• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Artikel ilmiah bioetanol
 

Artikel ilmiah bioetanol

on

  • 1,875 views

ok muantap

ok muantap

Statistics

Views

Total Views
1,875
Views on SlideShare
1,875
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
59
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Artikel ilmiah bioetanol Artikel ilmiah bioetanol Document Transcript

    • BIOETANOL SINGKONG SEBAGAI SUMBER BAHAN BAKAR TERBAHARUKAN DAN SOLUSI UNTUK MENINGKATKAN PENGHASILAN PETANI SINGKONG Oleh : ANDAL YAKINUDIN Mahasiswa Program Tingkat Parsiapan Bersama Bogor Agricultural University – http://www.ipb.ac.idPendahuluan Energi merupakan salah satu hal yang sangat penting di dunia. Banyaknegara berperang untuk mendapat atau mempertahankan sumber-sumber energitersebut. Energi telah menjelma sebagai roh bagi suatu negara. Jika tidak ada lagisumber energi di suatu negara, bisa dipastikan negara tersebut akan mati. Saat inisumber energi utama umat manusia diperoleh dari bahan bakar fosil. Masalahnyasekarang, bahan bakar fosil merupakan sumberdaya yang tak terbaharukan dansuatu saat pasti habis. Selama ini, lebih dari 90% kebutuhan energi dunia dipasok dari bahanbakar fosil. Jika eksploitasi terus berjalan dengan angka saat ini, diperkirakansumber energi ini akan habis dalam setengah abad mendatang. Bisa dibayangkanbagaimana kehidupan manusia kelak jika bahan bakar fosil yang menjadi sumberenergi utama umat manusia selama lebih dari dua ratus tahun habis begitu saja.Untuk itu, banyak negara mulai mengembangkan alternatif sumber energi baruyang terbaharukan, ramah lingkungan, dan relatif mudah untuk dibuat. Salah satu alternatif pengganti bahan bakar fosil adalah dengan bioenergiseperti bioetanol. Bioetanol adalah bahan bakar nabati yang tak pernah habisselama mentari masih memancarkan sinarnya, air tersedia, oksigen berlimpah, dankita mau melakukan budidaya pertanian. Sumber bioetanol dapat berupa singkong, ubi jalar, tebu, jagung, sorgumbiji, sorgum manis, sagu, aren, nipah, lontar, kelapa dan padi. Sumber bioetanolyang cukup potensial dikembangkan di Indonesia adalah singkong (Manihotesculenta). Singkong merupakan tanaman yang sudah dikenal lama oleh petaniIndonesia, walaupun bukan tanaman asli Indonesia. Singkong pertama kalididatangkan oleh pemerintah kolonial belanda pada awal abad ke-19 dari AmerikaLatin. Karena sudah dikenal lama oleh petani Indonesia, pengembangan singkong
    • untuk diolah menjadi bahan baku bioetanol tidak terlalu sulit. Saat ini singkongbanyak diekspor ke AS dan Eropa dalam bentuk tapioka. Di negara negaratersebut, singkong dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pembuatan alkohol.Tepung tapioka juga digunakan dalam industri lem, kimia dan tekstil. Indonesiaadalah penghasil singkong keempat di dunia. Dari luas areal 1,24 juta hektar tahun2005, produksi singkong Indonesia sebesar 19,5 juta ton. Di dalam negeri, singkong biasanya hanya digunakan sebagai pakan ternakdan bahan pangan tradisional setelah beras dan jagung. Karena itu, hargasingkong sangat fluktuatif dan tidak memberikan keuntungan yang memadai bagisi petani. Pengembangan bioetanol diharapkan dapat menjadi solusi sumber