produksi biodiesel dan bioetanol berbasis mikroalga

I. IDENTITAS PENELITIAN 1. Judul Usul :

Kajian Produksi Biodiesel dan Bioetanol Berbasis Mikroalga Secara Simultan

2. Ketua Peneliti

- Nama Lengkap dan Gelar : Ahmad Budi Junaidi, S.Si., M. Sc.- Bidang Keahlian : Kimia Lingkungan/Energi terbarukan- Jabatan Struktural : Penata/IIIc- Jabatan Fungsional : Lektor- Unit kerja : PS Kimia FMIPA Unlam- Alamat Surat : FMIPA Unlam Jl. A. Yani Km.

35,8 Banjarbaru- Telepon/Faksimile : 0511- 4773868- E-mail : [email protected]

3. Anggota Peneliti

No.Nama & Gelar

AkademikBidang

KeahlianMata Kuliah yang

diampuInstansi

Alokasi Waktu

Jam/minggu

1.Abdullah, S.Si. M. Si.

Kimia Fisika1. Kimia Fisika2. Kimia Polimer3. Bhn Bakar Hayati

PS Kimia FMIPA Unlam

8 jam

2.Gunawan , S. Si., M. Si.

Biologi Tumbuhan

1. Sistem tumbuhan2. Etnobotani3. ekologi tumbuhan

PS Biologi FMIPA Unlam

8 jam

4. Obyek Penelitian

Obyek penelitian ini adalah mikroalga sebagai bahan baku pengolahan biodiesel dan

pemanfatan biomasssa mikroalga sisa pengolahan biodiesel sebagai bahan baku

pengolahan bioetanol. Penelitian difokuskan pada kondisi/metode optimum

pengolahan biodiesel dan bioetanol tersebut di atas dengan parameter yield dan

ketercapaian standar kualitas produk biodiesel dan bioetanol.

5. Periode Pelaksanaan Penelitian

Mulai : Pebruari 2012

berakhir : Desember 2012

6. Anggaran yang diusulkan

- Tahun Pertama : Rp. 50.000.000,- (Lima Puluh Juta Rupiah)

1

- Anggaran Keseluruhan : Rp. 100.000.000,- (Seratus Juta Rupiah)

7. Lokasi Penelitian

- Kulktur, preparasi mikroalga dan hidrolisis serta fermentasi biomassa mikroalga

(kajian produksi bioetanol) dilakukan di Laboratorium Biologi FMIPA Unlam,

Banjarbaru

- Ekstraksi lipid mikroalga dan proses transesterifikasi (kajian produksi biodiesel)

serta analisis viskositas dan densitas produk biodiesel dan bioetanol mikroalga

dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Unlam, Banjarbaru

- Analisis glukosa menggunakan spektrofotometer UV-Vis dilakukan di

Laboratorium Instrumentasi FMIPA Unlam. Analisis dilakukan di Laboratorium

Kimia FMIPA Unlam.

- Analisis flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, kadar karbon dan residu

karbon, angka korosi, dan angka setana dilakukan di Pusat Penelitian

Pengembangan Teknologi Minyak Gas Bumi-LEMIGAS,Jakarta.

- Analisis sampel dengan instrumen GC-MS, dan IR dilakukan di Laboratorium

Kimia Organik FMIPA UGM, Jogjakarta.

8. Hasil yang ditargetkan

Secara global penelitian ini diharapkan menghasilkan suatu teknologi dan informasi

skala laboratorium pengolahan secara simultan biodiesel dan bioetanol berbahan

baku mikroalga dengan tingkat produktivitas dan efesiensi yang optimum. Kajian

ekstraksi lipid mikroalga diharapkan dapat diperoleh jenis pelarut yang tepat dan

waktu optimum. Kajian transesterifikasi lipid mikroalga diharapkan dapat diperoleh

jenis pereaksi, rasio pereaksi, jenis katalis, konsentrasi katalis, temperatur dan lama

reaksi yang tepat untuk menghasilkan biodiesel secara optimum kuantitas dan

kualitasnya. Sedangkan biomassa sisa ekstraksi lipid diolah menjadi bioetanol.

Kajian proses hidrolisis diharapkan dapat diperoleh metode hidrolisis yang tepat

untuk mengkonversi biomassa mikroalga menjadi glukosa secara maksimal. Dengan

kajian proses fermentasi glukosa mikroalga diharapkan diperoleh kondisi dan rasio

serta lama fermentasi optimum untuk menghasilkan bioetanol yang optimal baik

dari sisi kualitas maupun kuantitas. Dengan demikian diharapkan melalui penelitian

2

diperoleh teknik, metode dan kondisi yang tepat untuk dapat meningkatkan

efektivitas dan produktivitas konversi mikroalga menjadi bioenergi.

9. Instansi lain yang terlibat : tidak ada

10. Keterangan lain yang dianggap perlu : -

II. SUBSTANSI PENELITIAN

ABSTRAK

Mikroalga merupakan salah satu organisme yang dapat dinilai ideal dan potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi bioenergi. Kandungan lipid dalam biomassa mikroalga spesies tertentu sangat tinggi dan ditunjang dengan pertumbuhan yang sangat cepat. Secara matematis produktivitasnya mencapai lebih dari 20 kali produktivitas minyak sawit dan 80 kali minyak jarak. Kadar karbohidrat mikroalga juga tinggi, dan secara matematis produktivitas bioetanolnya mencapai lebih dari 100 kali ubi singkong. Dengan demikian biomassa sisa produksi biodiesel dari mikroalga berpotensi digunakan untuk memproduksi bioetanol sehingga produktivitas energi berbasis mikroalga dapat ditingkatkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pembuatan biodiesel dari bahan baku mikroalga dan mengkaji penggunaan sisa produksinya sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Kajian difokuskan pada kondisi optimum pembuatan biodiesel dengan parameter yield dan ketercapaian standar kualitas biodiesel (kegiatan tahun I). Biomassa mikroalga sisa pengolahan biodiesel dikonversi menjadi bioetanol dengan cara difermentasi. Kajian difokuskan pada kondisi fermentasi optimum dengan parameter yield, ketercapaian kualitas standar bioetanol dan kadar bioetanol yang diperoleh (kegiatan tahun II).

Kata kunci: bioenergi, mikroalga, biodiesel, bioetanol.

3

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. LATAR BELAKANG

Kenyataan bahwa cadangan sumber energi fosil dunia sudah semakin menipis.

Hal ini dapat berakibat pada krisis energi yang akan menyebabkan terganggunya

pertumbuhan perekonomian dunia. Di sisi lain penggunaan sumber energi fosil juga

telah disadari menyumbang emisi gas rumah kaca yang tidak hanya sekedar

mengakibatkan pemanasan global dengan segala permasalahan lain yang mengikutinya,

akan tetapi juga mengakibatkan keasaman perairan meningkat yang berujung pada

kerusakan lingkungan. Kondisi ini memaksa dilakukannya pencarian sumber energi

alternatif (Ansyori, 2004 ; Teresa, et al., 2010).

Salah satu energi alternatif yang sangat potensial menggantikan sumber energi

fosil adalah berasal dari biomassa yang diproses menjadi biofuel. Penggunaan biofuel

sebagai sumber energi memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber

energi fosil diantaranya : 1). Sumber energi bersih, tidak menambah jumlah gas CO2 di

alam karena terjadi proses dekarbonisasi CO2 bahan bakar menjadi biomassa yang akan

diproduksi menjadi biofuel dan tidak menghasilkan emisi gas lain seperti sulfur

dioksida 2). Dapat diperbaharui/berkelanjutan. 3) Memiliki angka oktan/cetan yang

tinggi sehingga penggunaannya tidak membutuhkan lagi agen anti-knocking. (Hidayat

dan Syamsul, 2008) 4) Produksinya dapat tidak mesti dalam skala yang sangat besar

sehingga proses produksinya dapat disebar di masing-masing daerah sesuai kebutuhan

(Teresa, et al., 2010).

