Pengolahan Sawit Menjadi Biotanol
 |
| Sawit, sumber : pixabay.com |
Kelapa sawit merupakan salah satu jenis tanaman
yang menduduki posisi penting dalam sektor perkebunan dan pertanian di Indonesia. Tanaman
kelapa sawit merupakan
komoditi andalan penghasil minyak sawit CPO (Crude
Palm Oil) dan perkembangannya begitu pesat. Sejalan dengan semakin
meningkatya produksi kelapa sawit dari tahun ke tahun maka terjadi pula
peningktan volume sisa bahan produksi. Sisa bahan produksi adalah sisa-sisa
hasil tanaman kelapa sawit yang tidak termasuk dalam produk utama
atau merupakan by product
pengolahan kelapa sawit,
baik berpua sisa bahan cair maupaun padat. Sisa bahan padat dari tanaman kelapa
sawit diantarnya berupa tandan kosong, cangkang, kernel, dan fiber (serabut). By product dari tanaman
kelapa sawit memiliki
kandungan unsur maupun senyawa yang berpotensi untuk
diolah dan menghasilkan produk baru sehingga mampu meningkatkan nilai guna dan
nilai jual dari sisa bahan tersebut.
1.1 Uraian Isi
Sumber energi alternatif sudah waktunya untuk
dikembangkan di Indonesia. Semakin menipisnya persediaan minyak dunia akan
menyebabkan kelangkaan dan berimbas pada melambungnya harga bahan bakar, guna
menghindari hal tersebut penggunaan sumber energi terbarukan berupa bahan bakar
nabati (BBN) perlu ditingkatkan. Berbagai penelitian telah melakukan
pengembangan untuk mendapatkan bahan bakar yang lebih murah, ramah lingkungan,
dan dari bahan alam yang sifatnya terbarukan. By product pengolahan kelapa sawit seperti TKKS (Tandan Kosong
Kelapa Sawit) berpotensi untuk dikembangkan menjadi
baha baku Bioetanol.
1.1.1 Definisi Produk
Bioetanol merupakan salah satu biofuel yang
hadir sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan dan sifatnya
yang terbarukan. Bioetanol (C2H5OH) adalah
cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat
menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioetanol dapat dibuat dari :
- Bahan yang mengandung glukosa Bahan ini ada pada tetes tebu/molasse, nira aren, nira kelapa, nira tebu, sari buah-buahan dan lain-lan.
- Bahan yang mengandung pati/karbohidrat bahan ini terdapat pada umbi-umbi seperti sagu, singkong, ketela, gaplek, ubi jalar, talas, ganyong, jagung dan lain-lain.
- Bahan yang mengandung selulosa. Selulosa terdapat dalam serat seperti serat kayu, serat tandan kosong kelapa sawit, serat pisang, serat nanas, ampas tebu dan lain-lain (UKM dalam Ningsih et al, 2012).
Tandan kosong kelapa
sawit mengandung selulosa yang cukup tinggi yaitu sebesar 40-50% , hal ini
menjadikan tandan kosong kelapa sawit sebagai prioritas untuk dimanfaatkan
sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Berikut merupakan tabel komponen kelapa
sawit :
Tabel
1.1 Komponen
tandan kosong kelapa sawit
Komponen
|
% Berat
|
Selulosa
|
8.6 %
|
Hemiselulosa
|
8.5 %
|
Lignin
|
3.5 %
|
Sumber : (Astima et al, 2002)
1.1.2 Jenis Biotanol
Berdasarkan
bahan baku yang digunakan bioetanol
dibedakan menjadi 3 jenis
generasi, yaitu bioetanol generasi pertama, bioetanol generasi kedua dan
bioetanol generasi ketiga. Bioetanol
generasi pertama merupakan bioetanol yang berasal
dari tanaman pertanian yang mengandung pati atau gula seperti jagung,
singkong, gandum, dan tebu. Bioetanol generasi
kedua yaitu bioetanol yang berasal dari bahan
nabati yang mengandung selulosa dan hemiselulosa (holoselulosa) tinggi.
