biorefenery via

11
A. JUDUL B. RUANG LINGKUP C. LATAR BELAKANG MASALAH Pohon pisang merupakan tanaman khas Indonesia dengan produksi pada tahun 2012 sebesar 6.270.813 ton naik 2,25% dari tahun sebelumnya (LAKIP Direktorat Jendral Holtikultura, 2012). Produksi pisang yang semakin bertambah maka akan semakin banyak pula limbah kulit pisang yang dihasilkan. Limbah kulit pisang dapat menimbulkan permasalahan pada lingkungan antara lain dapat meningkatkan keasaman tanah dan jika dibuang keperairan akan mengakibatkan terganggunya kehidupan organisme perairan. (Dyah, 2011). Limbah kulit pisang ini masih banyak mengandung lemak, protein, karbohidrat, serta senyawa pektin yang cukup besar. Optimalisasi kandungan yang masih terdapat di dalam kulit pisang tersebut dapat dilakukan pengolahan karbohidrat menjadi etanol, ekstraksi senyawa pektin, dan isolasi arang aktif sebagai bahan penjernih air. Pengolahan limbah kulit pisang ini dapat mengurangi permasalahan lingkungan dan meningkatkan nilai guna limbah kulit pisang. Pemanfaatan limbah kulit pisang dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan etanol dengan metode fermentasi. Kandungan yang dimanfaatkan untuk pembuatan etanol ini adalah karbohidrat dengan

Upload: vinovianto

Post on 26-Sep-2015

217 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

bioref

TRANSCRIPT

A. JUDULB. RUANG LINGKUPC. LATAR BELAKANG MASALAHPohon pisang merupakan tanaman khas Indonesia dengan produksi pada tahun 2012 sebesar 6.270.813 ton naik 2,25% dari tahun sebelumnya (LAKIP Direktorat Jendral Holtikultura, 2012). Produksi pisang yang semakin bertambah maka akan semakin banyak pula limbah kulit pisang yang dihasilkan. Limbah kulit pisang dapat menimbulkan permasalahan pada lingkungan antara lain dapat meningkatkan keasaman tanah dan jika dibuang keperairan akan mengakibatkan terganggunya kehidupan organisme perairan. (Dyah, 2011).Limbah kulit pisang ini masih banyak mengandung lemak, protein, karbohidrat, serta senyawa pektin yang cukup besar. Optimalisasi kandungan yang masih terdapat di dalam kulit pisang tersebut dapat dilakukan pengolahan karbohidrat menjadi etanol, ekstraksi senyawa pektin, dan isolasi arang aktif sebagai bahan penjernih air. Pengolahan limbah kulit pisang ini dapat mengurangi permasalahan lingkungan dan meningkatkan nilai guna limbah kulit pisang.Pemanfaatan limbah kulit pisang dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan etanol dengan metode fermentasi. Kandungan yang dimanfaatkan untuk pembuatan etanol ini adalah karbohidrat dengan melalui tahap hidrolisis asam dan fermentasi menggunakan mikroogranisme Saccharomyces cerevisiae (Dewati, 2008). Kebutuhan etanol semakin bertambah dengan semakin banyaknya pabrik-pabrik farmasi dan sekolah farmasi maupun kimia di Indonesia. Etanol dalam bidang industri dapat digunakan sebagai bahan bakar, alat pemanas, penerangan atau pembangkit tenaga, pelarut bahan kimia, dan obat-obatan (Schlegel, 1994 dalam Martiningsih, 2007).Senyawa pektin yang terkandung dalam kulit pisang dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar industri makanan, minuman, dan industri farmasi. Selama ini pektin sebagai bahan baku industri di Indonesia masih mengimpor dari luar negeri. Oleh karena itu untuk menghemat devisa negara dan meminimalisir limbah kulit pisang, maka pengolahan senyawa pektin ini menjadi salah satu peluang positif yang digunakan sebagai bahan perekat/pengental (gelling agent) pada selai dan jelly.

