Mengenai Saya

Foto saya
jember, jember, Indonesia
Alumni fisika MIPA Universitas Jember
Bahan Bakar Alternatif Dari Tongkol Jagung

Saat ini telah diketahui bahwa limbah tongkol jagung dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Tongkol jagung merupakan limbah buangan pada industri jagung pipil yang ternyata mengandung selulosa sebesar 44.9% (Richana, 2004), dan kurang lebih 30% bagian jagung merupakan tongkol jagung. Kenyataan tersebut membuat limbah tongkol jagung dari industri jagung pipil mempunyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol karena kandungan selulosa yang cukup tinggi.
Dengan menggali kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, produksi bioetanol dari limbah tongkol jagung dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi fermentasi. Proses pembuatan bioetanol dari tongkol jagung dapat dilakukan dengan beberapa cara. Namun, secara umum ada lima tahap proses utama. Tahapan tersebut  adalah delignifikasi tongkol jagung, isolasi selulosa, hidrolisis, fermentasi, dan distilasi etanol.
Delignifikasi bertujuan untuk memudahkan pelepasan hemiselulosa dan mengurangi kandungan lignin pada tongkol jagung yang dapat menghambat fermentasi selulosa menjadi gula-gula sederhana. Delignifikasi dilakukan dengan beberapa tahapan, yaitu pengecilan ukuran, perendaman dalam NaOCl 1 % (b/v), pembilasan, penyaringan, dan pengeringan untuk menurunkan kadar air tongkol jagung (Anggraini, 2003). Pembilasan dan penyaringan dengan air dilakukan sampai air bilasan menjadi netral.
Isolasi selulosa dilakukan untuk mengekstrak hemiselulosa dari fraksi selulosa pada tongkol jagung. Menurut Hespell (1998), ekstraksi hemiselulosa paling baik dilakukan dengan menggunakan pelarut NaOH. Isolasi selulosa dilakukan dengan perendaman tongkol jagung yang telah didelignifikasi dalam larutan NaOH 15 % selama 24 jam pada suhu 28oC. Setelah 24 jam, dilakukan penyaringan hingga didapatkan fraksi padatan berupa selulosa. Padatan tersebut dibilas berulang-ulang dengan air sampai pH menjadi netral. Kemudian dikeringkan dengan oven suhu 50oC selama 2 hari (Anggraini, 2003).
Menurut Thenawijaya (1989), pada produksi etanol ada dua metode untuk menghidrolisis komponen lignoselolitik, yaitu hidrolisis asam dan hidrolisis enzim. Pada hidrolisis enzim, konsentrasi gula lebih besar karena selulase yang dihasilkan oleh mikroba merupakan selulase kompleks sehingga selulosa tongkol jagung tersebut dapat dihidrolisis dengan sempurna. Menurut Ariestaningtyas (1991), Trichoderma viride pada substrat tongkol jagung menghasilkan aktivitas selulase tertinggi ketika suhu inkubasi 25oC dan lama inkubasi sembilan hari. Ekstraksi cairan fermentasi dilakukan pada hari kesembilan dengan jalan memisahkan filtrat dari biomassa dengan menggunakan penyaring dan sentrifuse. Sebelum dilakukan ekstraksi, ditambahkan Tween 80 sebanyak 0.1 % (v/v). Filtrat yang dihasilkan kemudian disterilisasi, dipucatkan menggunakan arang aktif 2 % (b/v), disaring, dan dipekatkan hingga diperoleh konsentrasi glukosa yang diinginkan.
Fermentasi menggunakan kamir Saccharomyces cerevisiae yang dapat merubah glukosa menjadi etanol. Fermentasi dilakukan pada fermentor selama   60 jam pada suhu 27oC dengan pH mendium sebesar 4,8. Pada umumnya hasil fermentasi adalah bioetanol atau alkohol yang mempunyai kemurnian sekitar 10-12 % dan belum dapat dikategorikan sebagai fuel based etanol. Agar dapat mencapai kemurnian di atas 95 %, maka alkohol hasil fermentasi harus didistilasi.
Distilasi  ini  adalah  tahapan yang  sangat penting pada produksi bioetanol dimana  proses  pemurnian  etanol  dilakukan  dengan  pemanasan untuk memisahkan etanol dengan air dengan memperhitungkan perbedaan titik didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali, dimana titik didih etanol dan air masing-masing adalah 78,5 dan 100oC. Mekanismenya yaitu memanaskan campuran etanol-air hingga suhu 78,5oC, dimana pada suhu tersebut etanol akan mendidih dan menguap meninggalkan air. Uap etanol ditahan dalam wadah, selanjutnya diembunkan kembali menjadi etanol yang lebih murni, yaitu dengan kemurnian ≥95 %, sehingga siap untuk digunakan sebagai bahan bakar. 