Bioetanol genesrasi ketiga merupakan bioetanol yang berasal dari algae yaitu mikroalga dan makroalga
(rumput laut) (Dragon et al., 2010).
Bahan berholoselulosa merupakan alternatif
untuk mengatasi bahan berpati yang lebih banyak dimanfaatkan sebagai bahan
pangan dan pakan dibandingkan untuk memproduksi bioetanol. Bahan yang mengandung
holoselulosa tinggi banyak terdapat dalam limbah padat agroindustri seperti
tandan kosong kelapa sawit (TKKS), bagas tebu, kulit kakao dan jerami padi.
Salah satu limbah padat agroindustri yang melimpah tetapi belum dimanfaatkan secara maksimal adalah TKKS.
 |
| Tandan Kosong Kelapa Sawit, Sumber: (Ningsih et al., 2012) |
1.1.3 Rumus Senyawa Biotanol
Tidak ada perbedaan antara
etanol biasa dengan
bioetanol yang membedakannya hanyalah bahan baku
pembuatan dan proses pembuatannya. Etanol adalah sejenis cairan yang mudah
menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering
digunakan dalam kehidupan seharihari. Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai
tunggal, rumus strukturnya CH3CH2OHn dengan rumus kimia C2H5OH dan rumus
empiris C2H6O.
Bioetanol merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter.
 |
| Rumus Kimia Etanol, Sumber : Wusnah et al, 2008 |
(C6H10O5)n
|
à 3C5H10O5
|
+
|
C6H12O6
|
3C5H10O5
|
à 5C2H5OH
|
+
|
5CO2
|
C6H12O6
Glukosa
|
à 2C2H5OH
Etanol
|
+
|
2CO2
Karbondioksida
|
1.2 Metodologi
Metodologi pembuatan bioetanol ini mengacu pada
penelitain yang dilakukan oleh Kristina et al, pada tahun 2012 dengan
judul Jurnal “Alkaline
Pretreatment dan Proses
Simultan Sakarifikasi-Fermentasi untuk Produksi Etanol dari Tandan Kosong Kelap Sawit”.
1.2.1
Alat
1
|
Enzim Selulase dari A niger
|
10
|
NaOH
|
2
|
PDA (Potato Dextrose Agar)
|
11
|
H2SO4 25 %
|
3
|
Sukrosa 12,5 %
|
12
|
Aquadest
|
4
|
(NH4)2SO4 0,25 %
|
13
|
Acetone
|
5
|
KH2PO4 0,2 %
|
14
|
BSA (Bovine Serum Albumin)
|
6
|
C2H5OH
96 %
|
15
|
Luff Schoorl
|
7
|
Urea
|
16
|
Na2S2O3 0,1 N
|
8
|
MgSO4.7H2O
|
17
|
Kalium Iodida 20 %
|
9
|
Yeast
Saccromyces Cerevisiae
|
1.2.2 Bahan
1
|
Beaker Gelas 50, 100, 250, 500
ml
|
10
|
Pipet Tetes
|
2
|
Erlemeyer 250 ml, 500 ml
|
11
|
Pipet ukur 5 ml, 10 ml
|
3
|
Gelas Ukur 10 ml, 50 ml
|
12
|
Neraca Analitik
|
4
|
Labu Takar 1000 ml
|
13
|
Blender
|
5
|
Cawan Petri
|
14
|
Oven
|
6
|
Bunsen
|
15
|
Batu didih
|
7
|
Urea
|
16
|
Labu bundar
|
8
|
Kawat Ose
|
17
|
Peralatan Destilasi
|
9
|
pH Meter / Kertas pH
|
18
|
Piknometer 5 ml
|
19
|
Rotary Shaker
|
22
|
Buret Digital
|
20
|
Autoclave
|
23
|
Hot plate
|
21
|
Corong
Gelas
|
Proses konversi lignoselulosa tandan kosong
kelapa sawit (TKKS) menjadi bioetanol terjadi melalui tahap-tahap. Dalam
pembuatan bioetanol, bahan yang akan diolah harus memalui beberapa proses yaitu
:
 |
| Skema Kerja Preatreatment |
Tujuan dilakukan pretreatment secara mekanik dengan mengubah ukuran biomassa adalah untuk
memperluas ukuran permukaan TKKS agar kandungan selulosa, hemisolulosa dan
lignin dapat dihidrolisa secara sempurna dan memudahkan akses enzim pada tahap
delignifikasi.
