Perbandingan Pre-treatment Kimia dan Biologis pada Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) terhadap Produksi Biogas dan Bioetanol
| Main Authors: | Rohma, Novita Ainur, Sri Suhartini,, STP., M.Env.Mgt., Ph.D, Irnia Nurika,, STP., MP., Ph.D |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190447/1/Novita%20Ainur%20Rohma.pdf http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190447/ |
Daftar Isi:
- Produksi kelapa sawit (Elaeis guineensis) di Indonesia mencapai 49,12 juta ton pada tahun 2020. Satu ton tandan buah segar (TBS) di Indonesia menghasilkan sekitar 22,5% tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai limbah padat terbanyak dalam memproduksi minyak kelapa sawit. Dengan demikian, pada tahun 2020 diperkirakan potensi TKKS sebesar 11.052 juta ton. TKKS mengandung 44,2% selulosa; 33,5% hemiselulosa; dan 20,4% lignin. Dominasi selulosa dalam TKKS berpotensi tinggi sebagai bahan baku produksi biogas dan bioetanol. Namun, efisiensi konversi TKKS menjadi biogas dan bioetanol masih perlu ditingkatkan karena kandungan ligninnya yang tinggi. Penggunaan pre-treatment kimia (yaitu asam sulfat (H2SO4), natrium hidroksida (NaOH)) dan pre treatment biologis (yaitu ensiling dengan EM4 atau molase, dan enzim laccase) telah banyak digunakan dalam mengurangi kandungan lignin di TKKS. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh pre-treatment kimia dan biologis (misalnya H2SO4, NaOH, EM4, molase, dan enzim laccase) (i) terhadap karakteristik TKKS dan (ii) terhadap produksi biogas dan bioetanol. Penelitian ini juga bertujuan untuk (iii) menentukan pilihan pre-treatment terbaik untuk meningkatkan produksi biogas dan bioetanol dari TKKS. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2020 hingga Oktober 2021 di Laboratorium Bioindustri, Jurusan Teknologi Agroindustri, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya. Metode penelitian yang digunakan adalah Rancangan Percobaan Tersarang menggunakan 2 faktor pre-treatment kimia (H2SO4 dan NaOH) dan tiga faktor pre-treatment biologis (ensiling dengan penambahan EM4, ensiling dengan penambahan molase, dan enzim laccase). Setiap faktor terdiri dari 3 tingkat konsentrasi yang tersarang di setiap faktor pre-treatment dan setiap perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Hasil pre-treatment dilakukan pengukuran kandungan proksimat, komposisi unsur (CHNS), nilai kalor, lignoselulosa, total gula reduksi (TGR), struktur permukaan dan morfologi menggunakan scanning electron microscopy (SEM), dan komposisi unsur/mineral menggunakan energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Untuk mengukur potensi biogas dan metana, dilakukan dengan menggunakan AMPTS II selama 28 hari pada kondisi mesofilik. Produksi bioetanol dari TKKS dilakukan dengan metode separate hydrolysis and fermentation (SHF). Pre-treatment terbaik dipilih dengan menggunakan metode Zeleny. Hasil percobaan pre-treatment menunjukkan bahwa seluruh pre-treatment berpengaruh positif dan signifikan terhadap peningkatan karakteristik TKKS terutama terhadap penurunan kadar lignin. Volatile solid (VS) tertinggi pada pre-treatment asam dengan konsentrasi H2SO4 sebesar 1,6% v/v (98,83%), karbohidrat tertinggi pada pre-treatment enzimatik dengan enzim laccase 3U/g (85,17 %TS), CV tertinggi pada pre-treatment enzimatik enzim laccase 3U/g (20,82 MJ/kg TS), selulosa tertinggi dan lignin terendah pada pre-treatment enzimatik enzim laccase 3U/g (49,32% dan 12,45%), TGR tertinggi pada pre-treatment ensiling dengan penambahan molase 6% (87,43%), semua pre-treatment menyebabkan kerusakan morfologi permukaan TKKS, dan kandungan karbon tertinggi pada pre-treatment ensiling dengan penambahan EM4 9% (64,63%). SMP tertinggi diperoleh dari pre-treatment ensiling dengan penambahan molase 6% (0,183 m3 CH4/kg VS). Rendemen bioetanol tertinggi diperoleh dari pre-treatment ensiling dengan penambahan molase 4% (51,55%). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pre-treatment terbaik untuk menghasilkan biogas dari TKKS adalah pre-treatment basa dengan NaOH 3,8 %w/v dan pre-treatment terbaik untuk menghasilkan bioetanol dari TKKS adalah pre-treatment basa dengan NaOH sebesar 1,8 %w/v.