LANDASAN TEORI
2.1 Deskripsi Konseptual
2.1.1 Pengertian energi alternatif
Di kehidupan sehari-hari, kita ketahui bersama bahwa energi listrik telah menjadi bagian dari kehidupan kita. Tanpa adanya listrik, di jaman yang serba canggih ini, kehidupan manusia tidak bisa terintergrasi dalam aspek sosial, ekonomi, dan budaya. Dalam berbagai sumber, terdapat banyak definisi yang dapat dijadikan sebagai penguat dari penelitian kami, yakni:
Menurut Wikipedia, “energi alternatif adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut.”1 Sedangkan menurut sumber lain, yaitu Indoenergi, “energi alternatif adalah energi yang bukan merupakan sumber energi tradisional (yaitu bahan bakar fosil
seperti batubara, minyak dan gas alam).”2 Berdasarkan pemaparan di atas, dapat disimpulkan bahwa energi alternatif adalah semua energi pengganti bahan bakar konvensional dan tradisional.
2.1.2 Pemanfaatan energi alternatif dari buah-buahan
Menurut Amri Mahardhika Dhimasanti dalam Kompasiana, “energi alternatif dapat terbentuk dari jagung, ubi, singkong, kentang, bunga matahari”3, dan buah-buahan. Menurut Syamsudin Manai dalam buku Membuat Sendiri Biodiesel, “energi alternatif dapat disimulasikan di dalam tumbuh-tumbuhan atau buah-buahan.”4 Berdasarkan pemaparan di atas, dapat disimpulkan bahwa buah-buahan dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif.
Berdasarkan eksperimen sains yang tertulis dalam buku IPA Fisika Gasing 3 oleh Prof. Yohanes Surya, jeruk lemon dapat menghasilkan arus listrik dengan cara ionisasi.5 Menurut Muh Asnoer Laagu dari indonesiamengajar.org,
air jeruk nipis dapat digunakan untuk menyalakan lampu. 6 Berdasarkan pernyataan di atas, buah jeruk dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif.
2 Indoenergi, Pengertian Energi Alternatif (Jakarta,2013).
3 Amri Maharadihika Dhimasanti, Bensin dari Jagung Sebagai Alternatif Sumber Energi Masa Depan (Jakarta,2013)
4 Syamsudin Manai, Membuat Sendiri Biodiesel, halm.26 5 Yohanes Surya, IPA Fisika Gasing 3 (Jakarta), halm.50 6 Muh Asnoer Laagu, Tak Ada Listrik, Jeruk Pun Jadi (2012)
Menurut Dr. Is. Fatimah, buah manggis dapat menangkap sel tenaga surya yang berguna bagi daerah perdesaan sebagai energi listrik alternatif.7 Menurut ardra.biz, limbah organik seperti kulit manggis dapat dijadikan bahan biogas sebagai pembangkit listrik.8 Berdasarkan pernyataan di atas, buah manggis dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif.
2.1.3 Kandungan zat dalam buah jeruk dan manggis
Berdasarkan buku yang berjudul Ensiklopedia Buah Jeruk karangan Tim Mekarsari, “buah jeruk mengandung vitamin C, zat besi, zat kapur, fosfor, citral, dan chromatophore (pigmen warna)”.9 Selain zat di atas, menurut Titik Rahayu Smanda dalam penelitiannya, buah jeruk nipis mengandung asam sitrat, asam amino, glikosida, kalsium, dan fosfor.10 Berdasarkan pernyataan di atas, dapat disimpulkan bahwa buah jeruk secara umum mengandung vitamin C, zat besi, zat kapur, fosfor, citral, chromatophore, kalsium, glikosida, dan asam alami lainnya.
Titik Rahayu Smanda dalam penelitiannya, menyatakan bahwa zat yang terkandung dalam buah jeruk nipis yang dapat menghasilkan arus listrik adalah asam amino, asam sitrat, glikosida, fosfor, dan senyawa kimia lainnya.11 Peneliti lainnya yaitu Trian Sidha, menyatakan bahwa buah jeruk dapat menghantarkan
7 Dr. Fatimah, Dr Is Fatimah, Manfaatkan Lempung dan Kulit Manggis untuk Menangkap Sel Tenaga Surya (2011)
8 Ardra, Senyawa Yang Terkandung Dalam Xanthones, Manggis (2014) 9 Tim Mekarsari, Ensiklopedia Buah Jeruk (Jakarta), halm. 24
10 Titik Raharyu Smanda, Baterai Dari Jeruk (2013) 11 Loc cit
arus listrik karena memiliki zat asam yang merupakan elektrolit.12 Berdasarkan pernyataan di atas, zat yang terkandung dalam buah jeruk yang dapat menghasilkan energi listrik adalah senyawa asam dan mineral lainnya.
