Articles

Found 7 Documents
Search
Journal : Jurnal Rekayasa Proses

Kinerja dan Kinetika Produksi Biohidrogen secara Batch dari Sampah Buah Melon dalam Reaktor Tangki Berpengaduk Sarlinda, Febrina; Sarto, Sarto; Hidayat, Muslikhin
Jurnal Rekayasa Proses Vol 12, No 1 (2018)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (502.844 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.33611

Abstract

Melon fruit waste with high sugar and water content is potential as a substrate for hydrogen production by dark fermentation. This study investigated the performance of biohydrogen production from melon fruit waste in a stirred tank reactor with initial concentration of 13100 mg sCOD/L, in room temperature, initial pH of 7 and controlling final pH at 5.5 by adding NaOH. The fermentation was carried out for 24 hours. The value of pH, volatile solid (VS), soluble chemical oxygen demand (sCOD), volatile fatty acid (VFA), biogas volume, hydrogen content, and cell concentration was analized every hour to determine the performance of reactor. Hydrogen content reached 16.20% with hydrogen production rate (HPR) of 458.12 mL/Lreactor/day in the standard temperature and pressure (STP) condition. Substrate consumption at the end of fermentation reached 24.61% of sCOD and 78.28% of VS. Metabolite products were dominated by acetate and butyrate with butyrate to acetate ratio of 7:6.  The kinetic of product formation was evaluated by the kinetic model of Gompertz. Meanwhile the kinetics of cell growth was approximated by logistics model  A B S T R A KSampah buah melon yang cukup melimpah dan kaya akan gula dan air sangat berpotensi sebagai substrat untuk produksi biohidrogen secara fermentasi gelap. Pada penelitian ini dipelajari kinerja produksi biohidrogen dari sampah buah melon menggunakan reaktor tangki berpengaduk. Konsentrasi awal substrat 13.100 mg sCOD/L pada suhu ruang, pH awal 7 dan dan dilakukan kontrol terhadap pH akhir fermentasi agar tidak turun lebih rendah dari pH 5,5 dengan penambahan NaOH. Fermentasi berlangsung selama 24 jam dan setiap jam dilakukan analisis terhadap pH, volatile solid (VS), soluble chemical oxygen demand (sCOD), volatile fatty acid (VFA), volume biogas, kadar hidrogen dan konsentrasi biomassa untuk mengetahui kinerja reaktor. Kadar biohidrogan yang diperoleh sebesar 16,20% dengan laju produksi hidrogen sebesar 458,12 mL/Lreaktor/hari pada keadaan STP. Konsumsi substrat pada akhir fermentasi mencapai 24,61% sCOD dan 78,28% VS. Produk metabolit dominan adalah asetat dan butirat dengan ratio butirat per asetat sebesar 1,2.  Kinetika pembentukan hidrogen dipelajari melalui model kinetika persamaan Gompertz. Sedangkan kinetika pertumbuhan sel didekati dengan model kinetika persamaan logistik.                                                                                               
Pengaruh Detoksifikasi dan Konsentrasi Substrat Terhadap Produksi Biohidrogen dari Hirolisat Ampas Tahu Husin, Amir; Sarto, Sarto; Syamsiah, Siti; Prasetyo, Imam
Jurnal Rekayasa Proses Vol 8, No 2 (2014)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (325.935 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.11376

