BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Kebutuhan
akan bahan bakar minyak di Indonesia semakin meningkat seiring dengan perkembangan teknologi, dan jumlah penduduk
yang bertambah. Pentingnya bahan
bakar minyak dalam kehidupan sehari-hari menjadikan ketergantungan masyarakat
akan bahan bakar minyak semakin tinggi. Bahan bakar minyak sering digunakan
untuk membantu manusia dalam melakukan aktifitas sehari-hari, seperti
menjalankan motor, menghidupkan kompor minyak, serta menjalankan mesin-mesin di
industri. Bahan bakar minyak berasal dari fosil yang dalam kurun waktu tertentu
akan habis, sehingga kelangkaan minyak saat ini menjadikan harga bahan bakar
minyak semakin bertambah mahal, sehingga
sangat menyusahkan bagi masyarakat, khususnya kalangan menengah ke bawah yang
penghasilannya serba terbatas.
Selanjutnya
sumber daya nabati yang belum banyak dimanfaatkan diantaranya adalah buah pepaya busuk. Tanaman
buah pepaya merupakan salah satu
tanaman yang tumbuh hampir
di seluruh dunia dan tergolong spesies Carica
papaya L. Hingga saat ini limbah
buah pepaya yang telah busuk
hanya digunakan untuk bahan pembuatan pupuk cair, bahkan terbuang sia-sia,
padahal limbah buah pepaya
yang busuk memiliki potensi yang tinggi untuk dimanfaatkan menjadi sumber
energi alternatif, khususnya bahan bakar
nabati.
I.2. Rumusan Masalah
Pengembangan
bahan bakar alternatif yang berasal dari limbah serbuk kayu ini berawal dari
rasa prihatin akan harga bahan bakar minyak yang terus naik, serta besarnya
kebutuhan akan bahan bakar minyak yang harus dipenuhi. Apalagi kelangkaan bahan bakar
minyak yang menyebabkan pasokan bahan bakar minyak terbatas. Bahan bakar minyak
termasuk bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui, yang lama kelamaan akan
habis, dan dibutuhkan waktu ratusan tahun untuk fosil, jasad-jasad renik
tumbuhan bisa menjadi bahan bakar minyak, sehingga harus dicari solusi energi
alternatifnya.
Jadi
dalam penelitian ini diharapkan bagaimana memberikan kontribusi solusi dalam
mengatasi permasalahan kelangkaan bahan bakar dengan menggunakan serbuk
kayu sebagai bahan baku pembuatan biogas.
I.3. Tujuan Penelitian
Penulisan
karya tulis ini memiliki tujuan yang dicapai yaitu:
1. Menghasilkan
penelitian yang menunjukan peningkatan cara pengolahan limbah serbuk kayu
menjadi sumber energi alternatif.
2. Agar
masyarakat dapat mengetahui manfaat limbah serbuk kayu sebagai sumber bahan
bakar alternatif.
3. Masyarakat
juga dapat menerapkan energi alternatif dari limbah serbuk kayu dalam kehidupan
sehari-hari.
4. Agar
masyarakat tidak tergantung pada bahan bakar minyak dari fosil yang tidak dapat
diperbaharui.
I.4. Ruang Lingkup
Ruang lingkup penelitian ini
terdiri dari batasan-batasan dan asumsi-asumsi. Agar penelitian ini dapat
terfokus dengan baik sehingga tertuju pada inti permasalahan yang dibahas, maka
diberi batasan-batasan, yaitu :
1. Penelitian
hanya dilakukan sampai analisa hasil persentase
YIELD dan kadar etanol yang dihasilkan.
2. Data
yang digunakan dari hasil pelaksanaan percobaan dan pengujian di Laboratorium
Kimia Industri SMK Negeri 5 Surabaya.
Sedangkan
asumsi-asumsi yang digunakan untuk membantu dalam menyelesaikan masalah pada
penelitian ini adalah :
1. Data
yang diambil dari hasil percobaan dan pengujian dianggap valid.
2. Pembimbing
dan staf pendukung dianggap berpengalaman di bidangnya dalam memberikan saran
dan pendapat.
I.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat
memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Sebagai
masukan dalam pengembangan buah pepaya
busuk menjadi energi alternatif yang berupa bahan bakar nabati.
2. Membantu
terciptanya budaya Go Green dalam
menggunakan berbagai bahan energi yang ramah lingkungan
BAB
II
LANDASAN
TEORI
II.1. Data-data Botani Pepaya
Tabel
1. Taksonomi Pepaya
Nama binomial
|
Carica
papaya
|
Kerajaan
|
Plantae
|
Subkingdom
|
Tracheobionta
(Tumbuhan Berpembuluh)
|
Super Divisi
|
Spermatophyta (
Menghasilkan biji)
|
Divisi
|
Magnoliophyta
(Tumbuhan berbunga)
|
Kelas
|
Magnoliopsida (berkeping
dua/ dikotil)
|
Sub Kelas
|
Dilleniidae
|
Ordo
|
Violales
|
Famili
|
Caricaccae
|
Genus
|
Carica
|
Spesies
|
Carica
papaya L
|
Nama Lokal
|
Papaw (inggris),
pepaya (indonesia), Gedang (sunda), Betik, Kates, Telo gantung Jjawa)
|
(Wahyu, 1997).
Papaya atau bahasa latinnya Carica Papaya L, termasuk famili Caricacaea yang tidak begitu besar ruang lingkupnya. Pepaya (Carica papaya L), atau betik adalah
tumbuhan yang berasal dari Meksiko bagian selatan dan bagian utara dari Amerika
Selatan, dan kini menyebar luas dan banyak ditanam di seluruh daerah tropis
untuk diambil buahnya. Pepaya adalah satu-satunya jenis dalam genus Carica.
Nama pepaya dalam bahasa Indonesia diambil dari bahasa Belanda, “papaja”, yang
pada gilirannya juga mengambil dari nama bahasa Arawak,”papaya”. Dalam bahasa
Jawa pepaya disebut “kates” dan dalam bahasa sunda “gedang (http://id.wikipedia.org/wiki/Pepaya).
Memang sebelum perang telah
didatangkan jenis pepaya , yaitu Carica Candamarcensis.

