LKTI - Bioetanol
LKTI - Bioetanol
LKTI - Bioetanol
disusun untuk dilombakan pada Lomba Karya Tulis Ilmiah TEN CUP 2nd SEASON
disusun oleh :
Ketua : Nurmaulida
1
PENGOLAHAN BIOETANOL DARI TONGKOL JAGUNG SEBAGAI
ALTERNATIF SUMBER ENERGI TERBARUKAN
ABSTRAK
2
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...............................................................................................................2
3
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang,
Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan
rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga penyusunan karya tulis ilmiah
yang berjudul “Pengolahan Bioetanol Dari Tongkol Jagung Sebagai Alternatif Sumber
Energi Terbarukan” dapat selesai pada waktunya.
Karya tulis ilmiah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk
itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah
berkontribusi dalam pembuatan makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan
terimakasih kepada bapak/ibu :
Penulis menyadari dalam penyusunan karya tulis ilmiah ini masih belum
sempurna, maka saran dan kritik yang konstruktif sangat penulis harapkan demi
perbaikan karya tulis ilmiah selanjutnya. Akhirnya penulis berharap semoga karya tulis
ilmiah ini bermanfaat.
Penulis
4
BAB I
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi dari bahan bakar minyak bumi (BBM) di berbagai negara di
dunia dalam tahun terakhir ini mengalami peningkatan tajam karena BBM sudah
merupakan kebutuhan vital bagi manusia. Sebagian besar tenologi atau bahkan
hampir semua alat transportasi menggunakan bahan bakar minyak bumi sebagai
sumber energi. Tidak hanya pada negara-negara maju, tetapi juga di negara
berkembang seperti Indonesia. Tetapi BBM yang digunakan saat ini semakin langka.
Hal ini dikarenakan kuantitas minyak bumi pada lapisan bumi terus menipis akibat
dari eksploitasi terus-menerus dan sifatnya yang tidak mudah untuk diperbaharui.
Proses pembentukan minyak bumi membutuhkan waktu berjuta-juta tahun sehingga
mengakibatkan minyak bumi semakin krisis dan harganya juga meningkat
(Simamora, 2008).
Kebutuhan energi Indonesia terus meningkat karena berbagai faktor seperti laju
populasi penduduk serta pertumbuhan ekonomi yang dicanangkan sebesar 6%
pertahun sehingga membutuhkan ketersediaan energi yang tidak sedikit. Di sisi lain
harga minyak dunia yang semakin tidak menentu membuat Indonesia mengalami
dampak yang tidak ringan. Indonesia yang tak lagi menjadi negara utama pengekspor
minyak bergantung kepada minyak luar negeri. Karna ketergantungan Indonesia pada
minyak bumi menyebabkan krisis ekonomi yang berkepanjangan.
5
seperti tebu, nira, aren, sorgum, ubi kayu, jambu mete (limbah jambu mete), garut,
batang pisang, ubi jalar, jagung, bonggol jagung, jerami, dan bagas (ampas tebu).
Pembuatan bioetanol dengan bahan dasar tongkol jagung ini melalui empat
pokok tahapan proses yaitu proses delignifikasi, hidrolisis, fermentasi, dan distilasi.
Proses delignifikasi adalah Proses hidrolisis mengubah selulosa menjadi glukosa,
proses fermentasi mengubah glukosa menjadi etanol dengan bantuan bakteri.
Saccharomyces cereviceae yang terkandung pada ragi roti. Proses distilasi
merupakan proses pemurnian untuk meningkatkan kadar etanol yang dihasilkan pada
proses fermentasi.
Tongkol jagung mengandung selulosa sekitar 44,9%. Jika umumnya jagung
mengandung kurang lebih 30% tongkol jagung. Tujuan dari pembuatan karya tulis
ilmiah ini dengan judul pengolahan bioetanol dari tongkol jagung sebagai alternatif
sumber energi terbarukan adalah untuk memberitahu kepada masyarakat luas bahwa
tumbuhan jagung dapat dijadikan bahan bakar dan untuk menghemat pengeluaran
minyak bumi.
