2018 : Optimasi Proses Pre-Treatment pada Produksi Biobutanol dengan Fermentasi dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Palm Empty Fruit Bunch)

Dr. Ir. Lily Pudjiastuti MT.
Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita M.Eng.

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

RINGKASAN Biobutanol merupakan salah satu energi baru dan terbarukan dari jenis biofuel. Biobutanol menjadi bahan bakar alternatif yang mulai banyak diteliti dan dikembangkan. Hal ini mengingat cadangan minyak dan gas bumi yang semakin menipis sehingga pemanfaatan biomassa berlignoselulosa menjadi sumber energi terbarukan yang penting untuk mengurangi ketergantungan dunia pada bahan bakar minyak (BBM). Maka dari itu, pemanfaatan biomassa berlignoselulosa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dipandang sangat strategis karena memiliki kandungan selulosa sebesar 40% dan dapat mencapai hingga 65% serta ketersediaannya di Indonesia melimpah, sehingga memungkinkan sebagai bahan baku biobutanol. Akan tetapi karena pada TKKS juga terdapat kandungan lignin yang cukup signifikan yaitu 14,1-30,45% maka perlu dilakukan upaya menghilangan lignin menggunakan proses pre-treatment secara optimal. Kemudian pada proses hidrolisa dilakukan secara enzimatik dengan penambahan surfaktan untuk mengoptimalkan kinerja enzim sehingga kadar selulose yang diperoleh tinggi. Dalam penelitian ini akan dilakukan tahap pre-treatment secara mekanik, Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) digiling dan diayak untuk mendapatkan ukuran 100-120 mesh. Dilanjutkan dengan proses pre-treatment secara kimiawi menggunakan kombinasi asam – orgonosolv – basa. Pada pelarut asam menggunakan H2SO4 dengan konsentrasi 0,3% - 1 % kemudian untuk pelarut basa menggunakan NaOH dengan konsentrasi 1% - 5%. Dan untuk pelarut organik (organosolv) menggunakan etanol dengan kosentrasi 20% - 60%. Dari hasil yang didapat dilanjutkan dengan melakukan proses optimasi lanjutan untuk mengetahui kondisi optimum proses delignifikasi menggunakan metode Response Surface Methodology (RSM) dengan Central Composite Design sehingga akan didapatkan kondisi optimum pada proses pre-treatment kombinasi asam – orgonosolv – basa. Untuk mengetahui sifat Amorf bahan uji dilakukan analisa XRD dan diperoleh kadar lignin yang terdegradasi. Kemudian melanjutkannya dengan metode hidrolisa enzimatik menggunakan campuran enzim selulase, enzim selobiose dan enzim xilanase sehingga diperoleh degradasi selulosedan hemiselulose menjadi gula reduksi. Untuk mengetahui kadar gula reduksi berupa glukosa, fruktosa dan xilose menggunakan analisa DNS dan komposisi gula reduksi dalam substrat digunakan analisa HPLC sehingga akan di ketahui kadar glukosa, fruktosa dan xilose. Pada tahap fermentasi anaerob dilakukan secara batch menggunakan bakteri Clostridium acetobutylicum pada kondisi pH 4 – 5 untuk mendapatkan komposisi ABE (aseton-butanol-etanol) dari broth fermentasi dengan butanol yang tinggi. Disamping itu, pada penelitian ini dilakukan perbandingan kondisi fermentasi menggunakan elektron reseptor berupa Na2SO4/CaSO4 sebanyak 2g/L kedalam ABE broth fermentasi yang diharapkan dapat meningkatkan konsentrasi butanol dalam broth fermentasi ABE. Pada akhir penelitian ini dilakukan pemisahan ABE dari hasil broth fermentasi menggunakan variasi rasio konsentrasi solvent (oleyl alcohol) dan ABE broth fermentasi untuk mendapatkan kondisi optimum pemisahan ABE. Untuk mengetahui kadar ABE dalam broth dan hasil ekstraksi digunakan analisa GC. Kata Kunci: ABE, fermentasi, optimasi, organosolv, proses hidrolisa, TKKS.