produksi biodiesel dan bioetanol berbasis mikroalga (1)
Post on 03-Jan-2016
146 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
I. IDENTITAS PENELITIAN 1. Judul Usul :
Kajian Produksi Biodiesel dan Bioetanol Berbasis Mikroalga Secara Simultan
2. Ketua Peneliti
- Nama Lengkap dan Gelar : Ahmad Budi Junaidi, S.Si., M. Sc.- Bidang Keahlian : Kimia Lingkungan/Energi terbarukan- Jabatan Struktural : Penata/IIIc- Jabatan Fungsional : Lektor- Unit kerja : PS Kimia FMIPA Unlam- Alamat Surat : FMIPA Unlam Jl. A. Yani Km.
35,8 Banjarbaru- Telepon/Faksimile : 0511- 4773868- E-mail : a_budi_j@yahoo.co.id
3. Anggota Peneliti
No.Nama & Gelar
AkademikBidang
KeahlianMata Kuliah yang
diampuInstansi
Alokasi Waktu
Jam/minggu
1.Abdullah, S.Si. M. Si.
Kimia Fisika1. Kimia Fisika2. Kimia Polimer3. Bhn Bakar Hayati
PS Kimia FMIPA Unlam
8 jam
2.Gunawan , S. Si., M. Si.
Biologi Tumbuhan
1. Sistem tumbuhan2. Etnobotani3. ekologi tumbuhan
PS Biologi FMIPA Unlam
8 jam
4. Obyek Penelitian
Obyek penelitian ini adalah mikroalga sebagai bahan baku pengolahan biodiesel dan
pemanfatan biomasssa mikroalga sisa pengolahan biodiesel sebagai bahan baku
pengolahan bioetanol. Penelitian difokuskan pada kondisi/metode optimum
pengolahan biodiesel dan bioetanol tersebut di atas dengan parameter yield dan
ketercapaian standar kualitas produk biodiesel dan bioetanol.
5. Periode Pelaksanaan Penelitian
Mulai : Pebruari 2012
berakhir : Desember 2012
6. Anggaran yang diusulkan
- Tahun Pertama : Rp. 50.000.000,- (Lima Puluh Juta Rupiah)
1
- Anggaran Keseluruhan : Rp. 100.000.000,- (Seratus Juta Rupiah)
7. Lokasi Penelitian
- Kulktur, preparasi mikroalga dan hidrolisis serta fermentasi biomassa mikroalga
(kajian produksi bioetanol) dilakukan di Laboratorium Biologi FMIPA Unlam,
Banjarbaru
- Ekstraksi lipid mikroalga dan proses transesterifikasi (kajian produksi biodiesel)
serta analisis viskositas dan densitas produk biodiesel dan bioetanol mikroalga
dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Unlam, Banjarbaru
- Analisis glukosa menggunakan spektrofotometer UV-Vis dilakukan di
Laboratorium Instrumentasi FMIPA Unlam. Analisis dilakukan di Laboratorium
Kimia FMIPA Unlam.
- Analisis flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, kadar karbon dan residu
karbon, angka korosi, dan angka setana dilakukan di Pusat Penelitian
Pengembangan Teknologi Minyak Gas Bumi-LEMIGAS,Jakarta.
- Analisis sampel dengan instrumen GC-MS, dan IR dilakukan di Laboratorium
Kimia Organik FMIPA UGM, Jogjakarta.
8. Hasil yang ditargetkan
Secara global penelitian ini diharapkan menghasilkan suatu teknologi dan informasi
skala laboratorium pengolahan secara simultan biodiesel dan bioetanol berbahan
baku mikroalga dengan tingkat produktivitas dan efesiensi yang optimum. Kajian
ekstraksi lipid mikroalga diharapkan dapat diperoleh jenis pelarut yang tepat dan
waktu optimum. Kajian transesterifikasi lipid mikroalga diharapkan dapat diperoleh
jenis pereaksi, rasio pereaksi, jenis katalis, konsentrasi katalis, temperatur dan lama
reaksi yang tepat untuk menghasilkan biodiesel secara optimum kuantitas dan
kualitasnya. Sedangkan biomassa sisa ekstraksi lipid diolah menjadi bioetanol.
Kajian proses hidrolisis diharapkan dapat diperoleh metode hidrolisis yang tepat
untuk mengkonversi biomassa mikroalga menjadi glukosa secara maksimal. Dengan
kajian proses fermentasi glukosa mikroalga diharapkan diperoleh kondisi dan rasio
serta lama fermentasi optimum untuk menghasilkan bioetanol yang optimal baik
dari sisi kualitas maupun kuantitas. Dengan demikian diharapkan melalui penelitian
2
diperoleh teknik, metode dan kondisi yang tepat untuk dapat meningkatkan
efektivitas dan produktivitas konversi mikroalga menjadi bioenergi.
9. Instansi lain yang terlibat : tidak ada
10. Keterangan lain yang dianggap perlu : -
II. SUBSTANSI PENELITIAN
ABSTRAK
Mikroalga merupakan salah satu organisme yang dapat dinilai ideal dan potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi bioenergi. Kandungan lipid dalam biomassa mikroalga spesies tertentu sangat tinggi dan ditunjang dengan pertumbuhan yang sangat cepat. Secara matematis produktivitasnya mencapai lebih dari 20 kali produktivitas minyak sawit dan 80 kali minyak jarak. Kadar karbohidrat mikroalga juga tinggi, dan secara matematis produktivitas bioetanolnya mencapai lebih dari 100 kali ubi singkong. Dengan demikian biomassa sisa produksi biodiesel dari mikroalga berpotensi digunakan untuk memproduksi bioetanol sehingga produktivitas energi berbasis mikroalga dapat ditingkatkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pembuatan biodiesel dari bahan baku mikroalga dan mengkaji penggunaan sisa produksinya sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Kajian difokuskan pada kondisi optimum pembuatan biodiesel dengan parameter yield dan ketercapaian standar kualitas biodiesel (kegiatan tahun I). Biomassa mikroalga sisa pengolahan biodiesel dikonversi menjadi bioetanol dengan cara difermentasi. Kajian difokuskan pada kondisi fermentasi optimum dengan parameter yield, ketercapaian kualitas standar bioetanol dan kadar bioetanol yang diperoleh (kegiatan tahun II).
Kata kunci: bioenergi, mikroalga, biodiesel, bioetanol.
3
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. LATAR BELAKANG
Kenyataan bahwa cadangan sumber energi fosil dunia sudah semakin menipis.
Hal ini dapat berakibat pada krisis energi yang akan menyebabkan terganggunya
pertumbuhan perekonomian dunia. Di sisi lain penggunaan sumber energi fosil juga
telah disadari menyumbang emisi gas rumah kaca yang tidak hanya sekedar
mengakibatkan pemanasan global dengan segala permasalahan lain yang mengikutinya,
akan tetapi juga mengakibatkan keasaman perairan meningkat yang berujung pada
kerusakan lingkungan. Kondisi ini memaksa dilakukannya pencarian sumber energi
alternatif (Ansyori, 2004 ; Teresa, et al., 2010).