TINJAUAN PUSTAKA1. BUAH PISANG Pisang merupakan tanaman asli daerah Asia Tenggara termasuk Indonesia, nama latinnya adalah Musa paradisiaca. Nama ini diberikan sejak sebelum Masehi, diambil dari nama dokter kaisar Romawi Octavianus Augustus (63 SM14 M) yang bernama Antonius Musa (Munadjim,1988 dalam Dewati, 2008). Klasifikasi botani tanaman pisang adalah sebagai berikut:Divisi : SpermatophytaSub Divisi : AngiospermaeKelas : MonocotyledonaeKeluarga : MusaceaeGenus : MusaSpecies : Musa sppMenurut hasil penelitian dari Balai Penelitian dan Pengembangan Industri, tanaman pisang mengandung berbagai macam senyawa seperti air, gula pereduksi, sukrosa, pati, protein kasar, pektin, lemak kasar, serat kasar, dan abu. Sedangkan Kandungan berbagai senyawa dalam pisang dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Kandungan Senyawa Dalam PisangNo.Hasil Tes Kimiawi LaboratoriumKadar (%)

1.2.3.4.5.6.7.8.9.AirProteinLemakGula PereduksiPatiSerat KasarAbuVitaminVitamin C mg/100 gMineralCa, mg/100 gFe, mg/100 gP, mg/100 g73,602,151,347,6211,481,521,0336312663

Tanaman pisang ini oleh masyarakat dapat dimanfaatkan mulai dari bunga, buah, daun, batang, bonggol, sampai kulit pisang. Pisang merupakan tanaman hortikultura yang penting karena potensi produksinya yang cukup besar dan produksi pisang berlangsung tanpa mengenal musim (Dewati: 2008). Dalam proses pengolahan buah pisang tentunya terdapat limbah kulit pisang. Masyarakat pedesaan memanfaatkan kulit pisang sebagai pakan ternak. Padahal kulit pisang mengandung 18,90 gr karbohidrat pada setiap 100 gr bahan (Susanto,dkk. 2008). Di dalam kulit pisang terkandung senyawa pektin yang cukup besar (Ahda dan Berry: 2008). Secara umum pisang mempunyai kandungan gizi yang baik. Buah ini kaya karbohidrat, mineral, dan vitamin.Unsur Komposisi

Air 69,80%

Karbohidrat 18,50%

Lemak 2,11%

Protein 0,32%

Kalsium 715mg/100gr

Pospor 117mg/100gr

Besi 0,6mg/100gr

Vitamin B 0,12mg/100gr

Vitamin C 17,5mg/100gr

Tabel 1 Kandungan Kulit Pisang(Nugroho.2011)2. PEKTINKata pektin berasal dari bahasa Latin pectos yang berarti pengental atau yang membuat sesuatu menjadi keras/padat. Pektin ditemukan oleh Vauquelin dalam jus buah sekitar 200 tahun yang lalu. Pektin adalah substansi alami yang terdapat pada sebagian besar tanaman pangan. Selain sebagai elemen struktural pada pertumbuhan jaringan dan komponen utama dari lamella tengah pada tanaman, pektin juga berperan sebagai perekat dan menjaga stabilitas jaringan dan sel (Herbstreith dan Fox, 2005). Komposisi kandungan protopektin, pektin, dan asam pektat di dalam buah sangat bervariasi tergantung pada derajat kematangan buah. Pada umumnya, protopektin yang tidak larut itu lebih banyak terdapat pada buah-buahan yang belum matang (Winarno, 1997). Pektin merupakan senyawa polisakarida dengan bobot molekul tinggi yang banyak terdapat pada tumbuhan. Pektin digunakan secara luas sebagai komponen fungsional pada industri makanan karena kemampuannya membentuk gel encer dan menstabilkan protein (May, 1990 dalam Hariyati, 2006). Penambahan pektin pada makanan akan mempengaruhi proses metabolisme dan pencernaan khususnya pada adsorpsi glukosa dan kolesterol (Baker, 1994 dalam Hariyati, 2006). Dalam industri makanan dan minuman, pektin dapat digunakan sebagai bahan pemberi tekstur yang baik pada roti dan keju, bahan pengental dan stabilizer pada minuman sari buah. Selain itu pektin juga digunakan sebagai pembentuk gel dan pengental dalam pembuatan jelly, dan marmalade (Herbstreith dan Fox, 2005), Makanan rendah kalori dan dalam bidang farmasi digunakan untuk obat diare (National Research Development Corporation, 2004). 3. Bioetanol Bioetanol sering ditulis dengan rumus EtOH. Rumus molekul etanol adalah C2H5OH, sedang rumus empirisnya C2H6O atau rumus bangunnya CH3-CH2-OH. Bioetanol merupakan bagian dari kelompok metil (CH3-) yang terangkai pada kelompok metilen (-CH2-) dan terangkai dengan kelompok hidroksil (-OH). Secara umum akronim dari Bioetanol adalah EtOH (Ethyl-(OH)).