6
1.3. Tujuan penelitian
1. Untuk memberikan alternatif selain bahan bakar fosil.
2. Untuk mengurangi limbah jagung dengan memanfaatkannya menjadi bioetanol.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
8
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"). 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. Kandungan tongkol jagung terdiri dari berat kasar 76,61%; protein kasar
5,62%; lemak kasar 1,56%; serat kasar 25,55%; dan total nutrien tercerna 53,08%
(Siti, 2012).
9
Bioetanol adalah adalah bahan bakar paling dikenal baik sebaik biofuel dan
merupakan alkohol yang dihasilkan dari jagung, sorgum, kentang, gandum, tebu,
bahkan biomassa seperti batang jagung dan limbah sayuran. Hal ini biasanya
dicampur dengan bensin. Namun, tanaman secara khusus untuk jenis biofuel tidak
ideal karena energi yang dibutuhkan berhadapan dengan masalah dampak
lingkungan, dan emisi yang terkait dengan panen dan transportasi, belum lagi
keterkaitannya dengan peningkatan harga pangan global.
Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan
bahan baku hayati, bahan baku alami, dan proses biologis, berbeda dengan etanol
sintetik yang diperoleh dari sintesis kimiawi senyawa hidrokarbon. Etanol yang
digunakan sebagai bahan bakar kendaraan memiliki struktur kimia yang persis sama
dengan etanol yang ditemukan pada minuman keras. Etanol yang digunakan untuk
bahan bakar disebut dengan Fuel Grade Ethanol (FGE) dengan tingkat kemurnian
99.5%.
Etanol adalah etil alkohol (C2H5OH) yang dapat dibuat dengan cara sintesis
ethylen atau dengan fermentasi glukosa. Etanol diproduksi melalui hidrasi katalitik
dari etilen atau melalui proses fermentasi gula menggunakan ragi Saccharomyces
cerevisiae. Beberapa bakteri seperti Zymomonas mobilis juga diketahui memiliki
kemampuan untuk melakukan fermentasi dalam memproduksi etanol (Bambang,
2007).
Etanol adalah senyawa organik yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen,
sehingga dapat dilihat sebagai derivat senyawa hidrokarbon yang mempunyai gugus
hidroksil dengan rumus C2H5OH. Etanol merupakan zat cair, tidak berwarna, berbau
spesifik, mudah terbakar dan menguap, dapat bercampur dengan air dengan segala
perbandingan.
10
2.1.1 Sifat-Sifat Fisis Etanol
Bioetanol saat ini yang diproduksi umumnya berasal dari bioetanol generasi
pertama, yaitu bioetanol yang dibuat dari pati-patian (jagung, singkong, gandum)
atau dibuat dari gula (tebu, molase, nira), jika menggunakan bahan yang mengandung
pati–patian yang kebanyakan bahan-bahan tersebut adalah bahan yang dijadikan
sebagai bahan pangan maka sangatlah memungkinkan jika memanfaatkan bahan
baku dari tongkol jagung yang keberadaanya sangat melimpah di Indonesia dan
hanya sebagai limbah.
Di Indonesia jagung merupakan tanaman pangan penting kedua setelah padi dan
terdapat hampir diseluruh kepulauan Indonesia. Tanaman relatif mudah
dibudidayakan dan dapat tumbuh di semua jenis tanah kecuali tanah liat dan pasir.
Kondisi tanah yang dibutukan adalah subur, gembur dan kaya humus sehingga
jagung mudah tumbuh didataran rendah sampai dataran tinggi (ketinggian 0-1300)
dari permukaan laut, didaerah beriklim sedang dan daerah beriklim tropis basah.
11
Curah hujan optimal untuk pertumbuhan adalah 85-100 mm/bulan merata sepanjang
tahun.
12
BAB III
METODE PENELITIAN
2. Pretreatment (Delignifikasi)
13
ditambahkan larutan kalsium klorida jenuh untuk menghilangkan sulfat pada
hidrolisat.
4. Fermentasi
Filtrat dari hasil penyaringan pada proses hidrolisis diberikan ragi roti atau ragi
Saccharomyces cerevisiae. Proses fermentasi ini memerlukan waktu selama 3-
5 hari. Semakin lama waktu fermentasi, maka semakiin banyak akohol yang
didapaatkan.
