BIOETANOL DARI LIMBAH KULIT SINGKONG MELALUI PROSES HIDROLISIS SDAN FERMENTASI DENGAN N SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Transkripsi

1 BIOETANOL DARI LIMBAH KULIT SINGKONG MELALUI PROSES HIDROLISIS SDAN FERMENTASI DENGAN N SACCHAROMYCES C S CEREVISIAE Program Magister Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2011 Oleh : Anis Artiyani ( ) Pembimbing: Ir. Eddy Setiadi Soedjono, Dipl SE, MSc, PhD

2 PENDAHULUAN 2/11/2011 Latar Belakang Sumber energi sebagian besar berasal dari SDA yang tidak terbarukan Jumlah impor bahan bakar minyak (BBM) meningkat sekitar 60%-70%. Pemanasan global yang diakibatkan oleh pemakaian bahan bakar fosil (Budi et al. 2009) 2

3 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)

4 TINJAUAN PUSTAKA Prosentase jumlah limbah kulit bagian luar sebesar 0,5-2% dari berat total singkong g segar dan limbah kulit bagian dalam sebesar 8-15% dari berat singkong (Hikmiyati dan Yanie, 2008). Pati dan selulosa komponen karbohidrat dalam kulit singkong yang sangat potensial untuk dimanfaatkan. (Setiawan, 2006). 2/11/2011 Komposisi Kimia yang ada dalam Kulit Ubi Kayu/Singkong per 100 gram Parameter Komposisi (%) Air 59,40 Karbohidrat 38,70 Lemak 020 0,20 Protein 0,70 Abu 1,00 Hikmiyati dan Yanie, (2008)

5 Penggunaan biomassa sebagai sumber energi ini tidak akan menyebabkan terjadinya penumpukan p gas CO 2 Surambo (2010) Teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari pembakaran langsung dan konversi biomassa menjadi bahan bakar. Surambo (2010) Penggunaan biomassa secara langsung g sebagai bahan bakar kurang efisien (Notodimedjo dalam Lestari dan Soedjono.,2003) Hasil konversi biomassa ini dapat berupa bioetanol

6 Bioetanol dapat meningkatkan efisiensi pembakaran karena mengandung 35 % oksigen dan ramah lingkungan (Indartono, 2005) Penelitian sebelumnya kulit singkong, hasil glukosa yang optimum untuk reaksi hidrolisa dengan H 2 SO 4 yaitu 0,3 M dan waktu fermentasi yang optimum pada proses fermentasi adalah 96 jam dimana dihasilkan etanol sebesar 1,95 % v/v dengan densitas 1,052 gr/ml. (Hikmiyati i dan Yanie, 2009)

7 Permasalahan 1. Bagaimanakah proses pretreatment kulit singkong yang optimum dalam memecah pati, selulosa, hemiselulosa dan lignin? 2. Bagaimanakah proses hidrolisis yang lebih baik dl dalam menghasilkan glukosa? 3. Kombinasi ivariabel iblmana yang menghasilkan bioetanol terbanyak dalam proses fermentasi kulit singkong dengan Saccharomyces cerevisiae? Tujuan 2/11/ Mempelajari lj proses pretreatment t t kulit singkong yang optimum dalam memecah pati, selulosa, hemiselulosa dan lignin 2. Mempelajari proses hidrolisis yang lebih baik dalam menghasilkan glukosa 3. Mempelajari kombinasi variabel yang menghasilkan bioetanol terbanyak dalam proses fermentasi kulit singkong gdengan Saccharomyces cerevisiae 7

8 METODE PENELITIAN Kulit Singkong Pretreatment Hidrolisis Fermentasi Menghilangkan lignin Mengubah selulosa menjadi glukosa Mengubah glukosa menjadi etanol Kering & Serbuk NaOH Biologi i Kimiai S. cerevesie Proses Utama Produksi Bioetanol

9 PRETREATMENT KULIT SINGKONG Limbah Kulit Singkong Pengeringan 24 jam dan oven 105ºC 16 jam dan penghalusan 120 mesh Sampel kering & halus NaOH 1%; 5%; 10% 30 menit Dilakukan analisis i awal Pemanasan 115º C, 1 atm, 1 jam Pencucian ph netral Suspensi coklat pekat Penyaringan & pencucian Residu Uji selulosa, pati, Pengeringan 65 ºC gula reduksi Substrat t selulosa l Filtrat Uji hemiselulosa dan lignin