Salah satu energi alternatif yang sangat potensial menggantikan sumber energi
fosil adalah berasal dari biomassa yang diproses menjadi biofuel. Penggunaan biofuel
sebagai sumber energi memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber
energi fosil diantaranya : 1). Sumber energi bersih, tidak menambah jumlah gas CO2 di
alam karena terjadi proses dekarbonisasi CO2 bahan bakar menjadi biomassa yang akan
diproduksi menjadi biofuel dan tidak menghasilkan emisi gas lain seperti sulfur
dioksida 2). Dapat diperbaharui/berkelanjutan. 3) Memiliki angka oktan/cetan yang
tinggi sehingga penggunaannya tidak membutuhkan lagi agen anti-knocking. (Hidayat
dan Syamsul, 2008) 4) Produksinya dapat tidak mesti dalam skala yang sangat besar
sehingga proses produksinya dapat disebar di masing-masing daerah sesuai kebutuhan
(Teresa, et al., 2010).
Penggunaan biofuel sebagai sumber energi alternatif telah lama dilakukan di
berbagai negara yang selama ini aplikasi digunakan sebagai campuran bahan bakar
minyak bumi seperti Brazil (20%, 1975), Amerika Serikat (10%, 1978), Australia
(10%, 1992), Kolumbia (10%, 2001), Thailand (10%, 2002), Sedangkan Indonesia juga
telah dimulai sebagai campuran bahan bakar premium 10% untuk transportasi yang
tertuang dalam Perpres No. 5/2006 dan Inpres No. 1/2006 (Mujizat, 2008).
Pemerintah melalui PP no. 5 tahun 2006 telah menetapkan akan mengurangi
peran minyak bumi yang saat ini pada posisi 52% menjadi 20% pada tahun 2025 nanti.
4
Sebagai tahap awal pelaksanaan PP tersebut, sampai dengan tahun 2010 telah ditetapkan
beberapa target pencapaian seperti penciptaan lapangan kerja bagi 3,5 juta
pengangguran, peningkatan pendapatan bagi para pekerja di sektor bahan bakar nabati
(BBN), serta pengembangan 5,25 juta hektar lahan terlantar untuk penanaman bahan
baku BBN.
Produk biofuel yang sangat penting saat ini adalah biodiesel dan bioetanol yang
digunakan untuk menggantikan BBM diesel dan premium sebagai bahan bakar mesin
dengan sedikit atau bahkan tanpa modifikasi. Biodiesel dapat diproduksi dari bahan
baku minyak tumbuhan seperti minyak jarak dan minyak sawit, sedangkan bioetanol
diproduksi dari biomassa tumbuhan seperti tebu, jagung, ubi-ubian dan bahan-bahan
lignoselulosa. Pemilihan sumber bahan baku yang tepat merupakan suatu yang hal yang
sangat penting. Konversi bahan pangan seperti minyak sawit dan jagung serta ubi-ubian
menjadi bioenergi akan menimbulkan permasalahan rawan pangan dan konversi area
produksi yang besar akan menimbulkan permasalahan lingkungan baru. Dari sisi
kandungan kimia bahan baku tentunya harus memiliki kandungan minyak/lipid (untuk
biodiesel) atau karbohidrat/biomassa (untuk bioetanol) yang tinggi.
Mikroalga merupakan salah satu organisme yang dapat dinilai ideal dan
potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi biofuel (Li, et al., 2008 ; Raja, et
al., 2008 ; Gouveia and Oliveira, 2009). Kandungan lipid dalam biomassa mikroalga
kering spesies tertentu dapat mencapai di atas 50% dengan pertumbuhan yang sangat
cepat (Hossain, et al, 2008 ; Hu, et al, 2008 ; Massinggil, 2009). Proses pembiakan
mikroalga hanya membutuhkan waktu 10 hari untuk siap dipanen sehingga secara
matematis produktivitasnya mencapai (120.000 kg biodiesel/Ha tahun) lebih dari 20 kali
lipat produktivitas minyak sawit (5.800 kg biodiesel/Ha tahun) dan 80 kali lipat
dibandingkan minyak jarak (1.500 kg/biodiesel/Ha tahun) (Teresa, et al, 2010). Kadar
karbohidrat mikroalga juga tinggi (29-31% berat kering untuk spesies clorella) lebih
tinggi dari pada ubi singkong (23% berat kering) dan dengan memperhitungkan masa
panen, secara matematis produktivitas bioetanolnya mencapai lebih dari 100 kali lipat
ubi singkong (Ansyori, 2008).
Berdasarkan hal ini maka produksi biodiesel berbahan dasar mikroalga secara
logika tentunya akan lebih menguntungkan jika limbah produksinya berupa biomassa
mikroalga dimanfaatkan lebih lanjut untuk menghasilkan bioetanol.
5
I.2. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan hal-hal yang telah dipaparkan pada bagian latar belakang, maka
dapat ditarik beberapa rumusan masalah untuk dikaji dalam penelitian ini :
Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan di atas dapat dirumuskan
beberapa permasalahan :
1. Bagaimana kondisi optimum dan produktivitas biodiesel yang dihasilkan dari
transesterifikasi kandungan lipid dari mikroalga.
2. Bagaimana kualitas biodiesel yang dihasilkan dari proses transesterifikasi lipid
dari mikroalga.
3. Bagaimana kondisi optimum dan produktivitas bioetanol yang dihasilkan dari
proses fermentasi biomassa mikroalga sisa ekstraksi lipid (sisa proses
pembuatan biodiesel).
4. Bagaimana kualitas bioetanol yang dihasilkan dari proses fermentasi biomassa
mikroalga sisa proses produksi biodiesel
I.3. TUJUAN KHUSUS
Penelitian yang akan dilaksanakan mempunyai tujuan untuk mengkaji
produktivitas dan kualitas biodiesel yang diproduksi dari bahan dasar mikroalga serta
mengkaji produktivitas dan kualitas bioetanol yang diproduksi dari biomassa mikroalga
sisa produksi biodiesel. Penelitian ini akan dilaksanakan dengan pentahapan sebagai
berikut :
Tahun I:
1. Membiakkan mikroalga jenis chlorella sp. dengan skala laboratorium
2. mengekstraksi dan menentukan kandungan lipid mikroalga
3. Melakukan transesterifikasi lipid dari mikroalga dan mengamati pengaruh
konsentrasi asam sulfat, rasio etanol : lipid dan waktu serta perubahan temperatur
pada proses transesterifikasi terhadap rendemen biodiesel yang dihasilkan.
4. Menentukan karakterisitik (sifat fisika dan kimia) dari biodiesel yang dihasilkan
meliputi : nilai densitas, viskositas, bilangan asam, bilangan iod, flash point, cloud
point, , kadar air dan sedimen, residu karbon, angka korosi, dan angka setana.
6
5. Menginterpretasi hasil analisis GC-MS dan spektrometer IR dari lipid mikroalga
dan biodiesel yang dihasilkan.
Tahun II:
1. Menentukan kandungan karbohidrat/pati dari biomassa mikroalga sisa pembuatan
biodiesel.
2. Melakukan fermentasi biomassa mikoalga sisa pembuatan biodiesel dan mengamati
pengaruh rasio yeast dan enzim amilase dengan biomassa mikroalga dan waktu
fermentasi terhadap rendemen bioetanol yang diperoleh.
3. Menentukan karakteristik dari bioetanol yang diperoleh meliputi : kemurnian, flash
point, cloud point, kadar air, kadar metanol, kadar Cu, kadar denaturasi dan kadar
gum (getah).
4. Menginterpretasi hasil analisis GC-MS dan spektrometer IR dari pati mikroalga dan
bioetanol yang dihasilkan.
