I-1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Peningkatan industrialisasi dan pertumbuhan penduduk dunia yang semakin meningkat, mengakibatkan kebutuhan energi semakin besar. Kebutuhan energi tersebut 90% berasal dari sumber bahan bakar yang tidak terbarukan, salah satunya adalah bahan bakar fosil (Duruyurek,merve.et.al 2015). Karena kebutuhan bahan bakar fosil yang merupakan sumber energi yang tidak terbarukan meningkat dari tahun ketahun, mengakibatkan terjadinya eksploitasi secara besar besaran, sehingga menyebabkan kelangkaan (Wijaya,dkk.2012).
Salah satu produk hasil dari pengolahan minyak bumi adalah premium. Adanya ketergantungan masyarakat terhadap premium dibuktikan dari semakin meningkatnya jumlah kendaraan bermotor setiap tahun. Meningkatnya jumlah kendaraan bermotor memiliki dampak negatif terhadap lingkungan dan menyebabkan polusi udara, karena 70% polusi udara disebabkan karena emisi gas buang dari kendaraan bermotor tersebut. Emisi gas buang yang dihasilkan dari kendaraan bermotor tersebut terdiri dari zat beracun dan tidak beracun, yang termasuk kedalam zat tidak beracun adalah emisi gas Nitrogen (N2), karbondioksida (CO2) dan uap air (H2O), Sedangkan yang termasuk zat beracun adalah Karbon monoksida (CO), Hidrokarbon (HC), NOx (Nitrogen Oksida), SOx (Sulfur Oksida) dan timbal (Pb) (Winangun,Kuntang.2012).
Gas CO (Karbon monoksida) dan HC (Hidrokarbon) adalah salah satu zat beracun yang paling berbahaya bagi kesehatan manusia. Gas CO (karbon monoksida) dan HC (Hidrokarbon) menyebabkan berkurangnya oksigen pada jaringan darah pada saat terjadinya pernafasan. Jumlah karboksihaemoglobin (kombinasi haemoglobin) di dalam darah disebabkan karena banyaknya jumlah CO dan HC yang terdapat di dalam darah, lamanya gas CO dan HC dihirup dan kecepatan pernafasan. Apabila konsentrasi CO dan HC yang terdapat di dalam tubuh mencapai titik jenuh, maka akan menyebabkan kematian (Suparyanto,dkk.2012).
Karena terjadinya kelangkaan sumber energi yang berasal dari bahan bakar fosil akibat dari eksploitasi besar besaran dan juga untuk menciptakan bahan bakar yang ramah lingkungan, menyebabkan tingginya perhatian terhadap sumber sumber energi yang terbarukan dan juga ramah terhadap lingkungan, beberapa sumber energi yang terbarukan tersebut adalah energi surya, energi hidro, energi geotermal dan energi biomassa (Wijaya,dkk.2012).
Keunggulan energi biomassa daripada energi lainnya yaitu biomassa lebih ramah lingkungan dan juga mudah didapatkan sehingga menjadi sumber energi yang dapat diperbaharui. Biomassa berasal dari bahan organik dan dihasilkan melalui proses termodinamika yang dipengaruhi oleh temperatur dan volume. Biogas, biodiesel dan bioetanol merupakan hasil konversi dari biomassa (Frita,dkk.2015). Sumber energi terbarukan yang berasal dari energi biomassa memiliki Potensi yang tinggi, biomassa tersebut telah berhasil dikonversi secara efisien menjadi bioetanol yang sangat efisien digunakan sebagai campuran pada bahan bakar bensin oleh negara Brazil dan Jepang (Wijaya,dkk.2012).
