Pengembangan Kultivasi Mikroalga Penghasil Biofuel di Fotobioreaktor dengan Menggunakan Media Air Limbah dan Gas Buang CO2

(1)

PENGEMBANGAN KULTIVAS

BIOFUEL DI FOTOBIOREAKTO

MEDIA AIR LIMBAH D

Dr. Mujizat Ka

j

Dr. Tri Prar

Sri Ratih Desw

PRESENTASI LAP PRESENTASI LAP PENELITIAN HIBAH KOMPETITIF

DIKTI-L 9 DESEMB

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGA LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGA INSTITUT PERTAN Gedung Andi Hakim Nasoetion Lanta

Telp. 0251-8622093, 8622642 pe

SI MIKROALGA PENGHASIL

OR DENGAN MENGGUNAKAN

DAN GAS BUANG CO

₂

awaroe, M.Si

,

rtono, M.Sc

wati, S.Pi, M.Si

PORAN AKHIR PORAN AKHIR

SESUAI PRIORITAS NASIONAL LPPM

BER 2009

ABDIAN KEPADA MASYARAKAT ABDIAN KEPADA MASYARAKAT

NIAN BOGOR

(2)

LATAR B

Biomassa => sumb

untuk komplemen BBM

p

Salah satu bioma

Peningkatan prod

Kebutuhan nutrien, C

Untuk m

Kultivasi mikroalga

dengan air limbah

ELAKANG

ber energi potensial

M, mengurangi emisi CO2

g

assa : mikroalga

uktivitas mikroalga

CO2 dan ruang tumbuh

mikroalga

(3)

T j

Tujuan

9

Meningkatkan produksi biom

dikultivasi di media limbah d

li b h

j di l bih b

ih (

limbah menjadi lebih bersih (

9

Meningkatkan biomassa mikr

menggunakan gas buang CO

atmosfer dapat berkurang (T

9

Memperoleh sistem kultivasi

fotobioreaktor (Tahun I)

fotobioreaktor (Tahun I).

9

Memperoleh sistem penggun

(Tahun II)

(

)

9

Memperoleh produksi biofuel

mikroalga (Tahun II)

Kh

Khusus

massa mikroalga yang

omestik sehingga buangan

(T h

I)

(Tahun I).

roalga dengan

O

₂

sehingga emisi CO

₂

di

O

₂

sehingga emisi CO

₂

di

Tahun II).

mikroalga pada

naan gas buang CO

₂

(4)

Kerangka

MASALAH ASPEK KAJIA

Emisi gas buang CO₂

CO₂:

- Instalasi mixing ch

- Kultivasi dengan C

Produktivitas mikroalga rendah

Air limbah :

- Analisis kualitas a - Kultivasi dengan a

Kelangkaan pupuk teknis

Pemikiran

AN TUJUAN AKHIR

hamber

CO₂

Pengurangan emisi

Peningkatan produktivitas mikroalga

air

air limbah Pemanfaatan dan

(5)

M t d P

Metode P

•

Pembuatan fotobiorea

•

Pengamatan Pertumb

•

Pengukuran Kualitas A

Tumbuh Mikroalga

•

Proses Pemanenan da

Mikroalga

•

Proses ekstraksi miny

P

liti

Penelitian

aktor

buhan Mikroalga

Air Limbah Media

an Pengeringan

(6)

Pemb atan fo

Pembuatan fo

Flow direction

Water Ch am ber

Flow direction

Water Ch am ber

P h o to B io re a c to r

F lo w d ir e c ti o n

Water Ch am ber

P h o to B io re a c to r

F lo w d ir e c ti o n

Water Ch am ber

Ligh t p a s s in g

F

Water Ch am ber

Ligh t p a s s in g

F

Water Ch am ber

Flow direction

s

a

p O2

Ligh t sen sor an d con trol

Nutrien Flow direction s a p O2

Ligh t sen sor an d con trol

Nutrien p H s e n s o rs & a u to m a ti o n f e e d e r p CO2 d ll p O2

S a l

Nutrien O2 CO2 pH p H s e n s o rs & a u to m a ti o n f e e d e r p CO2 d ll p O2