Penggunaan biofuel sebagai sumber energi alternatif telah lama dilakukan di

berbagai negara yang selama ini aplikasi digunakan sebagai campuran bahan bakar

minyak bumi seperti Brazil (20%, 1975), Amerika Serikat (10%, 1978), Australia

(10%, 1992), Kolumbia (10%, 2001), Thailand (10%, 2002), Sedangkan Indonesia juga

telah dimulai sebagai campuran bahan bakar premium 10% untuk transportasi yang

tertuang dalam Perpres No. 5/2006 dan Inpres No. 1/2006 (Mujizat, 2008).

Pemerintah melalui PP no. 5 tahun 2006 telah menetapkan akan mengurangi

peran minyak bumi yang saat ini pada posisi 52% menjadi 20% pada tahun 2025 nanti.

4

Sebagai tahap awal pelaksanaan PP tersebut, sampai dengan tahun 2010 telah ditetapkan

beberapa target pencapaian seperti penciptaan lapangan kerja bagi 3,5 juta

pengangguran, peningkatan pendapatan bagi para pekerja di sektor bahan bakar nabati

(BBN), serta pengembangan 5,25 juta hektar lahan terlantar untuk penanaman bahan

baku BBN.

Produk biofuel yang sangat penting saat ini adalah biodiesel dan bioetanol yang

digunakan untuk menggantikan BBM diesel dan premium sebagai bahan bakar mesin

dengan sedikit atau bahkan tanpa modifikasi. Biodiesel dapat diproduksi dari bahan

baku minyak tumbuhan seperti minyak jarak dan minyak sawit, sedangkan bioetanol

diproduksi dari biomassa tumbuhan seperti tebu, jagung, ubi-ubian dan bahan-bahan

lignoselulosa. Pemilihan sumber bahan baku yang tepat merupakan suatu yang hal yang

sangat penting. Konversi bahan pangan seperti minyak sawit dan jagung serta ubi-ubian

menjadi bioenergi akan menimbulkan permasalahan rawan pangan dan konversi area

produksi yang besar akan menimbulkan permasalahan lingkungan baru. Dari sisi

kandungan kimia bahan baku tentunya harus memiliki kandungan minyak/lipid (untuk

biodiesel) atau karbohidrat/biomassa (untuk bioetanol) yang tinggi.

Mikroalga merupakan salah satu organisme yang dapat dinilai ideal dan

potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi biofuel (Li, et al., 2008 ; Raja, et

al., 2008 ; Gouveia and Oliveira, 2009). Kandungan lipid dalam biomassa mikroalga

kering spesies tertentu dapat mencapai di atas 50% dengan pertumbuhan yang sangat

cepat (Hossain, et al, 2008 ; Hu, et al, 2008 ; Massinggil, 2009). Proses pembiakan

mikroalga hanya membutuhkan waktu 10 hari untuk siap dipanen sehingga secara

matematis produktivitasnya mencapai (120.000 kg biodiesel/Ha tahun) lebih dari 20 kali

lipat produktivitas minyak sawit (5.800 kg biodiesel/Ha tahun) dan 80 kali lipat

dibandingkan minyak jarak (1.500 kg/biodiesel/Ha tahun) (Teresa, et al, 2010). Kadar

karbohidrat mikroalga juga tinggi (29-31% berat kering untuk spesies clorella) lebih

tinggi dari pada ubi singkong (23% berat kering) dan dengan memperhitungkan masa

panen, secara matematis produktivitas bioetanolnya mencapai lebih dari 100 kali lipat

ubi singkong (Ansyori, 2008).

Berdasarkan hal ini maka produksi biodiesel berbahan dasar mikroalga secara

logika tentunya akan lebih menguntungkan jika limbah produksinya berupa biomassa

mikroalga dimanfaatkan lebih lanjut untuk menghasilkan bioetanol.

5

I.2. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan hal-hal yang telah dipaparkan pada bagian latar belakang, maka

dapat ditarik beberapa rumusan masalah untuk dikaji dalam penelitian ini :

Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan di atas dapat dirumuskan

beberapa permasalahan :

1. Bagaimana kondisi optimum dan produktivitas biodiesel yang dihasilkan dari

transesterifikasi kandungan lipid dari mikroalga.

2. Bagaimana kualitas biodiesel yang dihasilkan dari proses transesterifikasi lipid

dari mikroalga.

3. Bagaimana kondisi optimum dan produktivitas bioetanol yang dihasilkan dari

proses fermentasi biomassa mikroalga sisa ekstraksi lipid (sisa proses

pembuatan biodiesel).

4. Bagaimana kualitas bioetanol yang dihasilkan dari proses fermentasi biomassa

mikroalga sisa proses produksi biodiesel

I.3. TUJUAN KHUSUS

Penelitian yang akan dilaksanakan mempunyai tujuan untuk mengkaji

produktivitas dan kualitas biodiesel yang diproduksi dari bahan dasar mikroalga serta

mengkaji produktivitas dan kualitas bioetanol yang diproduksi dari biomassa mikroalga

sisa produksi biodiesel. Penelitian ini akan dilaksanakan dengan pentahapan sebagai

berikut :

Tahun I:

1. Membiakkan mikroalga jenis chlorella sp. dengan skala laboratorium

2. mengekstraksi dan menentukan kandungan lipid mikroalga

3. Melakukan transesterifikasi lipid dari mikroalga dan mengamati pengaruh

konsentrasi asam sulfat, rasio etanol : lipid dan waktu serta perubahan temperatur

pada proses transesterifikasi terhadap rendemen biodiesel yang dihasilkan.

4. Menentukan karakterisitik (sifat fisika dan kimia) dari biodiesel yang dihasilkan

meliputi : nilai densitas, viskositas, bilangan asam, bilangan iod, flash point, cloud

point, , kadar air dan sedimen, residu karbon, angka korosi, dan angka setana.

6

5. Menginterpretasi hasil analisis GC-MS dan spektrometer IR dari lipid mikroalga

dan biodiesel yang dihasilkan.

Tahun II:

1. Menentukan kandungan karbohidrat/pati dari biomassa mikroalga sisa pembuatan

biodiesel.

2. Melakukan fermentasi biomassa mikoalga sisa pembuatan biodiesel dan mengamati

pengaruh rasio yeast dan enzim amilase dengan biomassa mikroalga dan waktu

fermentasi terhadap rendemen bioetanol yang diperoleh.

3. Menentukan karakteristik dari bioetanol yang diperoleh meliputi : kemurnian, flash

point, cloud point, kadar air, kadar metanol, kadar Cu, kadar denaturasi dan kadar

gum (getah).

4. Menginterpretasi hasil analisis GC-MS dan spektrometer IR dari pati mikroalga dan

bioetanol yang dihasilkan.