I.3. KEUTAMAAN (URGENSI) PENELITIAN
Produksi bioenergi sebagai sumber energi alternatif sangat efektif untuk
mengatasi permasalahan krisis energi sekaligus mereduksi permasalahan lingkungan
yang ditimbulkan akibat pemakaian sumber energi fosil. Pemerintah melalui PP no. 5
tahun 2006 telah menetapkan akan mengurangi peran minyak bumi yang saat ini pada
posisi 52% menjadi 20% pada tahun 2025 nanti. Sebagai tahap awal pelaksanaan PP
tersebut, sampai dengan tahun 2010 telah ditetapkan beberapa target pencapaian seperti
penciptaan lapangan kerja bagi 3,5 juta pengangguran, peningkatan pendapatan bagi
para pekerja di sektor bahan bakar nabati (BBN), serta pengembangan 5,25 juta hektar
lahan terlantar untuk penanaman bahan baku BBN.
Tantangan utama terhadap target yang ingin dicapai adalah masih tingginya
biaya produksi terutama harga bahan baku biodiesel/bioetanol yang menyebabkan harga
biodiesel di pasaran masih kalah bersaing dengan harga bahan bakar diesel dari minyak
bumi. Disamping itu bahan baku biodiesel dan bioetanol selama ini juga merupakan
produk pangan yang menyebabkan adanya persaingan yang kontroversial. Untuk
mengatasi hal ini perlu adanya diversifikasi bahan baku biodiesel/bioetanol.
Penggunaan mikroalga sebagai baku dasar biofuel sangat potensial ditinjau dari banyak
aspek baik dari segi produktivitas, efektivitas, ekonomis maupun dari sisi lingkungan
7
dan yang terpenting bahwa keadaan alam Indonesia yang tropis cocok untuk budidaya
mikroalga.
Produksi biofuel berbahan dasar lainnya seperti minyak sawit dan minyak jarak
telah lama dan banyak diketahui, akan tetapi produksi biofuel berbasis mikroalga masih
dalam tahap pengkajian dan tentunya berbeda dengan keadaan optimalnya dengan
produksi biofuel berbahan dasar selain mikroalga. Ditinjau dari segi
sintesis/metabolisme lipid dan karbohidrat yang sangat singkat dibandingkan biomassa
lain tentunya biomassa mikroalga lebih sederhana dan kemungkinan kemungkinan
proses konversinya menjadi biofuel lebih mudah pula sehingga keadaan optimum
produksinya kemungkinan juga akan berbeda.
Selain kandungan lipid yang tinggi hingga mencapai lebih dari 50%, pada
mikroalga tertentu (seperti spesies chlorella sp) juga memiliki kandungan karbohidrat
yang tinggi hingga mencapai 29-31% (Mujizat, 2008). Hal ini tentunya menjadikan
mikroalga memiliki potensi besar untuk digunakan sebagai bahan baku biodiesel dan
bioetanol secara simultan, dimana biomassa sisa ekstraksi lipid untuk produksi biodiesel
berpotensi untuk difermentasi menjadi bioetanol. Sehingga diharapkan produksi
biodiesel dan bioetanol berbahan baku mikroalga secara simultan dapat lebih efektif dan
bernilai ekonomis tinggi serta sangat menguntungkan untuk dikembangkan di Indonesia
8
BAB II
STUDI PUSTAKA DAN STUDI PENDAHULUAN YANG TELAH DILAKSANAKAN
2.1 Bahan Bakar Nabati
Cadangan sumber energi fosil dunia sudah semakin menipis merupakan
ancaman yang sangat serius terhadap terjadinya krisis energi yang akan menyebabkan
terganggunya pertumbuhan perekonomian dunia. Di sisi lain penggunaan sumber energi
fosil juga telah disadari menyumbang emisi gas rumah kaca yang tidak hanya sekedar
mengakibatkan pemanasan global dengan segala permasalahan lain yang mengikutinya,
akan tetapi juga mengakibatkan keasaman perairan meningkat yang berujung pada
kerusakan lingkungan. Kondisi ini memaksa dilakukannya pencarian sumber energi
alternatif (Ansyori, 2004 ; Teresa, et al., 2010).
Salah satu energi alternatif yang sangat potensial menggantikan sumber energi
fosil adalah berasal dari biomassa yang diproses menjadi biofuel. Penggunaan biofuel
sebagai sumber energi memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber
energi fosil diantaranya : sumber energi bersih, tidak menambah jumaah gas CO2 di
alam karena terjadi proses dekarbonisasi CO2 bahan bakar menjadi biomassa yang akan
diproduksi menjadi biofuel dan tidak menghasilkan emisi gas lain seperti sulfur
dioksida; dapat diperbaharui/berkelanjutan; memiliki angka oktan/cetan yang tinggi
sehingga penggunaannya tidak membutuhkan lagi agen anti-knocking (Hidayat dan
Syamsul, 2008).; produksinya dapat tidak mesti dalam skala yang sangat besar sehingga
proses produksinya dapat disebar di masing-masing daerah sesuai kebutuhan (Teresa, et
al., 2001).
Penggunaan biofuel sebagai sumber energi alternatif telah lama dilakukan di
berbagai negara yang selama ini aplikasi digunakan sebagai campuran bahan bakar
minyak bumi seperti Brazil (20%, 1975), Amerika Serikat (10%, 1978), Australia (10%,
1992), Kolumbia (10%, 2001), Thailand (10%, 2002), sedangkan Indonesia juga telah
dimulai sebagai campuran bahan bakar premium 10% untuk transportasi dan akan
mengurangi peran minyak bumi yang saat ini pada posisi 52% menjadi 20% pada tahun
9
2025 nanti sebagai kebijakan energi nasional yang tertuang dalam Perpres No. 5/2006
dan Inpres No.1/2006 (Mujizat, 2008).
Sebagai tahap awal pelaksanaan PP tersebut, sampai dengan tahun 2010 telah
ditetapkan beberapa target pencapaian seperti penciptaan lapangan kerja bagi 3,5 juta
pengangguran, peningkatan pendapatan bagi para pekerja di sektor bahan bakar nabati
(BBN), serta pengembangan 5,25 juta hektar lahan terlantar untuk penanaman bahan
baku BBN. Walaupun demikian untuk mencapai target yang telah ditetapkan masih
mengalami berbagai tantangan. Tantangan utama adalah masih tingginya harga bahan
baku biodiesel terutama CPO, sehingga harga biodiesel di pasaran masih kalah bersaing
dengan harga bahan bakar diesel dari minyak bumi (Hambali, et. al, 2007). Salah satu
usaha untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan mencari bahan baku yang tepat untuk
produksi biofuel.
2.2 Produksi Biodiesel
Dalam pembuatan biodiesel beberapa variabel penting perlu dicermati, seperti
jumlah mol alkohol (metanol/etanol), konsentrasi katalis (KOH/NaOH), suhu reaksi,
dan waktu reaksi. Menurut Chitra, et al. (2005), jumlah metanol optimum adalah 20%,
10
Gambar 2.1. Produksi biofuel Dunia, 1975-2005 (Henniges dan Zeddies, 2006)
dengan konsentrasi NaOH 1%, suhu reaksi 60oC dengan waktu reaksi 90 menit dengan
kadar ester dalam biodiesel sebesar 98%. Dalam pembuatan biodiesel biasanya minyak
terlebih dahulu ditingkatkan kualitasnya (refining) dengan cara degumming dan
netralisasi. Degumming dilakukan dengan cara menambahkan asam phosfat, sementara
netralisasi dilakukan dengan menambahkan basa NaOH. Minyak hasil netralisasi
selanjutnya ditransesterifikasi dengan metanol atau etanol sebagai pereaksi.
