b BAB 1 RUMPUT GAJAH SEBAGAI BAHAN BIOETHANOL


BAB 1

RUMPUT GAJAH SEBAGAI BAHAN BIOETHANOL

Pokok Bahasan :

            Ketergantungan Indonesia terhadap minyak bumi sudah saatnya dikurangi, bahkan dihilangkan. Untuk menanggulanginya diperlukan bahan baku alternatif yang dapat menghasilkan ethanol, sebagai bahan substitusi atau campuran bahan bakar kendaraan, peningkat oktan, dan bensin ethanol (gasohol).

            Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah, sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Dewasa ini rumput hanya digunakan sebagai makanan ternak. Terkadang rumput gajah juga dianggap sebagai tanaman pengganggu, tetapi rumput yang mempunyai kadar selulosa ini dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol.

Tujuan Instruksional , pembaca diharapkan :

  1. Memahami tentang ketergantungan Indonesia terhadap minyak bumi
  1. Memahami bahwa rumput gajah dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol
  2. Memahami bahwa rumput gajah yang mempunyai kadar selulosa tinggi.

 1.1. Pendahuluan

Pertambahan jumlah penduduk yang disertai dengan peningkatan kesejahtraan masyarakat berdampak pada makin meningkatnya kebutuhan akan sarana transportasi dan aktivitas industri. Hal ini tentu saja menyebabkan kebutuhan akan bahan bakar cair juga semakin meningkat. Menurut data Automotive Ethanol Oil, konsumsi bahan bakar minyak di Indonesia sejak tahun 1995 telah melebihi produksi dalam negeri. Diperkirakan dalam kurun waktu 10-15 tahun kedepan, cadangan minyak Indonesia akan habis. Perkiraan ini terbukti dengan seringnya terjadi kelangkaan BBM dibeberapa daerah di Indonesia.

Ketergantungan Indonesia terhadap minyak bumi sudah saatnya dikurangi, bahkan dihilangkan. Program Pemerintan pada tahun 2025 tentang pemakaian ethanol sebagai bahan bakar, produksi ethanol hanya tergantung pada bahan baku tetes merupakan limbah pabrik gula, keberadaan pabrik gula di Indonesia tidak berkembang. Tetes yang dihasilkan tidak memenuhi kuantitas, sehingga perlu pengembangan bahan baku alternatif untuk produk ethanol. Sejak Menteri Negara Riset dan Teknologi me-launching Bahan bakar Gasohol BE-10 pada akhir Januari 2005, dimana bahan baku yang digunakan untuk pembuatan ethanol dari ketela pohon dan jagung, mempunyai harga jual yang sangat berfluktuaktif, sehingga harga jualnya jauh lebih mahal dari bahan bakar minyak (BBM).

Pemerintah melakukan impor BBM, hal ini menunjukkan kebutuhan BBM nasional cukup besar sedangkan produksi dalam negeri tidak mencukupi sehingga sering terjadi kelangkaan BBM dan harga BBM menjadi sangat mahal, dan harga kebutuhan pokok ikut mahal, yang mengakibatkan terganggunya sektor ekonomi. Masalah ini dapat diatasi dengan mengembangkan sumber energi alternatif berbahan baku minyak nabati.

1.2. Bioethanol dan Ethanol

            Ethanol atau ethyl alcohol kadang disebut juga ethanol spiritus. Ethanol digunakan dalam beragam industri seperti campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan baku farmasi dan kosmetika, dan campuran bahan bakar kendaraan, peningkat oktan, dan bensin ethanol (gasohol). Sampai saat ini konsumsi ethanol dunia sekitar 63 persen untuk bahan bakar, terutama di Brazil, Amerika Utara, Kanada, Uni Eropa, dan Australia. Di Asia, konsumsi terbesar ethanol adalah untuk minuman keras. Jepang dan Korea Selatan adalah konsumen ethanol terbesar untuk industri ini. Fungsi ethanol sebagai campuran bahan bakar kendaraan memiliki prospek bagus karena harga minyak mentah makin tinggi. Ethanol ini berfungsi sebagai penambah volume BBM, sebagai peningkat angka oktan, dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang lebih bersih pengganti methyl tertiary-butyl ether (MTBE)

            Karena ethanol mengandung 35 persen oksigen, ia dapat  meningkatkan efisiensi pembakaran. Ethanol juga ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah kadar karbon monoksidanya, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan. Ethanol juga mudah terurai dan aman karena tidak mencemari lingkungan.

