PEMANFAATAN AIR LIMBAH CUCIAN BERAS UNTUK MEMPRODUKSI PEMANFAATAN AIR LIMBAH CUCIAN BERAS UNTUK MEMPRODUKSI
ENERGI LISTRIK MELALUI
ENERGI LISTRIK MELALUI MIMI CRCROOBIAL FBIAL F UEL CELLUEL CELL
OUTLINE
OUTLINEPENELITIAN TUGAS RISETPENELITIAN TUGAS RISET
Diajukan oleh : Diajukan oleh : RESTI PUTERI UTAMI RESTI PUTERI UTAMI
NIM 24030110141018 NIM 24030110141018
Jurusan Kimia Jurusan Kimia
Fakultas Sains dan Matematika Fakultas Sains dan Matematika
Universitas Diponegoro Universitas Diponegoro
April, 2013 April, 2013
HALAMAN PENGESAHAN OUTLINE PENELITIAN
1. a. Judul Penelitian : Pemanfaatan air limbah cucian beras untuk memproduksi energi listrik melalui microbial fuel cell
b. Bidang Ilmu : Kimia 2. Pelaksana Penelitian
a. Nama Lengkap : Resti Puteri Utami b. Jenis Kelamin : Perempuan
c. NIM : 24030110141018 d. Fakultas/Jurusan : FSM/Kimia
3. Lokasi Penelitian : Laboratorium Kimia Analitik UNDIP 4. Bila Penelitian di luar Jurusan Kimia
Nama Institusi :
-Alamat :
-5. Lama Penelitian : 6 bulan 6. Tanggal Seminar :
Semarang, Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Mengetahui,
I. Latar Belakang
Energi merupakan salah satu persoalan terbesar yang dihadapi manusia diseluruh dunia, termasuk Indonesia yang merupakan negara dengan konsumsi energi tinggi. Peningkatan kebutuhan energi terus bertambah namun tidak diimbangi dengan ketersediaan sumber energi yang memadai (Muchlis, 2003). Indonesia masih mengandalkan minyak bumi sebagai bahan bakar fosil, sedangkan cadangan minyak bumi terus berkurang (Pusdatin ESDM, 2010). Oleh sebab itu, perlu sumber energi
alternatif yang berkelanjutan untuk menghindari terjadin ya krisis energi.
Microbial fuel cell (MFC) dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dan berkelanjutan (Lovley, 2006). MFC dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi katalitik dengan bantuan mikroorganisme. Selain permasalahan energi, Indonesia juga dihadapkan dengan permasalahan pengolahan limbah. Limbah rumah tangga yang mengandung banyak
zat organik dapat menimbulkan masalah lingkungan seperti bau tidak sedap, dan pencemaran terhadap lingkungan perairan bila pembuangan tidak diberikan perlakuan
yang tepat. Zat organik yang terdapat pada limbah dapat dimanfaatkan sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan mikroba pada sistem MFC. Sehingga banyak keuntungan yang didapatkan dalam proses MFC (Lovley, 2006; Yang, 2008).
Salah satu limbah rumah tangga yang dapat dimanfaatkan adalah air cucian beras. Air cucian beras dapat menjadi sumber karbon bagi mikroorganisme sehingga dapat digunakan sebagai substrat pada sistem MFC. Dengan penelitian ini diharapkan
dapat menjadi salah satu alternatif pengolahan limbah serta produksi energi dengan biaya yang relatif rendah.
II. Perumusan Masalah
Masalah yang dikaji dalam penelitian ini adalah:
Bagaimana potensi penggunaan limbah air cucian beras dalam produksi listrik
dengan sistem MFC.
Bagaimana potensi bakteri Saccharomyces sereviciae dalam sistem MFC
untuk pengolahan limbah dan produksi listrik.
Bagaimana pengaruh desain elektroda dalam kinerja reaktor MFC.
Bagaimana pengaruh konsentrasi bakteri yang ditanamkan pada sistem MFC.
III. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan air limbah cucian beras sebagai substrat dalam sistem MFC untuk menghasilkan energi listrik. Tujuan lain dari penelitian ini adalah mempelajari pengaruh desain elektroda pada sistem single-chamber MFC dan pengaruh konsentrasi bakteri yang ditanamkan pada sistem MFC.
IV. Metode Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan Jurusan Kimia FMIPA Universitas Diponegoro, Semarang. Penelitian diawali dengan preparasi alat MFC dengan desain reaktor single-chamber . Elektroda yang digunakan adalah batang karbon yang kemudian divariasikan menjadi elektroda dengan bagian anoda dan katoda yang menyatu untuk percobaan pertama dan elektroda dengan bagian anoda dan katoda yang terpisah untuk percobaan yang kedua. Tutup reaktor
dilubangi sebagai tempat elektroda dan tempat pengambilan sampel untuk analisis COD. Pada reaktor kemudian diisi air limbah cucian beras sebagai substrat, bakteri, dan larutan buffer fosfat sebagai larutan penyangga pH.
Pada percobaan ini dilakukan pengukuran terhadap kinerja MFC meliputi kuat arus (I) dan tegangan (V) dengan menggunakan digital multimeter. dari data kuat arus dan tegangan, dapat diperoleh nilai power density (mW/m2), yaitu daya persatuan luas permukaan elektroda. Selain dilakukan pengukuran terhadap listrik, juga dilakukan
analisis kadar COD yang menujukkan perubahan kandungan zat organik yang dapat dioksidasi selama percobaan MFC berlangsung.
