Peningkatan kualitas produksi Bioethanol dari rumput gajah dengan Teknologi Membran pervaporasi

 

USULAN

HIBAH KOMPETITIF PENELITIAN

SESUAI PRIORITAS NASIONAL

 

TEMA :  KETAHANAN ENERGI

JUDUL PENELITIAN

Peningkatan kualitas produksi BIOethanol dari rumput gajah dengan Teknologi Membran pervaporasi

DR. Ir. NI KETUT SARI, MT

IR. KETUT SUMADA, MS

Ir. Nur Hapsari, MT

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ”VETERAN”

JAWA TIMUR

MARET, 2009

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HALAMAN PENGESAHAN

  1. Judul Penelitian                 : Peningkatan Kualitas Produksi Bioethanol

Dari Rumput Gajah Dengan Membran

Pervaporasi

2. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap           : Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT.

b. Jenis Kelamin             : Perempuan

c. NIP                             : 030 217 164

d. Jabatan Struktural      : Kalab. Instrumentasi Teknik Kimia

e. Jabatan fungsional : Lektor Kepala

f. Fakultas/Jurusan         : Teknologi Industri/Teknik Kimia

g. Pusat Penelitian          : UPN “Veteran” Jawa Timur

h. Alamat                       : Jl. Raya Rungkut Madya.

Gunung Anyar. Surabaya

i. Telpon/Faks                 : 031-8782179/031-8782259

j. Alamat Rumah            : Jl. Wisma Medokan WMJ-6. Surabaya

k. Telpon/Faks/E-mail : 031-8791656 / 08123181105/

sari_ketut@yahoo.co.id

 

3. Jangka Waktu Penelitian     : 2 tahun (seluruhnya)

Usulan ini adalah usulan tahun ke-I

 

4. Pembiayaan

a. Jumlah yang diajukan ke Dikti tahun ke-1  :           Rp 100.000.000,00

b. Jumlah yang diajukan ke Dikti tahun ke-2 :           Rp 100.000.000,00

c. Jumlah yang diajukan ke Dikti tahun ke-3  :           Rp –

 

Mengetahui,                                                                    Surabaya,     Maret 2010

Dekan Fakultas Teknologi Industri                              Ketua Peneliti,

 

 

 

 

(Ir. Sutiyono, MT)                                               (Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT)

NIP. 030 191 025                                              NIP 030 217 164

 

 

Mengetahui

Ketua Lembaga Penelitian/Pengabdian Kepada Masyarakat

(Prof. Dr. Ir. Akhmad Fauzi, MMT)

NIP. 030 212 918

 

 

 

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN

1

DAFTAR ISI

2

I IDENTITAS PENELITIAN

3

II SUBSTANSI PENELITIAN

5

BAB I PENDAHULUAN

6

  a.  Latar Belakang

6

  b.  Tujuan Umum

7

  c.  Tujuan Khusus

8

  d.  Urgensi (Keutamaan) Penelitian

8

BAB II STUDI PUSTAKA

9

  a.  Kualitas Rumput Gajah

9

  b.  Proses Pembuatan Ethanol

10

  c.  Teknologi Membran Perpavorasi

16

  Studi Pendahuluan yang telah dilaksanakan

19

BAB III METODE PENELITIAN

22

 
  1. Metode Penelitian Tahun Pertama

23

 
  1. Metode Penelitian Tahun Kedua

29

  Luaran Kegiatan

34

BAB IV PEMBIAYAAN

34

JADWAL KEGIATAN PENELITIAN

DAFTAR PUSTAKA

35

36

LAMPIRAN

39

 

 

 

 

 

 

 

 

Sistematika Usul Penelitian

 

I. Identitas Penelitian

 

  1. Judul Usulan                      :  Peningkatan Kualitas Produksi Bioethanol

                                                   Dari Rumput Gajah Dengan Teknologi

                                                   Membran Pervaporasi

2. Ketua Peneliti

(a) Nama lengkap                :   Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT

(b) Bidang keahlian             :   Teknologi Proses

 

3. Anggota peneliti

No.

Nama dan Gelar

Keahlian

Institusi

Curahan Waktu

(jam/minggu)

1.

Ir. Nur Hapsari, MT

Teknologi Membran

UPN “Veteran” Jawa Timur

10

2.

Ir. Ketut Sumada, MS

Teknologi Proses

UPN “Veteran” Jawa Timur

15

 

4.  Tema Penelitian   :            Ketahanan Energi.

 

5.  Objek penelitian (jenis material yang akan diteliti dan segi penelitian)

¨        Teknologi proses untuk peningkatan kuantitas bioethanol dari rumput gajah

¨        Teknologi membran untuk peningkatan kualitas bioethanol

 

6. Lokasi penelitian   :    UPN “Veteran” Jawa Timur

 

7. Hasil yang ditargetkan (beri penjelasan)

¨        Produk bioethanol dengan kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi.

¨        Teknologi untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas ethanol yang lebih efektif dan efisien.

8.   Institusi lain yang terlibat  :    –

 

9.   Sumber biaya selain Dikti            :    –   sebesar Rp –

 

10. Keterangan lain yang dianggap perlu :

Penelitian Peningkatan Kualitas Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah Dengan Teknologi  Membran Pervaporasi  bertujuan untuk :

¨        Menghasilkan kuantitas produk bioethanol yang tinggi dengan proses hidrolisis secara kimia dan enzym.

¨        Menghasilkan produk bioethanol yang berkualitas tinggi dengan kadar bioethanol pro analisis (pa) menggunakan teknologi membran pervaporasi.

¨        Mendapatkan metode peningkatan kualitas bioethanol yang efektif dan efisien dengan menggunakan teknologi membran pervaporasi.

¨        Menghasilkan hasil samping padatan rumput gajah dari sisa proses hidrolisis yang memiliki potensi sebagai pupuk kompos.

¨        Menghasilkan hasil samping filtrat dari sisa proses fermentasi yang memiliki potensi sebagai pupuk cair.

 

Penelitian ini direncanakan  melibatkan 4 (empat) orang mahasiswa dalam rangka penyelesaian tugas akhir di Jurusan Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional (UPN) “Veteran” Jawa Timur dan rencana publikasi seperti berikut :

No

JUDUL  PENELITIAN

JUMLAH MAHASISWA YANG TERLIBAT

PUBLIKASI

PATEN

LOKAL

NASIONAL

 

1 Peningkatan Kuantitas Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah Dengan Proses Hidrolisis Secara Kimia Dan Enzym

2 orang

1

1

 

2 Peningkatan Kualitas Produk Bioethanol Hasil Dari Hasil Proses Distilasi Dengan Teknologi Membran Pervaporasi

2 orang

1

1

 

 

 

 

 

 

 

II. SUBSTANSI PENELITIAN

ABSTRAK

Penelitian peningkatan kualitas produksi bioethanol dari rumput gajah dengan teknologi membran pervaporasi ini mempunyai tujuan khusus yaitu untuk menghasilkan produk bioethanol dengan kuantitas yang tinggi dan kualitas pro analisis (pa), pupuk kompos dari sisa proses hidrolisis dan pupuk cair dari sisa proses fermentasi.

Ketersediaan rumput gajah dapat diperoleh secara kontinyu dan melimpah, merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Rumput gajah hanya digunakan sebagai makanan ternak, terkadang rumput gajah juga dianggap sebagai tanaman pengganggu. Tetapi rumput gajah mempunyai kadar selulosa, pati dan glukosa yang dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol. Untuk meningkatkan kuantitas bioethanol dilakukan perbaikan pada proses hidrolisis yaitu gabungan antara proses kimia dan enzym, proses fermentasi dan proses distilasi dengan alat mini plant dengan kapasitas 100 liter ethanol per hari. Sedangkan untuk meningkatkan kualitas bioethanol dengan kadar ethanol diatas 99%, salah satunya digunakan teknologi membran pervaporasi.

Berdasarkan kajian literatur dan analisis laboratorium diketahui rumput gajah mengandung kadar selulosa 40,85%, pati 20%, glukosa 5%, protein kasar 5,2 % dan sisanya N, P, K, Ca, Mg, S.

Adapun mekanisme reaksi pada proses hidrolisis sebagai berikut:

HCl

(C6H10O5)n  +  n H2O                         C6H12O6       

Selulosa                                               Glukosa

 

 

 

Dalam proses produksi bioethanol pada proses hidrolisis dipengaruhi oleh derajat keasaman (pH), volume larutan HCl, jumlah Enzym Amilase dan Enzym Maltase.

 

Adapun mekanisme reaksi pada proses fermentasi sebagai berikut:

                         Saccharomyces

                            Cereviseae

C6H12O6                                2C2H5OH  +  2CO­2  

       Glukosa                                    Ethanol

Dalam proses produksi bioethanol pada proses fermentasi dipengaruhi oleh jumlah bakteri Saccharomyces Cerevisiae, waktu fermentasi pada proses fermentasi, suhu proses pada proses distilasi.

Proses perpindahan didalam membran akan berlangsung akibat adanya suatu driving force/gaya dorong (beda potensial kimia atau beda potensial listrik) yang bekerja pada komponen didalam sistem. Beda potensial terjadi akibat adanya perbedaan tekanan, konsentrasi , temperatur , atau potensial listrik.  Proses berbasis membran yang terjadi akibat adanya beda tekanan Sedangkan untuk kualitas pupuk kompos dan pupuk cair dipengaruhi oleh  kadar protein kasar, N, P, K, Ca, Mg, S dalam rumput gajah.

Penelitian dilakukan dalam waktu 2 (dua) tahun yaitu pada tahun pertama penelitian untuk memperoleh bioethanol teknis, pupuk kompos, pupuk cair dan tahun kedua untuk memperoleh bioethanol pro analisis.

 

 

BAB I. PENDAHULUAN

a. Latar Belakang

Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah, sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Dewasa ini rumput gajah hanya digunakan sebagai makanan ternak, terkadang rumput gajah juga dianggap sebagai tanaman pengganggu. Tetapi rumput gajah mempunyai kadar selulosa, pati, glukosa yang dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol. Disamping itu rumput gajah mempunyai kadar protein kasar, N, P, K, Ca, Mg, S yang dapat digunakan sebagai pupuk kompos dan pupuk cair.

            Ethanol atau ethyl alcohol kadang disebut juga ethanol spiritus. Ethanol digunakan dalam beragam industri seperti campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan baku farmasi dan kosmetika, dan campuran bahan bakar kendaraan, peningkat oktan, bensin ethanol (gasohol) dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang lebih bersih pengganti (methyl tertiary-butyl ether / MTBE). Karena ethanol mengandung 35 persen oksigen, dapat  meningkatkan efisiensi pembakaran. Ethanol juga ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah kadar karbon monoksidanya, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan serta mudah terurai dan aman karena tidak mencemari lingkungan. Sampai saat ini konsumsi ethanol dunia sekitar 63 persen untuk bahan bakar, terutama di Brazil, Amerika Utara, Kanada, Uni Eropa, dan Australia. Di Asia, Jepang dan Korea Selatan adalah konsumsi terbesar ethanol adalah untuk minuman keras.