Bioetanol merupakan salah satu biofuel yang hadir sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan dan sifatnya terbarukan. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Kulit pisang digunakan karena mengandung karbohidrat. Karbohidrat tersebut diurai terlebih dahulu melalui proses hidrolisis kemudian di fermentasi dengan menggunakan bantuan mikroorganisme menjadi alkohol. Adapun Mikroorganisme yang digunakan pada penelitian ini yaitu Saccharomyces cerevicae yang dapat memproduksi alkohol dalam jumlah besar dan mempunyai toleransi pada kadar alkohol yang tinggi. Kadar alkohol yang dihasilkan sebesar 8-20% pada kondisi optimum. Ragi tape dan ragi roti yang bersifat stabil, tidak berbahaya atau menimbulkan racun, mudah di dapat dan mudah dalam pemeliharaan. Bakteri tidak banyak digunakan untuk memproduksi alkohol secara komersial, karena bakteri tidak dapat tahan pada kadar alkohol yang tinggi. (Sudarmadji K., 1989).

Kulit buah pisang merupakan bahan buangan yang cukup banyak jumlahnya yaitu kira-kira 1/3 buah pisang yang belum dikupas (Munadjim, 1983). Tingginya produksi pisang di Indonesia akan juga menghasilkan limbah kulit buah pisang yang banyak pula. Kulit buah pisang yang merupakan bahan organik dan bersifat semi basah dan banyak ditemukan pada limbah rumah tangga (Murtadho dan Said, 1987). Secara sederhana limbah kulit pisang dapat dimanfaatkan sebagai makanan ternak dan bahan baku pembuatan etanol (Munadjim, 1983). Limbah kulit pisang dapat menimbulkan permasalahan pada lingkungan antara lain dapat meningkatkan keasaman tanah. Kulit pisang yang banyak mengandung karbohidrat tersebut akan terfermentasikan menghasilkan asam organik yang dapat meningkatkan keasaman tanah. Selain itu kulit pisang dalam jumlah banyak yang dibuang ke perairan akan mengakibatkan terganggunya kehidupan organisme perairan. Dengan demikian perlu diupayakan penanganan limbah kulit pisang tersebut, bahkan bila memungkinkan dapat dimanfaatkan dalam rangka memberikan nilai tambah. Upaya yang dilakukan untuk meminimalisir permasalahan lingkungan dan pengoptimalan pemanfaatan limah kulit pisang diantaranya pembuatan etanol, ekstraksi senyawa pectin, dan isolasi arang aktif sebagai pencernih air.1. Kulit pisang digunakan sebagai bahan baku pembuatan etanol, karena banyak mengandung karbohidrat. Karbohidrat kompleks harus dihidrolisis terlebih dahulu menjadi komponen sederhana, monosakarida. Agar tahap proses fermentasi dapat berjalan secara optimal, bahan tersebut harus mengalami perlakuan pendahuluan sebelum masuk ke dalam proses fermentasi, (Sari Ketut, 2009). Mikroorganisme yang banyak digunakan untuk mengkonversi glukosa menjadi etanol adalah Saccharomyces cerevisiae. Menurut (Schlegel, 1994 dalam Martiningsih, 2007) kebutuhan etanol semakin bertambah dengan semakin banyaknya pabrik-pabrik farmasi dan sekolah farmasi maupun kimia di Indonesia yang menggunakan etanol. Etanol dalam bidang industri dapat digunakan sebagai bahan bakar, alat pemanas, penerangan atau pembangkit