Menurut Wikipedia, buah manggis mengandung zat yang bersifat antiinflamasi dan antioksidan, kulit manggis mengandung tanin, resin, dan crystallizable mangostine (C20H22O5).13 Menurut ardra.biz, buah manggis mengandung senyawa xanthones (C13H8O2) yang berguna untuk antioksidan dan penahan radikal bebas.14 Menurut Dr. Fatimah, penangkapan sel surya terjadi karena adanya titanium dioksida yang terkandung dalam buah manggis.15 Berdasarkan pernyataan di atas, zat yang terkandung dalam buah manggis terdiri dari suatu senyawa yang berfungsi sebagai antioksidan, antiinflamasi, dan penahan radikal bebas, serta zat-zat organik dan bahan kimia lainnya.
Menurut ardra.biz, buah manggis dapat dijadikan sebagai biogas untuk pembangkit listrik karena merupakan senyawa organik yang mengandung zat yang dapat teruraikan.16 Menurut Dr. Fatimah, penangkapan sel surya terjadi karena adanya titanium dioksida yang terkandung dalam buah manggis.17
12 Trian Shida, Laporan Praktikum Larutan Elektrolit Dan Non Elektrolit (2012) 13 Wikipedia, Manggis (Jakarta, 2015)
14 Ardra, Senyawa Yang Terkandung Dalam Xanthones, Manggis (2014) 15 Dr. Fatimah, Dr Is Fatimah, Manfaatkan Lempung dan Kulit Manggis untuk Menangkap Sel Tenaga Surya (2011)
16 Loc cit 17 Loc cit
Berdasarkan pernyataan di atas, zat yang terkandung dalam buah manggis yang dapat menghasilkan energi listrik adalah zat-zat organik dan titanium dioksida.
2.1.4 Ionisasi penghasil energi listrik alternatif
Menurut Wikipedia, “Ionisasi adalah proses fisik mengubah atom atau molekul menjadi ion dengan menambahkan atau mengurangi partikel bermuatan seperti elektron atau lainnya.”18 Menurut Budi Suryatin dalam bukunya yang berjudul Rangkuman Lengkap Sukses Sains Fisika dan Kimia, “ionisasi adalah peristiwa terlepasnya atau masuknya elektron pada sebuah atom.”19 Menurutnya juga, elektron yang berpindah hanya terjadi pada kulit paling luar.20 Berdasarkan pernyataan di atas, ionisasi merupakan suatu proses fisika perubahan atom atau molekul menjadi ion karena adanya perpindahan elektron yang terjadi pada kulit bagian luar suatu atom atau molekul.
Menurut Alessandro Volta dalam penelitiannya, lempeng tembaga (Cu) dan seng (Zn) yang dicelupkan kedalam larutan asam sulfat (H2SO4) pada sebuah bejana dengan saling tidak menempel satu sama lain, kemudian dihubungkan dengan kabel tembaga, akan menghasilkan arus listrik. Menurut Sukis Wariyono dan Yani Muharomah dalam bukunya yang berjudul Mari Belajar: Ilmu Alam Sekitar: Panduan Belajar IPA Terpadu, “pada larutan elektrolit dalam elemen volta terjadi reaksi H2SO4→ 8H+ + SO42-, Pada kutub positif terjadi reaksi Cu +
18 Wikipedia, Ionisasi (Jakarta, 2014)
19 Budi Suryatin, Rangkuman Lengkap Sukses Sains Fisika dan Kimia (Jakarta, 2011), halm. 88
8H+ → polarisasi H2, Pada kutub negatif terjadi reaksi Zn + SO4 → ZnQO4+ 2e.”21 Berdasarkan pernyataan di atas, ionisasi terjadi pada elemen volta dimana arus listrik mengalir dari kutub positif (tembaga) ke kutub negatif (seng) sehingga menimbulkan energi listrik alternatif. Jika digabungkan dengan pernyataan sebelum-sebelumnya mengenai buah jeruk, buah jeruk dapat menghasilkan energi listrik alternatif karena terdapat larutan asam sitrat yang merupakan elektrolit sebagai pengganti dari asam sulfat (H2SO4) pada elemen volta.