Pemakaian pupuk di Indonesia dari tahun ke tahun selalu meningkat karena pemakaian pupuk secara langsung dapat meningkatkan produksi tanaman. Dalam pencapaian swasembada pangan di Indonesia, penggunakan pupuk merupakan salah satu usaha yang cukup berperan. Dalam rangka mengatasi permasalahan kualitas pupuk, biaya operasional pemakaian pupuk dan mengurangi import pupuk perlu dikembangkan suatu pupuk yang berkualitas, sumber bahan baku yang mudah didapat dan harga pupuk yang terjangkau oleh petani.

Rumput gajah selama ini belum dimanfaatkan secara maksimal dan dapat mengganggu lingkungan apabila dibiarkan begitu saja. Indonesia memiliki beberapa tempat penghasil rumput gajah seperti di Jawa Tengah, Jawa Barat dan Jawa Timur serta akan dikembangkannya dibeberapa daerah lainnya, dengan potensi tersebut dipastikan sumber bahan baku pembuatan ethanol, pupuk kompos, pupuk cair akan tersedia dalam jumlah yang cukup besar.

            Dalam mengembangkan kuantitas dan kualitas produk ethanol yang tinggi perlu dikaji mengenai BAHAN, MEKANISME REAKSI dan TEKNOLOGI yang diperlukan. Faktor yang sangat berpengaruh adalah bahan baku, proses hidrolisis, proses fermentasi, proses distilasi dan teknologi membran.

 

b. Tujuan Umum Penelitian

Penelitian Peningkatan Kualitas Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah Dengan Teknologi Membran Pervaporasi ini mempunyai tujuan untuk menghasilkan kuantitas produk bioethanol yang lebih tinggi dengan proses hidrolisis secara kimia dan enzyme, proses distilasi dengan alat skala mini plant kapasitas 100 liter ethanol/hari enzyme, kualitas produk bioethanol pro analisis (pa) dengan menggunakan teknologi membran pervaporasi.

 

c. Tujuan Khusus

Tujuan khusus yang ingin dicapai adalah mendapatkan :

  1. Data kualitas bahan baku
  2. Data yield glukosa pada proses hidrolisis secara kimia dan enzym
  3. Data yield ethanol pada proses fermentasi
  4. Kadar ethanol teknis yang dihasilkan pada proses distilasi
  5. Kadar ethanol pro analisis yang dihasilkan pada teknologi membran pervaporasi

 

d. Urgensi (Keutamaan) Penelitian

1.  Program Pemerintan pada tahun 2025 tentang pemakaian ethanol sebagai bahan bakar, produksi ethanol hanya tergantung pada bahan baku tetes merupakan limbah pabrik gula, keberadaan pabrik gula di Indonesia tidak berkembang. Tetes yang dihasilkan tidak memenuhi kuantitas, sehingga perlu pengembangan bahan baku alternatif untuk produk ethanol.

2. Rumput gajah hasil pertanian yang melimpah dan saat ini hanya dipergunakan untuk pakan sapi.

  1. Berdasarkan kajian pendahuluan rumput gajah mengandung selulosa yang cukup besar (40,85%), pati (20%), glukosa (5%) yang dapat diproduksi menjadi ethanol.
  2. Indonesia memiliki industri ragi (Saccharomyces cerevisiae) yang nantinya dapat dipergunakan dalam produksi ethanol.
  3. Kualitas ethanol tinggi (pro analisis) mempunyai harga jual yang lebih mahal dibandingkan ethanol teknis.
  4. Sejak Menteri Negara Riset dan Teknologi me-launching Bahan bakar Gasohol BE-10 pada akhir Januari 2005, dimana bahan baku yang digunakan untuk pembuatan ethanol dari ketela pohon dan jagung, mempunyai harga jual yang sangat berfluktuaktif, sehingga harga jualnya jauh lebih mahal dari bahan bakar minyak (BBM).
  5. Pemerintah melakukan impor BBM, hal ini menunjukkan kebutuhan BBM nasional cukup besar sedangkan produksi dalam negeri tidak mencukupi sehingga sering terjadi kelangkaan BBM dan harga BBM menjadi sangat mahal, dan harga kebutuhan pokok ikut mahal, yang mengakibatkan terganggunya sektor ekonomi.
  6. Berdasarkan hasil analisa rumput gajah mengandung protein kasar 5,2 % dan  N, P, K, Ca, Mg, S yang dapat diproduksi menjadi pupuk cair dan pupuk kompos.

 

 

BAB II. STUDI PUSTAKA

  1. a.      Kualitas Rumput Gajah

            Rumput gajah dikenal dengan nama ilmiah  Pennisetum Purpureum Schumach. Nama daerahnya : Elephant grass, napier grass (Inggris), Herbe d’elephant, fausse canne a sucre (Prancis), Rumput Gajah (Indonesia, Malaysia), Buntot-pusa (Tagalog, Filipina), Handalawi (Bokil), Lagoli (Bagobo), Ya-nepia (Thailand), Co’ duoi voi (Vietnam), Pasto Elefante (Spanyol). Rumput gajah berasal dari Afrika tropika, kemudian menyebar dan diperkenalkan ke daerah-daerah tropika didunia. Dikembangkan terus-menerus dengan berbagai silangan sehingga menghasilkan banyak kultivar, terutama di Amerika, Philipina dan India. Rumput gajah merupakan keluarga rumput-rumputan (graminae) yang telah dikenal manfaatnya sebagai pakan ternak pemamah biak (ruminansia) yang alamiah di Asia Tenggara.

Rumput gajah secara umum merupakan tanaman tahunan yang berdiri tegak, berakar dalam, tinggi rimpang yang pendek.Tinggi batang dapat mencapai 2-4 meter (bahkan mencapai 6-7 meter), dengan diameter batang dapat mencapai lebih dari 3 cm dan terdiri sampai 20 ruas/buku. Tumbuh membentuk rumpun dengan lebar rumpun hingga 1 meter. Pelepah daun gundul hingga berbulu pendek, helai daun bergaris dengan dasar yang lebar, ujungnya runcing. Kandungan nutrien setiap ton bahan kering adalah : N : 10-30 kg  ;  P : 2-3 kg  ;  K : 30  kg  ;  Ca : 3-6 kg  ;  Mg dan S : 2-3 kg (http://aquat1.ifas.ufl.edu/penpur.html). Kandungan lain dari rumput gajah adalah : protein kasar 5,2 % dan serat kasar 40,85% (http://www.fao.org/WAICENT/FAOINFO/AGRICULT/AGP/AGPC/doc/Gbase/DATA/Pf000301.htm).

Gambar 1. Rumput gajah jenis King Grass, berumur sekitar 3 minggu.

            Selulosa adalah polimer β-glukosa dengan ikatan β-1, 4 diantara satuan glukosanya. Selulosa berfungsi sebagai bahan struktur dalam jaringan tumbuhan dalam bentuk campuran polimer homolog dan biasanya disertai polosakarida lain dan lignin dalam jumlah yang beragam. Molekul selulosa memanjang dan kaku, meskipun dalam larutan. Gugus hidroksil yang menonjol dari rantai dapat membentuk ikatan hidrogen dengan mudah, mengakibatkan kekristalan dalam batas tertentu. Derajat kekristalan yang tinggi menyebabkan modulus kekenyalan sangat meningkat dan daya regang serat selulosa menjadi lebih besar dan mengakibatkan makanan yang mengangung selulosa lebih liat (John,1997).

Selulosa yang merupakan polisakarida terbanyak di bumi dapat diubah menjadi glukosa dengan cara hidrolisis asam (Groggins,1985).

 

 

Gambar 2. Rumus Bangun Selulosa

 

  1. b.      Proses Pembuatan Ethanol

Bahan-bahan yang mengandung monosakarida (C6H12O6) sebagai glukosa langsung dapat difermentasi menjadi ethanol. Akan tetapi disakarida pati, atau pun karbohidrat kompleks harus dihidrolisa terlebih dahulu menjadi komponen sederhana, monosakarida. Oleh karena itu, agar tahap proses fermentasi dapat berjalan secara optimal, bahan tersebut harus mengalami perlakuan pendahuluan sebelum masuk ke dalam proses fermentasi.

Disakarida seperti gula pasir (C12H22O11) harus dihidrolisa menjadi glukosa, polisakarida seperti selulosa harus diubah  terlebih dahulu menjadi glukosa. Terbentuknya glukosa berarti proses pendahuluan telah berakhir dan bahan-bahan selanjutnya siap untuk difermentasi. Secara kimiawi proses fermentasi dapat berjalan cukup panjang, karena terjadi suatu deret reaksi yang masing-masing dipengaruhi oleh enzym-enzym khusus.

  1. 1.      Hidrolisis
  • Hidrolisis Dengan Asam

Hidrolisis adalah reaksi organik dan anorganik yang mana terdapat pengaruh air terhadap komposisi ganda (XY), menghasilkan hydrogen dengan komposisi Y dan komposisi X dengan hidroksil, seperti reaksi berikut :

XY  +  H2O             HY +   XOH      ………………..  (1)

Hidrolisis asam adalah hidrolisis dengan mengunakan asam yang dapat mengubah polisakarida (pati, selulosa) menjadi gula. Dalam hidrolisis asam biasanya digunakan asam chlorida (HCl) atau asam sulfat (H2SO4) dengan kadar tertentu. Hidrolisis ini biasanya dilakukan dalam tangki khusus yang terbuat dari baja tahan karat atau tembaga yang dihubungkan dengan pipa saluran pemanas dan pipa saluran udara untuk mengatur tekanan dalam udara (Soebijanto, 1986).

            Selulosa dari rumput dapat diubah menjadi ethanol dengan proses hidrolisis asam dengan kadar tertentu. Proses hidrolisis selulosa harus dilakukan dengan asam pekat agar dapat menghasilkan glukosa (Fieser, 1963). Proses hidrolisis ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya : pH (derajat keasaman), konsentrasi HCl dan jumlah bahan baku (rumput gajah).

Dalam proses ini selulosa dalam rumput gajah diubah menjadi glukosa dengan reaksi sebagai berikut:

HCl

(C6H10O5)n  +  n H2O                         C6H12O6        ……………….  (2)

Selulosa                                               Glukosa

 

 

 

  • Hidrolisis Dengan Enzym

Sebelumnya sudah dilakukan kajian proses hidrolisis secara kimia, namun yield glukosa yang dihasilkan masih kecil karena masih ada kadar pati sebesar 20 % yang belum dihidrolisis. Bahan yang mengandung disakarida pati maupun karbohidrat harus dihidrolisa terlebih dahulu menjadi komponen yang sederhana yaitu monosakarida (Agus krisno, 2002). Pati adalah polysacharida yang terdiri dari polimer glukosa dengan rumus molekul (C6H10O5). Pati alami terdiri dari dua macam komponen, yaitu amylase dengan kadar (10-20) % dan amylopectin dengan kadar (80-90) %.

Hidrolisis ini dilakukan dengan mengunakan enzym sebagai katalis. Enzym yang digunakan dihasilkan dari mikroba seperti enzym α-amylase yang dipakai untuk hidrolisis pati menjadi glukosa dan maltosa (Groggins, 1958).

