PEMBUKTIAN BIOETANOL BERBAHAN BAKU LIMBAH JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR Kajian Terhadap Mata Pelajaran Kimia KARYA ILMIAH Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Pelajaran Bahasa dan Sastra Indonesia 2011 2012 SMA NEGERI 24 BANDUNG

Disusun Oleh : Fadli Fauzi Zain Ghina Labiebah Megianti Agtari M Alifan Syahba D Nisa Mardiyah Rahmi Diah Puspita S 101110055 101110139 101110020 101110069 101110024 101110027

Kelas XI IPA 5

SEKOLAH MENENGAH ATAS NEGERI 24 BANDUNG 2012

HALAMAN PENGESAHAN

PEMBUKTIAN BIOETANOL BERBAHAN BAKU LIMBAH JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR

BANDUNG, 2012 Menyetujui

Pembimbing Teknis Materi Bahasa Indonesia

Pembimbing Materi Kimia

Hj. Normalike, S.Pd NIP. 195710041982032004

Dra.RA. Sri Retnowati NIP. 195402071978032001

Mengetahui, Kepala SMAN 24 Bandung

Drs. Nanang Krisnayadi .M. MPd NIP. 195711091985031005

ii

MOTTO

Pendidikan berhasil kalau orang menjadi senang menggunakan otaknya. (Jacquez Barzun) Banyaknya kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah. (Thomas Alva Edison) Lakukanlah semua kebaikan yang dapat anda lakukan dengan segala kemampuan anda, dengan semua cara yang anda bisa, disegala tempat, setiap saat, kepada semua orang, selama anda bisa. (Samuel Wesley) Setiap orang yang sukses adalah pemimpi-pemimpi besar, mereka berimajinasi tentang masa depan mereka, berbuat sebaik mungkin dalam setiap hal, dan bekerja setiap hari menuju visi jauh kedepan yang jadi tujuan mereka. (Brian Tracy)

iii

KATA PENGANTARSegala puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah swt. karena dengan izin dan ridho-Nya kami dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan kelancaran dan kemudahan yang telah diberikan-Nya. Karya ilmiah ini disusun sebagai kompentensi menulis pada pelajaran Bahasa dan Sastra Indonesia dan syarat untuk memenuhi kenaikan kelas di Sekolah Menengah Atas Negeri 24 Bandung. Adapun judul dari karya ilmiah ini adalah Pembuktian Bioetanol Berbahan Baku Limbah Jagung sebagai Alternatif Bahan Bakar, dengan alasan karena pada saat ini energi alternatif sangat dibutuhkan sebagai akibat dari semakin menipisnya cadangan energi dunia. Oleh karena itu, penulis mencoba mengangkat topik mengenai bioetanol yang tidak lain merupakan salah satu energi alternatif, sekaligus ingin memanfaatkan limbah jagung sebagai bahan pembuatan bioetanol. Pada penyusunan karya ilmiah ini, penulis memperoleh banyak bimbingan, bantuan, dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : 1. Bapak Nanang Krisnayadi, M.M.Pd, Kepala Sekolah Menengah Atas Negeri 24 Bandung. 2. Ibu Dra. Hj. Normalike selaku guru Bahasa Indonesia SMA Negeri 24 Bandung yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyusun karya ilmiah ini. 3. Bapak/Ibu selaku guru pembimbing materi kimia yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyusun karya ilmiah ini. 4. Ibu Tresna Winarni, S.Pd selaku wali kelas dan guru pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyusun karya ilmiah ini. 5. Seluruh rekan-rekan di SMAN 24 Bandung yang telah membantu dan memberikan dorongan baik saat penulis sekolah maupun saat melakukan penelitian. 6. Orang tua, kakak, adik, yang telah memberikan dorongan moril dalam kelancaran belajar sampai penyusunan karya ilmiah ini. 7. Semua pihak yang membantu dan memberikan dorongan baik saat penulis sekolah maupun saat melakukan penelitian.

iv

Semoga bantuan dan bimbingan serta dorongan bisa dijadikan amal serta dibalas oleh Allah Swt. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan karya ilmiah ini masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan yang disebabkan oleh keterbatasan kemampuan penulis. Penulis pun mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun dari semua pihak agar penulis dapat memperbaiki dan meningkatkan kemampuan diri dimasa yang akan datang. Semoga karya ilmiah ini mampu memberikan kontribusi dalam menunjang pengetahuan khususnya bagi kelompok kami dan umumnya bagi keluarga besar SMA Negeri 24 Bandung. Wassalam. Bandung, 2012

Penulis

v

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL.................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN...................................................................ii HALAMAN MOTTO...............................................................................iii KATA PENGANTAR.............................................................................. iv DAFTAR ISI.............................................................................................vi ABSTRAKSI.............................................................................................viii BAB I PENDAHULUAN................................................................ 11.1 1.2 Latar Belakang Masalah............................................................. 1 Pembatasan dan Rumusan Masalah............................................ 2 1.2.1 Pembatasan Masalah....................................................... 2 1.2.2 Rumusan Masalah........................................................... 2 1.3 1.4 Tujuan Penelitian........................................................................ 2 Manfaat Penelitian...................................................................... 2 Metode Penelitian....................................................................... 3

1.5 BAB II2.1

KAJIAN TEORI.................................................................. 4Mengenal Lebih Dekat tentang Jagung.........................................4 2.1.1 Pengertian Jagung........................................................... 4 2.1.2 Asal-usul dan Sejarah Jagung............................. 5 2.1.3 Jenis-jenis dan Ragam Bentuk Jagung............... 7 2.1.4 Kandungan Gizi didalam Jagung.....................................8 2.1.5 Manfaat Tanaman Jagung................................................9 2.1.6 Bagian-bagian Jagung......................................................9 2.2 Etanol...........................................................................................11 2.2.1 Pengertian Etanol.............................................................11 2.2.2 Sejarah dan Asal-usul Etanol...........................................12 2.2.3 Kegunaan Etanol..............................................................14 2.2.4 Sifat Etanol......................................................................14 2.2.5 Klasifikasi Etanol.............................................................14 2.2.6 Proses Pembuatan Etanol.................................................15

vi

BAB III

PEMBUKTIAN

BIOETANOL

BERBAHAN

BAKU

LIMBAH JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR.................................................................................173.1 Proses Pembuatan Etanol Berbahan Baku Limbah Jagung........................................................................................ 17 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2 Tempat dan Waktu........................................................ 17 Materi Penelitian............................................................ 17 Media.............................................................................. 18 Alat dan Bahan............................................................... 18 Cara Pembuatan.............................................................. 18 Hasil Penelitian............................................................... 26

Keuntungan Menggunakan Etanol Berbahan Baku Limbah Jagung........................................................................................ Manfaat lain Limbah Jagung

3.3

BAB IV

PENUTUP............................................................................4.1 4.2 Kesimpulan............................................................................... Saran.........................................................................................

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................. LAMPIRAN.............................................................................................1) Dokumentasi Proses dan Cara Pembuatan.......................................................

