DAFTAR PUSTAKA Ames TT. 2002. Procoss for the Isolation of 1,3-Propanediol Fermentation Broth. http://www.freepatensonline.com/6361983.html. [5 Juni 2007]. Baniel AM, Jansen RP, Vitner A, Baiada A. 2006. Process for Producing 1,3Propanediol. http://www.freepatensonline.com/7056439.html. [5 Juni 2007]. Barbirato F. Camarasa-Cliret C. Grivet JP. 1995. Glycerol Fermentation by a New 1,3-Propanediol producing microorganism: Enterobacter agglomerans. Applied Microbiol Biotechnol 43:786-793. Barbirato F. Grivet JP, Soucaille P, Bories A. 1996. 3-Hidroxypropionaldehyde, an Inhibitory Metabolit of Glycerol Fermentation to 1,3-Propanediol by Enterobacterial Species. Applied Enviromental Microbiology 62:1448-1451. Cameron DC, Koutsky JA. 1994. Conversion of Glycerol from Soy Diesel Production to1,3-Propanediol. Di dalam: Final Report National Biodiesel Development Board: Madison, 1994. Madison: Department of Chemical Engineering. hlm 1-18. WI 53706-1691. Deckwer WD. 1995. Microbial Conversion of Glycerol to 1,3-Propanediol. Federation of European Microbiological Societes (FEMS) reviews 16:143149. Fessenden RJ, Fessenden JS. 1995. Kimia Organik I. Edisi ke-4. AH Pudjaatmaka, Penerjemah; Jakarta Erlangga. Terjemahan dari Organic Chemistry. Hilaly AK, Binder TP. 2002. Method of Recovering 1,3-Propanediol from Fermentation Broth. http://www.freepatensonline.com/6479716.html. [5 Juni 2007]. Holt JG, Krieg NR, Sneath PHA, Staley JT, Williams ST. 1994. Bargey’s Manual of Determinative Bacteriology. Edisi ke-9. Maryland USA: Williams & Wilkinson. Ito T, Nakashimada Y, Senba. K, Matsui T, Nishio NY. 2005. Hydrogen and Ethanol Production from Glicerol-Containing Wastes Discharged after Biodiesel Manufacturing Process. Journal of Bioscience and Bioengineering 100:260-265. Knothe G, Gerpen JV, Krahl J. editor. 2005. The Biodiesel Handbook. Champaign, Illinois: AOCS Press. LPND Ristek. 2007. BPPT dan Fraunhover Jerman Kembangkan Biomaterial dari Limbah Pengolahan Biodiesel. http://dwienergi.blogspot.com. [5 Mei 2008].
Meloan CE. 1999. Chemical Separations Principles, Tehniques and Experiments. New York: A. Wiley-Interscience Publication. Nishio NY, Nakashimada Y. 2004. High Rate Production of Hydrogen/Methane from Various Substrat and Waste. Advanced Biochemical Engineering Biotechnology 90:63-87. Pachauri N, He B. 2006. Value-added Utilization of Crude Glycerol from Biodiesel Production: A Survey of Current Research Activities. 2006 Di dalam: ASABE Annual International Meeting. Oregon, 9-12 Juli 2006. Oregon: American Society of Agricultural and Biological Engineers. 1-16. 066223. Prakoso, T. Sirait, H. Bintoroe, H. 2007. Pemurnian Gliserin Hasil Samping Produksi Biodiesel. Di dalam: Pemanfaatan Hasil Samping Industri Biodiesel dan Industri Etanol serta Peluang Pengembangan Industri Integratednya. Prosiding Konferensi Nasional 2007: Jakarta, 13 Maret 2007. Bogor: Pusat Penelitian Surfaktan & Bioenergi dan LPPM-IPB. Hlm 267275. Rachman MA, Y Furutani, Y Nakashimida, T Kakizono, N Nishio. 