I.3. KEUTAMAAN (URGENSI) PENELITIAN

Produksi bioenergi sebagai sumber energi alternatif sangat efektif untuk

mengatasi permasalahan krisis energi sekaligus mereduksi permasalahan lingkungan

yang ditimbulkan akibat pemakaian sumber energi fosil. Pemerintah melalui PP no. 5

tahun 2006 telah menetapkan akan mengurangi peran minyak bumi yang saat ini pada

posisi 52% menjadi 20% pada tahun 2025 nanti. Sebagai tahap awal pelaksanaan PP

tersebut, sampai dengan tahun 2010 telah ditetapkan beberapa target pencapaian seperti

penciptaan lapangan kerja bagi 3,5 juta pengangguran, peningkatan pendapatan bagi

para pekerja di sektor bahan bakar nabati (BBN), serta pengembangan 5,25 juta hektar

lahan terlantar untuk penanaman bahan baku BBN.

Tantangan utama terhadap target yang ingin dicapai adalah masih tingginya

biaya produksi terutama harga bahan baku biodiesel/bioetanol yang menyebabkan harga

biodiesel di pasaran masih kalah bersaing dengan harga bahan bakar diesel dari minyak

bumi. Disamping itu bahan baku biodiesel dan bioetanol selama ini juga merupakan

produk pangan yang menyebabkan adanya persaingan yang kontroversial. Untuk

mengatasi hal ini perlu adanya diversifikasi bahan baku biodiesel/bioetanol.

Penggunaan mikroalga sebagai baku dasar biofuel sangat potensial ditinjau dari banyak

aspek baik dari segi produktivitas, efektivitas, ekonomis maupun dari sisi lingkungan

7

dan yang terpenting bahwa keadaan alam Indonesia yang tropis cocok untuk budidaya

mikroalga.

Produksi biofuel berbahan dasar lainnya seperti minyak sawit dan minyak jarak

telah lama dan banyak diketahui, akan tetapi produksi biofuel berbasis mikroalga masih

dalam tahap pengkajian dan tentunya berbeda dengan keadaan optimalnya dengan

produksi biofuel berbahan dasar selain mikroalga. Ditinjau dari segi

sintesis/metabolisme lipid dan karbohidrat yang sangat singkat dibandingkan biomassa

lain tentunya biomassa mikroalga lebih sederhana dan kemungkinan kemungkinan

proses konversinya menjadi biofuel lebih mudah pula sehingga keadaan optimum

produksinya kemungkinan juga akan berbeda.

Selain kandungan lipid yang tinggi hingga mencapai lebih dari 50%, pada

mikroalga tertentu (seperti spesies chlorella sp) juga memiliki kandungan karbohidrat

yang tinggi hingga mencapai 29-31% (Mujizat, 2008). Hal ini tentunya menjadikan

mikroalga memiliki potensi besar untuk digunakan sebagai bahan baku biodiesel dan

bioetanol secara simultan, dimana biomassa sisa ekstraksi lipid untuk produksi biodiesel

berpotensi untuk difermentasi menjadi bioetanol. Sehingga diharapkan produksi

biodiesel dan bioetanol berbahan baku mikroalga secara simultan dapat lebih efektif dan

bernilai ekonomis tinggi serta sangat menguntungkan untuk dikembangkan di Indonesia

8

BAB II

STUDI PUSTAKA DAN STUDI PENDAHULUAN YANG TELAH DILAKSANAKAN

2.1 Bahan Bakar Nabati

Cadangan sumber energi fosil dunia sudah semakin menipis merupakan

ancaman yang sangat serius terhadap terjadinya krisis energi yang akan menyebabkan

terganggunya pertumbuhan perekonomian dunia. Di sisi lain penggunaan sumber energi

fosil juga telah disadari menyumbang emisi gas rumah kaca yang tidak hanya sekedar

mengakibatkan pemanasan global dengan segala permasalahan lain yang mengikutinya,

akan tetapi juga mengakibatkan keasaman perairan meningkat yang berujung pada

kerusakan lingkungan. Kondisi ini memaksa dilakukannya pencarian sumber energi

alternatif (Ansyori, 2004 ; Teresa, et al., 2010).

Salah satu energi alternatif yang sangat potensial menggantikan sumber energi

fosil adalah berasal dari biomassa yang diproses menjadi biofuel. Penggunaan biofuel

sebagai sumber energi memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sumber

energi fosil diantaranya : sumber energi bersih, tidak menambah jumaah gas CO2 di

alam karena terjadi proses dekarbonisasi CO2 bahan bakar menjadi biomassa yang akan

diproduksi menjadi biofuel dan tidak menghasilkan emisi gas lain seperti sulfur

dioksida; dapat diperbaharui/berkelanjutan; memiliki angka oktan/cetan yang tinggi

sehingga penggunaannya tidak membutuhkan lagi agen anti-knocking (Hidayat dan

Syamsul, 2008).; produksinya dapat tidak mesti dalam skala yang sangat besar sehingga

proses produksinya dapat disebar di masing-masing daerah sesuai kebutuhan (Teresa, et

al., 2001).

Penggunaan biofuel sebagai sumber energi alternatif telah lama dilakukan di

berbagai negara yang selama ini aplikasi digunakan sebagai campuran bahan bakar

minyak bumi seperti Brazil (20%, 1975), Amerika Serikat (10%, 1978), Australia (10%,

1992), Kolumbia (10%, 2001), Thailand (10%, 2002), sedangkan Indonesia juga telah

dimulai sebagai campuran bahan bakar premium 10% untuk transportasi dan akan

mengurangi peran minyak bumi yang saat ini pada posisi 52% menjadi 20% pada tahun

9

2025 nanti sebagai kebijakan energi nasional yang tertuang dalam Perpres No. 5/2006

dan Inpres No.1/2006 (Mujizat, 2008).

Sebagai tahap awal pelaksanaan PP tersebut, sampai dengan tahun 2010 telah

ditetapkan beberapa target pencapaian seperti penciptaan lapangan kerja bagi 3,5 juta

pengangguran, peningkatan pendapatan bagi para pekerja di sektor bahan bakar nabati

(BBN), serta pengembangan 5,25 juta hektar lahan terlantar untuk penanaman bahan

baku BBN. Walaupun demikian untuk mencapai target yang telah ditetapkan masih

mengalami berbagai tantangan. Tantangan utama adalah masih tingginya harga bahan

baku biodiesel terutama CPO, sehingga harga biodiesel di pasaran masih kalah bersaing

dengan harga bahan bakar diesel dari minyak bumi (Hambali, et. al, 2007). Salah satu

usaha untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan mencari bahan baku yang tepat untuk

produksi biofuel.

2.2 Produksi Biodiesel

Dalam pembuatan biodiesel beberapa variabel penting perlu dicermati, seperti

jumlah mol alkohol (metanol/etanol), konsentrasi katalis (KOH/NaOH), suhu reaksi,

dan waktu reaksi. Menurut Chitra, et al. (2005), jumlah metanol optimum adalah 20%,

10

Gambar 2.1. Produksi biofuel Dunia, 1975-2005 (Henniges dan Zeddies, 2006)

dengan konsentrasi NaOH 1%, suhu reaksi 60oC dengan waktu reaksi 90 menit dengan

kadar ester dalam biodiesel sebesar 98%. Dalam pembuatan biodiesel biasanya minyak

terlebih dahulu ditingkatkan kualitasnya (refining) dengan cara degumming dan

netralisasi. Degumming dilakukan dengan cara menambahkan asam phosfat, sementara

netralisasi dilakukan dengan menambahkan basa NaOH. Minyak hasil netralisasi

selanjutnya ditransesterifikasi dengan metanol atau etanol sebagai pereaksi.