Gambar 2.2 Reaksi pembentukan senyawa alkil ester (biodiesel)
Tabel 2.1 persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI-04-7182-2006Parameter dan satuannya Batas nilai Metode uji
Massa jenis pada 400C, kg/m3 850-890 ASTM D 1298Viskositas kinematik pada 400C, mm2/s (cSt) 2,3-6,0 ASTM D 445Angka setana Min. 51 ASTM D 613Titik nyala (mangkok tertutup, 0C Min. 100 ASTM D 93Titik kabut, 0C Maks. 18 ASTM D 2500Korosi bilah tembaga (3jam, 500C) Maks. No. 3 ASTM D 130Residu karbon, % berat : - dalam contoh asli Maks. 0,05 ASTM D 4530 - dalam 10% ampas distilasi Maks. 0,03Air dan sedimen, %-volume Maks. 0,05 ASTM D 2709Temperatur distilasi 90%, 0C Maks. 360 ASTM D 1160Abu tersulfatkan, %-berat Maks. 0,02 ASTM D 874Belerang, ppm-b (mg/kg) Maks. 100 ASTM D 5453Fosfor, ppm-b (mg/kg) Maks. 10 AOCS Ca 12-55Angka asam, mg-KOH/g Maks. 0,8 AOCS Cd 3-63Gliserol-bebas, %-berat Maks. 0,02 AOCS Ca 14-56Gliserol total, %-berat Maks. 0,24 AOCS Ca 14-56Kadar ester alkil, %-berat Min. 96,5 DihitungAngka iodium, g-I2/(100 g) Maks. 115 AOCS Cd 1-25Uji Halphen Negatif AOCS Cb 1-25
Ada beberapa jenis proses produksi biodiesel yang telah dikembangkan dan
diaplikasikan untuk mencapai produktivitas yang tinggi dan kebutuhan energi untuk
11
konversi bahan baku menjadi biodiesel diantaranya : proses Biox, proses Lurgi, proses
MPOB (Malaysian Palm Oil Board) dan proses yang dikembangkan ITB Bandung.
2.3 Produksi Bioetanol
Minat dunia dalam menggunakan bioetanol sebagai energi alternatif telah
mendorong penelitian yang berkaitan dengan efisiensi biaya dan proses produksi. Etanol
dilaporkan dapat menghasilkan paling sedikit 20% energi lebih tinggi dibandingkan
dengan energi yang digunakan dalam proses produksinya. Selain itu, proses produksi
dan pembakaran etanol dapat menurunkan 12% gas rumah kaca dibandingkan dengan
bahan bakar fosil (Hill et al., 2006).
Bahan-bahan yang mungkin digunakan sebagai penghasil bioetanol biasanya
mengandung karbohidrat. Bioetanol dapat diproduksi dari berbagai bahan baku yang
banyak terdapat di Indonesia, seperti singkong, tebu, aren, dan jagung sehingga
Indonesia berpotensi menjadi Produsen terbesar di Dunia. Saat ini Brasil merupakan
negara penghasil bioetanol terbesar di dunia selama dekade terakhir, walaupun produksi
Amerika Serikat mulai mendekati level produksi Brasil. Perbedaan utamanya adalah
struktur biaya produksi yang lebih rendah di Brasil karena menggunakan bahan baku
tebu, sedangkan di Amerika Serikat lebih banyak menggunakan bahan baku tepung dan
jagung (Henniges dan Zeddies 2006).
Etanol umumnya diproduksi dengan fermentasi secara batch dan fed batch
dengan menggunakan mikroba Saccharomyces dan dapat menghasilkan etanol yang
tinggi, sekitar 12-14% (v/v). Laporan dan tinjauan tentang produksi etanol melalui
proses fermentasi dengan menggunakan beberapa strain bakteri, kapang, dan jamur
telah banyak diterbitkan (Dien et al. 2003; Desai et al. 2004; Demain et al. 2005; Chinn
et al. 2006; Keating et al. 2006). Namun, kemampuan organisme tersebut biasanya
terbatas karena hanya dapat menggunakan substrat gula C6 (heksosa). Selama dua
dasawarsa terakhir, upaya untuk merekayasa berbagai mikroba mesofilik penghasil
etanol intensif dilakukan agar dapat menggunakan gula pentosa dan heksosa. Caranya,
dengan memasukkan dan mengekspresikan gen-gen yang berperan dalam asimilasi dan
metabolisme gula pentosa (Dien et al. 2003).
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
Glukosa Etanol
Gambar 2.3 Reaksi pembentukan senyawa etanol (bioetanol) dari glukosa
12
Toleransi terhadap produk (etanol) yang relatif tinggi sangat penting agar proses
produksi etanol dengan fermentasi berkesinambungan dan ekonomis. Namun, beberapa
mikroorganisme yang telah diteliti untuk produksi etanol umumnya hanya tahan
terhadap etanol pada tingkat yang rendah, kecuali S. cerevisiae (10-12% b/v) dan Z.
mobilis (12% b/v). Hal ini disebabkan oleh mekanisme yang berhubungan dengan
terganggunya integritas membran sel dari mikroorganisme sejalan dengan
meningkatnya konsentrasi etanol pada cairan fermentasi. Struktur membran yang unik
pada S. cerevisiae (kaya sterol) dan Z. mobilis (kaya senyawa asam vasenik dan
hopanoid) diduga merupakan penyebab tingginya ketahanan terhadap etanol (Zaldivar
et al. 2001).
Tinggi rendahnya alkohol ditentukan oleh aktifitas khamir dengan substrat gula
yang terfermentasi. Dari satu molekul glukosa akan terbentuk dua molekul alkohol dan
karbondioksida. Namun konsentrasi glukosa yang terlalu tinggi akan menghambat
pembentukan alkohol, sebab glukosa dengan kadar yang tinggi menyebabkan
pertumbuhan khamir terhambat sehingga kadar alkohol yang dihasilkan sedikit. Siklus
metabolisme yang umum digunakan oleh mikroorganisme untuk memecah gula adalah
siklus glikolisis. Siklus ini bisa terjadi pada kondisi aerobik maupun anaerobik, dan
menghasilkan energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) melalui fosforilasi substrat
(Prescott et al., 2002). Siklus ED sangat mirip dengan MP, dan kedua siklus berpusat
pada piruvat. Namun, siklus EMP menghasilkan 2 mol ATP per mol glukosa yang
digunakan, sementara siklus ED hanya menghasilkan 1 mol ATP. Sebagai
konsekuensinya, biomassa lebihbanyak dihasilkan pada siklus EMP. Oleh karena itu,
organisme dengan siklus ini tidak diharapkan untuk produksi etanol. Zymomonas
mobilis, misalnya, menggunakan siklus ED, menghasilkan etanol lebih tinggi (5-10%)
dan produktivitas etanol lebih tinggi (2,50 kali), tetapi menghasilkan biomassa yang
lebih rendah dibandingkan dengan Saccharomycess cerevisiae, yang mempunyai siklus
EMP (Dien et al. 2003).
