Rekayasa Bioproses Produksi Bioetanol dari Biomasa Lignoselulosa Tanaman Jagung Sebagai Energi Terbarukan Bioprocess Engineering of Bioethanol Production from The Lignocellulosic Biomass of Corn Stover for Renewable Energy TIM PENELITI Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwijadja, DEA Dr. Ir. Anas Miftah Fauzi, M. Eng. Dr. Ir. Sukardi, MM Wagiman, STP, M. Si. HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Luas budidaya jagung Indonesia tahun 2008 = 4.003.313 ha (BPS, 2009) Latar belakang Luas budidaya jagung Indonesia tahun 2008 = 4.003.313 ha (BPS, 2009) Limbah = 58.15 ton/ha HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Tujuan Penelitian Mendapatkan karakteristik lignoselulosa : lignin, selulosa, hemiselulosa, ekstraktif Pengambilan C5 dan C6 Sakarifikasi-fermentasi simultan HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Kerangka Pikir SSCF LIGNOSELULOSA Selulosa Hemiselulosa Lignin Hidrotermolisis I Hidrotermolisis II Sakarifikasi Glukosa (C6) Xilosa (C5) Fermentasi Delignifikasi BIOETANOL Perlakuan awal SSCF HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Proses Delignifikasi Biodelignifikasi : white-rot fungi : Tremetes versicolor, Pleurotus ostreatus, Phanerochaete crysosporium Kemodelignifikasi : Ca(OH)2 Hidrotermolisis : perlakuan menggunakan media air bertekanan sehingga air tetap berbentuk cair pada tekanan tinggi (180-220 OC, 350-400 psig ; Mosier et al. 2005) H-I : 120 OC, 2 jam H-II : 180-200 OC, 20 menit Sakarifikasi Enzimatik : selulase, xilanase, β-glukosidase Fermentasi S. cereviceae + Z. mobilis S. cereviceae + P. stipitis 22-23 Desember 2009 HKP-SPN 09

Hasil Penelitian Kadar air : 5,62 % Batang : 83,28 % Daun : 7,02 % Tongkol : 4,49 % Kelobot : 4,72 % Alt reprod : 0,49 % Kadar air : 5,62 % Bahan ekstraktif : 9,04 % Klason lignin : 11,18 % Selulosa : 53,15 % Hemiselulosa : 26,62 % 22-23 Desember 2009 HKP-SPN 09

Biodelignifikasi 20-40 % 30 OC, 7-30 hari Jamur pelapuk putih Air 100-120 OC, 30 mnt Pemasakan Sterilisasi Nutrien 120 OC, 1 jam HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Hidrotermolisis I : 120 OC, 2 jam II : 180-200 OC, 20 menit Hidrolisat Padatan HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Dampak penetrasi jamur Hasil Cara Biologis MAG 1000 x T. versicolor MAG 2000 x Dampak penetrasi jamur MAG 10000 x Biologis-Hidrotermolisis HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Perubahan komponen lignoselulosa Lignin = 11.18 % Selulosa = 40.49 % Lignin = 7.77 % P. Ostreatus HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Perubahan komponen lignoselulosa Hidrotermolisis I Hidrotermolisis II HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Komponen Hidrolisat : Pengambilan Xillosa Inkubasi 2 minggu Inkubasi 1 minggu Inkubasi = 1 minggu Gula total = 491 mg/L Xilosa = 328 mg/L Rata-rata xilosa = 76.51 % Hidrolisat HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Kemo-delignifikasi Ca(OH)2 Air Pencucian Pemanasan 0,075 g/g bahan 75 OC, 3 jam 0,075 g/g bahan HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Hasil Kemodelignifikasi Perlakuan Selulosa Hemiselulosa Lignin Bahan tanpa perlakuan 53.15 26.63 11.18 Ca(OH)2 tanpa pemanasan 53.07 19.33 - Ca(OH)2, pemanasan 5 jam 52.71 27.73 9.11 22-23 Desember 2009 HKP-SPN 09

Perubahan Fisik Lignoselulosa Ca(OH) 2 , Pemanasan 5 jam 3 jam Tanpa perlakuan Ca(OH) 2 Mag X100 HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Kadar Gula dalam Hidrolisat HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Simultaneous Saccharification and Co-Fermentation (SSCF) Bhn Padat Hidrolisat SSCF S. cereviceae Nutrien BIOETANOL 4 ml/L = 3,06 g/L (NH4)2SO4 MgSO47H2) Yeast extract HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Kesimpulan Tahun I Perlakuan awal Ca(OH)2 – Hidrotermolisis memberikan dampak lebih baik dibanding White-rot fungus - Hidrotermolisis Tremetes versicolor memberikan hasil lebih baik dibanding Pleurotus ostreatus dan Panerochaete crysosporium HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009

Terima Kasih HKP-SPN 09 22-23 Desember 2009