Pemasyarakatan Teknologi Produksi Bioetanol sebagai Bahan Bakar Pengganti Minyak Tanah bagi Siswa Sekolah Menengah Atas di Kota Jayapura

Transkripsi

1 Jurnal Vol 1 Pengabdian No 1, Maret Papua, 2016 Volume 1, Nomor 1 / Maret 2016: 6 11 Jurnal Penelitian dan Pengabdian Papua 14 Halaman: 6 11 Pemasyarakatan Teknologi Produksi Bioetanol sebagai Bahan Bakar Pengganti Minyak Tanah bagi Siswa Sekolah Menengah Atas di Kota Jayapura Sriyanto dan Darwanta * Jurusan Kimia FMIPA Universitas Cenderawasih, Jayapura ABSTRACT Alamat korespondensi: Jurusan Kimia, Kampus UNCEN- WAENA, Jl. Kamp. Wolker, Jayapura Papua Telp: , mipacen@yahoo.co.id Manuskrip: Diterima: 2 Maret 2016 Disetujui: 22 Maret 2016 Fuel is one of the basic needs for everyone. Jayapura city is the capital region in Papua with very rapid development. The area is a big portion urban / almost all communities using kerosene as household fuels. The problems of kerosene use is often occurred rare of supply. The kerosene conversion into gas fuels will cause problems of its own for the supply of domestic fuels. Furthermore, the society should be introduced for alternative fuels that more cheap and easy made. The one of fuel made which is very possible to applied is fuel ethanol. The selected target of the audience is the students of SMA Pembangunan V Yapis Waena. The implementation is practice to making the ethanol fuels from cassava. The activity are understanding the materials, preparation method, casava hydrolysis, fermentation, and destilation. Keywords: cassava, ethanol, SMA Pembangunan V Yapis Waena PENDAHULUAN Bahan bakar merupakan salah satu kebutuhan pokok bagi setiap orang. Bahan bakar yang digunakan untuk keperluan rumah tangga sangat beragam tergantung dari tingkat perekonomian dan domisili masyarakat tersebut. Masyarakat pedesaan dengan tingkat perekonomian menengah ke bawah pada umumnya menggunakan kayu bakar, sedangkan masyarakat perkotaan dengan tingkat perekonomian dan kondisi pemukimannya pada umumnya menggunakan minyak tanah dan gas. Kota Jayapura merupakan satu daerah yang belum dilakukan pembatasan minyak tanah bersubsidi, sehingga sebagian besar/hampir semua masyarakat menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakar rumah tangga. Seiring dengan pertambahan penduduk (kelahiran dan migrasi), maka kebutuhan bahan bakar minyak tanah juga semakin meningkat. Sementara itu permasalahan yang dihadapi adalah minyak tanah untuk Kota Jayapura harus didatangkan dari luar pulau dan sering terlambat dan tidak mencukupi. Sehingga beberapa bulan terakhir ini minyak tanah cukup langka di Waena dan Jayapura pada umumnya. Antrian untuk membeli minyak menjadi pemandangan yang biasa di hampir setiap pangkalan minyak tanah. Akhir-akhir ini permasalahan bahan bakar minyak di tanah air juga semakin kritis. Setelah pemerintah gagal untuk menaikkan harga jual BBM, selanjutnya akan diadakan pembatasan kuota BBM untuk setiap daerah. Sampai saat ini belum ada usaha alternatif untuk mengatasi permasalahan ini. Mencermati kondisi demikian semua pihak dituntut untuk melakukan upaya pencarian sumber-sumber energi alternatif. Kalau ditinjau dari potensi sumber bahan bakar alternatif, sebenarnya cukup banyak tersedia dalam berbagai bentuk. Salah satu sumber bahan bakar alternative yang potensial untuk dikembangkan adalah bahan bakar dari biomassa di mana salah satu diantaranya adalah bioetanol. Bioetanol merupakan bahan bakar nabati yang relatif mudah dibuat dan digunakan. Bahan untuk

