Bioenergi Laut_Kelompok 1 universitas andalas pascasarjana unand.pptx

bioenergi kelompok laut

1. Bioenergi Laut Kelompok 1 Naura Muthia h Arli (1810421027) Dinda Fadhilah Belahusna (1810421037) Media (1810422017) Dosen pengampu : Dr. Efrizal Magister Biologi | biologi.fmipa.unand.ic.id Universitas Andalas Bioenergy

2. Biogas dari Biomassa Laut Bihidrogen dari Biomassa Laut Pengembangan Bioenergi Laut Artikel terkait Terapan Bioenergi Laut MATERI Magister Biologi | biologi.fmipa.unand.ic.id Universitas Andalas Bioenergy Prinsip proses Konversi Biomassa Akuatik menjadi Energi Potensi Bahan Baku Sumber Bioenergi Laut Bioetanol dari Biomassa Laut Biodiesel dari Biomassa Laut

3. Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Energi sebagai Sumber Daya yang Terbatas Energi terbarukan hasilnya kepadatan rendah (1-10 W/m2 rata-rata sepanjang tahun ) Permukaan tanah hanya -29% dari permukaan bumi Sumbangan energi fosil dari seluruh pembangkit listrik Indonesia mencapai   60.485 MW   setara 85,31 persen dari total kapasitas terpasang nasional . Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) mencatat energi fosil masih menjadi penyumbang utama pembangkit listrik di Indonesia.

4. Bioenergy Salah satu alternatif untuk memanfaatkan energi surya melalui proses fotosintesis adalah dengan memanfaatkan alga laut . https://www.isc.meiji.ac.jp/~polymer/english/outline/prop01.html

5. Bioenergy Prinsip proses Konversi Biomassa Akuatik menjadi Energi Biomassa Akuatik Ganggang Mikro ( Fitoplankton ) Ganggang Makro ( Rumput Laut ) Ekstraksi Minyak Ganggang ( Esterifikasi Biodisel ) Pencernaan Anaerobik (Biogas) Pencernaan Alkohol (Ethanol) Fermentasi Kawaroe & Suprihatin , 2016

6. tingginya efisiensi proses fotosintesis dan kemampuannya dalam memproduksi karbohidrat dan lipid yang merupakan bahan dasar bioenergi . Empat spesies mikroalga yaitu Nannochloropsis oculata , Scenedesmus sp. (22%), Chlorela sp. (20%), dan Dunaliela salina ( 15%) . persentase kandungan lipidnya tinggi , pertumbuhan cepat , dan tahan terhadap perubahan kondisi lingungan dengan biomassa yang dihasilkan berkisar antara 15-25 g/ m²/ hari kultur . Bioenergy Kawaroe et al., 2010 Mikroalga Laut Potensi Bahan Baku Sumber Bioenergi Laut

7. kemampuannya melakukan fotosintesis dan menghasilkan karbohidrat . Ketersediaannya sangat melimpah ( budidaya laut maupun tambak ). Berbeda dengan tumbuhan terestrial yang sebagian besar hasil fotosintesisnya berupa pati , karbohidrat pada makroalga tersimpan dalam bentuk polisakarida salfat . Makroalga memiliki keunggulan , Tidak bersaing dengan bahan baku pangan utama . Memiliki kandungan gula yang tinggi . Memiliki kandungan lignin yang rendah , dan memiliki produktivitas yang tinggi  Seperti halnya mikroalga , makroalga juga mampu menyerap kandungan CO 2 , menambah O 2 , di lingkungan laut , dan mampu mengabsorbsi logam berat pada beberapa spesies . Bioenergy Kawaroe et al., 2010 Makroalga Laut Potensi Bahan Baku Sumber Bioenergi Laut

8. Bioenergy Mikroalga melakukan fotosintesis dimana energi matahari dalam bentuk foton secara biologis ditransduksi menjadi energi (ATP) dan reduktor (NADPH). Adenosin trifosfat (ATP) dan nikotinamida adenin dinukleotida fosfat hidrogen (NADPH) keduanya diperlukan untuk mengubah karbon yang sangat teroksidasi dalam bentuk CO 2 menjadi senyawa gula 3-karbon tereduksi ( mengandung energi ) ( jalur C3) melalui jalur Calvin- siklus Benson. ( Reinfelder et al. 2000; McGinn dan Morel 2008) Mikroalga Laut sebagai Sumber Bahan Bakar dan Energi Kim & Lee, 2015