2.1.5 Bioetanol sebagai energi alternatif
Menurut http://sarwendahs.blogspot.com, “bioetanol adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme”.22 Menurut Neni Minarni, Bambang Ismuyanto, dan Sutrisno dalam penelitian Pembuatan Bioetanol Dengan Bantan Saccharomyces cerevisiae (salah satu jenis bakteri anaerob) Dari Glukosa Hasil Hidrolisis Biji Durian (Durio zhibetinus), bioetanol merupakan etanol yang berasal dari sumber hayati. Bioetanol bersumber dari gula sederhana, amilum dan selulosa. Amilum yang berbentuk polisakarida dapat dihidrolisis menjadi glukosa melalui pemanasan, menggunakan katalis dan pemanfaatan enzim. Glukosa selanjutnya difermentasi menghasilkan etanol. Berdasarkan pernyataan di atas, bioetanol merupakan salah satu energi alternatif yang berbentuk cairan bening dan bisa
21 Sukis Wariyono, Ma ri Belajar: llmu Alam Sekitar: Panduan Belajar IPA Terpadu (2008), halm. 74
diproduksi melalui proses fermentasi, distilasi, dan dehidrasi untuk mendapatkan kadar etanol yang tinggi.
Cara pembuatan bioetanol menurut Menurut Neni Minarni, Bambang Ismuyanto, dan Sutrisno dalam penelitian Pembuatan Bioetanol dengan Bantuan
Saccharomyces cerevisiae Dari Glukosa Hasil Hidrolisis Biji Durian (Durio zhibetinus), glukosa selanjutnya difermentasi menghasilkan etanol. Fermentasi etanol merupakan aktivitas penguraian gula (karbohidrat) menjadi senyawa etanol dengan mengeluarkan gas CO2, fermentasi ini dilakukan dalam kondisi anaerob atau tanpa adanya oksigen. Umumnya, produksi bioetanol menggunakan mikroba Saccharomyces cerevisiae. Mikroba ini dapat digunakan untuk konversi gula menjadi etanol dengan kemampuan konversi yang baik, tahan terhadap etanol kadar tinggi, tahan terhadap pH rendah, dan tahan terhadap temperatur tinggi. Menurut Annisa Suri, Yuniarti Yusak, dan Rumondang Bulan dalam penelitian Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol Dari Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jack) Dengan HCl 30% Menggunakan Ragi Roti , pengolahan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) menjadi bioetanol pada prinsipnya sama dengan proses yang berbahan baku singkong yaitu melalui tahapan hidrolisis, fermentasi dan destilasi. Tetapi pada TKKS perlu adanya perlakuan tambahan berupa pretreatment, untuk dapat menghilangkan lignin yang dapat mengganggu proses hidrolisis selulosa. Kemudian dilanjutkan hidrolisis menggunakan enzim selulase dan dihasilkan cairan glukosa. Cairan
glukosa difermentasi menggunakan khamir Saccharomyces cereviseae dengan kondisi anaerob fakultatif, suhu 30o C, pH 4,0–4,5 dan kadar gula 10-18% selama 30–72 jam dan dihasilkan bioetanol. Bioetanol kemudian didestilasi sehingga mencapai kemurnian 95–98%. Bioetanol siap digunakan sebagai bahan bakar pada kendaraan bermotor. Penggunaanya dapat dicampur dengan bensin tetapi bisa juga 100% bioetanol apabila mesin kendaraan bermotor tersebut didesain khusus untuk bahan bakar bioetanol. Berdasarkan pernyataan di atas, dapat diketahui bahwa cara pembuatan bioetanol dapat melalui dua proses yaitu hidrolisis dan fermentasi. Melalui proses fermentasi, maka cairan yang akan dibuat menjadi bioetanol masih harus melalui proses distilasi (pemisahan air dan alkohol) dan proses dehidrasi (penghilangan air).
2.2 Penelitian yang Relevan
Untuk memperkuat hipotesis penelitian kami, terdapat beberapa penelitian yang dapat dijadikan sumber referensi penelitian kami, yakni:
No. Penulis Judul Hasil
1 Hidayat Rahman
PENGARUH PEMBERIAN SPACE (BANTALAN) UNTUK MENDAPATKAN
Didapatkan bahwa baik arus dan tegangan dari DSSC dengan space (bantalan) adalah
KESTABILAN ARUS DAN TEGANGAN PROTOTYPE
DSSC DENGAN EKSTRAKSI KULIT BUAH
MANGGIS (GARCINIA MANGOSTANA L.) SEBAGAI DYE SENSITIZER
lebih stabil terhadap waktu.