2) Identitas Penulis...............................................................................................

vii

ABSTRAKSIPenggunaan bahan bakar minyak bumi yang terus meningkat untuk memenuhi kebutuhan energi dunia, seperti transportasi, menyebabkan cadangan energi dunia semakin menipis. Oleh karena itu, muncul pemikiran untuk mencari sumber bahan bakar alternatif yang dapat mensubtitusikan minyak bumi dalam pemakaian sehari-hari. Salah satu alternatif yang potensial untuk dikembangkan adalah penggunaan bioetanol. Karya ilmiah ini menjelaskan mengenai pembuatan bioetanol berbahan baku limbah jagung. Bioetanol berbahan baku limbah jagung memberikan manfaat sebagai salah satu alternatif pengganti bahan bakar. Jagung yang mengandung karbohidrat dalam bentuk pati umumnya berupa campuran amilosa dan amilopektin dapat memungkinkan untuk dijadikan bahan baku bioetanol dengan proses gelatinasi, fermentasi, dan proses distalasi. Dengan demikian, hasil yang dapat diperoleh dari pembuatan bioetanol berbahan baku limbah jagung ini adalah berupa bahan bakar sehingga sangat bermanfaat sebagai upaya cadangan alternatif untuk pengganti bahan bakar dari bumi yang semakin menipis.

viii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar BelakangPenggunaan bahan bakar minyak bumi yang terus meningkat untuk memenuhi kebutuhan energi dunia, seperti transportasi, menyebabkan cadangannya semakin menipis. Kebutuhan yang terus meningkat yang diiringi dengan penyusutan pasokan menyebabkan harga minyak bumi terus melambung mencapai tingkat harga yang mengganggu keseimbangan perekonomian dunia. Bertolak dari kondisi tersebut, muncul pemikiran untuk mencari sumber bahan bakar alternatif yang dapat mensubstitusi minyak bumi dalam pemakaian sehari-hari, terutama untuk penggunaan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor dan industri. Salah satu alternatif yang potensial untuk dikembangkan adalah penggunaan bioetanol (etanol yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan berpati oleh mikroba). Berbagai penelitian sudah dilakukan untuk menghasilkan bahan bakar pengganti BBM, terutama yang bersumber dari nabati. Hasilnya ternyata memang cukup menggembirakan. Bahan Bakar Jagung (BBJ) ini selain ramah lingkungan juga merupakan sumber bahan bakar yang terbarui. Berbeda dengan BBM yang tidak dapat diperbarui. Salah satu hasil penelitian yang dilakukan beberapa lembaga ilmu pengetahuan adalah etanol, atau yang lebih akrab disebut alkohol. Bahan baku yang dipakai untuk menghasilkan alkohol, antara lain, ubi kayu (singkong), ubi jalar (huwi/boled, sunda), jagung, atau sagu. Manfaat umum yang dapat diperoleh dari bahan bakar etanol/bioetanol, antara lain, digunakan untuk bahan baku industri turunan alkohol, campuran minuman keras, industri farmasi, sampai pada campuran bahan bakar kendaraan. Tentu saja, pemanfaatan etanol ini harus disesuaikan dengan jenis kebutuhannya. Misalnya, untuk kebutuhan industri diperlukan etanol dengan grade antara 90-96,5%, sedangkan untuk minuman keras dibutuhkan etanol berkadar 9699,5%, dan untuk kendaraan dibutuhkan etanol berkadar 99,5-100%, atau etanol yang harus betul-betul kering dan anhydrous supaya tidak korosif. Sebagai generasi penerus yang cinta terhadap lingkungan, kami bermaksud untuk lebih mensosialisasikan kegunaan limbah jagung sebagai bahan bakar nabati

1

dalam karya ilmiah ini. Maka untuk karya ilmiah ini kami mengambil judul Pembuktian Bioetanol berbahan Baku Limbah Jagung sebagai alternatif Bahan Bakar.

1.2

Pembatasan dan Rumusan Masalah1.2.1 Pembatasan MasalahPada dasarnya, pembuatan bioetanol bisa menggunakan banyak bahan. Oleh

karena itu, kami perlu membatasi agar penjelasan lebih terarah dan sesuai dengan harapan. Dalam karya ilmiah ini, akan dibahas mengenai pemanfaatan limbah jagung untuk dijadikan bioetanol sebagai alternatif bahan bakar.

1.2.21. 2.

Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan disampaikan sebagai berikut : Dapatkah limbah jagung sebagai alternatif pembuatan etanol ? Bagaimanakah proses pembuatan etanol dari limbah jagung ? Adakah keuntungan dari bioetanol berbahan baku limbah jagung ?

3.

1.3A.

Tujuan PenelitianAdapun tujuan penulis menyusun karya ilmiah ini adalah sebagai berikut : Tujuan Umum Untuk memenuhi tugas mata pelajaran Bahasa Indonesia dan untuk memenuhi syarat kenaikan kelas.

B.

Tujuan Khusus 1. Untuk mengetahui dapat tidaknya limbah jagung dijadikan bahan pembuatan bioetanol. 2. Agar limbah jagung dapat dibuat sebagai bahan pembuatan bioetanol. Untuk mengetahui proses pembuatan bioetanol berbahan baku limbah jagung.

3.

1.41.

Manfaat PenelitianAdapun manfaat dari penulisan karya ilmiah ini, yaitu sebagai berikut : Menambah wawasan dan keterampilan, terutama dalam pemanfaatan limbah jagung.

2

2.

Menambah pengetahuan tentang kandungan yang ada didalam jagung sehingga dapat dijadikan etanol.

3.

Memberi informasi kepada masyarakat bahwa jagung dapat dijadikan bahan bakar alternatif.

4.

Dapat meningkatkan nilai ekonomis sehingga dapat meningkatkan nilai pendapatan para petani jagung.

1.5a.

Metode PenelitianStudi Literatur Penulis melakukan penelitian dengan mencari buku, majalah, dan bahan literatur lainnya yang dapat menunjang dalam penulisan penelitian ini.

b.

Browsing Internet Penulis berusaha untuk memperbanyak data dan informasi secara luas dengan browsing di internet. Hal ini sangat membantu proses penyusunan dan penulisan karya ilmiah.

c.

Eksperimen Penulis berusaha untuk membuktikan informasi-informasi yang telah didapat dengan cara melakukan eksperimen-eksperimen secara nyata yang sangat membantu dalam proses pembuktian karya ilmiah ini, sehingga penulis berhasil membuat bioetanol berbahan dasar limbah jagung.

3

BAB II KAJIAN TEORI

2.1

MENGENAL LEBIH DEKAT TENTANG JAGUNG 2.1.1 Pengertian JagungJagung (Zea mays L.)merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting, selain gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung juga menjadi alternatif sumber pangan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di Indonesia (misalnya di Madura dan Nusa Tenggara) juga menggunakan jagung sebagai pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan maupun tongkolnya), diambil minyaknya (dari bulir), dibuat tepung (dari bulir, dikenal dengan istilah tepung jagung atau meizena), dan bahan baku industri (dari tepung bulir dan tepung tongkolnya). Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai penghasil bahan farmasi.

2.1.2 Asal-usul dan Sejarah JagungJagung merupakan tanaman serealia yang paling produktif di dunia, sesuai ditanam di wilayah bersuhu tinggi, dan pematangan tongkol ditentukan oleh akumulasi panas yang diperoleh tanaman. Luas pertanaman jagung di seluruh dunia lebih dari 100 juta ha, menyebar di 70 negara, termasuk 53 negara berkembang. Penyebaran tanaman jagung sangat luas karena mampu beradaptasi dengan baik pada berbagai lingkungan. Jagung tumbuh baik di wilayah tropis hingga 50 LU dan 50 LS, dari dataran rendah sampai ketinggian 3.000 m di atas permukaan laut (dpl), dengan curah hujan tinggi, sedang, hingga rendah sekitar 500 mm per tahun (Dowswell et al. 1996).