energiterbaharukan dan dapat meningkatkan pendapatan petani singkong. Denganlangkah ini, harga singkong akan menjadi stabil sehingga memberikankeuntungan yang cukup bagi petani. Masalah krisis energi masa dapan yangterbaharukan pun akan terselesaikan dan membawa Indonesia menjadi negarayang mandiri energi.Mengenal Singkong Singkong merupakan tanaman pangan dan perdagangan (crash crop).Sebagai tanaman perdagangan, singkong menghasilkan starch, gaplek, tepungsingkong, etanol, gula cair, sorbitol, MSG, tepung aromatik, dan pellet. Sebagaitanaman pangan, singkong merupakan sumber karbohidrat bagi sekitar 500 jutamanusia di dunia. Singkong merupakan penghasil kalori terbesar dibandingkandengan tanaman lain perharinya. No. Jenis Tanaman Nilai Kalori (kal/ha/hari) 1. Singkong 250 x 103 2. Jagung 200 x 103 3. Beras 176 x 103 4. Sorgum 114 x 103 5. Gandum 110 x 103Tabel 1. Nilai kalori berbagai tanaman penghasil karbohidrat Selain itu, singkong memiliki potensi yang cukup bagus sebagai tanamanbahan baku etanol.
    • No. Jenis Tanaman Hasil Panen(Ton/ha/tahun) Etanol (liter/ha/tahun) 1. Jagung 1-6 400-2.500 2. Singkong 10-50 2.000-7.000 3. Tebu 40-120 3.000-8.500 4. Ubi jalar 10-40 1.200-5.000 5. Sorgum 3-12 1.500-5.000 6. Sorgum manis 20-60 2.000-6.000 7. Kentang 10-35 1.000-4.500 8. Bit 20-100 3.000-8.000Tabel 2. Potensi beberapa tanaman sebagai bahan baku etanol Tabel 8 menunjukkan bahwa tebu sebagai tanaman penghasil etanoldengan produktifitas tertinggi dan disusul oleh singkong. Bit tidakdipertimbangkan karena tidak dapat berproduksi optimal di Indonesia sehinggatidak ekonomis. Keunggulan singkong dibanding tebu adalah masa panensingkong relatif lebih singkat dan biaya produksi lebih murah. Singkong masuk dalam kelas Dicotiledoneae dan famili Euphorbiaceae.Klasifikasi tanaman singkong sebagai berikut.Kelas : DicotiledoneaeSub Kelas : ArhichlamydeaeOrdo : EuphorbialesFamili : EuphorbiaceaeSub Famili : ManihotaeGenus : ManihotSpesies : Manihot esculenta Brazil merupakan pusat asal sekaligus pusat keragaman singkong.Singkong tumbuh di daerah dengan suhu rata-rata lebih dari 18oC dengan curahhujan di atas 500 mm/tahun. Produktifitas singkong di tingkat petani adalah 14,3-18,8 ton/ha, walaupun data dari pusat penelitian melaporkan bahwaproduktifitasnya bisa mencapai 30-40 ton/ha.
    • Singkong sebagai bahan Fuel Grade Ethanol (FGE) disarankan varietasyang memiliki sifat sebagai berikut : berkadar pati tinggi, potensi hasil tinggi,tahan cekaman biotik dan abiotik, dan fleksibel dalam usaha tani dan umur panen.Masalah Energi di Indonesia Permasalahan energi di Indonsia sama seperti yang dihadapi dunia. Jikatidak ada penemuan ladang minyak dan kegiatan eksplorasi baru, cadanganminyak di Indonesia diperkirakan hanya cukup untuk memenuhi kebutuhanselama 18 tahun mendatang. Sementara itu, cadangan gas cukup untuk 60 tahundan batu bara sekitar 150 tahun. Kapasitas produksi minyak Indonesia mengalamipenurunan jika dibandingkan dengan dekade 1970-an yang masih sekitar 1,3 jutabarel per hari. Kini, kapasitas produksi minyak Indonesia hanya 1,070 juta barelper hari. Disamping karena lapangan yang sudah tua, penurunan kapasitas produksiminyak mentah Indonesia juga