Sifat lain yang juga diinginkan sebagai penghasil etanol adalah sifat toleran
terhadap lignoselulosa hidrolisat. Beberapa senyawa (hasil degradasi lignoselulosa)
bersifat sebagai inhibitor terhadap pertumbuhan organisme penghasil etanol, seperti
yang berasal dari: 1) degradasi gula (berupa furfural dari gula pentosa dan hidroksi-
metilfurfural dari heksosa), 2) kondisi perlakuan awal yang keras (berupa asam asetat
13
dan asam format), 3) degradasi lignin (berupa alkohol fenol, asam-asam dan aldehida),
dan 4) senyawa-senyawa pengontaminasi yang berhubungan dengan perlakuan awal
tangki fermentasi dan biomassa. Cara untuk menanggulangi masalah tersebut meliputi
perbaikan proses perlakuan awal, seperti penggunaan kondisi perlakuan awal yang
sedang (mild), dan kombinasi metode kimiawi dan enzimatik pada tahap detoksifikasi,
mutasi atau rekayasa metabolik. Contoh penggunaan strain penghasil etanol
(etanologenik) yang toleran terhadap inhibitor adalah pembuatan strain mutan Z. mobilis
yang tahan terhadap asam asetat, isolasi Z. mobilis yang dapat tumbuh pada hasil
hidrolisis (hidrolisat) bahan berkayu keras, adaptasi S. cerevisiae terhadap inhibitor
yang dihasilkan bahan berlignoselulosa (Keating et al. 2006), introduksi gen-gen untuk
ekspresi asam fenilakrilik dekarboksilase yang dapat memecah senyawa aromatik asam
ferulik dan sinamik dan laccase yang dapat memecah senyawa aromatik koniferil
aldehida pada S. cerevisiae (Zaldivar et al. 2001).
Tabel 2.2. Standar Nasional Indonesia Kualitas Bioetanol (SNI 7390-2008)
Parameter Unit, Min/Max SpesifikasiMetode Uji
(SNI 7390-2008)Kadar etanol %-v, min. 99,5 (sebelum denaturasi)
94,0 (setelah denaturasi)Sub 11.1
Kadar metanol mg/L, max. 300 Sub 11.1Kadar air %-v, max. 1 Sub 11.2Kadar denaturan %-V, min.
%-V, max25
Sub 11.3
Kadar Cu Mg/kg, max 0,1 Sub 11.4Keasaman sbg CH3COOH mg/L, max. 30 Sub 11.5Tampakan Jernih & tdk ada endapan Peng. visualIon klorida mg/L, max. 40 Sub 11.6Kandungan Sulfur mg/L, max. 50 Sub 11.7Getah (gum), dicuci mg/100 mL, max. 5,0 Sub 11.8pHe 6,5-9,0 Sub 11.9
Pemecahan selulosa pada suhu tinggi memberikan manfaat pada produksi etanol
dari bahan baku berselulosa, seperti meningkatkan aktivitas selulase, menurunkan biaya
energi untuk pendinginan, dan menurunkan risiko kontaminasi. Organisme termofilik
potensial telah diteliti untuk produksi etanol pada suhu tinggi, seperti Clostridium
thermochelum dan Thermoanaerobacter spp. (Chinn et al., 2006 ; Williams et al.,
2007). Konstruksi yeast thermotolerant yang dapat mengekspresikan selulase
termostabil juga telah dilaporkan (Hong et al., 2007).
14
Penggunaan bahan baku berlignoselulosa untuk produksi bioetanol mendapatkan
perhatian khusus untuk mendorong pengembangan usaha energi terbarukan dan juga
untuk menekan biaya produksi karena harganya murah (Riyanti, 2009). Penggunaan
bahan baku ini akan mengurangi kekhawatiran akan persaingan penggunaan tanaman
untuk pangan. Bahan baku ini sering kali tersedia secara lokal. Penggunaan biomassa
sebagai bahan baku energi juga berperan dalam menurunkan emisi gas rumah kaca,
karena CO2 yang dilepaskan dari degradasi biomassa alam akan tersedia sebagai karbon
dalam energi, sehingga meniadakan emisi gas rumah kaca. Walaupun demikian, proses
produksi bioetanol dengan bahan baku berlignoselulosa belum mapan, karena
kandungan lignin yang bersifat rekalsitran terhadap proses fermentasi.
2.4 Potensi Mikroalga Untuk Produksi Biodiesel dan Bioetanol
Mikroalga merupakan mikroorganisme uniselular atau multi selular sederhana
dengan ukuran 1-5 mikron yang mampu memenuhi kebutuhan energi secara mandiri
dengan melakukan fotosintesis dan mampu berkembangbiak dengan sangat cepat.
Beberapa jenis mikroalga mampu beradaptasi dan berkembangbiak dengan baik pada
lingkungan yang bervariasi. Hal ini tentunya akan sangat mendukung
pengembangannya sebagai bahan baku biofuel pada berbagai wilayah, tidak seperti
bahan baku biofuel lainnya seperti kedelai, bunga matahari, minyak jarak dan minyak
sawit yang hanya bisa dikembangkan pada wilayah tertentu saja.
Mikroalga memiliki laju pertumbuhan dan produktivitas yang tinggi jika
dibandingkan dengan pertumbuhan hutan, tanaman pertanian dan tumbuhan air lainnya,
dan kebutuhan lahan yang jauh lebih sedikit dibandingkan bahan baku biofuel lain
hingga mencapai 49-132 kali lipat lebih sedikit untuk menghasilkan biofuel yang sama
serta penggunaannya sebagai bahan baku biofuel tidak berkompetisi dengan konsumsi
manusia.
Mikroalga merupakan salah satu organisme yang dapat dinilai ideal dan
potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi biofuel (Li, et al., 2008 ; Raja, et
al., 2008 ; Gouveia and Oliveira, 2009). Kandungan lipid dalam biomassa mikroalga
kering spesies tertentu dapat mencapai di atas 50% dengan pertumbuhan yang sangat
cepat (Hossain, et al, 2008 ; Hu, et al, 2008 ; Massinggil, 2009). Proses pembiakan
mikroalga hanya membutuhkan waktu 10 hari untuk siap dipanen sehingga secara
matematis produktivitasnya mencapai (120.000 kg biodiesel/Ha tahun) lebih dari 20 kali
15
lipat produktivitas minyak sawit (5.800 kg biodiesel/Ha tahun) dan 80 kali lipat
dibandingkan minyak jarak (1.500 kg/biodiesel/Ha tahun) (Teresa, et al, 2010). Kadar
karbohidrat mikroalga juga tinggi (29-31% berat kering untuk spesies clorella) lebih
tinggi dari pada ubi singkong (23% berat kering) dan dengan memperhitungkan masa
panen, secara matematis produktivitas bioetanolnya mencapai lebih dari 100 kali lipat
ubi singkong (Ansyori, 2008).
