16/11/2011 1 Yanni Sudiyani Pusat Penelitian KIMIA-LIPI STATUS TERKINI PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BIOETANOL DARI BIOMASSA LIGNOSELULOSA : Pretreatment Sakarifikasi dan Fermentasi Out line 1. Pendahuluan Mengapa bio-ethanol? 2. Status terkini litbang bioethanol - lignoselulosa Perlakuan awal/ Pretreatment Hidrolisa/ Sakarifikasi enzimatik Fermentasi 3. LITBANG Etanol dunia 4 . Keekonomian Mengapa Bio-ethanol ? • Kebutuhan dan konsumsi energi terus meningkat sementara sumber energi berbahan fosil makin terkuras • Menurunnya kualitas udara karena polusi efek gas rumah kaca • bahan bakar alternative, Sustainable, energi ramah lingkungan = Bioetanol-Biomassa bahan baku jumlahnya melimpah lebih baik dari bensin karena dapat meningkatkan efisiensi pembakaran Dapat mengurangi emisi gas rumah kaca 0% -20% -40% -60% -80% -2% -2% -6% -23% -17% -64% Reductions of GHG Emissions by Ethanol Blend to Displace Gasoline When a Vehicles is Driven for a Mile E10 GV: DM Corn EtOH E10 GV: WM Corn EtOH E10 GV: Cell. EtOH E85 FFV: DM Corn EtOH E85 FFV: WM Corn EtOH E85 FFV: Cell. EtOH Pengurangan gas rumah kaca melalui penggunaan etanol dari bahan baku lignoselulosa • Konsumsi energi perkapita indonesia masih rendah. • Indonesia negara kepulauan, sedangkan distribusi energi belum merata • isu global : emisi karbon Peluang (Opportunity) • Memiliki banyak potensi bahan baku bioethanol ( jenis dan jumlah) • Prosesnya menggunakan sumber energi terbarukan (angin, tenaga surya) • Masyarakat mampu beradaptasi terhadap perubahan Unggul (Strength) Lemah (Weakness) • ketergantungan pada BBM • keterbatasan penguasaan teknologi • kurang minat pada pengembangan pertanian. Pengembangan riset dan teknologi Ancaman (Thread) • Resistensi masyarakat yang mayoritas muslim • Efisiensi energi yang masih rendah • isu global: • mengutamakan pangan dari energi • Pembebasan hutan dan kelestarian alam Analisis SWOT pengembangan bioethanol di Indonesia Keuntungan finansial / harga K / m • 11 % of US corn -> 2% of total fuel for automobiles • Dramatic increase of demands cannot be met with 1 st generation bioethanol. Alternative source is needed (ex. Lignocellulose biomass) Crisis of 1 Crisis of 1 st st generation bioethanol generation bioethanol
6
Embed
Out line - OPI · PDF fileenergi terbarukan (angin, ... Peningkatan nilai tambah lignin sebagai bahan baku industri (bahan perekat dan pelapis, ... bahan baku sampah rumah tangga
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
16/11/2011
1
Yanni Sudiyani
Pusat Penelitian KIMIA-LIPI
STATUS TERKINI PENELITIAN DANPENGEMBANGAN BIOETANOL DARI BIOMASSA
LIGNOSELULOSA :Pretreatment Sakarifikasi dan Fermentasi
Out line
1. Pendahuluan
Mengapa bio-ethanol?
2. Status terkini litbang bioethanol - lignoselulosa
* Hidrolisis enzimatik lebih disukai karena lebih spesifikNamun cukup mahal
16/11/2011
3
Tantangan Lignoselulosa
selulosa terbungkus hemiselulosadan lignin dalam struktur yang kokohsulit dipecah.Ikatan antar glukosa adalah βglikosidictidak bisa dicerna ragiSacc. cer
Pati(bisa dicerna ragi)
selulosa(tidak bisa dicerna ragi)
Arahpengembangan
Arah pengembangan teknologiproses produksi bioethanol dari lignoselulosa
Teknologiperlakuan awal
Teknologisakarifikasi
Teknologifermentasi
Membebaskanselulosa dari struktur
komponenlignin&hemiselulosa
Membebaskanglukosa dari ikatan βglikosidic sellulosa
• Metoda fisik: Penurunan ukuran, meningkatkan luas permukaan dan mengurangi kristal selulosa- milling, chipping, grinding- Gamma, iradiasi berkas elektron
• Metoda kimia- asam, basa- organosol, cairan ionik
• Metoda kimia fisik- steam, Liquid high Water (LHW)- AFEX, Amonia Recycle Percolation (ARP)
• Metoda biologi- jamur
Source: Galbe, M. And Zacchi, Adv, Biochem. Eng. Biotechnol. (2007)
1. Teknologi untuk menghasilkan selulosa yang bebas bahanpenghambat selulase (lignin, soda dll).Contoh LITBANG Teknologi: Modifikasi kraft pulping, Organosolve pulping (dengan asam asetat) Destruksi lignin secara biologis (menggunakan jamur)
Arah pengembangan teknologi1. Tahap produksi perlakuan awal (1)
1) Fermentasi yang memberikan yield alkohol tinggi dengan prosesfermentasi yang lebih cepat dan murah.