karena penemuan cadangan minyak baru yangterus menurun. Hal tersebut juga menyebabkan Indonesia menjadi negarapengimpor minyak mentah sampai sekarang. Setidaknya, ada tiga jalan keluar darihal ini. Pertama, mencari ladang minyak baru; kedua, menggunakan energi secaraefisien; dan ketiga, mengembangkan sumber energi terbaharukan, seperti sinarmatahari, panas bumi, air, angin, dan bahan bakar nabati (biofuel). Hal yangpaling mungkin dilakukan sekarang adalah mengembangkan sumber energiterbaharukan, contohnya bioetanol dari singkong.Keunggulan Etanol Dibandingkan Bensin Kontinuitas penggunaan bahan bakar fosil (fossil fuel) memunculkan duaancaman serius: (1) faktor ekonomi, berupa jaminan ketersediaan bahan bakarfosil untuk beberapa dekade mendatang, masalah suplai, harga, dan fluktuasinya;(2) polusi akibat emisi pembakaran bahan bakar fosil ke lingkungan. Polusi yangditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak langsungmaupun tidak langsung kepada derajat kesehatan manusia. Polusi langsung bisaberupa gas-gas berbahaya, seperti CO, NOx, dan hidrokarbon yang tidak terbakar,serta unsur metalik seperti timbal (Pb). Sedangkan polusi tidak langsung
    • mayoritas berupa ledakan jumlah molekul CO2 yang berdampak pada pemanasanglobal (Global Warming Potential). Kesadaran terhadap ancaman serius tersebuttelah mengintensifkan berbagai riset yang bertujuan menghasilkan sumber-sumberenergi ataupun pembawa energi yang lebih terjamin keberlanjutannya dan lebihramah lingkungan. Penggunaan etanol sebagai bahan bakar mulai diteliti dandiimplementasikan di AS dan Brazil sejak terjadinya krisis bahan bakar fosil dikedua negara tersebut pada tahun 1970-an. Brazil tercatat sebagai salah satunegara yang memiliki keseriusan tinggi dalam implementasi bahan bakar etanoluntuk keperluan kendaraan bermotor dengan tingkat penggunaan bahan bakarethanol saat ini mencapai 40% secara nasional. Di AS, bahan bakar relatif murah,E85, yang mengandung etanol 85% semakin populer di masyarakat dunia. Etanol bisa digunakan dalam bentuk murni atau sebagai campuran untukbahan bakar bensin maupun hidrogen. Interaksi etanol dengan hidrogen bisadimanfaatkan sebagai sumber energi sel bahan bakar ataupun dalam mesinpembakaran dalam (internal combustion engine) konvensional. Terdapat beberapa karakteristik internal etanol yang menyebabkanpenggunaan etanol pada mesin lebih baik daripada bensin. Etanol memilikiangka research octane 108.6 dan motor octane 89.7 . Angka tersebut(terutama research octane) melampaui nilai maksimal yang mungkin dicapai olehbensin walaupun setelah ditambahkan aditif tertentu. Sebagai catatan, bensinyang dijual Pertamina memiliki angka research octane 88 dan umumnya motoroctane lebih rendah dari pada research octane. Untuk rasio campuran etanol danbensin mencapai 60:40%, tercatat peningkatan efisiensi hingga 10%. Etanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya. Oksigenyang berikatan di dalam molekul etanol tersebut membantu penyempurnaanpembakaran antara campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder. Ditambahdengan rentang keterbakaran (flammability) yang lebar, yakni 4.3 – 19 vol%(dibandingkan dengan gasoline yang memiliki rentang keterbakaran 1.4 – 7.6vol%), pembakaran campuran udara dan bahan bakar etanol menjadi lebih baik.Hal ini dipercaya sebagai faktor penyebab relatif rendahnya emisi COdibandingkan dengan pembakaran udara dan bensin, yakni sekitar 4%. Etanol juga