4

Pusat produksi jagung di dunia tersebar di negara tropis dan subtropis. Tanaman jagung tumbuh optimal pada tanah yang gembur, drainase baik, dengan kelembaban tanah cukup, dan akan layu bila kelembaban tanah kurang dari 40% kapasitas lapang, atau bila batangnya terendam air. Pada dataran rendah, umur jagung berkisar antara 3-4 bulan, tetapi di dataran tinggi di atas 1000 m dpl berumur 4-5 bulan. Umur panen jagung sangat dipengaruhi oleh suhu, setiap kenaikan tinggi tempat 50 m dari permukaan laut, umur panen jagung akan mundur satu hari (Hyene 1987). Areal dan agroekologi pertanaman jagung sangat bervariasi, dari dataran rendah sampai dataran tinggi, pada berbagai jenis tanah, berbagai tipe iklim dan bermacam pola tanam. Tanaman jagung dapat ditanam pada lahan kering beriklim basah dan beriklim kering, sawah irigasi dan sawah tadah hujan, toleran terhadap kompetisi pada pola tanam tumpang sari, sesuai untuk pertanian subsistem, pertanian komersial skala kecil, menengah, hingga skala sangat besar. Suhu optimum untuk pertumbuhan tanaman jagung rata-rata 26-300C dan pH tanah 5,7-6,8 (Subandi et al. 1988)

A. ASAL TANAMAN JAGUNGBanyak pendapat dan teori mengenai asal tanaman jagung, tetapi secara umum para ahli sependapat bahwa jagung berasal dari Amerika Tengah atau Amerika Selatan. Jagung secara historis terkait erat dengan suku Indian, yang telah menjadikan jagung sebagai bahan makanan sejak 10.000 tahun yang lalu. 1) Teori Asal Asia Tanaman jagung yang ada di wilayah Asia diduga berasal dari Himalaya. Hal ini ditandai oleh ditemukannya tanaman keturunan jali (jagung jali, Coix Spp.) dengan famili Andropogoneae. Kedua spesies ini mempunyai lima pasang kromosom. Namun teori ini tidak mendapat banyak dukungan. 2) Teori Asal Andean Tanaman jagung berasal dari dataran tinggi Andean Peru, Bolivia, dan Ekuador. Hal ini didukung oleh hipotesis bahwa jagung berasal dari Amerika Selatan dan jagung Andean mempunyai keragaman genetik yang luas, terutama di dataran tinggi Peru. Kelemahan teori ini adalah tidak ditemukan kerabat liar

5

jagung seperti teosinte di dataran tinggi tersebut. Mangelsdorf seorang ahli biologi evolusi yang mengkhususkan perhatian pada tanaman jagung menampik hipotesis ini. 3) Teori Asal Meksiko Banyak ilmuwan percaya bahwa jagung berasal dari Meksiko, karena jagung dan spesies liar jagung (teosinte) sejak lama ditemukan di daerah tersebut, dan masih ada di habitat asli hingga sekarang. Hal ini juga didukung oleh ditemukannya fosil tepung sari dan tongkol jagung dalam gua, dan kedua spesies mempunyai keragaman genetik yang luas. Teosinte dipercaya sebagai nenek moyang (progenitor) tanaman jagung. Jagung telah dibudidayakan di Amerika Tengah (Meksiko bagian selatan) sekitar 8.000-10.000 tahun yang lalu. Dari penggalian ditemukan fosil tongkol jagung dengan ukuran kecil, yang diperkirakan usianya mencapai sekitar 7.000 tahun. Menurut pendapat beberapa ahli botani, teosinte (Zea mays sp. Parviglumis) sebagai nenek moyang tanaman jagung, merupakan tumbuhan liar yang berasal dari lembah Sungai Balsas, lembah di Meksiko Selatan. Bukti genetik, antropologi, dan arkeologi menunjukkan bahwa daerah asal jagung adalah Amerika Tengah dan dari daerah ini jagung tersebar dan ditanam di seluruh dunia. Proses domestikasi teosinte telah berlangsung paling tidak 7.000 tahun yang lalu oleh penduduk asli Indian, dibarengi oleh terjadinya mutasi alami dan persilangan antarsubspesies, sehingga masuk gen-gen dari subspesies lain, di antaranya dari Zea mays sp. Mexicana. Karena adanya proses persilangan alamiah tersebut menjadikan jagung tidak lagi dapat hidup secara liar di habitat hutan, karena memerlukan sinar matahari penuh. Hingga kini diperkirakan terdapat 50.000 varietas jagung, baik varietas lokal maupun varietas unggul hasil pemuliaan. Sifat tanaman jagung yang menyerbuk silang memungkinkan terjadinya perubahan komposisi genetik secara dinamis. Varietas lokal terbentuk melalui proses isolasi genotipe yang mengalami aklimatisasi dan adaptasi terhadap agroklimat spesifik.

6

2.1.3 Jenis-Jenis dan Ragam Bentuk JagungKlasifikasi ilmiahKerajaan: Plantae (tidak termasuk) Monocots (tidak termasuk) Commelinids Ordo: Poales Famili : Spesies : Nama : Poaceae Genus: Zea Z. mays binomial Zea mays ssp. mays L.

Keanekaragaman Jagung dikelompokkan berdasarkan tipe bulir. Kiri atas adalah jagung gigi-kuda, di kiri latar depan adalah podcorn, sisanya adalah jagung tipe mutiara. Jagung yang dibudidayakan memiliki sifat bulir/biji yang bermacam-macam. Di dunia terdapat enam kelompok kultivar jagung yang dikenal hingga sekarang, berdasarkan karakteristik endosperma yang membentuk bulirnya: Indentata (Dent, "gigi-kuda") Indurata (Flint, "mutiara") Saccharata (Sweet, "manis") Everta (Popcorn, "berondong") Amylacea (Flour corn, "tepung") Glutinosa (Sticky corn, "ketan") Tunicata (Podcorn, merupakan kultivar yang paling primitif dan anggota subspesies yang berbeda dari jagung budidaya lainnya) Dipandang dari bagaimana suatu kultivar ("varietas") jagung dibuat dikenal berbagai tipe kultivar: galur murni, merupakan hasil seleksi terbaik dari galur-galur terpilih komposit, dibuat dari campuran beberapa populasi jagung unggul yang diseleksi untuk keseragaman dan sifat-sifat unggul sintetik, dibuat dari gabungan beberapa galur jagung yang memiliki keunggulan umum (daya gabung umum) dan seragam

7

hibrida, merupakan keturunan langsung (F1) dari persilangan dua, tiga, atau empat galur yang diketahui menghasilkan efek heterosis. Warna bulir jagung ditentukan oleh warna endosperma dan lapisan terluarnya (aleuron), mulai dari putih, kuning, jingga, merah cerah, merah darah, ungu, hingga ungu kehitaman. Satu tongkol jagung dapat memiliki bermacam-macam bulir dengan warna berbeda-beda, karena setiap bulir terbentuk dari penyerbukan oleh serbuk sari yang berbeda-beda.

