PEMANFAATAN KULIT TELUR SEBAGAI KATALIS BIODIESEL

Disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Bahan Alam Terbarukan Indonesia

Disusun Oleh:

Fitriyatun Nur Jannah 5213412006

Dwi Fibriyani 5213412007

Khosi’atun 5213412008

Noor Kholifah 5213412013

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2013

BAB I

1

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANGNegara Indonesia kaya sumber daya alam minyak

bumi, batu bara, dan gas alam. Bahan sumber daya alam tersebut berasal dari fosil-fosil hewan dan tumbuhan purba yang terpendam beribu-ribu tahun. Sumber daya alam fosil diolah menjadi bahan bakar minyak (BBM). Meningkatnya kebutuhan konsumen menyebabkan cadangan sumber daya alam semakin menipis sehingga tidak dapat diperbaharui dalam waktu relatif singkat dan harganya meninggi.

Shafiee (2009) melaporkan hasil perhitungan waktu penghabisan cadangan bahan bakar fosil untuk minyak sekitar 35 tahun, batubara 107 tahun dan gas 37 tahun. Cadangan batubara tersedia sampai sekitar tahun 2112, dan akan menjadi satu-satunya bahan bakar fosil setelah tahun 2042. Hal ini membuktikan minyak akan segera habis dari pada jenis bahan bakar fosil lainnya. Semakin menipisnya cadangan minyak bumi, maka semakin banyak penelitian yang mengembangkan atau mencari sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui (renewable energy).

Sumber energi alternatif, seperti hidrogen dan biodiesel telah menjadi perhatian peneliti di seluruh dunia. Biodiesel adalah salah satu bahan bakar alternatif yang menarik yang dapat diproduksi dari sumber yang dapat diperbarui. Biodiesel adalah sejenis bahan bakar yang termasuk ke dalam kelompok bahan bakar nabati (BBN). Proses standar untuk pengolahan biodiesel adalah dengan proses transesterifikasi. Reaksi transesterifikasi tanpa katalis memerlukan waktu yang lama dan suhu serta tekanan yang tinggi. Saat ini pembuatan biodiesel dilakukan menggunakan katalis homogen (asam/basa). Proses ini mempunyai kekurangan diantaranya penggunaan energi yang cukup tinggi, terbentuknya produk samping berupa sabun, serta rumitnya pemisahan produk samping dan katalis dengan biodiesel yang dihasilkan serta adanya limbah alkali yang memerlukan pemrosesan lebih lanjut (Zabeti dkk, 2009).

2

Penggunaan katalis heterogen atau katalis padatan (solid catalyst) telah banyak digunakan. Katalis tersebut seperti cangkang telur, moluska dan tulang. Karena di kabupaten Brebes banyak ditemukan limbah kulit telur,maka kami memanfaatkan limbah kulit telur tersebut menjadi katalis untuk reaksi pembuatan biodiesel. Hal ini akan membawa dua manfaat sekaligus yaitu mengurangi limbah kulit telur di kabupaten Brebes juga mengatasi masalah krisis bahan bakar dari fosil di masa mendatang.

B. RUMUSAN MASALAH1. Bagaimana ketersediaaan kulit telur di daerah Brebes ?2. Bagaimana potensi pemanfaatan kulit telur ?3. Bagaimana pemanfaatan kulit telur sebagai katalis

biodiesel ?4. Bagaimana proses pembuatan kulit telur sebagai katalis

biodiesel?

C. TUJUAN1. Mengurangi limbah kulit telur di daerah Brebes.2. Mengoptimalkan pemanfaatan kulit telur di daerah

Brebes.3. Mengetahui proses pembuatan katalis biodiesel dari

kulit telur.

3

BAB IIPEMBAHASAN

A. KETERSEDIAAN KULIT TELUR DI DAERAH BREBESKabupaten Brebes adalah salah satu kabupaten di

provinsi Jawa Tengah, Indonesia. Luas wilayahnya adalah 1.657,73 km2, sedangkaan jumlah penduduknya sekitar 1.732.719 jiwa (2010). Ibukotanya ada di kecamatan Brebes. Brebes merupakan kabupaten dengan jumlah penduduk paling banyak di Jawa Tengah, dan paling luas di Jawa Tengah ke-2 setelah kabupaten Cilacap.