V. Daftar Pustaka
Barua, Pranab K. 2010. Electricity generation from biowaste based microbial fuel cell. International journal of energy, Information and Communication vol. 1. Behera, Jana. 2010. Rice mill wastewater treatment in microbial fuel cells fabricatied
using proton exchange membrane and earthen pot at different pH . Bioelectrochemistry 79: 228-233.
Chae, Kyu Jung. Choi, Mijin. Ajayi, Folusho F. Park, Wooshin. Chang, In Seop. Dan Kim, In S. 2008. Mass transport through a proton exchange membrane (nafion) in microbial fuel cells. Energy & fuels (22): 169-176.
Cheng, Liu. 2006. Increased performance of single-chamber microbial fuel cells using an improved cathode structure. Electrochemistry Communications 8: 489-494.
Cheng, Ka Yu. 2009. Bioelectrochemical system for energy recovery from wastewater . Environmental engineering, faculty of sustainability, environmental, and life sciences. Murdoch University. Australia.
Das and Mangwani. 2010. Recent developments in microbial fuel cells : a review. Scientific & Industrial Research 69: 727-731.
Idham F, Halimi S, dan Latifah S. 2009. Alternatif baru sumber pembangkit listrik dengan menggunakan sedimen laut tropika melalui teknologi microbial fuel cell . Teknologi hasil perairan institut pertanian bogor.
Ieropoulos I, Greenman J, dan Melhuis C. 2008. Microbial fuel cells based on carbon veil electrodes: stack configuration and scalability. International Journal of Energy Research, 32 (13). Pp. 1228-1240.
Kim, MH. 2009. An Analysis of Anaerobic Dual-Anode Chambered Microbial Fuel Cells. Journal compilation Federation of European Microbiological Societies (278): 29-35.
Kristin, Ester. 2012. Produksi Energi Listrik Melalui Microbial Fuel Cell Menggunakan Limbah Industri Tempe. Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
Lee, Seung Won. Jeon, Bo Young. Park, Doo Hyun. 2010. Effect of bacterial cell size on electricity generation in a single-compartmented microbial fuel cell . Biotechnol Lett 32: 483-487.
Liu, Hong. Ramanathan Ramnarayan, and Bruce E. Logan. 2004. Production of Electricity during Wastewater Treatment Using a Single Chamber Microbial Fuel Cell.Environ.Sci. Technol 38: 2281-2285.
Liu, H. 2008. Microbial Fuel Cell: Novel Anaerobic Biotechnology for Energy Generation from Wastewater. Anaerobic Biotechnology for Bioenergy Production : Principles and Applications. S. K. Khanal lowa, Blackwell Publishing: 221-243.
Logan and Regan. 2006. Electricity-producing bacterial communities in microbial fuel cells. TRENDS in Microbiology 14: 512-518.
Lovley DR. 2006. Review Bug Juice : Harvesting electricity with microorganism. Nature reviews microbiology Vol 4 : 497
–
508.Mathuriya and Sharma. 2010. Treatment of Brewery Wastewater and Production of Electricity trough Microbial Fuel Cell Technology. Biotechnology and
Biochemistry 6: 71-80.
Min, Booki. Roman, Oscar Benito. Angelidaki, Irini. 2008. Importance of temperature and anodic medium composition on microbial fuel cell (MFC) performance. Biotechnol Lett (30) : 1213-1218.
Muchlis, Moch dan Adhi Darma Permana. 2003. Proyeksi Kebutuhan Listrik PLN Tahun 2003 S.D 2020. Jakarta.
Nevin K. P, Richter H, Covalla S. F, Johnson J. P, Woodard T. L, Orloff A. L, Jia H, Zhang M, dan Lovley D. R. 2008. Power output and columbic efficiencies from biofilms of Geobacter sulfureducens comparable to mixed community microbial fuel cells. Journal compilation Society for Applied Microbiology and Blackwell Publishing Ltd, Environmental Microbiology.
Novitasari, Deni. 2011. Optimasi Kinerja Microbial Fuel Cell (MFC) untuk Produksi Energi Listrik Menggunakan Bakteri Lactobacillus bulgaricus. Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
Pusdatin. 2010, Buku Pegangan Statistik Ekonomi Energi Indonesia. DESDM 2010. Rabaey, Korneel. 2003. A Microbial Fuel Cell Capable of Converting Glucose to
Electricity at High Rate and Efficiency. Ghent University, Belgium. Kluwer Academic Publisher.
Scott, Keith and Murano, Cassandro. 2007. Microbial Fuel Cells Utilizing Carbohydrates. Journal of Chemical Technology and Biotechnology (82): 92-100.
Sumarsih. 2007. Pertumbuhan mikroba bab I. http://sumarsih07.files.wordpress.com/2008/11/i-pertumbuhan-mikroba.pdf Wang, feng. 2008. Electricity production from beer brewery wastewater using single
chamber microbial fuel cells. Water Science & Technology 57: 1117-1121. Yang, Jia. 2008. Effects of the Pt loading side and cathode-biofilm on the
performance of a membrane-less and single-chamber microbial fuel cell . Bioresource Technology.
Zahara, Nova Chisilia. 2011. Pemanfaatan Saccharomyces cerevisiae dalam sistem Microbial Fuel Cell untuk Produksi Energi Listrik. Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
LAMPIRAN Diagram Alir Penelitian
Studi Literatur Preparasi Substrat Alat MFC Mikroorganisme (Saccharomyces sereviciae) Reaktor Single Chamber Elektroda Carbon Rod
Limbah Air Cucian Beras Pelarutan dalam Buffer Fosfat Aktivasi Mikroba Eksperimen MFC Pengukuran
Kuat Arus dan Tegangan Kadar COD