Bioetanol (C5H2OH) adalah cairan biokimia yang merupakan produk hasil fermentasi gula dari karbohidrat dengan bantuan mikroorganisme dan memiliki sifat yang sama seperti minyak premium (Gusti.2016). Berdasarkan bentuknya,bahan baku pembuatan bioetanol dapat dibedakan menjadi dua yaitu bentuk padatan dan cairan. Bahan baku yang berbentuk padatan berasal dari glukosa, pati, dan lignoselulosa. Biomassa yang dapat memproduksi bioetanol diantaranya adalah jagung, gandum, selulosa, alga dan ampas tebu, sedangkan bahan baku yang berbentuk cairan adalah nira kelapa, nira nipah (Nypa Fructicans), dan nira aren (Arenga Pinnata). Diantara kedua bentuk tersebut, bahan baku berbentuk cairan yaitu nira memiliki kelebihan daripada bahan baku berbentuk padatan, karena bahan baku berbentuk cairan adalah larutan gula yang secara langsung dapat digunakan pada proses fermentasi tanpa mengolahnya terlebih dahulu sehingga dapat mempersingkat tahapan produksi bioetanol, sementara bahan baku yang berbentuk padatan seperti pati, harus melalui proses hidrolisis sebelum difermentasi sedangkan selulosa harus dikonversi terlebih dahulu dengan bantuan mineral asam untuk mendapatkan gula agar diproses melalui fermentasi (Meilani,2016).
Salah satu tanaman yang berpotensi sebagai bahan baku bioetanol adalah pohon aren (Arenga
Pinnata). Pohon aren adalah tumbuhan yang sudah lama dikenal sebagai sumber gula yang tinggi,
gula tersebut terdapat dalam air sadapnya (nira) dan banyak tumbuh di daerah Sulawesi Utara, Kalimantan dan Sumatera Utara. Data Ditjen Perkebunan tahun 2004, luas areal tanaman aren telah mencapai 60.482 Ha. Potensi tanaman aren (Arenga Pinnata) dalam hal mengatasi kekurangan pangan dan juga mudah beradaptasi baik pada berbagai agroklimat, mulai dari dataran rendah hingga 1400 m diatas permukaan laut menjadi keunggulan yang dimiliki oleh tanaman aren tersebut. Nira aren memiliki kandungan gula yang lebih tinggi daripada nira kelapa dan nira siwalan. Kandungan gula pada nira aren sebesar 12.04%, sementara kandungan gula yang terdapat pada nira kelapa dan nira siwalan masing masing sebesar 10.27% dan 10.96% sehingga memiliki potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam produksi bioetanol (Akhir dan Chairul.2015).
I-3 dikonversi karena bahan baku tersebut telah mengandung glukosa. Sedangkan pada tahap fermentasi, terjadi pemecahan gula sederhana menjadi bioetanol yang melibatkan bantuan enzim dan ragi dengan menggunakan Saccharomyces Cereviceae. Sedangkan proses pemurnian bioetanol menggunakan prinsip adsorbsi dan destilasi azeotrop dengan menggunakan media berpori untuk menyerap air yang terdapat dalam bioetanol tersebut (Novitasari dan Kusumaningrum.2012). Bioetanol yang akan dicampurkan kedalam bensin harus bersifat anhydrous sehingga tidak menyebabkan korosif pada mesin kendaraan, maka bioetanol harus memiliki kemurnian yang tinggi, kemurnian yang diharapkan adalah sebesar 99%-100% (Yuliana,dkk.2015).
Dasar dari penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar maupun aditif pada bensin karena bioetanol memiliki karakter yang mudah terbakar dan memiliki besar nilai pembakaran sebesar 21 MJ/liter (sekitar 2/3 dari nilai panas pembakaran premium). Bioetanol murni dengan kadar alkohol sebesar 99% dapat larut dalam premium pada sebuah perbandingan campuran, yang memiliki nilai oktan sebesar 118 dalam campuran. Karena memiliki karakter yang dapat bercampur dengan premium dan memiliki nilai oktan tinggi, bioetanol telah digunakan sebagai bahan aditif pada premium. Campuran antara bioetanol dan premium dikenal luas dengan sebutan gasohol, salah satu contoh gasohol adalah E10 (campuran 10% bioetanol dan 90% premium). Penggunaan gasohol dapat menanggulangi pencemaran lingkungan akibat emisi gas buang yang terjadi karena pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar fosil. Dengan harga yang terjangkau, penggunaan bioetanol pada premium akan memberikan manfaat yang besar bagi negara,terutama dalam meningkatkan kesehatan seluruh masyarakat (Murachmana,et.al.2014).
Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Gasohol dari Berbagai Bahan Baku dan Penurunan Emisi gas CO dan HC oleh Bahan Bakar Gasohol.