9. Bioetanol Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Bioetanol adalah salah satu bahan bakar yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil (fossil fuel). Proses untuk menghasilkan bioetanol dilakukan dengan dua cara , yaitu dengan cara hidrolisis dan fermentasi . Hidrolisis atau juga dikenal sebagai sakarifikasi merupakan proses pemecahan polisakarida menjadi monosakarida (Kim et al ., 2010). Hidrolisis pada umumnya dibagi menjadi dua , yaitu hidrolisis asam dan hidrolisis enzim . Proses hidrolisis dengan menggunakan asam biasanya dengan H2SO4. Hidrolisis enzim merupakan teknologi bioproses yang lebih ramah lingkungan untuk memecahkan bahan baku menjadi gula sederhana dengan memanfaatkan enzim .

10. Bioetanol Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Fermentasi merupakan proses pemecahan senyawa organik ( khususnya gula dan lemak ) oleh mikroorganisme dalam kondisi anaerob untuk menghasilkan produk-produk organik yang lebih sederhana . Enzim yang digunakan untuk menghidrolisis makroalga dapat diperoleh dari bakteri dan kapang laut yang diisolasi dari lingkungan sekitar habitat makroalga , yaitu sedimen dan kolom air. Beberapa bakteri yang hidup pada rumput laut diduga dapat menghasilkan enzim untuk mengurai sumber isolat rumput laut agarase menjadi sumber nutrisi pertumbuhannya . Enzim yang dihasilkan oleh bakteri tersebut dapat menghidrolisis dan mendegradasi agar menjadi agaro-oligosakarida dan galaktosa dari enzim agarase yang selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan untuk bioetanol .

11. Kim & Lee, 2015 Bioenergy Produksi Bioetanol

12. Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Hasil penelitian Schultz-Jensen et al. (2013) pada proses konversi Chaetomorpha linum menjadi etanol dengan metode sakarifikasi dan fermentasi simultan (SSF) menunjukkan bahwa kombinasi prapenanganan makroalga laut dapat menghasilkan glukan dan etanol lebih tinggi . Produksi Bioetanol Gosh dan Gosh (1992) menyebutkan bahwa kapang laut memiliki aktivitas enzim yang baik dalam proses degradasi suatu senyawa . Hasil penelitian yang dilakukan oleh Kawaroe et al (2014a) menunjukkan bahwa fermentasi oleh enzim agarase dari bakteri laut memiliki hasil bioetanol dua kali lebih tinggi dari pada asam H 2 SO 4 , dengan kadar 1% dan 1,5 kali lebih tinggi jika menggunakan kapang laut . Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan enzim agarase baik yang berasal dari bakteri maupun kapang laut dalam menghidrolisis Gelidium sp. untuk produksi bioetanol lebih efektif dibandingkan menggunakan asam H 2 SO 4.

13. Biodisel Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Biodiesel merupakan terminologi umum untuk rantai panjang alkil ester, yaitu bioenergi yang dapat terbarukan , biodegradable, dan tidak toksik . Alga tergolong jenis tanaman dan mampu membentuk TAGs ( triacyglyserols ) dari karbon dioksida dan air melalui fotosintesis menggunakan energi matahari . Bahan yang terbentuk ini dapat digunakan untuk menghasilkan berbagai bahan kimia , seperti FAMES (fatty acid methyl ester) yang dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan biodiesel (Schenk et al. 2009). Tergantung jenis dan medium pertumbuhan , alga mengandung minyak / lemak ( trigliserida ) sebesar 7.2-23% (FAO 1996), dan melalui modifikasi komposisi nutrien kandungan trigliserida dapat ditingkatkan hingga mencapai sekitar 60%, bahkan kadar minyak lemak biomassa mikroalga dapat melebihi 80% berat kering . Kadar minyak berbagai jenis mikroalga umumnya mencapai 20-50% ( Chisti 2007).

14. Biodisel Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Tahapan proses utama dalam produksi biodiesel adalah transesterifikasi minyak menjadi metil ester asam lemak (f atty acid methyl esters /FAME). Dalam proses pembuatan biodiesel, ditambahkan alkohol ( umumnya metanol ) untuk melangsungkan proses esterifikasi untuk menghasilkan metil ester sebagai produk utama dan glisterol sebagai produk samping . Biodiesel dari alga berkompetisi langsung dengan bahan bakar petroleum yang saat ini merupakan bahan bakar yang paling murah untuk kegiatan transportasi .