S a l

Nutrien O2 CO2 pH

otobioreaktor

P = Pump F = Filter P = Pump F = Filter

V2

con trolled by com puter

F Filter D = Dryer

C = Centrifuge Press = Presser

V2

con trolled by com puter

F Filter D = Dryer

C = Centrifuge Press = Presser

V1

P 1 F1 D 1 C1 P r e s s

P ro c e s s in g

V1

P 1 F1 D 1 C1 P r e s s

P ro c e s s in g

Ta n k

P 2

Ta n k

P 2

Co m p c o n tr o le r

N u tr i e n Fe e d e r

to Valve control

Controler

Co m p c o n tr o le r

N u tr i e n Fe e d e r

to Valve control

Controler

PHOTOBIOREACTOR & CONTROL

Title

1 Design by Ayi Rachmat, M.Si 01

PHOTOBIOREACTOR & CONTROL

A

1 1 Thursday, April 24, 2008

Size Document Number Rev Date: Sheet of

1 Design by Ayi Rachmat, M.Si 01

A

1 1 Thursday, April 24, 2008

(7)

Pembuatan fo

No Jenis Bahan Spesifikasi/ 1 akrilik tabung Panjang = 2

ALAT DAN BAHAN YANG DIGU

1 akrilik tabung Panjang = 2

2 flang Diameter =

3 resin Volume = 5

4 katalis Volume = 1 4 katalis Volume = 1 5 lem paralon Merk = Isar

6 knee diameter =

7 Mur & baut Kunci 24 7 Mur & baut Kunci 24

8 oring diameter =

9 valve diameter =

10 box transparan Volume = 1 10 box transparan Volume = 1 11 serat fiber Panjang = 5 12 bak torn Volume = 2

otobioreaktor

/Merk Jumlah

2 meter diameter = 10 cm 4

NAKAN

2 meter, diameter = 10 cm 4

4 inci 8

liter 1

00 ml 1

rplas, volume @300 gram 2

4 inci, bahan PVC 8

64 64

4 inci 8

4 inci 2

1 liter 1

5 meter 1

(8)

Pb

tf

P

em

b

ua

tan

fo

tb

i

k

t

ot

o

bi

orea

kt

o

(9)

P

l h

Pengolah

Kultivasi mikroalga skala laboratorium Dengan menggunakan air limbah

Penghitungan kepa

Data kualitas air limbah

N=n

½

1

½

N=n

½

V

cg

½

h

d t

han data

Kultivasi mikroalga skala outdoor Dengan menggunakan air limbah

adatan mikroalga

A

cg

½

1000

ml

A

a

½

V

(10)

Hasil Pe

FOTOBIOREAKTOR

(11)

Pengamatan Pertu

g

HARI Ulangan 1 Ulangan 2

Media Air Limbah Influent

HARI Ulangan 1

(ind/cc) Ulangan 2 (ind/cc)

H0 450,000 450,000

H1 650,000 2,000,000

H2 2 450 000 2 400 000

H2 2,450,000 2,400,000

H3 1,350,000 1,050,000

H4 450,000 500,000

H5 1,750,000 1,500,000

H6 1,300,000 1,150,000

H7 600 000 1 100 000

H7 600,000 1,100,000

mbuhan Mikroalga

g

Ulangan 3 Rata-rataSD

Ulangan 3

(ind/cc) Rata rata(ind/cc)SD

500,000 466,6728,87

1,800,000 1,483,33728,54

1 400 000 2 083 33592 32 1,400,000 2,083,33592,32

350,000 916,67513,16

500,000 483,3328,87

1,000,000 1,416,67381,88

650,000 1,033,33340,33

(12)

