BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Krisis energi yang sedang melanda dunia saat ini merupakan masalah yang harus segera ditanggulangi. Dunia saat ini sedang mengalami ketergantungan yang amat tinggi terhadap bahan bakar fosil yang merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable energy) sementara keberadaannya di alam semakin menipis. Memang, di zaman seperti sekarang, saat jumlah penduduk dunia mencapai 6.897.100.000 (United States Census Bureau, 2011), tidak dapat dipungkiri bahwa kebutuhan energi dunia menjadi sangatlah besar dari waktu ke waktu. Para ilmuwan sudah sejak lama mencari energi alternatif yang terbarukan dan ramah lingkungan, sehingga diharapkan dapat menggantikan, atau paling tidak mengurangi dominasi bahan bakar fosil. Beberapa contohnya adalah energi angin, energi air, energi matahari, energi panas bumi, bioenergi, dan lain-lain. Namun sayangnya, teknologi ataupun efektivitas dari penggunaan sumber-sumber energi tersebut dirasa masih sangat kurang pada saat ini. Karena itulah, saat ini banyak dilakukan pengembangan terkait sumber-sumber energi terbarukan, dan yang saat ini menjadi perhatian untuk dikembangkan adalah biofuel salah satunya adalah biodiesel. Biodiesel adalah salah satu biofuel yang sedang digalakkan oleh pemerintah. Bahan bakar ini diharapkan secara bertahap akan mengurangi peran solar. Pemerintah melalui Blue Print Pengelolaan Energi Nasional yang disusun oleh Departemen Energi dan Sumberdaya Mineral (ESDM) telah menetapkan bahwa kebutuhan biodiesel nasional pada tahun 2025 akan dipenuhi dari sumber Energi Baru Terbarukan (EBT) sebesar 5%, setara dengan 4,7 juta kilo liter (Pranowo,2006). Saat ini di Indonesia sudah diproduksi biodiesel yang berasal dari bahan dasar nabati yaitu dari minyak jelantah, minyak goreng, minyak biji jarak dan CPO (Crude Palm Oil) (Zuhdi dan Sukardi, 2003).Sasaran bauran energi primer nasional 2025 tersebut ditunjukkanpada gambar di bawah ini. Jurusan Teknik Konversi Energi 1
sumber : Azis, 2010 Gambar 1.1 Sasaran Bauran Energi Primer Nasional 2025 Alga saat ini dipandang sebagai bahan baku baru yang berpotensi menghasilkan minyak dengan jumlah cukup besar. Salah satu contohnya adalah alga Spirulina sp atau ganggang hijau biru yang memiliki waktu panennnya sangat singkat yaitu selama 1 minggu dan memiliki kandungan lipid yang cukup tinggi yaitu 9% (Rachmaniah,dkk, 2008). Untuk memperoleh minyak alga ini maka harus dilakukan proses ekstraksi minyak alga dari biomass alga. Habitat hidup alga adalah di air laut maupun air tawar, maka kandungan air pada alga sangat tinggi maka perlu dilakukan pre treatment sebelum dilakukan proses ekstraksi. Karena kandungan air yang tinggi > 40 % dapat menyebabkan sulit terpisahnya minyak alga dari biomass alga (Medina,1998). Pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan sinar matahari ataupun oven sehingga kandungan air pada alga dapat dihilangkan dan proses ekstraksi minyak alga dapat dioptimalkan. Penelitian ini mengacu pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Rachmaniah dkk pada tahun 2008, dimana pada penelitian tersebut dilakukan ekstraksi dengan 2 metode yaitu metode osmotik dan perkolasi. Metode osmotik dipilih mengingat Spirulina sp adalah makhluk hidup mikroskopis multi sel yang memiliki membran semipermiabel yang rentan terhadap perubahan osmotik. Asam klorida dipilih sebagai pelarut karena memiliki tekanan osmotik yang cukup tinggi sehingga dapat dengan mudah Jurusan Teknik Konversi Energi 2
merusak membran semipermiabel yang ada. Sedangkan metode perkolasi adalah metode ekstraksi menggunakan pelarut ethanol yang akan memutus rangkaian lipid yang terkandung pada alga (Rachmaniah dkk, 2008). Pada penelitian sebelumnya untuk metode perkolasi digunakan pelarut ethanol p.a (pro analyti) yaitu ethanol absolute dengan kemurnian 100% sedangkan pada penelitian ini peneliti menggunakan larutan ethanol teknis 96% yang lebih mudah diperoleh di pasaran dan jauh lebih murah jika dibandingkan dengan larutan ethanol p.a. Dengan pelarut ethanol teknis ini diharapkan mampu menghasilkan yield minyak yang tidak jauh berbeda dengan hasil yield minyak yang menggunakan larutan ethanol p.a dengan melakukan variasi waktu perendaman selama 3 dan 6 jam. Dengan semakin lamanya waktu perendaman maka yield minyak yang teresktrak akan lebih banyak. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan metode yang tepat untuk mengekstrak minyak alga dari Spirulina sp dengan membandingkan 3 tahapan optimasi yang akan dilakukan yaitu pra perlakuan, metode ekstraksi dan perlakuan yang berbeda untuk metode yang lebih optimal pada tahap optimasi kedua. Dari masing-masing perlakuan dan metodemetode yang dilakukan diharapkan akan didapatkan metode yang lebih optimal dengan membandingkan hasil ekstraksi dari masing-masing tahapan optimasi yang dilakukan. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat diambil beberapa perumusan masalah yaitu : a. Bagaimanakah perbandingan hasil ekstraksi minyak dengan pra perlakuan yang berbeda yaitu dengan pengeringan menggunakan sinar matahari dan oven pada temperatur 105 ᵒC? b. Bagaimanakah perbandingan hasil ekstraksi minyak dari pada pra perlakuan optimal dengan membandingkan 2 metode kimiawi yaitu metode osmotik dan perkolasi? c. Bagaimanakah perbandingan hasil ekstraksi minyak pada metode ekstraksi optimal dengan variasi konsentrasi pelarut untuk metode osmotik dan variasi lama perendaman untuk metode perkolasi? Jurusan Teknik Konversi Energi 3
1.3 Tujuan Tugas Akhir Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah : a. Mengetahui perbandingan hasil ekstraksi minyak dengan pra perlakuan yang berbeda yaitu dengan pengeringan menggunakan sinar matahari dan oven pada temperatur 105 ᵒC. b. Mengetahui perbandingan hasil ekstraksi minyak dari pada pra perlakuan optimal dengan membandingkan 2 metode kimiawi yaitu metode osmotik dan perkolasi. c. Mengetahui perbandingan hasil ekstraksi minyak pada metode ekstraksi optimal dengan variasi konsentrasi pelarut untuk metode osmotik dan variasi lama perendaman untuk metode perkolasi. 1.4 Batasan Masalah Pada pelaksanaan Tugas Akhir ini peneliti hanya membatasi pada ; a. Proses pengeringan biomass alga. b. Proses pengekstraksian minyak alga. c. Proses destilasi untuk memurnikan minyak alga yang dihasilkan. 1.5 Metodologi Penelitian Proses pengekstraksian minyak alga ini dilakukan pada skala laboratorium menggunakan peralatan yang ada di Laboratorium Kimia MKU Politeknik Negeri Bandung. Prosedur ekstraksi yang dilakukan peneliti mengacu pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Rachmaniah dkk di Laboratorium Biomass dan Energi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Metodologi penelitian yang akan dilakukan adalah ditunjukkan pada gambar bagan 1.1 di bawah ini. Jurusan Teknik Konversi Energi 4
Alga Basah Pengeringan menggunakan oven Pengeringan menggunakan sinar matahari Alga Kering Osmotik Perkolasi Metode Ekstraksi secara Kimiawi Minyak Alga Gambar bagan 1.2 Metode penelitian 1.6 Sistematika Penelitian Sistematika pembahasan yang dibuat oleh peneliti adalah dengan melakukan pembahasan setiap bab, hal ini dimaksudkan agar pembahasan lebih jelas dan mudah dimengerti dari awal perancangan sampai dengan pembuatan alat tersebut. Dalam membahas masalah Perbandingan Keunggulan Pada Proses Ektraksi Minyak Alga Sebagai Bahan Baku Pembuatan Biodiesel Alga maka peneliti akan membagi dalam lima bab. Untuk memberikan gambaran mengenai laporan ini, maka peneliti akan menguraikan sistematika penelitian laporan sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, maksud dan tujuan tugas akhir, ruang lingkup dan pembatasan masalah, metoda pembahasan dan sistematika penelitian laporan. Jurusan Teknik Konversi Energi 5
BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi landasan teori berkaitan dengan judul yang diambil oleh peneliti, yang mendukung secara umum, mengetahui potensi-potensi biodiesel alga dibandingkan biodiesel yang lainnya serta kelebihan biodiesel alga dibandingkan biodiesel lainnya. BAB III RANCANGAN KEGIATAN DAN PENGEKSTRAKSIAN MINYAK ALGA Bab ini berisi tentang bagan kegiatan tugas akhir, prosedur proses pengekstraksian biomass alga, pemisahan minyak alga dan proses destilasi untuk menghasilkan minyak alga dengan kondisi yang optimal. BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi mengenai pengolahan data-data yang diperoleh dan melakukan analisis serta pembahasan mengenai metode-metode ekstraksi yang telah dilakukan serta langkah-langkah perbaikan yang dapat dilakukan untuk penelitian selanjutnya. BAB V PENUTUP Bab ini berisi simpulan dari hasil pembahasan dan analisis yang telah dilakukan serta saran-saran yang diajukan oleh peneliti. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Jurusan Teknik Konversi Energi 6