jumlah bioetanol yang dihasilkan dalam satu tahun sebanyak 121.945,5 kilo liter bioetanol. Di pasar internasional, harga bioetanol per liter adalah Rp 20.000,00. Sehingga apabila produksi bietanol setiap tahunnya sebanyak 121.945,5 kilo liter, maka pemasukan yang akan didapat sebesar Rp 2.438.910.000.000,00 atau sekitar 2,4 triliun. Apabila harga pokok produksi per liternya sebesar Rp10.238,00 atau sekitar 1,25 triliun per tahun, maka dapat dihitung keuntungan kotor per tahunnya sebesar 1,15 triliun per tahun.
 

Bahan Bakar Alternatif Umbi Talas
Kandungan protein umbi talas ternyata lebih tinggi dibandingkan dengan umbi lainnya seperti ubi jalar, ubi kayu dan ubi rambat. Kandungan protein tersebut kaya akan asam amino esensial (Onwueme, 1978). Berdasarkan penelitian yang dilakukan Hartati dan Pranan (2003) kadar amilosa talas yang diuji pada 20 kultifar talas berkisar antara 10,54% - 21,44%.(Tabel 5. Presentase karbohidrat umbi talas)
Kandungan karbohidrat umbi talas sebagian besar terdiri atas pati 77 % dari seluruh total karbohidrat. Pati umbi talas terdiri atas 17 – 28% amilosa sedangkan sisanya, yaitu 72-33%, adalah amilopektin. disamping itu, karbohidrat juga disusun oleh pentosa (2,6%), serat kasar (1,4%) dekstrin(0,5%), gula pereduksi (0,5%) dan sukrosa (0,1%).(Onwuene, 1978)
Sebelum mengolah talas menjadi beragam kudapan (olahan lain) harus memperhatikan beberapa hal. Pertama ialah pengurangan kadar kalsium oksalat pada talas. Kalsium oksalat dari persenyawaan garam antara ion kalsium dan ion oksalat. Ion ini sangat bermanfaat untuk proses metabolisme dan untuk pertahanan internal bagi talas. Namun untuk manusia senyawa ion bisa menimbulkan rasa gatal - gatal dan iritasi pada kulit (tenggorokan). Untuk menghindari hal itu bisa merendam talas dengan larutan garam. Perendaman bisa dilakukan selama lima menit, kemudian dicuci bersih dan talas siap diolah menjadi ragam olahan (Anonim, 2005).

III. Metode
Prosedur Pelaksanaan
·         Bahan baku disiapkan berupa kotoran ternak dan limbah tempurung kelapa. Kotoran ternak yang telah disortir lebih dahulu. Bahan tersebut dibersihkan dan diupayakan dalam kondisi kering. Agar lebih mempermudah proses pembuatan, tempurung dihancurkan lebih kecil agar lebih mudah ketika dihaluskan.
·         Pengelolaan superkarbon ini melalui proses pirolisis (karbonisasi). Pada awal pemanasan kayu itu mengering dan jika suhu dinaikan bahan kayu akan terdekomposisi, melepaskan beberpa bahan kimia organik dan meninggalkan sisa yang terdiri dari karbon murni.
·         Setelah menjadi arang, maka segera didinginkan dan dilakukan proses penggilingan untuk mendapatkan hasil superkarbon yang baik. Penggilingan dilakukan untuk memperhalus masa arang dan untuk memeprmudah dalam proses pencetakan.
·         Bahan yang sudah digiling dicampurkan dengan bahan perekat (limbah tapioca) . Hal ini dilakukan untuk memperkuat ikatan antar bahan yang sudah halus agar tidak pecah ketika di jemur. Bahan penyala (wax) ditambahkan  ketika awal untuk mempermudah dalam penyalaan superkarbon.
·         Adonan yang sudah dicampur dapat langsung dicetak. Pencetakan adonan dapat dilakukan sesuai kebutuhan. Bentuk superkarbon pun dapat dicetak sesuai selera (kotak, silinder, segitiga dan prisma).
·         Selanjutnya dilakukan proses pengeringan untuk mempercepat penyalaan serta tidak menimbulkan asap. Pengeringan secara alami dapat dilakukan dibawah sinar matahari, hal ini dilakukan untuk menghemat biaya produksi dari superkarbon.
·         Superkarbon yang sudah selesai dilakukan pengujian mutu. Pengujian mutu ini dapat dilakukan dengan pengujian kadar air dan pengujian uji nyala. Selanjtunya superkarbon siap untuk dipasarkan
 

