PEMBUATAN BIOGAS DARI ECENG GONDOK (Eichhornia crassipes ) MELALUI PROSES PRETREATMENT DENGAN JAMUR Phanerochaete chrysosporium DAN Trichoderma harzianum Disusun Oleh: Diyanti Rizki Rahayu Puspita Ardani Ir. Nuniek Hendriani, M.T. Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M.Eng
LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
LATAR BELAKANG
Rumusan Masalah Melimpahnya limbah eceng gondok yang belum dimanfaatkan secara maksimal
Batasan Masalah 1.
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan biogas adalah eceng gondok
2.
Produksi dilakukan dengan proses kontinyu
Tujuan Penelitian 1.
Memanfaatkan eceng gondok sebagai bahan baku biogas dengan proses kontinyu
2.
Mengetahui pengaruh rasio Phanerochaete chrysosporium dan Trichoderma harzianum dalam proses pretreatment.
Manfaat Penelitian • Memberi alternatif penggunaan eceng gondok sebagai bahan baku bioenergi
• Memberi wawasan pengolahan eceng gondok menjadi biogas • Mengetahui pengaruh pretreatment Phanerochaete chrysosporium dan Trichoderma harzianum pada biogas dari eceng gondok
Penelitian Terdahulu No.
Peneliti
Jurnal/Skripsi
Hasil
1
Anushree Malik
Environment International/ 2006/ Environmental challenge vis a vis opportunity: The case of water hyacinth
Pada kondisi suhu optimum 35˚ C, TSS 7-9% (w/v), dengan Waktu retensi eceng gondok-kotoran sapi (7:3 w/w) selama 79 hari didapat produksi CH4 maksimum adalah 0,64 L/L digester/ hari, didapat eceng gondok dengan pretreatment P. Chrysosporium menghasilkan yield yang besar.
2
Jaka Abdillah, Gawa Reza Mahadin
Skripsi/ 2011/ Natrium Hidroksida ( NaOH) sebagai Hidrolisa Basa dalam Pretreatment Produksi Bioga dengan Bahan Baku Eceng Gondok ( Eichornia crassipes )
Eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan biogas dengan volume produksi biogas 8,156 liter, kandungan metana 75,59%, dan LHV sebesar 5678, 29 kcal/kg
Tinjauan Pustaka
Eceng Gondok • Tumbuhan air mengapung memiliki kecepatan tumbuh yang tinggi sehingga sering dianggap sebagai gulma yang merusak perairan
• Tingkat pertumbuhan sekitar 3% per hari
Jun Cheng et al.,2009
Cellulotic Material Cellulose
Hemi cellulose
Cellulotic Material
Lignin
• Eceng gondok • TKKS • Bagasse • Sampah organik
Bahan yang mengandung serat ( selulosa)
Pretreatment Lignocellulose
Tujuan
menguraikan lignin dan hemiselulosa
reduksi kristal selulosa meningkatkan porositas bahan
Metode Pretreatment •Mechanical •Pyrolisis
Physical
•Steam explosion •Ammonia Fiber explosion •CO2 explosion
Physcochemical
Chemical
Biological
Mikroorganisme
•Acid/ alkaline hydrolysis •Organosolv process •Oxidative delignification
Mikroorganisme Pretreatment Phanerochaete chrysosporium • Jamur white rot fungi yang paling efektif mendegradasi lignin • pH optimum 4-4,5 • suhu optimum sekitar 40˚ C • Menghasilkan lignin peroxidase dan mangan peroxidase (degradasi lignin), cellulase (degradasi selulosa), dan endoxylanase (degradasi hemiselulosa)
Trichoderma harzianum • Jamur Ascomycetes yang termasuk dalam green mold • pH optimum 3-7 • Menghasilkan enzim cellulase dan chitinase (degradasi dinding sel jamur)
Produksi Biogas
4H2(g) + CO2(g)Î CH4(g) + 2H2O CH3COOHÎCH4(g) + CO2
Hidrolisis
Acido genesis
Aseto genesis
(C6H10O5)n + n H2O În (C6H12O6) glukosa