Ethanol dapat dibuat dari berbagai bahan hasil pertanian, dengan demikian Ethanol sering disebut Bioethanol. Secara umum bahan tersebut dibagi dalam tiga golongan yaitu : bahan yang mengandung turunan gula sebagai golongan pertama antara lain molase, gula tebu, gula bit dan sari buah yang umumnya adalah sari buah angur. Golongan kedua adalah bahan-bahan yang mengandung pati seperti biji-bijian (gandum, misalnya), kentang, tapioka. Jenis atau golongan yang terakhir adalah bahan yang mengandung selulosa seperti kayu dan beberapa limbah pertanian. Selain ketiga jenis bahan tersebut diatas khususnya ethanol dapat dibuat juga dari bahan bukan asli pertanian tetapi dari bahan yang merupakan hasil proses lain, sebagai contohnya adalah etilen.

            Bahan-bahan yang mengandung monosakarida (C6H12O6) sebagai glukosa langsung dapat difermentasi menjadi ethanol. Akan tetapi disakarida pati, atau pun karbohidrat kompleks harus dihidrolisa terlebih dahulu menjadi komponen sederhana, monosakarida. Oleh karena itu, agar tahap proses fermentasi dapat berjalan secara optimal, bahan tersebut harus mengalami perlakuan pendahuluan sebelum masuk ke dalam proses fermentasi.

Disakarida seperti gula pasir (C12H22O11) harus dihidrolisa menjadi glukosa. Polisakarida seperti selulosa harus diubah  terlebih dahulu menjadi glukosa. Terbentuknya glukosa berarti proses pendahuluan telah berakhir dan bahan-bahan selanjutnya siap untuk difermentasi. Secara kimiawi proses fermentasi dapat berjalan cukup panjang, karena terjadi suatu deret reaksi yang masing-masing dipengaruhi oleh enzim-enzim khusus.

Hasil atau produk yang diinginkan dari fermentasi glukosa adalah ethanol, mempunyai rumus dasar C2H5OH dan ethanol mempunyai sifat-sifat fisik sebagai berikut:

  1. Cairan tidak berwarna
  2. Berbau khas, menusuk hidung
  3. Mudah menguap
  4. Titik didih 78,32 oC
  5. Larut dalam air dan eter
  6. Densitas pada 15 oC adalah 0,7937
  7. Spesifik panas pada 20 oC adalah 0,579 cal/groC
  8. Panas pembakaran pada keadaaan cair adalah 328 Kcal
  9. Viskositas pada 20 oCadalah 1,17 cp
  10. Flash point adalah sekitar 70 oC

Sifat-sifat kimia ethanol :

  1.  Berat molekul adalah 46,07 gr/mol
  2.  Terjadi dari reaksi fermentasi monosakarida
  3.  Bereaksi dengan asam asetat, asam sulfat, asam nitrit,

        asam ionida.

       (Faith and Keyes,1957 ; Kirk Othmer vol 9 ; Soebijanto)

Didalam perdagangan dikenal tingkat – tingkat kualitas ethanol sebagai berikut :

  1. Alkohol teknis (96,5 oGL)

Digunakan terutama untuk kepentingan industri. Sebagai pelarut organik, bahan bakar, dan juga sebagai bahan baku ataupun untuk produksi berbagai senyawa organik lainnya.

  1. Spiritus (88 oGL)

Bahan ini biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk alat pemanas ruangan dan alat penerangan.

  1. Alkohol absolute (99,7 – 99,8 oGL)

Banyak digunakan dalam pembuatan sejumlah besar obat – obatan dan juga sebagai bahan pelarut atau sebagai bahan didalam pembuatan senyawa – senyawa lain pada skala laboratorium.

  1. Alkohol murni (96,0 – 96,5 oGL)

Alkohol jenis ini terutama digunakan untuk kepentingan farmasi dan konsumsi (minuman keras dan lain – lain) (Soebijanto, 1986).

Kebutuhan ethanol di dunia makin meningkat, hal ini dapat juga dilihat pada kebutuhan  nasional sebagai berikut :

Tabel 1.1. Jumlah Kebutuhan Ethanol Nasional

Tahun

Kebutuhan Ethanol (Liter)

2001

2002

2003

2004

25.251.852

21.076..317

34.063.193

230.613.100

 (BPS,Surabaya)

1.3.   Prospek Rumput Gajah sebagai Sumber Bahan Baku

         Bioethanol

            Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah, sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Dewasa ini rumput hanya digunakan sebagai makanan ternak. Terkadang rumput gajah juga dianggap sebagai tanaman pengganggu, tetapi rumput yang mempunyai kadar selulosa ini dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol.