Didapatkan bahwa DSSC dengan space (bantalan)
mampu mendapatkan ketahanan yang lebih lama
terhadap waktu
2 A.Praptijanto PENGARUH DAMPAK LINGKUNGAN PADA BIODIESEL SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF DI NEGARA BERKEMBANG KHUSUSNYA ASIA TENGGARA
Secara garis besar bahan bakar biodiesel pada negara berkembang seperti Indonesia sangat cocok diterapkan karena didukung aspek sebagai negara
agraris di mana bahan baku biodiesel mudah didapat. Keuntungan dari penggunaan
biodiesel yaitu menurunkan emisi gas buang sehingga baik
bagi lingkungan serta dapat mengurangi ketergantungan atau bahkan mungkin dapat menggantikan bahan bakar
minyak diesel 3 Tim Peneliti Fakultas Pertanian Universitas Tanjungpura FERMENTASI ALKOHOL DARI CAIRAN BUAH
JERUK DAN NANAS
Konsentrasi gula yang diberikan belum menunjukan
konsentrasi yang maksimal, karena dari hasil penelitian ini
dengan kenaikan kadar gula yang digunakan atau efisiensi penggunaan kadar gula masih
cenderung meningkat
4 Titik Rahayu Smanda
BATERAI DARI JERUK NIPIS
Jeruk nipis dapat mengalirkan arus listrik karena mengandung
senyawa kimia seperti asam sitrat,asam amino, glikosida,kalsium. Fosfor, dan
lain-lain. Jeruk nipis banyak sekali kandungan dan manfaat yang berguna untuk kesehatan
kita. Selain itu jeruk nipis mengandung unsur kimia. Unsur kimia yang terdapat
menghasilkan arus listrik karena mengandung asam sitrat, asam amino, glikosida, fosfor,dan lain-lain. Dari hasil
percobaan yang saya akukan buah jeruk nipis dapat menyalakan lampu setelah
dihubungkan secara seri.
5 Fidayani Pasaribu, Panal Sitorus, dan Saiful Bahri
UJI EKSTRAK ETANOL KULIT BUAH MANGGIS
(Garcinia mangostana L.) TERHADAP PENURUNAN KADAR GLUKOSA DARAH
Kadar sari larut etanol sebesar 20,14%. Penetapan kadar sari larut etanol untuk mengetahui kadar sari yang larut dalam pelarut polar baik senyawa
polar maupun non polar.
6 Neni Minarni, Bambang Ismuyanto, Sutrisno PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN BANTUAN Saccharomyces cerevisiae
DARI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS BIJI DURIAN
Pada sirup glukosa untuk selang 0-3 M HCl pada proses
hidrolisis dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi konsentrasi HCl maka kadar
( Durio zhibetinus ) glukosa yang dihasilkan akan semakin meningkat, sedangkan peningkatan konsentrasi HCl di atas 3 M akan menyebabkan kadar glukosa stasioner atau menurun. Proses fermentasi dengan peningkatan pH, tidak
menghasilkan etanol yang berbanding lurus dengan
peningkatan pH, namun terdapat titik optimum pH dari
perubahan glukosa menjadi etanol yaitu pada pH 4.
7 Annisa Suri, Yuniarti Yusak, Rumondang Bulan PENGARUH LAMA FERMENTASI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI GLUKOSA
HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT
Kadar selulosa yang diperoleh dari hasil isolasi selulosa tandan kosong kelapa sawit adalah 24,1298 % dan kadar
glukosa yang diperoleh dari hasil hidrolisis selulosa tandan
( Elaeis guineensis Jack ) DENGAN HCl 30% MENGGUNAKAN RAGI ROTI HCl 30 % adalah sebesar 17,1051 % yang dianalisa dengan menggunakan metode
Nelson Somogyi dan kadar bioetanol tertingi diperoleh pada lama fermentasi 6 hari dan dengan penambahan ragi 6
gram yaitu sebesar 7,3922 %
2.3 Hipotesis
Berdasarkan teori-teori yang diperoleh dari berbagai sumber dan berbagai penelitian yang relevan, dapat diperkirakan hasil dari penelitian ini antara lain:
1. Buah jeruk dan manggis dapat dimanfaatkan sebagai energi listrik alternatif dalam kehidupan sehari-hari. Ekstrak buah jeruk dan manggis dapat dijadikan bioetanol sebagai sumber untuk menghasilkan energi listrik alternatif.
2. Di dalam buah jeruk dan manggis, terdapat zat-zat kimia yang dapat dijadikan sebagai sumber energi listrik alternatif. Selain itu, melalui proses kimiawi yaitu ionisasi, zat dalam buah jeruk dan manggis dapat menghasilkan energi listrik alternatif.