Tabel 2.2 Perbandingan potensi beberapa bahan baku biodiesel (Chisti, 2007 ; Abou-Sanab, et al., 2009 ; Teresa, et al., 2010)
TanamanKandungan
minyak (L/ha)Kebutuhan luas
lahan (M ha)Produktivitas
biodiesel (kg/ha.th)Jagung 172 1.540 152
Kacang kedelai 446 594 562
Kelapa 2.689 99 2.315
Kelapa sawit 5.366 45 4.747
Bunga matahari 1.070 210 945
Mikroalga lipid rendah 58.700 5 52.927
Mikroalga lipid sedang 97.800 3 86.515
Mikroalga lipid tinggi 136.900 2 121.104
Tabel 2.3 Kandungan Lipid beberapa spesies mikroalga (Chisti, 2007 ; Li, et al., 2008 ; Teresa, et al., 2010)
Spesies mikroalgaKandungan lipid
(% biomassa)Spesies mikroalga
Kandungan lipid (% biomassa)
Chlorella emersonii 25-63 Nanochloris sp. 20-56
Chlorella minotissima 57 Nanochloropsis sp 12-53
Chlorella sp. 10-48 Schizochytrum sp. 50-77
Chlorella vulgaris 5-58 Skelotonema costatum 13-51
Dunaleilla salina 6-25 Pavtova salina 30
Dunaleilla primolicta 23 Pyrrosia Leavis 69
Dunaleilla sp. 17-67 Zitzschia sp. 45-47
Euglena gracilis 14-20 Dunaleilla lutheri 6-25
Mikroalga dapat dijadikan sebagai bahan baku berbagai produk renewable
energy seperti biodiesel, etanol, gas metana, hidrogen dan produk lain. Biodiesel dari
16
mikroalga tidak mengandung sulfur, dan rendah emisi partikulat, COx, hidrokarbon dan
SOx. Akan tetapi tinggi dalam hal emisi NOx.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian akan memerlukan waktu selama 8 bulan. Pelaksanaan penelitian dan
beberapa analisis sederhana dilakukan di Laboratorium FMIPA Unlam. Kultur
mikroalga dan proses fermentasi dilakukan di Laboratorium Biologi FMIPA. Proses
ekstraksi lipid, transesterifikasi hidrolisis biomassa mikroalga dan distilasi biodiesel dan
bioetanol dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Unlam. Analisis glukosa
menggunakan spektrofotometer UV-Vis dilakukan di Laboratorium Instrumentasi
FMIPA Unlam. Analisis viskositas dan densitas produk biodiesel dan bioetanol
mikroalga dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Unlam. Analisis sampel dengan
instrumen GC-MS, dan IR dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM
(Jogjakarta). Analisis flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, kadar karbon dan
residu karbon, angka korosi, dan angka setana dilakukan di Pusat Penelitian
Pengembangan Teknologi Minyak Gas Bumi-LEMIGAS (Jakarta).
3.2 Bahan dan Alat
Bahan:
Tahun I: Bibit mikroalga chlorella sp., FeCl3, urea, heksana, EDTA, MgSO4, NaH2PO4,
dietil eter, metanol (CH3OH), etanol (C2H5OH), asam sulfat (H2SO4), asam nitrat
(HNO3), kalium hidroksida (KOH), asam phospat (H3PO4), isopropil alkohol, zing
oksida (ZnO), hidrazin sulfat, amonium metavanadat dan kalium dihidrogen phospat
(KH2PO4), larutan Wijs, kalium iodida (KI), karbon tetraklorida (CCl4), kalium
dikromat (K2Cr2O7), natrium tiosulfat, kuprisulfat hidrat (CuSO45H2O), natrium sulfat,
natrium hidroksida (NaOH), asam klorida (HCl), semua bahan kimia dengan spesifikasi
p.a (E. Merck), kertas pH universal (E.Merck), akuades (Laboratorium Dasar FMIPA
Unlam).
17
Tahun II: (NH4)2SO4, K2HPO4, Yeast, Enzim Amilase, H2SO4, HCl, Heksana, Etanol,
Na2SO4 anhydrous, H3PO4, Dietil eter, Heptana, Isopropil alkohol, Indikator Phenol
Pthalin, CuSO4.5H2O, Metanol, KI, Asam sitrat Na2S2O3, Indikator amilum, KIO3, Pb
asetat, semua bahan kimia dengan spesifikasi p.a (E. Merck), kertas pH universal
(E.Merck), akuades (Laboratorium Dasar FMIPA Unlam)
Alat:
Tahun I: Alat-alat gelas (beker glass, erlenmeyer, corong pisah, labu takar, gelas ukur,
pipet tetes, pipet volume, dsb.), seperangkat alat refluks, seperangkat alat distilasi,
reaktor tabung dari bahan gelas, termometer, viskometer tipe kapiler, oven, neraca
analitik dan stop watch, furnace, spektrofotometer UV-Vis, kromatografi gas-
spektroskopi massa (GC-MS), spektrometer IR. Seperangkat alat untuk menentukan
flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, kadar karbon dan residu karbon, angka
korosi, dan angka setana.
Tahun II: Alat-alat gelas (beker glass, erlenmeyer, corong pisah, labu takar, gelas ukur,
pipet tetes, pipet volume, dsb.), seperangkat alat refluks, seperangkat alat distilasi,
reaktor tabung dari bahan gelas, termometer, viskometer tipe kapiler, buret, oven,
picnometer, neraca analitik dan stop watch, furnace, spektrofotometer UV-Vis,
kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS), spektrometer IR. Seperangkat alat
untuk menentukan flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, bilangan asam,
angka korosi, dan angka oktana.
18
3.3 Rancangan Penelitian
Tahun I
Tahun II
Bibit Mikroalga Chlorella sp.
Natan Mikroalga
Kultur mikroalga
Ekstraksi lipidkajian pelarut
Filtrasi
Lipid mikroalgaBiomassa mikroalga
Media diperkaya nutrien
19
Hidrolisis Kimiawi Hidrolisis Enzimatik
Larutan GlukosaFermentasi
kajian : waktu, rasio
Analisis yield
Bioetanol Mikroalga
Karakterisasi mutu bioetanol dan dibandingkan SNI 7390-2008
Penyusunan laporan, seminar, revisi buku ajar dan pembuatan artikel jurnal nasional/paten
Biodiesel mikroalga
Transesterifikasikajian :katalis, pelarut, waktu, suhu
Karakterisasi mutu biodiesel dibandingkan SNI 04-7182-2006
Analisis yield
Penyusunan laporan, seminar dan pembuatan artikel jurnal nasional
3.4 Variabel Penelitian:
Tahun I: proses ekstraksi lipid mikroalga : Pelarut (heksana dan dietil eter), proses
transesterifikasi : jumlah mol katalis H2SO4 dan NaOH (2, 4, 6, 8, 10 mol), pereaksi
(metanol dan etanol, temperatur reaksi (tanpa pemanasan, 60, 80, 100 oC ), dan waktu
reaksi (5, 15, 25, 35, 45 menit).
Tahun II: proses hidrolisis biomassa mikroalga : hidrolisis kimiawi (konsentrasi
asam/basa, temperatur, waktu) dan hidrolisis enzimatik (rasio enzim/sampel, waktu, pH
awal). Proses fermentasi glukosa mikroalga : rasio yeast/sampel (5%, 10% dan 15%),
waktu fermentasi (2, 4, 6 dan 8 hari)
Cara Kerja
3.5.1 Kultur dan Preparasi Mikroalga
Penelitian ini diawali dengan budidaya mikroalga. Bibit mikroalga diambil dari
perairan air tawar. Tahap pertama mikroalga dikultur di dalam ruang dengan temperatur
dan pencahayaan serta aerasi terkontrol untuk pertumbuhan optimal mikroalga. Stok
mikroalga kemudian dibudidayakan di dalam tempat aquarium besar dengan
pencahayaan dan aerasi terkontrol sampai jenuh (sekitar 10 hari). Mikroalga dipanen
dengan menyaring natan dan kemudian dikeringkan dengan cara dijemur dipanas
matahari kemudian dilanjutkan dengan menggunakan oven hingga diperoleh biomassa
kering mikroalga.