Modifikasi kompor minyak tanah untuk bahan bakar superkarbon diharapkan dapat menjadi energi alternatif dalam usaha industri rumah tangga pengolahan talas. Target Luaran program pembuatan bahan bakar alternatif berupa superkarbon memiliki target luaran yaitu mampu menjawab tantangan akan permasalahan sumber energi alternatif efisien baik dari segi penggunaan maupun biaya yang terjadi dimasyarakat pada umum nya dan yang terjadi di kota Bogor pada khusus nya.Hasil dari program ini diantaranya :
·         Pengurangan biaya produksi pada usaha pengolahan talas dari 30% menjadi 19,82 % sehingga dengan asumsi yang sama akan meningkatkan keuntungan sebsar Rp. 13,500,00. Hal ini diharapkan dapat meningkatkan pendapatan dari usaha pengolahan talas dari kelompok Sawargi.
·         Superkarbon dihasilkan dari pemanfaatan limbah feses sapi yang seringkali tidak dimanfaatkan, produksinya banyak dan kontinu sehingga memiliki harga jual yang relatif jauh lebih murah bila dibandingkan dengan bahan bakar konvensional sehingga biaya produksi pada UKM usaha pengolahan talas Bogor dapat meningkatkan keuntungan bagi UKM talas Bogor. Hal ini diharapkan dapat menjadi suatu upaya agar usaha Industri Pengolahan Talas dapat terus bertahan ditengah persaingan akan Industri Rumah Tangga lainnya. Pengurangan biaya produksi dari minyak tanah  pada usaha pengolahan talas dari 30% dan setelah digantikan oleh superkarbon turun  menjadi 19,82 % sehingga dengan asumsi yang sama akan meningkatkan keuntungan sebsar Rp. 13,500,00. Hal ini diharapkan dapat meningkatkan pendapatan dari usaha pengolahan talas dari kelompok Sawargi.
·         Superkarbon dapat dijadikan  sumber energi alternatif yang ramah terhadap lingkungan. Hal tersebut dapat dilihat dari superkarbon lebih mudah dinyalakan meskipun dalam keadaan basah, menghasilkan nyala api, dan tidak menjadi abu yang membahayakan kesehatan. 
·         Pembuatan superkarbon dapat dilakukan dengan penambahan limbah pertanian lainnya, yaitu tempurung kelapa. Superkarbon memiliki energi yang relatif besar dan efisien, penambahan limbah tempurung kelapa akan menambah energi yang dikeluarkan. Selain dapat semakin mengefisiensikan penggunaan, penggunaan limbah tersebut mampu mengurangi jumlah sampah yang berasal dari limbah pertanian seperti tempurung kelapa.
·         Kompor superkarbon mampu diterapkan pada lingkungan masyarakat yang lebih luas dan mampu mengatasi krisis/kesulitan energi yang terjadi akibat dari berbagai sebab, dari semakin tingginya harga bahan bakar konvensional sampai sulitnya mendapatkan bahan bakar tersebut akibat dari kemacetan jalur distribusi.
·         Limbah peternakan dapat dimanfaatkan dengan baik, menjadi produk yang bernilai ekonomis tinggi dan tidak mencemari lingkungan.
·         Terciptanya kompor modifikasi dari kompor minyak tanah sebagai kompor
superkarbon sebagai role model  aplikasi pemanfaatan limbah peternakan pada peternakan terbatas sehingga hal ini merupakan bentuk termanfaatkannya kotoran ternak pada area terbatas untuk mengurangi beban polusi kotoran ternak di Kota Bogor. Hal ini dapat mengurangi jumlah kotoran ternak di kebon pedes Kota Bogor. 