 

 

….  (3)      … (3)

 

….  (4)             …. (4)

 

Proses hidrolisis secara enzyme dipengaruhi dengan beberapa faktor, yaitu :

a.  Jumlah kandungan karbohidrat pada bahan baku

Kandungan karbohidrat sedikit maka akan menghasilkan glukosa sedikit dan sebaliknya. Pada kandungan suspensi terlalu tinggi, maka akan mengakibatkan campuran akan meningkat

b. Suhu Hidrolisis

Pada umumnya semakin tinggi suhu, semakin naik laju reaksi baik yang tidak dikatalis maupun yang dikatalis oleh enzym. Akan tetapi jika suhu yang terlalu tinggi dapat mempercepat pemecahan atau perusakan enzym. Tetapi  perlu diingat bahwa enzym adalah protein, jadi semakin tinggi suhu proses inaktifasi enzym juga meningkat. Keduanya mempengaruhi laju reaksi enzymatik secara keseluruhan. hampir semua enzym mempunyai aktivasi optimal pada suhu 30 ºC–40 ºC.

c.   pH

pH berpengaruh terhadap jumlah produk hidrolisis, enzym menunjukkan aktivitas maksimum pada suatu kisaran pH yang disebut pH  optimum. Dimana pH optimum umumnya berkisar antara 4.5–8. pH  optimum suatu enzym berbeda tergantung asal enzym tersebut.

d. Kadar Air

Kadar air dari bahan sangat mempengaruhi laju reaksi enzymatic, pada kadar air bebas yang rendah terjadi halangan dan rintangan sehingga baik difusi enzym atau substrat terhambat, akibatnya hidrolisa hanya terjadi pada bagian substrat yang langsung berhubungan dengan enzym (Winarno, 1994).

  1. Kecepatan pengadukan

Kecepatan pengadukan yang digunakan untuk proses hidrolisis adalah 200 rpm (Soebijanto, 1986). Jika α-amylase yang diperoleh dari bacillus subtilis menghidrolisis pati dengan hasil utama maltoheksosa, maltopentaosa, dan sedikit glukosa (4-5) %, maka α-amylase yang dihasilkan oleh bacillus licheniformis menghasilkan maltose, maltotriosa, maltopentosa, glukosa (8–10) % (Soebijanto,1986).

 

  1. 2.        Fermentasi

                        Proses fermentasi yang dilakukan adalah proses fermentasi yang tidak menggunakan oksigen atau proses anaerob. Cara pengaturan produksi ethanol dari gula cukup komplek, konsentrasi substrat, oksigen, dan produk ethanol, semua mempengaruhi metabolisme khamir, daya hidup sel, pertumbuhan sel, pembelahan sel, dan produksi ethanol. Seleksi galur khamir yang cocok dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap baik konsentrasi, substrat ataupun alkohol merupakan hal yang penting untuk peningkatan hasil (Higgins,  dkk, 1985).

Fermentasi pertama kalinya dilakukan perlakuan dasar terhadap bibit fermentor / persiapan starter. Dimana starter diinokulasikan sampai benar-benar siap menjadi fermentor, baru dimasukkan ke dalam substrat yang akan difermentasi (Dwijoseputro). Bibit fermentor yang biasa digunakan adalah Saccharomyces Cerevisiae.

Saccharomyces Cerevisiae mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

  1. Mempunyai bentuk sel yang bulat, pendek oval, atau oval.
  2. Mempunyai ukuran sel (4,2-6,6) x (5-11) mikron dalam waktu tiga hari pada 25 oC dan pada media agar.
  3. Dapat bereproduksi dengan cara penyembulan atau multilateral.
  4. Mampu mengubah glukosa dengan baik.
  5. Dapat berkembang dengan baik pada suhu antara 20-30 oC (Judoamidjojo,1992).

Proses fermentasi dipengaruhi oleh :

  1. Nutrisi

Pada proses fermentasi, mikoroorganisme sangat memerlukan nutrisi yang baik agar dapat diperoleh hasil fermentasi yang baik. Nutrisi yang tepat untuk menyuplai mikroorganisme adalah nitrogen yang mana dapat diperolah dari penambahan NH3­, garam amonium, pepton, asam amino, urea. Nitrogen yang dibutuhkan sebesar 400-1000 gram/1000 L cairan, dan phospat yang dibutuhkan sebesar 400 gram/1000 L cairan (Soebijanto,1986). Nutrisi yang lain adalah amonium sulfat dengan kadar 70-400 gram / 100 liter cairan (Judoamidjojo,1992).

  1. pH

pH yang baik untuk pertumbuhan bakteri adalah 4,5 – 5. Tetapi pada pH 3,5 fermentasi masih dapat berjalan dengan baik dan bakteri pembusuk akan terhambat, untuk mengatur pH dapat digunakan NaOH dan HNO3.     

  1. Suhu

Suhu yang baik untuk pertumbuhan bakteri adalah antara 20-30 oC. Makin rendah suhu fermentasi, maka akan semakin tinggi etanol yang akan dihasilkan, karena pada suhu rendah fermentasi akan lebih komplit dan kehilangan etanol karena terbawa oleh gas CO2 akan lebih sedikit.

  1. Waktu

Waktu yang dibutuhkan untuk fermentasi adalah 7 hari (Judoamidjojo, 1992)

  1. Kandungan gula

Kandungan gula akan sangat menpengaruhi proses fermentasi, kandungan gula optimum yang diberikan untuk fermentasi adalah 25%, untuk permulaan, kadar gula yang digunakan adalah 16% (Sardjoko, 1991).

  1. Volume starter

Volume starter yang baik untuk melakukan fermentasi adalah 1/10 bagian dari volume substrat. Dalam proses fermentasi ini, glukosa dari hasil fermentasi diubah menjadi ethanol dengan reaksi sebagai berikut :

 

 

Saccharomyces Cereviceae

C6H12O6                                                2C2H5OH  +  2CO­2    ………..  (5)

 Glukosa                                                 Ethanol

 

  1. 3.      Distilasi Batch

Menurut Rayleigh (1902), distilasi diferensial biasanya dilakukan secara batch dalam bejana distilasi, uap yang terbentuk (Vm) segera diembunkan dan distilat (D) yang terjadi dipisahkan dari liquida yang tertinggal dalam bejana(W). Karena uap akan lebih banyak mengandung komponen yang lebih volatile maka kadar residu yang lebih volatile makin lama makin kecil, dapat persamaan sebagai berikut:

Vm  =  –  d/dt  (W . xW)

Vm  =  –  W . dxW /dt  – xW . dW/dt

Vm    =   D . yD

Pengurangan  kecepatan aliran dalam still-pot  =  kecepatan aliran keluar

W . dxW /dt  +  xW . dW/dt   =  –  D . yD

Dalam pemisahan sistem multikomponen, diasumsikan bahwa liquida bercampur sempurna dimana xw = xi  dan  yD = yi, maka (Henley dan Seader, 1998):

 

Dimana:  komposisi liquida di bottom (xw), komposisi liquida komponen i (xi), komposisi uap di distilat (yD) dan komposisi uap komponen i (yi).

Dengan kondisi awal : x = x0 dan W = W0, kemudian diintegralkan menjadi:

 

Didefinisikan dimensionless waktu (x) adalah sebagai berikut:

Dimana,  x = bilangan tak berdimensi yang tergantung pada waktu, disubstitusi sehingga diperoleh Persamaan:

…………   (6)

Persamaan (6) merupakan model Differential-Algebraic-Equations (DAEs) untuk distilasi batch sederhana ystem multi komponen, dengan asumsi tidak membentuk dua phase liquida.

Persamaan (6) telah ditulis oleh Doherty dan Perkins (1978) sebagai berikut:

Dengan forward-finite-difference, dari Persamaan (6) akan diperoleh komposisi liquida di bottom (xi,j+1) sebagai fungsi Dx, sehingga didapat Persamaan (7) sebagai berikut :

dxi = (yi – xi) dx

Dxi = (yi – xi) Dx

xi,j+1 = xi,j + (yi,j – xi,j) Dx   …………………..   (7)

Dimana komposisi liquida mula-mula di bottom (xi,j) dan Dx ditentukan, sedangkan  komposisi uap (yi,j) dihitung menggunakan Persamaan BUBL T (Prausnitz, 2001).

 

c.  Teknologi  Membran Pervaporasi

Proses inti pada pembuatan ethanol pro analisis terletak pada titik azeotropik dari ethanol dan air. Banyak kendala yang harus dihadapi untuk memisahkan ethanol dan air tersebut, misalnya pada proses distilasi kwalitas maksimum ethanol 95-96 %, dan memerlukan waktu yang lama dan proses yang cukup rumit untuk memperoleh ethanol pro analisis.

Ethanol dapat dipisahkan dengan teknologi Membran Pervaporasi, prinsip dasar pemisahan dengan teknologi membran pervaporasi adalah pemisahan berdasarkan metoda pervaporasi, dimana proses pemisahan suatu campuran dengan perubahan bentuk dari cair menjadi uap pada sisi membran. Cara kerjanya adalah ethanol berkadar 95 % dipanaskan pada suhu 75 oC, air dalam ethanol berubah menjadi uap air. Dengan tekanan vakum, ethanol dan air masuk ke membran dengan kecepatan 1,5 x 10-4 m/s. Dalam teknik pervaporasi ini uap air akan melewati membran, sedangkan ethanol ditolak karena membran tidak berpori. Selektivitas dan laju pemisahan pervaporasi sangat tergantung pada karakteristik membran, konfigurasi modul dan desain proses, itu artinya jenis membran yang digunakan mesti berkarakter mampu menyeleksi gas dan ethanol yang masuk.

Di ujung membran, uap air diserap oleh vakum, selanjutnya uap air dimasukkan dalam botol penampung yang berisi nitrogen cair. Nitrogen cair dipilih karena memiliki titik didih pada suhu -195,8 oC, dengan suhu yang sangat dingin, nitrogen cair mempunyai kemampuan membekukan bahan organik lebih efektif dari pada pendinginan berbahan ammonia ataupun freon. Saat menyentuh larutan nitrogen cair maka uap air kembali menjadi air, sedangkan ethanol tidak melewati membran, cairannya langsung dialirkan ke botol penampung ethanol murni.

Berkembangnya teknologi membran pada saat ini memberikan alternatif untuk memurnikan/meningkatkan kualitas Bioethanol. Secara sederhana membran didefinisikan sebagai lapisan penghalang semi permiabel yang membiarkan spesi-spesi tertentu dari larutan atau suspensi menembusnya atau bisa juga dikatakan bahwa proses pemisahan berbasis membran merupakan proses pemisahan dengan jalan menahan salah satu komponen dan melewatkan komponen lainnya.

Proses perpindahan didalam membran akan berlangsung akibat adanya suatu driving force / gaya dorong (beda potensial kimia atau beda potensial listrik) yang bekerja pada komponen didalam sistem. Beda potensial terjadi akibat adanya perbedaan tekanan, konsentrasi , temperatur, dan potensial listrik.  Perpindahan pada membran pervaporasi disebabkan oleh adanya beda potensial kimia, lebih spesifik lagi disebabkan oleh faktor tekanan.

Membran pervaporasi merupakan salah satu penerapan yang dapat digunakan untuk memisahan bioethanol. Didalam membran pervaporasi, proses pemisahan dilakukan berdasarkan ukuran partikel dengan driving force perbedaan tekanan.  Ketika gaya dorong bekerja pada sisi umpan yang mengandung komponen pelarut dan zat terlarut, maka beberapa bagian padatan terlarut akan tertahan pada sisi membran disebut retentate sedangkan pelarut akan lolos menembus membran disebut permeat. Hal ini menunjukkan bahwa membran yang kita gunakan mempunyai resistensi terhadap padatan sedangkan pelarut dapat lebih bebas menembus membran.

