School Work, bioethanol dan chemical engineering university of indonesia">
Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Sebagai Bahan Baku Bioetanol Denagan Metode Hidrolisis Dan Fermentasi
Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Sebagai Bahan Baku Bioetanol Denagan Metode Hidrolisis Dan Fermentasi
Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Sebagai Bahan Baku Bioetanol Denagan Metode Hidrolisis Dan Fermentasi
GAGASAN
Kondisi kekinian
Dewasa ini perkebunan kelapa sawit telah menyebar di 22 propinsi, yang
pada tahun 2010 luasnya mencapai 8,3 juta Ha, yang mana sekitar 41%
merupakan perkebunan rakyat (Ditjenbun, 2012). Semakin luasnya perkebunan
kelapa sawit akan diikuti dengan peningkatan produksi dan jumlah limbah kelapa
sawit. Dalam proses produksi minyak sawit, TKKS merupakan limbah terbesar
yaitu sekitar 23% tandan buah segar (TBS). Komponen utama limbah pada kelapa
sawit ialah selulosa dan lignin, sehingga limbah ini disebut sebagai limbah
lignoselulosa (Widiastuti dan Tri, 2007). Dalam satu ton kelapa sawit, terdapat
230-250 kg tandan kosong kelapa sawit, 130-150 serat, 65 kg cangkang dan 55-60
kg biji dan 160-200 kg minyak mentah (Fauzi, 2005).
Contoh gambaran, apabila sebuah pabrik kelapa sawit dengan kapasitas 30
ton/jam akan menghasilkan LCPKS 360 m3/hari dan TKKS 138 m3/hari sehingga
hasil perpaduan kedua limbah tersebut akan diolah menghasilkan kompos TKKS
sebesar 70 ton/hari. Limbah sebanyak ini semuanya dapat diolah sehingga tidak
menimbulkan masalah pencemaran, sekaligus mengurangi biaya pengolahan
limbah yang cukup besar (PPKS, 2008).
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan salah satu jenis limbah
padat yang dihasilkan dalam industri minyak sawit. Jumlah TKKS ini cukup besar
karena hampir sama dengan jumlah produksi minyak sawit mentah. Limbah
tersebut belum banyak dimanfaatkan secara optimal. Komponen terbesar dari
TKKS adalah selulosa (40-60 %), disamping komponen lain yang jumlahnya
lebih kecil seperti hemiselulosa (20-30 %), dan lignin (15-30 %) (Dekker, 1991).
Salah satu alternatif pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit adalah sebagai
pupuk organik dengan melakukan pengomposan (Fauzi et al., 2002).
Tandan kosong kelapa sawit mengandung serat yang tinggi. Kandungan
utama TKKS adalah selulosa dan lignin. Selulosa dalam TKKS dapat mencapai
54- 60%, sedangkan kandungan lignin mencapai 22-27% (Hambali, 2007). Dua
bagian tandan kosong kelapa sawit yang banyak mengandung selulosa adalah
bagian pangkal dan bagian ujung tandan kosong sawit yang agak runcing dan
agak keras. (Hasibuan, 2010).
Solusi Terdahulu
Menghadapi kondisi masa sekarang yang membutuhkan bahan pengganti
BBM yang diperlukan adalah sikap kritis dan kreatif masyarakat untuk
menghadapi kondisi yang ada pada saat ini. Salah satunya dengan memanfaatkan
limbah yang ada di sekitar lingkungan atau perkebunan. Tandan Kosong Kelapa
Sawit (TKKS) sendiri merupakan limbah perkebunan kelapa sawit yang terbesar
yaitu sekitar 23% dari perkebunannya, sebelumnya TKKS sendiri sebelum
diketahui khasiatnya biasanya hanya dijadikan bahan bakar boiler dan pengeras
jalan. Untuk menghadapi kelangkaan energi yang terjadi para peneliti mencari dan
menginovasikan bahan-bahan ramah lingkungan untuk dikembangkan menjadi
bahan baku pembuatan energi. Gagasan pembuatan bioethanol, biofuel dan
biodiesel menjadi alternatif yang paling memungkinkan manusia untuk
menggantikan bahan bakar fosil. Pemerintah telah melakukan berbagai macam
upaya untuk menanggulangi kelangkaan energi salah satunya dengan
4
betul kering dan anhydrous supaya tidak menyebabkan korosi, sehingga bioetanol
harus mempunyai grade sebesar 99,5% - 100% (Khairani, 2007).