2. Preatrement atau
delignifikasi dengan alkali pretreatment (NaOH)
 |
| Skema kerja preatreatment dengan NaOH |
Pada proses delignifikasi digunakan NaOH,
proses alkaline pretreatment dengan
NaOH dapat menghilangkan kandungan-kandungan yang mengikat selulosa pada serat-serat TKKS.
Tujuan dari proses
pretreatment ini
adalah untuk memecah struktur
lignin, memecah kristal selulosa, meningkatkan porositas bahan, memecah
hemiselulosa dan depolimerisasi hemiselulosa (Sun dan Chen dalam Nata, 2014). Pretreatment
juga efektif dalam meningkatkan kinerja dari enzim saat hidrolisis, mengurangi
karbohidrat yang hilang dan mencegah terbentuknya produk samping seperti
selobiosa pada proses hidrolisis.
3. Proses SFF dan Destilasi (Simultaneous Saccharification and Fermantation) meliputi hidrolisis dan fermentasi
 |
| Skema Kerja Proses SFS |
Proses SFF merupakan penggabungan antara tahap hidrolisis dan
fermentasi yang dilakukan dengan cara simultan dalam satu waktu sehingga dapat
1.3 Karakteristik dan Aplikasi Produk
1.3.1 Karakteristik Produk
Bioetanol sebagai hasil olahan by product tandan kosong kelapa sawit
(TKKS) memilik beberapa karakteristik produk,
selain sumber pembuatannya yang mudah didapatkan, bioetanol
memiliki kelebihan lain yaitu lebih ramah lingkungan. Beberapa kelebihan bioetanol
dibanding bahan bakar minyak, antara lain lebih aman, memiliki titik nyala tiga kali lebih tinggi
dibanding bensin, dan menghasilkan
emisi gas hidrokarbon lebih sedikit, selain itu juga terdapat kekurangan
bioetanol bila dibanding dengan bahan bakar minyak, antara lain mampu bereaksi
dengan logam tertentu seperti alumunium, sehingga dapat merusak komponen
kendaraan yang terbuat dari logam tersebut.
Bioetanol memiliki sifat fisik
yang sama dengan
etanol biasa hanya saja yang membedakan adalah proses pembuatannya
dan bahan yang yang digunakan dalam proses pembuatan bioetanol. Berikut
merupakan tabel sifat fisik dari etanol berdasarkan SNI 06-3565-1994 :
Tabel 1.2 Sifat fisik etanol
Parameter
|
Etanol
|
Rumus kimia
|
C2H5OH
|
Berat molekul
|
46
|
Densitas (g/mL)
|
0,7851
|
Titik didih (°C)
|
78,4
|
Titik nyala (°C)
|
13
|
Titik beku (°C)
|
-112,4
|
Indeks bias
|
1,3633
|
Panas evaporasi (cal/g)
|
204
|
Viskosistas pada (20°C) poise
|
0,0122
|
Sumber: Standar
Nasional Indonesia
Tabel
3 merupakan tabel parameter kualitas bioetanol berdasarkan Standar Nasional
Indonesia (SNI).
Tabel
1.3 SNI
kualitas bioetanol (SNI 7390-2008)
Parameter
|
Unit. Min/Max
|
Spesifikasi
|
Metode Uji (SNI 7390-
2008)
|
Kadar etanol
|
%-v.min
|
99.5 (sebelum denaturasi)
94.0 (setelah denaturasi)
|
Sub 11.1
|
Kadar metanol
|
mg/L.max
|
300
|
Sub 11.1
|
Kadar air
|
%-v.max
|
1
|
Sub 11.2
|
Kadar denaturan
|
%-V.min
|
2
|
Sub 11.3
|
Kadar Cu
|
%-V.max
|
5
|
Sub 11.4
|
Keasaman sbg
|
Mg/kg.max
|
0.1
|
Sub 11.5
|
CH3COOH
|
mg/L.max
|
30
|
Peng. Visual
|
Tampakan Ion Klorida
|
mg/L.max
|
Jernih dan tidak ada endapan
40
|
Sub 11.6
|
Kandungan Sulfur
|
Mg/L.max
|
50
|
Sub 11.7
|
Getah (gum).