contoh pengembangan teknologi:1) Screening dan Rekayasa genetika untuk menghasilkan ragi yang
tahan kadar alkohol tinggi2) Screening dan rekayasa genetika untuk menghasilkan mikroba yang
bisa menghasilkan alkohol dari monosakarida selain glukosa ( monosakarida C-5 seperti xylose)
3) Penggunaan ragi non konvensional, seperti kuyberomyces lactis, yarrowia lipolytica, hansenula polymorpha dan pichia pastoris
4) Penggunaan bakteri Zymomonas mobilis5) pengembangan proses sakarifikasi dan feremntasi dilakukan
serentak.
16/11/2011
5
Demonstration of Cellulosic Bioethanol Production
Decrystallization/Hydrolysis
Filtration Fermentation Pervaporation
SMB(Simulated Moving Bed) Distillation
Wood chips
Negara institusi Penelitian
Jepang Kyoto University Sintesa ethanol dengan proses kimiawi lewat pirolisisbiomassa
Swedia Chalmers Technical University
Bersama perusahaan Taurus Energy mengembangkanpabrik ethanol dari lignoselulosa, memanfaatkanmonosakarida C-6 dan C-5 dalam lignoselulosa
Jerman Goethe University Menemukan ragi yang bisa memproduksi ethanol darixyloseDenmark Novo Nurdisk
India Osmania University •Metode detoksifikasi hidrolisat lignoselulosa•Modifikasi gen tumbuhan agar kandungan ligninnyarendah (tumbuhan yang dimutasi adalah tembakau)
Finlandia VTT Technical research center
Sequencing dan mutasi gen tricoderma reeesei
Inggris Britain’s biotechnology and biological science research council
Modifikasi gen tanaman sehingga selulosa lebih mudahdihidrolisis.
Institusi dunia yang berkecimpung dalamLITBANG proses produksi bioethanol - lignoselulosa
Negara institusi Penelitian
Amerika Mascoma corp. Verenium inc
Isolasi enzyme dari bakteri yang tumbuh di rayap, perut gajah untuk proses sakarifikasi
Canada Greenfield ethanol & Enerkem
Membangun pabrik ethanol lewat proses pirolisis daribahan baku sampah rumah tangga
Denmark Danish Technical University
Mengembangkan fermentasi menggunakan bakterithermofilik anaerobik yang bisa memproduksi ethanol dari monosakarida C-5 dengan perolehan hingga 7,5%Amerika Dartmouth’s Thayer
SchoolInggris Qteros Inc Mengembangkan clostridium phytofermentans (juga
dinamakan Q microbe) yang bisa menghidrolisisselulosa jadi glukosa dan mengubah fermentasi glukosajadi ethanol.
Inggris Gulf Ethanol corp Mengembangkan teknologi vortex implosion disintegrator yang diklaim mampu mengubah biomasajadi bubuk selulosa dalam hitungan detik
Institusi dunia yang berkecimpung dalamLITBANG proses produksi bioethanol - lignoselulosa
negara institusi Penelitian
Brazil Dedini’sSao Luiz mill corp
Mengembangkan teknologi Dedini Rapid Hydrolysis (DHR) dan mengaplikasikannya padaproduksi ethanol dari baggase . DHR diklaimmampu menurunkan ongkos produksi ethanol dari lignoselulosa dari 40 cent US$ menjadidibawah 27 cent US$ (20 cent euro) per liternya
Inggris Britain’s biotechnology and biological science research council
Modifikasi gen tanaman sehingga selulosa padatanaman mutagen lebih mudah dihidrolisis.(ceres dan edenspace (tidak saling kerjasama) melakukan mutasi pada sorgum)
Inggris Edenspace System Corp
Amerika Energy Crop Company Ceres,inc
Institusi dunia yang berkecimpung dalamLITBANG proses produksi bioethanol dari lignoselulosa
Institusi Indonesia yang berkecimpung dalam LITBANG prosesproduksi bioethanol -lignoselulosa
Institusi1. LIPI (6 Pusat Penelitian)
P2 Kimia : Pretreatmen kimia dan katalis ,TKKS
UPT Biomaterial: pretreatment biologi TKKS dan limbah tapioka, pencarian tanaman selulosa mudah dihidrolisis
UPT Yogya : b baku shorgumP2 Biologi : b baku lontar & tongkol