contoh laporan kemajuan pkmp

i

LAPORAN KEMAJUAN

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

PENGARUH MAE(MICROWAVE ASSISMENT EXTRACTION) SEBAGAI

TEKNOLOGI EKSTRAKSI MIKROALGA Botryococcus braunii UNTUK

PRNINGKATAN KUALITAS BIODIESEL

BIDANG KEGIATAN :

PKM - PENELITIAN

Diusulkan oleh :

Rostarina Angraini (2712100017) Angkatan 2012

M. Fiqhi Dzikriansyah (2713100103) Angkatan 2013

Nabbela Nurul A (2712100016) Angkatan 2012

Rate Kristiningrum (2312100073) Angkatan 2012

Khoiril Metrima Firmansyah (2711100004) Angkatan 2011

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015

iii

RINGKASAN

Biodisel merupakan bahan baku alternatif yang dapat diperbaharui.

Biodiesel dapat diproduksi dari minyak nabati, minyak hewani, dan

alga/enzim.Mikroalga merupakan bahan baku biodiesel terbanyak daripada

minyak nabati dan minyak hewani. Botryococcusbraunii merupakan mikroalga

yang memiliki kandungan lipid (bahan baku biodiesel) hingga 75% dari berat

kering. Namun mikroalga Botryococcusbraunii tidak dapat berkembangbiak

dengan optimal pada pH di bawah 4,8. Selain itu ekstrasi yang digunakan utuk

mengambil lipid mikroalga sejauh ini memerlukan waktu yang lama danhasil lipid

kurang maksimal. Untuk meningkatkan perkembangbiakan mikroalga maka

dilakukan mutasi dengan sinar ultraviolet B, sehingga mikroalga tetap dapat

berkembangbiak dalam lingkungan asam. Guna meningkatkan efisiensi ekstraksi

lipid dari mikroalga, maka digunakan metode MAE (Microwave Assisted

Extraction), sehingga dapat menghasilkan lipid dengan kualitas dan kuantitas

yang lebih baik dalam waktu yang lebih singkat.

Mikroalga di budidayakan dengan media air laut 27 ppm selama 24 jam x

14 hari dibawah lampu fluorence 18watt sebanyak 6 buah. Mikroalga rutin diberi

nutrisi dan vitamin setiap 24 jam. Pada hari ke 15 penyinaran di hentikan,

kemudian di amati jumlah sel nya. Setelah itu dilakukan mutasi di bawah sinar

UV B selama 90 detik, dan dilakukan pengamatan jumlah dan bentuk sel lagi.

Setelah itu, mikroalga dicampur dengan n-heksana dan kemudian dilakukan

ektrsaksi dengan metode MAE dengan variabel daya 200, 300, 400 W dan waktu

2, 3, 4 menit. Setelah ekstraksi, maka dilakukan transesterifikasi dan dilakukan

pengujian untuk mengetahui kualitas biodiesel.

iv

DAFTAR ISI

Halaman Sampul ................................................................................................ i

Halaman Pengesahan .......................................................................................... ii

Ringkasan ............................................................................................................. iii

Daftar Isi.............................................................................................................. iv

BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.2 PerumusanMasalah ...................................................................................... 1

1.3 Tujuan Program ......................................................................................... 2

1.4 Luaran yang Diharapkan............................................................................ 2

1.5 Kegunaan Program ................................................................................... 2

BAB 2. TARGET LUARAN ............................................................................. 2

BAB 3. METODE ................................................................................................ 6

3.1 Diagram Alir Metodologi Pelaksanaan Program ......................................... 6

3.2 Alat Penelitian ............................................................................................. 7

3.3 Bahan Penelitian .......................................................................................... 7

3.4 Proses Pengerjaan ........................................................................................ 7

BAB 4. HASIL YANG DICAPAI ........................................................................ 8

4.1 Hasil yang Dicapai Berdasarkan Rencana Pelaksanaan Program .............. 9

4.2 Permasalahan yang Dihadapi ....................................................................... 9

BAB 5. POTENSI HASIL .................................................................................... 8

BAB 6. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA .............................................. 8