1997. Enhanced Hydrogen Production in Altered Mixed Acid Fermentation of Glucose by Enterobacter aerogenes. J. Of Ferm. And Bioeng 83:358-363. Said, Amelia. 2007. Perlakuan Ethyl Methane Sulfonates (EMS) pada Enterobacter aerogenes AY-2 untuk Peningkatan Produksi Gas Hidrogen (H2). [Skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia. Setyaningsih, D. Hambali, E. Farobie, O. 2007. Pembuatan Pupuk Potassium dari Proses Pemurnian Gliserol Hasil Samping Industri Biodiesel. Di dalam: Pemanfaatan Hasil Samping Industri Biodiesel dan Industri Etanol serta Peluang Pengembangan Industri Integratednya. Prosiding Konferensi Nasional 2007: Jakarta, 13 Maret 2007. Bogor: Pusat Penelitian Surfaktan & Bioenergi dan LPPM-IPB. hlm 290-304. Suryani, A. Windarwati, S. Hambali, E. 2007. Pemanfaatan Gliserin Hasil Samping Produksi Biodiesel dari berbagai bahan baku (Sawit, Jarak, Kelapa) untuk Sabun Transparan. Di dalam: Pemanfaatan Hasil Samping Industri Biodiesel dan Industri Etanol serta Peluang Pengembangan Industri Integratednya. Prosiding Konferensi Nasional 2007: Jakarta, 13 Maret 2007. Bogor: Pusat Penelitian Surfaktan & Bioenergi dan LPPM-IPB. hlm 276289. Tapasvi D, Wiesenborn D, Gustafson C. 2004. Process Modelling Aproach for Evaluating the Economic Feasibility of Biodiesel Production. 2004. Di dalam: North Central ASAE/SCAE Confrence: Manitoba Canada, 24-25
September 2004. Manitoba Canada: The Society for Social Engineering in agricultural, Food and Biological Systems. hlm 1-18. Weast RC, Astle MJ, Beyer WH. 1985. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Edisi ke-65. Boca Raton Florida:CRC Press Inc. Wilson ID, Ardlard ER, Cooke M, Poole CF. editor. 2000. Encyclopedia of Separation Science. UK: Academic Press. Zeng AP, Biebl H. 2002. Bulk Chemicals from Biotechnology: The Case of 1,3propanediol and The New Trends. Advance in Biochemical Enineering/Biotechnology. 74:239-259.
LAMPIRAN
Lampiran 1
Gambar 10 Diagram alir penelitian
Lampiran 2 Alat-alat yang digunakan
Gambar 11 Alat GC-MS QP2010 Shimadzu
Gambar 12 Alat Autoclave Iwaki ACV-2450
Gambar 13 Alat High Speed Refrigerated Centrifuge Himac CR-216
Gambar 14 Alat Moisture analysis Ohaus MB45
Lampiran 3 Kultur Kerja
Gambar 15 Kultur Stok 50 ml setelah dan sebelum inkubasi
Gambar 16 Pra Kultur 350 ml sebelum dan setelah inkubasi
Gambar 17 Pra Kultur 350 ml sebelum inkubasi
Gambar 18 Pra Kultur 350 ml setelah inkubasi
Gambar 19 Kultur Utama (Main culture) 3500 ml
Lampiran 4
Gambar 20 Hasil Separasi Sp5
= Standar 1,3-propanadiol
F1s
= Hasil fermentasi
D1
= Separasi dengan distilasi pada tekanan udara normal
R2
= Separasi dengan distilasi vakum
Lampiran 5 Tabel 11 Program pengaturan alat GC-MS Parameter Temp. Oven Kolom (0C) Temp. Injeksi (0C) Tekanan (kPa) Kecepatan aliran (ml/min) Kecepatan Kolom (ml/min) Temp. Sumber Ion Temp. Permukaan
I 110 280 72,3 98,9 0,95 250 280
II 70 250 98,3 34,6 1,51 210 230
Analisis GC-MS gliserol menggunakan parameter I dan analisis GC-MS 1,3propanadiol dengan menggunakan parameter II.