Mekanisme pemisahan bioethanol dengan teknologi membran pervaporasi seperti berikut :

Gambar  3.   Mekanisme Proses Pemisahan Membran Pervaporasi

 

Faktor   yang   menentukan  daya  pemisahan  suatu membran adalah permeabilitas dan selektivitas, membran  yang baik   memberikan  nilai  permeabilitas  dan   selektivitas yang tinggi.

 

  1. a.        Permeabilitas membran

Permeabilitas membran adalah merupakan ukuran yang menyatakan kecepatan suatu spesi tertentu untuk menembus membran. Parameter yang digunakan untuk menyatakan permeabilitas adalah nilai fluks yang didefinisikan sebagai volume permeat yang melewati membran per satuan luas membran per satuan waktu.

Fluks dinyatakan dalam persamaan :

J   =

dimana  :

J        :     Fluks (ml/cm2 s)

Vp    :      Volume  permeat (ml)

A      :     Luas permukaan membran (cm2) .

t        :     Waktu (s)

 

 

  1. b.      Selektivitas

Selektivitas membran adalah ukuran kemampuan membran menahan atau melewatkan suatu spesi tertentu. Parameter yang dipergunakan untuk menyatakan selektivitas adalah “Koefisien Rejeksi” yang didefinisikan sebagai ratio antara beda konsentrasi melalui membran dengan konsentrasi feed (fraksi konsentrasi zat terlarut yang tertahan oleh membran).

Koefisien rejeksi dinyatakan dalam persamaan :

t    =       =    1 –  Cp / Cf          

dimana :

t       :     Koefisien rejeksi

Cf       :     Konsentrasi ion terlarut dalam feed (mg/liter)

Cp       :     Konsentrasi ion terlarut dalam permeat (mg/liter)

 

 

Studi Pendahuluan Yang Telah Dilaksanakan :

            Beberapa hasil penelitian yang telah dilaksanakan dan dipublikasikan berkaitan dengan proses pembuatan Bioethanol dan proses pemisahan dengan teknologi membran, diantaranya :

1).    Ni Ketut Sari, Ketut Sumada (2006), “Kajian Produksi Ethanol dari Bengkuang” Penelitian ini mengkaji tentang produk ethanol dengan proses hidrolisis dengan peubah derajat keasaman (pH) dan perbandingan H­2SO4 dengan bengkuang, dimana menggunakan 0,8 % H­2SO4 pada suhu 120 oC selama 1 jam sehingga dihasilkan kadar gula reduksi tertinggi 5 % dan kadar pati 16 %. Gula reduksi ini mendapat perlakuan fermentasi yang optimum selama 24 – 72 jam dengan variable waktu fermentasi diperoleh kadar alkohol 9 %.

2).    Ni Ketut Sari, Ketut Sumada (2006), “Kajian Produksi Ethanol dari Air Leri” Penelitian ini mengkaji tentang menggunakan proses hidrolisis pada suhu 100 oC,  pH 2,3 dan H2SO4 1 N, dihasilkan kadar gula reduksi optimum sebesar 6,7 % dan kadar pati 7 %, kemudian dilakukan proses fermentasi dengan penambahan optimum (NH4)HPO4 sebesar 9 gram, sehingga diperoleh 20 % ethanol.

3).      Ni Ketut Sari (2007), “Kajian Produksi Ethanol dari Limbah Tepung Tapioka” Penelitian ini mengkaji tentang produk ethanol dengan proses hidrolisis yang menggunakan H­2SO4 1 N pada suhu 110 oC selama 2 jam sehingga dihasilkan kadar gula reduksi tertinggi 5 % dan kadar pati 16 %, gula reduksi ini mendapat perlakuan fermentasi yang optimum selama 5 – 25 jam dengan kadar alkohol 11 -16 %.

4).    Ni Ketut Sari, Devi dan Atika (2008), “Pemanfaatan Limbah Cair Tepung Tapioka Sebagai Ethanol”. Penelitian ini mengkaji tentang kandungan pati pada limbah cair tepung tapioka, pati yang terkonversi menjadi glukosa sebesar (29,97–40,79) %. Enzim α – amilase yang diperoleh dari Bacillus Licheniformis menghidrolisis pati menjadi glukosa dengan kadar sebesar (8-10) %. Pada waktu fermentasi 5 hari hingga 25 hari, kadar glukosa sisa untuk semua bacillus relatif turun, setelah 15 hari kadar glukosa sisa menjadi naik, hal ini disebabkan karena aktivitas Saccharomyces Cereviceae yang tidak stabil tetapi setelah itu kadar glukosa menjadi turun kembali.

5).      Ni Ketut Sari, Ketut Sumada (2009), “Kajian Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah” (Dibiayai DIPA DP2M Nomor : 257/SP2H/PP/DP2M/III/2008) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional). Penelitian ini mengkaji tentang produk ethanol dengan proses hidrolisis yang menggunakan HCl (10 ml – 50 ml), rumput gajah (50 gram – 250 gram) dan H2O 7 liter, sehingga dihasilkan kadar glukosa 25-37%. Kemudian dilakukan proses fermentasi yang optimum selama waktu tertentu sehingga diperoleh kadar ethanol 10-12% dan yield 35-37%. Dilanjutkan proses distilasi batch diperoleh kadar ethanol sekitar 95-96%.

6).      Nur Hapsari, (2004), “Perpindahan Massa Pada Proses Pemisahan Ion Kromium (Cr) dengan Membran Ultrafiltrasi Spiral-Wound”,  Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan konsentrasi ion kromium (Cr) yang terdapat dalam air limbah industri electroplating dengan mengkaji proses perpindahan massanya. Hasil penelitian dengan mempergunakan konsentrasi ion kromium (Cr) : 20 ppm didapatkan harga koefisien perpindahan massanya sebesar 1,233 cm/detik dan % rejeksinya sebesar 98,6%.

7).      Nur Hapsari , (2006), “Pemisahan Protein Limbah Cair Industri Tahu (WHEY) dengan Membran Ultrafiltrasi”Penelitian ini mengkaji kinerja membran dalam pengambilan protein dalam limbah cair industri tahu dengan proses ultrafiltrasi menggunakan membran “plate-frame”. Hasil penelitian menunjukan kondisi terbaik pada konsentrasi umpan (feed) 202,46 ppm pada tekanan 8 psi, menghasilkan % rejeksi sebesar 93,71%.

8).      Nur Hapsari, (2007), “Pre-Treatment Pemisahan TSS (Total Suspended Solid)  Dalam Limbah Cair Garam Dengan Membran Ultrafiltrasi”,  Penelitian ini mengkaji kinerja membran dalam memisahkan TSS (Total Suspended Solid) dalam limbah cair garam dengan Membran Ultrafiltrasi. Hasil penelitian menunjukan bahwa membran berbahan Nitro cellulose lebih cocok digunakan, karena membran ini lebih resistan untuk memisahkan TSS (Total Suspended Solid) dari limbah cair garam daripada membran berbahan Cellulose Acetat. Dan kondisi terbaik yang dihasilkan pada membran berbahan Nitro cellulose adalah pada beda tekanan 14,99 psi dan waktu operasi 90 menit dengan rejeksi sebesar 73,83 %.

9).      Nur Hapsari, (2008), “Kajian Selektivitas Membran Ultrafiltrasi Pada Proses Pemisahan TDS (Total Dissolved Solid)  Dalam  Bittern”,  Penelitian ini mengkaji   Selektivitas Membran Ultrafiltrasi Pada Proses Pemisahan TDS (Total Dissolved Solid)  Dalam  Bittern. Hasil penelitian menunjukkan kondisi terbaik untuk membran berbahan Cellulose acetat yaitu pada beda tekanan : 15,09 psi dan waktu : 90 menit dengan rejeksi sebesar 85,22 %. Untuk membran berbahan Nitro cellulose yaitu pada beda tekanan : 14,49 psi dan waktu : 90 menit dengan rejeksi sebesar 87,23 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III. METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan adalah metode percobaan laboratorium. Kegiatan penelitian yang diusulkan meliputi dua kegiatan penelitian utama yang mencakup :

  1. Proses produksi bioethanol dengan beberapa variabel proses pembuatan.
  2. Peningkatan kualitas bioethanol dengan menggunakan metode membran pervaporasi

 

 

6.   Perpindahan Massa Pada Proses Pemisahan Ion Kromium (Cr) dengan Membran Ultrafiltrasi Spiral-Wound (Nur Hapsari, 2004)

7.  Pemisahan Protein Limbah Cair Industri Tahu

(WHEY) dengan Membran Ultrafiltrasi

(Nur Hapsari, 2006)

8.   Pre-Treatment Pemisahan TSS (Total Suspended Solid)  Dalam Limbah Cair Garam Dengan Membran Ultrafiltrasi (Nur Hapsari, 2007)

9.   Kajian Selektivitas Membran Ultrafiltrasi Pada Proses Pemisahan TDS (Total Dissolved Solid) Dalam  Bittern (Nur Hapsari, 2007)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 4.  Roadmap Penelitian Tahun Pertama dan Kedua

a.  Metode Penelitian Tahun Pertama

 

Tema Penelitian adalah pengaruh konsentrasi HCl, konsentrasi Bacillus, konsentrasi Saccharomyces Cerevisiae, waktu fermentasi dan suhu proses terhadap proses produksi bioethanol

 

Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan kuantitas produksi bioethanol dengan perbaikan proses hidrolisis dan proses distilasi skala mini plant kapasitas 100 liter ethanol per hari.

 

Penanggung jawab   :     Ni Ketut Sari dan Ketut Sumada

 

Metode Penelitian dan Analisis data yang digunakan adalah metode percobaan laboratorium dan analisis data yang diperoleh digunakan Tool Exell. Setiap tahapan proses pembuatan bioethanol dilakukan pengulangan 3 (tiga) kali, sehingga hasil penelitian cukup signifikan.

 

Kajian yang dilakukan :

  1. 1.      Kualitas dan Kuantitas Rumput Gajah.

Rumput gajah yang dipergunakan sebagai bahan kajian berasal dari hasil tanaman rumput gajah yang ditanan dipinggir lahan pertanian, yang berada di daerah Malang,  Kediri, Jawa Timur. Metode kajian yaitu melakukan survey dan analisis laboratorium untuk memperoleh data tentang kualitas dan kuantitas rumput gajah yang ada. Hasil yang diharapkan adalah data tentang kualitas dan kuantitas rumput gajah sebelum dilakukan proses untuk menjadi ethanol.

 

2.   Proses Produksi Ethanol

Proses produksi ethanol melalui berbagai tahapan proses seperti blok diagram berikut. Berdasarkan blok diagram proses produksi ethanol tersebut untuk menghasilkan kualitas ethanol perlu mengkaji beberapa parameter yang berpengaruh seperti :

  1. Berat rumput gajah
  2. Volume HCl yang ditambahkan
  3. Temperatur pengeringan dan waktu pengadukan yang diperlukan
  4. Derajat keasaman (pH)
  5. Jumlah saccharomyces cerevisiae dan basillus
  6. Lama waktu fermentasi yang diperlukan

 

Pada penelitian ini berat rumput gajah volume air dengan satu (1) perlakuan, penambahan volume HCl dilakukan dengan lima (5) perlakuan konsentrasi berbeda, penambahan volume Bacillus dilakukan dengan lima (5) perlakuan konsentrasi berbeda, derajat keasaman (pH) dengan satu  (1) perlakuan, Waktu pengadukan dengan satu (1) perlakuan, volume Saccharomyces Cerevisiae dengan volume larutan glukosa dengan tiga (3) perlakuan serta waktu fermentasi dengan lima (5) perlakuan.