|
Mg/100mL.max
|
5.0
|
Sub 11.8
|
pH
|
6.5-9.0
|
Sub 11.9
|
Sumber : Standar
Nasional Indonesia
Sesuai dengan kegunaanya etanol
dibedakan berdasarkan grade dari
kadar alkoholnya, sehingga grade etanol
yang dimanfaatkan harus berbeda sesuai penggunaanya. Menurut Hambali dkk. 2007
bioetanol dibedakan menjadi tiga grade yaitu :
1. Grade industri
dengan kadar alkohol 90-94% v/v, digunakan untuk bahan baku industri dan pelarut
2. Netral dengan
kadar alkohol 96-99,5%
v/v, digunakan untuk minuman keras dan bahan baku farmasi
3. Grade bahan bakar
dengan kadar alkohol 99,5-100% v/v, digunakan untuk bahan bakar
1.3.1 Aplikasi Produk
Bioetanol dapat diaplikasikan pada
beberapa penggunaan dibidang industri, farmasi, rumah sakit maupun sebagai
bahan bakar nabati (BBN). Pemanfaatan bioetanol diarahkan untuk memberikan
kontribusi yang signifikan terhadap bauran energi nasional terutama ssebagai
bahan bakar pencampur ataupun ipensubstitusi bensin. Pemerintah melalui Dewan
Standarisasi Nasional (DSI) telah menetapkan Standar Nasional Indonesia (SNI)
untuk bioetanol dengan tujuan melindungi konsumen (dari segi mutu), produsen
dan mendukung perkembangan industri bioetanol di Indonesia. Kadar etanol
menurut Badan Standarisasi Nasional Indonesia adalah 94,0%.
Peningkatan bahan bakar fosil untuk
keperluan alat transportasi terus meningkat setiap harinya. Seperti diketahui,
bahan bakar fosil tidak dapat diperbaharui maka dibutuhkan bahan bakar alternatif untuk mengganti bahan bakar
fosil. Salah satu bahan bakar alternatif yang dapat digunakan saat ini adalah
bahan bakar etanol atau yang disebut juga bioetanol. Etanol adalah bahan bakar
beroktan tinggi dan dapat menggantikan timbal sebagai pengikat bilangan oktan
dalam bensin. Selain itu juga pengoperasian serta pembuatan bioetanol lebih
ekonomis dibandingkan menggunakan minyak tanah. Bioetanol juga dapat dijadikan
biogashol yaitu campuran antara bioetanol dan bensin dengan porsi bioetanol
sampai dengan 25% yang dapat
langsung digunakan pada mesin mobil bensin tanpa perlu memodifikasi mesin.
Penentuan bioetanol yang dapat dijadikan
bahan bakar harus sesuai SNI bioetanol. Sehingga perlu
parameter untuk menguji
bioetanol yang akan digunakan dengan
menguji sifat fisik bioetanol. Spesifikasi untuk uji bioetanol menurut SNI
7390:2008. Berikut merupakan tabel spesifikasi uji bioetanol menurut SNI:
Tabel 1.4 Spesifikasi uji
bioetanol sesuai SNI 7390:2008
No
|
Sifat
|
Unit
Min/ Maks
|
Spesifikasi
|
1
|
Kadar etanol
|
%-v,
min
|
99,5 (sebelum denaturasi)
94.0 (setelah denaturasi)
|
2
|
Kadar Methanol
|
Mg/1, maks
|
300
|
3
|
Kadar air
|
%-v, maks
|
1
|
4
|
Kadar denaturasi
|
%-v, min
%-v, maks
|
2
5
|
5
|
Kadar tembaga (Cu)
|
Mg/kg, maks
|
0,1
|
6
|
Densitas (25°C)
|
g/mL
|
0,790
|
7
|
Keasaman sebagai
CH2COOH
|
Mg/l,
maks
|
30
|
8
|
Tampakan
|
Jernih dan terang, tidak
ada endapan dan kotoran
|
|
9
|
Kadar Ion Klorida (Cl)
|
Mg/l, maks
|
40
|
10
|
Kandungan belerang
|
Mg/l, maks
|
50
|
11
|
Kadar getah (gum),
dicuci
|
Mg/100 mL.