Abstract

The effect of detoxification and substrate concentration on fermentative hydrogen production by mixed cultures was investigated in batch experiments using tofu solid waste (TSW) hydrolysate as substrate. TSW as the by product of tofu processing industry was hydrolyzed using diluted hydrochloric acids as catalyst (0.5% wt HCl, 104C and 30 minutes). After neutralized by Ca(OH)2 (aq) and then treated by activated carbon for one hour, the hydrolysate was used for biohydrogen production. The experimental results show that, during fermentative hydrogen production under mesophilic condition and initial pH 6.5 were influenced both substrates without/with detoxification. The maximal hydrogen yield of 4.9 mmol/g reducing sugar (RS) were obtained at detoxified substrate consentration of 2 g GT/L. Detoxification has also shown to shortened lag phase of fermentation (). Adaptation time of microbes during fermentation was reduced from 20 into 13.25 hours for fermentation without/with detoxification respectively at initial substrate concentration of 2 g GT/L. Key words : hydrolysate, tofu solid waste, detoxification, hydrogen, fermentation Pengaruh detoksifikasi dan konsentrasi substrat terhadap produksi hidrogen fermentatif dengan kultur campuran diinvestigasi dalam percobaan batch menggunakan hidrolisat ampas tahu sebagai substrat. Ampas tahu sebagai produk samping industri pengolahan tahu dihidrolisis menggunakan katalis asam encer (0,5% berat HCl, 104C dan 30 menit). Setelah dinetralkan dengan larutan Ca(OH)2 dan dikenakan perlakuan dengan karbon aktif (1,5% berat/volum), hidrolisat siap digunakan untuk produksi hidrogen. Hasil percobaan menunjukkan, bahwa pada kondisi mesofilik dan pH awal 6,5, produksi hidrogen meningkat dan yield (mmol H2/g gula tereduksi) menurun dengan meningkatnya konsentrasi substrat awal, baik pada system tanpa detoksifikasi maupun dengan detoksifikasi. Yield H2 maksimum 4,9 mmol H2/g gula tereduksi (GT) diperoleh bila hidrolisat tanpa detoksifikasi diinkubasi pada konsentrasi substrat awal 2 g GT/L. Hasil ini 25% lebih tinggi jika dibandingkan dengan substrat yang tanpa detoksifikasi. Proses detoksifikasi hidrolisat menggunakan karbon aktif mempengaruhi kinerja proses fermentasi dengan berkurangnya lama waktu fase adaptasi mikroba (). Pada konsentrasi substrat 2 g/L, lama waktu fase adaptasi mikroba berkurang dari 20 menjadi 13,25 jam berturut-turut untuk hidrolisat tanpa detoksifikasi dan dengan detoksifikasi. Kata kunci : hidrolisat, ampas tahu, detoksifikasi, hidrogen, fermentasi
Pengaruh Steam Pretreatment terhadap Degradasi Selulosa dan Limonen pada Limbah Jeruk dalam Produksi Biohidrogen Khaerunnisa, Gita; Sarto, Sarto; Sutijan, Sutijan; Syamsiah, Siti
Jurnal Rekayasa Proses Vol 12, No 1 (2018)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (424.584 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.31163

