Avls* Sslrw Ip@toUrma 2010 IarrtitutTtlmoloe;iNssioasl

PEIMII3UATAN BIOETANOL DARI BAHAN BERIBASIS SELULOSA

Haryono, R o w Kumiawan, Ani N h y a n i . Dian Anus Soviyani Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri

Institut Teblogi Nasional Jl. PKH. Hasan Mustarpa NO. 23 Bandung - 40124

e-mail: haryono ri~@,yahoo.mm

AbstMk sunbet d q a alam nabahah yang melimpah.

tersebut contohnyu addah h a n g hdetd dan ubf Aayu k a n g industri t& dm ubi kayu banyak ,

Dari industri-indwtri tersebut selain i l h limbah padat. Di didam limbah pazfat

W dipv?inthcmgkm r~ebagc~i bahcPr um mencakwp empat rangkaian proses, yaitu pengotahan

ian Pads penelitian ini yung menjdi pusat kqjiun F &ah tahap hkbolisis. Hidrollisis dil- dengan menggunakrm asam sulfat sebagai katalis. 6 8 S e d m g h bahan baka yang digrmakun acfatah imbah paat industri tahu rfcm Eimbah 4 industri t e p g tapioka

#?# Hidrolisis dilakukun dengan sebuah reahor yang dilengkapi dengan labu bulat leher

P@ &I- dkngan re@a&tonteter. Penelitian ini mempeZajaripengaruh rasio b b b a h pada 6.tic variasi msw 1 :8, 1: 10, d m 1: I2 b h (g/m1) dengan khan boku bempa a m p tahu dan a m p

~ t ~ ~ i ~ i s i s t ~ k d ~ b f f t l a s a r k a n - ~ k o ~ i g f t a E e s a h~ tefinggipqda setiap bahan bakz~ * Konsentrai gluhma terthggipadapenelitian ini tejadi pada rmio 1:12 Wv untuk bahan ainpas

' W ~ y e i h t s e b e s a ~ 4 6 % $ ; B P ~ ~ 1 : l 0 - ~ ~ a l w f f ~ ~ ~ ~ ~ kwtsemid ghbsa sebarar 51% HasiIgidaw terbaik k d b d i p = ke *-mi dan p m u r n h P m g v ~ lanjut t e r h d q glukwa &ri ampus tahu diperoleh e&l dmgm hmtrasl2,63%, s* & a d deffgaff baker, bakx hi a q m tqmg &pioh tiipwdek sebesar5,26%.

AbstmCt -4 Indonesia h an agrim2xhra.l country with uhmht natural resources, Natural resource

kd c o d t r i e s are such crr soya beans and c a f s m Soy beans h e been wed as tofi raw matwids and wsizva has beem med as tqpia~:(~JJaw raw matwid. From t h e industries, aprt

. j b m producing tofi and tapioca your also generated solid waste. Solid waste containing

- . cetlul'ose can be consideredas raw mat&* btoethoL m hdkticwr bkethand general&, klwak &mr series qf the prwess, ie. pre-treatment,

hydrolysis, jrmemkztion and pwi jb tkm h thh which became the center stage of research is hyahlyssis. h this research. hyhly~is reaction use s+ic acid as a catalyst. And the raw material wed is i n h M o l sol# waste of topl and t t q d a c a ~ .

EM-1

Pmridqg Senrinm Ijiptoutm~ 2410 ~ T t k w l o g i N ~ ISSN : 1693 - 1

The highest colicentrution of glucose in this stu& occurred at a ratio of 1:12 w / v for tk materials solid waste of tofi that is equal to 46% and the rcrtro of 1:lOfw matwjd solid watW of krpioca$our with 51% glucose concentration. TIrtr r d t is p m d in rrj.kmt?nt& d p@icatwn. Further procwsiitg of @ w e f i m tofi waste i f k r h w d e w with a curace- of 2.63% ethanol with raw mat& ~~P,~QCU$MLT amunfed ta 5.26% Eitywordr: s@u2c ackl; bbethanob &tMan,f-dapt, gkosey hyhityJ&, cefluhe.

1. PENnAHULUAhT

ICrisi energi dunia merupakan masaIah yang w t h g di hadapi banyak negara di dmia temasuk Indonesia. Krisis ini w a d i assibat ketergantungsn pemenuhm energi bahan bakrrr duaia yang basPrS dari bahan bakar fosil. Sedangkan bahan bakar fosil merupakm sumber daya alam yang tidak dqet d i p x h u i dm ketemediaamya di dunia sangat terbatas. Data Departemen Emgi Dan SumbereDap M i n d menyebuhn babwa c a b g i n ufftuk mhyak Bumi ItrQanesh h y a &p untdc 18 UUSI kedepan, cadangan gas burni mencukupi untuk 61 tahun kedepan, dan batu bara baru habis dalam waktu 147 tahun jika ti& ada eksplorasi. (www.inctoneskpo.id, 2006). Okh karena itu sangat diperlukan ussha-usaha pencarla sumber energi altematif untuk r n e a ~ i &ah Wis energl hi. Salsrh satu sumber energi altennatif yang dapat di pcrtimbangkan untuk mengatasi lcrisis mergi yaitu bioetanol.