Pengamatan Pertu

HARI Ulangan 1 Ulangan 2

Media Air Limbah Effluent

HARI Ulangan 1

(ind/cc) Ulangan 2 (ind/cc)

H0 450,000 450,000

H1 1,250,000 1,150,000

H2 1 950 000 2 650 000

H2 1,950,000 2,650,000

H3 2,450,000 3,250,000

H4 3,150,000 2,100,000

H5 2,150,000 800,000

H6 8,000,000 4,400,000

H7 6,900,000 11,950,000

mbuhan Mikroalga

Ulangan 3 Rata rataSD

t

Ulangan 3

(ind/cc) Rata-rata(ind/cc)SD

0 500,000 466,6728,87

0 1,050,000 1,150,00100,00

0 2 050 000 2 216 67378 60 0 2,050,000 2,216,67378,60

0 3,300,000 3,000,00476,97

0 4,100,000 3,116,671,000,42

0 1,450,000 1,466,67675,15

0 8,150,000 6,850,002,123,98

(13)

Kualitas Air Limbah Me

PARAMETER SA

KIMIA

Besi (Fe) m

Tembaga (Cu) m

Seng (Zn) m

Krom total (Cr) m

Timah hitam (Pb) m

Sulfida (H₂S) m

Amonia (NH₃-N) m

Nitrit (NO₂-N) m

Klorin (Cl₂) bebas m

Minyak lemak m

BOD₅ m

COD m

Sulfat (SO₄) m

edia Tumbuh Mikroalga

ATUAN BAKU

MUTU effluent Influent

g/L - 0.05 0.649

g/L 0.02 <0.005 0.03

g/L 0.05 0.009 0.08

g/L - <0.005

g/L 0.03 0.025 0.041

g/L 0.002 <0.002 <0.002

g/L - 0.241 1.673

g/L 0.06 0.002 <0.002

g/L 0.03 0.06 0.08

g/L 200 <1 <1

g/L 3 7.80 23.04

g/L 25 51.611

25 448.890

(14)

Perbandingan antara kualitas air sebe

Parameter Satuan Sebelum Ku Influent/

Balance Tank H FISIKA

FISIKA

Total Disolved Solid mg/l 794.286

Total Suspended Solid mg/l 290.286

A KIMIA

Total BOD₅ mg/l 1214.714

Total COD mg/l 3322.929

Ammonia mg/l < 0 2

Ammonia mg/l < 0.2

Nitrite mg/l < 0.1

Sulfide mg/l 0.4

Sulfate mg/lg 137.286

Residual Chlorine mg/l 0.029

Iron Dissolved (Fe) mg/l 0.691

Total Chromium mg/l < 0.01

Lead mg/l < 0.01

Copper mg/l < 0.3

Zinc mg/l 0.25

T t l Oil /l < 1

Total Oil mg/l < 1

elum dan sesudah kultivasi mikroalga

ultivasi Sesudah Kultivasi effluent/ Holding Tank Influent/ Balance Tank effluent/ Holding Tank

595.786 112 37

77.929 280 310

27.143 23.04 7.80

55 448.890 51.611

< 0 2 1 673 0 241

< 0.2 1.673 0.241

< 0.1 <0.002 0.002

0.317 <0.002 <0.002

0 248.145 40.675

0.061 0.08 0.06

0.068 0.649 0.05

< 0.01 <0.005 <0.005

< 0.01 0.041 0.025

< 0.3 0.03 <0.005

0.231 0.08 0.009

< 1 <1 <1

(15)

P

d

P

Pemanenan dan Pen

Air limbah (5 L)

In

Berat basah (gram)

Berat kering (gram)

i

Mik

l

ngeringan Mikroalga

nfluent

Effluent

3,73 30,67

0 56

4 60

(16)

H

il k t k i

i

Hasil ekstraksi minya

Jenis Mikroalga K

Jenis Mikroalga K

Scenedesmus_sp.