3.5.2. Pengolahan Biodiesel dari Mikroalga
Sampel biomassa mikroalga kering diektraksi kandungan lipidnya menggunakan
dietil eter dan juga menggunakan heksana. Kandungan lipid mikroalga ditentukan dan
yang telah dipisahkan ditransesterifikasi menggunakan metanol menggunakan katalis
asam sulfat untuk menghasilkan metil ester (biodiesel). Biodiesel yang terbentuk dapat
dipisahkan dengan menggunakan corong pisah. Karakterisasi biodiesel mikroalga yang
diperoleh : viskositas, densitas, bilangan asam, bilangan iod, N-total, analisis flash
20
point, cloud point, kadar sulfur dan sedimen serta diperkuat dengan analisis angka
cetana menggunakan GC-MS/HPLC dan FTIR. Kajian produksi biodiesel difokuskan
pada optimasi proses ekstraksi kandungan lipid mikroalga dan proses transesterifikasi
lipid mikroalga menjadi metil ester. Optimasi proses ekstraksi lipid dilakukan terhadap
jenis dan konsentrasi serta waktu optimum pelarut pengekstrak lipid dengan parameter
kadar lipid yang dapat diekstrak. Optimasi proses transesterifikasi dilakukan terhadap
metode transesterifikasi ; jenis, konsentrasi serta rasio pelarut dan katalis biomassa yang
digunakan ; waktu dan temperatur optimum proses transesterifikasi dengan parameter
yield dan kualitas biodiesel yang diperoleh dengan berdasar terpenuhinya standar mutu
biodiesel.
3.5.3 Pengolahan Bioetanol Mikroalga
Biomassa sisa dari ekstraksi lipid mikroalga dihidrolisis secara kimiawi
menggunakan asam sulfat dengan pemanasan dan secara biologis menggunakan enzim
amilase untuk menghasilkan glukosa. Glukosa yang diperoleh dikonversi menjadi etanol
dengan proses fermentasi menggunakan yeast (ragi). Bioetanol yang terbentuk
dipisahkan dengan cara distilasi. Karakterisasi bioetanol mikroalga yang diperoleh :
kemurnian, densitas, bilangan asam, angka oktana flash point, cloud point, kadar
sedimen, kadar tembaga, Gum, klorida dan diperkuat dengan analisis menggunakan
GC/HPLC dan FTIR. Kajian produksi bioetanol dari mikroalga difokuskan pada
optimasi proses hidrolisis karbohidrat menjadi glukosa dan proses fermentasi terutama
waktu optimum, metode fermentasi optimum, rasio biomassa degan yeast optimum dan
kondisi fermentasi optimum dengan parameter yield glukosa dan yield bioetanol serta
kadar bioetanol yang diperoleh.
3.6 Analisis Data
Data yang diperoleh diolah berdasarkan parameter yang diteliti ditabulasi dan
dibuat grafik. Hasil penelitian dianalisis berdasarkan hasil analisis kuantitatif dan
kualitatif. Analisis kuantitatif biodiesel ditujukan pada nilai : yield lipid mikroalga dan
yield biodiesel. Analisis data kualitatif biodiesel mikroalga : densitas, viskositas,
bilangan asam, bilangan iod, flash point, cloud point, kadar fosfor, kadar air dan
sedimen, residu karbon, angka setana. Semua data kualitatif pengamatan dibandingkan
dengan standar kualitas biodiesel berdasarkan SNI 04-7182-2006. Sementara analisis
secara kualitatif ditujukan pada kromatogram GC-MS dan spektra IR, (data penelitian
21
tahun I). Analisis kuantitatif bioetanol mikroalga difocuskan pada nilai : kadar glukosa
sebelum dan setelah hidrolisis, yield bioetanol. Analisis kualitatif bioetanol mikroalga ;
bilangan asam, densitas, flash point, cloud point, angka oktana, kadar Cu, klorida, kadar
gum. Semua data kualitatif pengamatan dibandingkan dengan standar kualitas bioetanol
berdasarkan SNI 7390-2008. Sementara analisis secara kualitatif ditujukan pada
kromatogram GC-MS dan spektra IR, (data penelitian tahun II).
BAB IV
JADUAL PELAKSANAAN PENELITIAN
Penelitian ini rencananya akan dilaksanakan selama 2 tahun dengan jadual
kegiatan seperti terlihat dalam tabel berikut :
IV.1 Jadual Penelitian Tahun I :
KegiatanBulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8
1. Persiapan
2. Pelaksanaan penelitian:
a. Kultur mikroalga
b. Ekstraksi lipid mikroalga
c. Pembuatan biodiesel dari lipid mikroalga
d. Variasi jumlah mol asam sulfat
e. Variasi temperatur reaksi
f. Variasi waktu reaksi
g. Karakterisasi sampel lipid dan biodiesel mikroalga
3. Pelaporan:
a. Pembuatan laporan kemajuan I
b. Pembuatan laporan akhir
c. Pembuatan jurnal
IV.2 Jadual Penelitian Tahun II :
KegiatanBulan ke-
1 2 3 4 5 6 7 8
1. Persiapan
2. Pelaksanaan penelitian:
a. Preparasi biomassa mikroalga sisa produksi biodiesel
b. Karakterisasi kadar karbohidrat biomassa mikroalga
b. Hidrolisis biomassa sisa produksi biodiesel
22
c. Fermentasi glukosa hasil hidrolisis mikroalga
d. Karakterisasi bioetanol mikroalga
3. Pelaporan:
a. Pembuatan laporan kemajuan
b. Pembuatan buku ajar
c. Pembuatan laporan akhir
d. Pembuatan artikel jurnal/paten
BAB V
LUARAN PENELITIAN
Luaran dan indikator pencapaian kegiatan penelitian yang akan dilaksanakan
selama 2 tahun adalah sebagai berikut :
Tahun Luaran Indikator Pencapaian
I
1. Teknologi optimum produksi
biodiesel dari mikroalga skala
laboratorium
2. Laporan Penelitian
3. Jurnal nasional terakreditasi
Dihasilkan teknologi optimum
produksi biodiesel dari mikroalga
yang didukung data riset dan artikel
ilmiah yang telah diterbitkan oleh
jurnal terakreditasi
II
1.Buku ajar
2. Teknologi optimum produksi
bioetanol dari biomassa mikroalga
3. Laporan Penelitian
4. Artikel Jurnal nasional
terakreditasi/paten
Dihasilkan buku ajar, teknologi
optimum produksi biodiesel &
bioetanol dari mikroalga secara
simultan dan artikel ilmiah yang telah
diterbitkan oleh jurnal terakreditasi
/paten.
23
BAB VI
PERSONIL PENELITI
1. Ketua Peneliti :
a. Nama Lengkap : Ahmad Budi Junaidi, S.Si., M.Sc.
b. Jenis kelamin : Laki-laki
c. NIP : 197603042001121003
d. Disiplin Ilmu : Kimia Lingkungan
e. Pangkat/Golongan : Penata/IIIc
f. Jabatan Fungsional : Lektor
g. Fakultas/Jurusan : MIPA/Kimia
h. Waktu penelitian : 10 jam/minggu
2. Anggota Peneliti 1
a. Nama Lengkap : Abdullah, S.Si, M.Si.
b. Jenis kelamin : Laki-laki
c. NIP : 196808071994031006
d. Disiplin Ilmu : Kimia Fisika/Polimer
e. Pangkat/Golongan : Pembina/IVa
f. Jabatan Fungsional : Lektor Kepala
g. Fakultas/Jurusan : MIPA/Kimia
h. Waktu penelitian : 8 jam/minggu
3. Anggota Peneliti 2
a. Nama Lengkap : Gunawan, S.Si, M.Si.