Bioetanol dapat diolah dari berbagai jenis tanaman herpati (ubikap, jagung, sorgum biji, sap), tanaman bergula (tebu, sorgum manis, bit) serta selulosa (jerami, serbuk kayu sisa p e m j i a n kayy ampas tebu, kutit biji kacang kedetai). Selulosa merupatcan penyusun utarna sel tumbuh- tumbuhan clan merupakan senyawa organik yang melimpah dibumi. Bioetanol juga clapat diperokh dari bahan baku limbah pengolahan rnakanan dm hasil pertanian yang masih mengindung selulosa (Hambati,ZOOt). Indonesia merupakan negara agraris dengan sumber daya h h t i yang melimpah. Sumk dam alam tembut di blah dan di hasitkan dari &tor pertmian dan peddmum KOmQdh dari perkebunan dan pertanian tersebut contohnya adahh kauq kedelai dan ubi Icayu. b m g kedelai banyak dimanfaatkan sehgai bahan baku pada pembuatan tabu di industri tahu. Dari iachtstri Cahy selah d ~ i ~ M u yang m a w sahb satu nwkmu~ rakyet, juga d- limbak padat bedupft ampas kacang kedelai. Didalam limbah padat tahu ini masih mengandung selulosa &tar kurang lebih 42-490/a, sehingga dapat dipertimbangh sebagai bahan baku pembuatan bioebmL

Selain l i b a h ampas kacang kedelai dari pabrik tahu, bioetaml juga dapat diperaleh dari a m p ubi kayu yang merupakan l i b a h dari pabrik tepung tapioka. Indonesia termasuk sebagai Negara pengbasil ubi kayu terbesar ketiga (I3.000.000 ton) setelah Brasit (25.554.000 ton), 'Lhaitang (13.500.000 ton) serta disusul Negara-negara seperti Nigeria (1 1.0(30.000 Indim (6.500.000 ton) dari takal pmdulrsi dunia s e k 122.134.000 ton per tahun (Bigcmsava.com, 2007). Berdasartran konsbibusi tabdq produksi nasional tedapt seputuh propinsi utama penghasil singkong yaitu Jaw Thur, Jawa Ten&, Lanpung, Sumdm Setatan, SuIawesi Taggam, Maluku, SumatRta Setatan dan Yagpkmh yang menyumbang sebesar 89,47% dari produksi Nasional h g l c a n produksi propinsi lainnya sekitar 11- 12*h. Di Daerah Istimewa Yogyakarta terutama di kabupaten Gunung Kitid dari tahun 19!@ sampai dengan 2QQS mendmi flukhwi ptaduldivitas antam 127 k w h t a b sampoi 174 kwinkdh dm produksi tertinggi sebesar 812321ton (Martono dan Sasongko, 2007).

B4-2

ISSN : 1693 - 1750

P&@*inl,ypernbttatanW&d*mddG4wmysth:trthap piapanbahanbalcu+tahap hiilisis+tahap kmembsi +-,tabap distilmi. Pada pg~;iftian id proses yang dijadikau sebagd pusat kajian add& tahap hidrolisis. Hidrolisis -w lanrbat lasamsulf ia~) . T a b p W i s i s t t m q d a a tallap yang haw diparZnstikaa lximja~ Kirseja pads tahapan BidFolisis ini akan dipclajari berdasarkan atas pengaruh kondisi-kondisi operasi, rneliputi jenis bahan balru dan ~ b r f i r n b a k u ~ ~ i ~ ~ ~

Yariabd png dipnakan dnlnm re*ksi h id- a Vmiabel tetap : konsentmsi H2S04 (~WO), w&u reaksi (2,s jam), dan tempmhw reaksi

(lm) b. Variabtl baubah : bahm hku (amps tahu dan a m p tepung tapioka) dan rash khan hku

terhadap hutan HzSOr(l:12, 1:10,1:8 bh dalam gml)

Di tambahkan Hidrolisis jmda rasio bahan baku .