15. Produksi Metana (Biogas) Biogas berasal dari bakteri laut dalam proses biodegradasi bahan organik dalam kondisi anaerobik ( tanpa udara ). Metanogen ( bakteri penghasil metana ) adalah mata rantai terakhir dalam rantai mikroorganisme yang mendegradasi bahan organik dan mengembalikan produk dekomposisi ke lingkungan . Seluruh proses biogas dapat dibagi menjadi tiga langkah : hidrolisis , pengasaman , dan pembentukan metana . Hidrolisis bahan organik dienzimolisis secara eksternal oleh enzim ekstraseluler ( selulase , amilase , protease, dan lipase) mikroorganisme . Bakteri menguraikan rantai panjang karbohidrat kompleks , protein, dan lipid menjadi bagian-bagian yang lebih pendek . Misalnya , polisakarida diubah menjadi monosakarida . Protein dipecah menjadi peptida dan asam amino. Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy

16. Produksi Metana Bakteri ini bersifat anaerob fakultatif dan dapat tumbuh dalam kondisi asam . Untuk menghasilkan acetic acid, mereka membutuhkan oksigen dan karbon . Pembentukan Metana Bakteri penghasil metana , yang terlibat dalam langkah ketiga , menguraikan senyawa dengan berat molekul rendah . Misalnya , mereka menggunakan hidrogen , karbon dioksida , dan asam asetat untuk membentuk metana dan karbon dioksida . Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Pengasaman Bakteri penghasil asam , yang terlibat dalam langkah kedua , mengubah zat antara bakteri fermentasi menjadi asam asetat (CH COOH), hidrogen (H), dan karbon dicoside (CO).

17. Bioenergy Produksi Biogas Kim & Lee, 2015

18. Produksi Biohidrogen Biohidrogen Alga Pada tahun 1939, seorang peneliti Jerman bernama Hans Gaffron , saat bekerja di Universitas Chicago, mengamati bahwa Chlamydomonas reinhardtii ( ganggang hijau ), terkadang beralih dari produksi oksigen ke produksi hidrogen . Gaffron tidak pernah menemukan penyebab perubahan ini , dan selama bertahun-tahun , ilmuwan lain gagal dalam upaya penemuannya . Pada akhir 1990-an, profesor Anastasios Melis , seorang peneliti di University of California di Berkeley, menemukan bahwa jika media kultur alga kekurangan belerang , ia akan beralih dari produksi oksigen normal ke produksi hidrogen . Kawaroe & Suprihatin , 2016 Bioenergy Dia menemukan bahwa enzim yang bertanggung jawab untuk reaksi ini adalah hidrogenase tetapi hidrogenase kehilangan fungsi ini dengan adanya oksigen . Melis menemukan bahwa menipisnya jumlah belerang yang tersedia untuk alga mengganggu aliran oksigen internal, memungkinkan hidrogenase menjadi lingkungan di mana ia dapat bereaksi , menyebabkan ganggang menghasilkan hidrogen .

19. Kim & Lee, 2015 Bioenergy Prosedur untuk produksi biohidrogen

20. Bioenergy Pengembangan Bioenergi Laut Kultivasi : dua jenis sistem kultivasi untuk mikroalga , yaitu sistem tertutup ( fotobioreaktor ) Sistem ini masih memiliki kendala dalam operasionalnya , seperti sulitnya membersihkan tubular fotobiorckator sehingga mengakibatkan masih ada kontaminan dan bakteri biofilm yang tertinggal di dalam rubular tersebut . Open pandls . dapat terkendala jika proses budidaya mikroalga dilakukan pada musim hujan . Air hujan yang masuk ke dalam kolam terbuka dapat memengaruhi kualitas air sehingga dapat memengaruhi pertumbuhan mikroalga . mikroalga yang dikultivasi dapat terkontaminasi sehingga tidak monokultur lagi . Kawaroe & Suprihatin , 2016

21. Bioenergy Contoh Artikel

22. Bioenergy Hasil Zaky et al., 2020 Efek peningkatan pH secara bertahap pada efisiensi penangkapan CO2 total dari kultur T. suecica . Produktivitas biomassa ( batang ) dan Fqÿ / Fmÿ ( lingkaran penuh ) kultur T. suecica diaerasi dengan 80% CH4/20% CO2 dan 60% N2/40% CO2 selama masa budidaya 5 hari .

