Tag Archives: Biofuel

Produksi Bioethanol Berbahan Baku Biomassa Lignoselulosa : Fermentasi


Baca juga: Pendahuluan | Pretreatment | Hidrolisis Asam |Hidrolisis Enzimatis| Fermentasi | Purifikasi | Literatur


Beberapa spesies mikroba dari kelompok yeast/khamir, bakteri dan fungi dapat memfermentasi karbohidrat menjadi ethanol dalam kondisi bebas oksigen (Lynd, 1996). Mikroba melakukan fermentasi tersebut untuk mendapatkan energi dan untuk tumbuh. Berdasarkan reaksi kimia fermentasi, hasil maksimum teoritis dari setiap kg gula adalah 0.51 kg ethanol dan 0.49 kg CO2:

3C5H10O5 –> 5C2H5OH + 5CO2 (1)
C6H12O6 –> 2C2H5OH + 2CO2 (2)
Continue reading

Produksi Bioethanol Berbahan Baku Biomassa Lignoselulosa


Baca juga: Pendahuluan | Pretreatment | Hidrolisis Asam |Hidrolisis Enzimatis| Fermentasi | Purifikasi | Literatur


Penelitian produksi ethanol berbahan baku biomassa lignoselulosa, lebih dikenal dengan sebutan Bioethanol atau ethanol generasi ke dua, sangat intensif dilakukan dalam dua dekade terakhir (Yang & Wayman, 2007) (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005) (Sanchez & Cardona, 2007). Produksi ethanol dari lignoselulosa sudah dimulai sejak lama, (Moore, 1919) telah mematenkan teknologi untuk memproduksi ethyl alcohol (ethanol) dari kayu.

Produksi ethanol dari biomassa lignoselulosa dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu: platform biokimia (biochemical platform) atau gula (sugar platform) dan platform thermokimia (thermochemical platform) (United State Departemen of Energy, 2008). Platform biokimia meliputi proses hidrolisis selulosa dan hemiselulosa menjadi monomer gula penyususnnya, fermentasi gula menjadi ethanol, destilasi dan dehidrasi untuk menghasilkan ethanol fuel grade. Platform thermokimia secara umum meliputi dua tahapan utama, yaitu: gasifikasi dan dilanjutkan dengan konversi gas yang dihasilkan menjadi ethanol.
Continue reading

Produksi Bioethanol Berbahan Baku Biomassa Lignoselulosa : Purifikasi


Baca juga: Pendahuluan | Pretreatment | Hidrolisis Asam |Hidrolisis Enzimatis| Fermentasi | Purifikasi | Literatur


Produk hasil fermentasi dikenal dengan istilah ‘bir’ (beer) yang merupakan campuran antara ethanol, biomassa sel, dan air. Di dalam tahapan ini, konsentrasi ethanol dari biomassa lignoselulosa lebih rendah (≤ 5%) daripada ethanol yang berasal dari jagung. Konsentrasi ethanol yang dapat ditolelir oleh mikroba adalah kurang lebih 10% pada suhu 30oC, tetapi akan menurun dengan naiknya temperature (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Produk dari tahapan fermentasi berbentuk seperti bubur (slurries) dan sulit untuk ditangani, dimana kandungan padatannya sekitar 15%, dan juga terkait dengan kandungan ethanol yang kurang dari 5%.
Continue reading

Produksi Bioethanol Berbahan Baku Biomassa Lignoselulosa : Hidrolisis Enzimatis


Baca juga: Pendahuluan | Pretreatment | Hidrolisis Asam |Hidrolisis Enzimatis| Fermentasi | Purifikasi | Literatur


Selama Perang Dunia ke II ditemukan fungi yang menghancurkan baju dan tenda. Fungi tersebut adalah Trichoderma reseii yang menghasilkan enzim selulase dan dapat menghidrolisis selulosa (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Aplikasi hidrolisis menggunakan enzim secara sederhana dilakukan dengan menganti tahap hidrolisis asam dengan tahap hidrolisis enzim selulosa. Hidrolisis enzimatis memiliki beberapa keuntungan dibandingkan hidrolisis asam, antara lain: tidak terjadi degradasi gula hasil hidrolisis, kondisi proses yang lebih lunak (suhu rendah, pH netral), berpotensi memberikan hasil yang tinggi, dan biaya pemeliharaan peralatan relative rendah karena tidak ada bahan yang korosif (Taherzadeh & Karimi, 2007) (Hamelinck, Hooijdonk, & Faaij, 2005). Beberapa kelemahan dari hidrolisis enzimatis antara lain adalah membutuhkan waktu yang lebih lama, dan kerja enzim dihambat oleh produk. Di sisi lain harga enzim saat ini lebih mahal daripada asam sulfat, namun demikian pengembangan terus dilakukan untuk menurunkan biaya dan meningkatkan efisiensi hidrolisis maupun fermentasi (Sanchez & Cardona, 2007).
Continue reading

EVOLUSI TEKNOLOGI PRODUKSI ETHANOL

Ethanol atau bioethanol adalah salah satu biofuel penting saat ini. Ethanol menjadi sumber bahan bakar alternatif penganti bensin. Sebenarnya produksi ethanol sudah sangat lama sekali. Teknologi ini terus berevolusi sejalan dengan perkembangan tuntutan jaman. Kalau bisa diringkas kira-kira evolusinya seperti saya uraikan di bawah ini. Mungkin saja banyak variasi dari teknologi ini, saya hanya menyebutkan bagian utamanya saja.