Bioetanol yang digunakan sebagai bahan bakar mempunyai beberapa
kelebihan, diantaranya lebih ramah lingkungan, karena bahan bakar tersebut
memiliki nilai oktan 92 lebihtinggi dari premium nilai oktan 88, dan pertamax
nilai oktan 94. Hal ini menyebabkan bioetanol dapat menggantikan fungsi zat
aditif yang sering ditambahkan untuk memperbesar nilai oktan.
Zat aditif yang banyak digunakan seperti metal tersier butil eter dan Pb,
namun zat aditif tersebut sangat tidak ramah lingkungan dan bisa bersifat toksik.
Bioetanol juga merupakan bahan bakar yang tidak mengakumulasi gas karbon
dioksida (CO2) dan relatif kompetibel dengan mesin mobil berbahan bakar
bensin. Kelebihan lain dari bioetanol ialah cara pembuatannya yang sederhana
yaitu fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu (Mursyidin, 2007).
asam. Hidrolisis asam dapat dikelompokkan menjadi : hidrolisis asam pekat dan
hidrolisis asam encer.
Pati merupakan senyawa polisakarida yang terdiri dari monosakarida yang
berikatan melalui ikatan oksigen. Monomer dari pati yaitu glukosa yang berikatan
dengan ikatan yaitu (1,4)-glikosidik, yaitu ikatan kimia yang menggabungkan 2
molekul monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya. Pati
merupakan zat tepung dari karbohidrat dengan suatu polimer senyawa glukosa
yang terdiri dari dua komponen utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Polimer
linier dari D-glukosa membentuk amilosa dengan (1,4)-glukosa. Sedangkan
polimer amilopektin adalah terbentuk ikatan (1,4)-glukosa dan membentuk
cabang pada ikatan -(1,6)-glukosida.
Hidrolisis pati dapat dilakukan oleh asam atau enzim. Jika pati dipanaskan
dengan asam akan terurai menjadi molekul-molekul yang lebih kecil secara
berurutan, dan hasil akhirnya adalah glukosa.
(
)n +
n
n
Pati
air
glukosa
Ada beberapa tingkatan dalam reaksi diatas. Molekul-molekul pati mula-mula
pecah menjadi unit-unit rantaian glukosa yang lebih pendek yang disebut dextrin.
Dextrin ini dipecah lebih jauh menjadi maltose (dua unit glukosa) dan akhirnya
maltose pecah menjadi glukosa. (Murdijati Gardjito, 1992).
Pati
dextrin
maltose
glukosa
Metode Fermentasi
Fermentasi merupakan kegiatan mikroba pada bahan pangan sehingga
dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikroba yang umumnya telibat dalam
fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang.. Contoh bakteri yang digunakan
dalam fermentasi adalah Acetobacter xylimnum pada pembuatan nata de coco,
Acetobacter aceti pada pembuatan asam asetat. Contoh khamir dalam fermentasi
adalah Saccharomyces cereviseae dalam pembuatan alkohol.
Prinsip dasar fermentasi adalah mengaktifkan kegiatan mikroba tertentu
untuk tujuan mengubah sifat bahan, agar dapat dihasilkan sesuatu yang
bermanfaat. Misalnya asam dan alkohol yang dapat mencegah pertumbuhan
mikroba yang beracun.(Widayati E, 1996).
Awalnya, fermentasi adalah pemecahan gula menjadi alkhol dan
karbondioksida. Tetapi banyak proses yang dikatakan fermentasi tidak selalu
menggunakan substrat gula dan menghasilkan alkohol serta karbondioksida,
contohnya perubahan laktosa menjadi asam laktat oleh bakteri Streptococcus
lactis pada kondisi anaerobic. Hasil-hasil fermentasi terutama tergantung pada
jenis substrat, macam mikroba dan kondisi di sekelilingnya yang mempengaruhi
pertumbuhan dan metabolisme mikroba tersebut. (Winarno F.G,1980).