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
1 Syauqiah 2015
Pengaruh Waktu Fermentasi dan Persentase Starter Pada Nira Aren
(Arenga Pinnata)Terhadap Bioetanol
yang Dihasilkan
Saccharomyces cereviceae
Variabel tetap : Volume starter 150 ml, Kecepatan agitasi 180 rpm.
Variabel berubah : Waktu fermentasi (25,50,75) jam, Penambahan volume by new Thermotolerant yeast strains of Kluyveromyces sp.
Variabel berubah : Waktu inkubasi (24,48,72,96,120,144) jam. Konsentrasi Terhadap Kadar Bioetanol dari Tebu
(Saccharum officinarum)
Saccharomyces cerevisiae
I-5 Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan Gasohol dari Berbagai Bahan Baku dan Penurunan Emisi gas CO dan
HC oleh Bahan Bakar Gasohol.
No Nama Tahun Judul Penelitian Katalis Variabel Hasil
4
Variabel tetap : Etanol yang digunakan dengan kemurnian 80%.
Variabel berubah : Waktu pendiaman (8,24,2,48,56) jam, Waktu Pengadukan (0.5,1,1.5,2,2.5) jam, Berat zeolit
(10,15,20,25,30) gr. Suhu destilasi (78oC dan 80oC), Waktu destilasi (50,70,90) menit, Berat zeolit (50,75,100) gr.
Proses pemurnian on The Bioethanol Yield From Oil Palm Trunk Sap Fermented
by Saccharomyces cerevisiae
-
Variabel tetap :Etanol dengan kemurnian 99%.
Variabel berubah : variasi campuran gasohol (E5,E10 dan E20) dan Rotasi kendaraan (4000,5000,6000,7000,8000)
Variabel tetap : Campuran gasohol (E20 dan E85)
1.2Perumusan Masalah
Adapun perumusan masalah dari penelitian ini adalah
Berapa persen nilai penurunan emisi gas CO (karbon monoksida) dan HC (hidrokarbon) yang dihasilkan oleh variasi campuran gasohol berbahan baku bioetanol dari nira aren (Arenga Pinnata) pada kendaraan bermotor Yamaha Mio GT Eagle Eye tahun 2015?
1.3Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk
1. Mempelajari pengaruh variasi waktu fermentasi saccharomyces cereviceae terhadap bioetanol yang dihasilkan.
2. Mempelajari pengaruh penambahan kalsium oksida (CaO) pada proses destilasi dan adsorbsi melalui proses perendaman bioetanol menggunakan zeolit alam terhadap kemurnian bioetanol yang dihasilkan.
3. Mempelajari penurunan emisi gas CO (karbonmonoksida) dan HC (hidrokarbon) dari berbagai campuran gasohol berbahan baku bioetanol nira aren yang dihasilkan kendaraan bermotor Yamaha Mio GT Eagle Eye tahun 2015.
1.4 Ruang Lingkup Penelitian
1. Bioetanol yang digunakan adalah bioetanol berbahan baku nira aren (Arenga Pinnata) 2. Bahan bakar yang digunakan adalah premium.
3. Pemurnian bioetanol menggunakan kalsium oksida (CaO) dan zeolit alam.
4. Perbandingan campuran antara bioetanol dan premium yang dilakukan pada penelitian ini yaitu a. E10 (90% premium + 10% bioetanol)
b. E15 (85% premium + 15% bioetanol)
c. E20 (80% premium + 20% bioetanol)
5. Senyawa emisi gas buang yang diamati adalah gas CO (karbon monoksida) dan HC (hidrokarbon).
6. Alat uji yang digunakan untuk menguji emisi gas buang CO (karbon monoksida) dan HC (hidrokarbon) pada penelitian ini adalah Gas Analyzer merek STARGAS 898.
7. Kendaraan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kendaraan bermotor jenis Yamaha Mio
I-7 1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah
1. Membantu pemerintah dalam menciptakan energi yang dapat diperbaharui dan ramah lingkungan sehingga dapat mengurangi pencemaran udara.
2. Meningkatkan nilai ekonomis dari nira aren (Arenga Pinnata) sebagai bahan aditif pada bahan bakar bensin.
3. Mengurangi pemakaian bahan bakar fosil sebagai bahan baku dalam pembuatan bensin.
