LAPORAN TAHUN I
HIBAH KOMPETITIF PENELITIAN
HIBAH KOMPETITIF PENELITIAN
SESUAI PRIORITAS NASIONAL BATCH II
PENINGKATAN RENDEMEN DAN KUALITAS
BIOETANOL DARI BEBERAPA JENIS KAYU TROPIS
MELALUI PERLAKUAN PENDAHULUAN DAN
MELALUI PERLAKUAN PENDAHULUAN DAN
REKAYASA ENZIMATIK
OLEH
Wasrin Syafii
Khaswar Syamsu
Khaswar Syamsu
Muhammad Daud
LATAR BELAKANG
Cadangan energi akan habis :
Kondisi energi fosil di dunia :
- Kebutuhan energi meningkat
- Konsumsi > produksi
Ketergantungan BBM tinggi
Cadangan energi akan habis :
- Gas alam (2047)
- Minyak bumi (2080)
- Batu bara (2180)
Lewis (1983), Biological Fuels
- Ketergantungan BBM tinggi
- Energi Matahari
Lewis (1983), Biological Fuels
Pengembangan Energi Alternatif
Energi Matahari
- Energi Angin
- Energi Panas Bumi
- OTEC
- Energi Biomass
Energi Biomassa Sangat g g Mungkin Untuk
Konversi Energi Biomassa
Konversi Energi Biomassa
Pembakaran Langsung
Pembakaran Langsung
Pembangkit Listrik
Biomassa
KONVERSI
Proses Densifikasi
Proses Karbonisasi
Proses Gasifikasi
BAHAN BAKU BIOETANOL
BAHAN BAKU BIOETANOL
Bahan Bergula
Molase (Tetes Tebu), Nira Tebu, Nira Kelapa, Nira Aren, Nira Nipah, Nira Lontar
Ubi K Ubi J l T S Biji Bahan Berpati Ubi Kayu, Ubi Jalar, Tepung Sagu, Biji Jagung, Biji Sorgum, Kentang
Bahan
B li l l
Jerami, Bagase, Bambu, Kayu, Limbah Pergergajian Limbah Kehutanan
Bioetanol dari Bahan Pangan ???
Bioetanol dari Bahan Pangan ???
Bioetanol dari Bahan
Pangan Vs Pemenuhan
=
g
Kebutuhan Pangan
Masyarakat
Perlunya Pengembangan
Bioetanol dari Bahan Non
Pangan
Bahan
Berlignoselulosa :
Berlignoselulosa :
Bioetanol Dari Kayu
Bioetanol Dari Kayu
Kelebihan:
-
Non-Edible
B h
B k L bih M
h
-
Bahan Baku Lebih Murah
-
Mudah Diperoleh
-
Memanfaatkan Semua
Komponen Kayu
Permasalahan
.
Permasalahan
Resistensi selulosa :
•
Struktur dinding sel komplek
•
Adanya struktur kristalin.
Adanya sisa lignin
•
Adanya sisa lignin.
•
Adanya LCC (lignin carbohydrate
complex).
Mencari Kondisi yang
Perlu Perlakuan
Pendahuluan Untuk
Mencari Kondisi yang
Optimal untuk
Meningkatkan
R
d
d
Pendahuluan Untuk
Tujuan Penelitian
Tujuan Penelitian
1. Tujuan Penelitian Tahun I :
1. Tujuan Penelitian Tahun I :
Memperoleh kondisi yang optimal dalam
produksi selulosa (pulp) melalui proses
p
(p p)
p
delignifikasi dengan proses kraft.
2. Tujuan Penelitian Tahun II :
Tujuan Khusus Tahun I
Tujuan Khusus Tahun I
1. Menganalisis sifat kimia bahan baku
1. Menganalisis sifat kimia bahan baku
(extractive, selulosa, hemiselulosa, lignin)
dalam hubungannya dengan proses
delignifikasi.
2. Memperoleh kondisi delignifikasi yang
Bahan dan Alat
1.
Jenis kayu :
y
•
Kayu sengon (
Paraserianthes falcataria
Nielsen)
•
Kayu gmelina (
Gmelina moluccana
Backer)
•
Kayu pinus (
Pinus merkusii
Jungh et de Vries)
•
Kayu sawit (
Elaeis guineensis
Jacq
)
1.