Kromatogram dar

k

t h

ik

l

ak mentah mikroalga

Kadar Asam Lemak (%) Kadar Asam Lemak (%)

53.73

i

Scenedesmus

sp

(17)

[image:17.792.119.757.40.576.2]

Gambar Minyak

(18)

Hasil identifikasi senyawa

Scenedes

No. Hidrokarbon Area (%)

1 n-heptana 0.41

2 4-metil-2-pentanon 0.31

3 2,4-dimetilheksana 0.13

4 2,3,4-trimetilpentana 0.05

5 toluen 1.04

6 p-xylen 0 21

6 p-xylen 0.21

7 n-nonana 0.14

8 Isopropilbenzen 0.26

9 1,3,5-trimetilbenzen 0.36

10 3,4-dimetilsikloheksanol 0.05

11 n-undekana 0.04

12 metiletilmalemid 0.05

14 2-benzofuran 0.34

15 dietil phtalat 1.24

16 n-heptadekana 0.84

16 n heptadekana 0.84

17 6,10,14-trimetil-2-pentadekanon 3.39 18 3,7,11,15-tetrametilheksadesil asetat 0.44

19 trans-phytol 0.71

20 phytol 1.07

21 ambrettolid 7.52

22 dihidroambretolid 4.35

23 cis-9-oktadekenal 26.4

24 phytol 12.6

25 mono phtalatp 8.47

26 tristearin 11.38

TOTAL 100.01

a dalam minyak mikroalga

smus

sp.

Asam lemak Area (%)

1 Capric acid (C10:0) 0.07

1 Lauric acid (C12:0) 0.22

3 Myristic acid (C14:0) 0.34

5 Stearic acid (C18:0) 13.85

4 Gliserol trilaurat (C3H5(OH)3) 3.73

1 Vinyl laurat 35 52

1 Vinyl laurat 35.52

4 6 6 5 4 5 4 4 44 9 4 1 7 2 5 4 6 7 8

(19)

KESIMP

•

Pertumbuhan mikroalga deng

mengalami peningkatan yang

dengan media air limbah

influ

•

Perbandingan kualitas air seb

menunjukkan bahwa dengan

air limbah baik yang berasal d

digunakan sebagai media tum

nutrien yang bisa mencukupi

•

Berat kering mikroalga dari ha

untuk air limbah

influent

dan 4

effluent

.

PULAN

gan media air limbah

effluent

cukup tinggi dibandingkan

uent

.

belum dan sesudah kultivasi

melakukan kultivasi mikroalga

melakukan kultivasi mikroalga,

dari

influent

maupun

effluent

bisa

mbuh mikroalga dengan kadar

mikroalga untuk bertumbuh

mikroalga untuk bertumbuh.

(20)

Rencana

Publikasi

Hasil

Penel

•

Jurnal Biota dengan judul

“P

•

Jurnal

Biota

dengan

judul

P

Mikrolga

Dengan

mengguna

Pabrik”

P blik i il i h

d 8th E

•

Publikasi

ilmiah

pada

8th

Eu

Biotechnology

of

Microalgae

“

Growth and Development

Growth

and

Development

Industrial

Waste

Water

”

itian

Peningkatan Biomassa

Peningkatan

Biomassa

akan

Media

Air

Limbah

W k h

uropean

Workshop

e,

Amsterdaam,

Juni

2010

of

Scenedesmus

sp using

(21)

(22)

Dk

t

D

o

k

umen

ta

s

i

liti

si

pene

liti

(23)

Potensi sumber nut

Nutrien alami

dalam air

limbah pabrik

rien untuk mikroalga

(24)

(25)

Penelitian CO

peningkatan produ

O

2

murni untuk

(26)

TERIMATERIMA

Pengembangan Kultivasi Mikroalga Penghasil Biofuel di Fotobioreaktor dengan Menggunakan Media Air Limbah dan Gas Buang CO2