2.1.4 Kandungan Gizi dalam JagungBiji jagung kaya akan karbohidrat. Sebagian besar berada pada endospermium. Kandungan karbohidrat dapat mencapai 80% dari seluruh bahan kering biji. Karbohidrat dalam bentuk pati umumnya berupa campuran amilosa dan amilopektin. Pada jagung ketan, sebagian besar atau seluruh patinya merupakan amilopektin. Perbedaan ini tidak banyak berpengaruh pada kandungan gizi, tetapi lebih berarti dalam pengolahan sebagai bahan pangan. Jagung manis diketahui mengandung amilopektin lebih rendah tetapi mengalami peningkatan fitoglikogen dan sukrosa. Kandungan gizi Jagung per 100 gram bahan adalah: Kalori : 355 Kalori Protein : 9,2 gr Lemak : 3,9 gr Karbohidrat : 73,7 gr Kalsium : 10 mg Fosfor : 256 mg Ferrum : 2,4 mg Vitamin A : 510 SI Vitamin B1 : 0,38 mg Air : 12 gr Dan bagian yang dapat dimakan 90 %. Untuk ukuran yang sama, meski jagung mempunyai kandungan karbohidrat yang lebih rendah, namum mempunyai kandungan protein yang lebih banyak. Jagung merupakan tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari.

8

2.1.5 Manfaat Tanaman JagungSelain sebagai bahan pangan dan bahan baku pakan, saat ini jagung juga dijadikan sebagai sumber energi alternatif. Lebih dari itu, saripati jagung dapat diubah menjadi polimer sebagai bahan campuran pengganti fungsi utama plastik. Salah satu perusahaan di Jepang telah mencampur polimer jagung dan plastik menjadi bahan baku casing komputer yang siap dipasarkan.

2.1.6 Bagian-bagian JagungJagung merupakan tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Meskipun tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1m sampai 3m, ada varietas yang dapat mencapai tinggi 6m. Tinggi tanaman biasa diukur dari permukaan tanah hingga ruas teratas sebelum bunga jantan. Meskipun beberapa varietas dapat menghasilkan anakan (seperti padi), pada umumnya jagung tidak memiliki kemampuan ini. Bunga betina jagung berupa "tongkol" yang terbungkus oleh semacam pelepah dengan "rambut". Rambut jagung sebenarnya adalah tangkai putik. Akar jagung tergolong akar serabut yang dapat mencapai kedalaman 8 m meskipun sebagian besar berada pada kisaran 2 m. Pada tanaman yang sudah cukup dewasa muncul akar adventif dari buku-buku batang bagian bawah yang membantu menyangga tegaknya tanaman. Batang jagung tegak dan mudah terlihat, sebagaimana sorgum dan tebu, namun tidak seperti padi atau gandum. Terdapat mutan yang batangnya tidak tumbuh pesat sehingga tanaman berbentuk roset. Batang beruas-ruas. Ruas terbungkus pelepah daun yang muncul dari buku. Batang jagung cukup kokoh namun tidak banyak mengandung lignin. Daun jagung adalah daun sempurna. Bentuknya memanjang. Antara pelepah dan helai daun terdapat ligula. Tulang daun sejajar dengan ibu tulang daun. Permukaan daun ada yang licin dan ada yang berambut. Stoma pada daun jagung berbentuk halter, yang khas dimiliki familia Poaceae. Setiap stoma dikelilingi sel-sel epidermis berbentuk

9

kipas. Struktur ini berperan penting dalam respon tanaman menanggapi defisit air pada sel-sel daun. Jagung memiliki bunga jantan dan bunga betina yang terpisah (diklin) dalam satu tanaman (monoecious). Tiap kuntum bunga memiliki struktur khas bunga dari suku Poaceae, yang disebut floret. Pada jagung, dua floret dibatasi oleh sepasang glumae (tunggal: gluma). Bunga jantan tumbuh di bagian puncak tanaman, berupa karangan bunga (inflorescence). Serbuk sari berwarna kuning dan beraroma khas. Bunga betina tersusun dalam tongkol. Tongkol tumbuh dari buku, di antara batang dan pelepah daun. Pada umumnya, satu tanaman hanya dapat menghasilkan satu tongkol produktif meskipun memiliki sejumlah bunga betina. Beberapa varietas unggul dapat menghasilkan lebih dari satu tongkol produktif, dan disebut sebagai varietas prolifik. Bunga jantan jagung cenderung siap untuk penyerbukan 2-5 hari lebih dini daripada bunga betinanya (protandri). ciri-ciri: 1) panjang 2) berisi 3) ada buahnya

Tongkol jagung

Penampang melintang tongkol

Tongkol jagung purba.

10

Tongkol pada jagung adalah bagian dalam organ betina tempat bulir duduk menempel. Istilah ini juga dipakai untuk menyebut seluruh bagian jagung betina ("buah jagung"). Tongkol terbungkus oleh kelobot (kulit "buah jagung"). Secara morfologi, tongkol jagung adalah tangkai utama malai yang termodifikasi. Malai organ jantan pada jagung dapat memunculkan bulir pada kondisi tertentu. Tongkol jagung muda, disebut juga babycorn, dapat dimakan dan dijadikan sayuran. Tongkol yang tua ringan namun kuat, dan menjadi sumber furfural, sejenis monosakarida dengan lima atom karbon.

Kelobot

Kelobot dipisahkan dari tongkol jagung. Kelobot, atau secara agak kurang tepat disebut kulit jagung, adalah lembaran modifikasi daun yang membungkus tongkol jagung. Kelobot merupakan braktea yang melingkupi tongkol. Kata ini diserap dari bahasa Jawa, klobot. Kelobot yang dikeringkan dapat digunakan sebagai bahan baku kerajinan tangan. Selain itu, kelobot juga dipakai sebagai pengganti kertas rokok untuk melinting tembakau.

2.2

ETANOL 2.2.1 Pengertian EtanolEtanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam

11

kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua. Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH dan rumus empiris C2H6O. Ia merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter. Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan "Et" merupakan singkatan dari gugus etil (C2H5). Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah dilakukan manusia. Efek dari konsumsi etanol yang memabukkan juga telah diketahui sejak dulu. Pada zaman modern, etanol yang ditujukan untuk kegunaan industri dihasilkan dari produk sampingan pengilangan minyak bumi. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam kimia, etanol adalah pelarut yang penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar.

2.2.2 Sejarah dan Asal-usul EtanolEtanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari Cina bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia prasejarah dari masa Neolitik. Etanol dan alkohol membentuk larutan azeotrop. Karena itu pemurnian etanol yang mengandung air dengan cara penyulingan biasa hanya mampu menghasilkan etanol dengan kemurnian 96%. Etanol murni (absolut) dihasilkan pertama kali pada tahun 1796 oleh Johan Tobias Lowitz yaitu dengan cara menyaring alkohol hasil distilasi melalui arang. Lavoisier menggambarkan bahwa etanol adalah senyawa yang terbentuk dari karbon, hidrogen dan oksigen. Pada tahun 1808 Saussure berhasil menentukan rumus kimia etanol. Lima puluh tahun kemudian (1858), Couper

