Category Archives: Limbah Perkebunan

Kompos limbah perkebunan

LIGNIN 2: Lignin dan Evolusi Tanaman

Ini pakai teorinya mBah Darwin, teori evolusi – teori yang seringkali zulit dibuktikan.

Konon ceritanya tanaman muncul dari perairan. Nenek moyang tanaman hidupnya di air. Lalu pelan-pelan pindah ke daratan yang kering. Tanaman diperkitakan muncul 15.341.184.000.000.000 detik yang lalu (maksude  460juta tahun yang lalu), ketika dunia ini masih banyak dipenuhi dengan air.

Proses adaptasi tanaman ini terkait erat dengan keberadaan lignin di dalam dinding sel tanaman. Lignin telah membantu tanaman sukses berkompetisi mendapatkan sinar sang mentari. Lignin membuat batang tanaman lebih keras dan dapat tegak berdiri. Lignin juga membantu tanaman mengatasi kondisi yang sangat kering dibandingkan dengan kondisi di perairan.

Tanaman tingkat rendah dari kelompok alga dan lumut-lumutan ternyata juga memiliki kandungan lignin di dalam dinding selnya. Tetapi komposisi, jumlah, posisi, dan mungkin juga strukturnya berbeda. Kandungan dan kompleksitas lignin meningkat pada tanaman tingkat tinggi. Yang menarik adalah komponen penyusun ligninnya (monolignol) sama. Ilustrasi menarik disampaikan oleh Sarkar P et al. J. Exp. Bot. 2009;60:3615-3635

evolusi lignin
Gambar yang menunjukkan perubahan dinding sel seiring dengan evolusi tanaman. [Sarkar P et al. J. Exp. Bot. 2009;60:3615-3635]
Continue reading

LIGNIN: Pendahuluan

struktur lignin
[Struktur lignin yang diusulkan oleh Glasser and Glasser (1974), tahun-tahun waktu aku hampir lahir. Rumit banget struktur ini. Saya tidak habis pikir, bagaimana dulu Mbah Glasser memikirkan struktur ini ya….????? !!!!!!]

File presentasi tentang lignin silahkan disedot di link ini: LIGNIN: A Twenty-first Century Challenge

Alam selalu menarik untuk diamati, dicermati, dan dipelajari. Salah satunya lignin, senyawa organik paling melimpah kedua di dunia setelah selulosa. Lignin memainkan peranan penting, memiliki banyak manfaat, sekaligus menimbulkan banyak problem.

Lignin adalah tandon karbon utama di dalam biofer, kalau dihitung kira-kira 30% dari > 1.4 x 10^12 kg karbon disimpan di dalam lignin tanaman setiap tahunnya. Lignin adalah salah satu komponen utama sel tanaman, karena itu lignin juga memiliki dampak langsung terhadap karakteristik tanaman. Misalnya saja, lignin sangat berpengaruh pada proses pembuatan pulp dan kertas. Kebutuhan bahan kimia untuk ‘memasak’ kayu dihitung berdasarkan kandungan ligninnya. Kandungan lignin pada pakan ternak ruminansia sangat perpengaruh pada kemudahan pakan itu untuk dicerna. Pakan yang rendah kandungan ligninnya mudah dicerna oleh binantang. Tapi, kalau pakan yang diberikan terlalu banyak kandungan ligninnya, ternak bisa ‘mencret’.

Saat ini biomassa lignoselulosa sedang dilirik untuk bahan baku pembuatan bahan bakar masa depan – ethanol. Kandungan lignin serupakan salah satu penghambat biokonversi lignoselulosa menjadi etanol. Lignin melindungi selulosa, sehingga selulosa sulit untuk dihidrolisis. Proses pretreatment saat ini banyak dilakukan untuk memecah pelindung ini sehingga selulosa menjadi mudah dihidrolisis tanpa banyak kehilangan polysakaridanya.

Penelitian tentang lignin & biosintesa lignin saat ini banyak dilakukan untuk memaksimalkan pemanfaatan biomassa lignoselulosa. Seperti misalnya penelitian tentang struktur alami lignin, biosintesis lignin dan bagaimana menanipulasinya, di mana inisiasi lignin di dalam sel, transportasi monolignol dari dalam sel ke dinding sel, polymerasi lignin, dan topik-topik mendasar lainnya.