Perekonomian di daerah Brebes dibagi menjadi beberapa sektor, yaitu :1. Pertanian dan perkebunan

Sektor pertanian merupakan sektor yang dominan di Brebes. Dari sekitar 1,7 juta penduduk Brebes, sekitar 70 persen bekerja pada sektor pertanian. Sektor ini menyumbang 53 persen Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) Kabupaten Brebes, yang 50 persen dari pertanian bawang merah. Bawang merah bagi Kabupaten Brebes merupakan trade mark mengingat posisinya sebagai penghasil terbesar komoditi tersebut di tataran nasional.

2. KehutananDi sektor kehutanan yang tersebar diwilayah bagian selatan, komoditas yang menjadi unggulan yaitu jati, pinus, mahoni dan sonokeling yang produksinya cukup mengalami peningkatan.

3. Pertambangan dan bahan galianKabupaten Brebes memiliki beberapa potensi sumber daya mineral yang potensial untuk dieksploitasi,

4

meliputi batu kapur, trass, batu splite, dan batu bata, serta potensi sumber minyak bumi dan panas bumi.

4. PerikananKabupaten Brebes mempunyai 5 wilayah kecamatan yang cocok untuk mengembangkan produksi perikanan yakni Brebes, Wanasari, Bulakamba, Tanjung dan Losari. Hasil produksi perikanan yang menonjol meliputi; bandeng, udang windu, kepiting, rajungan, teri nasi, mujair dan berbagai jenis ikan laut yang lain.

5. IndustriKegiatan Industri di Kabupaten Brebes dibagi menjadi beberapa kelompok dan cabang yaitu kelompok industri formal cabang agro, kelompok indutri formal cabang tekstil dan kelompok indutri formal cabang logam, mesin dan elektronik.Industri yang ada di Kabupaten Brebes meliputi industri besar, industri sedang, industri kecil dan industri rumah tangga.

6. PeternakanDi luar dari sektor-sektor di atas, di Kabupaten Brebes juga berkembang berbagai usaha peternakan baik jenis ternak besar maupun kecil antara lain ternak sapi (jenis lokal sapi jabres), kerbau, domba, kelinci rex, ayam petelur, ayam kampung, ayam potong dan itik. Telur hasil ternak itik diolah oleh masyarakat setempat menjadi produk telur asin yang popularitas atas kualitasnya sangat dikenal dan tidak diragukan.Produksi telur di Kabupaten Brebes dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

No. KecamatanProduksi Telur (Butir)

Ayam Ras Itik Jumlah1. SALEM - 917.004 917.004

2.BANTARKAWUNG

6.103.729 1.067.707 7.171.436

3. BUMIAYU12.532.30

61.756.638 14.288.944

4. PAGUYANGAN160.098.9

302.076.147 162.175.077

5. SIRAMPOG 3.710.110 1.778.025 5.488.1356. TONJONG 3.932.374 2.143.352 6.075.726

5

7. LARANGAN - 1.229.565 1.229.565

8.KETANGGUNGAN

- 2.979.423 2.979.423

9. BANJARHARJO - 749.197 749.19710. LOSARI 820.669 2.063.327 2.883.99611. TANJUNG - 3.078.603 3.078.60312. KERSANA - 1.742.830 1.742.83013. BULAKAMBA - 7.630.335 7.630.33514. WANASARI 3.812.693 4.802.293 8.614.98615. SONGGOM 205.167 504.492 709.65916. JATIBARANG - 1.725.645 1.725.645

17. BREBES -10.479.15

010.479.150

  JUMLAH191.215.9

7846.723.73

3237.939.711

  2006191.233.0

7078.091.53

0269.324.600

Sumber/source: Dinas Peternakan Kabupaten BrebesBerdasarkan data dari Dinas Peternakan Kabupaten

Brebes menunjukkan bahwa produksi telur di kabupaten Brebes kurang lebih per tahunnya adalah sebesar 237.939.711 butir. Sejalan dengan hal tersebut maka jumlah limbah kulit telur yang dihasilkan juga banyak, sedangkan pemanfaatannya masih kurang optimal, sehingga kulit telur tersebut hanya terbuang sia-sia tanpa ada strategi khusus untuk mengolahnya.