12

mempublikasikan rumus kimia etanol. Dengan demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan rumus kimianya. Etanol pertama kali dibuat secara sintetik pada tahun 1826 secara terpisah oleh Henry Hennel dari Britania Raya dan S.G. Srullas dari Perancis. Pada tahun 1828, Michael Faraday berhasil membuat etanol dari hidrasi etilena yang dikatalisis oleh asam. Proses ini mirip dengan proses sintesis etanol industri modern. Etanol telah digunakan sebagai bahan bakar lampu di Amerika Serikat sejak tahun 1840, namun pajak yang dikenakan pada alkohol industri semasa Perang Saudara Amerika membuat penggunaannya tidak ekonomis. Pajak ini dihapuskan pada tahun 1906, dan sejak tahun 1908 otomobil Ford Model T telah dapat dijalankan menggunakan etanol, Namun, dengan adanya pelarangan minuman beralkohol pada tahun 1920, para penjual bahan bakar etanol dituduh berkomplot dengan penghasil minuman alkohol ilegal, dan bahan bakar etanol kemudian ditinggalkan penggunaannya sampai dengan akhir abad ke-20. Penggunaan bioetanol sebagai subtitusi minyak bumi untuk mesin pembakaran internal dapat dirunut sejak tahun 1890-an. Perhatian yang kembali menguat dalam penelitian penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar dimulai sejak tahun 1988. Hal ini karena ketersediaan bahan bakar minyak yang semakin menipis dan harga yang terus melambung, disamping masalah dampak lingkungan yang semakin memprihatinkan. Pada tahun 1997, lebih dari 13 juta ton bioetanol telah diproduksi sebagai subtitusi bahan bakar diseluruh dunia. Brasilia telah memasuki babak baru pada tahun 2003, yaitu mempromosikan secara besar-besaran kendaraan bermotor berbahan bakar alkhohol. Itu terjadi setelah pemerintah memutuskan kendaraan berbahan bakar etanol dikenai pajak 14%, sementara yang berbahan bakar bensin 16%. Brasilia mampu menciptakan flex-fluel car, kendaraan yang mampu mengonsumsi alkohol murni, bensin murni, atau bahkan kedua-duanya. Ketika tangki bahan bakar diisi, sebuah chip komputer khusus menganalisis campuran bahan bakar etanol dan bensin, mampu mengukur takaran etanol dan bensin. Pada tahun 2004, produk tersebut berhasil merebut 17% dari total pangsa pasar

13

otomotif. Kemudian pada tahun 2005 meningkat sampai 53,6% dari total pangsa pasar kendaraan baru di negara itu.

2.2.3 Kegunaan EtanolBanyak sekali keuntungan dari penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar alternatif pengganti minyak bumi. Faktor utama yang menjadi pertimbangan adalah pati sebagai substrat produksi bioetanol yang merupakan sumber energi terbarukan (renewable resources) yang pada aplikasinya, yaitu premium mix E10-E20, mempunyai kadar oktan lebih tinggi dibanding premium. Selain itu, penggunaan bahan bakar etanol dapat dikatakan tidak memberikan tambahan netto karbondioksida pada lingkungan karena CO2 yang dihasilkan dari pembakaran etanol diserap kembali oleh tumbuhan dan dengan bantuan sinar matahari digunakan dalam proses fotosintesis. Pertimbangan ketiga adalah sebagai bahan bakar, bioetanol memiliki nilai oktan tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bahan peningkat oktan (octane enchancer), menggantikan penggunaan senyawa eter dan logam berat seperti Pb sebagai anti-knocking agent yang memiliki dampak buruk terhadap lingkungan. Dengan nilai oktan yang tinggi, proses pembakaran menjadi lebih sempurna dan emisi gas buang hasil pembakaran dalam mesin kendaraan bermotor menjadi lebih baik.

2.2.4 Sifat EtanolCiri khas etanol adalah berbentuk cairan yang tidak berwarna dengan bau khas, dpat melarutkan zat organik, mudah menguap, titik didih 780C, berat molekul 46,07, panas penguapan 204 kal/gr, titik beku -1440C, panas pelarutan 24,9 kal/gr, panas jenis 0,7939 gr/ml.

2.2.5 Klasifikasi EtanolEtanol dapat diklasifikasikan berdasarkan bahan baku yang digunakan, proses, dan pemanfaatannya : 1. Klasifikasi berdasarkan bahan baku sera prosesnya : 1) Etanol nabati : secara mikrobiologis menggunakan bahan baku berpati (jagung, ubi kayu dan umbi-umbian lain), serta bahan yang mengandung

14

gula (molases, tebu, sweet sorghum, aren, dan jenis palem lainnya) dan bahan berserat (onggok, jerami dan sekam, tongkol jagung, banggas tebu, dan kulit kakao dan kopi). 2) Etanol sintesis : secara sintesis menggunakan bahan baku antara lain minyak mentah, gas. Saat ini produksi etanol sintesis kurang dari 5% dari total produksi. 2. Klasifikasi berdasarkan kandungan air : 1) Etanol 95-96% (alkohol prima super, prima I, dan alkohol prima II). 2) Etanol 99,5% (anhydrous etanol) dengan kandungan air 0,05%. 3. Klasifikasi menurut pemanfaatannya : 1) Untuk industri (industrial grade), sebagai pelarut pada pembuatan vernis, minyak wangi, iodium tincture dan spiritus; di laboratorium sebagai pelarut senyawa bahan baku pembuatan khloroform, iodoform. 2) Untuk minuman beralkohol (portable grade). 3) Untuk bahan bakar (fuel grade etanol).

2.2.6 Proses Pembuatan EtanolEtanol dapat dibuat dengan cara sintesis etilen atau bisa juga dengan fermentasi. Produksi etanol dengan cara sintesis senyawa etilen (C2H4) dibantudengan suatu katalis asam sulfat dan pemanasan pada temperatur 700C pada tekanan 10 atm. Etanol juga dapat disintesis dari aldehid melalui proses reduksi. Untuk bahan dari tanaman, produksi etanol melalui fermentasi gula menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae atau Saccharomyces elipsoides. Beberapa bakteri seperti Zymomonas mobilis juga diketahui memiliki kemampuan untuk melakukan fermentasi untuk memproduksi etanol. Secara teoritis, hidrolisis glukosa aka menghasilkan etanol karbondioksida. Satu mol glukosa menghasilkan 2 mol etanol dan 2 mol karbondioksida, atau dengan perbandingan bobot tiap 180 gram glukosa akan menghasilkan 90 gram etanol. Teknik fermentasi dalam produksi bioetanol sampai saat ini tampaknya masih belum efesien dengan produktivitas yang masih rendah dan membutuhkan modal yang besar. Produksi biomassa yang rendah selama proses fermentasi dan pembentukan produk samping selain etanol menyebabkan efisiensi yang rendah. Piruvat sebagai produk hidrolisis glukosa terpecah kedalam beberapa jalur biosintesis multi produk.

15

Untuk meningkatkan produktivitas etanol, perlu dilakukan optimasi kondisi yang dapat mengarahkan penggunaan piruvat menjadi etanol. Pendekatan yang dapat dilakukan antara lain mumum. Dengan demikian perlu diupayakan penggunaan substrat yang murah untuk dapat menekan biaya produksi etanol sehingga harga produknya bisa lebih murah. Adapun beberapa proses yang akan dilalui dalam pembuatan etanol : a) Proses Gelatinasi b) Proses Fermentasi c) Proses Distilasi.

16

BAB III PEMBUKTIAN BIOETANOL BERBAHAN BAKU LIMBAH JAGUNG SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR 3.1 Proses Pembuatan Etanol berbahan Baku Limbah Jagung 3.1.1 Tempat dan WaktuPenelitian dilakukan di rumah salah satu anggota kelompok kami dan di Laboratorium Kimia SMAN 24 Bandung selama 17 Februaru 2012 sampai 26 Februari 2012.