Lampiran-lampiran .............................................................................................. 11

Lampiran 1. Penggunaan Dana

Lampiran 2. Bukti-bukti Pendukung Kegiatan

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Indonesia memiliki beragam sumber daya energi, berupa minyak, gas, batu

bara, panas bumi dan sebagainya. Bahan bakar fosil masih menjadi pilihan utama

baik dalam industri maupun kehidupan sehari-hari. Padahal bahan bakar fosil

merupakan bahan bakar yang tidak bisa diperbarui. Pemerintah telah mengelurkan

Peraturan Presiden Replublik Indonesia Nomor 5 tahun 2006 tentang Kebijakan

Energi Nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif pengganti bahan

bakar fosil.

Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang terdiri dari

campuran monoalkyl ester. Biodiesel dapat diproduksi dari minyak nabati, minyak

hewani, dan alga/enzim.Selama ini biodiesel banyak diproduksi dari minyak

kelapa sawit, jarak, kacang-kacangan dan biji bunga matahari. Biodiesel minyak

nabati memiki beberapa kelemahan yaitu kurangnya lahan budidaya, lamanaya

waktu penanaman, dansebagianbesarmerupakanbahanpangan. Penelitian yang

dilakukan Chisti (2007) menyatakan produksi biodiesel dari kelapa sawit

menghasilkan 4.747 kg/ha/tahun, biji bunga matahari 946 kg/ha/tahun, kacang-

kacangan 562 kg/ha/tahun, dan mikroalga 12.1104 kg/ha/tahun. Mikroalga

memiliki potensi yang besar sebagai bahan baku biodiesel. Salah satu spesies

mikroalga dengan kandungan lipid tinggi adalah Botryococcusbrauniiyang

mengandung 25-75% lipid dari berat kering dengan masa perkembangbiakan 14

hari(Anooph, 2012).

Namun biodiesel dari mikro alga juga memiliki kelemahan. Penelitian

Czeslawa (1997) menyatakan mikroalga tidak dapat tumbuh pada pH dibawah 4,8

(lingkungan asam). Sri (2010) menyatakan bahwa Botryococcusbraunii

sangat berpotensi sebagai bahan baku biodiesel, namun pemanenan dan

pengambilan minyak masih mahal. Pengambilan minyak / Ekstraksi dapat

dilakukan dengan bead beating, osmotik shock dan microwave. Lee menunjukkan

efisiensi lipid yang dihasilkan sebagai berikut 28,1%, 8,8%, dan 28,6%.

Ekstraksi lipid yang tidak maksimal mempengaruhi kualitas biodiesel yang

dihasilkan. Ekstraksi lipid yang kurang maksimal menyebabkan tidak terpecahnya

lipid trigliserida dengan sempurna (Murni, 2010). Microwave merupakan metode

ekstraksi dengan efisiensi yang paling tinggi dan waktu yang paling cepat

(Chantip, 2012). Oleh karena itu diperlukan suatu upaya untuk mendapatkan lipid

dengan mutu tinggi guna meningkatkan kualitas biodiesel.

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana pengaruh variasi daya pada gelombang mikro (microwave)

terhadap kualitas biodiesel ?

2. Bagaimana pengaruh variasi waktu pada gelombang mikro (microwave)

terhadap kualitas biodiesel ?

2

1.3 Tujuan Program

Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Mengamati pengaruh variasi daya pada gelombang mikro (microwave)

terhadap kualitas biodiesel.

2. Mengamati pengaruh variasi waktu pada gelombang mikro (microwave)

terhadap kualitas biodiesel.

1.4 Luaran yang Diharapkan

Luaran yang diharapkan dari Usulan Program Kreativitas Mahasiswa ini

adalah sebagai berikut.

1. Publikasi ilmiah nasional maupun internasional yang bertemakan ―renewable

energy‖.

2. Mendapatkan hak paten atas penggunaan microwave untuk mengekstraksi

lipid dari mikroalga Botryococcus braunii.