Jumlah data hasil penelitian 1×5 x 1 x 5 x 1 x 1 x 3 x 5 adalah 375 data, parameter kualitas produk  yang ditinjau adalah kadar ethanol. Hasil penelitian yang diharapkan adalah memperoleh data-data tentang kondisi terbaik setiap perlakuan, kualitas produk ethanol yang dihasilkan serta biaya produksi ethanol.

 

3.   Produk Bioethanol

Analisa kualitas produk bioethanol dilakukan dengan analisis laboratorium, analisa yang dilakukan meliputi analisa secara instrumentasi dan gravimetri. Untuk analisa secara instrumentasi meliputi : selulosa, pati, glukosa, protein kasar dan sisanya N, P, K, Ca, Mg, S. Untuk analisa secara gravimetri meliputi : pH, suhu dan berat bahan baku.

 

Hasil yang diharapkan :

  1. a.       Kuantitas biothanol yang tinggi
  2. b.       Kualitas biothanol teknis
  3. c.        Kuantitas pupuk cair dan pupuk kompos yang tinggi
  4. d.       Kualitas pupuk cair dan pupuk kompos yang tinggi

 

 

 

 

4.   Prosedur Penelitian

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uji Ethanol,

Gula sisa, HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 5Blok Diagram Penelitian Tahun Pertama

 

 

 

 

TATACARA PELAKSANAAN PENELITIAN

a. Penelitian Tahun Pertama

    Penelitian dalam tahun pertama dilaksanakan secara batch dengan peralatan seperti berikut :

  1. Proses Hidrolisis

 

 

Gambar 5. Peralatan Proses Hidrolisis Secara batch

 

Keterangan Gambar 5. :

  1. Motor pengaduk
  2. Pengaduk (Impeller)
  3. Tangki

 

Tatacara penelitian:

  1. Analisis konsentrasi selulosa, pati, glukosa
  2. Masukkan rumput gajah (sesuai perlakuan) kedalam reaktor tangki berpengaduk dengan volume tertentu.
  3. Masukkan Larutan HCl dengan konsentrasi tertentu (sesuai perlakuan) dan lakukan pengadukan dengan kecepatan 200 rpm
  4. Masukkan larutan enzym (Bacillus) dengan konsentrasi tertentu (sesuai perlakuan)
  5. Pengadukan dilakukan dalam waktu tertentu
  6. Pisahkan padatan yang terbentuk dari larutan induk
  7. Cuci padatan tersebut dengan air, digunakan sebagai pupuk kompos
  8. Pisahkan padatan dari cairan
  9. Keringkan padatan tersebut pada temperatur tertentu dan waktu tertentu
  10. Analisis konsentrasi selulosa, glukosa dan HCl
  11. Ulangi penelitian dari no 2 hingga no 9 dengan berat rumput gajah, konsentrasi larutan HCl yang berbeda-beda sesuai perlakuan.

 

  1. 2.        Proses Fermentasi

 

 

 

Gambar 6. Peralatan Proses Fermentasi Secara batch

Keterangan Gambar 6. :

1. Botol fermentasi berisi larutan glukosa

2. Thermometer

3. Tutup sumbat

4. Lubang untuk nutrient

5. Tutup

6. Selang

7. Botol berisi Air

 

7. Erlenmeyer

 

 

 

 

 

 

 

 

Tatacara penelitian :

Tatacara penelitian:

  1. Hasil glukosa yang terbaik dari proses hidrolisis dilanjutkan pada proses fermentasi.
  2. Membuat media cair saccharomyces cerevisiae dari media padat saccharomyces cerevisiae dalam incase, media cair dibiarkan selama 2-3 hari
  3. Masukkan glukosa ke dalam botol fermentasi lalu ditambahkan media cairi saccharomyces cerevisiae (sesuai perlakuan) dalam kondisi anaerobic.
  4. Kondisi anaerobic dilakukan dengan cara menghubungkan botol fermentasi yang berisi glukosa dengan botol yang berisi air dengan selang, selang untuk botol yang berisi air dalam posisi tercelup sedangkan botol fermentasi yang berisi glukosa tidak tercelup.
  5. Setelah semua bahan dimasukkan kemudian ditutup rapat dengan malam dan dibiarkan selama 1-7 hari (sesuai perlakuan).
  6. Kemudian dianalisa kadar ethanol dan glukosa sisa.

 

3.  Proses Distilasi

 

 

 

Gambar 7. Peralatan Proses Distilasi Secara batch

 

Keterangan Gambar 7. :

1. Kolom Distilasi

2. Kondensor 4 buah

3. Alat kontrol suhu

4. Tangki penampung air

5. Pemanas (LPG, Kompor listrik, Kayu api)

6. Selang

7. Botol Penampung Bioethanol

 

7. Erlenmeyer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b.  Metode Penelitian Tahun Kedua

 

Tema Penelitian adalah Peningkatan Kualitas Produksi Bioethanol Dengan Teknologi Membran Pervaporasi

 

Tujuan penelitian adalah untuk menghasilkan kualitas produk bioethanol pro analisis dengan menggunakan teknologi membran pervaporasi

 

Penanggung jawab   :     Nur Hapsari

 

Metode Penelitian dan Analisis Data yang digunakan adalah metode percobaan laboratorium dan analisis data yang diperoleh digunakan analisis Tool Exell. Setiap tahapan proses pembuatan bioethanol dilakukan pengulangan 3 (tiga) kali, sehingga hasil penelitian cukup signifikan.

 

Kajian yang dilakukan :

1.   Kualitas  Bioethanol

Tahap pertama penelitian melakukan analisis kualitas bioethanol hasil penelitian tahun pertama. Kualitas bioethanol yang dikaji meliputi kadar ethanol, kadar air dan kadar impuritis yang terambil dari bioethanol hasil penelitian tahun pertama untuk menghitung persen recovery bioethanol yang di dapat. Sedangkan kuantitas bioethanol ditentukan dari jumlah (volume) bioethanol yang dihasilkan pada penelitian tahun pertama.

2.   Proses peningkatan kualitas Bioethanol yang dihasilkan dengan membran pervaporasi

Kualitas produk bioethanol dipengaruhi oleh kualitas dari setiap tahap proses pemisahan dengan teknologi membran pervaporasi dan efisiensi rejeksi dari membran. Setiap tahapan operasional dilakukan pengulangan 3 (tiga) kali operasional sehingga hasil penelitian cukup signifikan.

Berdasarkan kajian operasional proses pemisahan dengan membran pervaporasi ini, menghasilkan produk yang keluar sebagai :

¨        Permeat berupa Bioethanol berkualitas tinggi yaitu bioethanol dengan kadar ethanol pro analisis diatas 99 %

¨        Retentate berupa air

Hasil yang diharapkan :

  1. Tekanan operasional yang terbaik
  2. Waktu operasional yang terbaik
  3. Nilai koefisien rejeksi membran

 

3.  Produk peningkatan kualitas Bioethanol

Analisa kualitas produk bioethanol berkualitas tinggi dilakukan dengan analisis laboratorium, untuk menentukan kadar ethanol pro analisis diatas 99 %, kadar air dan impurities yang sangat kecil.

 

4.   Prosedur Penelitian

a. Penelitian yang dilaksanakan pada tahun kedua merupakan kelanjutan dari penelitian tahun pertama. Bioethanol yang dihasilkan pada penelitian tahun pertama akan ditingkatkan kualitasnya dengan teknologi membran pervaporasi.

b.  Suatu pengujian kestabilan membran dilaksanakan sebelum proses pervaporasi. dilakukan. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengalirkan aquadest melalui modul membran plate-frame selama selang waktu tertentu pada berbagai harga tekanan. Pengujian kestabilan membran ini dilakukan untuk memperoleh nilai permeabilitas hidraulik membran dan untuk mengetahui apakah membran cukup stabil pada rentang waktu dan tekanan yang diterapkan pada percobaan pervaporasi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 8.  Langkah-langkah Penelitian Tahun Kedua

 

c.  Dengan susunan peralatan seperti pada Gambar 8, proses pervaporasirasi cara kerjanya adalah ethanol berkadar 95 % dipanaskan pada suhu 75 oC, air dalam ethanol berubah menjadi uap air. Dengan tekanan vakum, ethanol dan air masuk ke membran dengan kecepatan 1,5 x 10-4 m/s. Dalam teknik pervaporasi ini uap air akan melewati membran, sedangkan ethanol ditolak karena membran tidak berpori. Selektivitas dan laju pemisahan pervaporasi sangat tergantung pada karakteristik membran, konfigurasi modul dan desain proses, itu artinya jenis membran yang digunakan mesti berkarakter mampu menyeleksi gas dan ethanol yang masuk. Diujung membran, uap air diserap oleh vakum, selanjutnya uap air dimasukkan dalam botol penampung yang berisi nitrogen cair. Nitrogen cair dipilih karena memiliki titik didih pada suhu -195,8 oC, dengan suhu yang sangat dingin, nitrogen cair mempunyai kemampuan membekukan bahan organik lebih efektif dari pada pendinginan berbahan ammonia ataupun freon. Saat menyentuh larutan nitrogen cair, kemudian uap air kembali menjadi air, sedangkan ethanol tidak melewati membran, cairannya langsung dialirkan ke botol penampung ethanol murni.

 

  1. Pada proses ultrafiltrasi ini, dihasilkan produk yang keluar sebagai :

¨        Permeat berupa bioethanol berkualitas tinggi yaitu bioethanol pro analisis dengan kadar impuritis dan air yang rendah.

¨        Retentate berupa air dan impuritis merupakan produk samping.

Berdasarkan pertimbangan proses yang akan dilakukan serta jenis membran yang dipakai, maka desain peralatan perpavorasi yang akan digunakan dalam proses peningkatan kualitas bioethanol, sebagai berikut:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar  9.    Penampang Modul Membran Plate and Frame

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar  10.   Susunan Peralatan Membran Pervaporasi

  1. a.      Tangki umpan

Tangki umpan berfungsi untuk menampung larutan umpan.

  1. b.      Pompa

Pompa berfungsi untuk mengalirkan larutan umpan.

  1. c.       Modul membran

Modul membran merupakan unit terkecil membran yang memiliki luas tertentu. Ada beberapa type modul membran yang umum digunakan dalam peralatan pemisahan membran, diantaranya :

¨        Plate-frame

¨        Spiral-wound

¨        Tubular

¨        Hollow fiber, dll

Karena air dan impuritis yang akan dipisahkan dari bioethanol berbentuk  gas-liquid, maka pada penelitian ini dipilih type modul membran plate-frame, karena modul plate-frame pada perpavorasi mempunyai kemampuan yang tinggi untuk memisahkan air dan impuritis

 

 

 

  1. d.      Valve

Pemasangan valve pada sistem perpavorasi diletakkan pada aliran umpan masuk dan keluar membran. Valve berfungsi untuk mengatur tekanan yang masuk modul membran agar sesuai dengan yang diinginkan.

  1. e.       Stop watch

Stop watch berfungsi mengukur waktu untuk berbagai kecepatan cairan yang keluar membran.

