Teknik Bioenergi Dosen Pengampu: Dewi Maya Maharani. STP, M.Sc

Transkripsi

1 Jurnal PEMANFAATAN BIOMASSA LIGNOSELULOSA AMPAS TEBU UNTUK PRODUKSI BIOETANOL Teknik Bioenergi Dosen Pengampu: Dewi Maya Maharani. STP, M.Sc FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

2 Anggota Kelompok 7: YOSUA GILANG RADHITYA JATMIKO EKO LINDA LUVI AGINTA FRISKA LANNY ARIANI KHANZA JASMINE

3 KARAKTERISTIK DAN POTENSI BIOMASSA LIGNOSELULOSA FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

4 Latar Belakang WHY?

5 KARAKTERISTIK YANG LEBIH BAIK KEBUTUHAN ENERGI MENINGKAT SUMBER ENERGI MELIMPAH DAN NON PANGAN BIOETANOL DARI LIGNOSELULOSA

6 SELULOSA

7 LIGNIN SELULOSA LIGNOSELULOSA HEMISELULOSA

8

9

10

11 Roadmap Sektor Energi Bioetanol (Sumber: Kementerian Negara Riset dan Teknologi, 2006)

12 TEKNOLOGI KONVERSI BIOMASSA LIGNOSELULOSA MENJADI ETANOL

13 Perlakuan Pendahuluan (Pretreatment)

14 Perlakuan Pendahuluan (Pretreatment) 1. Pretreatment secara fisika : secara mekanik dan butuh energi besar. Contoh: penggilingan, pencacahan, penepungan,dll 2. Pretreatment secara kimia: penambahan senyawaq kimia contoh: ozonolisis, hidrolisis, asam, hidrolisis alkali, delignifikasi oksidatif, dan proses organosolv, dll

15 3. Pretreatment secara fisikokimia: gabungan pretreatment fisika dengan kimia Contoh: Steam explosion, CO2 explosion, dll 4. Pretreatment secara biologi: menggunakan mikroorganisme penghasil enzim Contoh: Mikroorganisme jamur pelapuk putih (Pleurotus ostreatus ), Jamur pelapuk coklat, Jamur pelunak Dari semua treatment tersebut, saran kami memilih pretreatmen biologi dan microwave.

16 Pretreatment biologi Ramah lingkungan Penggunaan energi yang sangat rendah Cukup efektif mendegradasi lignin Organisme atau mikroorganisme Enzim Mendegradasi lignin Contoh: Jamur pelapuk Bakteri, dll Contoh: Enzim selulase Enzim peraksidase, dll

17 Pretreatment gelombang microwave untuk mempercepat degradasi lignin dan meningkatkan nilai selulosa dan hemiselulosa. Dengan menurunnya lignin, maka proses pemecahan ampas tebu menjadi glukosa menjadi lebih cepat. Hal ini didukung oleh penelitian Dehani (2013) yang menyatakan bahwa iradiasi gelombang mikro dapat meningkatkan kandungan selulosa dan hemiselulosa serta menurunkan kandungan lignin pada proses pembuatan etanol dari jerami padi.

18 SAKARIFIKASI ENZIMATIS -Enzim endoglukonase -Memecah secara acak ujung rantai selulosa membentuk ujung rantai bebas -Enzim eksoglukanase -Pendegradasi lebih lanjut dengan memindahkan selobiosa dari ujung rantai bebas -Enzim β-glukosidase -Menghidrolisis selobiosa menjadi glukosa

19

20 SAKARIFIKASI ENZIMATIS Kelebihan - Tidak menimbulkan korosi -Berlangsung pada kondisi ringan -PH Suhu o C - Tidak ada hasil samping - Hasil rendemen glukosa lebih mendekati 100% Kekurangan - Waktu lama - Biaya cukup mahal Mikroba - Trichoderma reesei - Trichoderma viride - Aspergilus niger

21 LARUTAN ASAM Pencampuran asam - H 2 SO 4 - HCl - HNO 3

22 LARUTAN ASAM Kelebihan -Waktu proses cepat - Biaya Murah Kekurangan -Memiliki hasil samping - Pemotongan rantai tidak teratur - Memicu degradasi glukosa

23 Fermentasi Pengertian Fermentasi etanol, juga disebut sebagai fermentasi alkohol, adalah proses biologi dimana gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa diubah menjadi energi seluler dan juga menghasilkan etanol dan karbon dioksida sebagai produk sampingan Reaksi C 12 H 22 O 11 +H 2 O + invertase 2 C 6 H 12 O 6 C 6 H 12 O 6 + Zymase 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 Faktor-faktor Jumlah sel khamir, spesies sel khamir, oksigen, derajat keasaman dan suhu Etanol dan CO2 Penghambat

24 Pemurnian Kimia Batu Gamping Pemurnian Etanol Fisika Zeolit sintetis

25 Pemurnian Etanol dengan Batu Gamping Batu Etanol Gamping Ditumbuk serbuk Etanol 99% - lebih Etanol

26 Pemurnian Etanol dengan Zeolit Sintetis Etanol Etanol 95% - lebih

27 POTENSI PENGEMBANGAN

28 Hasil Akhir Sakarifikasi menghasilkan hasil akhir berupa glukosa, dalam proses sakarifikasi yang dilakukan serentak dengan fermentasi akan menghasilkan gula dengan alur hidrolisis yang lebih cepat, enzim yang dipakai lebih sedikit, dan volume raktor yang lebih kecil. Namun suhu fermentasinya tidak seragam, dan terdapat kesulitan untuk memisahkan sel khamir dari sisa lignin yang dapat menurunkan produksi etanol. Pada proses fermentasi satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul etanol dan dua karbon dioksida. fermentasi ini dipengaruhi oleh jumlah sel khamir, oksigen, ph, dan suhu. Pemurninan dengan batu damping dinilai lebih efisien dan ekonomis dibandingkan menggunakan zeolit sintesis. Dari hasil pemurnian didapatkan etanol dengan persenan >95%

29 Lignoselulosa yang digunakan adalah dari ampas tebu. Dimana, untuk mendapatkan satu liter bioetanol dibutuhkan 5 kilogram ampas tebu. 5 kg ampas tebu harganya Rp Ini lebih baik daripada menggunakan teter tebu. Dimana 1 liter bioetanol membutuhkan 4 tetes tebu. Harga 4 kg teter tebu adalah Rp Maka bioetanol dari ampas tebu memberikan keuntungan lebih. Bioetanol yang dihasilkan dari lignoselulosa pada hasil sampingan produk industri pertanian sangat efektif digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi di masyarakat. Namun, dalampengolahannya masih terdapat kendala. Untuk itu, ide-ide untuk meminimalisir dibutuhkan untuk meningkatkan kualitas bioetanol.

30 Ide Cara Peningkatan Kualitas Hasil 1.PRETREATMENT: - Biologi untuk hasil yang ramah lingkungan - Microwave untuk hasil yang cepat dan efisien 2.SAKARIFIKASI: - Proses hidrolisis menggunakan metode enzimatik

31 SEKIAN DAN TERIMA KASIH