Pihak-Pihak Terkait
Pihak-pihak yang terkait dalam implementasi gagasan ini antara lain:
1. Pemerintah Daerah
Pemerintah daerah berperan sebagai penggalak utama dalam kegiatan
pengolahan limbah TKKS ini menjadi bioethanol dengan memberikan
dana riset dan mengatur pelaksanaannya.
2. Pemilik Perusahaan Kelapa Sawit
Pemilik perusahaan kelapa sawit berperan sebagai pihak yang membantu
pemerintah daerah untuk mengumpulkan, memilah, dan memisahkan
limbah TKKS untuk diolah lebih lanjut.
3. Lembaga Riset dan Penelitian
4.
10
KESIMPULAN
Gagasan yang Diajukan
Dari pembahasan diatas, dapat disimpulkan bahwa pembuatan
bioethanol dari TKKS sebagai sumber energi alternatif merupakan suatau solusi
energi yang terbaharukan dimana masyarakat Indonesia sendiri ketergantungan
akan pengunaannya. Masalah ini mendorong terlahirnya PKM ini yaitu
Pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit Menjadi Sumber Energi Terbarukan
Bioethanol. Bahan yang digunakan berasal dari bahan yang selama ini dihambur
hamburkan dan menjadi sampah. Namun, yang paling penting, bahannya berasal
dari sumber energi yang terbarukan (khususnya biomassa). Berdasarkan penelitian
yang saya tulis, pembuatannya menggunakan metodologi hidrolisis asam dan
fermentasi yang melalui tahap pretreatment, hidrolisis/fermentasi, dan destilasi.
Pemilihan bahan baku berupa TKKS dikarenakan ketersediaannya yang melimpah
di Indonesia sehingga dapat di jadikan energi alternatif dan kandungan selulosa
dan lignoselulosa yang dimilikinya cukup tinggi. Diharapkan dengan adanya
energi alternatif ini krisis energi menghilang, energi fosil tidak akan habis, dan
membantu melestarikan lingkungan.
Teknik Implementasi
Tahapan pengimplementasian dari PKM ini yaitu dengan pertama tama
pengambilan bahan yaitu limbah TKKS dari perkebunan kelapa sawit, lalu tahap
penelitian dan pengujian dari produk apakah sudah sesuai dengan kebutuhan dan
standar bahan bakar, kemudian tahap pendistribusian yang awalnya diawali
dengan sosialisasi kepada masyarakat terhadap produk bioetanol dari TKKS ini.
Lalau penyuluhan dan pencerdasan masayarakat mengenai teknik pembuatan
bioethanol dari TKKS tersebut. Langkah strategis utama yang dilakukan, yaitu
bekerjasama dengan lembaga penelitian dan riset untuk dilakukan penelitian lebih
lanjut. Dibuat tata tertib dan prosedur pembuatan bioethanol oleh pemerintah dan
Kementerian ESDM. Lalu dilakukan sosialisasi kepada masyarakat oleh
pemerintah dan lembaga sosial melalui media sosial, cetak dan penyuluhan
langsung.
Prediksi Hasil
Inovasi ini memerlukan peran serta mahasiswa sebagai pembawa gagasan
dan perubahan, masyarakat luas sebagai pengguna fasilitas, serta pemerintah
bersama dinas energi dan sumber daya alam terkait, sehingga dapat diperkirakan
bahwa inovasi ini memiliki peluang dan tantangan tersendiri untuk
mengimplementasikan. Berdasarkan hasil wawancara dan penelitian yang
dilakukan, inovasi ini memiliki peluang diantaranya adalah inovasi ini dapat
11
12
DAFTAR PUSTAKA
Kompetitif.
http://
http://majarimagazine.com/2009/02/bioetanol-generasi-
13
CURRICULUM VITAE
A. Identitas Diri
1 Nama lengkap (dengan gelar)
2 Jenis kelamin
3 Program studi
4 NPM
5 Tempat tanggal lahir
6 E-mail
7 Nomor telepon/HP
Arif Hendrawan
Laki-laki
Teknik Kimia
1406531763
Jakarta, 13 Agustus1996
arifhendrawan@live.com
081932957252
B. Riwayat Pendidikan
SMP
SMPN 252
Jakarta
2008-2011
SMA
SMAN 12
Jakarta
IPA
2011-2014
Waktu dan
Tempat
-
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk-Lulus
SD
SD N Malaka
Sari 03 Pagi
2002-2008
14