2

3 7 Sriyanto & Darwanta, Pemasyarakatan Teknologi Produksi Bioetanol pembuatan bioetanol sangat melimpah dan tersedia di sekitar kita, misalnya singkong, sagu, nira kelapa, bahkan dari limbah pun dapat dibuat bioetanol. Menilik bahan baku bioetanol yang beragam dan berlimpah jumlahnya, maka pengembangan bahan bakar ini sebagai bahan bakar alternatif bagi masyarakat. Di berbagai daerah telah gencar mengembangkan bioetanol sebagai bahan bakar, baik itu untuk keperluan masyarakat setempat maupun yang dikembangkan menjadi suatu industri. Salah satu daerah yang sebagian penduduknya mulai mengembangkan bioethanol dari sampah organik adalah Desa Domplang, Karangpandan, Karanganyar, Jawa Tengah. Bahan baku berupa sisa sayuran dan buah-buahan diambil dari tumpukan sampah di pasar Karangpandan. Warga di desa tersebut telah berhasil mengolah sampah pasar menjadi bioethanol berkadar 45-50% yang dapat menggantikan minyak tanah untuk bahan bakar kompor. Sehingga desa tersebut mendapat predikat desa mandiri energy (Cahyana, 2010). Kalau ditinjau dari potensi sumber bahan bakar alternatif, sebenarnya cukup banyak tersedia misalnya di daerah Kota Jayapura. Hasil pertanian seperti singkong dan perkebunan sagu merupakan sumber bahan baku untuk pengembangan bioetanol yang sangat besar. Di samping itu pengembangan bioetanol dari limbah seperti limbah pasar didukung adanya 2 pasar sentral, yaitu Pasar sentral Hamadi (di Jayapura selatan) dan Pasar Sentral Youtefa (di Distrik Abepura). Limbah yang dihasilkan dari pasar tersebut setiap harinya sangat besar dan menjadi beban Dinas Kebersihan Kota Jayapura untuk menanganinya. Sampah organik terutama sampah sayuran dan buah-buahan umumnya mengandung selulosa, karbohidrat, nutrien, lemak, air dan debu sehingga berpotensi untuk dijadikan bioetanol (Prasetyo, 2010). Penelitian mengenai sampah padat di Indonesia menunjukkan bahwa 70% merupakan sampah organik, dan diperkirakan hampir seluruh dari sampah tersebut dapat digunakan kembali (Pramono, 2004). Untuk itu kegiatan ini dimaksudkan untuk memberikan pengetahuan baru kepada masyarakat tentang pentingnya penggunaan bahan bakar alternatif, khususnya pembuatan bioetanol dan pemanfaatannya sebagai bahan bakar rumah tangga, sehingga dapat menjadi solusi bagi permasalahan penduduk. Untuk mempercepat dan efektivitas pengenalan teknologi ini, maka sasaran yang dipilih adalah siswa-siswa sekolah menengah kejuruan. Basis ilmu yang telah dimiliki siswa tersebut diharapkan sangat mendukung kelancaran dan keberhasilan kegiatan yang direncanakan ini. Khalayak sasaran yang dipilih untuk kegiatan pemasyarakatan teknologi produksi bioethanol sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah ini adalah sekolah menengah kejuruan atas di Kota Jayapura, yaitu SMA Pembangunan V Yapis Waena-Kota Jayapura. Alasan pemilihan sekolah tersebut antara lain: 1. SMA Pembangunan V Yapis Waena bersedia bekerjasama dengan Tim pelaksana program pengabdian kepada masyarakat untuk merealisasikan program ini. 2. Relatif mudah dihubungi dan diajak kerjasama. 3. Telah memiliki jadwal pertemuan dan kegiatan rutin sehingga memudahkan pelaksanaan kegiatan. 