Contoh Laporan Kemajuan PKMP
-
Upload
khoiril-metrima-f -
Category
Documents
-
view
1.280 -
download
232
description
Transcript of 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
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
ii
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
12
13
Lampiran 2. Bukti-bukti Pendukung Kegiatan
- Dokumentasi Kegiatan
- Dokumentasi Pembuatan Alat