BAB I PENDAHULUAN. [1]. Namun apabila dipahami lebih jauh, dengan menggunakan bahan baku tersebut

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Krisis energi yang terjadi akhir-akhir ini mendorong pemerintah menggalakkan sumber enegi terbarukan dari komoditas perkebunan atau dikenal dengan bahan bakar nabati (BBN). Beberapa komoditas perkebunan yang potensial sebagai sumber bahan bakar nabati (BBN) / biofuel adalah kelapa sawit, kelapa, jarak pagar, dan jarak kepyar [1]. Namun apabila dipahami lebih jauh, dengan menggunakan bahan baku tersebut akan mengakibatkan alih fungsi dan berkurangnya bahan pangan. Kakao merupakan salah satu komoditas unggulan sub sektor perkebunan dari 15 komoditas yang dicanangkan untuk dikembangkan secara besar-besaran di Indonesia [2]. Komponen limbah buah kakao yang terbesar berasal dari kulit buahnya atau bisa disebut pod kakao yaitu sebesar 75% dari total buah. Pod kakao merupakan limbah lignoselulosik yang mengandung lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Kandungan selulosa dan hemiselulosa pada pod kakao ini yang berpotensi untuk diolah lebih lanjut menjadi etanol [3]. Penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar meningkat karena cadangan minyak bumi yang makin menipis, harga minyak bumi yang cenderung meningkat, berlakunya peraturan reduksi emisi gas rumah kaca, dan kebijakan penghapusan methyl tertiarybuthyl ether (MTBE), serta adanya kecenderungan beralihnya konsumsi pada sumber energi ramah lingkungan dan terbarukan [4]. Empat proses utama dalam proses produksi bioetanol adalah pretreatment, hidrolisis, fermentasi, dan pemurnian [5]. Proses fermentasi merupakan proses biokimia dimana terjadi perubahan-perubahan atau reaksi-reksi kimia dengan pertolongan jasad renik penyebab fermentasi tersebut bersentuhan dengan zat makanan yang sesuai dengan pertumbuhannya. Akibat terjadinya fermentasi sebagian atau seluruhnya akan berubah menjadi alkohol setelah beberapa waktu lamanya [6]. 1

2 Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Mengenai Pembuatan Bioetanol dari Kulit Kakao (Theobroma Cacao L.) Tahun Peneliti Keterangan 2013 Putu Kristiani K, La Ode Sabarudin, Rima Melati, Haeruddin [7] Bahan baku: Filtrat cairan pulp kakao sebanyak 500 ml - Fermentasi anaerob selama 14 hari setiap 24 jam sekali waktu fermentasi. - penambahan 7,5 gram serbuk kulit bakau - suhu fermentasi diatur agar tetap memenuhi persyaratan optimal pertumbuhan dari Saccharomyces cerevisiae - kadar alkohol tertinggi adalah 12 hari fermentasi dengan kadar alkohol 4,85% 2009 Agustinus Bahan baku: Nira siwalan sebanyak 200 ml Eka P dan Amran Halim [8] - starter ditambahkan ke substrat 200 ml nira siwalan dengan kadar 5%, 10%, 15% selanjutnya difermentasi secara anaerob selama 3,4, dan 5 hari - Temperatur fermentasi = temperatur ruangan - waktu fermentasi optimum adalah pada hari ke-4 - persen starter optimum fermentasi adalah 15% - kadar etanol maksimum yang diperoleh adalah 6,17% dengan konversi sebesar 94,5% dan yield sebesar 48,6% 2012 A.Rachman Fauzi, Didik Haryadi, Slamet Priyanto [3] Bahan baku: pod kakao hasil ayakan 40 mesh - Hidrolisis menggunakan H2SO4 2 N selama 4 jam 100 o C - Fermentasi pada ±30 o C dan ph 5 secara anaerob selama 144, 168, 192, dan 216 jam dengan menambahkan 2