Abstract

This research presents the influence of steam pretreatment to orange waste and its effect on the production of biohydrogen. The steam pretreatments with various times of 2, 4, and 6 hours were applied to the samples. After the pretreatment, the samples were fermented for seven days, and the contents of cellulose, limonene, volatile fatty acid (VFA), and hydrogen were assessed on the days of 1, 2, 3, 5 and 7. Kinetic parameters of hydrogen production were evaluated using the modified Gompertz`s equation. The result of this research showed that the steam pretreatment significantly reduced the cellulose and limonene compounds. The content of cellulose in the substrate after 2, 4 and 6 hours pretreatment were 37.08%; 36.63%; and 15.95%, respectively. Moreover, the content of limonene after pretreatment of 2, 4, and 6 hours were 57.44 ppm; 38.80 ppm; and 36.11 ppm, respectively. Analysis of kinetic parameters of production of hydrogen showed that the maximum productions of hydrogen (Hmax) in the samples after pretreatment of 2, 4, and 6 hours were 11.492 mL; 52.612 mL; 22.345 mL, respectively. The maximum production rates (Rm) at specified pretreatment time (2, 4, and 6 hours) were 9.888 mL H2/hour; 10.008 mL H2/hour; 12.982 mL H2/hour and the lag phases were 49.689 hours; 24.742 hours; and 24.885 hours. The study elucidated that applying pretreatment for 4 hours gives the optimum condition for hydrogen production. A B S T R A KPenelitian ini mempelajari pengaruh steam pretreatment terhadap limonen dan selulosa yang terkandung pada limbah jeruk, dengan mengevaluasi dampaknya terhadap produksi biohidrogen. Steam pretreatment dilakukan dalam 3 variasi waktu, yaitu 2, 4 dan 6 jam. Kemudian proses fermentasi dijalankan selama 7 hari dengan pengambilan sampel dilakukan pada hari ke 1, 2, 3, 5 dan 7. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa steam distillation yang dilakukan untuk pretreatment pada substrat jeruk berpengaruh terhadap kondisi substrat, yaitu mengurangi kadar selulosa dan limonen. Kadar selulosa pada substrat setelah pretreatment 2 jam adalah 37,08%; 4 jam 36,63%; dan 6 jam 15,95%. Sementara kadar limonen setelah pretreatment 2, 4 dan 6 jam berturut-turut 57,44 ppm; 38,80 ppm; dan 36,11 ppm. Konstanta kinetika produksi hidrogen pada sampel dengan pretreatment 2, 4 dan 6 jam yang diperoleh dengan persamaan Gompertz termodifikasi adalah potensi produksi hidrogen (Hmaks) 11,492 mL; 52,612 mL; 22,345 mL, laju produksi maksimum (Rm) 9,888 mL H2/jam; 10,008 mL H2/jam; 12,982 mL H2/jam serta waktu adaptasi 49,689; 24,742; dan 24,885 jam. Perlakuan pretreatment pada sampel selama 4 jam menghasilkan produk paling optimal.
Evaluasi Kehandalan Reaktor Biogas Skala Rumah Tangga di Daerah Istimewa Yogyakarta dengan Metode Analisis Fault Tree Lestari, Ning Puji; Syamsiah, Siti; Sarto, Sarto; Budhijanto, Wiratni
Jurnal Rekayasa Proses Vol 10, No 1 (2016)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (523.53 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.34421

Abstract

Biogas technology is one of the solutions for improving sanitation, environment, economy and energy conservation especially for smallholder farmers who are applying mixed crop and livestock farming. Indonesia Domestic Biogas Programme (BIRU) has been implemented in DIY since 2009. However, the household digesters that operate effectively only accounts for less than 50% of the total existing digesters in 2017. These problems should be identified and analyzed for more effective implementation and efficient operation of small-sized biogas system in the future. This research applied fault tree analysis (FTA) method to identify failures and evaluated their effects on the operation of small-sized biogas based on processes, physical component, and human factor point of view. Fourty-one sets of BIRU biogas were selected and sampled using stratified purposive random sampling method. Nineteen minimal cut set and three subsystems were defined, which included process failures, infrastructure failures, and human errors. The fault probabilities of the three subsystems were found to be 0.79; 0.59; and 0.96, respectively. It implied that human error gave the highest probability of errors, followed by process failure, while the physical structure of the reactor had been sufficiently well controlled. This study suggested that careful selection on prospective users should be conducted prior to installation, to ensure the motivation of the users in maintaining the reactor in good conditions. Besides, trainings and assistance system are also required to improve the skills of the user to maintain the performance of their reactor.ABSTRAKTeknologi biogas merupakan salah satu solusi untuk menyelesaikan masalah energi, sanitasi, lingkungan, dan ekonomi bagi masyarakat daerah pedesaan yang menerapkan sistem pertanian terpadu. Program pembangunan biogas telah banyak dilakukan di Daerah Istimewa Yogyakarta salah satunya melalui program Biogas Rumah (BIRU) dengan tingkat keberhasilan program yang belum memuaskan dengan angka keberhasilan di bawah 50%. Evaluasi kehandalan sistem biogas BIRU dilakukan dengan menggunakan metode fault tree analysis (FTA). Metode ini mencakup seluruh aspek yang mempengaruhi beroperasinya sebuah sistem biogas baik dari segi proses, komponen fisik (infrastruktur), maupun faktor manusia. Sebanyak 41 unit biogas yang mengalami kegagalan diteliti setelah dipilih dengan metode stratified purposive random sampling. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode FTA cocok digunakan sebagai metode evaluasi kehandalan sehingga faktor penyebab kegagalan dan nilai probabilitas setiap faktor dapat diketahui. Dengan metode FTA, diperoleh hasil bahwa penyebab kegagalan sistem biogas berupa 19 minimal cut set yang dapat dikelompokkan dalam subsistem kegagalan proses, kegagalan komponen (infrastruktur), dan human errors dengan nilai probabilitas kegagalan masing-masing 0,79; 0,59; dan 0,96. Hal ini menunjukkan bahwa kemungkinan terbesar kegagalan proses disebabkan oleh faktor manusia, kemudian disusul oleh faktor proses, sementara faktor komponen fisik reaktor sudah cukup baik kualitasnya. Studi ini menunjukkan bahwa untuk aplikasi teknologi biogas skala rumah tangga, seleksi calon pengguna harus dilakukan dengan teliti untuk menjamin motivasi calon. Selain itu, diperlukan pelatihan dan pendampingan untuk mempersiapkan calon pengguna agar mampu memelihara keberlanjutan teknologi biogas tersebut.
Pengaruh Variasi Organic Loading Rate Sampah Buah Jeruk terhadap Produksi Biohidrogen pada Reaktor Kontinu Bonanza, Baruna Sakti Wicaksono; Sarto, Sarto
Jurnal Rekayasa Proses Vol 10, No 2 (2016)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (415.162 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.33336