B. POTENSI PEMANFAATAN KULIT TELUR Kulit telur memiliki potensi untuk dimanfaatkan atau

didaur ulang menjadi beberapa hal berikut ini:1. Mengubahnya menjadi makanan

Cangkang telur mempunyai kandungan kalsium yang tinggi sehingga bisa dijadikan sebagai makanan untuk ayam atau ternak anda. Caranya adalah dengan menghancurkan cangkang telur yang tidak terpakai, lalu jadikan suplemen bagi ayam anda. Selain untuk ayam, suplemen tersebut juga bisa dimakan oleh manusia, yaitu dengan menghancurkan cangkang telur tersebut dan menyatukannya ke dalam makanan. Dengan demikian asupan kalsium kita juga akan bertambah. Tapi tentunya sebelum diolah, cangkang harus

6

dibersihkan terlebih dahulu untuk membersihkannya dari kotoran-kotoran yang masih menempel.

2. Menyatukannya dalam minuman dan menjadikannya obatKulit telur bisa juga dijadikan untuk mengurangi rasa pahit. Caranya adalah dengan merebus kulit telur dalam kopi yang sudah mendidih. Cara ini adalah cara yang digunakan berabad-abad untuk mengurangi rasa pahit dari kopi. Bila kita ingin meningkatkan kandungan kalsium dalam tubuh dengan cara yang mudah, maka kita bisa melakukannya dengan cara menghaluskan kulit telur lalu memasukkannya ke dalam cangkang obat yang kosong. Selain dua cara sebelumnya, bisa juga mencampurkan air lemon dan cangkang telur halus pada minuman. Ini akan menambah mineral ke dalam minuman. Jika diaplikasikan pada makanan hewan yang terkena diare, cangkang telur juga dapat mengobatinya selama kurang lebih satu hari setelah diberikan.

3. Bahan alami mempercantik diriHancurkan cangkang telur dan campurkan dengan madu atau lotion kuku, ini bisa memperkuat dan mempercantik kuku. Membran sel yang masih ada di dalam telur juga sangat bermanfaat sebagai pertolongan pertama luka, jerawat ataupun infeksi ringan lainnya. Dengan mencampurkan bubuk cangkang telur dalam air dan es batu lalu diusapkan ke wajah, maka akan membantu mengurangi dan menghindari keriput. Dan jika dicampurkan dengan lotion, kulit akan lebih halus dengan cara tersebut.

4. Melestarikan lingkungan

Cangkang telur juga bisa digunakan sebagai pencegah hama. Caranya adalah dengan menaburkan cangkang telur yang telah dihaluskan di sekitar kebun, dengan demikian serangga bertubuh lunak seperti siput atau keong tidak akan berani mendekat karena mereka tidak suka merangkak di atas potongan tajam cangkang telur.

7

Cara mudah lainnya adalah memasukkannya ke tempat pembuatan pupuk kompos atau tebarkan saja di media tanam, maka cangkang telur bisa menjadi penambah kandungan kalsium untuk tanah. Alternatif lainnya yaitu dengan menjadikan cangkang telur sebagai pot untuk semaian bibit tanaman.

5. Menjadikannya hiasan dan karya seniCangkang telur sudah menjadi material yang tidak asing lagi di dalam beberapa karya seni. Banyak mozaik yang dibuat dari kulit telur. Kulit telur juga bisa menghiasi pot bunga dengan cara membentuknya sesuai dengan yang diinginkan.

6. Merawat perabotan rumahCangkang telur juga bisa untuk mengasah pisau blender. Caranya adalah dengan menyimpan cangkang telur dalam lemari es, lalu masukkan ke dalam blender dan gunakan sedikit air. Dengan begitu pisau blender akan tajam kembali. Selain mempertajam pisau blender, cangkang telur juga bisa digunakan untuk mencucui panci yang penuh dengan kotoran membandel.