(Lanjutannya diklik di sini: LIGNIN DAN EVOLUSI TANAMAN)


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall

Jamurku Berhasil Muncul Tubuh Buahnya (tanpa sterilisasi media)

jamur tiram tanpa sterilisasi mediaDi posting yang lalu saya sudah menyampaikan tetang menanam jamur tanpa sterilisasi media. Silahkan lihat linknya di sini:

Saya coba nanam jamur tiram dalam skala menengah (ukuran badlog) dan kecil (tabung reaksi). Ternyata teknik ini berhasil diaplikasikan. Pertama saya coba di ukuran yang kecil-kecil, seperti di dalam tabung reaksi, erlenmeyer, dan botol. Dalam ukuran kecil miselia jamur bisa tumbuh dengan sangat baik. Kemudian di dalam plastik yang lebih besar, miselia jamur bisa tumbuh dengan baik juga. Saya coba hitung berapa populasi bakteri atau jamur kontaminan lain, ternyata tidak begitu besar, sekitar 3 x 10^8 untuk bakteri dan 2 x 10^6 untuk jamur.

jamur di dalam tabung
Menanam jamur tanpa sterilisasi di dalam tabung reaksi.
Continue reading

Membayangkan Sebuah Pabrik Bioetanol dari TKKS

Setelah saya tulis dua posting sebelumnya (klik di sini dan di sini), aku jadi ingat tulisanku dua – tiga tahun yang lalu, tentang pabrik bioetanol selulosa (klik di sini). Tiga tahun yang lalu pengetahuan saya tentang bioetanol masih sedikit sekali, baru belajar tentang bioetanol apalagi bioetanol selulosa. Sebenarnya waktu itu sedang giat-giatnya belajar tentang biopulping. Saya coba menulis ulang tulisan itu, tentunya dengan sedikit perbaikan dan pengalaman baru yang aku dapatkan. Bahan bakunya dari TKKS atau biomassa lignoselulosa yang berada di sekitar pabrik itu. Teknologinya menggunakan biochemical platform (lihat di dokumennya DoE).

Bahan Baku

tkks

Bahan baku utamanya adalah TKKS, jadi pabrik bioetanol dibuat di lokasi yang dekat dengan bahan baku. Bisa juga mencakup kawasan tertentu. Karena harga TKKS cukup murah, rasanya dengan radius 500 – 1000 km, lokasi pabrik masih cukup layak. Bahan baku juga bisa ditambah dengan limbah biomassa lignoselulosa lain, misalnya saja jerami atau limbah industri kayu. Volume limbahnya lumayan besar juga.

Bahan baku ini dipretreatmen lebih dulu. Pretreatment dilakukan di lokasi bahan baku. Pretreatment membuat TKKS lebih mudah untuk dihidrolisis. Setelah dipretreatment, TKKS dikeringkan dan diolah lebih lanjut hingga siap masuk ke digester. Proses ini memberikan beberapa keuntungan: 1) TKKS langsung bisa dipakai ke digester, 2) lebih mudah dihidrolisis, 3) volume lebih kecil, 4) yieldnya tinggi.

TKKS cacah
TKKS bahan baku, bisa diolah sampai di sini aja, atau diperhalus lagi seperti foto di bawah ini.


TKKS bahan baku bentuk serbuk
Continue reading

Menghitung Potensi Bioetanol dari TKKS

Di posting sebelumnya, penelitian bioetanol dari tankos sawit alias TKKS sudah bisa mendapatkan sirup gula. Meskipun hasil ini belum optimal dan sekarang sedang kerja keras untuk meningkatkan yieldnya, tetapi hasil ini cukup memberikan sinar terang benderang. Maksudde, bioetanol dari TKKS sangat menjanjikan.

Dari hasil yang sudah ada, aku iseng-iseng menghitung berapa potensi etanol yang bisa dihasilkan? Dan, apakah hasilnya menarik secara ekonomi? Bagaimana prospeknya ke depan? Dan yang terpenting, apa saja yang mesti kita lakukan sebelum bisa sampai ke industri.