Abstract

Biohydrogen is a potential alternative energy generated through the process of dark fermentation of organic waste. This research aims to determine the effect of organic loading rate (OLR) variations of orange waste on biohydrogen production. This research dealt with the production of biohydrogen in the continuous system. The reactor was equipped with circulation and operated anaerobically. The inoculum was taken from the sludge of the biogas installation in Gemah Ripah Fruit Market. Orange waste was used in three variations of organic loading rate (OLR) at 2.2, 2.5, and 3.1 L/day. The results revealed that the daily productions of gas for those OLR are about 15, 35, and 26 L/day respectively. Futhermore, for OLR of 2.5 L/day the total solid decreased from about 8 to 5%. ABSTRAKBiohidrogen merupakan salah satu jenis energi alternatif yang dapat dihasilkan dari proses fermentasi gelap (dark fermentation) sampah organik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi organic loading rate (OLR) sampah buah jeruk terhadap produksi biohidrogen. Pada penelitian ini produksi biohidrogen dilakukan menggunakan sistem kontinu. Reaktor yang digunakan dilengkapi dengan sirkulasi dan dijaga pada kondisi anaerob. Inokulum berasal dari sludge dari instalasi biogas Pasar Buah Gemah Ripah. Substrat yang digunakan adalah buah jeruk, sedangkan variabel yang dipelajari adalah OLR yang divariasikan sebesar 2,2; 2,5; dan 3,1 L/hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produksi gas untuk OLR tersebut berturut-turut sekitar 15, 35, dan 26 L/hari. Pada OLR 2,5 L/hari, terjadi penurunan total solid dari sekitar 8% menjadi sekitar 5%.
Pengurangan Zat Warna Remazol Red Rb Menggunakan Metode Elektrokoagulasi Secara Batch Setianingrum, Novie Putri; Prasetya, Agus; Sarto, Sarto
Jurnal Rekayasa Proses Vol 11, No 2 (2017)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (476.232 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.26900

Abstract

Batik is one of the distinctive cultural chacteristic of the Indonesian national that has gained recognition from UNESCO. Batik industries have grown rapidly. However, the activity  industry produces liquid, especially from batik’s dyeing processes.. The conventional method which is used for processing wastewater still has limitation so that an innovation method wastewater treatment is need for example electrocoagulation. Electrocoagulation is  a process of coagulation using unidirectional electrics current through electro-chemical process. In this work, electrocoagulation was employed to treat wastewater (synthetic dyes remazol red (Rb) as wastewater model). The method was carried out by varying the distance between electrode distance and electrical voltage. Variation of distance between electrode range were  2 cm and 3 cm while variation of electrical voltage range were 10 volt and 15 volt. To determine the effect of electrode distance and electrical voltage on treatsment performances the chemical oxygen demand(COD), total suspended solid (TSS) and waste color. The samples were taken at 10 minutes, 20 minutes, 40 minutes and 60 minutes during the process. The results showed that the distance of the electrode and the voltage affected  to thr reduction of COD, TSS and waste color. The optimum elecrode distance and voltage in this research were 2 cm and 10 volt. The research showed the decrease in COD concentration from 428 mg/L to 54 mg/L, TSS concentration from 850 mg/L to 277 mg/L and the decrease in waste color from 2733 PtCo to 75,5 PtCo. ABSTRAKBatik merupakan salah satu ciri budaya khas bangsa Indonesia yang telah mendapatkan pengakuan dari UNESCO. Industri batik mengalami pertumbuhan cukup pesat. Aktivitas produksi dalam industri semakin meningkat menyebabkan limbah cair terutama dari proses pewarnaan semakin banyak. Metode konvensional untuk pengolahan limbah cair masih memiliki kekurangan sehingga memerluka metode pengolahan limbah alternatif, yaitu metode elektrokoagulasi. Proses elektrokoagulasi merupakan suatu proses koagulasi  dengan menggunakan arus listrik searah melalui proses elektrokimia. Proses elektrokoagulasi dilakukan dengan memvariasikan tegangan listrik dan jarak antar elektroda yaitu 10 volt dan 15 volt serta 2 cm dan 3 cm. Untuk mengetahui pengaruh tegangan listrik dan jarak antar elektroda maka dilakukan pengukuran COD, TSS dan Warna dimana sampel diambil setiap 10 menit, 20 menit, 40 menit dan 60 menit lalu dianalisis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tegangan listrik dan jarak antar elektroda memberikan pengaruh terhadap penurunan COD, TSS dan Warna pada limbah cair sintetis Remazol Red RB. Jarak antar elektroda dan tegangan listrik yang optimum pada penelitian ini yaitu 2 cm dan 10 volt dengan penurunan konsentrasi COD yang pada awalnya 428 mg/L menjadi 54 mg/L, penurunan TSS yang pada awalnya 850 mg/L menjadi 277 mg/L dan penurunan Warna yang pada awalnya sebesar 2733 PtCo menjadi 75,5 PtCo.
Pengaruh Organic Loading Rate Pada Produksi Biohidrogen dari Sampah Buah Melon (Cucumis melo L.) Menggunakan Reaktor Alir Pipa Nurkholis, Nurkholis; Sarto, Sarto; Hidayat, Muslikhin
Jurnal Rekayasa Proses Vol 11, No 1 (2017)
Publisher : Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (72.594 KB) | DOI: 10.22146/jrekpros.23057