5. Pemurnian (Destilasi)
Populasi : Bekasi
Alat yang digunakan adalah pisau, kaca arloji, spatula, neraca analitik, ayakan
60 mesh, kertas saring, corong, penyangga corong, klem dan statif, mortar,
erlenmeyer, gelas kimia, gelas ukur, termometer, batang pengaduk dan alat destilasi.
Bahan yang digunakan adalah limbah jagung berupa tongkol jagung, aquadest
asam sulfat (H2SO4) 10%, natrium hidroksida (NaOH) 10%, ragi roti, dan KCl jenuh.
Teknik Pengumpulan Data yang digunakan adalah observasi langsung dan juga
dengan cara organoleptik
14
3.6. Teknik Pengolahan dan Analisis Data
15
BAB IV
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” ) Tongkol
jagung merupakan salah satu limbah lignoselulosik yang banyak tersedia di
Indonesia. Limbah lignoselulosik adalah limbah pertanian yang mengandung
selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Masing-masing merupakan senyawa-senyawa
yang potensial dapat dikonversi menjadi senyawa lain secara biologi. Selulose
merupakan sumber karbon yang dapat digunakan mikroorganisme sebagai substrat
dalam proses fermentasi untuk menghasilkan produk yang mempunyai nilai ekonomi
tinggi (Suprapto dan Rasyid, 2002 dalam Puji, Astuti dkk, 2008).
Proses awal dari preparasi bahan adalah limbah tongkol jagung dikeringkan
dengan bantuan sinar matahari. Hal ini bertujuan agar limbah tongkol jagung tidak
menjadi lembab. Pada kondisi lembab limbah tongkol jagung akan mudah ditumbuhi
mikroorganisme yang tidak diinginkan. kemudian tongkol jagung yang sudah kering
dihaluskan dengan menggunakan blender akan berbentuk serbuk. Hal ini bertujuan
untuk memperbesar luas permukaan dari limbah tongkol jagung sehingga pada
proses hidrolisis didapatkan gula pereduksi secara maksimal yang berakibat dari
semakin banyaknya tumbukan antar partikel zat yang bereaksi. Tongkol jagung
berpotensi sebagai bahan bioetanol mendapat hasil berupa bioetanol dari tongkol
jagung yang berwarna putih. Pindah posisi setelah bioetanol)
16
NH4OH. Namun yang paling optimum digunakan sesuai literatur yang diperoleh
adalah larutan NaOH 10 %. Ion OH– dari NaOH akan memutuskan ikatan-ikatan dari
struktur dasar lignin sehingga lignin akan mudah larut. Kemudian diaduk dengan rata
sampai merendam serbuk tongkol jagung, lalu di rendam selama 28 jam. Setelah
perendaman selama 28 jam, akan terbentuk endapan yang endapan tersebut akan
disaring menggunakan kertas saring dan hasil filtratnya berada dalam erlenmeyer.
Endapan dicuci dengan aquadest pH 7 selanjutnya dimasukan kedalam oven untuk
proses pengeringan. Pengeringan menggunakan oven dimaksudkan untuk
mempercepat pengeringan, dikarenakan suhu oven yang stabil. suhu yang digunakan
adalah suhu ruang yakni 27o.
Setelah itu, hasil fermentasi masuk dalam proses terakhir yaitu proses destilasi.
Pada proses ini tongkol jagung yang sudah fermentasi akan diubah menjadi etanol
dan alkohol yag dihasilkaan saat proses destilasi adalah sebanyak 1 mL
17
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
Prospek bahan bakar dari limbah tongkol jagung sangat menjanjikan dan cukup
baik untuk dijadikan sebagai bahan bakar alternatif terbarukan di masa mendatang.
Dari pihak Pemerintah seharusnya merealisasikan dan memberitahu masyarakat
tentang upaya adanya bioetanol untuk pemanfaatan limbah sebagai bahan dasar serta
penggunaan energi yang ramah lingkungan. Peratuaran perundang-undangan dari
pemerintah seharusnya memberikan keputusan dan mandat sehingga dapat
digunakan sebagaimana mestinya.
18
DAFTAR PUSTAKA
19
Lampiran
20
21