tenaga, pelarut bahan kimia, dan obat-obatan.1. Tanaman pisang mengandung berbagai macam senyawa seperti air, gula pereduksi, sukrosa, pati, protein kasar, pektin, protopektin, lemak kasar, serat kasar, dan abu. Sedangkan didalam kulit pisang terkandung senyawa pektin yang cukup besar. Pektin sebagai hasil industri mempunyai banyak manfaat diantaranya bahan dasar Industri makanan dan minuman, industri farmasi. Pektin merupakan senyawa polisakarida kompleks yang mengandung residu -D-galakturonat dengan ikatan -1,4 glikosidik. Wujud pektin yang diekstrak adalah bubuk putih hingga coklat terang. Sebagian gugus karboksil pada polimer pektin mengalami esterifikasi dengan metil (metilasi) menjadi gugus metoksil. Senyawa ini disebut sebagai asam pektinat atau pektin. Asam pektinat ini bersama gula dan asam pada suhu tinggi akan membentuk gel seperti yang terjadi pada pembuatan selai. Derajat metilasi atau jumlah gugus karboksil yang teresterifikasi dengan metil menentukan suhu pembentukan gel. Semakin tinggi derajat metilasi semakin tinggi suhu pembentukan gel.1. Isolasi arang aktif sebagai bahan penjernih air (Belum pasti)Kulit Pisang mempunyai porositas yang dapat dipakai sebagai media filter untuk menyaring logam berat pada limbah cair. Bahanbahan berbahaya seperti logam berat dapat terikat, tereduksi dalam proses filter ini. Kandungan golongan beracun yaitu air raksa (Hg), kadmium (Cd), timbal (Pb), kromium (Cr), tembaga (Cu), besi (Fe), nikel (Ni), seng (Zn), mangan (Mn), Selenium (Sn), Au dan Ag.Metode ini untuk meminimalkan jumlah logam ini berbahaya daam penyediaan air meliputi pengendapan kapur, pertukaran ion, adsorbsi karbon atif dalam proses membran dan metode elektrolitik. Beberapa masalah dengan metode saat ini mencakup biaya tinggi, efektifitas rendah, peralatan mahal kebutuhan energi yang tinggi atau limbah beracun. Karbon aktif telah menjadi pilihan populer untuk menghilangkan logam berat, namun biaya yang tinggi dan terbatasnya pasokan bahan telah menimbulkan masalah bagi metode penyerapan. Terdapat alternatif baru untuk karbon aktif dan memiliki bahan alami seperti kulit pisang. Keuntungan menggunakan kulit buah sebagai penyerapan adalah bahwa hal itu sudah tersedia dan lebih murah. Bahan-bahan ini semuanya mengandung gugus asam karboksilat dan fenolik. Kulit pisang kepok (Musa acuminate) didalamnya mengandung beberapa komponen biokimia, antara lain selulosa, hemiselulosa, pigemen klorofil dan zat pektin yang mengandung asama galacturonic, arabinosa, galaktosa dan rhamnosa. Asam galacturonic menyebabkan kuat untuk mengikat ion logam yang merupakan gugus fungsi gula karboksil. Didasarkan hasil penelitian, selulosa juga memungkinkan pengikatan logam berat. Limbah kulit daun pisang yang dicincang dapat dipertimbangkan untuk ekstraksi tembaga dan ion timbal pada air yang terkontaminasi. Hanya butuh sekitar 20 menit untuk konsentrasi Cu dan Pb untuk mencapai keseimbangan. Kulit buah yang salah satunya kulit pisang dapat digunakan sebagai ekstraktor logam berat.