1.5 Kegunaan Program

Adapun beberapa manfaat yang diharapkan dari program penelitian ini

adalah sebagai berikut.

1. Menjadi referensi bahan baku pembuatan biodiesel, sehingga menjadi

salah satu inovasi upaya peningkatan perkembangbiakan bahan baku

biodiesel.

2. Menjadi referensi dalam peningkatan kualitas dan kuantitas biodiesel

BAB 2. TARGET LUARAN

Target luaran dari PKM Penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Terpublikasikan berupa aritikel ilmiah nasional dan internasional yang

dapat menunjang perkembangan teknologi di bidang energi baru

terbaharukan.

2. Dapat menjadi refrensi untuk pembuatan biodiesel dari mikroalga.

3. Mendapatkan hak paten atas ekstraksi mikroalga Botryococcusbraunii.

3

16-17 Februari

18-20 Februari

20-24 Februari

24 Februari-20

April

1 Mei -

sekarang

1 Juni-

sekarang

24-29 Mei

1 Juni-1 Juli

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Pelaksanaan Kegiatan

Pelaksanaan dari PKM P ini dapat dilihat pada diagram pelaksanaan

berikut:

Gambar 3. Diagram Alir Pelaksanaan Kegiatan

3.1.1 Dokumentasi Kegiatan

(Lampiran 2)

Pengkajian

Masalah

Studi

Literatur

Perancangan

Eksperimen

Kegiatan

Laboraotium

Analisa

Data

Penarikan

Kesimpulan

Laporan

Kemajuan

Publikasi

dan Hak

Cipta

Konsultasi dengan dosen pembimbing

4

3.2 Diagram alir pelaksanaan

Pada penelitian ini menggunakan metode penelitian yang dituliskan berupa

diagram alir dibawah ini.

Gambar 4. Diagram Alir Metodologi Pelaksanaan Program

3.3. Alat Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari :

a. Peralatan pembuatan sampel :

Sudah Dilaksanakan

Belum Dilaksanakan

5

1) Gelas beaker

2) Lampu flourensi (21 watt)

3) Sistem aerasi

4) Kain satin

5) pH meter

6) Microwave

b. Peralatan pengujian

1. Chomato grap.

2. Spesific Gravity Meter

3. Automatic Viscosity System

4. Octane Meter

5. Revactory Evaporator

6. Pengujian bilangan penyabunan

3.4 Bahan Penelitian

Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :

1. Bibit Botryococcus brauni dari BBAP Situbondo

2. HNO2

3. KOH

4. n- heksana

5. etanol

3.5 Proses Pengerjaan

Proses pengerjaan penelitian ini adalah sebagai berikut.

a. Pembuatan sampel

a) Proses Perkembangbiakan dan Pemanenan :

1. Menanam 100ml Botryococcus brauni pada 400 ml media tumbuh,

sebelumnya air laut dipanaskan pada temperature 300C.

2. Mengatur pencahayaan mengunakan lampu flourensis (21 watt), posisi

lampu di bagian depan, belakang, dan atas gelas beaker dengan jarak 3 m

dengan waktu pencahayaan 12 jam terang dan 12 jam gelap.

3. Memanen mikroalga pada hari ke-14

b) Proses Mutasi Dengan Sinar UV B :

1. Meletakkan 500 ml Botryococcus pada petridish kemudian menyinari

dengan sinar UV B selama 90 detik.

2. Memindahkan 250 ml mikroalga hasil mutasi pada beaker gelas dengan

media tumbuh pH 4 (untuk membuat media tumbuh pH asam dengan

mencampurkan air laut dan asam sitrat, kemudian cek dengan pH meter.