    • memiliki panas penguapan yang tinggi, yakni 842 kJ/kg (Giancoli, 1998).Tingginya panas penguapan ini menyebabkan energi yang dipergunakan untukmenguapkan ethanol lebih besar dibandingkan bensin. Konsekuensi lanjut dari haltersebut adalah temperatur puncak di dalam silinder akan lebih rendah padapembakaran etanol dibandingkan dengan bensin.Produksi Bioetanol Berbasis Kemasyarakatan Sampai saat ini produksi bioetanol dalam bentuk FGE (Fuel GradeEtanol) besar dilakukan oleh pabrik berskala besar. Apakah masyarakat hanyasekedar menjadi penonton dan menikmati bioetanol yang diproduksi oleh paraindustriawan besar ? apakah rakyat hanya sekedar menjadi petani singkongpenghasil bioetanol ? yang selanjutnya menyetor singkong sebagai bahan baku kepabrik etanol milik para konglomerat ? apakah tidak mungkin bioetanol menjadibagian dari desa mandiri energi ? Jawabannya adalah tidak. Fakta menunjukkan, masyarakat sebenarnya daridulu sudah menguasai teknik pembuatan bioetanol dari proses fermentasi. Sejakpuluhan tahun lalu masyarakat telah melakukan proses penyulingan untukmendapatkan minuman berkadar etanol tinggi berskala kecil. Sebenarnya ada teknik pangolahan singkong yang sederhana untukdijadikan bioetanol. Proses ini cukup mudah diterapkan pada masyarakat danhanya membutuhkan alat yang sederhana. Proses pengolahan ubi kayu segarberkadar pati 28%, yang ditargetkan menghasilkan 7 liter bioetanol berlangsungsebagai berikut : a) Kupas kasar ubi kayu segar sebanyak 50 Kg. Cuci dan giling dengan mesin penggiling listrik, mesin bensin, ataupun diesel. b) Saring hasil penggilingan untuk memperoleh bubur singkong. c) Masukkan bubur kayu ke dalam drum yang terbuka penuh bagian atasnya. d) Tambahkan air 40-50 liter dan aduk sambil dipanasi diatas perapian. e) Tambahkan 1,5 ml enzim alfa-amilase. Panaskan selama 30-60 menit pada suhu sekitar 90o C. f) Dinginkan hingga suhu menjadi 55-60o C. g) Tambahkan 0,9 ml enzim gluko-amilase
    • h) Jaga temperatur pada kisaran 55-60o C selama 3 jam, lalu dinginkan hingga suhu di bawah 35o C. i) Tambahkan 1 gr ragi roti, urea 65 gr, dan NPK 14 gr. Biarkan selama 72 jam dalam keadaan tertutup, tetapi tidak rapat agar gas CO2 yang terbentuk bisa keluar. j) Pindahkan cairan yang yang mengandung 7-9 % bioetanol itu ke dalam drum lain yang didisain sebagai penguap (evaporator). k) Masak di atas perapian hingga uapnya keluar menuju alat destilasi. Nyalakan aliran air di kondensator (pengembun) uap bioetanol. l) Tahan temperatur bagian atas kolom destilasi pada suhu 79o C ketika cairan bioetanol mulai keluar. Fraksi bioetanol 90-95% akan berhenti mengalir secara perlahan-lahan. Kelemahan dari cara pembuatan bioetanol ini adalah relatif memakanwaktu yang cukup lama sehingga kapasitas produksi untuk skala masyarakatrelatif kecil. Tetapi, jika banyak masyarakat menjadi bagian integral dalamkegiatan produksi bahan bakar ini, hasil yang didapat akan berlipat gandasehingga akan menekan konsumsi