3.1.2 Materi Penelitian1. Jagung Jagung (Zea mays L.)merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting, selain gandum dan padi. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan maupun tongkolnya), diambil minyaknya (dari bulir), dibuat tepung (dari bulir, dikenal dengan istilah tepung jagung atau meizena), dan bahan baku industri (dari tepung bulir dan tepung tongkolnya). Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai penghasil bahan farmasi. 2. Etanol Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua.

17

3.1.3 MediaMedia yang digunakan dalam penelitian ini adalah bubur jagung yang dibuat menjadi jelly lalu selanjutnya akan diolah menjadi bahan bakar berupa bensin melalui alat dstilasi.

3.1.4 Alat dan Bahan1) Alat : - Pisau - Blender - Panci berukuran besar - Baskom berukuran sedang - Pengaduk - Kompor - Termometer - Alat destilasi - Lap basah - Gelas ukur - Timbangan 2) Bahan : - 1 kg Jagung - Ragi - Air

- Gula putih

3.1.5 Cara PembuatanTerdiri dari 3 proses utama yaitu : 1. Pembuatan bubur Jagung yang selanjutnya akan menjadi jeli dengan cara merebus jagung yang sudah diblender dengan air hingga menjadi halus dan diaduk selama 45 menit hingga mengental dan menyerupai jeli.

18

1) Menyiapkan ragi dibiakkan 2) Memisahkan biji jagung dari bonggolnya lalu diblender dengan air hingga halus. 3) Masukan adonan jagung yang sudah halus tersebut kedalam pansi berukuran sedang lalu aduk selama 45 menit hingga jagung tersebut membentuk jeli.

2. PROSES GELATINASI Dalam proses gelatinasi, bahan baku ubi kayu, ubi jalar, atau jagung dihancurkan dan dicampur air sehingga menjadi bubur, yang diperkirakan mengandung pati 27-30 persen. Kemudian bubur pati tersebut dimasak atau dipanaskan selama 2 jam sehingga berbentuk gel. Proses gelatinasi tersebut dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu: Bubur pati dipanaskan sampai 1300 C selama 30 menit, kemudian didinginkan sampai mencapai temperature 950 C yang diperkirakan memerlukan waktu sekitar jam. Temperatur 950 C tersebut dipertahankan selama sekitar 1 jam, sehingga total waktu yang dibutuhkan mencapai 2 jam. Bubur pati ditambah enzyme termamyl dipanaskan langsung sampai mencapai temperatur 1300 C selama 2 jam. Gelatinasi cara pertama, yaitu cara pemanasan bertahap mempunyai keuntungan, yaitu pada suhu 950 C aktifitas termamyl merupakan yang paling tinggi, sehingga mengakibatkan yeast atau ragi cepat aktif. Pemanasan dengan suhu tinggi (1300 C) pada cara pertama ini dimaksudkan untuk memecah granula pati, sehingga lebih mudah terjadi kontak dengan air enzyme. Perlakuan pada suhu tinggi tersebut juga dapat berfungsi untuk sterilisasi bahan, sehingga bahan tersebut tidak mudah terkontaminasi. 1) Gelatinasi cara kedua, yaitu cara pemanasan langsung ( gelatinasi dengan enzyme termamyl ) pada temperature 130o C menghasilkan hasil yang kurang baik, karena mengurangi aktifitas yeast. Hal tersebut disebabkan gelatinasi dengan enzyme pada suhu 130o C akan terbentuk tri-phenylfurane yang mempunyai sifat racun terhadap yeast. Gelatinasi pada suhu tinggi tersebut juga akan berpengaruh terhadap penurunan aktifitas

19

termamyl, karena aktifitas termamyl akan semakin menurun setelah melewati suhu 95o C. Selain itu, tingginya temperature tersebut juga akan mengakibatkan half life dari termamyl semakin pendek, sebagai contoh pada temperature 93o C, half life dari termamyl adalah 1500 menit, sedangkan pada temperature 107o C, half life termamyl tersebut adalah 40 menit (Wasito, 1981). Hasil gelatinasi dari ke dua cara tersebut didinginkan sampai mencapai 55o C, kemudian ditambah SAN untuk proses sakharifikasi dan selanjutnya difermentasikan dengan menggunakan yeast (ragi) Saccharomyzes

ceraviseze. Urea dan NPK berfungsi sebagai nutrisi ragi. Kebutuhan hara tersebut adalah sebagai berikut: a. Urea sebanyak 0.5% dari kadar gula dalam larutan fermentasi. b. NPK sebanyak 0.1% dari kadar gula dalam larutan fermentasi. Untuk contoh di atas, kebutuhan urea adalah sebanyak 70 gr dan NPK sebanyak 14 gr. Gerus urea dan NPK ini sampai halus, kemudian ditambahkan ke dalam larutan molasses dan diaduk. 2) Bahan aktif ragi roti adalah khamir Saccharomyces cereviseae yang dapat memfermentasi gula menjadi etanol. Ragi roti mudah dibeli di toko-toko bahan-bahan kue atau di supermarket. Sebaiknya tidak menggunakan ragi tape, karena ragi tape terdiri dari beberapa mikroba. Kebutuhan ragi roti adalah sebanyak 0.2% dari kadar gula dalam larutan molasses. Untuk contoh di atas kebutuhan raginya adalah sebanyak 28 gr.

Ragi roti diberi air hangat-hangat kuku secukupnya. Kemudian diaduk-aduk perlahan hingga tempak sedikit berbusa. Setelah itu baru dimasukkan ke dalam fermentor. Fermentor ditutup rapat.

3) Enzim yang digunakan adalah alfa-amilase pada tahap likuifikasi, sedangkantahap sakarifikasi digunakan enzim glukoamilase. Berdasarkan penelitian, penggunaan a-amilase pada tahap likuifikasi menghasilkan DE tertinggi yaitu 50.83 pada konsentrasi a-amilase 1.75 U/g pati dan waktu likuifikasi 210 menit, dan glukoamilase pada tahap sakarifikasi menghasilkan DE tertinggi yaitu 98.99 pada konsentrasi enzim 0.3 U/g pati dengan waktu sakarifikasi 48 jam.

20

3.

PROSES FERMENTASI Tahap kedua adalah proses fermentasi untuk mengkonversi glukosa

(gula) menjadi etanol dan CO2. Fermentasi etanol adalah perubahan 1 mol gula menjadi 2 mol etanol dan 2 mol CO2. Pada proses fermentasi etanol, khamir terutama akan memetabolisme glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat melalui tahapan reaksi pada jalur Embden-Meyerhof-Parnas, sedangkan asam piruvat yang dihasilkan akan didekarboksilasi menjadi asetaldehida yang kemudian mengalami dehidrogenasi menjadi etanol (Amerine et al., 1987). Khamir yang sering digunakan dalam fermentasi alkohol adalah Saccharomyces cerevisiae, karena jenis ini dapat berproduksi tinggi, toleran terhadap alkohol yang cukup tinggi (12-18% v/v), tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif melakukan fermentasi pada suhu 4-320C. Setelah proses fermentasi selesai, dilakukan destilasi untuk memisahkan etanol. Distilasi merupakan pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya. Titik didih etanol murni adalah 78o C sedangkan air adalah 100o C (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 100o C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume. Proses fermentasi dimaksudkan untuk mengubah glukosa menjadi ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan menggunakan yeast. Alkohol yang diperoleh dari proses fermentasi ini, biasanya alkohol dengan kadar 8 sampai 10 persen volume. Sementara itu, bila fermentasi tersebut digunakan bahan baku gula (molases), proses pembuatan ethanol dapat lebih cepat. Pembuatan ethanol dari molases tersebut juga mempunyai keuntungan lain, yaitu memerlukan bak fermentasi yang lebih kecil. Ethanol yang dihasilkan proses fermentasi tersebut perlu ditingkatkan kualitasnya dengan membersihkannya dari zat-zat yang tidak diperlukan. Alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi biasanya masih mengandung gas - gas antara lain CO2 (yang ditimbulkan dari pengubahan glucose menjadi ethano l/ bio-ethanol) dan aldehyde yang perlu dibersihkan. Gas CO2 pada hasil fermentasi tersebut biasanya mencapai 35 persen volume, sehingga untuk memperoleh ethanol/bio-ethanol yang berkualitas