4. Mengatur pencahayaan dengan menggunakan lampu fluorensis (18 watt)

posisi lampu di bagian depan, belakang, dan atas gelas beaker dengan

6

jarak 3 m dengan waktu pencahayaan 12 jam terang dan 12 jam gelap

selama 24 jam.

b. Pemilihan variabel

c) Ekstraksi Mikroalga Menggunakan Microwave :

1. Mencampurkan n-heksana dengan 250 mikroalga dengan perbandingan

2:1

2. Mengaduk beberapa detik, memasukkan ke dalam microwave dengan

melakukan variasi daya (200, 300, 400 watt) dan variasi waktu (3, 4, 5

menit)

d) Pembuatan Biodiesel dengan Transesterifikasi :

1. Mencampurkan lipid dan etanol dengan perbandingan 1:6 pada labu leher

tiga pada temperature 65oC dengan katalis KOH selama 5 jam.

e) Pengujian Biodiesel

1. Melakukan pengujian Chomato grap untuk mengetahui gugus lemak yang

dikandung biodiesel.

2. Spesific Gravity Meter untuk mengetahui densitas sampel biodiesel berdasar

pada ASTM 1298-19S

3. Automatic Viscosity System untuk mengukur nilai viskositas biodiesel

berdasa rpada ASTM D 445.

4. Octane Meter untuk menguji angka cetane berdasarkan pada ASTM D613

5. Revactory Evaporator untuk menguji bilangan iodin.

6. Pengujian bilangan penyabunan

BAB 4. HASIL YANG DICAPAI

4.1 Hasil yang Dicapai Berdasarkan Rencana Pelaksanaan Program

Dalam pelaksanaan PKM P ini, kegiatan yang sudah dilakukan sudah

mencapai sekitar 70%. Perkembangbiakan mikroalga telah dilakukan selama 14

hari, dan dipanen pada hari ke 15, proses mutasi dengan sinar UV B, ekstraksi

mikroalga menggunakan microwave, pembuatannen biodiesel dengan

transesterifikasi telah dilakukan. Analisa fisik dari mikroalga ditunjukkan sebagai

berikut.

1. Perbandingan Fisik

Secara fisik, mikroalga hasil mutasi memiliki bentuk fisik yang lebih

besar dibandingkan dengan mikroalga alami. Perhatikan gambar di

bawah ini :

7

Gambar 5. Mikroalga Alami dengan perbesaran mikroskop 10x

Gambar 6. Mikroalga Alami dengan perbesaran mikroskop 40x

Gambar 7. Mikroalga Mutasi UV dengan perbesaran mikroskop 10x

Gambar 8. Mikroalga Mutasi UV dengan perbesaran mikroskop 40x

8

4.2 Permasalahan yang Dihadapi

Perkembangbiakan alga tidak bisa hidup 100%. Dari 3 liter alga, hanya 2

liter alga yang bisa bertahan hingga 15 hari dan dilanjutkan ke mutasi. Pengujian

memerlukan sampel yang banyak, sehingga mutasi butuh dilakukan lagi.

Pengujian dilakukan di jurusan lain yang membutuhkan.

BAB 5. POTENSI HASIL

Penelitian ini sangat bermanfaat untuk menunjang penelitian mikroalga

sebagai bahan alternatif untuk membuat biodiesel, karena penelitian ini dilakukan

dari awal yaitu dari budidaya mikroalga, ekstraksi hingga transesterfikasi. Metode

ini dapat berguna untuk industri rumahan karena peralatan yang digunakan

bukanlah peralatan yang rumit.

BAB 6. RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA

Adapun deskripsi kegiatan yang akan dilaksanakan pada tahap berikutnya

dari program ini dapat dilihat dalam tabel di bawah ini:

Tabel 4 Rencana dan gambar kegiatan

No Tujuan Program Deskripsi Kegiatan

1 Transesterifikasi Diawali dengan dry mixing dari sampel yang telah

ditentukan, kemudian melakukan kompaksi dan sintering

yang sesuai dengan perlakuan diatas

2 Pengujian

kualitas Biodisel

Uji bilangan iodin, bilangan penyabunan, angka cetana.

3 Keberlanjutan

penelitian

ekstraksi

Botryococcus

brauni dengan

kondisi pH yang

tepat

Publikasi baik di seminar nasional dan internasional

Publikasi melalui media di lingkup ITS dan luar ITS

Mendaftar hak cipta

9

DAFTAR PUSTAKA

Alfiati, 2011. Pemanfaatan gelombang ultrasonik untuk peningkatan efisiensi

ekstraksi minyak dari alga Spirogyra sp. Malang:Universitas Negeri

Malang

Armstrong, Stephanye Dawn, 1999. Microwave-Assisted Extraction for the

Isolation of Trace Systemic Fungicides from Woody Plant Material.

