BioEthanol dari Pepaya Busuk

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:

C ₆ H ₁₂ 0 ₆                  2 CH ₃ CH ₂ OH + 2 CO ₂

C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁                4 CH ₃ CH ₂ OH + 4 CO ₂

               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

(Http://www.doe.gov.ph/AF.Bioethanol.html).

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

        (http://id.wikipedia.org/wiki/Aspartam).

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 (70^oC), 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.

(Http://xteknologi.blogspot.com/2010/08/biethanol.html).

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.

C ₆ H ₁₂ 0 ₆      ^yeast       2 CH ₃ CH ₂ OH + 2 CO ₂

            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 30^oC, pada destilasi kedua dihasilkan etanol dengan kadar 14%, densitas 0,973, suhu 30^oC. Pada penambahan ampas tebu dihasilkan bioetanol pada destilasi pertama dengan kadar etanol 10 %, densitas 0,976, suhu 36^oC, pada destilasi kedua dihasilkan etanol dengan kadar etanol 18%, densitas 0,964, dan suhu 36^oC . Dengan penambahan pemanis buatan menghasilkan bioetanol pada destilasi  pertama dengan kadar etanol 13%, densitas 0,972, suhu 35^oC, pada destilasi kedua kadar etanolnya yaitu 21%, densitas 0,959, dan suhu 35^oC.

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

            Perhitungan untuk menentukan Massa Produk yang dihasilkan :

Massa Produk = Densitas Produk     Volume Produk

            Perhitungan untuk menentukan Persentase YIELD yang dihasilkan :

% 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://xteknologi.blogspot.com/2010/10/bioetanol-dari-limbah-buah-buahan.html

Http://xteknologi.blogspot.com/2010/08/biethanol.html

Http://www.doe.gov.ph/AF.Bioethanol.html

Http://id.wikipedia.org/wiki/Pepaya

Http://tranlate.google.co.id/translate?hl-id&langpair-en%7Cid&u-http://www.Jui eing-for-health.com/papaya.html

Http://id.wikipedia.org/wiki/Aspartam

Http://bioindustri.blogspot.com/2008/04/ampas-tebu.html

Http://harisdianto.files.wordpress.com/2010/01/ragi-roti.pdf

Http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-analisis/destilasi