21

baik, ethanol/bio-ethanol tersebut harus dibersihkan dari gas tersebut. Proses pembersihan (washing) CO2 dilakukan dengan menyaring ethanol/bioethanol yang terikat oleh CO2, sehingga dapat diperoleh ethanol/bio-ethanol yang bersih dari gas CO2). Kadar ethanol/bio-ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi, biasanya hanya mencapai 8 sampai 10 persen saja, sehingga untuk memperoleh ethanol yang berkadar alkohol 95 persen diperlukan proses lainnya, yaitu proses distilasi. Proses distilasi dilaksanakan melalui dua tingkat, yaitu tingkat pertama dengan beer column dan tingkat kedua dengan rectifying column. Definisi kadar alkohol atau ethanol/bio-ethanol dalam % (persen) volume adalah volume ethanol pada temperatur 15o C yang terkandung dalam 100 satuan volume larutan ethanol pada temperatur tertentu (pengukuran). Berdasarkan BKS Alkohol Spiritus, standar temperatur pengukuran adalah 27,5o C dan kadarnya 95,5% pada temperatur 27,5 o C atau 96,2% pada temperatur 15o C (Wasito, 1981). Pada umumnya hasil fermentasi adalah bio-ethanol atau alkohol yang mempunyai kemurnian sekitar 30 40% dan belum dpat dikategorikan sebagai fuel based ethanol. Agar dapat mencapai kemurnian diatas 95% , maka lakohol hasil fermentasi harus melalui proses destilasi. 4. PROSES DISTILASI ( PENYULINGAN ) Terdapat dua tipe proses destilasi yang banyak diaplikasikan, yaitu continuous-feed distillation column system dan pot-type distillation system. Selain tipe tersebut, dikenal juga tipe destilasi vakum yang menggunakan tekanan rendah dan suhu yang lebih rendah untuk menghasilkan konsentrasi alkohol yang lebih tinggi. Tekanan yang digunakan untuk destilasi adalah 42 mmHg atau 0.88 psi. Dengan tekanan tersebut, suhu yang digunakan pada bagian bawah kolom adalah 350 C dan 200 C di bagian atas. Proses produksi FGE dari bahan berpati disajikan pada Gambar 49, sedangkan Gambar dibawah ini menunjukkan proses produksi FGE dari ubi kayu. Sebagaimana disebutkan diatas, untuk memurnikan bioetanol menjadi berkadar lebih dari 95% agar dapat dipergunakan sebagai bahan bakar, alkohol hasil fermentasi yang mempunyai kemurnian sekitar 40% tadi harus

22

melewati proses destilasi untuk memisahkan alkohol dengan air dengan memperhitungkan perbedaan titik didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali.

Untuk memperoleh bio-ethanol dengan kemurnian lebih tinggi dari 99,5% atau yang umum disebut fuel based ethanol, masalah yang timbul adalah sulitnya memisahkan hidrogen yang terikat dalam struktur kimia alkohol dengan cara destilasi biasa, oleh karena itu untuk mendapatkan fuel grade ethanol dilaksanakan pemurnian lebih lanjut dengan cara Azeotropic destilasi.

A.

KENDALA DAN UPAYA PENGEMBANGAN PRODUKSI BIOETHANOL Produksi ethanol/bio-ethanol harus mempertimbangkan

keekonomiannya dari dua sisi kepentingan, yaitu sisi produsen ethanol/bioethanol yang memerlukan bahan baku produksi tanaman dengan harga rendah, dan dari segi petani penghasil bahan baku yang menginginkan

23

produksi tanamannya dibeli dengan harga tinggi dan biaya produksi paling rendah. Hal tersebut disebabkan nilai produksi tanaman adalah sebagai biaya pengeluaran untuk pembelian bahan baku bagi produsen ethanol/bio-ethanol. Oleh karena itu, keekonomian program pemanfaatan ethanol/bio-ethanol untuk bahan bakar kendaraan bukan saja ditentukan oleh harga bahan bakar premium saja, tetapi ditentukan pula oleh harga bahan baku pembuatan ethanol/bio-ethanol dalam hal ini produksi tanaman. Kendala Pengembangan Produksi Bio-Ethanol Dalam memenuhi program pemanfaatan ethanol/bio-ethanol untuk bahan bakar kendaraan, pemerintah telah membuat road map teknologi bioethanol, yaitu pada periode tahun 2005-2010 dapat memanfaatkan bioethanol sebesar 2% dari konsumsi premium (0.43 juta kL), kemudian pada periode tahun 2011-2015, persentase pemanfaatan bio-ethanol ditingkatkan menjadi 3% dari konsumsi premium (1.0 juta kL), dan selanjutnya pada periode tahun 2016-2025, persentase pemanfaatan bio-ethanol ditingkatkan menjadi 5% dari konsumsi premium (2.8 juta kL). Namun untuk merealisasikan road map teknologi bio-ethanol harus melibatkan banyak pihak baik dari sisi Pemerintah maupun Swasta. Mengingat sampai saat ini belum ada sinergi yang diwujudkan dalam satu dokumen rencana strategis yang komprehensif dan terpadu, sehingga akan timbul beberapa kendala yang harus diatasi. Beberapa kendala tersebut, meliputi: Rencana pengembangan lahan untuk tanaman penghasil bahan baku bioethanol yang dibuat oleh Departemen Pertanian dan Departemen Kehutanan belum terkait langsung dengan rencana pengembangan bio- ethanol di sektor energi; Rencana Pemerintah dalam pengembangan energi dan instrumen kebijakan yang diperlukan dalam pengembangan bio-ethanol belum terkait langsung dengan rencana dari para pihak pelaku bisnis bio-ethanol dan pengelola lahan pertanian yang sangat luas untuk menghasilkan bahan baku; dan Ketidakpastian resiko investasi dalam komersialisasi pengembangan bioethanol dan belum terbentuknya rantai tata niaga bio-ethanol.