Gambar 1. Pohon Pepaya Carica Candamarcensis.
Jenis pepaya ini tumbuhnya akan baik kalau ditanam
di daerah yang berhawa dingin. Kemudian buahnya akan keluar dengan kecil-kecil dan berbentuk bulat telur.
II.1.1. Batang :
·
Tumbuhnya cepat
·
Umur, untuk jenis
tertentu akan dapat mencapai umur sekitar 15-25 tahun. Sedangkan untuk
jenis-jenis khusus dipelihara
dikebun-kebun dengan produktifitas cukup tinggi biasanya hanya dapat
dipertahankan sampai umur antara 3-5 tahun saja.
·
Pohon pepaya yang dapat
hidup sampai 15 tahun atau lebih pada umumnya bercabang-cabang. Sedangkan pohon
pepaya penghasil
buah pada umumnya berbatang pokok tunggal, pohon itu baru mau bercabang kalau
sudah mau dipotong.
·
Batang pohon pepaya ini
tidak berkayu, akan tetapi dalamnya berlubang dan banyak mengandung air dan
getah.
·
Daunnya
berkelompok berdekatan dengan pucuknya,
bertangkai panjang dan berlubang. Tangkai inipun bergetah walaupun getahnya tidak terlalu
banyak.

Gambar 2. Batang Pohon
Pepaya
II.1.2. Bunga
Tanaman pepaya ini membentuk bunga majemuk, karena
adanya kelainan dalam jenisnya, maka mempunyai bunga yang berjenis- jenis
bentuk dan susunan kelaminnya. Pada
musim hujan ataupun kamarau dapat mengubah jenis dan susunan jenis kelamin bunga dalam satu pohon.
II.1.3. Komposisi Daging Buah Pepaya

Gambar 3. Buah Pepaya
Buah
pepaya adalah buah yang sangat mempunyai nilai gizi, dan juga salah satu buah
yang populer di masyarakat. Daging buah pepaya yang masak akan mengandung
1.
88-90% air 4. 0,1%
lemak
2.
10% gula buah 5. 0,6%
Abu
3.
0,1 % zat asam 6. 0,7
% serat
Buah pepaya ini akan banyak mengandung vitamin A terutama sekali pada buah pepaya
yang berdaging warna kuning. Selain banyak mengandung vitamin A juga sedikit
mengandung vitamin C.
Getah pepaya ini mengandung enzyme papaine dan chymopapain.
Getah daunnya dapat mengencerkan protein dan dapat mengentalkan air susu.
II.1.4. Kandungan Buah Pepaya Masak (100 gram)
Tabel
2. Kandungan Buah Pepaya Masak
Kalori
|
46 kal
|
Vitamin A
|
365 SI
|
Vitamin B1
|
0.04 mg
|
Kalsium
|
23 mg
|
Hidrat arang
|
12,2 gram
|
Fosfor
|
12 mg
|
Besi
|
1,7 mg
|
Protein
|
0,5 mg
|
Air
|
86,7 mg
|
v
Kandungan Buah Pepaya
Muda
Kandungan
buah pepaya muda (100 gr)
yaitu, Kalori: 26 kalori, Lemak: 0,1 gram, Protein: 2,1gram, Hidrat Arang: 4,9
gram, Kalsium: 50, Fosfor: 16 mg, Besi: 0,4 mg, Vitamin A: 50 SI, Vitamin B1:
0,02 mg, Vitamin C: 19 mg, Air: 92,4 gram. Disamping itu buah pepaya juga mengandung
unsur antibiotik, yang dapat digunakan untuk pengobatan tanpa ada efek
sampingannya. Buah pepaya juga mengandung unsur yang dapat membuat pencernaan makanan lebih sempurna, disamping
memiliki daya yang dapat membuat air seni bereaksi asam, yang secara ilmiah
disebut zat caricaksantin dan violaksantin
(Wahyu, 1997).
II.2. Fermentasi
Etanol untuk digunakan dalam
minuman beralkohol, dan sebagian besar etanol untuk digunakan sebagai bahan
bakar, diproduksi oleh fermentasi. Ketika spesies tertentu ragi (misalnya, Saccharomyces cerevisiae) memetabolisme
gula yang mereka produksi dan karbon dioksida etanol. Persamaan kimia di bawah
ini meringkas konversi:


Proses kultur ragi dalam kondisi
untuk menghasilkan alkohol
disebut fermentasi. Proses ini dilakukan pada sekitar 35°C - 40°C. Toksisitas
etanol untuk batas ragi konsentrasi etanol diperoleh oleh menyeduh.
Etanol-strain yang paling toleran ragi bisa bertahan sampai kira-kira 15%
volume etanol.
Untuk menghasilkan etanol dari
bahan tepung seperti biji-bijian sereal, yang pati pertama harus dikonversi
menjadi gula. Dalam pembuatan
bir, ini secara tradisional telah dicapai dengan membiarkan gandum berkecambah,
atau malt, yang menghasilkan enzim
amilase. Ketika butiran malt dihaluskan, amilase yang mengubah pati menjadi gula yang tersisa. Untuk bahan
bakar etanol, hidrolisis pati menjadi glukosa dapat dicapai lebih cepat dengan
pengobatan dengan asam sulfat encer, fungally
amilase dihasilkan, atau beberapa kombinasi dari keduanya
II.3. Pupuk Urea
Urea termasuk pupuk nitrogen yang
dulu banyak diimpor. Namun kini urea sudah diekspor karena banyak dibuat
didalam negeri. Urea dibuat dari gas amoniak dan gas asam arang. Persenyawaan
kedua zat ini melahirkan pupuk urea dengan kandungan N sebanyak 46%.
Urea termasuk pupuk yang
higroskopis (mudah menarik uap air). Pada kelembaban 73%, pupuk ini sudah mampu
menarik uap air dari udara. Oleh karema itu, urea mudah larut dalam air dan
mudah diserap oleh tanaman. Kalau diberikan ke tanah, pupuk ini akan mudah
berubah menjadi ammoniak dan karbon dioksida. Padahal kedua zat ini berupa gas
yang mudah menguap. Sifat lainnya ialah mudah tercuci oleh air dan mudah
terbakar oleh sinar matahari. Itu sebabnya banyak yang menganjurkan pemberian
urea ini lewat daun, tetapi harus hati-hati. Urea dapat membuat tanaman hangus,
terutama yang memiliki daun yang amat peka. Untuk itu, semprotkan urea dengan
bentuk tetesan yang besar.
Berdasarkan bentuk fisiknya dapat
dibedakan menjadi dua jenis, yaitu urea prill dan urea nonprill. Urea prill,
terbentuk dengan menjatuhkan urea cair dari sebuah menara prilling menjadi
tetesan yang kering menjadi bentuk bulat kira-kira 1 mm sampai 4 mm. Urea
granular secara kimiawi sama dengan urea prill. Urea granular, sedikit lebih
besar dan lebih keras dari urea prill.
Pada
proses fermentasi pembuatan etanol pupuk urea berfungsi sebagai nutrisi untuk
bakteri Saccharomyces
cerevisiae yang bekerja pada proses
fermentasi karena pupuk urea mengandung unsur N yang dibutuhkan untuk makanan
bakteri tersebut (Pinus dan Marsono, 2009).
II.4. Pupuk NPK
Pupuk majemuk yang satu ini tidak
hanya mengandung dua unsur, tetapi tiga unsur sekaligus yang tidak lain dari
gabungan pupuk tunggan N, P, dan K. Itulah sebabnya belakangan ini NPK sangat
digemari petani.
Sebelum perang dunia II, kadar
pupuk campuran ini masih terbatas, tidak lebih dari 20% dengan merek hampir 50 jenis. Namun, kini
jumlahnya hanya dibatasi sampai sekitar 12 jenis saja dengan kadar NPK sangat
beragam. Meskipun saat ini jarang ada di pasaran, contoh jenis pupuk NPK berdasarkan
negara asal sebagai berikut.
1. Pupuk
NPK dari Amerika Serikat diantaranya ialah Amafoska I (12-24-12), Amafoska II
(10-20-15), Amafoska III (10-30-10).
2. Pupuk
NPK dari Jerman diantaranya ialah Nitrofoska I (17,5-13-22), Nitrofoska I
(15-11-26,5), Nitrofoska III (16,5-16,5-21,5), Nitrofoska A (15-30-15),
Nitrofoska B (15,5-15,5-19,5), Rustica Complete (10-8-18), Rustica Blue
(12-12-20), Rustica Red (13-13-21), Rustica Yellow (15-15-15).
3. Pupuk
NPK dari Jepang diantaranya ialah Compound Fertilizer (14-12-9), Compound
Fertilizer (13-13-13), Compound Fertilizer (15-15-10).
4. Pupuk
NPK dari Belanda diantaranya ialah NPK Holand (15-15-15).
5. Pupuk
NPK dari Chili dan USA diantaranya ialah NPK Bunga (10-15-9), NPK Ornmental,
NPK Anggrek, NPK Suplir, dan NPK Mawar.
6. Pupuk
NPK dari Norwegia diantaranya ialah NPK Mutiara (16-16-16)
Ada kebiasaan jelek dari petani
saat membeli pupuk
NPK ini, yaitu hanya menyebutkan NPK saja. Padahal merek dan kadar NPKnya
sangat beragam. Cara terbaik saat membeli pupuk
NPK adalah menyebutkan merek yang dikehendaki ataupun kadar unsur yang
dikandung.
Merumuskan NPK yang akan dipilih
sesuai tanah dan tanaman memang sulit. Untuk keperluan ini belum ada aturannya.
Namun, ada sumber yang menyebutkan patokan pemakaian atau pemilihan NPK
tergantung pada kadar N-nya, yaitu pilihlah NPK dengan kadar N tinggi.
Fungsi
pupuk NPK dalam proses fermentasi pembuatan etanol adalah sebagai nutrisi atau
makanan bakteri yang bekerja dalam proses fermentasi, hal ini dikarenakan pupuk
NPK banyak mengandung unsur N, dan P yang dibutuhkan oleh bakteri Saccharomyces
cerevisiae (Pinus dan Marsono, 2009).
II.5. Aspartam
Aspartam merupakan pemanis sintetis non-karbohidrat,
aspartyl-phenylalanine-1-methyl ester, atau merupakan bentuk metil ester dari
dipeptida dua asam amino yaitu asam amino asam aspartat dan asam amino
essensial fenilalanina.
Tabel 3. Aspartam
Aspartam
|
|
![]() |
![]() |
Nama kimia
|
N-(L-α-Aspartyl)-L-phenylalanine, 1-methyl ester
|
Nama lain
|
[NutraSweet]], Canderel , Equal
|
Rumus Kimia
|
C14H18N2O5
|
Massa Molekul
|
294.301 g/mol
|
CAS number
|
[22839-47-0]
|
Titik Lebur
|
246-247 °C
|
Titik didih
|
Terurai
|
II.6. Ampas Tebu
Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya
antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas tebu
ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan. Bagase
mengandung air 48 - 52%, gula (sukrosa) rata-rata 3,3% dan serat rata-rata
47,7%. Serat bagase tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari
selulosa, pentosan dan lignin (Husin, 2007).
Tabel 4 . Komposisi Kimia Ampas Tebu
Kandungan
|
Kadar (%)
|
Abu
|
3,82
|
Lignin
|
22,09
|
Selulosa
|
37,65
|
Sari
|
1,81
|
Pentosan
|
27,97
|
SiO2
|
3,01
|
Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas
tebu sebagai bahan bakar bagi pabrik yang bersangkutan, setelah ampas tebu
tersebut mengalami pengeringan. Disamping untuk bahan bakar, ampas tebu juga
banyak digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas, particleboard,
fibreboard, dan lain-lain (http://bioindustri.blogspot.com/2008/04/ampas-tebu.html).
II.7. Ragi Roti
Ragi
adalah fungi ekasel (uniseluler) yang beberapa jenis spesiesnya umum digunakan
untuk membuat roti, fermentasi minuman beralkohol,dan bahkan digunakan
percobaan sel bahan bakar. Kebanyakan ragi merupakan anggota divisi Ascomycota,
walaupun ada juga yang digolongkan dalam Basidiomycota. Beberapa ragi seperti, Candida albicans, dapat menyebabkan
infeksi pada manusia (kandidiasis).
Selain
itu ragi adalah mikroorganisme yang dapat ditemukan dimana-mana. Ragi berasal
dari keuarga fungus bersel satu dari genus Saccharomyces,
spesies cerivisiae, dan memiliki
ukuran 6-8 mikron. Dalam 1 gram ragi padat, terdapat kurang lebih 10 milyar sel
hidup. Ragi ini berbentuk bulat telur, dan dilindungi oleh dinding membran yang
semi berpori (semi permeabel). Melakukan reproduksi dengan cara membelah diri,
dan dapat hidup dilingkungan tanpa oksigen (anaerob), maupun dengan oksigen
(aerob), intuk bertahan hidup ragi membutuhkan air, makanan, dan lingkungan
yang sesuai.
Mikroba
utama dalam ragi roti adalah jenis khamir Saccharomyces
cerevisiae. Sel khamir ini memiliki sifat-sifat fisiologi yang stabil,
sangat aktif dalam memecah gula yaitu mengubah pati dan gula menjadi karbon
dioksida dan alkohol, terdispersi dalam air, mempunyai daya tahan simpan yang
lama, dan tumbuh dengan sangat cepat (http://harisdianto.files.wordpress.com/2010/01/ragi-roti.pdf).
II.8. Destilasi
Destilasi merupakan teknik pemisahan yang didasari atas
perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun
dari campuran homogen. Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu
tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi
cair atau padatan. Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi
menggunakan alat pemanas dan alat pendingin
Proses destilasi diawali dengan pemanasan, sehingga zat
yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap. Uap tersebut bergerak
menuju kondenser yaitu pendingin, proses pendinginan terjadi karena kita mengalirkan
air kedalam dinding (bagian luar condenser), sehingga uap yang dihasilkan akan
kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus dan akhirnya kita dapat
memisahkan seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut.