Gambar 2.2 Reaksi pembentukan senyawa alkil ester (biodiesel)

Tabel 2.1 persyaratan kualitas biodiesel menurut SNI-04-7182-2006Parameter dan satuannya Batas nilai Metode uji

Massa jenis pada 400C, kg/m3 850-890 ASTM D 1298Viskositas kinematik pada 400C, mm2/s (cSt) 2,3-6,0 ASTM D 445Angka setana Min. 51 ASTM D 613Titik nyala (mangkok tertutup, 0C Min. 100 ASTM D 93Titik kabut, 0C Maks. 18 ASTM D 2500Korosi bilah tembaga (3jam, 500C) Maks. No. 3 ASTM D 130Residu karbon, % berat : - dalam contoh asli Maks. 0,05 ASTM D 4530 - dalam 10% ampas distilasi Maks. 0,03Air dan sedimen, %-volume Maks. 0,05 ASTM D 2709Temperatur distilasi 90%, 0C Maks. 360 ASTM D 1160Abu tersulfatkan, %-berat Maks. 0,02 ASTM D 874Belerang, ppm-b (mg/kg) Maks. 100 ASTM D 5453Fosfor, ppm-b (mg/kg) Maks. 10 AOCS Ca 12-55Angka asam, mg-KOH/g Maks. 0,8 AOCS Cd 3-63Gliserol-bebas, %-berat Maks. 0,02 AOCS Ca 14-56Gliserol total, %-berat Maks. 0,24 AOCS Ca 14-56Kadar ester alkil, %-berat Min. 96,5 DihitungAngka iodium, g-I2/(100 g) Maks. 115 AOCS Cd 1-25Uji Halphen Negatif AOCS Cb 1-25

Ada beberapa jenis proses produksi biodiesel yang telah dikembangkan dan

diaplikasikan untuk mencapai produktivitas yang tinggi dan kebutuhan energi untuk

11

konversi bahan baku menjadi biodiesel diantaranya : proses Biox, proses Lurgi, proses

MPOB (Malaysian Palm Oil Board) dan proses yang dikembangkan ITB Bandung.

2.3 Produksi Bioetanol

Minat dunia dalam menggunakan bioetanol sebagai energi alternatif telah

mendorong penelitian yang berkaitan dengan efisiensi biaya dan proses produksi. Etanol

dilaporkan dapat menghasilkan paling sedikit 20% energi lebih tinggi dibandingkan

dengan energi yang digunakan dalam proses produksinya. Selain itu, proses produksi

dan pembakaran etanol dapat menurunkan 12% gas rumah kaca dibandingkan dengan

bahan bakar fosil (Hill et al., 2006).

Bahan-bahan yang mungkin digunakan sebagai penghasil bioetanol biasanya

mengandung karbohidrat. Bioetanol dapat diproduksi dari berbagai bahan baku yang

banyak terdapat di Indonesia, seperti singkong, tebu, aren, dan jagung sehingga

Indonesia berpotensi menjadi Produsen terbesar di Dunia. Saat ini Brasil merupakan

negara penghasil bioetanol terbesar di dunia selama dekade terakhir, walaupun produksi

Amerika Serikat mulai mendekati level produksi Brasil. Perbedaan utamanya adalah

struktur biaya produksi yang lebih rendah di Brasil karena menggunakan bahan baku

tebu, sedangkan di Amerika Serikat lebih banyak menggunakan bahan baku tepung dan

jagung (Henniges dan Zeddies 2006).

Etanol umumnya diproduksi dengan fermentasi secara batch dan fed batch

dengan menggunakan mikroba Saccharomyces dan dapat menghasilkan etanol yang

tinggi, sekitar 12-14% (v/v). Laporan dan tinjauan tentang produksi etanol melalui

proses fermentasi dengan menggunakan beberapa strain bakteri, kapang, dan jamur

telah banyak diterbitkan (Dien et al. 2003; Desai et al. 2004; Demain et al. 2005; Chinn

et al. 2006; Keating et al. 2006). Namun, kemampuan organisme tersebut biasanya

terbatas karena hanya dapat menggunakan substrat gula C6 (heksosa). Selama dua

dasawarsa terakhir, upaya untuk merekayasa berbagai mikroba mesofilik penghasil

etanol intensif dilakukan agar dapat menggunakan gula pentosa dan heksosa. Caranya,

dengan memasukkan dan mengekspresikan gen-gen yang berperan dalam asimilasi dan

metabolisme gula pentosa (Dien et al. 2003).

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

Glukosa Etanol

Gambar 2.3 Reaksi pembentukan senyawa etanol (bioetanol) dari glukosa

12

Toleransi terhadap produk (etanol) yang relatif tinggi sangat penting agar proses

produksi etanol dengan fermentasi berkesinambungan dan ekonomis. Namun, beberapa

mikroorganisme yang telah diteliti untuk produksi etanol umumnya hanya tahan

terhadap etanol pada tingkat yang rendah, kecuali S. cerevisiae (10-12% b/v) dan Z.

mobilis (12% b/v). Hal ini disebabkan oleh mekanisme yang berhubungan dengan

terganggunya integritas membran sel dari mikroorganisme sejalan dengan

meningkatnya konsentrasi etanol pada cairan fermentasi. Struktur membran yang unik

pada S. cerevisiae (kaya sterol) dan Z. mobilis (kaya senyawa asam vasenik dan

hopanoid) diduga merupakan penyebab tingginya ketahanan terhadap etanol (Zaldivar

et al. 2001).

Tinggi rendahnya alkohol ditentukan oleh aktifitas khamir dengan substrat gula

yang terfermentasi. Dari satu molekul glukosa akan terbentuk dua molekul alkohol dan

karbondioksida. Namun konsentrasi glukosa yang terlalu tinggi akan menghambat

pembentukan alkohol, sebab glukosa dengan kadar yang tinggi menyebabkan

pertumbuhan khamir terhambat sehingga kadar alkohol yang dihasilkan sedikit. Siklus

metabolisme yang umum digunakan oleh mikroorganisme untuk memecah gula adalah

siklus glikolisis. Siklus ini bisa terjadi pada kondisi aerobik maupun anaerobik, dan

menghasilkan energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) melalui fosforilasi substrat

(Prescott et al., 2002). Siklus ED sangat mirip dengan MP, dan kedua siklus berpusat

pada piruvat. Namun, siklus EMP menghasilkan 2 mol ATP per mol glukosa yang

digunakan, sementara siklus ED hanya menghasilkan 1 mol ATP. Sebagai

konsekuensinya, biomassa lebihbanyak dihasilkan pada siklus EMP. Oleh karena itu,

organisme dengan siklus ini tidak diharapkan untuk produksi etanol. Zymomonas

mobilis, misalnya, menggunakan siklus ED, menghasilkan etanol lebih tinggi (5-10%)

dan produktivitas etanol lebih tinggi (2,50 kali), tetapi menghasilkan biomassa yang

lebih rendah dibandingkan dengan Saccharomycess cerevisiae, yang mempunyai siklus

EMP (Dien et al. 2003).

