PEMURNIAN BIOETANOL HASIL FERMENTASI LIMBAH NANAS MENGGUNAKAN PROSES DISTILASI ADSORPSI DENGAN ADSORBEN CaO MUHAMMAD SUGANDI 1407123427

Latar Belakang Pesatnya laju pertumbuhan penduduk dunia mengakibatkan permintaan dan penawaran bahan bakar tidak seimbang sehingga cadangan energi terkuras dalam jumlah besar, khususnya bahan bakar fosil yang merupakan sumber energi utama. Saat ini, proporsi minyak bumi sebagai sumber utama bahan bakar mencapai 40 % dari total permintaan bahan bakar dunia, namun caadangannya terus berkurang. Pertumbuhan akan permintaan produksi minyak bumi di tahun 2011 mencapai 1,7%, sedangkan peningkatan produksi hanya mencapai 0,9%. Hal ini menyebabkan negara-negara di dunia termasuk di indonesia mengalami krisis energi. Pemerintah melalui Ditjen Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (EBTKE) telah menyusun sejumlah program dan kebijakan untuk mendukung penyediaan energi nasional jangka panjang. Salah satu program pokok Ditjen EBTKE yaitu pengembangan bioenergi berupa bioetanol dan biodiesel yang ditargetkan pada tahun 2025 mampu memenuhi sekitar 15-20% kebutuhan bahan bakar pada sektor transportasi dan industri nasional (Energi Hijau, 2010)

Bioetanol dapat diproduksi dari berbagai bahan baku yang banyak terdapat di indonesia, Kabupaten Kampar sebagai salah satu sentra penghasil nenas di riau memiliki potensi besar. Luas perkebunan nanas di Kecamatan Tambang mencapai 1.550 hektare, sekitar 4,3 juta pohon, dengan total produksi mencapai 2.150 ton per tahun. Dari jumlah tersebut sekitar 1.050 hektare berada di desa Kuala Nenas, dengan total produksi mencapai 1.456 ton per tahun atau 121 ton per bulan (PNM, 2012) Limbah yang dihasilkan dari buah nanas memiliki komposisi berdasarkan jenis limbahnya kulit nanas 30- 42%, hati 2-5%, dan mahkota 2-4%. Penelitian Wijana, et. al., (1991) yang dikutip kembali oleh Novitasari (2008) hati nanas mengandung 43,53% air, 20,87% serat kasar, 17,53% karbohidrat, 4,41% protein, dan 13,65% gula reduksi. Jika dihitung berdasarkan jumlah panen yang dihasilkan tiap tahunnya di Indonesia, limbah kulit nanas mencapai 300 ton per tahun.

Identifikasi Masalah Pemurnian bioetanol hasil fermentasi hati nanas menggunakan CaO sebagai adsorben merupakan alternatif pemanfaatan limbah nanas, sehingga dapat memberikan nilai positif dari sisi ekonomi. Dengan terus meningkatnya kebutuhan bioethanol dan melihat potensi limbah nanas yang cukup besar di Provinsi Riau, maka sudah seharusnya potensi tersebut dimanfaatkan semaksimal mungkin sebagai pemenuhan kebutuhan bioetanol nasional

Tujuan Penelitian Memberikan solusi dan informasi kepada masyarakat terhadap limbah hati nanas yang memiliki manfaat yang lebih baik dari pakan ternak yaitu bioethanol dengan harga jual yang lebih tinggi Mempelajari pengaruh suhu aktivasi adsorben CaO untuk menghasilkan bioetanol fuel grade Menentukan pengaruh rasio CaO:bioetanol untuk memproduksi bioetanol fuel grade

Manfaat Penelitian Membantu pemerintah dalam menemukan sumber bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan. Mengurangi limbah padat usaha kecil menengah masyarakat Indonesia dalam rangka menurunkan angka pencemaran lingkungan oleh limbah padat nanas di Indonesia umunya dan Provinsi Riau khususnya.

Etanol Etanol atau etil alkohol (C2H5OH) merupakan bahan kimia organik yang banyak digunakan sebagai pelarut, germisida, minuman, bahan anti beku, bahan bakar, bahan depressant dan khususnya karena kemampuannya sebagai bahan kimia intermediet untuk menghasilkan bahan kimia yang lain.

Karakteristik Bioethanol Bioetanol memiliki karakteristik yang lebih baik dibandingkan dengan bensin berbasis petrochemical (Hambali, dkk., 2007). Karakteristik bioetanol tersebut antara lain : Mengandung 35% oksigen, sehingga dapat meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi gas rumah kaca. Memiliki nilai oktan yang lebih tinggi, bioetanol mempunyai nilai oktan 96-113, sedangkan nilai oktan bensin hanya 85-96. Bioetanol bersifat ramah lingkungan, karena gas buangnya rendah sebagai senyawa-senyawa yang berpotensi sebagai polutan, seperti karbon monoksida, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca.