Gambar 4. Alat
Destilasi Sederhana
Contoh dibawah ini merupakan teknik pemisahan dengan cara
destilasi yang dipergunakan oleh industri. Pada skala industri, alkohol
dihasilkan melalui proses fermentasi dari sisa nira (tebu) myang tidak dapat
diproses menjadi gula pasir. Hasil fermentasi adalah alkohol dan tentunya masih
bercampur secara homogen dengan air. Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC)
dan titik didih alkohol (70oC), sehingga yang akan menguap terlebih
dahulu adalah alkohol. Dengan menjaga destilasi maka hanya komponen alkohol
saja yang akan menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan kembali
cair, proses destilasi alcohol merupakan destilasi yang sederhana (http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/destilasi/).
II.9. Bioetanol
Sebuah alkohol beroktan tinggi
air bebas yang dihasilkam dari fermentasi gula atau pati dikonversi. Dalam
bentuk yang paling murni itu adalah cairan bening
tidak berwarna dengan bau yang khas ringan yang mendidih pada 78 oC dan membeku pada -112
oC. Ia tidak memiliki
mesin pembakaran dasar atau asam baik sendiri atau dicampur dengan minyak bumi.
Bioetanol Hydrous (95% kemurnian) digunakan
untuk dicampur dengan bensin.
II.9.1. Standar
Departemen Perdagangan dan
Industri-Biro Standar Prodok, Departemen Energi dalam kerjasama sektor swasta dikembangkan
dan diumumkan standar untuk program bioetanol untuk memastikan kualitas bahan
bakar.
Bahan bakar etanol adalah, beroktan
tinggi air alkohol
bebas yang dihasilkan dari fermentasi gula atau pati dikonversi.