 

Luaran Kegiatan (yang ditargetkan) :

  1. Mendapatkan Bioethanol yang berkualitas tinggi
  2. Mendapatkan metode pemurnian Bioethanol yang efektif dan efisien
  3. Menghasilkan publikasi ilmiah pada jurnal nasional terakreditasi
  4. Mendapatkan paten (HKI) produk Bioethanol

 

 

BAB IV. PEMBIAYAAN

Anggaran Biaya Total

Biaya penelitian yang diperlukan dalam penelitian ini seperti dalam tabel berikut :

JENIS PENGELUARAN

RINCIAN ANGGARAN YANG DIUSULKAN

TAHUN I

TAHUN II

Jumlah

Gaji dan upah

30.000.000

30.000.000

60.000.000

Peralatan

10.000.000

  10.000.000

20.000.000

Bahan habis pakai

35.400.000

35.000.000

70.400.000

Perjalanan

  6.000.000

 6.000.000

12.000.000

Peralatan/sewa

  2.600.000

  3 .000.000

5.600.000

Pertemuan/seminar

 6.000.000

 6.000.000

12.000.000

Laporan/Publikasi

 7.000.000

7.000.000

14.000.000

Lain-lain

 3.000.000

 3.000.000

6.000.000

Total Anggaran

100.000.000

100.000.000

200.000.000

 

 

JADWAL KEGIATAN PENELITIAN

A. Jadwal Penelitian Tahun Pertama 

Jenis Kegiatan

 

Bulan Ke

I II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Persiapan bahan dan peralatan    

Kajian kualitas bahan baku rumput gajah    

Kajian produksi Bioethanol teknis    

Analsis kualitas Bioethanol teknis    

Pengolahan data hasil penelitian    

Penyusunan laporan hasil penelitian    

 

B. Jadwal Penelitian Tahun Kedua 

Jenis Kegiatan

 

Bulan Ke

I II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Persiapan bahan dan peralatan    

Kajian kualitas Bioethanol teknis    

Pengujian Proses Produksi Bioethanol pro analisis    

Analsis hasil Bioethanol pro analisis    

Pengolahan data hasil penelitian    

Penyusunan laporan hasil penelitian    

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Buckle, KA, (1985), ”Ilmu Pangan”,  Universitas Indonesia, Jakarta.

 

Cheryan. M, (1986), “Ultrafiltration Handbook” Tecnomic, Publishing Company.Inc 851, New Holland Aveneu

 

Dwijoseputro, (1982), ”Dasar – Dasar Mikrobiologi”, Djambatan, Malang.

 

Fenger D., (1985), ” KAYU (Kimia Ultrastruktur Reaksi-Reaksi)”,  UGM  Press  Yogyakarta.

 

Fiesser dan Fisser, (1963), ”Pengantar Kimia Organik”, Dhiwantara, Bandung.

 

Henley dan Seader, (1998), ”Separation Process” Publishing Company.Inc 1998, New York

 

http://www.VirginNatural.com Virgin Coconut Oil”, Penyembuh Ajaib dari Buah Kelapa” , Ismu, 16 Oktober 2005.

 

http://aquat1.ifas.ufl.edu/penpur.html). Kandungan lain dari rumput gajah adalah : protein kasar 5,2 % dan serat kasar 40,85%

 

http://www.fao.org/WAICENT/FAOINFO/AGRICULT/AGP/AGPC/doc/Gbase/DATA/Pf000301.htm

 

Ilroy R. J., (1990), ”Pengantar Budidaya Padang Rumput Tropika”.

 

Judoamidjojo, Mulyono, (1992), ”Teknologi Fermentasi”, Rajawali Press Jakarta

 

Kirk Othmer, ”Encyclopedya of Chemical Technology”, Vol. 8, John Wileys nd Sons. Inc.

 

Mulder, M (1991), “Basic Principles of Membrane Technology”, Kluwer Acadenic Publisher, Netherlands

 

 

Nur Hapsari, (2004), “Perpindahan Massa Pada Proses Pemisahan Ion Kromium (Cr) dengan Membran Ultrafiltrasi Spiral-Wound”,  Publikasi Pada Jurnal Penelitian Ilmu-Ilmu Teknik ISSN 1411-9102

 

Nur Hapsari , (2006), “Pemisahan Protein Limbah Cair Industri Tahu (WHEY) dengan Membran Ultrafiltrasi” Publikasi Pada Jurnal Ilmiah Teknik dan Rekayasa “Saintek” (Terakreditasi) ISSN 1411-5662

 

Nur Hapsari, (2007), “Pre-Treatment Pemisahan TSS (Total Suspended Solid)  Dalam Limbah Cair Garam Dengan Membran Ultrafiltrasi”,  Publikasi Pada Jurnal Teknologi  “Teknolojia” ISSN 1907-0802

 

Nur Hapsari, (2008), “Kajian Selektivitas Membran Ultrafiltrasi Pada Proses Pemisahan TDS (Total Dissolved Solid)  Dalam  Bittern”,   Publikasi Pada Jurnal Hasil Penelitian Kimia & Teknologi ISSN 0216-163X

 

Rautenbach R Albrecht, R, (1989), “Membrane Processes” John Wiley & Sons, Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore.

 

Sardjoko, (1991), “Bioteknologi”,  Gramedia, Jakarta.

 

Soebijanto T., (1986), “HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya”, Gramedia Jakarta.

 

Sari N. K., Kuswandi, Nonot S., Renanto Handogo, (2006), “Komparasi Peta Kurva Residu  Sistem Terner ABE Dengan   Metanol-Etanol-1-Propanol”, Jurnal REAKTOR, Jurusan Teknik Kimia UNDIP  Semarang, Vol. 10, No. 2.

 

Sari N. K., Kuswandi, Nonot S., Renanto Handogo, (2006), “Pemisahan Sistem Biner Etanol-Air Dan Sistem Terner ABE Dengan Distilasi Batch Sederhana”, Jurnal INDUSTRI Jurnal Ilmiah Sains dan Teknologi, Fakultas Teknik Industri ITS Surabaya Vol. 6, No.2.

 

Sari N. K., (2006), “Simulasi Pemisahan Sistem Biner Dengan Distilasi Batch Sederhana”, Jurnal Teknik Kimia, UPN “Veteran” Jatim, Vol. 1, No.1.

 

Sari N. K., (2007), “Simulasi Dan Eksperimen Sistem Biner Dengan Jurusan Teknik Kimia”, Jurnal EKSTRAK Fundamental & Aplikasi Teknik Kimia  Jurusan Teknik Kimia ITS Surabaya Vol. 2, No.1.

 

Sari N. K., (2008), “Komparasi Pemisahan Sistem Biner Aseton-n-Butanol, Aseton-etanol, Etanol-n-Butanol dengan Benzene-Toluene”, Jurnal Teknik Kimia, UPN “Veteran” Jatim, Vol. 1, No.2.

 

Sari N. K., (2009), “Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah Secara Kimia”, Jurnal Teknik Kimia, UPN “Veteran” Jatim, Vol. 4, No.1.

 

Sari N. K., (2006), Simulasi Sistem Biner Etanol-Air, Aseton-n-Butanol, Aseton-Etanol, Etanol-n-Butanol Dengan Distilasi Batch Sederhana”, Mitra Alam Sejati ISBN: 979-3455-87-X

 

Sari N. K., (2006), “Simulasi Pemisahan Multi KOmponen Yang Berpotensi Membentuk Campuran Azeotrop Heterogen (Butanol-Air) Dengan Berbagai Harga Refluk Ratio”, Mitra Alam Sejati ISBN: 979-3455-68-X

 

Sari N. K., (2007), Simulasi Sistem Terner Aseton-Butanol-Etanol Dengan Distilasi Batch Sederhana”, Mitra Alam Sejati ISBN: 979-3455-88-8

 

Sari N. K., (2007), “Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Terner Aseton-n-Butanol-Etanol Dengan Distilasi Batch Sederhana”, Mitra Alam Sejati ISBN: 979-3455-89-6

 

Sudarmadji, Slamet. Bambang Haryono. Suhardi, “Analisa Bahan Makanan dan Pertanian”, Liberty Yogyakarta., Yogyakarta.

 

Winarno, F. G, “Kimia Pangan Dan Gizi”, PT. Gramedia Pustaka Utama., Jakarta.

 

Wenten, I.G, Wiguna, (2000), “Teknologi Membran Industri” ITB-Bandung

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LAMPIRAN

I. Pertimbangan Alokasi Biaya

1. Anggaran Penelitian Tahun Pertama

1.1. Anggaran Gaji dan Upah

No

NAMA PELAKSANA

KEAHLIAN PELAKSANA

PERAN DLM PENELITIAN

ALOKASI WAKTU jam/minggu

GAJI/ UPAH

(Rp)

1

Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT Teknologi Proses

Ketua Peneliti

20

18.000.000

2

Ir. Ketut Sumada, MS Teknologi Proses

Anggota Peneliti

10

6.000.000

3

Ir. Nur Hapsari, MT  

Anggota Peneliti

10

6.000.000

     

30.000.000

1.2. Anggaran untuk Peralatan

No

NAMA ALAT-ALAT

KEGUNAAN DALAM PENELITIAN

HARGA SELURUHNYA (Rp)

1.

Perbaikan satu unit alat hidrolisis Alat utama penelitian

3.000.000

2.

Perbaikan satu unit alat fermentasi Alat utama penelitian

3.000.000

3.

Perbaikan satu unit alat distilasi Alat utama penelitian

4.000.000

   

10.000.000

 

1.3. Anggaran untuk Bahan Aus

No

NAMA BAHAN

KEGUNAAN DALAM PENELITIAN

HARGA SELURUHNYA (Rp)

1. Bahan baku rumput gajah Bahan Utama penelitian

 1.200.000

2. Bahan Analisis  

 
  1. Bahan baku rumput gajah 3 sampel 10 parameter @ Rp. 100.000
Bahan Utama penelitian

3.000.000

 
  1. Padatan rumput gajah

3 sampel 6 parameter @ Rp. 100.000

Produk samping peneltian

1.800.000

 
  1. Filtrat rumput gajah

70 sampel 4 parameter @ Rp. 100.000

Produk Utama penelitian

28.000.000

 
  1. Filtrat dari proses fermentasi 3 sampel 6 parameter @ Rp. 100.000
Produk samping peneltian

1.800.000

     

35.400.000

 

1.4. Anggaran untuk Perjalanan

No

TUJUAN

KEPERLUAN

PELAKSANA

BIAYA

(Rp)

1 Surabaya Survey lapangan kualitas rumput gajah Ketua, anggota peneliti

2.000.000

2 Surabaya Pembelian bahan kimia untuk analisis Anggota peneliti

2.000.000

3. Surabaya Perbaikan dan Pembelian Alat Utama Ketua, anggota peneliti

2.000.000

       

6.000.000

1.5. Anggaran untuk Perawatan/sewa

No

NAMA ALAT-ALAT

KEGUNAAN DALAM PENELITIAN

BIAYA PERAWATAN (Rp)

1

Peralatan dan pembersihan laboratorium Menjaga kebersihan alat dan tempat penelitian

2.000.000

2

Tenaga Kasar Persiapan dan pemeliharaan alat dan lab.