10 HIDROLISIS SELULOSA KULIT SINGKONG DENGAN H 2 SO 4 Netralisasi sampai ph 4 suhu 32 ⁰C Substrat NaCO 3 10% H 2 SO 4 0,25%,2,5%,4% Sterilisasi 121⁰C, 15 mnt tekanan 1,1 atm vortex Campuran Analisis Glukosa setelah 120 ; 180 ; 240 Filtrasi Residu Hidrolisat

11 HIDROLISIS SELULOSA KULIT SINGKONG T.VIRIDE Netralisasi smpai ph 4 dan suhu 32⁰C Substrat NaCO 3 10% T.Viride 0,5%,0,75%,1% 0 Sterilisasi 121⁰C, 15 vortex mnt,1,1 atm Campuran Analisis Glukosa setelah 24,48, 72 jam filtrasi Residu Hidrolisat

12 FERMENTASI SELULOSA KULIT SINGKONG Residu KH 2 PO 4 & (NH 2 )SO 4 S.Cerevice 20% 96 jam suhu 28-32⁰C ph 4 Fermentasi GC HP 5890 Etanol

13 HASIL DAN PEMBAHASAN Pretreatment No Komponen Kandungan (%) 1. Selulosa 43, Pati/amilum 36, Hemiselulosa 10, Lignin 7, Lainnya 1,764 Total 100% No Konsentrasi ph ph Amilum Selulosa Hemiselul Lignin Lignin Glukosa Lainnya (%) setela h peren setela h pencu (%) (%) osa (%) dlm cairan sisa (%) (%) (%) dama n cian pencuci an (% ) 1. NaOH 1% ,837 41, ,640 6,006 2,326 8, NaOH 5% ,623 36,593 5,896 3,295 4,351 2,706 17,533 2/11/ NaOH 10% ,081 31,763 5,424 5,611 2,035 4,279 26,780 13

14 Hidrolisis 2/11/2011 Gluko osa (%) Gluk kosa (%) menit menit 240 menit jam 48 jam 72 jam Konsentrasi H 2 SO 4 (%) Konsentrasi T.viride (%) N Wa Dengan Sampel Konsentr Gula No Waktu Dengan Sampel Konsentrasi Gula o ktu asi (%) reduksi(%) (%) reduksi (%) H 2 SO 4 Ha0,25t120m jam T.viride 0.5 Hb0,5t24j mnt Ha2,5t120m Hb0,75t24j Ha4t120m Hb1t24j H 2 SO 4 Ha0,25t180m jam T.viride 0.5 mnt Hb0,5t48j Ha2,5t180m Hb0,75t48j Ha4t180m 4 3,656 Hb1t48j H 2 SO 4 Ha0,25t240m , jam T.viride 0,5 mnt Hb0,5t72j Ha2,5t240m ,642 0,75 4 4,160 Hb0,75t72j Ha4t240m Hb1t72j

15 Fermentasi Kadar Gluko osa (%) dan Kadar Eta anol (%) Glukosa (%) Kadar Etanol (%) Gl lukosa (%) dan Kadar Etanol (%) /11/2011 Glukosa (%) Kadar Etanol (%) Nama Sampel Ja Nama Sampel Glukosa Kadar Glukosa m (%) Etanol setelah ke (%) Fermentasi - (%) 96 FHa0,25t120m FHa2,5t120m Jam ke- 96 Nama Sampel Nama Sampel Glukosa (%) Kadar Etanol (%) Glukosa setelah Fermentasi (%) FHb0,5t24j FHb0,75t24j FHa4t120m FHb1t24j FHa0,25t180m FHb0,5t48j FHa2,5t180m FHb0,75t48j FHa4t180m FHb1t48j FHa0,25t240m FHb0,5t72j FHa2,5t240m FHb0,75t72j FHa4t240m FHb1t72j

16 KESIMPULAN Proses pretreatment yang optimum dalam memecah pati, selulosa, hemiselulosa dan komponen lainnya adalah pretreatment dengan NaOH 10% dimana paling tinggi mendegradasi lignin dan banyak menghasilkan 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 hidrolisis i asam dengan H 2 SO 4 4% dengan waktu hidrolisis i selama 240 menit. Sedangkan hidrolisis biologis dengan Trichoderma viride meghasilkan glukosa terbaik pada konsentrasi 1% dengan waktu hidrolisis 72 jam Kombinasi variabel yang menghasilkan bioetanol terbanyak dalam proses fermentasi selama 96 jam dari kulit singkong gdengan Saccharomyces cerevisiae 20% adalah fermentasi dari hasil hidrolis asam H 2 SO 4 4% selama 240 menit yaitu menghasilkan etanol sebesar 0,225%.

17 TERIMAKASIH