC O

H2C O

O C

C

C

O

O

O

R1

R2

R3

+ 3 CH3OH C OCH3

O

R2

C OCH3

O

R1

C OCH3

O

R3

+

H2C

HC O

H2C O

O H

H

H

(trigliserida) (methanol) (metil ester) (gliserol)

katalis

TINJAUAN PUSTAKA

BiodieselBiodiesel terdiri dari asam lemak alkil ester yang

dihasilkan melalui suatu

reaksi transesterifikasi

dari minyak tumbuhan dan lemak hewan.

PENGOLAHAN GLISEROL

1. Proses gliserol hidrogenolisis menggunakan katalis kimia produk 1,2-propanediol

2. Proses oksidasi fasa cair dengan udara menggunakan katalis platinum pada pH tertentu produk dihidroksi aseton

3. Proses steam reforming gliserol pada fasa gas dengan menggunakan katalis Ruthenium produk hidrogen

4. Proses eterifikasi gliserol produk poligliserol 5. Proses biologis dengan bantuan mikroorganisme

produk biohidrogen, laktat, etanol, butanol, asam format, asam sitrat, asam propionat, asam suksinat.

Fermentasi gliserol menjadi etanol

Gliserol dalam substrat sebagai sumber karbon dan sumber energi

Mikroorganisme:

Citrobacter, Klebsiella,

Enterobacter , Clostridium , Lactobacillus, Escherichia

- Bakteri gram negatif- Berbentuk batang- Bersifat fakultatif anaerob- Termasuk golongan

enterobacteriacea- Temperatur tumbuh

optimum 370C

Beberapa mikroorganisme ini tidak efektif digunakan dalam industri karena: - bersifat patogen- perlunya kondisi

ananerobik yang ketat- butuhnya suplementasi

dengan nutrisi yang tinggi- susah dimanipulasi

genetiknya

Sedangkan Escherichia coli lebih mudah penangannnya karena pernah digunakan dalam skala industri, sehingga lebih efektif.

JALUR METABOLIK ESCHERICHIA COLI DALAM FERMENTASI GLISEROL

Metodologi

VariabelVariabel Tetap

Variabel Tidak Tetap

• Suhu autoklaf (sterilisasi): 121C• Waktu sterilisasi : 15 menit• Waktu fermentasi : 120 jam• Suhu proses fermentasi :

37C• pH : 6,3

Konsentrasi Gliserol 10; 20; 30; 40 g/L

Waktu pengambilan sampel 12; 24; 36; 48; 60; 72; 84; 96;

108; 120 jam

Purifikasi Limbah Biodiesel

Pemanasan Limbah biodiesel suhu 400C

Menambahkan H2SO4 pekat sebanyak 2,5% (v/v)

Gliserol

Analisa kadar gliserol

Membuat variasi konsentrasi gliserol 10; 20; 30; 40 g/L

Pengadukan

Penyaring vakum

LB medium yang berisi 5 g/L ekstrak ragi, 10 g/L peptone, 10 g/L NaCl, dan 1,5 % (w/v) agar

diinkubasi pada 370 C selama 24 jam

Koloni tunggal ditempatkan dalam 10 ml tube berisi LB medium.

Medium preparasi inokulum: 326 ml LB medium, 24 ml larutan berisi 4,88 kg/m3 NH4Cl, 1,53 kg/m3 KH2PO4,

0,4 kg/m3 Na2SO4, 0,23

kg/m3 NaCl, dan 0,46 kg/m3 MgSO4.7H2O, buffer

phosphate pH 6,3, gliserol 150 kg/m3.

Diinkubasi pada 370C dan 1,7 Hz selama 2 jam

Isi tube dicampur dengan medium preparasi inokulum dalam botol tertutup 50 ml Inkubasi secara anaerobik, T= 370C , 2,5 Hz , t =14 jam sampai OD (600nm) = 0,6.

Menyiapkan medium berisi 4,88 kg/m3 NH4Cl,

1,53 kg/m3 KH2PO4, 0,4 kg/m3 Na2SO4, 0,23 kg/m3

NaCl, dan 0,46 kg/m3 MgSO4.7H2O, buffer fosfat

pH 6,3 , gliserol(variasi 10;20;30;40 g/L) dalam erlenmeyer, disterilisasi dengan autoklaf

Reaktor 500 ml Fermentasi anaerobik : T = 370Ct = 120 jam

Inokulum 10% vol

Mengambil sampel pada 12; 24; 36; 48; 60; 72; 84; 96; 108; 120 jam

Analisa kadar etanol dalam sampel.

FERMENTASI

Analisa kadar gliserol sisa dalam sampel.

Mengukur OD

GAMBAR ALAT

Keterangan gambar:1. Reaktor 500 ml 2. Kondensor3. Inlet gas filter4. Pipa sampel5. Rotameter6. Gas Nirogen7. Cooling system (air 40C)8. Water bath 370C