Standar Bioethanol

Nanas Pada umumnya buah nanas memiliki bagian-bagian yang bersifat buangan, bagian-bagian tersebut antara lain daun, kulit luar, mata dan hati . dengan kandungan glukosa yang cukup tinggi tersebut maka limbah nanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan kimia, salah satunya adalah bioetanol melalui proses fermentasi

CaO Batu kapur tohor merupakan material berwarna putih berbentuk amorfos dengan rumus kimia CaO dan mempunyai titik cair 2570oC serta titik didih 2850oC. Batu kapur tohor berbentuk bongkahan berwarna putih, dan mempunyai umur simpan yang relatif pendek yaitu sekitar 60 hari. Selama penyimpanan, CaO akan berubah sedikit demi sedikit menjadi Ca(OH)2 yang berbentuk bubuk putih karena bereaksi dengan uap air yang ada di udara (Chang dan Tikkanen, 1998 didalam Azhar, 1999). Pemanfaatan batu kapur tohor dalam skala besar adalah untuk pembangunan gedung dan untuk pertanian. Sekarang pemanfaatan batu kapur tohor telah semakin berkembang, khususknya untuk industri kimia. Batu kapur tohor digunakan dalam pembuatan natrium karbonat, soda kaustik, peleburan baja, kalsium karbida, pembuatan gelas, pulp, kertas, dan pengolahan gula.

Mekanisme Reaksi Batu kapur tohor atau CaO merupakan bahan yang bersifat reaktif dengan air dan akan membentuk Ca(OH)2 yang berbentuk bubuk. Reaksi CaO dengan air membentuk Ca(OH)2 merupakan reaksi eksoterm yang akan melepaskan kalor dan menghasilkan bahan yang berbentuk bubuk putih [Chang dan Tikkanen, 1988 didalam Azhar (1999)].

Metodologi Penelitian 1. Variabel penelitian 400ᴼc 1:3 1:7 1:5 500ᴼc 1:3 1:7 1:5 600ᴼc 1:3 1:7 1:5

2. Tahap Penelitian 2.1 Tahap Fermentasi 1. Penyiapan Starter 2. Pembuatan Sel Amobil 3. Penyiapan Medium Fermentasi (substrat) 4. Proses Fermentasi

2.2 Persiapan CaO 1. Pengayakan 2. Dipanaskan

2.3. Tahap Destilasi-adsorbsi Bioetanol hasil fermentasi dilakukan pemurnian lanjutan yaitu penghilangan air atau dikenal dengan proses dehidrasi. Pada penelitian ini digunakan proses destilasi-adsorbsi dengan variasi tempratur aktivasi adsorben. Destilasi dijalankan dalam tangki destilasi dengan tempratur 78ᴼC. Kemudian uap yang terbentuk saat distilasi dilewatkan pada kolom adsorpsi yang berisi CaO teraktivasi kemudian diembunkan dalam kondensor dan bioetanol yang dihasilkan ditampung dalam Erlenmeyer

3. Analisa Hasil Pada penelitian ini parameter yang dianalisa yaitu konsentrasi bioetanol dan konsentrasi gula substrat. Pemisahan bioetanol menggunakan alat Rotary evaporator. Rotary evaporator adalah instrumen yang menggunakan prinsip destilasi (pemisahan). Prinsip utama rotary evaporator yaitu terletak pada penurunan tekanan sehingga pelarut dapat menguap pada suhu dibawah titik didihnya. Rotary evaporator memiliki suatu teknik yang berbeda dengan teknik pemisahan yang lainnya. Dan teknik yang digunakan dalam rotary evaporator ini bukan hanya terletak pada pemanasannya tapi dengan menurunkan tekanan pada labu alas bulat dan memutar labu alas bulat dengan kecepatan tertentu. Karena teknik itulah, sehingga suatu pelarut akan menguap dan senyawa yang larut dalam pelarut tersebut tidak ikut menguap namun mengendap. Dan dengan pemanasan dibawah titik didih pelarut, sehingga senyawa yang terkandung dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi. Sementara konsentrasi bioetanol diukur menggunakan gas kromatografi. Konsentrasi gula substrat berupa kadar gula awal dan kadar gula akhir dianalisa dengan metode Nelson-Samogyi (Sudarmadji, 1997).

Jadwal Kegiatan