Abstract

The energy crisis and adverse effects from the use of fossil fuels requires the development of energy sources that are non-polluting and renewable, such as bio-H2. Bio-H2 can be produced from organic biomass such as melon fruit waste, because it is available in large quantities and has adequate content of organic fraction. Production of bio-H2 from melon fruit waste done by dark fermentation on the pipe flow reactor consisting of microorganisms acclimatization phase and continuous substrate feeding phase with variation of organic loading rate (OLR) are 6.0443 kg VS/ m3.day (OLR1), 7.6217 kg VS/ m3.day (OLR2) and 26.3152 kg VS/ m3.day (OLR3). Gas and liquid samples taken from the reactor for analysis of H2 concentration, volatile solid (VS) and volatile fatty acid (VFA) The results of the study showed that the production of bio-H2 optimal amounted to 90.8904 mL/ g VS on variations OLR3 is 26.3152 kg VS/ m3.day with substrate degradation efficiency reached 45.39%. The concentration of organic acids produced ranges from 400-800 mg/ L and acetic acid as the dominant product with an average concentration of 442.9276 mg/  L. ABSTRAKKrisis energi dan dampak buruk dari penggunaan bahan bakar fosil menuntut pengembangan sumber energi yang bersifat non-polutif dan terbarukan, misalnya bio-H2. Bio-H2 dapat di produksi dari biomassa organik seperti sampah buah melon, karena terdapat dalam jumlah banyak dan memiliki kandungan fraksi organik yang memadai.  Pada penelitian ini produksi bio-H2 dari sampah buah melon dilakukan secara fermentasi gelap pada reaktor alir pipa yang terdiri dari tahap aklimatisasi mikroorganisme dan tahap pengumpanan substrat secara kontinu. Variasi organic loading rate (OLR) yang digunakan adalah 6.04 kg VS/(m3.hari) (OLR-1), 7.62 kg VS/(m3.hari) (OLR-2) dan 26.32 kg VS/(m3.hari) (OLR-3). Sampel gas dan cairan diambil dari dalam reaktor untuk di analisis kadar H2, kadar volatile solid (VS) dan volatile fatty acid (VFA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa produksi bio-H2 yang optimal sebesar 90.89 mL/g VS pada variasi OLR-3 yaitu 26.32 kg VS/(m3.hari) dengan efisiensi degradasi substrat mencapai 45.39%. Konsentrasi asam-asam organik yang dihasilkan berkisar antara 400-800 mg/L dan asam asetat adalah sebagai produk yang dominan dengan konsentrasi rata-rata sebesar 442.93 mg/L.
Co-Authors Abdullah Isnaini, Abdullah Adi Heru Husodo Adi Heru Sutomo Agus Prasetya Agus Prasetyo Agus Suwarni Amekan, Yumechris Amini, Noor Rosyidah Amir Husin, Amir Andreas Didit Herdito, Andreas Didit Aprodhita Kusumaningtyas, Aprodhita Ariyanto Nugroho Astiti, Dian Fitriani Bambang Soehendro Bonanza, Baruna Sakti Wicaksono Chafid Fandeli Chandra Wahyu Purnomo Damayanti, Sri Ismiyati Desy Renisita, Desy Doni Prakasa Eka Putra Dwi Astuti Dwikorita Karnawati Eka Sari, Eka Elisa Nurnawati Eni Mahawati Erni Martani Gita Khaerunnisa Hariyani, Nurfitria Hary Sulistyo Humairo, Mika Vernicia I Made Bendiyasa Igarashi, Toshifumi Imam Prasetyo Indwiani Astuti JAKA WIDADA Kasam Kasam, Kasam Kyu Mar, Kyu Lestari, Ning Puji Made Gunamantba, Made Makmun, Linarsih Makmun, Linarsih Manila, Riang Lala Manila, Riang Lala Muhammad Nur Cahyanto MUHAMMAD SHOLEH Muslikhin Hidayat Nainggolan, Ronald Nurkholis Nurkholis Pangestika, Rismawati Rahayu, Suprihastuti Sri Rahman, Fadhilah Rochmadi Rochmadi Saleh, Yusrizal Djam’an Sarlinda, Febrina Sebastian Margino Setianingrum, Novie Putri Setianingrum, Novie Putri Shalibuddin Djalal Tandjung, Shalibuddin Djalal Siti Syamsiah Sunjoto Sunjoto, Sunjoto Susi Iravati Sutijan Sutijan Syarifuddin, Muhamad Syarifuddin, Muhamad Tabelin, Carlito Baltazar Takdir Syarif Wahyudi Budi Sediawan Wangi, Dyah Sekar A P Wiranto Wiranto Wiratni Budhijanto Wulansari, Anjas Yulia Rina Wijaya Yulida, Novriza Yustina Rusnawati, Yustina Yusuf Yusuf Zuhria, Faida