Metanogenesis
Faktor mempengaruhi Anaerobic digestion Temperatur pH
Ratio C/N
Waktu retensi
•Semakin tinggi, reaksi semakin cepat •pH optimum pembentukan metana 6.4 -7,4 •Rasio optimum 25-30 •Waktu dibutuhkan untuk penguraian senyawa organik
Pengadukan
•Homogenisasi substrat dan temperatur dalam biodigester
Loading rate
•Jumlah bahan pengisi yang harus dimasukkan digester per hari
Metodologi Penelitian
Variabel Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengolahan Limbah Industri, Jurusan Teknik Kimia, FTI-ITS Surabaya. Eceng gondok sebagai bahan baku pembuatan biogas diperoleh dari lingkungan ITS- Surabaya. Variabel produksi biogas Variabel Penelitian Kondisi operasi pretreatment Massa eceng gondok : 160 gr pH proses P.chrysosporium: 4-4,5 pH proses T. Harzianum : 5-6 Suhu pretreatment : 35- 40 C Waktu pretreatment : 7 hari Kondisi operasi proses biogas
pH Suhu Recycle ratio Pengadukan Rate feed kontinyu
: 6,8 -7,2 : 30 -35 C : 0,5 : 1x sehari : 500 ml/ hari
Variabel pretreatment •Konsentrasi P.chrysosporium : 0%, 20% (v/w) •Konsentrasi T. harzianum : 10%, 20% (v/w)
Variabel starter • Kotoran sapi dengan eceng gondok pretreatment •Kotoran sapi dengan eceng gondok tanpa pretreatment •Ratio eceng gondok : kotoran sapi = 3L;4L
•Bahan baku dari eceng gondok dengan hasil pretreatment terbaik • Eceng gondok tanpa pretreatment
Parameter yang Dianalisa Awal pretreatment
Analisa awal produksi biogas & penelitian
Jumlah lignin, hemiselulosa, selulosa dan glukosa Kadar air
Akhir pretreatment
Jumlah lignin, hemiselulosa, selulosa, dan glukosa
Temperatur, tekanan, volume dan pH COD, MLSS, MLVSS
Akhir produksi biogas
Komposisi dan heating value biogas Volume total biogas
Prosedur Kerja
3
4
2
Keterangan alat : 1.Bak fungal pretreatment 2.Waterbath 3.Heater 4.Aerator
1
Prosedur Kerja
A1
Prosedur Kerja A1
Prosedur Kerja
B1
Prosedur Kerja B1
B2
Prosedur Kerja B2
B3
Prosedur Kerja B3
P
Skema Peralatan 500 ml
Keterangan alat : 1.Tangki feed 2.Air pendingin 3.Feed masuk 4.Thermometer 5.Pompa 8 6. Gas holder 7. Manometer 8. Heater
1L
Hasil Penelitian
Hasil Pretreatment
Hasil Fermentasi
Rate produksi ( L/ hari )
2,5000
continue
batch
Blanko Pretreatment
2,0000
1,5000
1,0000
0,5000
0,0000 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Waktu ( hari )
9
10
11
12
13
14
15
Hasil Fermentasi 13,0 12,0
Rate akumulasi produksi ( L/ hari )
11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0
Blanko
Pretreatment
1,0 0,0 0
1
2
3
4
5
6
7
Karateristik Komponen
8
9
10
11
12
13
14
15
Blanko
Pretreatment
% CH4
89,30
95,08
% CO2
3,94
3,05
9509,75
10554,2
Lower Heating Value ( kcal/kg )
Kesimpulan • Eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan biogas • Pretreatment yang memberikan kadar selulosa terbesar adalah pretreatment dengan menggunakan Trichoderma harzianum 20% • Fungal pretreatment meningkatkan rate produksi, kandungan metana, dan heating value biogas dari eceng gondok. Hasil yang diperoleh adalah produksi biogas untuk blanko (tanpa pretreatment) sebesar 11,65 liter dengan kadar metana 89,30% dan heating value 9509,75 kcal/ kg sedangkan untuk produksi biogas dengan pretreatment sebesar 13,33 liter dengan kadar metana 95,08% dan heating value 10554,2 kcal/kg.
Thank You!