Sifat lain yang juga diinginkan sebagai penghasil etanol adalah sifat toleran

terhadap lignoselulosa hidrolisat. Beberapa senyawa (hasil degradasi lignoselulosa)

bersifat sebagai inhibitor terhadap pertumbuhan organisme penghasil etanol, seperti

yang berasal dari: 1) degradasi gula (berupa furfural dari gula pentosa dan hidroksi-

metilfurfural dari heksosa), 2) kondisi perlakuan awal yang keras (berupa asam asetat

13

dan asam format), 3) degradasi lignin (berupa alkohol fenol, asam-asam dan aldehida),

dan 4) senyawa-senyawa pengontaminasi yang berhubungan dengan perlakuan awal

tangki fermentasi dan biomassa. Cara untuk menanggulangi masalah tersebut meliputi

perbaikan proses perlakuan awal, seperti penggunaan kondisi perlakuan awal yang

sedang (mild), dan kombinasi metode kimiawi dan enzimatik pada tahap detoksifikasi,

mutasi atau rekayasa metabolik. Contoh penggunaan strain penghasil etanol

(etanologenik) yang toleran terhadap inhibitor adalah pembuatan strain mutan Z. mobilis

yang tahan terhadap asam asetat, isolasi Z. mobilis yang dapat tumbuh pada hasil

hidrolisis (hidrolisat) bahan berkayu keras, adaptasi S. cerevisiae terhadap inhibitor

yang dihasilkan bahan berlignoselulosa (Keating et al. 2006), introduksi gen-gen untuk

ekspresi asam fenilakrilik dekarboksilase yang dapat memecah senyawa aromatik asam

ferulik dan sinamik dan laccase yang dapat memecah senyawa aromatik koniferil

aldehida pada S. cerevisiae (Zaldivar et al. 2001).

Tabel 2.2. Standar Nasional Indonesia Kualitas Bioetanol (SNI 7390-2008)

Parameter Unit, Min/Max SpesifikasiMetode Uji

(SNI 7390-2008)Kadar etanol %-v, min. 99,5 (sebelum denaturasi)

94,0 (setelah denaturasi)Sub 11.1

Kadar metanol mg/L, max. 300 Sub 11.1Kadar air %-v, max. 1 Sub 11.2Kadar denaturan %-V, min.

%-V, max25

Sub 11.3

Kadar Cu Mg/kg, max 0,1 Sub 11.4Keasaman sbg CH3COOH mg/L, max. 30 Sub 11.5Tampakan Jernih & tdk ada endapan Peng. visualIon klorida mg/L, max. 40 Sub 11.6Kandungan Sulfur mg/L, max. 50 Sub 11.7Getah (gum), dicuci mg/100 mL, max. 5,0 Sub 11.8pHe 6,5-9,0 Sub 11.9

Pemecahan selulosa pada suhu tinggi memberikan manfaat pada produksi etanol

dari bahan baku berselulosa, seperti meningkatkan aktivitas selulase, menurunkan biaya

energi untuk pendinginan, dan menurunkan risiko kontaminasi. Organisme termofilik

potensial telah diteliti untuk produksi etanol pada suhu tinggi, seperti Clostridium

thermochelum dan Thermoanaerobacter spp. (Chinn et al., 2006 ; Williams et al.,

2007). Konstruksi yeast thermotolerant yang dapat mengekspresikan selulase

termostabil juga telah dilaporkan (Hong et al., 2007).

14

Penggunaan bahan baku berlignoselulosa untuk produksi bioetanol mendapatkan

perhatian khusus untuk mendorong pengembangan usaha energi terbarukan dan juga

untuk menekan biaya produksi karena harganya murah (Riyanti, 2009). Penggunaan

bahan baku ini akan mengurangi kekhawatiran akan persaingan penggunaan tanaman

untuk pangan. Bahan baku ini sering kali tersedia secara lokal. Penggunaan biomassa

sebagai bahan baku energi juga berperan dalam menurunkan emisi gas rumah kaca,

karena CO2 yang dilepaskan dari degradasi biomassa alam akan tersedia sebagai karbon

dalam energi, sehingga meniadakan emisi gas rumah kaca. Walaupun demikian, proses

produksi bioetanol dengan bahan baku berlignoselulosa belum mapan, karena

kandungan lignin yang bersifat rekalsitran terhadap proses fermentasi.

2.4 Potensi Mikroalga Untuk Produksi Biodiesel dan Bioetanol

Mikroalga merupakan mikroorganisme uniselular atau multi selular sederhana

dengan ukuran 1-5 mikron yang mampu memenuhi kebutuhan energi secara mandiri

dengan melakukan fotosintesis dan mampu berkembangbiak dengan sangat cepat.

Beberapa jenis mikroalga mampu beradaptasi dan berkembangbiak dengan baik pada

lingkungan yang bervariasi. Hal ini tentunya akan sangat mendukung

pengembangannya sebagai bahan baku biofuel pada berbagai wilayah, tidak seperti

bahan baku biofuel lainnya seperti kedelai, bunga matahari, minyak jarak dan minyak

sawit yang hanya bisa dikembangkan pada wilayah tertentu saja.

Mikroalga memiliki laju pertumbuhan dan produktivitas yang tinggi jika

dibandingkan dengan pertumbuhan hutan, tanaman pertanian dan tumbuhan air lainnya,

dan kebutuhan lahan yang jauh lebih sedikit dibandingkan bahan baku biofuel lain

hingga mencapai 49-132 kali lipat lebih sedikit untuk menghasilkan biofuel yang sama

serta penggunaannya sebagai bahan baku biofuel tidak berkompetisi dengan konsumsi

manusia.

Mikroalga merupakan salah satu organisme yang dapat dinilai ideal dan

potensial untuk dijadikan sebagai bahan baku produksi biofuel (Li, et al., 2008 ; Raja, et

al., 2008 ; Gouveia and Oliveira, 2009). Kandungan lipid dalam biomassa mikroalga

kering spesies tertentu dapat mencapai di atas 50% dengan pertumbuhan yang sangat

cepat (Hossain, et al, 2008 ; Hu, et al, 2008 ; Massinggil, 2009). Proses pembiakan

mikroalga hanya membutuhkan waktu 10 hari untuk siap dipanen sehingga secara

matematis produktivitasnya mencapai (120.000 kg biodiesel/Ha tahun) lebih dari 20 kali

15

lipat produktivitas minyak sawit (5.800 kg biodiesel/Ha tahun) dan 80 kali lipat

dibandingkan minyak jarak (1.500 kg/biodiesel/Ha tahun) (Teresa, et al, 2010). Kadar

karbohidrat mikroalga juga tinggi (29-31% berat kering untuk spesies clorella) lebih

tinggi dari pada ubi singkong (23% berat kering) dan dengan memperhitungkan masa

panen, secara matematis produktivitas bioetanolnya mencapai lebih dari 100 kali lipat

ubi singkong (Ansyori, 2008).

Tabel 2.2 Perbandingan potensi beberapa bahan baku biodiesel (Chisti, 2007 ; Abou-Sanab, et al., 2009 ; Teresa, et al., 2010)

TanamanKandungan

minyak (L/ha)Kebutuhan luas

lahan (M ha)Produktivitas

biodiesel (kg/ha.th)Jagung 172 1.540 152

Kacang kedelai 446 594 562

Kelapa 2.689 99 2.315

Kelapa sawit 5.366 45 4.747

Bunga matahari 1.070 210 945

Mikroalga lipid rendah 58.700 5 52.927

Mikroalga lipid sedang 97.800 3 86.515

Mikroalga lipid tinggi 136.900 2 121.104

Tabel 2.3 Kandungan Lipid beberapa spesies mikroalga (Chisti, 2007 ; Li, et al., 2008 ; Teresa, et al., 2010)

Spesies mikroalgaKandungan lipid

(% biomassa)Spesies mikroalga

Kandungan lipid (% biomassa)