Virginia: PolytechnicInstitude and State University.

Chisti, Y, 2007. Biodiesel from Microalgae.Biotechnol. Adv. 25:294-306

Dean, John R.,1998. Extraction Methods for Environmental Analysis, John Wiley

& Sons Ltd, London.

Fajardo, A.R., 2007. Lipid Extraction From Microalga Phaeodactylum

Tricornutum.Journal Lipid Scientific Technol 109,pp 120-126.

Murni, 2010.KajiEksperimentalPengaruhTemperatur Biodiesel

MinyakSawitTerhadapPerformasiMesin Diesel Direct Injection

PutaranKonstan. Semarang:UniversitasDiponegoro.

Kingston, H.Mdkk, 1985. Introduction to microwavesampel preparation—theory

and practice.Chapters 2 and 3, ACS professional reference book. Am.

Chem. Soc.

Kurniawan, Andi, dkk., 2014.Pengaruh pH Terhadap Pertumbuhan Mikroalga

Botryococcus braunii Alami dan Mutannya. Surabaya:

InstitutTekologiSepuluhNopember

Lee, J.-Y, dkk, 2009. Comparison of several methods for effective lipid extraction

from microalgae.Bioresource Technology 101:S75-S77

Nalewajko, Czeslawadkk, 1997. Effects of pH on growth, photosynthesis,

respiration, and copper tolerance of three Scenedesmus strains.

Environmental and Experimental Botany, 153 – 160.

Prommuak, Chattip dkk, 2012. Microalgal Lipid Extraction and Evaluation of

Single-Step Biodiesel Production. Engineering Journal, Vol 16, No 5

Septiyaningsih, Linda,dkk. 2012. Ekstraksi minyak nabati dari Scenedemus

spMenggunakan Gelombang Mikro. Seminar Nasional Fisika 2012

Singh, Anoop, dkk. 2012. Key issues to consider in microalgaebased biodiesel

production. Energy Science and Research 2012 Volume (issues) 29(1):

687-700

Vankatesh M.S dkk, 2004.An Overview of Microwave Processing and Dielectric

Properties of Agri-food Materials.Biosystem Engineering 88,1-18

Zhang, Kaidkk, 1998. Effect of light intensity oncolony size of microalga

Botryococcus braunii in bubble column photobioreactors. Journal of

Fermentation and Bioengineering, 573 – 576.

10

LAMPIRAN

Lampiran 1. Penggunaan Dana

Tabel Rincian Penggunaan Dana

Lampiran 2.

No. Uraian Volume Satuan Harga Satuan Jumlah

1 Lampu Flourane 6 buah Rp 55.000,00 Rp 330.000,00

2 Stop kontak 6 buah

Rp 32.000,00

3 Kabel 6 m Rp 2.500,00 Rp 15.000,00

4 Steker broco 3 buah Rp 3.500,00 Rp 16.500,00

5 Gelas ukur 1 cm Rp 37.000,00 Rp 37.000,00

6 Pipet tetes 3 gram Rp 3.500,00 Rp 10.500,00

7 Hemacitometer 1 buah Rp 375.000,00 Rp 375.000,00

8 KOH 50 gram Rp 22.000,00 Rp 22.000,00

9 n- heksana 500 ml Rp 72.500,00

10 Acetic acid 300 ml Rp 57.000,00

11 Pipet ukur 5 ml Rp 34.000,00

12 Bibit mikroalga Rp 1.500.000,00

13 Pengujian Rp 1.000.000,00

Jumlah Rp 3.501.500,00

11

Bukti Nota

13

Lampiran 2. Bukti-bukti Pendukung Kegiatan

- Dokumentasi Kegiatan

- Dokumentasi Pembuatan Alat

contoh laporan kemajuan pkmp

Documents