Lampiran 6
Gambar 21 Kromatogram GC-MS senyawa gliserol standar Tabel 12 Hasil identifikasi GC-MS Gliserol Standar No Peak 1
Senyawa yang teridentifikasi Glycerol
Waktu retensi (menit) 2,913
Luas puncak
% Luas puncak
33446530
100.00
Lampiran 7
Gambar 22 Kromatogram GC-MS limbah biodiesel setelah purifikasi (kualitatif) Tabel 13 Hasil analisis GC-MS kualitatif limbah biodiesel setelah purifikasi (kualitatif) No Senyawa yang teridentifikasi Waktu retensi % Luas (menit) puncak 1 Sulfur dioksida 2,346 1,18 2 Siklotrisiloksan, heksametil 2,470 21,74 3 Gliserol 2,900 18,82 4 Asam sulfur, dimetil ester 5,643 32,61 5 Tidak teridentifikasi 5,825 25,65
Lampiran 8
1,3 - Propandiol No peak is found in Window/Band range. mmol 0.000 Target 58.00 0 0 0.00 Auto 0 1,4 - Butandiol 1.000 mmol 2.260 ISTD 71.00 94953 124413 0.00 Auto 97 Glycerin 190.227 mmol (17.5 g/l) 3.280 Target 61.00 172291 225470 0.00 Auto 98
Gambar 23 Kromatogram HPLC gliserol setelah purifikasi (kuantitatif) Konsentrasi akhir gliserol dalam fermentor 3,5 L adalah = Vol. Awal x konsentrasi awal = 0,175 L x 17,5 g/l Vol. Akhir 3,5 L
= 0,875 g/l
Mol gliserol = Konsentrasi gliserol akhir x vol. Gliserol yg dipakai BM Gliserol = 0,875 g/l x 3,5 L = 0,033 mol 92,09
Lampiran 9 Intensitas
Waktu retensi Gambar 24 Kromatogram GC-MS hasil fermentasi menggunakan bakteri E. aerogenes AY-2 Tabel 14 Hasil fermentasi menggunakan bakteri E. aerogenes AY-2 dan senyawa-senyawa yang dihasilkan No Senyawa yang teridentifikasi Waktu % Luas Peak retensi puncak (menit) 1 3-Metoksi-propanaldehid 2,405 17,62 2 Asam asetat 2,644 50,12 3 Asam propanoat 2,911 3,38 4 2,3-Butanadiol 3,416 0,89 5 Asam pentanoat 3,458 0,32 6 2,3-Butanadiol 3,495 1,62 7 1,3-Propanadiol 3,877 26,06
Lampiran 10 Intensitas
Waktu retensi Gambar 25 Kromatogram GC-MS senyawa 1,3-propanadiol standar A Tabel 15 Hasil identifikasi GC-MS 1,3-propanadiol standar A No 1
Senyawa yang teridentifikasi Standar 1,3-Propanadiol
Waktu retensi (menit) 3,812
Luas puncak
Konsentrasi (g/l)
12827205
0,235
Cara menghitung konsentrasi 1,3-propandiol (1,3-PD) hasil fermentasi Konsentrasi (g/l) = Luas puncak sampel 1,3-PD Luas puncak 1,3-PD standar
x konsentrasi 1,3-PD standar
= 3634420 x 0,235 = 0,067 g/l 12827205 Mol 1,3-PD
= konsentrasi 1,3P-D (g/l) x volume 1,3-PD BM 1,3-PD = 0,067 g/l x 3,5 L 76,10
= 3,068 x 10-3 mol
Rendemen produksi 1,3-PD terhadap gliserol = Mol 1,3-PD_ = 3,068 x 10-3 Mol gliserol 0,033
= 0,093 Lampiran 11 Intensitas
Waktu retensi Gambar 26 Kromatogram GC-MS senyawa 1,3-propanadiol standar B Tabel 16 Hasil identifikasi GC-MS 1,3-propanadiol standar B No 1
Senyawa yang teridentifikasi 1,3-Propanadiol
Waktu retensi (menit) 3,321
Luas puncak 228518492
Cara menghitung konsentrasi 1,3-propandiol (1,3-PD) hasil separasi Konsentrasi (g/l) = Luas puncak 1,3-PD sampel x konsentrasi 1,3-PD standar Luas puncak standar 1,3-PD Tabel 17 Konsentrasi 1,3-propanadiol hasil pemekatan dengan distilasi pada tekanan udara normal dan distilasi vakum Sampel Luas Luas puncak/ Keterangan Konsentrasi puncak luas puncak standar Distilasi pada 10416532 4,56 % pengenceran 0,79 g/l tekanan udara 3X normal Distilasi vakum 14702788 6,43 % pengenceran 1,11 g/l 3X
Standar 1,3 propanadiol
228518492
100 %
tanpa pengenceran
5,8 g/l
Lampiran 12
Penentuan kecepatan tumbuh dan waktu bakteri melakukan proses metabolisme dapat diketahui dengan melihat nilai dari spesific rods(µ).