7. Memutihkan bajuKulit telur dapat menadi bahan pemutih baju yaitu dengan meletakkan segenggam kulit telur bersih yang telah dihancurkan dalam kantong kain katun tipis kecil ditambah dengan 2 iris lemon di dalam mesin cuci. Cara ini akan mencegah penumpukan sabun yang membuat pakaian putih berubah menjadi abu-abu atau kusam.

C. PEMANFAATAN KULIT TELUR SEBAGAI KATALIS BIODIESELKulit telur dapat dimanfaatkan menjadi katalis

biodiesel dikarenakan atas kandungan dari CaCO3 yang telah diteliti dalam berbagai penelitian. Cangkang telur dan kepiting lumpur dapat digunakan sebagai katalis untuk memproduksi biodiesel. Katalis yang diperoleh dari limbah cangkang menunjukkan potensi yang baik sebagai katalis untuk produksi biodiesel. Juga pencarian sumber alternatif untuk síntesis katalis rendah biaya menjadi sangat atraktif untuk dilakukan. Bagian cangkang yang mencakup sekitar 83-85 % dari bobot utuh siput dapat dimanfaatkan.

Karakteristik cangkang siput dengan kulit kerang baik secara fisik maupun kimia relatif sama. Cangkang ini

8

Kulit telur dicuci dengan air sampai bersih

Dikeringkan:T=1100C selama 24 jam

Dihancurkan (digerus) sampai menjadi tepung

Diayak lolos 24 mesh

Kalsinasi pada: T=(500-900)oC selama 2 jam

CaO (katalis)

Reaksi transesterifikasi dengan variasiperbandingan berat metanol/minyak dan katalis/minyak; waktu (30-180) menit

Pemisahan hasil Biodisel

Analisis sifat fisika, kimia

KatalisGliserol

Analisis struktur (XRD) dan komposisi (AAS)

tersusun atas senyawa yang sama berupa kalsium karbonat yang mencapai 89-99%. Kulit telur mengalami dekomposisi termal melalui kalsinasi pada suhu tinggi. Variasi suhu kalsinasi dilakukan pada atau diatas suhu 700˚C karena CaCO3 akan terdekomposisi menjadi CaO pada atau diatas suhu tersebut. Sehingga suhu kalsinasi kulit telur dipilih pada suhu 900, 800, dan 700˚C. Katalis kulit telur ini diaplikasikan untuk reaksi transesterifikasi dalam produksi metil ester (biodiesel).

D. PROSES PEMBUATAN KULIT TELUR SEBAGAI KATALIS BIODIESEL

Proses produksi biodiesel menggunakan katalis CaO dari kulit telur dapat dilihat dalam skema di bawah ini:

Pembuatan kulit telur sebagai biodesel dimulai dengan proses pertama yaitu kulit telur dicuci sampai bersih kemudian dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada suhu 1100 C (sampai berat konstan). Kulit telur kering dihancurkan sampai menjadi tepung. Untuk menyeragamkan ukuran, tepung diayak dan yang lolos ayakan dengan ukuran 200 mesh digunakan sebagai bahan baku pembuatan katalis. Selanjutnya tepung kulit telur dikalsinasi di dalam furnace dengan suhu 9000 C selama 2 jam untuk menghasilkan CaO. Struktur CaO yang

9

dihasilkan dianalisis menggunakan XRD (X-Ray Diffraction) pada sudut 2θ (5-30)0 C.

Kalsium oksida yang dihasilkan digunakan sebagai katalis dalam produksi biodiesel dengan bahan baku minyak sawit dan metanol. Minyak sawit 109 ml (100 gram) dicampur dengan metanol 48 ml (38 gram). Ke dalam campuran minyak dan metanol ditambahkan CaO dengan perbandingan tertentu. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam labu leher tiga yang dilengkapi dengan pengaduk, termometer dan pendingin balik.

Waktu reaksi divariasi antara 60-180 menit. Setelah waktu reaksi tertentu reaksi dihentikan dan campuran reaksi didiamkan sehingga terbentuk dua lapisan yaitu lapisan atas berupa biodiesel atau free fatty acid methyl nesther, FAME, dan lapisan bagian bawah berupa lapisan gliserol yang terdiri dari minyak yang tidak bereaksi, gliserol dan katalis. Lapisan atas dipisahkan dan ditimbang sebagai produk biodiesel.