Chlorella emersonii 25-63 Nanochloris sp. 20-56

Chlorella minotissima 57 Nanochloropsis sp 12-53

Chlorella sp. 10-48 Schizochytrum sp. 50-77

Chlorella vulgaris 5-58 Skelotonema costatum 13-51

Dunaleilla salina 6-25 Pavtova salina 30

Dunaleilla primolicta 23 Pyrrosia Leavis 69

Dunaleilla sp. 17-67 Zitzschia sp. 45-47

Euglena gracilis 14-20 Dunaleilla lutheri 6-25

Mikroalga dapat dijadikan sebagai bahan baku berbagai produk renewable

energy seperti biodiesel, etanol, gas metana, hidrogen dan produk lain. Biodiesel dari

16

mikroalga tidak mengandung sulfur, dan rendah emisi partikulat, COx, hidrokarbon dan

SOx. Akan tetapi tinggi dalam hal emisi NOx.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian akan memerlukan waktu selama 8 bulan. Pelaksanaan penelitian dan

beberapa analisis sederhana dilakukan di Laboratorium FMIPA Unlam. Kultur

mikroalga dan proses fermentasi dilakukan di Laboratorium Biologi FMIPA. Proses

ekstraksi lipid, transesterifikasi hidrolisis biomassa mikroalga dan distilasi biodiesel dan

bioetanol dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Unlam. Analisis glukosa

menggunakan spektrofotometer UV-Vis dilakukan di Laboratorium Instrumentasi

FMIPA Unlam. Analisis viskositas dan densitas produk biodiesel dan bioetanol

mikroalga dilakukan di Laboratorium Kimia FMIPA Unlam. Analisis sampel dengan

instrumen GC-MS, dan IR dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM

(Jogjakarta). Analisis flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, kadar karbon dan

residu karbon, angka korosi, dan angka setana dilakukan di Pusat Penelitian

Pengembangan Teknologi Minyak Gas Bumi-LEMIGAS (Jakarta).

3.2 Bahan dan Alat

Bahan:

Tahun I: Bibit mikroalga chlorella sp., FeCl3, urea, heksana, EDTA, MgSO4, NaH2PO4,

dietil eter, metanol (CH3OH), etanol (C2H5OH), asam sulfat (H2SO4), asam nitrat

(HNO3), kalium hidroksida (KOH), asam phospat (H3PO4), isopropil alkohol, zing

oksida (ZnO), hidrazin sulfat, amonium metavanadat dan kalium dihidrogen phospat

(KH2PO4), larutan Wijs, kalium iodida (KI), karbon tetraklorida (CCl4), kalium

dikromat (K2Cr2O7), natrium tiosulfat, kuprisulfat hidrat (CuSO45H2O), natrium sulfat,

natrium hidroksida (NaOH), asam klorida (HCl), semua bahan kimia dengan spesifikasi

p.a (E. Merck), kertas pH universal (E.Merck), akuades (Laboratorium Dasar FMIPA

Unlam).

17

Tahun II: (NH4)2SO4, K2HPO4, Yeast, Enzim Amilase, H2SO4, HCl, Heksana, Etanol,

Na2SO4 anhydrous, H3PO4, Dietil eter, Heptana, Isopropil alkohol, Indikator Phenol

Pthalin, CuSO4.5H2O, Metanol, KI, Asam sitrat Na2S2O3, Indikator amilum, KIO3, Pb

asetat, semua bahan kimia dengan spesifikasi p.a (E. Merck), kertas pH universal

(E.Merck), akuades (Laboratorium Dasar FMIPA Unlam)

Alat:

Tahun I: Alat-alat gelas (beker glass, erlenmeyer, corong pisah, labu takar, gelas ukur,

pipet tetes, pipet volume, dsb.), seperangkat alat refluks, seperangkat alat distilasi,

reaktor tabung dari bahan gelas, termometer, viskometer tipe kapiler, oven, neraca

analitik dan stop watch, furnace, spektrofotometer UV-Vis, kromatografi gas-

spektroskopi massa (GC-MS), spektrometer IR. Seperangkat alat untuk menentukan

flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, kadar karbon dan residu karbon, angka

korosi, dan angka setana.

Tahun II: Alat-alat gelas (beker glass, erlenmeyer, corong pisah, labu takar, gelas ukur,

pipet tetes, pipet volume, dsb.), seperangkat alat refluks, seperangkat alat distilasi,

reaktor tabung dari bahan gelas, termometer, viskometer tipe kapiler, buret, oven,

picnometer, neraca analitik dan stop watch, furnace, spektrofotometer UV-Vis,

kromatografi gas-spektroskopi massa (GC-MS), spektrometer IR. Seperangkat alat

untuk menentukan flash point, cloud point, kadar air dan sedimen, bilangan asam,

angka korosi, dan angka oktana.

18

3.3 Rancangan Penelitian

Tahun I

Tahun II

Bibit Mikroalga Chlorella sp.

Natan Mikroalga

Kultur mikroalga

Ekstraksi lipidkajian pelarut

Filtrasi

Lipid mikroalgaBiomassa mikroalga

Media diperkaya nutrien

19

Hidrolisis Kimiawi Hidrolisis Enzimatik

Larutan GlukosaFermentasi

kajian : waktu, rasio

Analisis yield

Bioetanol Mikroalga

Karakterisasi mutu bioetanol dan dibandingkan SNI 7390-2008

Penyusunan laporan, seminar, revisi buku ajar dan pembuatan artikel jurnal nasional/paten

Biodiesel mikroalga

Transesterifikasikajian :katalis, pelarut, waktu, suhu

Karakterisasi mutu biodiesel dibandingkan SNI 04-7182-2006

Analisis yield

Penyusunan laporan, seminar dan pembuatan artikel jurnal nasional

3.4 Variabel Penelitian:

Tahun I: proses ekstraksi lipid mikroalga : Pelarut (heksana dan dietil eter), proses

transesterifikasi : jumlah mol katalis H2SO4 dan NaOH (2, 4, 6, 8, 10 mol), pereaksi

(metanol dan etanol, temperatur reaksi (tanpa pemanasan, 60, 80, 100 oC ), dan waktu

reaksi (5, 15, 25, 35, 45 menit).

Tahun II: proses hidrolisis biomassa mikroalga : hidrolisis kimiawi (konsentrasi

asam/basa, temperatur, waktu) dan hidrolisis enzimatik (rasio enzim/sampel, waktu, pH

awal). Proses fermentasi glukosa mikroalga : rasio yeast/sampel (5%, 10% dan 15%),

waktu fermentasi (2, 4, 6 dan 8 hari)

Cara Kerja

3.5.1 Kultur dan Preparasi Mikroalga

Penelitian ini diawali dengan budidaya mikroalga. Bibit mikroalga diambil dari

perairan air tawar. Tahap pertama mikroalga dikultur di dalam ruang dengan temperatur

dan pencahayaan serta aerasi terkontrol untuk pertumbuhan optimal mikroalga. Stok

mikroalga kemudian dibudidayakan di dalam tempat aquarium besar dengan

pencahayaan dan aerasi terkontrol sampai jenuh (sekitar 10 hari). Mikroalga dipanen

dengan menyaring natan dan kemudian dikeringkan dengan cara dijemur dipanas

matahari kemudian dilanjutkan dengan menggunakan oven hingga diperoleh biomassa

kering mikroalga.