maks
|
5,0
|
12
|
pH
|
6,5-9,0
|
1.4 Kesimpulan
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
merupakan limbah perkebunan potensial
yang dapat diolah menjadi bioetanol. Selain ketersediannya berlimpah, TKKS
mengandung lignoselulosa yang tinggi sebagai bahan baku yang dapat dikonversi
menjadi etanol (bioetanol). Produksi bioetanol dari substrat lignoselulosa
dapat dilakukan dengan menggunakan metode SFF (Simultaneous
Saccharification and Fermentation), dimana dalam
metode SFFmenggunakan pretreatment terlebih
dahulu yaitu pretreatment mekanik dan
alkali pretreatmen, hidrolisis
dilakukan menggunkan enzimatis (selulase), sakarifikasi/hidrolisis dan
fermentasi dilakukan secara simultan (SSF) menggunakan Saccharomyces cerevisiae.
Bioetanol memiliki kelebihan yaitu ramah
lingkungan dan terbarukan, beberapa pengaplikasian bioetanol
digunakan pada bidang
industri, farmasi, rumah sakit, sebagai pelarut dalam analisa dan yang terbesar
penggunaanya adalah sebagai bahan bakar nabati (BBN) yaitu pengganti
minyak bumi yang mulai mahal dan langka. Bioetanol mampu dijadikan bahan bakar dikarenakan
menghasilkan nilai oktan yang tinggi dan tingkat kompresi yang tinggi selain
itumenurunkan kadar emisi gas buang.
DAFTAR PUSTAKA
Darsono. Sumarti, M. 2014. Pembuatan Bioetanol dari
Lignoselulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Perlakuan
Awal Iridiasi Berkas
Elektron dan NaOH. Jurnal Kimia
Kemasan 36 (2).
Dragon,
G., B. Fernandes., A.A. Vicente., dan J.A. Teixeira. 2010. Third Generation Biofuels From Microalgae. In Current Research,
Technology and Education Topicsin Applied Microbiology and Microbial
Biotechnology, ed.A.Mendez- Vilas (Madrid:Formatex),1355–1366.
Haryanti, A. Norsamsi. Solihan,
P.S.F. Putri, N.P. 2014. Studi Pemanfaatan Limbah Padat Kelapa Sawit. Konversi. Vol.3 (2).
Krstina. Sari, E.R. Novia. Alkaline Pretreatment dan
Proses Simultan Sakarifikasi- Fermentasi untuk Produksi etanol dari Tandan Kosong
Kelapa Sawit. Jurnal Teknik Kimia. Vol.3
(3).
Nimah, L. Ardiyanto, A. Zainuddin, M. Pembuatan Bioetanol
dari Limbah Serat Kelapa Sawit Melalui Proses Pretreatment, Hidrolisis Asam dan
Fermentasi Menggunakan Ragi Teme. Info Teknik. Vol.16 (2).
Ningsih, Y.A. Lubis, K.R. Moeksin, R. 2012. Pembuatan
Bioetanol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Metode Hidrolisis Asam dan
Fermentasi. Jurnal Teknik Kimia. Vol.18
(1).
Senam. 2009. Prospek Bioetanol Sebagai Bahan yang
Terbarukan dan Ramah Lingkungan. Prosiding Nasional Penelitian, Pendidikan dan
Penerapan MIPA. UNY.
Subagyo,
R. Raifin,W. 2016. Analisa Variasi Waktu Fermentasi Pembuatan Bioetanol dengan
Bahan Kulit Singkong dan Kulit Nanas. Sjme
KINEMATIKA. Vol.1 (2) : 113-124
UKMB. 2009. Bahan Bakar Nabati (Bioetanol). Khalifah
Niaga Lantabura: Yogyakarta.
0 Response to "Pengolahan Sawit Menjadi Biotanol"
Post a Comment