Sudah
tradisi digunakan sebagai bahan campuran sebesar 5% - 10% konsentrasi dalam
bensin atau sebagai bahan baku untuk memproduksi aditif bahan bakar beroktan
tinggi eter. Etanol dibuat terutama dari tebu, sorgum, gandum, jagung, dan
bahan baku. Di Filipina, tebu adalah bahan baku yang tersedia. Singkong dan
sorgum manis juga bahan baku potensial.
Tabel 5. Perbandingan Etanol
dengan Unleaded Gasoline
Parameter
|
Etanol
|
Unleaded gasoline
|
Oxygen Content
|
35 %
|
0
%
|
Octane Rating
|
98-100
|
87,5
(minimum)
|
Net heating value
|
21,2 MJ/l
|
31,8-32,6
MJ/l
|
Density
|
0,79 g/ml
|
0,72-0,78
g/ml
|
Reid Vapor Pressure
|
0,16 atm
|
0,61
atm
|
Stoichiometric
fuel-air weight ratio
|
9
|
14,7
|
Flammability Limits
|
3-19 %
|
1,8
%
|
II.9.2. Kelayakan Teknis
Bahan
bakar etanol membuat bahan bakar motor yang ideal untuk mesin penyalaan api
karena berbagai alasan:
·
Etanol telah ‘oktan’
alami tinggi rating yang mencegah ledakan dini di bawah beban
·
Etanol membakar lebih
bersih karena mengandung oksigen, emisi karbon monoksida sangat sedikit yang
terbentuk.
·
Etanol membakar sedikit
lebih dingin, memperpanjang umur mesin
·
Etanol memiliki efisiensi volumetrik yang lebih tinggi, kontribusi untuk
peningkatan daya
Kebanyakan kendaraan bensin modern
dapat beroperasi pada etanol murni dengan beberapa modifikasi mesin dasar. A%
10 campuran tidak memerlukan modifikasi mesin sementara membutuhkan modifikasi
mesin. Di Amerika Utara, Kendaran Bahan Bakar Fleksibel (FFV) yang saat ini
tersedia yang akan beroperasi pada campuran sampai dengan 85% etanol dengan
bensin yang disebut E85. Brazil menggunakan 24% campuran.
Etanol sampai dengan 190 bukti (95%
kemurnian) dapat diproduksi menggunakan distilasi sederhana. Penghapusan air 5%
terakhir dari solusi etanol membutuhkan metode yang lebih kompleks. Hydrous
(air yang mengandung) etanol dapat digunakan rapi (pada 100% rate) pada mesin
bensin dimodifikasi, seperti yang mereka lakukan di Brazil. Jika etanol harus
dicampur dengan bensin pada tingkat apapun, etanol harus benar-benar anhirat
(kering) – 200 bukti. Jika tidak, pemisahan bahan bakar akan terjadi.
II.9.3. Standar dan Mutu
Standar
dan mutu (spesifikasi ) bahan bakar nabati (biofuel) jenis bioetanol sebagai bahan
bakar lain yang dipasarkan di dalam negeri yaitu:
Tabel 6. Standar dan Mutu Bahan Bakar Nabati
No
|
Sifat
|
Unit, min/max
|
Spesifikasi
|
1
|
Kadar etanol
|
%-v, min
|
99,5 (sebelum
denaturasi)
|
2
|
Kadar metanol
|
mg/L, max
|
300
|
3
|
Kadar air
|
%-v, mix
|
1
|
4
|
Kadar denaturan
|
%-v, min
%-v, max
|
2
5
|
5
|
Kadar tembaga
(Cu)
|
mg/kg, max
|
0,1
|
6
|
Keasaman sebagai
CH3COOH
|
mg/L, max
|
30
|
7
|
Tampakan
|
Jernih dan terang, tidak ada endapan dan kotoran
|
|
8
|
Kadar ion Klorida
(Cl)
|
mg/L, max
|
40
|
9
|
Kandungan
Belerang (S)
|
mg/L, max
|
50
|
10
|
Kadar Getah
(gum), dicuci
|
mg/100 ml, max
|
5,0
|
11
|
pHe
|
6,5-9,0
|
Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi, BIOFUEL (Jakarta
: Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral).
Etanol merupakan sumber bahan bakar terbarukan. Hal ini
dihasilkan dari tanaman yang proses dan menyimpan energi dari matahari. Dalam
sistem tanam yang berkelanjutan, bahan baku tanaman dapat diproduksi tahun ke
tahun. Kawasan dunia yang tanpa deposit minyak mentah mempertimbangkan ‘bahan
bakar pertanian’ sebagai solusi jangka panjang untuk mengimbangi kebutuhan
energy mereka dan ketergantungan minyak asing.
II.9.4. Manfaat Lingkungan
Alkohol murni bahan bakar,
seperti etanol, telah pembakaran hamper selesai. Ini berarti bahwa karbon
monoksida sangat sedikit yang terbentuk. Alkohol tidak mengandung kontaminan
umum ditemukan dalam bensin seperti belerang dan benzena. Dibandingkan dengan
bensin, emisi yang berbahaya dan polusi yang sangat berkurang. Ketika dicampur
dengan bensin, etanol memberikan kontribusi pengurangan emisi yang sesuai
dengan persentase dalam campuran.
II.9.5. Manfaat Ekonomi
Bahan bakar etanol memperluas pasar bagi petani Filipina,
khususnya sektor gula,
sehingga meningkatkan pembangunan ekonomi pedesaan.
BAB
III
METODE
PENELITIAN
III.1. VARIABEL
YANG DIGUNAKAN
·
Variabel Terikat
1.
Limbah buah pepaya
2.
Ragi roti
3.
Pupuk Urea dan NPK
·
Variabel bebas
1.
Penambahan dengan ampas
tebu 50 gram
2.
Penambahan dengan
pemanis buatan 50 gram
III.2. ALAT
Alat yang diperlukan
untuk pembuatan bioetanol dari buah pepaya
busuk, yaitu:
1. Blender
atau mesin parut untuk menghancurkan buah
2. Bak
atau baskom untuk menampung bahan baku
3. Botol
fermentasi
4. Timbangan
atau neraca
5. Etanol
meter
6. Distilator
7. Pengaduk
kayu
8. Pisau
III.3. BAHAN
Bahan yang diperlukan
untuk pembuatan bioetanol dari buah papaya busuk, yaitu:
1. Limbah
buah papaya (papaya busuk)
2. Ragi
roti
3. Pupuk
Urea
4. Pupuk
NPK
Resep
dasarnya adalah
sebagai berikut:
Ragi = 0,5% x kadar gula x volume sari buah
Urea = 0,5% x kadar gula x volume sari buah
NPK= 0,2% x kadar gula x volume sari buah
III.4. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN
Penelitian
ini dilaksanakan pada tanggal 22 Februari
2012- 28 April 2012 dan
bertempat di Laboratorium Kimia Industri SMK Negeri 5 Surabaya. Jl. Mayjend
Prof.Dr.Moestopo 167-169 Surabaya.
III.5. PROSEDUR PENELITIAN
Prosedur untuk pembuatan bioetanol dari buah papaya
busuk, yaitu :
1. Menyiapkan
alat dan bahan.
2. Memotong
buah pepaya menjadi
bagian-bagian yang lebi kecil.
3. Menghancurkan
buah pepaya busuk dengan
menggunakan blender atau alat sejenisnya, kemudian meletakkan hasil blender ke
dalam bak.
4. Memasukkan
urea dan NPK ke dalam bak dan dicampur hingga merata.
5. Mengencerkan
yeast (ragi) dengan air hangat-hangat
kuku, mengaduknya sampai muncul buih.
6. Memasukkan
ragi ke dalam hasil blenderan buah pepaya
dan mengaduknya sampai tercampur rata.
7. Hasil
blenderan difermentasikan minimal 3 hari, hingga tidak muncul buihnya lagi.
8. Hasil
fermentasi diperas dan diambil sarinya.
9. Mendestilasi
sari buah papaya untuk mendapatkan etanol.
III.6. DIAGRAM ALIR PENELITIAN