Gambar 27 Kurva pertumbuhan bakteri E. aerogenes AD-H43 µ = tan α = nilai OD akhir fase log_ waktu pada saat fase log µ = 0,730 = 0,09 jam-1 8 jam Tabel 18 Nilai OD dan pH dalam fermentor 3,5 liter selama 20 jam Jam ke0 4 8 12
Nilai OD 0,388 0,650 0,666 0,642
pH 6,62 6,40 6,41 6,43
16 20
0,537 0,542
6,45 6,47
Lampiran 13 Tabel 19 Nilai OD an pH jam ke-0 dan jam ke-20 dengan subtrat gliserol oleh bakteri E. aerogenes AD-H43. Konsentrasi gliserol (%) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
OD jam ke-0
pH jam ke-0
OD jam ke-20
pH jam ke-20
0,324 0,300 0,305 0,314 0,313 0,331 0,354 0,373 0,382 0,341
6,91 6,91 6,90 6,90 6,90 6,90 6,89 6,83 6,83 6,88
0,552 0,577 0,519 0,552 0,538 0,546 0,519 0,521 0,517 0,457
6,47 6,02 5,92 5,88 5,83 5,78 5,78 5,73 5,75 5,72
Lampiran 14
3-Hidroksi propionaldehid
1,3-Propanadiol
Gliserol
Dihidroksiaseton
Biomassa
Gliserin-3-fosfat
Dihidroksiaseton fosfat
Asam suksinat
Fosfoenolpiruvat
Piruvat
Asam laktat H2
Format CO2
Asetil KoA
Asetil fosfat
Asam asetat
Asetaldehid
Etanol
Gambar 28 Jalur metabolisme E. aerogenes (Modifikasi Xi Chen et al. 2003 yang diacu dalam Nishio dan Nakashimada 2004)
Lampiran 15
Gambar 29 Nomograph Keterangan: A : Titik didih larutan pada alat rotari evaporator B : Titik didih larutan sebenarnya C : Tekanan yang digunakan pada alat rotari evaporator Cara menggunakan Nomograph: Nilai yang diketahui antara lain, Tekanan pada alat rotari evaporator = tekanan udara normal – tekanan vakuum = 739 mmHg – 735,0604 mmHg = 3,9396 mmHg A = Titik didih yang teramati pada alat rotari evaporator adalah 40 oC C = tekanan yang digunakan adalah sebesar 3,9 mmHg maka untuk mengetahui titik didih larutan sebenarnya adalah dengan menghubungkan titik A dengan titik C menggunakan penggaris sehingga diperoleh angka 176,1 oC.
Lampiran 16
Spektrum GC-MS yang dihasilkan dalam penelitian ini
dibandingkan
dengan data base National Institute Standar and Tecnology (NIST) yaitu NIST 27 dan NIST 147 serta dengan data base WILEY 7 yang memiliki 338.000 spektra. Sumbu x untuk m/z dan sumbu y untuk kelimpahan relatif.