Kita seperti kejar-kejaran dengan ‘orang luar’, mereka juga sangat berambisi membuat etanol dari kayu. Kalau teknologi ini ditemukan dalam waktu yang lebih cepat. Indonesia bisa jadi negara terbesar yang memproduksi etanol dari kayu. [….mimpi mood….]

Dengan hitung-hitungan yang paling pesimis saja, mulai dari efisiensi pretreatment, efisiensi hidrolisis, efisiensi distilasi & dehidrasi, angka yang keluar tetap sangat menjanjikan.

Catatan: Ini hitungan-hitungan kasar dan berdasarkan asumsi khayalan. Jadi bukan berdasarkan data empirik. Data empiriknya mengikuti perkembangan penelitian yang sedang dikerjakan.

Dalam mimpiku (katakan saja begitu), dari setiap 1 ton TKKS (kering) bisa dihasilkan kurang lebih 100 kg etanol bahan bakar (EFG = Ethanol Fuel Grade). Padahal di sebuah pabrik yang cukup besar, tkks yang dihasilkan per hari bisa mencapai 200 ton basah. Anggap saja kalau kering ada 100 ton. Jadi, per hari bisa diproduksi sekitar 10.000 kg etanol alias 10 ton etanol.

Kita pakai harga paling jelek, harga yang ditawarkan oleh Pertamina. Pertamina kabarnya menghargai EFG dengan harga Rp. 6000/kg. [Menurutku pertamina gendeng banget, etanol industri aja yang kadar 95% harganya 2 kali lipat].

Jadi dalam satu hari omzetnya bisa mencapai:

= 10.000 kg x Rp. 6.000/kg = Rp 60.000.000

Pengusaha sawit mana yang ngak ngiler lihat angka ini….??????

Coba mimpinya diperbesar lagi sampai tingkat nasional. Dalam perkiraanku produksi TKKS nasional mencapai 19.6 juta ton. Jadi potensi bioetanol yang bisa diproduksi adalah:

= 10% x 19.6 juta ton = 1,96 juta ton atau 1.960.000.000 kg bioetanol fuel grade

Nilai ekonominya, dengan harga pertamina yang mengerikan bin mengenaskan bin mengecewakan, adalah:

= Rp. 6.000 x 1.960.000.000 kg = Rp. 11.760.000.000.000 alias Rp. 11.76 trilyun

Kalau bioetanol ini semuanya digunakan untuk dicampur dengan bensin, misalnya saja E10, maka volume E10nya mencapai (agar mudah anggap aja bj-nya 1):

19,6 juta liter

Saya ngak tahu, jumlah ini cukup ngak untuk memenuhi kebutuhan BBM nasional. Tetapi kalau dilihat angkanya akan sangat signifikan.

Menyulap limbah tankos sawit (TKKS) menjadi bioetanol masih memerlukan jalan yang sangat panjang dan berliku-liku. Tetapi, mimpi-mimpiku di atas semakin mengobarkan semangatku, kalau ini bukan hanya sekedar mimpi.

Mimpi ini bisa jadi kenyataan. Insya Allah.


DOWNLOAD BIOETHANOL

Silahkan didownload resources yang mungkin Anda perlukan juga:

Daftar bahan lain yang bisa didownload: Download Di Sini
Cara mendownload: Klik dua kali pada link yang akan didownload. Kemudian ikuti perintah selanjutnya. Kalau ada iklan yang muncul, klik aja iklannya atau langsung ke SKIP ADD yang ada di pojok kanan atas.

Handbook on Bioethanol: Production and utilization
bioethanol ebook download free gratis percuma

Biofuel for Transportation
bioethanol ebook download free gratis percuma

Panduan Membuat Distilator
bioethanol ebook download free gratis percuma

Bioetanol dari TKKS: sirup gula dari tankos sawit

Hari ini aku merasa seneng sekali. Tadi pagi sampai siang, kami tim penelitian bioetanol TKKS (tandan kosong kelapa sawit), mahasiswa dan pembimbing mendiskusikan hasil-hasil penelitian yang telah kami capai. Meskipun masih hasil awal, ada satu penelitian yang membuatku senang sekali, karena kami maju satu langkah lagi untuk membuat bioetanol dari TKKS.