24

Agar kendala tersebut dapat diatasi harus didukung adanya kebijakan Pemerintah mengenai pertanian dan kehutanan yang terkait dengan peruntukan lahan, kebijakan insentif bagi pengembangan bio-ethanol, teknoekonomi produksi dan pemanfaatan bio-ethanol, sehingga ada kejelasan informasi bagi pengusaha yang tertarik dalam bisnis bio-ethanol B. PROSES PRODUKSI BIO-ETHANOL Secara umum, proses pengolahan bahan berpati seperti ubi kayu, jagung dan sagu untuk menghasilkan bio-etanol dilakukan dengan proses urutan. Pertama adalah proses hidrolisis, yakni proses konversi pati menjadi glukosa. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan a-glikosidik. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan a-(1,4)-D-glikosidik sedangkan amilopektin mempunyai struktur bercabang dengan ikatan a(1,6)-D-glikosidik sebanyak 4-5% dari berat total. Prinsip dari hidrolisis pati pada dasarnya adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa (C6H12O6). Pemutusan rantai polimer tersebut dapat dilakukan dengan berbagai metode, misalnya secara enzimatis, kimiawi ataupun kombinasi keduanya. Hidrolisis secara enzimatis memiliki perbedaan mendasar dibandingkan hidrolisis secara kimiawi dan fisik dalam hal spesifitas pemutusan rantai polimer pati. Hidrolisis secara kimiawi dan fisik akan memutus rantai polimer secara acak, sedangkan hidrolisis enzimatis akan memutus rantai polimer secara spesifik pada percabangan tertentu. Produksi ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat dan tetes menjadi bio-ethanol. Glukosa dapat dibuat dari pati-patian, proses pembuatannya dapat dibedakan berdasarkan zat pembantu yang dipergunakan, yaitu Hydrolisa asam dan Hydrolisa enzyme. Berdasarkan kedua jenis hydrolisa tersebut, saat ini hydrolisa enzyme lebih banyak dikembangkan, sedangkan hydrolisa asam (misalnya dengan asam sulfat) kurang dapat berkembang, sehingga proses pembuatan glukosa dari pati-patian sekarang ini dipergunakan dengan

25

hydrolisa enzyme. Dalam proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air dilakukan dengan penambahan air dan enzyme; kemudian dilakukan proses peragian atau fermentasi gula menjadi ethanol dengan menambahkan yeast atau ragi. Reaksi yang terjadi pada proses produksi ethanol/bio-ethanol secara sederhana ditujukkan pada reaksi 1 dan 2. Selain ethanol/bio-ethanol dapat diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, juga dapat diproduksi dari bahan tanaman yang mengandung selulosa, namun dengan adanya lignin mengakibatkan proses penggulaannya menjadi lebih sulit, sehingga pembuatan ethanol/bio-ethanol dari selulosa tidak perlu direkomendasikan. Meskipun teknik produksi ethanol/bioethanol merupakan teknik yang sudah lama diketahui, namun ethanol/bio-ethanol untuk bahan bakar kendaraan memerlukan ethanol dengan karakteristik tertentu yang memerlukan teknologi yang relatif baru di Indonesia antara lain mengenai neraca energi (energy balance) dan efisiensi produksi, sehingga penelitian lebih lanjut mengenai teknologi proses produksi ethanol masih perlu dilakukan. Secara singkat teknologi proses produksi ethanol/bio-ethanol tersebut dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu gelatinasi, sakharifikasi, dan fermentasi.

3.1.6 Hasil Penelitian

3.2 Keuntungan

menggunakan

Etanol

Berbahan

Baku

Limbah Jagung

3.3 Manfaat lain Limbah Jagung

26

BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan 4.2 Saran

27

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, Rusdi.2009.Membuat Bensin dari Jagung.Bentara Cipta Prima Indocamp.Jakarta. Richana, Nur.2011.Bioetanol : Bahan Baku, Teknologi, Produksi dan Pengendalian

Mutu.NUANSA.Bandung. Indyah, Nurdyastuti.2005.Prospek Pengembangan Bio-fuel sebagai Subtitusi Bahan Bakar Minyak, teknologi Proses Produksi Bioetanol. Tim Nasional Pengembangan BBN.2007. Bahan Bakar Nabati.Penebar Swadaya.Jakarta. http://id.wikipedia.org/wiki/Jagung http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol http://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_etanol

28

LAMPIRAN 1) Proses dan Cara Pembuatan

Jagung Blender

Gula

Air

Ragi

Pemisahan biji jagung dari bonggolnya

Jagung diblender agar menjadi halus dan menjadi bubur jagung.

29

Gula yang sudah dicairkan menjadi air gula. Jagung yang sudah diblender

Jagung yang sudah menjadi bubur dimasak hingga suhu 1300C dan menjadi jeli.

Jagung yang sudah mencapai suhu 1300C didiamkan hingga suhu 500 C.

jagung yang sudah mencapai suhu 500C diberi ragi dan air gula.

30

Jagung yang sudah tercampur ragi difermentasi selama beberapa jam dengan disimpan dalam baskom dan ditutup oleh lap basah hingga keadaan menjadi lembab.

31

2) Identitas Penulis

1.

Nama Tempat Tanggal Lahir Alamat

: Fadli Fauzi Zain : Purwakarta, 19 Juli 1995 : Jl. Sadang Kamp Sukasari Cinunuk, Cileunyi Bandung : Sesulit-sulitnya masalah pasti ada jalan keluar walaupun penuh dengan resiko

Motto

Riwayat Pendidikan

: - TK Purnama III Purwakarta - SD Negeri 1 Nagrikaler Purwakarta - SMP Negeri 8 Bandung - SMA Negeri 24 Bandung

2.

Nama Tempat Tanggal Lahir Alamat Motto

: Ghina Labiebah : Bandung, 19 April 1995 : Jl. H Abun No. 12 Padasuka Bandung : Tugas kita bukanlah untuk berhasil. Tugas kita adalah untuk mencoba, karena didalam mencoba itulah kita menemukan dan belajar membangun kesempatan untuk berhasil.

Riwayat Pendidikan

: - TK Darul Hikam - SD Darul Hikan - SMP Negeri 14 Bandung - SMA Negeri 24 Bandung

3.

Nama Tempat Tanggal Lahir Alamat

: Megianti Agtari : Bandung, 22 Maret 1995 : Komp. Pasir Jati Elok B4/7 RT 01/06 Ujung Berung Bandung

32

Motto

: Semua keinginan yang kamu harapkan akan menjadi nyata jika kamu yakini bahwa kamu dapat menciptakannya dalam kehidupan nyata.

Riwayat Pendidikan

: - TK Arum Sari - SD Binaharapan 02 - SMP Negeri 17 Bandung - SMA Negeri 24 Bandung

4.

Nama Tempat Tanggal Lahir Alamat

: M. Alifan Syahba D : Tasikmalaya, 26 April 1995 : Jl. Manisi Gg Reformasi Cipadung, Cibiru Bandung : Live is hard so dont be a week person : - TK Pusdai - SDPN Sabang - SMP Negeri 8 Bandung - SMA Negeri 24 Bandung

Motto Riwayat Pendidikan

5.

Nama Tempat Tanggal Lahir Alamat

: Nisa Mardiyah : Bandung, 9 September 1995 : Jl. Bungursari 3 Gg Kencana 1 no.7 Padasuka Bandung : Sesuatu yang diawali dengan keyakinan pasti diakhiri dengan keberhasilan.

Motto

Riwayat Pendidikan

: - TK Ar-Rohimiyah - SD Negeri Padasuka Bandung - SMP Negeri 44 Bandung - SMA Negeri 24 Bandung

33

6.

Nama Tempat Tanggal Lahir Alamat Motto

: Rahmi Diah Puspita S : Bandung, 11 Februari 1995 : Jl. Pasir Impun Barat no. 151 Bandung : Jangan hanya menghindari yang tidak mungkin. Dengan mencoba sesuatu yang tidak mungkin, anda akan bisa mencapai yang terbaik dari yang mungkin anda capai.

Riwayat Pendidikan

: - TK Panca Darma - SD Sindanglaya - SMP Negeri 17 Bandung - SMA Negeri 24 Bandung

34