III.7. JADWAL
PENELITIAN
NAMA KEGIATAN
|
FEBRUARI
|
APRIL
|
MEI
|
|||||||||
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Menentukan Tema/ judul
|
||||||||||||
Menyusun
praktikum laboratorium
|
||||||||||||
Praktikum
Pertama
|
||||||||||||
Praktikum
kedua
|
||||||||||||
Penulisan Karya Tulis Ilmiah
|
||||||||||||
Penyuntingan Karya Tulis Ilmiah
|
BAB IV
HASIL PENELITIAN
Dari percobaan buah pepaya busuk menjadi bioetanol diperoleh data sebagai
berikut:
Tabel 7. Hasil Analisa Bioetanol dari Buah Pepaya Busuk
No
|
Variabel yang Diukur
|
Penambahan Aspartam
|
Penambahan Ampas Tebu
|
Tanpa Penambahan Variabel
|
Destilasi I :
·
Densitas
·
Suhu
·
Volume
Produk
·
Massa Produk
·
Kadar Etanol
·
YIELD
|
0,972 gram/ml
35oC
550 ml
534,6 g
13%
71,3%
|
0,976 gram/ml
36oC
550 ml
536,8 g
10%
71,6%
|
0,985 gram/ml
30oC
550 ml
541,75 g
6%
72,2%
|
|
Destilasi II :
·
Densitas
·
Suhu
·
Volume
Produk
·
Massa Produk
·
Kadar Etanol
·
YIELD
|
0,959 gram/ml
35oC
500 ml
479,5 g
21%
63,9%
|
0,964 gram/ml
36oC
500 ml
482 g
18%
64,3%
|
0,973 gram/ml
30oC
500 ml
486,5 g
14%
64,9%
|
BAB V
PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenai hubungan dari masing-masing variabel
yang telah ditetapkan yaitu pengaruh penambahan ampas tebu, dan penambahan
pemanis buatan jenis aspartam terhadap hasil bioetanol, dibandingkan dengan
tanpa penambahan ampas tebu, maupun pemanis buatan jenis aspartam dengan mengetahui kadar etanol, maka dapat
diketahui kondisi terbaik yang dapat dicapai pada proses
pembuatan bioetanol dari buah pepaya busuk.