teknologi bioetanol selulosa

Tapahan bioetanol selulosa seperti gambar di atas. Percobaan pretreatment awal kami sudah mendapatkan TKKS yang sudah dipretreatment. Kemudian oleh temen, Sukondo Jati, TKKS ini dihidrolisis untuk mendapatkan gula. Hasilnya ternyata sangat mengembirakan sekali.

sirup bioetanol tkks sukondo jati
Sukondo jati dan sirup TKKS-nya. Continue reading

MENGHITUNG PRODUKSI BIOETANOL

etanol 90 persen

Seringkali kita ingin mengetahui berapa kira-kira potensi produksi bioetanol dari suatu bahan baku. Ini penting, terutama untuk menghitung kelayakan usaha bioetanol, potensi produksi, kapasitas produksi, sampai menentukan berapa kapasitas distilator, kebutuhan fermentor, tenaga kerja, dan lain-lain.

FAKTOR KONVERSI GLUKOSA-ETANOL

Fermentasi etanol adalah proses perombakan gula oleh mikroba (bisa yast/khamir atau bakteri) menjadi etanol.
Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

C6H12O6 –> CH3CH2OH + CO2

Sedikit kita cerita tentang reaksi kimia. Persamaan reaksi yang telah disetarakan adalah:

C6H12O6 –> 2CH3CH2OH + 2CO2

Jadi setiap 1 mol glukosa akan dihasilkan 2 mol etanol. Kita ingat-ingat lagi pelajaran kimia waktu SMU/SMA dulu.
Berat molekul (BM) Glukosa adalah 180,16 gr/mol
BM etanol adalah 46,07 gr/mol
Jadi kalau kita memfermentasi 1 gr glukosa, etanol yang dihasilkan kurang lebih adalah

= (2 x 46,07)/180,16
= 0,511gr (etanol absolute)

Atau bisa disimpukan faktor konversinya adalah

51%.

Berat jenis etanol pada kondisi standard adalah 0,789 gr/cm3 , sehingga volumenya adalah

= 0,511 gr /(0,789 gr/cm3)

= 0,648 cm3

Continue reading

MEMBUAT BIOETANOL DARI LIMBAH BUAH-BUAHAN


Buah pepaya yang sudah tidak layak jual bisa dimanfaatkan untuk bahan baku bioetanol

Buah-buahan yang mengandung kadar gula tinggi merupakan bahan yang potensial untuk bahan baku bioetanol. Buah yang dipakai bukan buah yang masih bagus dan segar, tetapi buah-buah yang sudah tidak layak jual atau hampir busuk. Daripada buah-buah ini dibuang tanpa harga, akan lebih baik jika diolah menjadi bioethanol.

Potensi Buah Afkir untuk Produksi Bioetanol

Potensi buah ini lumayan besar, terutama disentra-sentra perkebunan buah. Misalnya saja di sentra buah mangga, salak, pepaya, atau nanas. Pada saat puncak musim buah, produksi sangat melimpah. Harga buah turun drastis dan banyak buah-buah afkir yang tidak layak jual.


Kebun pepaya yang sangat luas di kaki gunung Seulawah
Continue reading

CHANGES IN LIGNOCELULLOSIC CONTENTS OF OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHES PRETREATED WITH WHITE-ROT FUNGI

Download file presentasi (format ppsx – MS PP 2007): Biological Pretreatment

PENUTUP/COVER KOMPOS

Ada banyak cara membuat kompos, salah satunya dengan metode windrow. Cara ini umumnya dipakai untuk pengomposan skala besar, misalnya pengomposan tandan kosong kelapa sawit. Dengan metode ini bahan baku kompos ditumpuk memanjang seperti gundukan yang disebut windrow. Metode ini sangat mudah dilakukan dan sejauh ini hasilnya cukup memuaskan.

Pengomposan dengan metode windrow bisa menggunakan petutup bisa juga tidak. Tetapi untuk wilaya tropis seperti di Indonesia, penutupan sepertinya wajib dilakukan. Sinar matahari yang terik bisa membuat kompos menjadi kering dan proses pengomposan gagal berlangsung. Demikian pula ketika kondisi hujan. Tumpukan kompos menjadi sangat basah dan proses pengomposan juga menjadi lambat.
Continue reading