            Ethanol atau ethyl alcohol kadang disebut juga ethanol spiritus. Ethanol digunakan dalam beragam industri seperti campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan baku farmasi dan kosmetika, dan campuran bahan bakar kendaraan, peningkat oktan, dan bensin ethanol (gasohol). Sampai saat ini konsumsi ethanol dunia sekitar 63 persen untuk bahan bakar, terutama di Brazil, Amerika Utara, Kanada, Uni Eropa, dan Australia. Di Asia, konsumsi terbesar ethanol adalah untuk minuman keras. Jepang dan Korea Selatan adalah konsumen ethanol terbesar untuk industri ini. Fungsi ethanol sebagai campuran bahan bakar kendaraan memiliki prospek bagus karena harga minyak mentah makin tinggi. Ethanol ini berfungsi sebagai penambah volume BBM, sebagai peningkat angka oktan, dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang lebih bersih pengganti methyl tertiary-butyl ether (MTBE).

            Karena ethanol mengandung 35 persen oksigen, ia dapat  meningkatkan efisiensi pembakaran. Ethanol juga ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah seperti kadar karbon monoksida, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan. Ethanol juga mudah terurai dan aman karena tidak mencemari lingkungan.

            Rumput gajah dikenal dengan nama ilmiah : Pennisetum Purpureum Schumach. Nama daerahnya : Elephant grass, napier grass (Inggris), Herbe d’elephant, fausse canne a sucre (Prancis), Rumput Gajah (Indonesia, Malaysia), Buntot-pusa (Tagalog, Filipina), Handalawi (Bokil), Lagoli (Bagobo), Ya-nepia (Thailand), Co’ duoi voi (Vietnam), Pasto Elefante (Spanyol).Rumput gajah berasal dari Afrika tropika, kemudian menyebar dan diperkenalkan ke daerah-daerah tropika didunia. Dikembangkan terus-menerus dengan berbagai silangan sehingga menghasilkan banyak kultivar, terutama di Amerika, Philipina dan India.

Gambar 1.1. Rumput gajah jenis King Grass, yang berumur sekitar 2

minggu.

            Rumput gajah merupakan keluarga rumput-rumputan (graminae) yang telah dikenal manfaatnya sebagai pakan ternak pemamah biak (ruminansia) yang alamiah di Asia Tenggara. Rumput ini secara umum merupakan tanaman tahunan yang berdiri tegak, berakar dalam, dan tinggi dengan rimpang yang pendek. Tinggi batang dapat mencapai 2-4 meter (bahkan mencapai 6-7 meter), dengan diameter batang dapat mencapai lebih dari 3 cm dan terdiri sampai 20 ruas/buku. Tumbuh membentuk rumpun dengan lebar rumpun hingga 1 meter. Pelepah daun gundul hingga berbulu pendek, helai daun bergaris dengan dasar yang lebar, ujungnya runcing. Kandungan nutrien setiap ton bahan kering adalah: N : 10-30 kg  ;  P : 2-3 kg  ;  K : 30  kg  ;  Ca : 3-6 kg  ;  Mg dan S : 2-3 kg. selain itu rumput gajah juga mempunyai kandungan lain seperti:  Protein kasar : 5,20% ; Serat kasar: 40,85%   (McIIroy) ; glukosa      : 2,84 %  (BBLK Surabaya) ; Air : 43,61% (Laboratorium OTK UPN ”Veteran” JATIM.

Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah, sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Dewasa ini rumput hanya digunakan sebagai makanan ternak. Terkadang rumput gajah juga dianggap sebagai tanaman pengganggu. Tetapi rumput yang mempunyai kadar selulosa ini dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol.

           

1.4. Selulosa

            Selulosa adalah polimer β-glukosa dengan ikatan β-1    4 diantara satuan glukosanya. Selulosa berfungsi sebagai bahan struktur dalam jaringan tumbuhan dalam bentuk campuran polimer homolog dan biasanya disertai polosakarida lain dan lignin dalam jumlah yang beragam. Molekul selulosa memanjang dan kaku, meskipun dalam larutan. Gugus hidroksil yang menonjol dari rantai dapat membentuk ikatan hidrogen dengan mudah, mengakibatkan kekristalan dalam batas tertentu. Derajat kekristalan yang tinggi menyebabkan modulus kekenyalan sangat meningkat dan daya regang serat selulosa menjadi lebih besar dan mengakibatkan makanan yang mengangung selulosa lebih liat (John M Deman,1997).

Selulosa yang merupakan polisakarida terbanyak di bumi dapat diubah menjadi glukosa dengan cara hidrolisis asam (Groggins,1985).

Gambar dari selulosa :

 

Gambar 1.2. Rumus Bangun Selulosa

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: