Pengembangan Kultivasi Mikroalga Penghasil Biofuel di ...

PENGEMBANGAN KULTIVASPENGEMBANGAN KULTIVASBIOFUEL DI FOTOBIOREAKTO

MEDIA AIR LIMBAH D

Dr. Mujizat KajDr. Tri Prar

Sri Ratih Desw

PRESENTASI LAPPRESENTASI LAPPENELITIAN HIBAH KOMPETITIF

DIKTI-L9 DESEMB

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGALEMBAGA PENELITIAN DAN PENGAINSTITUT PERTAN

Gedung Andi Hakim Nasoetion LantaTelp. 0251-8622093, 8622642 pe

SI MIKROALGA PENGHASILSI MIKROALGA PENGHASIL OR DENGAN MENGGUNAKAN DAN GAS BUANG CO2

awaroe, M.Si,rtono, M.Scwati, S.Pi, M.Si

PORAN AKHIRPORAN AKHIR SESUAI PRIORITAS NASIONAL

LPPMBER 2009

ABDIAN KEPADA MASYARAKATABDIAN KEPADA MASYARAKATNIAN BOGORi 3, Kampus IPB Darmaga-Bogores. 316, Fax. 0251-8622323

LATAR B

Biomassa => sumbuntuk komplemen BBMp

Salah satu biomaSalah satu bioma

Peningkatan prod

Kebutuhan nutrien, CUntuk m

Kultivasi mikroalga dengan air limbah

ELAKANG

ber energi potensial M, mengurangi emisi CO2g g

assa : mikroalgaassa : mikroalga

uktivitas mikroalga

CO2 dan ruang tumbuhmikroalga

dalam fotobioreaktor dan gas CO2 murni

T jTujuan

Meningkatkan produksi biomdikultivasi di media limbah dli b h j di l bih b ih (limbah menjadi lebih bersih (Meningkatkan biomassa mikrmenggunakan gas buang COmenggunakan gas buang COatmosfer dapat berkurang (TMemperoleh sistem kultivasi fotobioreaktor (Tahun I)fotobioreaktor (Tahun I).Memperoleh sistem penggun

(Tahun II)( )Memperoleh produksi biofuelmikroalga (Tahun II)

KhKhusus

massa mikroalga yang omestik sehingga buangan (T h I)(Tahun I).roalga dengan O2 sehingga emisi CO2 diO2 sehingga emisi CO2 di Tahun II).

mikroalga pada

naan gas buang CO2

l yang maksimal dari

KerangkaKerangka 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

PemikiranPemikiranAN TUJUAN AKHIR

hamberCO2

Pengurangan emisi

Peningkatan produktivitas mikroalga

airair limbah Pemanfaatan dan

pengolahan limbah secara biologi

M t d PMetode P• Pembuatan fotobiorea• Pengamatan Pertumb• Pengukuran Kualitas A

Tumbuh MikroalgaTumbuh Mikroalga• Proses Pemanenan da

MikroalgaMikroalga• Proses ekstraksi miny

P litiPenelitianaktor

buhan MikroalgaAir Limbah Media

an Pengeringan

yak mentah mikroalga

Pemb atan foPembuatan foFlow direction

Water Chamber

Flow direction

Water Chamber

Photo Bioreactor

Flo

w d

irec

tio

n

Water Chamber

Photo Bioreactor

Flo

w d

irec

tio

n

Water Chamber

Light passing

F

Water Chamber

Light passing

F

Water Chamber

Flow direction

sapO2

Light sensor and control

Nutrien

Flow direction

sapO2

Light sensor and control

Nutrien

pH

senso

rs &au

tom

ation

feeder

pCO2

dll

pO2

Sal

NutrienO2CO2pHpH

senso

rs &au

tom

ation

feeder

pCO2

dll

pO2

Sal

NutrienO2CO2pH

otobioreaktorotobioreaktorP = PumpF = FilterP = PumpF = Filter

V2

controlled bycomputer

F FilterD = DryerC = CentrifugePress = Presser

V2

controlled bycomputer

F FilterD = DryerC = CentrifugePress = Presser

V1P1 F1 D1 C1 Press

Processing

V1P1 F1 D1 C1 Press

Processing

TankP2

TankP2

Compcontroler

NutrienFeeder

to Valve control

ControlerCompcontroler

NutrienFeeder

to Valve control

Controler

PHOTOBIOREACTOR & CONTROLTitle

PHOTOBIOREACTOR & CONTROLTitle

1 Design by Ayi Rachmat, M.Si 01

PHOTOBIOREACTOR & CONTROLA

1 1Thursday, April 24, 2008

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

1 Design by Ayi Rachmat, M.Si 01

PHOTOBIOREACTOR & CONTROLA

1 1Thursday, April 24, 2008

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

Pembuatan foNo Jenis Bahan Spesifikasi/

1 akrilik tabung Panjang = 2

ALAT DAN BAHAN YANG DIGU

1 akrilik tabung Panjang = 22 flang Diameter = 3 resin Volume = 54 katalis Volume = 14 katalis Volume = 15 lem paralon Merk = Isar6 knee diameter = 7 Mur & baut Kunci 247 Mur & baut Kunci 248 oring diameter = 9 valve diameter =

10 box transparan Volume = 110 box transparan Volume = 111 serat fiber Panjang = 512 bak torn Volume = 2

otobioreaktor/Merk Jumlah2 meter diameter = 10 cm 4

NAKAN

2 meter, diameter = 10 cm 44 inci 8 liter 100 ml 100 ml 1

rplas, volume @300 gram 24 inci, bahan PVC 8

64644 inci 84 inci 21 liter 11 liter 15 meter 150 liter, merk QF 1

P b t fPembuatan fot bi ktotobioreaktor

P l hPengolah

Kultivasi mikroalga skala laboratoriumDengan menggunakan air limbah

Penghitungan kepaData kualitas air limbah

N=n1

N=nV

cg

h d than data

Kultivasi mikroalga skala outdoorDengan menggunakan air limbah

adatan mikroalga

Acg

1000 ml

Aa

Vc

Hasil PeHasil PeFOTOBIOREAKTORFOTOBIOREAKTOR

enelitianenelitian

Pengamatan Pertug

HARI Ulangan 1 Ulangan 2

Media Air Limbah InfluentHARI 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 000H2 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 000H7 600,000 1,100,000

mbuhan Mikroalgag

Ulangan 3 Rata-rata SDUlangan 3 (ind/cc)

Rata rata SD (ind/cc)

500,000 466,67 28,87

1,800,000 1,483,33 728,54

1 400 000 2 083 33 592 321,400,000 2,083,33 592,32

350,000 916,67 513,16

500,000 483,33 28,87

1,000,000 1,416,67 381,88

650,000 1,033,33 340,33

1 550 000 1 083 33 475 221,550,000 1,083,33 475,22

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 000H2 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 rata SD

t

Ulangan 3 (ind/cc)

Rata-rata SD (ind/cc)

0 500,000 466,67 28,87

0 1,050,000 1,150,00 100,00

0 2 050 000 2 216 67 378 600 2,050,000 2,216,67 378,60

0 3,300,000 3,000,00 476,97

0 4,100,000 3,116,67 1,000,42

0 1,450,000 1,466,67 675,15

0 8,150,000 6,850,00 2,123,98

0 5,250,000 8,033,33 3,490,82

Kualitas Air Limbah MePARAMETER 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 MikroalgaATUAN BAKU

MUTUeffluent 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

g/L 400 40.675 248.145

Perbandingan antara kualitas air sebe

Parameter Satuan Sebelum KuInfluent/

Balance Tank HFISIKAFISIKATotal Disolved Solid mg/l 794.286Total Suspended Solid mg/l 290.286