Gambar 5. Hubungan Proses Destilasi terhadap Kadar Etanol
Dalam
penelitian buah pepaya busuk menjadi bioetanol tanpa penambahan ampas tebu,
atau pemanis buatan aspartam menghasilkan bioetanol dengan kadar etanol sebesar
6%, sedangkan pada penambahan ampas tebu menghasilkan etanol dengan kadar
sebesar 10%, dan pada penambahan pemanis buatan aspartam menghasilkan etanol
dengan kadar sebesar 13%.
Pada
proses destilasi yang kedua terhadap hasil etanol tanpa penambahan ampas tebu
maupun pemanis buatan aspartam dihasilkan etanol dengan kadar sebesar 14%,
sedangkan pada hasil etanol dengan penambahan ampas tebu dihasilkan etanol
dengan kadar sebesar 18%, dan pada penambahan pemanis buatan aspartam
dihasilkan etanol dengan kadar sebesar 21%.
Dari
penelitian ini diketahui bahwa kandungan yang terdapat dalam buah pepaya adalah
glukosa yang dapat diubah menjadi etanol dengan jalan fermentasi. Pada penambahan ampas tebu, pemanis
buatan aspartam menghasilkan kadar etanol yang meningkat yaitu 18%, dan 21%. Berdasarkan referensi,
bahwa unsur-unsur yang dibutuhkan untuk metabolisme sel atau mikroba yaitu berupa
unsur makro seperti C, H, O, N, P, dan unsur mikro seperti Fe,Mg, dan unsur
pelikan/trace element. Pada ampas tebu terdapat sukrosa dengan rumus kimianya C12H22O11,
dan aspartam memiliki rumus kimia C14H18N2O5.
Sukrosa maupun aspartam sama-sama mengandung unsur C, H, O yang dibutuhkan oleh
bakteri Saccharomyces
cerevisiae sebagai nutrisi atau
makanannya. Pada aspartam kandungan unsur C lebih banyak, dan aspartam juga
mengandung unsur N sehingga, hal tersebut menyebabkan kemampuan bakteri Saccharomyces
cerevisiae menghasilkan
etanol lebih besar, sehingga kadar yang dihasilkan lebih tinggi pula.
Pada
proses destilasi etanol yang kedua dihasilkan etanol dengan kadar yang lebih tinggi yaitu 14% pada hasil etanol
tanpa penambahan variabel, 18% pada penambahan ampas tebu, 21% pada penambahan
pemanis buatan aspartam. Berdasarkan definisi destilasi yaitu teknik pemisahan
campuran berdasarkan perbedaan titik didihnya. Pada proses destilasi etanol ini
etanol yang memiliki titik didih rendah akan menguap terlebih dahulu, sehingga
yang dihasilkan adalah etanol dengan kadar yang lebih tinggi dari hasil
destilasi pertama.