Pembentukan CaO juga dapat dilihat dari perubahan berat sampel sebelum dan sesudah kalsinasi dengan asumsi bahwa telah terjadi reaksi dekomposisi sesuai dengan persamaan reaksi berikut ini:

CaCO3 CaO + CO2

Kalor (T=9000C)

Perubahan berat sampel disebabkan oleh pelepasan CO2

dari molekul CaCO3. Semakin tinggi temperatur kalsinasi, berat sampel semakin kecil karena semakin banyak CO2

yang dilepaskan.Serbuk hasil kalsinasi pada temperatur 800- 9000 C

berwarna putih sesuai dengan spesifikasi CaO. Hasil kalsinasi pada temperatur 2000 C berwarna kuning dan kalsinasi pada temperatur 300-7000 C berwarna kehitaman. Warna kehitaman disebabkan oleh abu bahan organik yang terkandung di dalam kulit telur. Pada temperatur kalsinasi di atas 7000 C abu bahan organik telah terdekomposisi dan terlepas dari permukaan CaO sehingga warna hitam berubah menjadi putih.

10

Untuk menentukan sifat aktivitas katalis CaO tes dilakukan dengan mencampurkan bubuk CaO dengan aquades kemudian pH larutan diukur. Pada sampel hasil kalsinasi temperatur 2000 C pH larutan masih netral (pH = 7). Hal ini disebabkan karena pada temperatur 2000 C dekomposisi kalsium karbonat belum terjadi. Kalsium karbonat tidak larut dalam air sehingga apabila ditambah dengan air, tidak menghasilkan larutan Ca(OH)2 dan pH larutan sama dengan pH air (netral). Sampel hasil kalsinasi pada temperatur kalsinasi 800-9000 C apabila dilarutkan di dalam aquades, pH larutan berturut-turut 12 dan 14 (sangat basa) karena banyak CaO yang terlarut (CaO lebih mudah larut dalam air). Hal ini membuktikan bahwa CaO sudah terbentuk dan di dalam air menghasilkan larutan Ca(OH)2. Semakin tinggi temperatur, CaO yang dihasilkan semakin banyak dan pH larutan semakin tinggi.

BAB III

PENUTUP

11

A. KESIMPULAN1. Perekonomian di daerah Brebes dibagi menjadi

beberapa sektor, yaitu pertanian dan perkebunan, kehutanan, pertambangan dan bahan galian, perikanan, industri dan peternakan.

2. Kulit telur memiliki potensi untuk dimanfaatkan atau didaur ulang menjadi beberapa hal, yaitu mengubahnya menjadi makanan, menyatukannya dalam minuman dan menjadikannya obat, bahan alami mempercantik diri, melestarikan lingkungan, menjadikannya hiasan dan karya seni, merawat perabotan rumah, dan memutihkan baju.

3. Kulit telur dapat dimanfaatkan sebagai katalis biodiesel karena mempunyai kandungan CaCO3.

4. Pembuatan katalis biodiesel dari kulit telur dilakukan melalui proses kalsinasi.

B. SARAN1. Besarnya kapasitas produksi telur di Kabupaten Brebes

hendaknya diimbangi dengan pengolahan limbah kulit telurnya.

2. Memberikan sosialisai kepada masyarakat tentang pemanfaatan limbah kulit telur.

3. Pemerintah kota Brebes memfasilitasi masyarakat dalam mengoptimalkan pemanfaatan kulit telur di daerah tersebut.

12

DAFTAR PUSTAKA

http://griyapustakahijau.com/124/7-ide-daur-ulang-cangkang-telur/ Diakses pada 5 Juni 2013.

http://www.google.com/url?q=http://bappeda. brebeskab .go.id/ files_produk/BDA%20Th.%20 2007 .pdf Diakses pada 1 Juni 2013.

http://www.google.com/url?q=http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-17003-1407100026-chapter1pdf.pdf Diakses pada 5 Juni 2013.

http://www.google.com/url?q=http://repository.upnyk.ac.id/4111/1/(kulit_telurkatalis)C-09(undip2011).pdf Diakses pada 1 Juni 2013.

13