4. Memiliki dasar pengetahuan yang memadai untuk menerima hal-hal yang bersifat baru. 5. Dapat merealisasikan dan menyebarluaskan pengetahuan yang telah diperolehnya dalam masyarakat luas. Kegiatan yang telah dilakukan ini diawali dengan survey oleh Tim Pelaksana ke tempat khalayak sasaran. Dalam kunjungan ini dibahas mengenai rencana kegiatan yang akan dilakukan, peran dari Tim Pelaksana dan peran dari sekolah sasaran dalam kegiatan tersebut. Berdasarkan diskusi dan pengamatan lapangan terdapat permasalahan utama yang dihadapi khalayak sasaran tersebut yang secara garis besar adalah: 1. Permasalahan ketersediaan bahan bakar rumah tangga. Ini merupakan permasalahan semua lapisan masyarakat Indonesia, khususnya masyarakat di Jayapura. Di mana di daerah Jayapura sering terjadi kelangkaan pasokan bahan bakar minyak. Sehingga sebagian masyarakat mulai beralih menggunakan bahan bakar gas elpiji untuk keperluan rumah tangga. Saat ini timbul permasalahan yang lain, yaitu harga bahan bakar gas elpiji cenderung semakin mahal. 2. Permasalahan penguatan kualitas sekolah. Akhir akhir ini penguatan kualitas sekolah melalui pemilihan muatan lokal yang cocok sedang digalakkan. Pemilihan muatan lokal disesuaikan dengan sumber daya yang yang dimiliki dan tersedia di sekolah. Pemilihan muatan lokal juga diharapkan dapat memberikan manfaat yang nyata serta dapat dikembangkan dalam jangka yang cukup lama. Yang menjadi permasalahan adalah terkadang pihak sekolah tidak menemukan ide-ide yang bisa dikembangkan untuk keperluan tersebut. Hal ini terungkap ketika Tim Pelaksana mengadakan kunjungan ke sekolah sasaran dan mengungkapkan ide tentang bahan bakar alternative dari sampah plastik, pihak sekolah sangat tertarik. Memperhatikan minat kedua sekolah sasaran tersebut, maka Tim Pelaksana

4 Jurnal Pengabdian Papua, Volume 1, Nomor 1 / Maret 2016: akan memformulasikan suatu bentuk kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini yang nantinya diharapkan dapat menjadi kegiatan unggulan sekolah mitra. Dan pada gilirannya dapat meningkatkan kualitas siswa maupun sekolah dalam skala lokal maupun nasional melalui pengembangan dari kegiatan pengolahan limbah plastik menjadi bahan bakar gas tersebut, misalnya melalui lomba karya ilmiah remaja atau lomba penelitian remaja dan sebagainya. METODE PELAKSANAAN Berdasarkan permasalahan yang dihadapi mitra masyarakat Jayapura, maka akan dilakukan pengenalan teknologi cara memproduksi bioetanol untuk bahan bakar alternatif pengganti minyak tanah dari berbagai jenis bahan baku. Teknologi yang akan diperkenalkan adalah pembuatan alat-alat pemroses bahan baku menjadi bioetanol, proses pembuatan bioetanol untuk bahan bakar dan aplikasi bioetanol sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah. Dalam kegiatan ini metode yang ditawarkan berupa: penyuluhan secara intensif, bimbingan langsung dalam praktek pembuatan alat-alat pemroses bahan baku menjadi bioetanol, proses pembuatan bioetanol untuk bahan bakar serta aplikasinya. Rencana kegiatan yang dilakukan untuk memecahkan permasalahan mitra adalah sebagai berikut : 1. melakukan pertemuan dan diskusi dengan mitra secara intensif untuk menjelaskan permasalahan yang dihadapi mitra dan jalan pemecahannya. Dalam kesempatan ini kepada mitra dijelaskan mengenai hal-hal sebagai berikut: a. Pentingnya pengembangan bahan bakar alternatif di masa sekarang dan mendatang. b. Pemahaman bahan dasar yang dapat diolah menjadi bioetanol. c. Manfaat pengembangan produksi bahan bakar bioetanol untuk menggantikan minyak tanah sehingga dapat menuju daerah mandiri energi. Untuk melengkapi juga dibuatkan buku modul yang berisi tentang pengetahuan bahan bakar, pentingnya penghematan bahan bakar minyak, bahan bakar alternatif dan teknologi pengolahan sampah pasar menjadi bioetanol. 