BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Energi adalah kebutuhan fundamental bagi kelangsungan hidup suatu Negara [1] sementara itu ketersediaan sumber energi minyak bumi dan gas alam di Indonesia diperkirakan hanya akan bertahan hingga 53 tahun mendatang [2]. Selain itu, pertumbuhan penduduk yang cepat, industrialisasi, keterbatasan minyak bumi dan dampak negatif yang ditimbulkan dari hasil pembakaran fosil, mendorong pencarian alternatif baru yakni energi terbarukan [3].
Salah satu jenis energi terbarukan adalah energi yang berasal dari makhluk hidup (energi biomassa). Hal ini sangat tepat diterapkan di Indonesia yang memiliki hasil perkebunan dan pertanian (biomassa) yang melimpah, baik produk maupun limbahnya [4]. Penggunaan biomassa secara langsung (dibakar) tidak lah efisien dan dapat mencemari lingkungan. Sehingga konversi biomassa ke sumber energi yang lebih efisien [5] seperti etanol [3] [6] sangat diperlukan.
Bioetanol atau etil alkohol (C2H5OH) [7] sebagai bahan bakar yang ramah
lingkungan dan juga terbarukan menjadi perhatian dunia dewasa ini [8] hal ini dibuktikan dengan semakin meningkatnya produksi bioetanol dari tahun ke tahun yakni 17,3 juta liter pada tahun 2000, meningkat menjadi 46 juta liter di tahun 2007, dan diestimasi akan meningkat secara drastis pada tahun 2020 yakni sebanyak 125 juta liter [9].
2
sedangkan selulosa harus dikonversi terlebih dahulu untuk mendapatkan gula dengan bantuan mineral asam [18].
Produk terpenting dari aren (Arenga pinnata) adalah nira [19]. Nira adalah cairan manis yang diperoleh dari air perasan batang atau getah tandan bunga tanaman [20]. Nira biasanya dijadikan gula aren [21] namun saat ini para peneliti fokus terhadap produksi bioetanol dari nira aren melalui proses fermentasi [22] karena kadar gulanya yang tinggi 13,9-14,9% [23].
Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang pembuatan bietanol dari berbagai bahan baku cair dan penggunaan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae dapat dilihat pada tabel 1.1.
Pembuatan bioetanol berbahan baku gula dan pati melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroba S.cerevisiae adalah metode yang paling umum dan sering digunakan di industri [6]. S.cerevisiae digunakan untuk memecah glukosa dalam proses fermentasi [24] untuk menghasilkan kadar etanol yang tinggi [25].
Berdasarkan uraian di atas, maka penggunaan nira aren (Arenga pinnata) dengan bantuan mikroorganisme (Saccharomyces cerevisiae) sangat berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan bioetanol.
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
1 Fahrizal et al 2013
The Effect of Temperature and Length of Fermentation on
Bioethanol Production from Arenga Plant (Arenga pinnata MERR)
-
Variabel tetap : Tanpa penambahan nutrisi
Variabel berubah : waktu fermentasi (72,96,120,144,168) jam, temperatur
Modeling and Optimization of Bioethanol Production From Breadfruit Starch Hydrolizate vis-à-vis Response Surface Methodology and Artificial Neural Network
Dry Yeast
Variabel tetap : Suhu 30 oC
Variabel berubah : waktu fermentasi (6,12,18,24,30,36 jam), nutrisi (dengan dan tanpa penambahan nutrisi), metode optimasi (RSM & ANN)
Karateristik dan Potensi Bioetanol dari Nira Nipah (Nypa fructicans) untuk Penerapan Skala Teknologi Tepat Guna
Saccharomyces cerevisiae
4
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
4 Kismurtono 2012
Fed Batch Alcoholic Fermentation of Palm Juice (Arenga pinnata Merr) : Influence of The Feeding Rate on Yeast, Yield and
Productivity
Saccharomyces cerevisiae
Variabel tetap : waktu fermentasi 24 jam Variabel berubah : proses treatment (p1,p2,p3,p4)
Influence of Nutrient Addition on The Bioethanol Yield From Oil Palm Trunk Sap Fermented by Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Variabel tetap : suhu reaksi 32 oC, kecepatan pengadukan 170 rpm, pH 6, jumlah penambahan nutrisi 0,2% berat Variabel berubah : jenis nutrisi (Na2HPO4,
MgSO4, (NH4)2SO4, C3H7NO2), nutrisi
(dengan dan tanpa penambahan nutrisi
Yield bioetanol:
Pembuatan Bioetanol dari Nira Nipah Menggunakan
Sacharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Variabel tetap : suhu kamar, volume starter 10%, kecepatan pengadukan 200 rpm, Urea (46% N) 0,4 gr/l dan NPK (16% P) 0,5 gr/l
1.2PERUMUSAN MASALAH
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh volume starter dan kecepatan agitasi terhadap kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan dalam proses fermentasi nira aren (Arenga pinnata Merr).
1.3TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mempelajari hubungan volume starter dan agitasi terhadap kadar bioetanol hasil proses fermentasi nira aren.
2. Mempelajari hubungan volume starter dan agitasi terhadap yield bioetanol hasil proses fermentasi nira aren.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah :
1. Memberikan informasi mengenai pengaruh volume starter dan agitasi pada proses fermentasi nira aren.
2. Mendapatkan data percobaan yang diperlukan untuk merancang dan membangun unit pembuatan bioetanol dari nira aren untuk skala yang lebih besar (scale up).
3. Memberikan informasi kepada masyarakat tentang bagaimana kualitas bioetanol yang dihasilkan dari proses fermentasi nira aren sekaligus meningkatkan nilai ekonomis dari nira aren tersebut.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Teknik Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater USU Medan, Indonesia.
6
Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : Variabel tetap :
1. Suhu fermentasi = suhu ruangan
2. Nutrisi = NPK 0,4% (m/m) (Kismurtono, 2012) 3. Waktu Fermentasi = 24 jam (Kismurtono, 2012)
Variabel berubah :
1. Volume Starter = 15%
25% (Kismurtono, 2012) 35%
45% 55% 2. Agitasi = 75 rpm
100 rpm (Ha et al, 2011) 125 rpm
Adapun analisis yang akan dilakukan di dalam penelitian ini adalah oksidasi dengan kalium dikromat (K2Cr2O7), karakteristik gugus fungsi dengan
FTIR, pengukuran volume bioetanol yang dihasilkan, perhitungan densitas, kadar bioetanol, specific gravity (sg), API Gravity dan nilai kalor.