Ethanol dari Gula-gulaan

Kurang lebih sejak 6000 tahun yang lalu orang Sumeria, orang Babylonia, dan orang Mesir telah memfermentasi gula/nira menjadi minuman keras alias mengandung ethanol. Ethanol digunakan untuk mabok. Cara yang mirip juga digunakan untuk membuat tape. Tahapan utamanya cuma satu, yaitu fermentasi. Minuman hasil fermentasi langsung diminum sampai teler.

Skema tahapan pembuatan bir

Skema tahapan pembuatan bir


Gambar 1. Tahapan fermentasi gula menjadi bir/ethanol
Continue reading

Paten Kuno Tentang Pembuatan Ethanol dari Biomassa Lignoselulosa

Ketika sedang mencari literature tentang ethanol dari lignoselulosa aku menemukan sebuah dokumen paten yang sangat menarik. Dokumen paten ini adalah dokumen paten tentang pembuatan ethanol dari kayu. Yang lebih menarik lagi adalah angka tahun di dokumen paten tersebut, yaitu 1919 atau tepatnya 2 desember 1919. Sekitar 89 tahun yang lalu. Penemu paten tersebut adalah Haugh K Moore dan judul temuannya adalah PROCESS OF MAKING ATHYL ALCOHOL FROM WOOD.

Continue reading

Pustaka

Mencari pustaka di Indonesia susah-susah gampang. Bagi mahasiswa atau peneliti seperti aku ini pustaka sangat penting artinya. Oleh karena itu aku selalu berusaha mencari pustaka selengkap-lengkapnya ketika melakukan penelitian. Penelitianku beberapa waktu ini terkait dengan kompos, lignoselulosa, biopulping, fungi pelapuk putih, bioethanol, dan biodiesel. Aku kumpulkan literature tentang topik tersebut. Daftarnya aku tampilkan di bawah ini. Masih ada banyak lagi literature yang belum sempat aku buatkan daftarnya, topiknya terkait dengan: pelarut fosfat, dan biofertilizer. Jika dikumpulkan literature yang belum sempat aku tulis ini ada sekitar 1000 halaman. Aku harap daftar ini membantu rekan-rekan mahasiswa/peneliti yang membutuhkan. Silahkan hubungi saya di (isroi93@gmail.com).

A., A. F., & Wearne, R. H. (1992). Chemical cellulose from Eucalyptus Regnans wood by autohydrolysis-explosion-extraction. Carbohydrate Polymers
, 17, 103-110.

Continue reading

Hidrolisis & Fermentasi

Hidrolisis adalah salah satu tahapan dalam pembuatan bioetanol berbahan baku lignoselulosa. Hidrolisis bertujuan untuk memecah selulosa dan hemiselulosa menjadi monosakarida (glukosa & xylosa) yang selanjutnya akan difermentasi menjadi etanol. Secara umum teknik hidrolisis dibagi menjadi dua, yaitu: hidrolisis berbasis asam dan hidrolisis dengan enzym. Hidrolisis dengan asam sudah berkembang sangat lama. Saya mendapatkan satu paten tentang konversi kayu menjadi etanol berangka tahun 1934. Kapan-kapan akan saya uraikan di tempat lain.

Continue reading

Detoksifikasi dan Netralisasi

Salah satu tahapan dalam pemanfaatan biomassa lignoselulosa sebagai bahan baku bioetanol melalui hidrolisis asam encer adalah detoksifikasi dan netralisasi. Tahapan ini diperlukan untuk menghilangkan/mengurangi kandungan senyawa yang berefek negatif bagi yeast atau mikroba penghasil etanol. Selain itu juga untuk meningkatkan nilai pH menjadi pH yang optimum untuk proses fermentasi.

Ada banyak metode untuk detoksifikasi dan netralisasi. Salah satu metode yang sudah cukup lama berkembang adalah dengan menggunakan kapur (Ca(OH)2). Prosedur untuk detoksifikasi dan netralisasi dengan menggunakan Ca(OH)2 adalah sebagai berikut (Millati, et al., 2002):

  1. Ca(OH)2 ditambahkan dalam hidrolisat hingga pH mencapai pH 11.
  2. Kondisi ini dipertahankan selama lebih dari 1 jam
  3. pH diturunkan dengan menambahkan asam hingga pH optimum untuk fermentasi: 5.5.
  4. Hidrolisat disimpan di dalam lemari pendingin (suhu 4oC) sebelum digunakan.

 

 

    

Biofuel

Biofuel adalah bahan bakar terbarukan yang berasal dari mahluk hidup atau bagian mahluk hidup, material biologi (biomassa). Biofuel dapat berbentuk padat (solid), cair (liquid), atau gas dan dapat dimanfaatkan secara langsung sebagai bahan bakar utama untuk pembangkit listrik dan panas, atau sebagai bahan baku untuk menghasilkan bahan bakar atau bahan kimia antara. Biomassa dapat diubah menjadi biofuel melalui proses panas (thermal), kimia, biologi, atau fisika.

Continue reading