Jenis mikroba :
•
Saccharomyces cereviceae
•
Tricoderma reesei
•
Tricoderma reesei
Metode Penelitian ( Tahun 1)
Persiapan Bahan Baku Chipping Serbuk Kayu 40-60 mesh Serpih (Chips) Chipping Persiapan LarutanPemasak Penentuan KelarutanZ t Ek t ktif
Delignifikasi Alkalinitas: 16, 18
dan 20%
Pemasak Zat Ekstraktif
Sampel Kayu Bebas
Penentuan Kadar Delignifikasi
(Proses Kraft) Sulfiditas: 20 dan
25%
p y Ekstraktif
Metode Penelitian (Tahun 2)
(
)
Peremajaan Selulosa (Pulp) PeremajaanMikroba Ca(OH)2
20 %
Asam SO2 2,5 dan 5% (Suhu 175 oC; 7,5 Menit
Trichoderma reesei
(104 dan 105 CFU/cc)
Selulase: 2 dan 4%
Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF)
Saccharomyces cereviciae
(104 , 105, 106
Separate Hidrolysis and Fermentation
(SHF)
Etanol
Rendemen dan Uji CFU/cc) (S )
[image:12.792.37.752.38.549.2]Rendemen dan Uji Kualitas
Kelarutan dalam Air Dingin
Kelarutan dalam Air Dingin
12 00
14.00 a
%
)
6.00 8.00 10.00 12.00
b
lam Air
Dingin (
%
0.00 2.00 4.00
Pinus Sengon Gmelina Kelapa
S it
c c
Kelarutan da
l
Sawit
[image:14.792.37.755.36.563.2]Kelarutan Air Dingin 2.45 2.53 7.22 12.38
Kelarutan dalam Air Panas
14.00 16.00
a
(%)
6.00 8.00 10.00
12.00 b
b b
a
lam Air Panas
(
0.00 2.00 4.00
Pinus Sengon Gmelin a
Kelapa Sawit Kelarutan Air Panas (%) 9 53 8 10 8 48 15 30
Kelarutan d
a
[image:15.792.40.776.36.562.2]Kelarutan Air Panas (%) 9.53 8.10 8.48 15.30
Kelarutan dalam NaOH 1%
a ) 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 am NaOH 1%
(% ) 0 00 5.00 10.00 15.00 20.00 d c b Kelarutan dal a 0.00
Pinus Sengon Gmelin a
[image:16.792.41.759.38.566.2]Kelapa Sawit Kelarutan NaOH 1% 10.33 13.10 16.03 43.43
Kelarutan dalam Etanol-Benzena
Kelarutan dalam Etanol Benzena
12.00
na
(%
)
6.00 8.00 10.00
a
m
E
tanol-Benze
0 00 2.00 4.00
Kelarutan
d
al
a
0.00
Pinus Sengon Gmelin a
[image:17.792.37.755.35.564.2]Kelapa Sawit Kelarut Etanol-Benzena 2.54 3.28 7.36 11.63
Kadar Lignin
g
b a
20.00 25.00
30.00 b b
g
nin (%
)
5.00 10.00
15.00 c
Kadar Li
g
0.00
[image:18.792.35.761.38.560.2]Pinus Sengon Gmelina Kelapa Sawit Kadar Lignin (%) 27.50 26.90 30.00 12.50
Kadar Selulosa
Kadar Selulosa
35.00 40.00 45.00
50.00 b
b
a
(%)
10.00 15.00 20.00 25.00
30.00 c
Kadar Selulosa
(
0.00 5.00
[image:19.792.39.768.36.565.2]Pinus Sengon Gmelina Kelapa Sawit Kadar Selulosa (%) 42.40 41.30 47.56 25.88
Kadar Hemiselulosa
Kadar Hemiselulosa
15 00 20.00 25.00
e
lulo
sa
(%
)
5.00 10.00 15.00
Kadar Hemis
e
0.00
[image:20.792.43.751.35.547.2]Pinus Sengon Gmelina Kelapa Sawit Hemiselulosa 23.25 15.525 16.84 16.39
Rendemen Hasil Delignifikasi
Rendemen Hasil Delignifikasi
50.0000 60.0000 70.0000
20.0000 30.0000 40.0000
e
ndemen
(%
)
0.0000 10.0000
Sulfiditas 25% Sulfiditas 20% Sulfiditas 25% Sulfiditas 20% Sulfiditas 25% Sulfiditas 20% Alkalinitas 20% Alkalinitas 18% Alkalinitas 16%
Pinus 58 905 43 38 61 04 47 635 39 45 43 125
R
e
Pinus 58.905 43.38 61.04 47.635 39.45 43.125
Sengon 39.05 40.445 51.645 49.665 39.62 38.52
Gmelina 60.84 42.76 42.17 44.415 34.645 38.815
[image:21.792.39.759.35.549.2]Kelapa sawit 34.9 35.735 32.755 37.07 37.635 39.165
Kondisi Pemasakan Optimal
p
(Berdasarkan Rendemen)
No Jenis
Kayu
Alkalinitas
(%)
Sulfiditas
(%)
Rendemen
(%)
Kayu
(%)
(%)
(%)
1
2
Pinus
S
18
18
25
25
61,06
51 65
2
3
Sengon
Gmelina
S
18
20
25
25
51,65
60,84
Rata-Rata Bilangan Kappa
Rata Rata Bilangan Kappa
No
Jenis Kayu
Bilangan
Kandungan
No
Jenis Kayu
Bilangan
Kappa
Kandungan
Lignin
1
Pinus
21,05
3,15
2
3
us
Sengon
Gmelina
,05
14,97
12,22
3, 5
2,25
1,83
3
4
Gmelina
Sawit
12,22
8,87
Kesimpulan
Kesimpulan
1. Kondisi optimal untuk produksi selulosa
p
p
(pulp) dengan proses Kraft adalah :
•
untuk kayu pinus dan sengon pada
alkalinitas 18% dan sulfiditas 25%
alkalinitas 18% dan sulfiditas 25%.
•
untuk kayu gmelina pada alkalinitas 20%
dan sulfiditas 25%.
•
untuk kayu sawit pada alkalinitas 16% dan
sulfiditas 20%.
2
Perlakuan delignifikasi bahan baku
2. Perlakuan delignifikasi bahan baku