3.5.2. Pengolahan Biodiesel dari Mikroalga

Sampel biomassa mikroalga kering diektraksi kandungan lipidnya menggunakan

dietil eter dan juga menggunakan heksana. Kandungan lipid mikroalga ditentukan dan

yang telah dipisahkan ditransesterifikasi menggunakan metanol menggunakan katalis

asam sulfat untuk menghasilkan metil ester (biodiesel). Biodiesel yang terbentuk dapat

dipisahkan dengan menggunakan corong pisah. Karakterisasi biodiesel mikroalga yang

diperoleh : viskositas, densitas, bilangan asam, bilangan iod, N-total, analisis flash

20

point, cloud point, kadar sulfur dan sedimen serta diperkuat dengan analisis angka

cetana menggunakan GC-MS/HPLC dan FTIR. Kajian produksi biodiesel difokuskan

pada optimasi proses ekstraksi kandungan lipid mikroalga dan proses transesterifikasi

lipid mikroalga menjadi metil ester. Optimasi proses ekstraksi lipid dilakukan terhadap

jenis dan konsentrasi serta waktu optimum pelarut pengekstrak lipid dengan parameter

kadar lipid yang dapat diekstrak. Optimasi proses transesterifikasi dilakukan terhadap

metode transesterifikasi ; jenis, konsentrasi serta rasio pelarut dan katalis biomassa yang

digunakan ; waktu dan temperatur optimum proses transesterifikasi dengan parameter

yield dan kualitas biodiesel yang diperoleh dengan berdasar terpenuhinya standar mutu

biodiesel.

3.5.3 Pengolahan Bioetanol Mikroalga

Biomassa sisa dari ekstraksi lipid mikroalga dihidrolisis secara kimiawi

menggunakan asam sulfat dengan pemanasan dan secara biologis menggunakan enzim

amilase untuk menghasilkan glukosa. Glukosa yang diperoleh dikonversi menjadi etanol

dengan proses fermentasi menggunakan yeast (ragi). Bioetanol yang terbentuk

dipisahkan dengan cara distilasi. Karakterisasi bioetanol mikroalga yang diperoleh :

kemurnian, densitas, bilangan asam, angka oktana flash point, cloud point, kadar

sedimen, kadar tembaga, Gum, klorida dan diperkuat dengan analisis menggunakan

GC/HPLC dan FTIR. Kajian produksi bioetanol dari mikroalga difokuskan pada

optimasi proses hidrolisis karbohidrat menjadi glukosa dan proses fermentasi terutama

waktu optimum, metode fermentasi optimum, rasio biomassa degan yeast optimum dan

kondisi fermentasi optimum dengan parameter yield glukosa dan yield bioetanol serta

kadar bioetanol yang diperoleh.

3.6 Analisis Data

Data yang diperoleh diolah berdasarkan parameter yang diteliti ditabulasi dan

dibuat grafik. Hasil penelitian dianalisis berdasarkan hasil analisis kuantitatif dan

kualitatif. Analisis kuantitatif biodiesel ditujukan pada nilai : yield lipid mikroalga dan

yield biodiesel. Analisis data kualitatif biodiesel mikroalga : densitas, viskositas,

bilangan asam, bilangan iod, flash point, cloud point, kadar fosfor, kadar air dan

sedimen, residu karbon, angka setana. Semua data kualitatif pengamatan dibandingkan

dengan standar kualitas biodiesel berdasarkan SNI 04-7182-2006. Sementara analisis

secara kualitatif ditujukan pada kromatogram GC-MS dan spektra IR, (data penelitian

21

tahun I). Analisis kuantitatif bioetanol mikroalga difocuskan pada nilai : kadar glukosa

sebelum dan setelah hidrolisis, yield bioetanol. Analisis kualitatif bioetanol mikroalga ;

bilangan asam, densitas, flash point, cloud point, angka oktana, kadar Cu, klorida, kadar

gum. Semua data kualitatif pengamatan dibandingkan dengan standar kualitas bioetanol

berdasarkan SNI 7390-2008. Sementara analisis secara kualitatif ditujukan pada

kromatogram GC-MS dan spektra IR, (data penelitian tahun II).

BAB IV

JADUAL PELAKSANAAN PENELITIAN

Penelitian ini rencananya akan dilaksanakan selama 2 tahun dengan jadual

kegiatan seperti terlihat dalam tabel berikut :

IV.1 Jadual Penelitian Tahun I :

KegiatanBulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8

1. Persiapan

2. Pelaksanaan penelitian:

a. Kultur mikroalga

b. Ekstraksi lipid mikroalga

c. Pembuatan biodiesel dari lipid mikroalga

d. Variasi jumlah mol asam sulfat

e. Variasi temperatur reaksi

f. Variasi waktu reaksi

g. Karakterisasi sampel lipid dan biodiesel mikroalga

3. Pelaporan:

a. Pembuatan laporan kemajuan I

b. Pembuatan laporan akhir

c. Pembuatan jurnal

IV.2 Jadual Penelitian Tahun II :

KegiatanBulan ke-

1 2 3 4 5 6 7 8

1. Persiapan

2. Pelaksanaan penelitian:

a. Preparasi biomassa mikroalga sisa produksi biodiesel

b. Karakterisasi kadar karbohidrat biomassa mikroalga

b. Hidrolisis biomassa sisa produksi biodiesel

22

c. Fermentasi glukosa hasil hidrolisis mikroalga

d. Karakterisasi bioetanol mikroalga

3. Pelaporan:

a. Pembuatan laporan kemajuan

b. Pembuatan buku ajar

c. Pembuatan laporan akhir

d. Pembuatan artikel jurnal/paten

BAB V

LUARAN PENELITIAN

Luaran dan indikator pencapaian kegiatan penelitian yang akan dilaksanakan

selama 2 tahun adalah sebagai berikut :

Tahun Luaran Indikator Pencapaian

I

1. Teknologi optimum produksi

biodiesel dari mikroalga skala

laboratorium

2. Laporan Penelitian

3. Jurnal nasional terakreditasi

Dihasilkan teknologi optimum

produksi biodiesel dari mikroalga

yang didukung data riset dan artikel

ilmiah yang telah diterbitkan oleh

jurnal terakreditasi

II

1.Buku ajar

2. Teknologi optimum produksi

bioetanol dari biomassa mikroalga

3. Laporan Penelitian

4. Artikel Jurnal nasional

terakreditasi/paten

Dihasilkan buku ajar, teknologi

optimum produksi biodiesel &

bioetanol dari mikroalga secara

simultan dan artikel ilmiah yang telah

diterbitkan oleh jurnal terakreditasi

/paten.

23

BAB VI

PERSONIL PENELITI

1. Ketua Peneliti :

a. Nama Lengkap : Ahmad Budi Junaidi, S.Si., M.Sc.

b. Jenis kelamin : Laki-laki

c. NIP : 197603042001121003

d. Disiplin Ilmu : Kimia Lingkungan

e. Pangkat/Golongan : Penata/IIIc

f. Jabatan Fungsional : Lektor

g. Fakultas/Jurusan : MIPA/Kimia

h. Waktu penelitian : 10 jam/minggu

2. Anggota Peneliti 1

a. Nama Lengkap : Abdullah, S.Si, M.Si.


c. NIP : 196808071994031006

d. Disiplin Ilmu : Kimia Fisika/Polimer

e. Pangkat/Golongan : Pembina/IVa

f. Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

g. Fakultas/Jurusan : MIPA/Kimia


3. Anggota Peneliti 2

a. Nama Lengkap : Gunawan, S.Si, M.Si.