  600.000

   

2.600.000

 

1.6. Anggaran untuk Pertemuan/seminar/lokakarya

No

TUJUAN

JUMLAH PESERTA

WAKTU (HARI)

PELAKSANA

BIAYA SELURUHNYA

(Rp)

1 Surabaya (Seminar)

1

Ketua

2.000.000

2 Jakarta (Presentasi)

2

Ketua

4.000.000

         

6.000.000

1.7. Anggaran untuk Laporan/publikasi

No

NAMA ALAT-ALAT

BIAYA SELURUHNYA (Rp)

1

Penyusunan laporan hasil penelitian

2.000.000

2

Publikasi majalah ilmiah

5.000.000

 

7.000.000

1.8. Anggaran untuk Lain-lain

No

NAMA ALAT-ALAT

BIAYA SELURUHNYA (Rp)

1

Diskusi hasil penelitian dalam team peneliti

3.000.000

 

3.000.000

 

 

2. Anggaran Penelitian Tahun Kedua

2.1. Anggaran Gaji dan Upah

No

NAMA PELAKSANA

KEAHLIAN PELAKSANA

PERAN DLM PENELITIAN

ALOKASI WAKTU jam/minggu

GAJI/ UPAH

(Rp)

1 Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT Teknologi Proses

Ketua Peneliti

20

17.000.000

2 Ir. Ketut Sumada, MS Teknologi Proses

Anggota Peneliti

10

6.000.000

3 Ir. Nur Hapsari, MT  

Anggota Peneliti

10

6.000.000

       

30.000.000

2.2. Anggaran untuk Peralatan

No

NAMA ALAT-ALAT

KEGUNAAN DALAM PENELITIAN

HARGA SELURUHNYA (Rp)

1.

Satu unit Modul Alat Membran Plate and frame. Nylon, Æ 48 mm Alat utama penelitian

7.500.000

2.

Tangki Penampung Alat bantu penelitian

2.500.000

10.000.000

2.3. Anggaran untuk Bahan Aus

No

NAMA BAHAN

KEGUNAAN DALAM PENELITIAN

HARGA SELURUHNYA (Rp)

1. Ethanol teknis (95%) Bahan Utama peneltian

2.000.000

2. Bahan Analsis  

 
  1. Kualitas ethanol teknis

3 sampel 7 parameter @ Rp. 200.000

Bahan Utama peneltian

4.200.000

 
  1. Kualitas ethanol pa

20 sampel 5 parameter @ Rp. 200.000

Bahan Utama peneltian

20.000.000

3. Bahan Kimia Pencuci Membran Bahan Pembantu Penelitian

3.800.000

4. Botol produk ethanol Bahan pembantu

1.000.000

5. Nitrocellulose membrane filter Bahan Pembantu

2.000.000

6. Cellulose asetat membrane filter Bahan Pembantu

2.000.000

     

35.000.000

2.4. Anggaran untuk Perjalanan

No

TUJUAN

KEPERLUAN

PELAKSANA

BIAYA

(Rp)

1 Surabaya Survey lapangan kualitas ethanol teknis Ketua, anggota peneliti

 500.000

2 Surabaya Pembelian bahan kimia untuk analisis Ketua, anggota peneliti

3.500.000

3. Surabaya Pemesanan dan Pembelian Alat Utama Ketua, anggota peneliti

2.000.000

       

6.000.000

 

2.5. Anggaran untuk Perawatan/sewa

No

NAMA ALAT-ALAT

KEGUNAAN DALAM PENELITIAN

BIAYA PERAWATAN (Rp)

1

Peralatan dan pembersihan laboratorium Menjaga kebersihan alat dan tempat penelitian

2.400.000

2

Tenaga Kasar Persiapan dan pemeliharaan alat dan lab.

600.000

   

3.000.000

2.6. Anggaran untuk Pelatihan/seminar/lokakarya

No

TUJUAN

JUMLAH PESERTA

WAKTU (HARI)

PELAKSANA

BIAYA SELURUHNYA

(Rp)

1 Surabaya (Seminar)

1

Ketua

2.000.000

2 Jakarta (Presentasi)

2

Ketua

4.000.000

         

6.000.000

 

 

2.7. Anggaran untuk Laporan/publikasi

No

NAMA ALAT-ALAT

BIAYA SELURUHNYA (Rp)

1

Penyusunan laporan hasil penelitian

2.000.000

2

Publikasi majalah ilmiah

5.000.000

 

7.000.000

 

2.8. Anggaran untuk Lain-lain

No

NAMA ALAT-ALAT

BIAYA SELURUHNYA (Rp)

1

Diskusi hasil penelitian dalam team peneliti

3.000.000

 

3.000.000

 

 

II. DUKUNGAN PADA PELAKSANAAN PENELITIAN

    1. Dukungan aktif yang sedang berjalan

    2. Dukungan yang sedang dalam taraf pertimbangan

         Pelaksanaan penelitian ini melibatkan sejumlah mahasiswa Jurusan Teknik Kimia yang akan menyelesaikan tugas akhir. Penelitian ini dibagi dalam 2 (dua) group penelitian, yaitu :

¨        Peningkatan Kuantitas Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah Dengan Proses Hidrolisis Secara Kimia Dan Enzym, terdiri dari 2 (dua) mahasiswa

¨        Peningkatan Kualitas Produk Bioethanol Hasil Dari Hasil Proses Distilasi Dengan Teknologi Membran Pervaporasi, terdiri dari 2 (dua) mahasiswa

 

III. SARANA

     1. Laboratorium

No

LABORATORIUM

KEGUNAAN

KONDISI

1 Laboratorium Riset Jurusan Teknik Kimia, FTI, UPN “Veteran” Jatim Sebagai tempat pelaksanaan kegiatan penelitian

95 %

2 Laboratorium Instrumentasi , Jurusan Teknik Kimia, FTI, UPN “Veteran”, Jatim Sebagai sarana analisis kualitas bahan baku  dan VCO

 

99%

3 Laboratorium Teknologi Membran Jurusan Teknik Kimia FTI, UPN “Veteran” Jatim Sebagai tempat pelaksanaan kegiatan penelitian

95 %

2. Peralatan Umum

No

ALAT

TEMPAT

KEGUNAAN

KONDISI

1 Alat Analisis bahan baku rumput gajah dan bahan jadi bioethanol Laboratorium Instrumentasi, Jurusan Teknik Kimia, FTI, UPN “Veteran”, Jatim Analisis bahan baku dan bahan jadi bioethanol

95 %

    

 

BIODATA PENELITI

 

  1. A.    PENELITI UTAMA

 

Nama

Tempat/Tanggal Lahir

Golongan Pangkat dan NIP

Jabatan Fungsional

Jabatan Struktural

Fakultas/Program Studi

Perguruan Tinggi

Bidang Keahlian

Alamat rumah

 

Telp rumah

Kode Pos

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT

Singaraja, 31 Juli 1965

Pembina IVa / 030 217 164

Lektor  Kepala

Ka. Laboratorium Instrumentasi TK

Teknologi Industri / Teknik Kimia

UPN ”Veteran” Jawa Timur

Teknologi Proses

Jl. Wisma Medokan WMJ-6

Surabaya

031-8791656 / 08123181105

60295

 

Pendidikan

UNIVERSITAS/INSTITUT DAN LOKASI

GELAR

TAHUN SELESAI

BIDANG STUDI

Universitas Pembangunan Nasional (UPN) “Veteran”, Surabaya

Sarjana

1990

Teknik Kimia

Institut Teknologi Sepuluh  Nopember (ITS), Surabaya

Magister

2001

Teknik Kimia

Institut Teknologi Sepuluh  Nopember (ITS), Surabaya

Doktor

2007

Teknik Kimia

 

 

Pengalaman Penelitian

No

JUDUL PENELITIAN

PEMAKALAH

PUBLIKASI

TAHUN

1

Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Terner Aseton-n-Butanol-Etanol Dengan Distilasi Batch Sederhana

Renanto H., Nonot S., Kuswandi, Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas Fundamental & Aplikasi Teknik Kimia  FTI- ITS , ISSN 1410-5667

2005

2

Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Metanol-Etanol-1-Propanol

Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas Teknik Kimia  FTI-UPNV Jatim,  ISBN 979-99661-1-6

2006

3

Pemisahan Sistem Terner ABE Dengan Distilasi Batch Sederhana Secara Eksperimen

Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas Teknik Kimia  FTI-UPNV Jatim, ISBN 1978-0427

2007

4

Pemanfaatan Limbah Cair Tepung Tapioka untuk Ethanol (1)

Ni Ketut Sari, Tika, Devi

Prosiding Semnas Teknik Kimia  FTI-UPNV Jatim, ISBN 1978-0427

2008

5

Pemanfaatan Limbah Cair Tepung Tapioka untuk Ethanol (2)

Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas Fundamental & Aplikasi Teknik Kimia  FTI- ITS, ISSN 1410-5667

2008

6

KAJIAN PRODUKSI BIOETHANOL DARI RUMPUT GAJAH

Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas Fundamental & Aplikasi Teknik Kimia  FTI- ITS , ISSN 1410-5667,

2009

7

PRODUCE BIOETHANOL FROM FERMENTATION FILTRATE BULRUSH

 

Ni Ketut Sari

Poster presented at Internasional Conference on Biotechnology, Udayana Bali

2009

8

PURIFIKASI BIOETHANOL DARI RUMPUT GAJAH DENGAN DISTILASI BATCH

 

Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas & Munas ASTEKINDO, ITB Bandung, ISBN 978-979-98300-1-2

2009

9

SIMULASI SISTEM BINER (ETHANOL-AIR) PADA DISTILASI BATCH, PRODUKSI BIOETHANOL DARI RUMPUT GAJAH

 

Ni Ketut Sari

Prosiding Semnas Fundamental & Aplikasi Teknik Fisika  FTI- ITS, ISBN : 978-979-97254-5-5

2009

Penelitian Yang Didanai

 

No

JUDUL PENELITIAN

PENELITI

TAHUN

DIDANAI OLEH :

1

 

Experimental dan Simulasi Pemisahan Sistem Tiga Komponen  Aseton-Butanol-Etanol (ABE) Dengan Batch Distilasi.

Renanto H., Nonot S., Kuswandi, Ni Ketut Sari

2004

Hibah Pascasarjana

2

 

Pemanfatan Limbah Cair Tepung Tapioka Sebagai Ehanol

Ni Ketut Sari, Tika, Devi

2008

Hibah PKMP

3

Kajian Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah

Ni Ketut Sari, Ketut Sumada

2009

Hibah Bersaing

4

Kajian Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah

Ni Ketut Sari, Ketut Sumada

2010

Hibah Bersaing

 

 

PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL

No.