2. Merumuskan cara pemecahan masalah bersama-sama dengan mitra, yaitu dengan memperkenalkan cara pembuatan alat-alat pemroses bahan baku menjadi bioetanol, proses pembuatan bioetanol untuk bahan bakar pengganti minyak tanah. 3. Merancang dan melaksanakan pembuatan alatalat pemroses bahan baku menjadi bioetanol. 4. Memberi pelatihan kepada seluruh anggota mitra dalam proses pembuatan bioetanol dari berbagai jenis bahan baku. Teknologi pembuatan bahan bakar bioetanol yang akan diajarkan kepada khalayak sasaran meliputi hal-hal sebagai berikut: 1. Teknik pemilihan dan penyiapan bahan baku bioetanol. 2. Teknik fermentasi bahan baku menjadi bioetanol. 3. Teknik penyulingan hasil fermentasi menjadi bioetanol untuk bahan bakar pengganti minyak tanah. 4. Penggunaan bioetanol hasil produksi sebagai bahan bakar kompor. Teknologi ini semua diperkenalkan dan diajarkan kepada khalayak sasaran sehingga setelah kegiatan ini selesai mitra dapat secara mandiri membuat bioetanol yang diperkenalkan tersebut. Dengan demikian akan tercipta kemandirian masyarakat khususnya dalam penyediaan bahan bakar rumah tangga. HASIL DAN PEMBAHASAN Kegiatan pengabdian kepada masyarakat tentang pembuatan bioetanol dari singkong ini dengan khalayak sasaran siswa-siswa SMA Pembangunan V Yapis Waena-Kota Jayapura. Kegiatan ini dilaksanakan merupakan suatu bentuk pelaksanaan tri dharma Perguruan Tinggi, yaitu Dharma melaksanakan pengabdian kepada masyarakat. Dalam kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini, tujuan utamanya adalah mengajarkan siswa-siswa sekolah tersebut memahami tentang permasalahan penyediaan bahan bakar saat ini, pentingnya pencarian sumber-sumber bahan bakar alternatif dan pengenalan pengolahan bahan tanaman menjadi bahan-bakar alternatif. Fokus kegiatan ini adalah mengajarkan teknologi mengolah singkong menjadi bioetanol. Sebagaimana diketahui bahwa di daerah lain di Indonesi telah diberlakukan konversi minyak tanah ke gas, sehingga suatu saat di Jayapura pun akan diberlakukan hal yang serupa. Ketika penggunaan gas telah diterapkan dan minyak tanah bersubsidi telah ditarik dari pasaran maka beban masyarakat untuk penyediaan bahan bakar rumah tangga otomatis meningkat. Berdasarkan pemikiran tersebut Tim pelaksana pengabdian jauh-jauh hari sudah berusaha memberikan suatu upaya penyediaan

5 9 Sriyanto & Darwanta, Pemasyarakatan Teknologi Produksi Bioetanol bahan bakar rumah tangga alternatif bagi masyarakat. Sosialisasi dan pelatihan ini dikhususkan untuk siswa-siswa sekolah karena mereka telah memiliki pengetahuan yang memadai untuk menerima pembelajaran teknologi ini. Kegiatan dilaksanakan melalui penyuluhan yang berkaitan dengan aspek-aspek teoritis dan praktek langsung. Dalam hal ini siswa-siswa diajak praktek secara langsung mempersiapkan bahan baku, diajarkan cara memproses bahan baku menadi bioetanol dan cara memurnikan (menyuling) bioetanol sehingga bisa digunakan untuk menggantikan minyak tanah. Pembuatan bioetanol diawali dengan mempersiapkan bahan baku yang difermentasi di kampus dan rumah. Hal ini disebabkan proses pembuatan bioetanol memerlukan waktu sekitar 5 hari, sedangkan waktu yang