Bahan Bakar Alternatif Dari Ubi Kayu
Kebutuhan masyarakat Indonesia terhadap bahan bakar terus meningkat dari tahun ke tahun, seimbang dengan peningkatan kebutuhan sarana transportasi dan kegiatan industri. Hal tersebut berimbas dengan menurunya produksi minyak nasional karena telah berkurangnya sumber-sumber cadangan minyak.
Di antara masalah yang berkenaan dengan energi nasional dengan adanya kecenderungan konsumsi energi fosil yang semakin besar, pemerintah memberikan subsidi kepada masyarakat kelas menengah ke bawah. Kenyataanya subsidi tersebut tidak dapat dinikmati karena jatuh pada masyarakat kelas menengah ke atas. Oleh karena itu, perlu upaya lain, diantaranya adalah penggunaan bahan bakar nabati (BBN), untuk mengurangi subsidi sekaligus memenuhi kebutuhan masyarakat terhadap energi.
Menurut Martono dan Sasongko dalam Purwanto (2007) Indonesia memiliki 60 jenis tanaman yanag berpotensi menjadi bahan bakar alternatif diantaranya kelapa sawit, kelapa, jarak pagar, kapuk yang bisa dijadikan biodiesel untuk pengganti solar dan tebu, jagung, ubi kayu serta sagu yang bisa dijadikan bioethanol pengganti premium.
Saat ini teknologi yang berpeluang untuk dikembangkan untuk pengadaan energi  biofuel adalah produksi bioethanol. Bioethanol adalah ethanol yang berasal dari sumber hayati, misalnya tebu, nira sorgum, ubi kayu,garut, ubi jalar, jagung, jerami, bonggol jagung dan kayu. Bahan baku pembuatan bioethanol dapat terdiri dari bahan-bahan yang mengandung karbohidrat, glukosa dan selulosa. Bahan baku bioethanol yang potensial untuk dikembangkan di Indonesia terutama adalah Ubi kayu.