23. Bioenergy Hasil Zaky et al., 2020

24. Bioenergy Diskusi Zaky et al., 2020 Secara umum akan ada pH operasi yang lebih disukai untuk mendorong pelarutan CO2 dari biogas untuk memasok CO2 untuk pertumbuhan dan untuk mendorong pertumbuhan mikroalga . Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa untuk mikroalga laut T. suecica titik setel pH 7,5 lebih disukai untuk mempertahankan produktivitas biomassa yang tinggi dan tidak menunjukkan hambatan oleh CH4 terlarut . Efisiensi penyisihan CO2 ditemukan sebesar 94% pada titik setel pH 7,5. Menurut desain yang diusulkan , produksi biomassa melalui pertumbuhan mikroalga bebas dari pupuk dan biaya CO2, yang biasanya mencapai sekitar 76,2% dari total biaya bahan baku untuk memproduksi biomassa mikroalga . oleh karena itu , jika diterapkan dalam skala besar dapat sangat mengurangi biaya produksi biomassa . Berdasarkan hasil , proses yang diusulkan dapat menyediakan hingga 61 mg biomassa berbiaya rendah yang mungkin cocok sebagai pakan akuakultur komersial atau sebagai pakan ternak . Sementara harga pasar akan menentukan kelayakan biaya , biomassa T. suecica secara umum dapat memiliki nilai komersial yang signifikan , terutama jika diperoleh dengan biaya bahan baku minimal menggunakan biogas dan air limbah sebagai nutrisi .

25. Bioenergy Kesimpulan Zaky et al., 2020

26. Bioenergy Latar Belakang Bioetanol merupakan bahan bakar alternatif yang sangat berpotensi menggantikan BBM. Bahan baku bioetanol dapat berasal dari alga Spirogyra sp yang jarang dimanfaatkan. Kandungan karbohidrat yang tinggi dalam alga Spirogyra sp sangat berpotensi untuk dikembangkan menjadi etanol melalui proses kimia dan biologi. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu dan kadar yeast optimum pada proses fermentasi. Metode Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu persipan bahan baku, hidolisis asam menggunakan H2SO4 0,2 M, dan fermentasi dengan bantuan mikroorganisme Saccharomyses cereviseae secara anaerob. Pada proses fermentasi, digunakan variasi waktu fermentasi 3, 4, 5, dan 6 hari serta variasi kadar khamir 0,5%; 0,75%; 1%; 1,25%; 1,5%; dan 1,75% dari volume filtrat. Hasil fermentasi dari masing-masing percobaan dianalisa untuk mengetahui kadar etanol dengan menggunakan perhitungan secara stoikiometri.

27. Bioenergy Hasil

28. Bioenergy Hasil Berdasarkan Gambar 1 dapat dilihat bahwa pada hari ke-3 hingga hari ke-5, alkohol yang terbentuk mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan pada rentang waktu tersebut khamir berada pada fase pertumbuhan sehingga aktivitas perombakan gula menjadi alkohol terjadi secara maksimal. Kemudian pada hari ke-6 tidak terjadi penambahan jumlah etanol. Pada titik ini mikroba sudah memasuki fase stasioner dengan jumlah mikroba yang tumbuh sama dengan mikroba yang mati. Dengan kata lain tidak ada penambahan jumlah mikroba yang akan mengubah substrat menjadi etanol sehingga etanol yang dihasilkan cenderung konstan.

29. Bioenergy Hasil Berdasarkan Gambar 2 dapat dilihat bahwa pada kadar khamir 0,5% - 1% terjadi kenaikan kadar etanol. Hal ini karena perbandingan kadar khamir dan nutrisi masih mencukupi untuk menghasilkan kadar etanol yang cenderung tinggi. Sedangkan pada kadar khamir 1,25% – 1,75% kadar etanol yang dihasilkan semakin menurun. Hal ini karena kadar khamir lebih banyak dibandingkan dengan nutrisi yang tersedia, sehingga mengakibatkan khamir hanya sedikit mengkonversi gula menjadi etanol. Gula lebih banyak digunakan khamir untuk bertahan hidup.