Tahun

Judul Artikel Ilmiah

Volume/ Nomor

Nama Jurnal

1

2006

Komparasi Peta Kurva Residu  Sistem Terner ABE Dengan   Metanol-Etanol-1-Propanol Vol. 10/No. 2 REAKTOR Jurusan Teknik Kimia UNDIP  Semarang

2

2006

Pemisahan Sistem Biner Etanol-Air Dan Sistem Terner ABE Dengan Distilasi Batch Sederhana Vol. 6/No.2 INDUSTRI Ilmiah Sains dan Teknologi  Fakultas Teknik Industri ITS Surabaya

3

2006

Simulasi Pemisahan Sistem Biner Dengan Distilasi Batch Sederhana Vol.1 /No. 1 TEKNIK KIMIA Jurusan Teknik Kimia UPN “Veteran” Jatim

4

2007

Simulasi Dan Eksperimen Sistem Biner Dengan Jurusan Teknik Kimia Vol. 2/No. 1 EKSTRAK Fundamental & Aplikasi Teknik Kimia  Jurusan Teknik Kimia ITS Surabaya

5

2008

Komparasi Pemisahan Sistem Biner Aseton-n-Butanol, Aseton-etanol, Etanol-n-Butanol, dengan Benzene-Toluene Vol.1/No. 2 TEKNIK KIMIA Jurusan Teknik Kimia UPN “Veteran” Jatim

6

2009

Produksi Bioethanol Dari Rumput Gajah Secara Kimia Vol.4/ No.1 TEKNIK KIMIA Jurusan Teknik Kimia UPN “Veteran” Jatim

 

PENGALAMAN PENULISAN BUKU

No.

Tahun

Judul Buku

Jumlah Halaman

Penerbit

1

2006

Simulasi Sistem Biner Etanol-Air, Aseton-n-Butanol, Aseton-Etanol, Etanol-n-Butanol Dengan Distilasi Batch Sederhana

107

Mitra Alam Sejati ISBN:979-3455-87-X

2

2006

Simulasi Pemisahan Multi Komponen Yang Berpotensi Membentuk Campuran Azeotrop Heterogen (Butanol-Air) Dengan Berbagai Harga Refluk Ratio

132

Mitra Alam Sejati ISBN:979-3455-68-X

3

2007

Simulasi Sistem Terner Aseton-Butanol-Etanol Dengan Distilasi Batch Sederhana

114

Mitra Alam Sejati ISBN:979-3455-88-8

4

2008

Penentuan Peta Kurva Residu Sistem Terner Aseton-n-Butanol-Etanol Dengan Distilasi Batch Sederhana

127

Mitra Alam Sejati ISBN:979-3455-89-6

5

2009

Metodologi Analisa Instrumentasi

212

Rencana Hibah Buku Ajar

 

 

Pengalaman Professional

INSTITUSI

JABATAN

TAHUN

UPN “Veteran” Jawa Timur

Kepala Laboratorium Instrumentasi Teknik Kimia

2007 – sekarang

 

 

Surabaya,    Maret 2010

 

 

 

 

 

(Dr. Ir. Ni Ketut Sari, MT)

  1. B.     ANGGOTA PENELITI

 

 1. Identitas Peneliti 

Nama

Tempat/Tanggal Lahir

Golongan Pangkat dan NIP

Jabatan Fungsional

Jabatan Struktural

Fakultas/Program Studi

Perguruan Tinggi

Bidang Keahlian

Alamat rumah

Telp rumah

e-mail

Kode Pos

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Ir. Ketut Sumada, MS

Kintamani, 18 Januari 1962

Pembina  IVa / 030

Lektor

Dosen Teknik Kimia

Teknologi Industri / Teknik Kimia

UPN ”Veteran” Jawa Timur

Teknologi Proses

Medokan Ayu II Blok R No 20 Surabaya 031-8707006

ketutaditya@yahoo.com

60294

 2. Pendidikan

 

UNIVERSITAS/INSTITUT DAN LOKASI

GELAR

TAHUN SELESAI

BIDANG STUDI

Universitas Pembangunan Nasional (UPN) “Veteran”, Surabaya

Sarjana

1986

Teknik Kimia

Institut TeknologiBandung(ITB),Bandung

 

Magister

1992

Teknik Kimia

 

 

3. Pengalaman Kerja dalam Penelitian

 

JUDUL PENELITIAN

JABATAN

TAHUN

Pengolahan Limbah cair Industri Cold Storage secara biologi Aerobik dengan Teknologi Kontak-Stabilisasi

(Aplikasi di PT. SEA MASTER, PASURUAN)

Ketua Peneliti

1998

Pengolahan Limbah Cair Industri Kerupuk Udang secara Biologi Aerobik dengan Teknologi Kontak-Stabilisasi

(Aplikasi di PT. CANDI JAYA AMERTA, SIDOARJO)

Ketua Peneliti

2002

Pengolahan Limbah Cair Industri Rumput Laut dengan Kombinasi Kimia-Fisik-Biologi Aerobik

(Aplikasi di PT.AMARTHA CARRAGEENAN INDONESI, GEMPOL)

Ketua Peneliti

1999

Pengolahan Limbah Cair Industri Bleaching Earth secara Kimia-Fisik

(Aplikasi di PT. MADU LINGGA PERKASA, DRYOREJO, GRESIK)

Ketua Peneliti

1999

Rancang Bangun Sistem Pengolahan Limbah Cair Industri dengan Kombinasi Teknologi Unggun Terfluidakan dan Kontak-Stabilisasi

(RUT II, Tahun 1994)

Anggota Peneliti

1994

Studi Pembuatan Nitrogliserin untuk Bahan Baku Munisi dan Bahan Peledak (DEPHAN)

Anggota Peneliti

2000

Studi Pembuatan Nitroselulosa untuk Bahan Baku Munisi dan Bahan Peledak (DEPHAN)

Anggota Peneliti

2001

 

 

Surabaya,      Maret 2010

 

 

 

 

 

(Ir. Ketut Sumada, MS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. C.      ANGGOTA PENELITI
 Nama

Tempat/Tanggal Lahir

Golongan Pangkat dan NIP

Jabatan Fungsional

Jabatan Struktural

Fakultas/Program Studi

Perguruan Tinggi

Bidang Keahlian

Alamat rumah

 

Telp rumah

e-mail

Kode Pos

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

Ir. Nur Hapsari, MT

Semarang, 12  September 1962

Pembina IVa / 030 217 270

Lektor

Ka Laboratorium PTK I

Teknologi Industri / Teknik Kimia

UPN ”Veteran” Jawa Timur

Teknologi Membran

Graha Kuncara F-24  Jl. Stadion

Sidoarjo – Jawa Timur

031-8944637 / 08123154674

nurhapsari2000@yahoo.com

61234

Pendidikan

UNIVERSITAS/INSTITUT DAN LOKASI

GELAR

TAHUN SELESAI

BIDANG STUDI

Universitas Pembangunan Nasional (UPN) “Veteran”, Jogyakarta

Sarjana

1989

Teknik Kimia

Institut Teknologi Sepuluh  Nopember (ITS), Surabaya

Magister

2002

Teknik Kimia

 

Pengalaman Penelitian

No

JUDUL MAKALAH

PEMAKALAH

PUBLIKASI

TAHUN

 

1

 

Kinetika Hidrolisis Gula Reduksi Pada Buah Nanas

 

Tjatoer W

Nur Hapsari

 

Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia & Proses

ISSN 1411-4216

2003

2

Pengaruh Tekanan Pada Proses Pemisahan Ion Chromium (Cr) Dengan Membran Spiral-Wound

Nur Hapsari

Prosiding Seminar Nasional Teknik Lingkungan Upn Jatim

ISBN 979-98569-0-9

 

2004

3

Perpindahan Massa Pada Proses Pemisahan Chromium (Cr) Dengan Membran Spiral-Wound

Nur Hapsari

Jurnal

Penelitian Ilmu-Ilmu Teknik

Volume 4, Nomor 1

ISSN 1411-9102

2004

4

Pengaruh Asam Stearat Terhadap Proses Pemisahan Ion Cupri Dengan Membran Emulsi Parafin

Nur Hapsari

Erry S

Ni Luh Putu D

Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia & Proses

ISSN 1411-4216

 

 

2004

5

Kajian Surfactan Pada Kestabilan Membran Emulsi Kerosene Terhadap Proses Penurunan Kadar Cupri

Nur Hapsari

Irma R

Prosiding Seminar Nasional Soebardjo Brotohardjono

ISBN 979-98623-0-2

 

 

2004

6

Pengaruh Pengadukan Pada Emulsi Parafin Terhadap Proses Penurunan Kadar Cupri

Nur Hapsari

Ni Luh Putu

Erry S

Prosiding Seminar Nasional Soebardjo Brotohardjono

ISBN 979-98623-0-2

 

2004

7

Kinetika Reaksi Hidrolisa Red Apple (Malus Sylvestris Mill)

Nur Hapsari

Jurnal

Penelitian Ilmu-Ilmu Teknik

Volume 5, Nomor 2

ISSN 1411-9102

 

2005

8

Biosorpsi Timbal (Pb) Dari Limbah Cair Elektroplating Dengan Saccharomyces Cerevisiae

Nur Hapsari

Jurnal

Rekayasa Perencanaan

Volume 2, Nomor 3

ISSN 1829-913X

2006

9

Pemisahan Protein Limbah Cair Industri Tahu (Whey) Dengan Membran Ultrafiltrasi

Nur Hapsari

Jurnal Ilmiah Teknik Dan Rekayasa “Saintek” (Terakreditasi)

Volume 10, Nomor 1

ISSN 1411-5662

 

2006

10

Proses Pemisahan Ion K (Kalium) Dan Ca (Calsium) Dalam Bittern (Buangan Industri Garam) Dengan Membran Elektrodialisis

Nur Hapsari

Jurnal

Rekayasa Perencanaan

Volume 4, Nomor 1

ISSN 1829-913X

 

2007

11

Pre-Treatment Pemisahan TSS (Total Suspended Solid)  Dalam Limbah Cair Garam Dengan Membran Ultrafiltrasi

Nur Hapsari

Jurnal

Teknologi  “Teknolojia”

Volume 2, Nomor 1

ISSN 1907-0802

2007

12

Pengambilan Mineral Elektrolit Dari Limbah Garam (Bittern) Untuk Suplemen Mineral Ionic Pada Air Minum

Nur Hapsari

Jurnal Teknik Kimia

Volume 2, Nomor 2

ISSN 1978-0419

 

2008

13

Proses Pemisahan Ion Natrium (Na) Dan Magnesium (Mg)  Dalam Bittern (Buangan) Industri Garam Dengan Membran Elektrodialisis

Nur Hapsari

Jurnal Teknik Kimia

Volume 3, Nomor 1

ISSN 1978-0419

 

2008

14

Kajian Selektivitas Membran Ultrafiltrasi Pada Proses Pemisahan TDS (Total Dissolved Solid)  Dalam  Bittern

Nur Hapsari

Jurnal Hasil Penelitian Kimia & Teknologi

Volume 4, Nomor 1

ISSN 0216-163X

2008

 

Penelitian Yang Didanai

No

JUDUL PENELITIAN

PENELITI

TAHUN

DIDANAI OLEH :

1

 

Pengambilan Mineral Elektrolit Dari Limbah Garam (Bittern) Untuk Suplemen Mineral Ionic Pada Air Minum

Nur Hapsari

Erwan Adi Saputro

2007

Penelitian Dosen Muda

DP2M-DIKTI

2

 

Kajian Proses Produksi Pupuk Cair Multinutrien Dari Buangan Industri Garam Dengan Teknologi Membran Elektrodialisis

Nur Hapsari

Nugrohorini

2008

Penelitian Hibah Bersaing

DP2M-DIKTI

 

Pengalaman Professional

INSTITUSI

JABATAN

TAHUN

UPN “Veteran” Jawa Timur

Kepala Laboratorium PTK I

2003 – sekarang

 

                                                                                    Surabaya,      Maret 2010

 

 

 

 

(Ir. Nur Hapsari, MT)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: