Oleh:BIORESOURCE   - Ade Sonya              (2309100039) TECHNOLOGY   -Siska Norma              (2309100040)
ABSTRAK                                              Hemicellulose                    3 main                      Cellulos...
INTRODUCTION                                                      -ethanol     Lignocellulosic                           (...
1. INTRODUCTION Tujuan pembuatan jurnal :        Menemukan karakteristik lignocellulosic biomass, agar metode            ...
2. COMPOSITION OF LIGNOCELLULOSIC             MATERIAL                                 •   Terdiri dari sub unit D-glucose...
3. METHANE PRODUCTION BY                 ANAEROBIC DIGESTION                                              1. Pretreatment ...
4. ETHANOL PRODUCTION BY                FERMENTATION                              pretreatment                          (e...
5. FACTOR LIMITING THE HYDROLYSIS Crystalinity of cellulose Degree of polimerization Penurunan ukuran partikel dan kena...
6. MECHANICAL PRETREATMENT 6.1 Process Description And Mode Of Action  Tujuan : mereduksi ukuran praktikel dan crystalini...
6. MECHANICAL PRETREATMENT (cont’d) 6.2 Consequences For Ethanol And Methane Production                            yield ...
7. THERMAL PRETREATMENT 7.1 general thermal processes in lignocellulose  Thermal                      Stabilitas dipengar...
7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d)                                                terhidrolisaProcess thermal               ...
7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) 7.2 Process Description And Mode Of Action   7.2.1 Steam Pretreatment / Steam Explosion...
7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d)“Several factor (log P 0 )”dihitung untuk menentukan kerumitan (severity) pretreatment    ...
7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) 7.2.2 Liquid Hot Water (LHW)  Tujuan : untuk menghindari pembentukan inhibitor  pH dija...
7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) 7.3 Consequences For Ethanol And Methane Production   7.3.1 Steam Pretreatment / Steam ...
8. ACID PRETREATMENT 8.1 Process Description And Mode Of Action   Tujuan: melarutkan hemicellulosa sehingga cellulosa le...
9. ALKALINE PRETREATMENT  9.1 Process Description And Mode Of Action                           solvation      Alkaline   ...
9. ALKALINE PRETREATMENT (cont’d)                                 Potasium hidroksidaXylan dapat dipindahkandengan megguna...
9. ALKALINE PRETREATMENT (cont’d) 9.2 Consequences For Ethanol And Methane Production    Alkaline                        ...
10. OXIDATIVE PRETREATMENT 10.1 Process Description And Mode Of Action                                               (sep...
11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND     CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .1 Thermal Pretreatment + Acid Pretreatment            ...
11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND    CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .2 thermal pretreatment + alkaline pretreatment       Me...
11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND    CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .3 thermal pretreatment + oxidative pretreatment   Wet-o...
11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND    CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .4 Thermal Pretreatment + Alkaline Oxidative Pretreatmen...
11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND    CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .5 Ammonia + carbon dioxide pretreatment                ...
12. OVERVIEW OF EFFECTS OF        PRETREATMENTS ON LIGNOCELLULOSE                    Increase       Decryslallizatio   Sou...
13. CONCLUSION AND FINAL DISCUSSION                          proses     pretreatment                          ekonomi     ...
13. CONCLUSION AND FINAL DISCUSSION                           Biomass compositionEfek pretreatment                        ...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Bioresource technology

1,021 views
941 views

Published on

Published in: Technology, Business
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,021
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
21
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Bioresource technology

  1. 1. Oleh:BIORESOURCE - Ade Sonya (2309100039) TECHNOLOGY -Siska Norma (2309100040)
  2. 2. ABSTRAK Hemicellulose 3 main Cellulose component lignin PRETREATMENT Goal: improve disgestibility of the lignocellulosic biomass • dissolving hemicelluloseLignocellulosic • Alteration lignin structure biomass Main effect • Providing and improved acessibility of the cellulose for hydrolitic enzyme  lignin content Faktor yang  Crystalinity of cellulosemempengaruhi  Particle size  Limit the digestibility of hemicellulose and lignin
  3. 3. INTRODUCTION -ethanol Lignocellulosic (hemi-)cellulose to -methane biomass -hydrogen researchPerhatikan PRETREATMENT • Karakteristik SUKSES • Inhibitory product
  4. 4. 1. INTRODUCTION Tujuan pembuatan jurnal : Menemukan karakteristik lignocellulosic biomass, agar metode petreatment yang digunakan tepat dan sesuai Content jurnal :  Komposisi material lignocellulosic  Overview proses produksi methane dan ethanol  Ringkasan perbedaan metode pretreatment pada lignocellulosic biomass dan akibat dari perbedaan tersebut pada produksi methane dan ethanol  Conclusion: teknik pretreatment yang disarankan
  5. 5. 2. COMPOSITION OF LIGNOCELLULOSIC MATERIAL • Terdiri dari sub unit D-glucose berikatan dengan β-1,4 flycosidic Cellulose • Serat cellulose berikatan satu sama lain membentuk cellulose fibril (simpul cellulose) • Cellulose fibril sebagian besar bebas dan berikatan lemah dengan ikatan hidrogen.Linocellulosic • Kompleks karbohidrat (terdiri dari biomass hemicellulose polimer yang berbeda beda seperti pentoses, hexoses, dan sugar acid) lignin
  6. 6. 3. METHANE PRODUCTION BY ANAEROBIC DIGESTION 1. Pretreatment producing 2. Anaerobic hydrolysis andlignocellulostic methane methane production 3. Post treatment fraksi liquid Hydrolisis lignocellulose One + reactor mokroorganisme Konversi methane For energy production and recovery
  7. 7. 4. ETHANOL PRODUCTION BY FERMENTATION pretreatment (enzymatic) hydrolisis fermentationlognocellulosic Product sparation Post treatment of the liquid fraction
  8. 8. 5. FACTOR LIMITING THE HYDROLYSIS Crystalinity of cellulose Degree of polimerization Penurunan ukuran partikel dan kenaikan luas permukaan dibandingkan crystalinity mempengaruhi laju hydrolisis Konversi yang lebih lambat dari kristalin cellulose dibanding amorphous cellulose, akan meningkatkan presentase kristalinitas dari biomassa yang terhidiolisasi Ukuran pori dan substrat berhubungan dengan ukuran enzim Pemindahan hemicellulose meningkatkan rata2 ukuran pori substrat Pengeringan lignocellulose dapat menyebabkan rusaknya struktur pori dan menghasilakn penurunan hidrolisability enzimatis Cellulose dapat dijebak dalam pori jika internal area lebih besar dibanding external area Lignin membatasi laju hidrolisis enzimatis karena lignin seperti pelindung
  9. 9. 6. MECHANICAL PRETREATMENT 6.1 Process Description And Mode Of Action Tujuan : mereduksi ukuran praktikel dan crystalinity • Meningkatkan spesific surface • Mereduksi derajat polimerisasi • Pemotongan biomassa• Meningkatkan total yield hydrolisis sebesar 5-25%• Menurunkan waktu disgest 23-29% --- meningkatkan laju hidrolisisPenurunan ukuran partikel dibawah 40mesh berefek kecil pada yield hidrolisabegitu juga laju hidrolisa begitu juga laju hidrolisa biomassa.
  10. 10. 6. MECHANICAL PRETREATMENT (cont’d) 6.2 Consequences For Ethanol And Methane Production yield methane dan ethanol meningkat milling Laju hidrolisis meningkat Cocok apabila No production inhibitor High energy requirement --- not economically feasible
  11. 11. 7. THERMAL PRETREATMENT 7.1 general thermal processes in lignocellulose Thermal Stabilitas dipengaruhi suhu, asam, alkalipretreatment Terdiri dari Xylan  sensitif suhu glucamanan Hemicellulosic solubalize Lignocellulosicbiomass is heated Lignocellulosic biomassabove 150-180°C Lignin solubalize
  12. 12. 7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) terhidrolisaProcess thermal hemicelulosa Membentuk asam Solubilization of lignin Phenolic compoundHeterocydic cyclic compound Temperature jangan sampai >250°C  pirolisis mulai terjadi (reaksi yang tidak diinginkan)
  13. 13. 7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) 7.2 Process Description And Mode Of Action  7.2.1 Steam Pretreatment / Steam Explosion (ST/SE) Tujuan : melarutkan hemicellulose untuk membuat cellulose lebih mudah diakses pada hidrolisis enzimatis dan untuk menghindari pembentukan inhibitor Proses : Large vessel steam with biomass Biomass didinginkan high temperature and dengan cepat pressure terhidrolisa Steam hemicellulose pretreatment Membentuk asam  mengkatalis hidrolisis
  14. 14. 7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d)“Several factor (log P 0 )”dihitung untuk menentukan kerumitan (severity) pretreatment t= waktu (mnt) T= suhu (C) Selama pretreatment moisture content dari biomass mempengaruhi waktu yang dibutuhkan untuk pretreatment
  15. 15. 7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) 7.2.2 Liquid Hot Water (LHW) Tujuan : untuk menghindari pembentukan inhibitor  pH dijaga 4-7  terjadi autocatalytic Perbedaan dengan ST : jumlah produk terlarut lebih tinggi Menggunakan corn stoverMeningkatkan hasil dibandingkan sistem batch hemcellulose dan lignin Penambahan asam
  16. 16. 7. THERMAL PRETREATMENT (cont’d) 7.3 Consequences For Ethanol And Methane Production  7.3.1 Steam Pretreatment / Steam Explosion  Resiko : -terbentuk senyawa furfural, HMF, senyawa phenolic -terjadi kondensasi dan endapan lignin terlarut  Cara meminimalkan degradasi hemicellulosa : memisahkan biomassa dari kondensat selama pretreatment dan menjaga pH 5 -7 dengan menambah alkali  Efek positif : hemisellulosa yang didapatkan dalam jumlah besar  7.3.2 Liquid Hot Water  Keuntungan: produk hemicellulosa dan lignin yang dihasilkan pada konsentrasi rendah Kondensasi dan pengendapan senyawa lignin turun
  17. 17. 8. ACID PRETREATMENT 8.1 Process Description And Mode Of Action  Tujuan: melarutkan hemicellulosa sehingga cellulosa lebih mudah diakses  Dilakukan pada suhu ambient untuk meningkatkan anaerobic disgestibility Dilute acid Acid pretreatment Strong acid 8.2 consequences for ethanol and methane production  Keuntungan: selulosa lebih mudah diakses oleh enzim Pembentukan degradasi volatile product resiko Kehilangan karbon untuk konversi menjadi ethanol Kondensasi senyawa lignin terlarut menurunkan disgestibility
  18. 18. 9. ALKALINE PRETREATMENT  9.1 Process Description And Mode Of Action solvation Alkaline pretreatment saphonication peelingmenyebabkan • Tingginya fraksi monomer hemicellulose • Hilangnya polisakarida • Bermanfaat untuk konversi selanjutnya • CO2 yang dihasilkan meningkat
  19. 19. 9. ALKALINE PRETREATMENT (cont’d) Potasium hidroksidaXylan dapat dipindahkandengan meggunakan Temperature dijaga rendah Aspek penting alkali pretreatment • Alkali dikonsumsi oleh biomassa • Solubilisasi, redistribusi, dan condensasi lignin • Modifikasi dan crystalline cellulose • Mengubah struktur cellulose menjadi bentuk yang lebih yepat dan stabil secara temodinamika dibanding cellulose aslinya
  20. 20. 9. ALKALINE PRETREATMENT (cont’d) 9.2 Consequences For Ethanol And Methane Production Alkaline Hemicellulose and part of lignin to solubalize pretreatmentKehilangan hemicellulose menjadi Inhibitor effectdegradation product dansolubilized lignin components disebabkan Produk terbentuk dari lignin selama alkaline heat pretreatment
