Jurnal PEMANFAATAN BIOMASSA LIGNOSELULOSA AMPAS TEBU UNTUK PRODUKSI BIOETANOL
Teknik Bioenergi Dosen Pengampu: Dewi Maya Maharani. STP, FAKULTAS M.Sc
TEKNOLOGI PERTANIAN
Anggota Kelompok 7: • • • • • • •
YOSUA GILANG RADHITYA JATMIKO EKO LINDA LUVI AGINTA FRISKA LANNY ARIANI KHANZA JASMINE
KARAKTERISTIK DAN POTENSI BIOMASSA LIGNOSELULOSA
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
Latar Belakang
WHY?
KARAKTERISTIK YANG LEBIH BAIK
KEBUTUHAN ENERGI MENINGKAT
SUMBER ENERGI MELIMPAH DAN NON PANGAN
BIOETANOL DARI LIGNOSELULOSA
SELULOSA
LIGNIN
LIGNOSELULOSA
SELULOSA
HEMISELULOSA
Roadmap Sektor Energi Bioetanol (Sumber: Kementerian Negara Riset dan Teknologi, 2006)
TEKNOLOGI KONVERSI BIOMASSA LIGNOSELULOSA MENJADI ETANOL
Perlakuan Pendahuluan (Pretreatment)
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
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.
Pretreatment biologi Ramah lingkungan Penggunaan energi yang sangat rendah Cukup efektif mendegradasi lignin
Organisme atau mikroorganisme Contoh: Jamur pelapuk Bakteri , dll
Enzim
Contoh: Enzim selulase Enzim peraksidase, dll
Mendegradasi lignin
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.
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
SAKARIFIKASI ENZIMATIS Kelebihan - Tidak menimbulkan korosi -Berlangsung pada kondisi ringan -PH 4.80 -Suhu 45 – 50o C - Tidak ada hasil samping - Hasil rendemen glukosa lebih mendekati 100%
Kekurangan - Waktu lama - Biaya cukup mahal Mikroba - Trichoderma reesei - Trichoderma viride - Aspergilus niger
LARUTAN ASAM Pencampuran asam - H2 SO4 - HCl - HNO3
LARUTAN ASAM Kelebihan -Waktu proses cepat - Biaya Murah Kekurangan -Memiliki hasil samping - Pemotongan rantai tidak teratur - Memicu degradasi glukosa
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 C12H22O11 +H2O + invertase →2 C6H12O6 C6H12O6 + Zymase → 2C2H5OH + 2CO2
Faktor-faktor Jumlah sel khamir, spesies sel khamir, oksigen, derajat keasaman dan suhu
Penghambat Etanol dan CO2
Pemurnian Kimia
Batu Gamping
Pemurnian Etanol
Fisika
Zeolit sintetis
Pemurnian Etanol dengan Batu Gamping Batu Gamping
Ditumbuk
Etanol
serbuk
Etanol Etanol 99% - lebih
Pemurnian Etanol dengan Zeolit Sintetis Etanol
Etanol 95% lebih
POTENSI PENGEMBANGAN
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%
•Lignoselulosa yang digunakan adalah dari ampas tebu. Dimana, untuk mendapatkan satu liter bioetanol dibutuhkan 5 kilogram ampas tebu. 5 kg ampas tebu harganya Rp 1000. Ini lebih baik daripada menggunakan teter tebu. Dimana 1 liter bioetanol membutuhkan 4 tetes tebu. Harga 4 kg teter tebu adalah Rp 4000. 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.
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
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