         Bahan Bakar Alternatif Dari Kulit Pisang
           Bahan bakar berbasis minyak bumi memiliki beberapa dampak negatif bagi lingkungan maupun kesehatan, seperti terjadinya polusi udara yang disebabkan oleh emisi gas CO2, hidrokarbon sisa pembakaran tak sempurna, logam berat Pb akibat penggunaan TEL. Pembakaran yang tak sempurna ini akan menghasilkan gas CO yang menyebabkan penipisan lapisan ozon, padahal lapisan inilah yang melapisi bumi atau sebagai sabuk yang dapat menahan sinar ultra violet dan ppanasnya matahari langsung menerpa bumi. Hal inilah yang menyebabkan pemanasan global sehingga sedemikian mungkin diupayakan untuk mencegahnya. Salah satu upaya pencegahan penggunaan minyak bumi ini yaitu mencari alternatif lain yang dapat dijadikan bahan bakar ramah lingkungan, salah satunya dengan memanfaatkan limbah yang sebenarnya masih dapat digunakan kembali yaitu limbah kulit pisang.
Masyarakat yang mengkonsumsi ataupun mengolah buah pisang menjadi produk olahan seperti pisang sale dan keripik pisang ini, selalu membuang kulit pisang setelah mengkonsumsinya, padahal kulit pisang ini masih memiliki kandungan-kandungan seperti minyak nabati yang dapat diolah menjadi bahan bakar alternatif. Jumlah kulit pisang yang terdapat pada buah pisang ini cukup banyak, yaitu sekitar 1/3 dari buah pisang yang utuh sehingga kulitnya memiliki potensi yang relatif banyak untuk diolah menjadi biodiesel sebagai alternatif bahan bakar solar.
Proses pembuatan biodiesel berbasis limbah kulit pisang ini melalui beberapa tahapan, yaitu pembuatan bubur kulit pisang, rendering kering, pemisahan gum dan sentrifus, penyaringan, transesterifikasi, serta pengadukan dan pemanasan.
1. Pembuatan bubur kulit pisang
            Kulit pisang yang telah dibersihkan dengan air dan diangin-anginkan selama 60 menit, diblender dengan penambahan sedikit air sehingga diperoleh bubur kulit pisang.
  2. Rendering
            Rendering merupakan ekastraksi minyak dari bahan yang mengandung minyak dengan kadar air tinggi. Dalam proses ini digunakan panas yang cukup untuk menggumpalkan protein pada dinding sel bahan dan untuk memecahkan dinding sel sehingga dapat mudah ditembus oleh minyak yang terkandung di dalamnya.
            Kulit pisang yang telah halus menjadi bubur kemudian dimasukkan ke dalam ketel yang terbuka yang dilengkapi dengan steam jacket dan alat pengaduk (agitator). Kemudian dilakukan pengadukan dan pemanasan pada suhu 105 0C-110 0C. Dalam pemanasan ini akan dihasilkan ampas bubur kulit pisang yang mengendap pada dasar ketel dan minyak yang terapung sehingga minyak dapat diambil melalui bagian atas ketel.
3. Pemisahan Gum dan Sentrifus
            Pemisahan gum merupakan suatu proses pemisahan getah atau lendir tanpa mengurangi jumlah asam lemak bebas dalam minyak. Getah atau lendir ini terdiri atas fosfatida, protein, residu, karbohidrat, air, dan resin. Proses ini dilakukan dengan cara dehidratasi gum atau kotoran lain agar bahan tersebut lebih mudah terpisah dari minyak yang kemudian dilakukan proses sentrifus. Pada waktu proses sentrifus, ditambahkan bahan kimia yang dapat menyerap air, misalnya asam mineral pekat atau garam dapur (NaCl). Suhu minyak pada waktu proses sentrifusi berkisar antara 32-50C dan pada suhu tersebut kkentalan minyak akan berkurang sehingga gum mudah terpisah dari minyak.
            Proses pemisahan gum ini digunakan untuk menghilangkan lendir dan getah-getah yang terdapat pada minyak kulit pisang. Kemudian minyak kulit pisang ini dipompakan ke heater dan dipanaskan dengan suhu 80 0C. Setelah dipanaskan melalui heater, minyak kulit pisang dipompakan ke separator untuk menghilangkan gum berupa lendir dan kotoran. Agar bahan lebih mudah terpisah dari minyak kulit pisang, proses ini dilakukan dengan cara dehidrasi gum yang dilanjutkan dengan proses sentrifus. Proses sentrifus dilakukan dengan penambahan air pada puncak menara separator ke dalam minyak yang selanjutnya disentrifusi sehingga bagian gum dapat dipisahkan dari minyak kulit pisang.
 4. Penyaringan
            Proses penyaringan minyak yang telah melalui tahap degumming dan sentrifus dilakukan agar diperoleh minyak yang lebih murni dan bebas dari benda-benda asing yang tidak diinginkan. Sebelum dilakukan proses transesterifikasi, dilakukan pengujian kuantitatif minyak kulit pisang untuk menentukan jumlah miligram KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas dalam 1 gram minyak. Pengujian bilangan asam ini dihitung berdasarkan berat molekul dari asam lemak atau campuran asam lemak. Bilangan asam dinyatakan dengan jumlah miligram KOH 0,1N yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam 1 gram minyak atau lemak.
Bilangan asam = (A x N x 56,1) : G
A                     = jumlah ml KOH untuk titrasi
N                     = normalitas larutan KOH
G                     = bobot sampel (gram)
56,1                 = BM KOH
5. Transesterifikasi
Proses transesterifikasi dapat dilakukan dengan menggunakan katalis ataupun tanpa menggunakan katalis. Proses ini pada umumnya menggunakan katalis basa berupa NaOH, KOH, dan NaHCO3. Akan tetapi, penggunaan abu tandan kosong kelapa sawit ternyata dapat menciptakan proses katalisasi yang lebih efektif. Selain itu, kita juga dapat mengatasi masalah limbah tandan kosong kelapa sawit dengan menambah nilai guna dari kelapa sawit itu sendiri.
Transesterifikasi dilakuan dengan menggunaka peralatan yang khusus, dimana alat tersebut memiliki pemanas listrik, termometer, pengaduk magnet, dan sistem pendingin terpadu yang bekerja secaa simultan. Proses ini dilakukan dengan cara menghaluskan tandan kosong kelapa sawit terlebih dahuli kemudian dicampur dengan metanol selama kurang lebih 2 hari pada suhu kamar. Agar didapatkan rasio yang sesuai untuk volume tertentu dari ekstrak abu tandan kosong kelapa sawit, dilakukan pencukupan dalam pencampurannya dengan metanol. Metanol yang ditambahkan pada abu tandan kosong kelapa sawit ini digunakan agar diperoleh senyawa metoksi yang diperlukan saat reaksi esterifikasi. Reaksi esterifikasi ini dilakukan dengan mereaksikan senyawa metoksi yang telah terbentuk dengan minyak kulit pisang. Kemudian diaduk dengan menggunakan magnetic stirrer selama kurang lebih 2 jam yang dilanjutkan dengan proses penyaringan dengan kain atau kapas sehingga diperoleh biodiesel yang diinginkan.


About