diberikan sekolah untuk kegiatan ini ini satu hari. Bahan yang sudah difermentasi ini nantinya sebagai bahan untuk praktek penyulingan di sekolah sasaran. Kegiatan ini diawali dengan penyuluhan secara intensif tentang teknologi pengolahan bahan tanaman khususnya singkong menjadi bioetanol. Dalam penyuluhan ini dipaarkan secara teoritis seluk beluk bahan bakar alternatif, pentingnya bahan bakar alternatif, dan proses pembuatan bahan bakar alternatif bioetanol. Penyuluhan dilakukan di dalam maupun di luar ruangan. Selanjutnya secara praktek diajarkan pula seluk-beluk mengenai pembuatan bioetanol. Hal yang pertama dipahamkan kepada siswa adalah bahan-bahan untuk pembuatan bioethanol. Bahan baku untuk bioetanol sangat banyak dan beragam, dan dalam kegiatan ini diajarkan pembuatan bioetanol dengan bahan baku singkong yang mudah ditemukan di pasaran. Bahan-bahn pendukung lainnya adalah enzim (alfa amilase dan gluko amilase), ragi, pupuk urea dan pupuk NPK serta air. Setelah siswa paham bahan baku untuk pembuatan bioetanol, selanjutnya diajarkan langkah-langkah pembuatan bioetanol. Proses pengolahan singkong menjadi bioetanol diawali dengan persiapan bahan baku (singkong) yaitu pengupasan kulit singkong, pencucian dan pemarutan. Gambar 1. Persiapan bahan fermentasi untuk praktek penyulingan di sekolah sasaran Gambar 2. Bahan-bahan untuk pembuatan bioetanol: (a) bahan baku (singkong), (b) enzim alfa amilase dan gluko amilase, dan (c) pupuk urea, pupuk NPK, ragi/fermipan Gambar 3. Para siswa sedang praktek mempersiapkan bahan baku untuk pembuatan bioetanol. Langkah selanjutnya adalah proses hidrolisis dan fermentasi. Proses hidrolisis diawali dengan pemasakan parutan singkong yang telah dicampur air dengan perbandingan 1 kg singkong dan 1 liter air. Pemasakan dilakukan sampai campuran membentuk bubur singkong yang disebut proses gelatinisasi. Setelah proses gelatinisasi dilanjutkan proses sakarifikasi, yaitu penambahan enzim kepada bubur singkong. Dalam proses ini terjadi pemutusan rantai polisakarida (amilum) menjadi gula yang lebih sederhana, yaitu menjadi maltosa pada saat ditambahkan enzim alfa amilase dan selanjutnya menjadi glukosa pada saat ditambahkan enzim gluko amilase. Proses ini ditandai oleh perubahan bubur singkong yang semula berbentuk gel semi padat akan menjadi cair dan kalau dirasakan akan terasa manis. Apabila proses hidrolisis bahan baku telah selesai, maka dilanjutkan dengan proses fermentasi. Proses fermentasi diawali dengan pendinginan bahan hasil hidrolisis sampai temperatur 35 C. Selanjutnya ke

6 Jurnal Pengabdian Papua, Volume 1, Nomor 1 / Maret 2016: dalam bahan tersebut ditambahkan pupuk urea (0,01%), NPK (0,005%) dan ragi bioetanol (0,01%). Bahan fermentasi dimasukkan ke dalam wadah tertutup (misalnya ember besar) dan dibiarkan selama 3 4 hari untuk menghasilkan bioetanol. Setelah bioetanol terbentuk, maka dapat dilakukan tahap pemurnian dengan penyulingan/destilasi. Berikutnya adalah pelatihan cara pemurnian bioetanol dengan alat penyulingan (destilasi). Untuk keperluan kegiatan pengabdian kepada masyarakat ini Tim Pelaksana juga telah membuat alat penyulingan bioetanol dengan kapasitas 15 liter. Alat tersebut dibuat dari bahan baku stainlessteel. Pelatihan penyulingan bioetanol kepada siswa sasaran meliputi cara perakitan alat penyuling, cara mengatur temperatur penyulingan dan proses penyulingan. Alat penyuling