  21. 21. 10. OXIDATIVE PRETREATMENT 10.1 Process Description And Mode Of Action (seperti hidrogen peroksida Oxidative Oxidizing compound menjadi biomasa yang pretreatment tersuspensi dalam air) Dalam banyak kasus, penggunaan oxidant tidak selektif dan menyebabkan kehilangan hemicellulose dan cellulose Resiko terbentuknya inhibitorlignin teroksidasi dan terbentuk senyawa aromatik yang terlarut 10.2 Consequences For Ethanol And Methane Production Banyak gula yang hilang(akibat non-selectiveSelama oxidative oxidation) pretreatment Terbentuk soluble lignin compound (menghambat tahap conversi cellulose menjadi ethanol/methane)
  22. 22. 11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .1 Thermal Pretreatment + Acid Pretreatment • Menurunkan optimal temperature akibatnyaMenaikkan dengan External acid pretreatment • Memberikan enzymatic hidrolysablethermal steam substrate yang lebih baik • Lignocellulose direndam dengan SO2 dan H2SO4 • Selama steam pretreatment, SO2 dikonversi menjadi H2SO4 • Setelah itu catalytic hidrolyation of hemicellulose dimulai
  23. 23. 11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .2 thermal pretreatment + alkaline pretreatment Menaikkan thermal dengan +external alkali pretreatment • pretreatment ini biasanya menaikkan temperature 100-150°C dengan menambah lime sekitar 0,1g Ca(OH)2 substrate • Lime pretreatment (dengan pemanasan) cukup meningkatkan penguraian dari low-lignin yang mengandung biomass, tapi tidak untuk high-lignin. • Dampak positif lime adalah murah, aman dan dapat direcycle
  24. 24. 11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .3 thermal pretreatment + oxidative pretreatment Wet-oxidation oxidative pretreatment yang menggunakan oxigen sebagai oxidator product • phenolic monomer yang selanjutnya didegradasi menjadi carbonxylic acids • Furfural low • HMF
  25. 25. 11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .4 Thermal Pretreatment + Alkaline Oxidative Pretreatment Latar belakang : Thermal lime pretreatment tidak cukup menghilangkan lignin dari high-lignin biomass untuk meningkatkan penguraian enzymatic Pretreatment biomass bertujuan untuk menghilangkan kemungkinan produksi penghambat pelarutan senyawa lignin
  26. 26. 11. COMBINATIONS, AMMONIA, AND CARBON DIOXIDE PRETREATMENT 11 .5 Ammonia + carbon dioxide pretreatment Dikonduksi dengan high-pressureCarbon dioxide carbon dioxide pada suhupretreatment >>200°C selama beberapa menit menyebabkanExposive steam with Liquid  acidichigh pressure CO2 Acid hydrolyses  hemicellulose
  27. 27. 12. OVERVIEW OF EFFECTS OF PRETREATMENTS ON LIGNOCELLULOSE Increase Decryslallizatio Soubilization Solubilization Formation Alteration accessible n cellulose hemicellulose lignin furfural /HMF lignin structure surface areaMechanical + +ST/SE + + - + +LHW (batch) + ND + - - -LHW (flow + ND + +/- - -trough)Acid + + - + +Alkaline + - +/- - +Oxidative + ND +/- - +Thermal+acid + ND + +/- + +Thermal+alkaline + ND - +/- - +Thermal+oxidative + ND - +/- - +Thermal+alkaline+ + ND - +/- - +oxidativeAmmonia(AFEX) + + - + - +CO2 explosion + +
  28. 28. 13. CONCLUSION AND FINAL DISCUSSION proses pretreatment ekonomi Crystallinity of cellulose Factor biodegradibility Available surface area lignocellulose Lignin content  Inhibitor  detoksifikasi  ineffectiveekonomi  Remove product setelah hidrolisis  minimal cost proses produksi ethanol  Penggunaan air, energi, dan alkali/acid se-efisien mungkin
  29. 29. 13. CONCLUSION AND FINAL DISCUSSION Biomass compositionEfek pretreatment Operating condition Aspek Bio-fuel apa yang ingin diproduksi ?? penting  Perbedaan antara efisiensi konversi ethanol dan methane tidak besar lagi, karena saat ini ada yeast yang bisa mengkonversi gula C5 dan C6 menjadi ethanol.  Kerugian dari produksi ethanol dibanding produksi methane adalah toleransi yang rendah terhadap senyawa penghambat.

×