c. NIP : 197911012005011002

d. Disiplin Ilmu : Biologi Tumbuhan

e. Pangkat/Golongan : Penata Muda Tingkat I/III b

f. Jabatan Fungsional : Lektor

g. Fakultas/Jurusan : MIPA/Biologi

24


4. Tenaga Teknisi

4.1 Nama : Fahreza, A. Md.

Keahlian : Teknisi Lab. Kimia Analitik

4.2 Nama : Rasyidah, A. Md

Keahlian : Teknisi Lab. BiologiBAB VII

PEMBIAYAAN

Penelitian ini rencananya akan dilaksanakan selama 2 tahun dengan rincian

pembiayaan pertahunnya sebagai berikut :

Anggaran Biaya dan Pentahapan

No. Uraian Tahap I (Rp) Tahap II (Rp) Jumlah (Rp)1 Gaji dan Upah 14.580.000,- 14.580.000,- 29.160.000,-2 Pembelian peralatan 5.130.000,- 5.490.000,- 10.620.000,-3 Bahan habis pakai 13.780.000,- 12.650.000,- 26.430.000,-4 Biaya analisis dan sewa lab. 7.900.000,- 6.400.000,- 14.300.000,-5 Perjalanan 6.500.000,- 6.000.000,- 12.500.000,-6 Lain-lain 2.110.000,- 4.880.000,- 6.990.000,-

Jumlah 50.000.000,- 50.000.000,- 100.000.000,-(Rincian anggaran ini disajikan dalam Lampiran 1 Justifikasi usulan anggaran dana penelitian)

25

DAFTAR PUSTAKA

Abou-Shanab, R., Hun-Joen, B., Song H., Kim Y., Hwang, J., 2009, Alga-Biofuel ; Potential Use as Sustainable Alternative green Energy, Power and Energy Engineering : 1 (1) : 4-6

Ansyori, 2004, Etanol sebagai Bahan Bakar Alternatif, Erlangga, Jakarta

Chinn, M.S., S.E. Nokes, and H.J. Strobel, 2006, Screening of Thermophilic Anaerobic Bacteria For Solid Substrate Cultivation On Lignocellulosic Substrates. Biotechnol. Prog. 22: 53-59.

Chisty, Y., 2007, Biodiesel from Microalgae, Biotechnology Advances : 25 : 293-306

Chisty, Y., 2008, Biodiesel from Microalgae Beats Bioethanol, Trend in Biotechnology: 26 (3) : 126-131

Demain, A.L., M. Newcomb, and J.H.D. Wu., 2005. Cellulase, Clostridia, and Ethanol. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 69(1): 124–154.

Deng, X., Li Y. and Fei X., 2009, Microalgae : A Promising Feedstock for Biodiesel, African J. of Microbiology Reseach, 3 (13) : 1008-1014.

Desai, S.G., M.L. Guerinot, and L.R. Lynd, 2004,Cloning of L-lactate Dehydrogenase And Elimination of Lactic Acid Production Via Gene Knockout in Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485. Appl. Microbiol. Biotechnol. 65: 600-605.

Dien, B.S., M.A. Cotta, and T.W. Jeffries, 2003,Bacteria Engineered For Fuel Ethanol Production: Current Status, Appl. Microbiol. Biotechnol. 63: 258-266.

Eriksen NT., 2008, The Technology of Microalgal Culturing. Biotechnology Letters ; 30 :1525–1536.

Franson, and Mary Ann H., 1999, Standard Method for the Examination of Water and Wastewater, 16th, 1067-1072 APHA-AWWA- WPCF, Washington D.C.

Gouveia L, and Oliveira AC., 2009, Microalgae as A Raw Material For Biofuels Production. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology ; 36: 269–274.

Henniges and Zeddies. 2006, Bioengineering and Agriculture: Promises and Challenges. International Food Policy Research Institute, http://www.ifpri.org/2020/focus14/ focus1409.[17 Februari 2010]

26

http://www.ifpri.org/2020/focus14/

Hidayat N, dan Syamsul, H., 2008, Generasi Ketiga BBM dari Kolam Hijau, Gatra, Jakarta.

Hill, J., E. Nelson, D. Tilman, S. Polasky and D. Tiffany, 2006, Environmental, Economic, and Energetic Costs and Benefits of Biodiesel and Ethanol Biofuels, Proceeding of The National Academy of Science, USA 103: 11206-11210.

Hong, J., Y. Wang, H. Kumagai, and H. Tamaki, 2007, Construction of thermotolerant yeast expressing thermostable cellulase genes, J. Biotechnol, 130: 114-123.

Hossain ABMS, Salleh A, Boyce AN, Chowdhury P, and Naqiuddin M., 2008, Biodiesel Fuel Production From Algae As Renewable Energy. American Journal of Biochemistry and Biotechnology ; 4 (3) : 250–254.

Hu Q, Sommerfeld M, Jarvis E, Ghirardi M, Posewitz M, Seibert M, et al. 2008, Microalgal Triacylglycerols As Feedstocks For Biofuels Production: Perspectives And Advances. The Plant Journal;54 : 621–639.

Keating, J.D., C. Panganiban, and S.D. Mansfield, 2006, Tolerance and Adaptation of Ethanologenic Yeasts To Lignocellulosic Inhibitory Compounds, Biotechnology and Bioengineering. Published online 9 February 2006 in Wiley InterScience (www. interscience.wiley. com). [9 Maret 2010]

Kussuryani, Y. and Anwar, C., 2009, Aplikasi SNI-7390-2008 : Analisis Bioetanol dan Campurannya dengan Bensin, LEMIGAS

Li Y, Horsman M, Wu N, Lan C.Q, and Dubois-Calero N., 2008, Biofuels From Microalgae. Biotechnology Progress ; 24 (4) : 815–820.

Massinggil, M. J., 2009, 15 Years of Experience Producing microalgae Feedstock and Resulting Co-Products, Kent Bioenergy Corporation, San Diego.

Miao X, and Wu Q., 2006, Biodiesel Production From Heterotrophic Microalgal Oil. Bioresource Technology ; 97 (6) : 841–846.

Mujizat, K., 2008, Makhluk Mini Pengisi Tangki, Teknologi Etanol, Jakarta

Prescott, A.M., J.P. Harley, and Dann.A. 2002, Microbiology. McGraw-Hill, New York.

Raja R, Hemaiswarya S, Kumar NA, Sridhar S. and Rengasamy R., 2008, A Perspective On The Biotechnological Potential of Microalgae. Critical Reviews in Microbiology;34(2):77–88.

Riyanti, E. I., 2009, Biomassa Sebagai Bahan Baku Bioetanol, Jurnal Litbang Pertanian : 28(3) : 101-110.

Susilaningsih, D., djohan A. C., Widyaningrum D. N., Anam H., 2009, Biodiesel from Indigenous Indonesian Marine Microalgae, Nanochloropsis sp., Biotech. Res. In Tropical Region, 2 (2) : 1-4

Teresa M. M., Antonio A. M. dan Caetano, N.S. 2010, Microalgae for Biodiesel Production and Other Applications: A Review, Renewable and Sustainable Energy, 14 217-232

Williams, T.I., J.C. Combs, B.C. Lynn, and H.J. Strobel, 2007, Proteomic Profile Changes in Membranes of Ethanol-Tolerant Clostridium thermocellum, Appl. Microbiol. Biotechnol. 74: 422-432

27

Zaldivar, J., J. Nielsen, and L. Olsson, 2001, Fuel Ethanol Production From Lignocellulose: A Challenge For Metabolic Engineering And Process Integration. Appl. Microbiol. Biotechnol. 56: 17-34.

28

produksi biodiesel dan bioetanol berbasis mikroalga

Documents