1:8, 1:10, 1:ld Wv pada temperaau: 1 WC selama 2,5 jam

[ ] Famentor

-L-

Homogcnisasi m c n w shaker

Pemisahan

I

ECanol+ air ' #

pertelitian , . . = = - ini - p m yang dijrwlikan sebagai pusat kajian dilakukan d e n w meng&ak& la.rut&~ &am sulf& ( ~ 2 ~ 0 4 ) : -

-

adalah tahap h

ISSN : I

lidrotisis. = -

Tahq hidrdis% me&&~ tabp yang haws diperh&krtnkrtnkhfjmYh K k r j 8 pa& t a h p ~ hidn>Iisis ini &an dipeiajari b e d a w h atas pen& kondisi-kondisi eperasi, meliptiti jenis bahan balw b 1 rasio bahan baku untuk menghasilkan glukosa. VaABel peg cligumkfn &lam realrsi h iamlisis

I a Variabel tetap : konsentrasi H2S04 (lOO/o), waktu reaksi (2,5 jam), dan temperatur reaksi (1Oo0C) b. Variabel berubah : bahan baku (ampas tahu dan mpas tepung tapioka) dan rasio bahan baku terhadap larutan HzS04 (1 : 12, 1 : 10,1:8 blv da1a.m dm]) Tahapan pelalisanaan hihlisis ditarnpilkan pada Gambar I .

Umpan padat kering

I Gambar 1. Tahap hidrolisis

1

Rasio 8a han Baku terhadap r . . L-'- ' ; % i . ;\ 1 Konsentrasi Glukosa * -3

9 < Pi& &upas ' idbu dbn* per6anbi& 1: 10 blv konsentras, glukosa yang arperoleh mengalam1

I pnurunan sebelumnya mengalami kenaikan pada rasio 1 :8 blv kemudian pada perbandigan 1 : 12 b/v 4; jakan mengdami kenaikan kemwi. Sebafiknya untuk ampas tepung tapioka pa& perbandingan 1:10 $. .#/v konsentrasi yang dipmleh mengalami kenaikan sebetumnya pada raslo 1:s mengalami penurvaan : ' kemudian pada perbandiigan 1 : 12 blv akan mengalami penurunan

#%cia Gambar 3 mash tediht adanya fluktuasi, hal ini disebabkan @ens ka&r glukosa yang @ihasilh belurn mencapai kondisi rnaksimum. Kondisi maksimum dapat di ipai denw penambahan

balm bdcu &tti m e m w konse&mi rtsam sulfat.

r* 3 3 Peroleban bioetand Bioetanol pada penelitian ini diperoleh dari hasil fermentasi terhadap larutan glukosa yang dihasilkan &,ti re&i hibl is is d e n m kondisi terbaii. Ronsentrasi etanof hi tahap fennentasi ditampikan mda

Jenis W a n baku Konsentrasi glukosa Konsentrasi etanot (%-bh-) (Ye) Ampas tahu 46 2,63

Am p a s e p g p t un ta ioka 51 5,26

gerdasarkan pada Tabel 3 nampak bahwa semakin tin& konsentrasi glukosa maka makin tinggi

@g tumbuh akan semakin banyak, sehingga akan maghasilkan etanol yang lebih banyak pula G

Tabel 3. Konsentrasi perolehan etanol dari h i 1 fennentasi

' +la konsentmsi etanol yang d i h a s i i . Karena glukosa yang terkonsumsi merupakan sumber :- untuk mikroba agar &pat bertahan hidup, maka jlh gtukosa yang d i i h tin& mikroba

m b t ak lu tinggi aLan men-6 -pernbentuk.an alkohol sebab glukosa dcog.0 kadar yaG tinggi menyebablum pertumbuhan khamir terhambat sebhgga kadar allcohol yang d i h a s i sedikit. Menwut ~ ( 2 0 0 ~ s e m a i c i n ~ & f ~ t a s i ~ s r r m r r r k i n ~ p & l c a d a t a l k s h o l y a n g

1. Pada bahan ampas tahu, semakin digunakan maka k~a~entrasi glukasa png dihasik semdrh besar pu

fermentasi dapat dipmgamhi okh beberapa faktor, diautanmya: jumlab subtrat, jumlah set yang substrat gula yang terkmentasi. Menurut Fessendens dan Fessendens (1997) dari suatu molekul dukosa &an ttxbmtuk dm molelurt wiCu a W o E dan lmlxmkw Namm komatimsi alultosa

bdkan dan semakIn banyak dais ragi yang dikikan - malca kafiar alkohol juga tin@.

yang digunakan maka konscntrasi glukosa yang di basilkan cendePung semakin kecir *-

2. Kammtmi terbaik yaag di perdeh dari proses hidrolisis dicapjli pada rasio bahan baku 1:12 Illl$dr unpastahusebesar46%dan 1:10untukampastepung~oebeduv51%.

3. Konscntrasi etano1 yang di peroleh pada penelitian ini aAntah 563 % mtuk ampas tahu dan 526% m ~ a m p a s w w t a p i ~

4. Rendeman etano1 di pcroleh pada penelitian ini dalah 11,94 % untuk ampas tahu dan 16,72 % / o a m p ~ t a p i d r a