Gambar 6. Hubungan Proses Destilasi terhadap YIELD
Penghitungan YIELD pada penelitian bioetanol dari buah pepaya busuk ini
didasarkan pada jumlah out put dibagi
dengan in put. Pada destilasi pertama
di dapatkan nilai densitas sebesar 0,985 dengan YIELD 72,2% pada etanol tanpa
penambahan variabel, 0,976 dengan YIELD 71,6% pada penambahan ampas tebu, 0,972
dengan YIELD 71,3% pada penambahan
aspartam.
Pada
destilasi kedua di dapatkan nilai densitas sebesar 0,973 dengan YIELD 64,9%
pada etanol tanpa penambahan variabel, 0,964 dengan YIELD 64,3% pada penambahan
ampas tebu, 0,959 dengan YIELD 63,9% pada
penambahan aspartam. Semakin kecil nilai densitasnya maka semakin kecil
pula YIELD-nya.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil
kesimpulan :
1.
Buah pepaya busuk
tanpa penambahan variabel menghasilkan bioetanol pada destilasi pertama dengan
kadar etanol 6 %, densitas 0,985, dan suhu 30oC, pada destilasi
kedua dihasilkan etanol dengan kadar 14%, densitas 0,973, suhu 30oC.
Pada penambahan ampas tebu dihasilkan bioetanol pada destilasi pertama dengan
kadar etanol 10 %, densitas 0,976, suhu 36oC, pada destilasi kedua
dihasilkan etanol dengan kadar etanol 18%, densitas 0,964, dan suhu 36oC
. Dengan penambahan pemanis buatan menghasilkan bioetanol pada destilasi pertama dengan kadar etanol 13%, densitas
0,972, suhu 35oC, pada destilasi kedua kadar etanolnya yaitu 21%,
densitas 0,959, dan suhu 35oC.
2.
Kondisi optimum
dalam pembuatan bioetanol dari buah pepaya busuk adalah dengan penambahan
pemanis buatan aspartam.
VI.2. Saran
Saran
setelah dilakukan percobaan ini agar dapat ditindak lanjuti pada penelitian
berikutnya adalah dengan penggunaan bahan yang lain, penambahan variabel,
penggunaan alat destilasi yang dapat menghasilkan bioetanol dalam jumlah yang
lebih besar dan kadar etanol yang tinggi.
FOTO-FOTO KEGIATAN
Foto-foto Proses
Pembuatan Bioetanol dari Pepaya Busuk
1.
Pemotongan
buah papaya busuk

2.
Buah
papaya busuk yang sudah dipotong-potong lalu di blender atau dihaluskan

3.
Pencampuran
semua bahan


Penambahan Pupuk NPK Penambahan
Pupuk Urea


Penambahan Ragi Roti Penambahan
Aspartam

Pengadukan Campuran
4.
Proses
destilasi





LAMPIRAN PERHITUNGAN

Massa
Produk = Densitas
Produk
Volume Produk


% YIELD

1. Bioetanol
tanpa penambahan variabel pada destilasi
ke-1
Diketahui : Densitas : 0,985 gram/ml Ditanya : a. Massa produk ?
Volume : 550 ml b. % YIELD ?
Jawab :
a. Massa Produk = Densitas Produk
Volume Produk

=
0,985
550 ml

= 541,75 gram
b. %
YIELD

= 

= 72,2 %
2. Bioetanol
tanpa penambahan variabel destilasi ke-2
Diketahui : Densitas : 0,973 gram/ml Ditanya : a. Massa produk ?
Volume : 500 ml b. % YIELD ?
Jawab :
a. Massa
Produk = Densitas
Produk
Volume Produk

= 0,973
500 ml

= 486,5 gram
b. %
YIELD

= 

=
64,9%
3. Bioetanol
dengan penambahan ampas tebu pada
destilasi ke-1
Diketahui : Densitas : 0,976 gram/ml Ditanya : a. Massa produk ?
Volume : 550 ml b. % YIELD ?
Jawab :
a. Massa
Produk = Densitas
Produk
Volume Produk

=
0,976
550 ml

= 536,8 gram
b. %
YIELD

= 

= 71,6 %
4. Bioetanol
dengan penambahan ampas tebu pada destilasi ke-2
Diketahui : Densitas : 0,964 gram/ml Ditanya : a. Massa produk ?
Volume : 500 ml b. % YIELD ?
Jawab :
a.
Massa Produk = Densitas Produk
Volume Produk

= 0,964
500 ml

= 482
gram
b. %
YIELD

=


=
64,3%
5. Bioetanol
dengan penambahan aspartam pada destilasi ke-1
Diketahui : Densitas : 0,972 gram/ml Ditanya : a. Massa produk ?
Volume : 550 ml b. % YIELD ?
Jawab :
a. Massa
Produk = Densitas
Produk
Volume Produk

= 0,972
550 ml

=
534,6 gram
b. %
YIELD

= 

=
71,3%
6. Bioetanol
dengan penambahan aspartam pada destilasi ke-2
Diketahui : Densitas : 0,959 gram/ml Ditanya : a. Massa produk ?
Volume : 500 ml b. % YIELD ?
Jawab :
a. Massa
Produk = Densitas
Produk
Volume Produk

= 0,959
500 ml

= 479,5 gram
b. %
YIELD

= 

=
63,9 %
DAFTAR PUSTAKA
Muljana,
Wahyu, Bercocok Tanam Pepaya (Semarang : Cv. Aneka Ilmu, 1997)
Pinus
dan Marsono, Petunjuk Penggunaan Pupuk (Jakarta : Penebar Swadaya, 2009)
Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi, BIOFUEL (Jakarta
: Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral)
Http://tranlate.google.co.id/translate?hl-id&langpair-en%7Cid&u-http://www.Jui
eing-for-health.com/papaya.html
bermanfaat banget mbak..
BalasHapusmbak nanya donk rumus mencari yieldnya gimana ya mbak..
makasih sebelumnya..
boleh tau rumus yield nya ?
BalasHapus