Spektrum GC-MS standar gliserol sebelum purifikasi (P1)
Data base: WILEY 7 (98%)
Spektrum GC-MS gliserol sebelum purifikasi Spektrum GC-MS gliserol sebelum purifikasi (P1)
Data base: NIST 27 (99%)
Spektrum GC-MS Metil ester tetradekanoat (P2)
Data base: WILEY 7 (95%)
Spektrum GC-MS Metil ester palmitat (P3)
Data base: WILEY 7 (97%)
Spektrum GC-MS Asam n-heksadekanoat (P4)
Data base: NIST 27 (92%)
Spektrum GC-MS Metil ester 9-oktadekenoat (Z) (P5)
Data base: NIST 27 (97%)
Spektrum GC-MS Metil ester oktadekanoat (P6)
Data base: NIST 27 (97%)
Spektrum GC-MS Asam oleat (P7)
Data base: WILEY 7 (93%)
Spektrum GC-MS Dodekenilsuksinat anhidrid (P8)
Data base: WILEY 7 (77%)
Spektrum GC-MS Etil ester heksadekanoat, 2-hidroksi-1-(hidroksimetil) (P9)
Data base: WILEY 7 (86%)
Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol standar untuk hasil fermentasi Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol standar (P1)
Data base: NIST 47 (97%)
Spektrum GC-MS hasil fermentasi dengan E. aerogenes AD-H43 Spektrum GC-MS Etanol (P1)
Data base: WILEY 7 (97%)
Spektrum GC-MS Asam asetat (P2)
Data base: NIST 47 (98%)
Spektrum GC-MS Asam propanoat (P3)
Data base: WILEY 7 (98%)
Spektrum GC-MS 2,3-butanadiol (P4)
Data base: WILEY 7 (98%)
Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol (P5)
Data base: NIST 47 (97%)
Spektrum GC-MS hasil fermentasi dengan E. aerogenes AY-2 Spektrum GC-MS 3-Metoksi-propanaldehid (P1)
Data base: WILEY 7 (92%)
Spektrum GC-MS Asam asetat (P2)
Data base: WILEY 7 (98%)
Spektrum GC-MS Asam propanoat (P3)
Data base: WILEY 7 (97%)
Spektrum GC-MS 2,3-Butanadiol (P4)
Data base: WILEY 7 (97%)
Spektrum GC-MS Asam pentanoat (P5)
Data base: WILEY 7 (93%)
Spektrum GC-MS 2,3-Butanadiol (P6)
Data base: WILEY 7 (98%)
Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol (P7)
Data base: WILEY 7 (96%)
Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol standar untuk hasil distilasi Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol standar (P1)
Data base: NIST 27 (96%)
Spektrum GC-MS hasil distilasi sederhana Spektrum GC-MS Asam propanoat (P1)
Data base: NIST 27 (98%)
Spektrum GC-MS 2,3-Butanadiol (P2)
Data base: NIST 47 (94%)
Spektrum GC-MS Asam butanoat (P3)
Data base: NIST 27 (94%)
Spektrum GC-MS 2,3-Butanadiol (P4)
Data base: NIST 47 (96%)
Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol (P5)
Data base: WILEY 7 (95%)
Spektrum GC-MS hasil distilasi vakum Spektrum GC-MS Asam propanoat (P1)
Data base: NIST 27 (98%)
Spektrum GC-MS Asam propanoat, 2-metil (P2)
Data base: NIST 27 (94%)
Spektrum GC-MS (2S,3S)-2,3-Butanadiol (P3)
Data base: NIST 47 (95%)
Spektrum GC-MS (2R,3R)-2,3-Butanadiol (P4)
Data base: WILEY 7 (95%)
Spektrum GC-MS 1,3-Propanadiol (P5)
Data base: WILEY 7 (95%)
Spektrum GC-MS Asam butanoat, 3-metil (P6)
Data base: NIST 47 (92%)