30. Bioenergy Kesimpulan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan kesimpulan, yaitu: Kondisi optimum fermentasi selama 5 hari dengan perbandingan kadar fermipan optimum 1% volume filtrat pH fermentasi 4,5 Suhu fermentasi 300˚C mol alkohol terbentuk yaitu 0,0613

31. Bioenergy Latar Belakang Bioetanol merupakan etanol yang terbuat dari hasil fermentasi tanaman yang mengandung karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme. Bioetanol dikembangkan sebagai bahan bakar pengganti BBM dengan fuel grade ethanol ≥ 99,5 % untuk mengimbangi kelangkaan sumber minyak bumi. Selama ini, sumber-sumber bahan bioetanol yang dimanfaatkan yaitu singkong, tebu, nira, sorgum, nira nipah, ubi jalar, dan lain-lain. Dalam penyediaannya, bahan baku tersebut memiliki kelemahan, yaitu penanamannya memerlukan lahan yang luas dan bioetanol yang diperoleh belum maksimal. Oleh karena itu, perlu upaya penggunaan bahan baku bioetanol alternatif, salah satunya dengan alga laut. Alga memiliki yield biomassa dan minyak yang tinggi, mampu dikembangkan secara luas, kurang berkompetisi dengan pertanian darat, menyerap CO 2 dengan baik, cocok untuk pengolahan limbah, serta sebagai sumber energi terbarukan . Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui (1) pengaruh variasi konsentrasi penambahan ragi tape dan waktu fermentasi terhadap kadar etanol dalam pembuatan bioetanol berbahan alga Codium geppiorum , dan (2) pengaruh variasi suhu aktivasi dan massa batu kapur Nusa Penida dalam meningkatkan kadar etanol.

32. Bioenergy Metode Penelitian dilakukan dengan dua tahap yaitu tahap pembuatan bioetanol dan pemurnian lanjutan dengan batu kapur. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial 3 x 4 yang terdiri dari dua faktor Perlakuan awal sampel dilakukan dengan pengeringan dan penghalusan. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Analis Kimia, Badan Pengakajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Denpasar; dan Unit Pelaksana Teknis (UPT) Laboratorium Analitik Universitas Udayana. Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap, yaitu Perlakuan awal alga Codium geppiorum yang telah dikeringkan dan aktivasi ragi Proses fermentasi Pemurnian

33. Bioenergy Hasil Perlakuan yang optimum diperoleh pada W3D3 (waktu 7 hari dan konsentrasi 20 %) yaitu dengan rata-rata kadar etanol 3,03 % dengan massa sampel alga 25 gram. Waktu fermentasi lebih lama memberikan kesempatan kepada mikrobia yang ada di ragi tape untuk berkembang biak lebih banyak. Konsentrasi ragi yang semakin tinggi menandakan jumlah khamir pada ragi tape yang ditambahkan untuk mengubah gula menjadi alkohol semakin banyak, sehingga kadar alkohol yang dihasilkan juga semakin tinggi.

34. Bioenergy Hasil Gambar 2 menunjukkan bahwa perlakuan optimum yang memberikan nilai dehidrasi etanol tertinggi adalah M1T1 (massa 50 gram dan suhu 800˚C). Berdasar gambar tersebut, dapat diperoleh penjelasan bahwa batu kapur tanpa teraktivasi tidak meningkatkan kadar etanol tetapi menurunkan kadarnya sehingga menjadi lebih rendah daripada kadar etanol umpan 92,51 %. Hal ini karena, selain terjadi penyerapan air, juga terjadi penyerapan etanol. Pada suhu 800˚C, penggunaan variasi massa 50 gram, 75 gram, dan 100 gram menghasilkan kadar etanol yang berbeda. Pada gambar tersebut massa 100 gram dengan berbagai variasi suhu memberikan nilai kadar etanol yang lebih rendah karena kemungkinan etanol banyak yang terperangkap dalam struktur batu kapur teraktivasi.

35. Bioenergy Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan: konsentrasi penambahan ragi tape dan lama waktu fermentasi berpengaruh signifikan terhadap kadar etanol yang dihasilkan pada proses pembuatan bioetanol berbahan alga Codium geppiorum Suhu aktivasi dan massa batu kapur Nusa Penida berpengaruh signifikan dalam meningkatkan kadar etanol.

36. Herold , C., Ishika , T., Nwoba , E.G., Tait , S., Ward, A., and Moheimani , N. R. 2021. Biomass Production Of Marine Microalga Tetraselmis Suecica Using Biogas And Wastewater As Nutrients. Biomass and Bioenergy . 145: 105945. Kawaroe , M. dan Suprihatin . 2016. Pengembangan Bioenergi Laut . IPB Press. Bogor. Kim, S-K., and Lee, C-G. 2015. Marine Bioenergy. Trends and Developments . CRC Press. US. Daftar Pustaka Magister Biologi | biologi.fmipa.unand.ic.id Universitas Andalas Bioenergy