AKIMIATotal BOD5 mg/l 1214.714Total COD mg/l 3322.929Ammonia mg/l < 0 2Ammonia mg/l < 0.2Nitrite mg/l < 0.1Sulfide mg/l 0.4Sulfate mg/l 137.286gResidual Chlorine mg/l 0.029Iron Dissolved (Fe) mg/l 0.691Total Chromium mg/l < 0.01Lead mg/l < 0.01Copper mg/l < 0.3Zinc mg/l 0.25T t l Oil /l < 1Total Oil mg/l < 1

elum dan sesudah kultivasi mikroalga

ultivasi Sesudah Kultivasieffluent/

Holding TankInfluent/

Balance Tankeffluent/

Holding Tank

595.786 112 3777.929 280 310

27.143 23.04 7.8055 448.890 51.611

< 0 2 1 673 0 241< 0.2 1.673 0.241< 0.1 <0.002 0.0020.317 <0.002 <0.002

0 248.145 40.6750.061 0.08 0.060.068 0.649 0.05

< 0.01 <0.005 <0.005< 0.01 0.041 0.025< 0.3 0.03 <0.0050.231 0.08 0.009

< 1 <1 <1< 1 <1 <1

P d PPemanenan dan Pen

Air limbah (5 L) In

Berat basah (gram)

Berat kering (gram)Berat kering (gram)

i Mik lngeringan Mikroalga

nfluent Effluent

3,73 30,67

0 56 4 600,56 4,60

H il k t k i iHasil ekstraksi minya

Jenis Mikroalga KJenis Mikroalga K

Scenedesmus sp.

Kromatogram darKromatogram dar

k t h ik lak mentah mikroalga

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

53.73

i Scenedesmus spi Scenedesmus sp.

Gambar MinyakGambar Minyakk Hasil Ekstraksik Hasil Ekstraksi

Hasil identifikasi senyawaHasil identifikasi senyawaScenedes

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 0 216 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 0.8416 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 phtalat 8.47p

26 tristearin 11.38

TOTAL 100.01

a dalam minyak mikroalgaa 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 35 521 Vinyl laurat 35.52

4

6

6

5

4

5

4

4

44

9

4

1

7

2

5

4

6

7

8

1 TOTAL 53.73

KESIMPKESIMP

• Pertumbuhan mikroalga dengmengalami peningkatan yangmengalami peningkatan yangdengan media air limbah influ

• Perbandingan kualitas air sebmenunjukkan bahwa denganmenunjukkan bahwa dengan air limbah baik yang berasal ddigunakan sebagai media tumnutrien yang bisa mencukupinutrien yang bisa mencukupi

• Berat kering mikroalga dari hauntuk air limbah influent dan 4effluenteffluent.

PULANPULAN

gan media air limbah effluent cukup tinggi dibandingkan cukup tinggi dibandingkan

uent. belum dan sesudah kultivasimelakukan kultivasi mikroalgamelakukan kultivasi mikroalga,

dari influent maupun effluent bisa mbuh mikroalga dengan kadar mikroalga untuk bertumbuhmikroalga untuk bertumbuh.asil kultivasi sebesar 0,56 gram 4,60 gram untuk air limbah

Rencana Publikasi Hasil Penel

• Jurnal Biota dengan judul “P• Jurnal Biota dengan judul PMikrolga Dengan menggunaPabrik”

P blik i il i h d 8th E• Publikasi ilmiah pada 8th EuBiotechnology of Microalgae“Growth and DevelopmentGrowth and Development Industrial Waste Water”

itian

Peningkatan BiomassaPeningkatan Biomassa akan Media Air Limbah 

W k huropean Workshop e, Amsterdaam, Juni 2010 of Scenedesmus sp usingof Scenedesmus sp using 

Tahun ke 2

D k tDokumentasi litisi penelitian

Potensi sumber nut

Nutrien alami dalam air

limbah pabrik

rien untuk mikroalga

Nutrien dari campuran bahan kimia

KULTIVASI MIKROALGA DI LABBORATORIUM DAN OUTDOOR

Penelitian COpeningkatan produ

O2 murni untuk 2 uktivitas mikroalga

TERIMATERIMAAKASIHAKASIH