b. Jenis kelamin : Laki-laki
c. NIP : 197911012005011002
d. Disiplin Ilmu : Biologi Tumbuhan
e. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tingkat I/III b
f. Jabatan Fungsional : Lektor
g. Fakultas/Jurusan : MIPA/Biologi
24
h. Waktu penelitian : 8 jam/minggu
4. Tenaga Teknisi
4.1 Nama : Fahreza, A. Md.
Keahlian : Teknisi Lab. Kimia Analitik
4.2 Nama : Rasyidah, A. Md
Keahlian : Teknisi Lab. BiologiBAB VII
PEMBIAYAAN
Penelitian ini rencananya akan dilaksanakan selama 2 tahun dengan rincian
pembiayaan pertahunnya sebagai berikut :
Anggaran Biaya dan Pentahapan
No. Uraian Tahap I (Rp) Tahap II (Rp) Jumlah (Rp)1 Gaji dan Upah 14.580.000,- 14.580.000,- 29.160.000,-2 Pembelian peralatan 5.130.000,- 5.490.000,- 10.620.000,-3 Bahan habis pakai 13.780.000,- 12.650.000,- 26.430.000,-4 Biaya analisis dan sewa lab. 7.900.000,- 6.400.000,- 14.300.000,-5 Perjalanan 6.500.000,- 6.000.000,- 12.500.000,-6 Lain-lain 2.110.000,- 4.880.000,- 6.990.000,-
Jumlah 50.000.000,- 50.000.000,- 100.000.000,-(Rincian anggaran ini disajikan dalam Lampiran 1 Justifikasi usulan anggaran dana penelitian)
25
DAFTAR PUSTAKA
Abou-Shanab, R., Hun-Joen, B., Song H., Kim Y., Hwang, J., 2009, Alga-Biofuel ; Potential Use as Sustainable Alternative green Energy, Power and Energy Engineering : 1 (1) : 4-6
Ansyori, 2004, Etanol sebagai Bahan Bakar Alternatif, Erlangga, Jakarta
Chinn, M.S., S.E. Nokes, and H.J. Strobel, 2006, Screening of Thermophilic Anaerobic Bacteria For Solid Substrate Cultivation On Lignocellulosic Substrates. Biotechnol. Prog. 22: 53-59.
Chisty, Y., 2007, Biodiesel from Microalgae, Biotechnology Advances : 25 : 293-306
Chisty, Y., 2008, Biodiesel from Microalgae Beats Bioethanol, Trend in Biotechnology: 26 (3) : 126-131
Demain, A.L., M. Newcomb, and J.H.D. Wu., 2005. Cellulase, Clostridia, and Ethanol. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 69(1): 124–154.
Deng, X., Li Y. and Fei X., 2009, Microalgae : A Promising Feedstock for Biodiesel, African J. of Microbiology Reseach, 3 (13) : 1008-1014.
Desai, S.G., M.L. Guerinot, and L.R. Lynd, 2004,Cloning of L-lactate Dehydrogenase And Elimination of Lactic Acid Production Via Gene Knockout in Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485. Appl. Microbiol. Biotechnol. 65: 600-605.
Dien, B.S., M.A. Cotta, and T.W. Jeffries, 2003,Bacteria Engineered For Fuel Ethanol Production: Current Status, Appl. Microbiol. Biotechnol. 63: 258-266.
Eriksen NT., 2008, The Technology of Microalgal Culturing. Biotechnology Letters ; 30 :1525–1536.
Franson, and Mary Ann H., 1999, Standard Method for the Examination of Water and Wastewater, 16th, 1067-1072 APHA-AWWA- WPCF, Washington D.C.
Gouveia L, and Oliveira AC., 2009, Microalgae as A Raw Material For Biofuels Production. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology ; 36: 269–274.
Henniges and Zeddies. 2006, Bioengineering and Agriculture: Promises and Challenges. International Food Policy Research Institute, http://www.ifpri.org/2020/focus14/ focus1409.[17 Februari 2010]
26
Hidayat N, dan Syamsul, H., 2008, Generasi Ketiga BBM dari Kolam Hijau, Gatra, Jakarta.
Hill, J., E. Nelson, D. Tilman, S. Polasky and D. Tiffany, 2006, Environmental, Economic, and Energetic Costs and Benefits of Biodiesel and Ethanol Biofuels, Proceeding of The National Academy of Science, USA 103: 11206-11210.
Hong, J., Y. Wang, H. Kumagai, and H. Tamaki, 2007, Construction of thermotolerant yeast expressing thermostable cellulase genes, J. Biotechnol, 130: 114-123.
Hossain ABMS, Salleh A, Boyce AN, Chowdhury P, and Naqiuddin M., 2008, Biodiesel Fuel Production From Algae As Renewable Energy. American Journal of Biochemistry and Biotechnology ; 4 (3) : 250–254.
Hu Q, Sommerfeld M, Jarvis E, Ghirardi M, Posewitz M, Seibert M, et al. 2008, Microalgal Triacylglycerols As Feedstocks For Biofuels Production: Perspectives And Advances. The Plant Journal;54 : 621–639.
Keating, J.D., C. Panganiban, and S.D. Mansfield, 2006, Tolerance and Adaptation of Ethanologenic Yeasts To Lignocellulosic Inhibitory Compounds, Biotechnology and Bioengineering. Published online 9 February 2006 in Wiley InterScience (www. interscience.wiley. com). [9 Maret 2010]
Kussuryani, Y. and Anwar, C., 2009, Aplikasi SNI-7390-2008 : Analisis Bioetanol dan Campurannya dengan Bensin, LEMIGAS
Li Y, Horsman M, Wu N, Lan C.Q, and Dubois-Calero N., 2008, Biofuels From Microalgae. Biotechnology Progress ; 24 (4) : 815–820.
Massinggil, M. J., 2009, 15 Years of Experience Producing microalgae Feedstock and Resulting Co-Products, Kent Bioenergy Corporation, San Diego.
Miao X, and Wu Q., 2006, Biodiesel Production From Heterotrophic Microalgal Oil. Bioresource Technology ; 97 (6) : 841–846.
Mujizat, K., 2008, Makhluk Mini Pengisi Tangki, Teknologi Etanol, Jakarta
Prescott, A.M., J.P. Harley, and Dann.A. 2002, Microbiology. McGraw-Hill, New York.
Raja R, Hemaiswarya S, Kumar NA, Sridhar S. and Rengasamy R., 2008, A Perspective On The Biotechnological Potential of Microalgae. Critical Reviews in Microbiology;34(2):77–88.
Riyanti, E. I., 2009, Biomassa Sebagai Bahan Baku Bioetanol, Jurnal Litbang Pertanian : 28(3) : 101-110.
Susilaningsih, D., djohan A. C., Widyaningrum D. N., Anam H., 2009, Biodiesel from Indigenous Indonesian Marine Microalgae, Nanochloropsis sp., Biotech. Res. In Tropical Region, 2 (2) : 1-4
Teresa M. M., Antonio A. M. dan Caetano, N.S. 2010, Microalgae for Biodiesel Production and Other Applications: A Review, Renewable and Sustainable Energy, 14 217-232
Williams, T.I., J.C. Combs, B.C. Lynn, and H.J. Strobel, 2007, Proteomic Profile Changes in Membranes of Ethanol-Tolerant Clostridium thermocellum, Appl. Microbiol. Biotechnol. 74: 422-432
27
Zaldivar, J., J. Nielsen, and L. Olsson, 2001, Fuel Ethanol Production From Lignocellulose: A Challenge For Metabolic Engineering And Process Integration. Appl. Microbiol. Biotechnol. 56: 17-34.
28
top related