3 2014 Dianrifiya Nisa, Widya Dwi Rukmi Putri [9] 2013 Novianti, Mappiratu, Musafira [10] Saccaharomyces cerevisaea lalu didistilasi pada 85 o C - kolom adsorbsi menggunakan molecular sieve 3A, silica gel, dan kombinasi molecular sieve 3A dan silica gel - Kadar etanol terbesar pada saat 192 jam yaitu 2,56(%v/v) dan konstan hingga 216 jam. - Kadar etanol setelah diadsorbsi terjadi pada kolom adsorbsi menggunakan molecular sieve 3A yaitu 99,16(%v/v) Bahan baku: kulit buah kakao hasil ayakan 80 mesh - proses alkalisasi, karboksimetilasi, dan netralisasi - CMC yang diperoleh dikeringkan dalam oven selama 4 jam pada suhu 60 ºC. - Perlakuan terbaik yang diperoleh yaitu dengan konsentrasi asam trikloroasetat 20% dan lama agitasi 1 jam yang menghasilkan derajat substitusi 0,10, ph 7,86; viskositas 6,33 Cp, kadar air 13,51, kecerahan (L) 79,43, derajat kekuningan 2,40, dan derajat kemerahan 19,63. Bahan baku: limbah serbuk gergaji hasil ayakan 60 mesh - Perlakuan hidrolisis pengaruh rasio asam sulfat 50% terhadap serbuk gergaji - Fermentasi selama 72 jam secara anaerob pada temperatur ruangan menggunakan sel khamir Sacharomises cereviceae (ragi roti) imobilisasi dengan bahan pengimobilisasi yaitu larutan natrium alginate 2 % - Uji aktivitas sel ragi imobil dengan cara penggunaan berulang sel imobil dalam proses fermentasi alkohol. 3

4 -kadar bieotanol terbesar yang dihasilkan 7% pada penggunaan sel ragi imobil pertama - Sel ragi imobil hanya dapat digunakan dua kali penggunaan ulang untuk bahan hasil hidrolisis dengan asam sulfat 50%. Penelitian yang telah dilakukan ini menggunakan bahan baku hidrolisat kulit buah kakao yang mengandung glukosa sebesar 30,67%, sedangkan berdasarkan teori limbah kulit kakao mengandung selulosa 36,23% [11], dan jumlah ini cukup banyak untuk dikonversi menjadi etanol dan menggunakan fermipan sebagai sumber mikrobanya dan ada tambahan tanin. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Penelitian yang dilakukan adalah memanfaatkan limbah kulit kakao yang mengandung cukup banyak selulosanya untuk dijadikan etanol dengan menggunakan proses fermentasi karena limbah kulit buah kakao sangat berlimpah dan belum banyak dimanfaatkan. Pada penelitian ini juga diberi tambahan tanin pada proses fermentasinya. Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh variasi lamanya waktu fermentasi terhadap yield bioetanol dan kadar bioetanol yang terkandung, kadar fermipan yang digunakan terhadap kadar bioetanol yang terkandung, serta hasil indeks bias yang diambil dari kadar bioetanol terbesar. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap yield bioetanol dan kadar bioetanol yang terkandung, kadar fermipan yang digunakan terhadap kadar bioetanol yang terkandung, serta hasil indeks bias yang diambil dari kadar bioetanol terbesar. 2. Menghasilkan bioetanol dari hidrolisat limbah kulit kakao melalui proses fermentasi menggunakan gambir sebagai sumber tanin sebagai penghambat 4

5 terjadinya oksidasi pada etanol misalnya pembentukan asam asetat dalam fermentasi dan fermipan sebagai sumber mikroorganismenya untuk mengonversi glukosa yang ada pada substrat menjadi etanol. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat penelitian yang akan dilakukan adalah agar bisa menghasilkan bioetanol dari jenis tanaman perkebunan lainnya yaitu limbah kulit kakao yang mana merupakan limbah padat yang berlimpah dan belum banyak dimanfaatkan selama ini. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Adapun ruang lingkup dari penelitian ini adalah : 1. Pada tahap fermentasi bahan yang digunakan hidrolisat hasil hidrolisis kulit buah kakao (Theobroma Cacao, L) 2. Bahan fermentasi yang digunakan adalah fermipan, dan tanin. 3. Fermentasi hidrolisat kulit buah kakao (Theobroma Cacao, L) Variabel tetap: - Temperatur fermentasi yaitu temperatur ruangan (30 o C) - Massa tanin yang ditambahkan sebanyak 4 gram. Variabel berubah: - Waktu fermentasi 2, 3, 4, dan 5 hari dengan kondisi anerobik. - Massa fermipan yang ditambahkan adalah 3% (w/w); 5% (w/w); 7% (w/w) dari volume total dari larutan hasil hidrolisis. Analisis yang dilakukan adalah : 1. Analisis kadar etanol untuk mengetahui jumlah etanol yang terbentuk dengan menggunakan GC merk Shimadzu Uji indeks bias dengan menggunakan refraktometer ABBE 5