bahan bakar fosil. Pengolahan yang dilakukan sendiri oleh masyarakat mendorongterbentuknya masyarakat yang mandiri energi, setidaknya untuk keadaan-keadaanyang mendesak. Masyarakat di pelosok-pelosok Indonesia tidak harus selalumenggantungkan kiriman bahan bakar dari Pertamina karena mereka punyaalternatif bahan bakar lain. Dengan begitu, krisis energi yang sewaktu-waktu bisamelanda Indonesia karena cadangan bahan bakar fosil yang makin menipis bisadiantisipasi dengan hal ini.Bioetanol dan Tingkat Penghasilan Petani Singkong Bioetanol yang diproduksi dari skala kemasyarakatan hingga industri yangbesar pasti membutuhkan bahan baku singkong dari petani. Singkong yangdianggap sebagai komoditi inferior jika dibandingkan dengan beras dan jagung,harganya cenderung fluktuatif karena masa tanam dan masa panen petani hampirbersamaan. Pada panen raya, harga singkong dapat anjlok sehingga sangatmerugikan petani. Seringkali hal ini membuat petani membiarkan singkong
    • dikebunnya membusuk karena ongkos panen dan angkutan ke pasar lebih besardibanding hasil penjualan singkong tersebut. Kondisi inilah yang membuat parapetani singkong banyak yang miskin. Dengan adanya usaha produksi bioetanol berskala kemasyarakatan danindustri besar, diharapkan banyak singkong yang akan terserap sehingga harganyaakan lebih kompetitif. Adanya pengaturan masa tanam dan panen juga diperlukanagar suplai bahan baku ke industri bioetanol tersedia cukup secara kontinu.Dengan demikian, petani singkong akan lebih sejahtera dan Indonesia akanmempunyai solusi energi alternatif yang terbaharukan.Daftar Pustaka[Anonim]. 2010. Bioethanol, Alternatif Energi Terbarukan: Kajian Prestasi Mesin dan Implementasi di Lapangan. Artikel. http://www.kamusilmiah.com/biologi/bioethanol-alternatif-energi- terbarukan-kajian-prestasi-mesin-dan-implementasi-di-lapangan/ (3 Mei 2010)[Anonim]. 2009. Mengenal Biofuel dan Biodiesel. Artikel. http://www.alpensteel.com/component/content/section/7.html?layout= blog&start=1090[Anonim]. 2010. Singkong Pahit Dan Manis Serta Gapleknya Untuk Peragian Sirop, Anggur Dan Alkohol. Makalah. http://web.ipb.ac.id/~lppm/ID/index.php?view=penelitian/hasilcari&st atus=buka&id_haslit=13 (3 Mei 2010)Giancoli, C Douglas. 1998. Fisika Jilid I Edisi Kelima. Yunilza anum, Penerjemah. Jakarta : Erlangga. Terjemahan Dari : Phisic Principle and Aplication, Fifth Edition.Prihandana, Rama dkk. 2008. Bioetanol Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. Jakarta: AgroMedia PustakaPrihandana, Rama, Roy Hendroko. 2008. Energi Hijau. Jakarta : Penebar SwadayaRanola, Roberto F. 2009. Enchancing The Viability of Cassava Feedstock for Bioethanol In The Philipphines. Jurnal (terhubung berkala). http://www.issaas.org/journal/v15/02/journal-issaas-v15n2-13-ranola- et_al.pdf (3 Mei 2010)
    • Setiawan, Wawan Marwan. 2006. Produksi Hidrosilat Pati dan Serat Pangan Dari Singkong Melalui Hidrolisis Dengan α-alfa Amilase dan Asam Klorida. Jurnal. http://iirc.ipb.ac.id/jspui/bitstream/123456789/3834/1/F06wms_abstra ct.pdf (3 Mei 2010)Soetanto, N Edi. 2008. Tepung Kasava & Olahannya. Yogyakarta : KanisiusTjokrokoesoemo, P Soebianto. 1989. HFS dan Industri Ubi Kayu Lainnya. Jakarta : Gramedia