bioetanol ini dengan menggunakan pemanas kompor minyak tekan dan dilengkapi dengan termometer di ujung kolom penyuling. Untuk mendapatkan bioetanol dengan kadar 60% ke atas, maka proses penyulingan dilakukan pada temperatur 79 C. Gambar 4. Perakitan alat penyuling dan proses penyulingan bioetanol Kegiatan pengabdian kepada masyarakat tentang pengolahan singkong menjadi bioetanol ini mendapat sambutan yang antusias baik dari siswasiswa maupun para guru SMA Pembangunan V Yapis Waena. Bagi mereka hal itu merupakan pengetahuan yang baru pertama kali diketahui dan disaksikan secara langsung. Dalam kegiatan ini, siswa-siswa mengajukan banyak pertanyaan seputar teknologi yang diperkenalkan ini. Selain dari itu pihak sekolahan tertarik untuk menindaklanjuti kegiatan ini. Hal ini menandakan bahwa penyebaran/pemasyarakatan teknologi tepat guna yang dikembangkan di perguruan tinggi sangat diperlukan dan layak diperkenalkan kepada masyarakat luas. Dengan demikian maka dharma ketiga dari Tri Dharma Perguruan Tinggi memberikan kontribusi yang nyata kepada masyarakat luas. KESIMPULAN Kesimpulan Berdasarkan pelaksanaan kegiatan pengabdian kepada masyarakat yang telah dilakukan dan pembahasan dari hasil kegiatan tersebut, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Kegiatan pengabdian kepada masyarakat dengan judul Pemasyarakatan Cara Memproduksi Bioetanol Bahan Bakar Pengganti Minyak Tanah Bagi Siswa Sekolah Menengah Atas di Kota Jayapura telah dilaksanakan dengan baik di SMA Pembangunan V Yapis Waena Kota Jayapura. 2. Dalam kegiatan ini, siswa diajarkan tentang proses pengolahan singkong menjadi bioetanol. 3. Dari singkong 15 kg dapat dihasilkan bioetanol berkadar + 60% sekitar 5 liter. 4. Seluruh siswa yang terlibat sangat antusias mengikuti kegiatan tersebut dan mengharapkan kegiatan dapat ditingkatkan lebih lanjut dalam suatu bentuk kerjasama. Sementara itu guru dan pimpinan sekolah juga sangat tertarik untuk membuat reaktor pengolah limbah plastik tersebut untuk keperluan pembelajaran di sekolah. Saran 1. Penyediaan bahan bakar merupakan permasalahan semua orang, sehingga teknologi pembuatan bahan bakar alternatif ini perlu disosialisasikan kepada masyarakat luas. 2. Pihak-pihak yang terkait, seperti dinas pertambangan dan energi atau Pemerintah Daerah hendaknya mengambil peranan aktif dalam menyebarkan teknologi penyediaan bahan bakar alternatif. 3. Perlu dilakukan sosialisasi dan pelatihan lagi kepada khalayak masyarakat yang lain sehingga pengetahuan ini dapat tersebar secara luas. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Universitas Cenderawasih melalui Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat atas dukungan dana BOPTN melalui Program Pengabdian tahun 2016.

7 11 Sriyanto & Darwanta, Pemasyarakatan Teknologi Produksi Bioetanol DAFTAR PUSTAKA Cahyana, D., Panen Minyak dari Sampah. Diakses pada yang dipublikasikan pada September 2010 Duryatmo, S., Kilang Minyak di Teras Rumah. Majalah Trubus No Penerbit PT Trubus Swadaya. Jakarta Fox, A.B., and Cameron, A.G., Food Science: a Chemical Approach. Fourth Edition. Hodder and Stoughton. London Pramono, Bahan Bakar Alternatif Perlu Terus Dikembangkan. Media Indonesia-edisi 20 September 2004 Prasetyo, A.K Pembuatan Etanol dari Sampah Pasar Melalui Proses Hidrolisis Asam Dan Fermentasi Bakteri Zymomonas mobilis. Skripsi. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya