LOMBA KARYA TULIS ILMIAH NASIONALMARSS 2015

PEMANFAATAN LIMBAH SAGU PADAT SEBAGAI BAHAN DASAR PRODUKSI BIOETANOL UNTUK MEWUJUDKAN INDONESIA MANDIRI ENERGI

Diusulkan Oleh :(Muhammad Luqman Hakim /24020111130036/ 2011)(Dewi Asiyah /24020112130105/ 2012)(Setiawan Wicaksono /24020113140103/ 2013)

UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG2015

HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Karya Tulis : PEMANFAATAN LIMBAH SAGU PADAT SEBAGAI BAHAN DASAR PRODUKSI BIOETANOL UNTUK MEWUJUDKAN INDONESIA MANDIRI ENERGI

2. Instansi : Universitas Diponegoro3. Sub Tema Karya : Energi4. Ketua :a. Nama Lengkap : Muhammad Luqman Hakimb. NIM : 24020111130036c. Jurusan/Fakultas : Biologi/ Sains dan Matematikad. Asal Perguruan Tinggi : Universitas Diponegoroe. Alamat Rumah : Welahan, RT 4 RW 2, Welahan, Jeparaf. No.Telp. : 085741390094g. Alamat Email : haq.luckman@yahoo.com5. Dosen Pendamping a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Endah Dwi Hastuti, M.Sib. NIDN : 0005056110c. Alamat dan Np/ Telp. : Jl. Jangli Perbalan, Jatingaleh, Semarang dan 085865497979

Semarang, 24 Maret 2015Menyetujui,Dosen Pembimbing, Ketua Tim,

(Dr. Endah Dwi Hastuti, M.Si)(Muhammad Luqman Hakim)NIDN.0005056110NIM. 24020111130036

Mengetahui,Pembantu Dekan IIIBidang Kemahasiswaan

(Ngadiwiyana, S.Si., M.Si)NIP. 196906201999031002

LEMBER PERNYATAAN ORISINALITAS KARYALOMBA KARYA TULIS ILMIAHMARSS 2015

Judul karya tulis : Pemanfaatan Limbah Sagu Padat Sebagai Bahan Dasar Produksi Bioetanol Untuk Mewujudkan Indonesia Mandiri EnergiNama Ketua : Muhammad Luqman HakimNama Anggota : 1) Dewi Asiyah 2) Setiawan Wicaksono

Kami yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa karya tulis dengan judul di atas benar merupakan karya orisinal yang dibuat oleh penulis dan belum pernah dipublikasikan dan / atau dilombakan di luar kegiatan Lomba Karya Tulis Ilmiah MARSS 2015 yang diselenggarakan oleh UKMF KSI-MIST FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta. Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya, dan apabila terbukti terdapat pelanggaran di dalamnya, maka kami siap untuk didiskualifikasi dari kompetisi ini sebagai bentuk pertanggungjawaban kami.

Semarang, 24 Maret 2015Menyetujui,Dosen Pembimbing,Ketua Tim,

(Dr. Endah Dwi Hastuti)(Muhammad Luqman Hakim)NIDN.0005056110 NIM.24020111130036

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. Atas segala rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul Pemanfaatan Limbah Sagu Padat Sebagai Bahan Dasar Produksi Bioetanol Untuk Mewujudkan Indonesia Mandiri Energi. Judul ini penulis angkat untuk menunjang perkembangan ilmu fermentasi dengan memanfaatkan limbah sagu untuk menciptakan bahan bakar terbarukan ramah lingkungan. Meskipun banyak rintangan dan hambatan yang penulis alami dalam proses pengerjaannya, tapi penulis berhasil menyelesaikannya dengan baik.Tidak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada dosen pembimbing yang telah membantu dalam mengerjakan karya tulis ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada teman-teman mahasiswa yang juga sudah memberi kontribusi baik langsung maupun tidak langsung dalam pembuatan karya tulis ini. Tentunya ada hal-hal yang ingin penulis berikan kepada masyarakat dari hasil karya tulis ini. Karena itu kami berharap semoga karya tulis ini dapat menjadi sesuatu yang berguna bagi kita bersama. Semoga karya tulis ini dapat membuat kita mencapai kehidupan yang lebih baik lagi.

Semarang, 24 Maret 2015

Penulis

DAFTAR ISIHalaman Sampul iLembar PengesahaniiKata Pengantar iiiDaftar Isi ivDaftar Gambar vDaftar Tabel viAbstrak vii

BAB 1 Pendahuluan 10. Latar Belakang 10. Rumusan Masalah 30. Tujuan 30. Luaran yang Diharapkan 30. Manfaat 4

BAB II Tinjauan Pustaka 51. 1. Potensi Limbah Sagu51. Saccharomyces cerevisiae Hansen.61. Bioetanol61. Pembuatan Bioetanol71. 1.

BAB 111 Metode Penulisan 91.

BAB 1V Pembahasan 91. 3. Konsep Dasar Pemanfaatan Limbah Sagu sebagai Sumber Bioetanol 103. Aplikasi Pati Sagu (Limbah Sagu) sebagai Sumber Bioetanol 133. Keunggulan Pembuatan Bioetanol dengan Bahan Baku Limbah Sagu153. Langkah Strategis Pengembangan Bioetanol dari Limbah Sagu16

BAB V Potensi Bisnis5.1 Analisi Pasar5.2 Perencanaan Operasi5.3 Perhitungan Benefit

BAB VI Penutup181. 6.1 Simpulan186.2 Saran18

Daftar Pustakaviii

Daftar Riwayat Hidupix

Lampiran scan KTMxii

DAFTAR GAMBARGambar 2.1. Limbah Sagu5Gambar 4.2. Pembuatan Bioetanol 14Gambar 4.4 Tahapan Rencana Pengembangan Produk Bioetanol17

DAFTAR TABELTabel 4.1.Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat dan tetes menjadi bioetanol 11

RINGKASANIndonesia saat ini sedang dihadapkan pada masalah sulit yang menyangkut hajat hidup orang banyak berupa kebutuhan akan energi terutama bahan bakar. Pertumbuhan manusia yang semakin meningkat menyebabkan permintaan energi bahan bakar semakin besar sedangkan pasokan sumber energi bahan bakar semakin menipis. Krisis energi telah memicu pengembangan sumber energi alternatif terbarukan (renewable) untuk mensubstitusi pengguanaan minyak bumi yang selama ini menjadi sumber energi utama bagi masyarakat. Limbah sagu dari desa Plajan, Jepara dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Bioetanol merupakan salah satu jenis sumber energi terbarukan yang dapat diaplikasikan oleh masyarakat Indonesia. Kandungan limbah sagu yang paling tinggi adalah karbohidrat yang mencapai 47,84%. Karbohidrat yang cukup tinggi ini dapat dimanfaatkan secara optimal sebagai salah satu sumber bahan bakar alternatif bioetanol. Proses pembuatan bioetanol meliputi hidrolisis, fermentasi dan destilasi. Hidrolisis adalah suatu proses antara reaktan dengan air agar suatu senyawa pecah terurai. Fermentasi adalah suatu proses perubahanperubahan kimia dalam suatu substrat organik yang dapat berlangsung karena aksi katalisator biokimia, yaitu enzim yang dihasilkan oleh mikrobiamikrobia tertentu. Destilasi adalah suatu proses penguapan dan pengembunan kembali, yang dimaksudkan untuk memisahkan campuran dua atau lebih zat cair ke dalam fraksifraksinya berdasarkan perbedaan titik didih. Tujuan dari penulisan karya ilmiah ini yaitu guna mengetahui potensi energi alternatif terbarukan yang berasal dari pengolahan limbah sagu sehingga pengembangannya mampu dijadikan sebagai problem solver permasalahan krisis energi di Indonesia pada 2025. Keunggulan bioetanol dengan bahan baku limbah sagu adalah ramah lingkungan, murah dan berkelanjutan

Kata Kunci: Limbah sagu, bioetanol, sumber energi terbarukan

BAB I PENDAHULUAN1.1. Latar BelakangEnergi mempunyai peranan penting dalam pencapaian tujuan sosial, ekonomi, dan lingkungan untuk pembangunan berkelanjutan serta merupakan pendukung bagi kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Sedangkan akses ke energi yang andal dan terjangkau merupakan prasyarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat.Keterbatasan akses ke energi komersial telah menyebabkan pemakaian energi per kapita Indonesia masih rendah dibandingkan dengan negara lainnya. Konsumsi per kapita pada saat ini sekitar 3 SBM yang setara dengan kurang lebih sepertiga konsumsi per kapita rerata negara ASEAN. Dua pertiga dari total kebutuhan energi nasional berasal dari energi komersial dan sisanya berasal dari biomassa yang digunakan secara tradisional (non-komersial) (Kemenristek RI, 2006)Kebijakan nasional jangka panjang di bidang energi sangat diperlukan guna menjawab beberapa tantangan utama yang tengah dihadapi masyarakat Indonesia dalam mewujudkan penyediaan energi yang berkelanjutan (energy sustainability). Penyediaan energi berkelanjutan meliputi anatara lain: memperluas akses kepada kecukupan pasokan energi, andal dan terjangkau dengan memperhatikan seluruh sarana atau prasarana yang diperlukan (energy security) dan dampak yang ditimbulkan.Menurut situs Energi Informasi International (EIA) dalam Kotarumalos (2008), produksi total minyak Indonesia turun dari 1,245 juta barrel per hari di tahun 2003 menjadi 1,183 juta barrel per hari di tahun 2004, sementara itu konsumsi dalam negeri meningkat dari 1,143 juta barrel per hari di tahun yang sama menjadi 1,223 juta barrel per hari pada tahun 2004. Jika keadaan ini terus dibiarkan dan Indonesia hanya mengandalkan sumber fosil untuk memenuhi kebutuhan energi, maka krisis ataupun kelangkaan energi di Indonesia beberapa tahun mendatang tidak dapat dihindari.Kebutuhan energi di Indonesia yang tinggi memicu dilakukannya eksplorasi besar-besaran terhadap sumber energi fosil seperti minyak bumi, gas, batu bara dan lain sebagainya. Hal tersebut menimbulkan semakin terbatasnya jumlah cadangan sumber energi di Indonesia karena sifatnya yang tidak dapat diperbaharui yang berdampak pada krisis energi dan peningkatan harga bahan bakar. Hasil temuan terbaru menunjukkan persediaan total minyak Indonesia hanya 5,2 milyar barrel dan 4,6 milyar barrel potensi minyak. Jika produksi rata-rata berada pada 0,54 milyar barrel per tahun, maka rasio yang didapat antara persediaan dan produksi adalah 18. Artinya 18 tahun kedepan, persediaan minyak Indonesia akan habis.Indonesia harus mengembangkan energi alternatif, salah satu diantaranya adalah bioetanol. Bioetanol (etil alkohol) adalah alkohol (etanol atau C2H5OH) yang dibuat dari sumber daya alam (sumber nabati) yang dapat diperbaharui dan atau hasil degradasi bagian dari limbah dan ditujukan untuk digunakan sebagai biofuel (Krismatuti, 2009).Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki sumber daya alam yang sangat melimpah terutama dibidang pertanian, salah satu hasil dari pertanian Indonesia adalah sagu. Salah satu pabrik industri sagu terdapat di Desa Plajan, yang berada di Kecamatan Pakis Aji, Kabupaten Jepara, Jawa Tengah. Pabrik industri sagu ini menghasilkan limbah padat dan cair. Penduduk sekitar yang minim informasi mengalami kesulitan untuk membuang atau memanfaatkan limbah yang dihasilkan dari pabrik industri sagu, sehingga limbah padat menumpuk di pinggir jalan dan baunya yang tidak enak mengganggu masyarakat sekitar maupun pengguna jalan. Limbah cair langsung dialirkan ke sungai, sehingga mengganggu aliran sungai di daerah tersebut dan menyebabkan pencemaran sungai (Fatkhu, 2012).Kandungan limbah sagu yang paling tinggi adalah karbohidrat yang mencapai 47,84% (Fatkhu, 2012). Karbohidrat yang cukup tinggi ini belum dimanfaatkan secara optimal sebagai salah satu sumber bahan bakar alternatif. Hal ini menjadi salah satu peluang untuk menambah variasi sumber bahan bakar rumah tangga alternatif yang dapat dirasakan manfaatnya langsung oleh masyarakat (Nugraheni, 2013).1.2. Rumusan MasalahKebutuhan energi yang terus menerus meningkat di Indonesia mengharuskan dilakukannya pencarian sumber-sumber alternatif energi baru yang dapat menggantikan sumber energi dari bahan fosil. Selama ini Indonesia hanya dan terus menggunakan bahan fosil sebagai sumber energinya sehingga dikabarkan sumber energi tak terbarukan ini akan habis pada tahun 2025. Salah satu energi alternatif terbarukan yang berpotensi dikembangkan di Indonesia adalah bioetanol dengan bahan baku limbah sagu. Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah yang akan dikaji dalam karya tulis ini adalah potensi pemanfaatan limbah sagu sebagai bahan dasar produksi bioetanol untuk menghadapi krisis energi 2025. 1.3. TujuanTujuan dari penulisan karya ilmiah ini yaitu guna mengetahui potensi energi alternatif terbarukan yang berasal dari pengolahan limbah sagu sehingga pengembangannya mampu dijadikan sebagai problem solver permasalahan krisis energi di Indonesia pada tahun 2025. Penulisan karya tulis ini bertujuan agar dapat dikembangkannya penelitian mengenai potensi pemanfaatan berbagai jenis limbah sebagai bahan baku bioetanol.1.4. Luaran yang DiharapkanPemanfaatan limbah sagu sebagai bahan baku dalam produksi bioetanol, sebagai salah satu sumber bahan bakar alternatif diharapkan dapat meningkatkan nilai ekonomis limbah sagu tersebut. Peningkatan mutu limbah sagu dilakukan dengan memodifikasi pati limbah sagu menjadi bioetanol dengan kemurnian tinggi melalui hidrolisis enzimatis dengan proses fermentasi menggunakan yeast Saccharomyces cerevisiae.1.5. ManfaatPenelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam sektor energi di Indonesia, meliputi:1. Memberikan terobosan dihasilkannya energi alternatif terbarukan yang ramah lingkungan melalui pemanfaatan limbah sagu.2. Memberikan informasi mengenai potensi limbah sagu sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.3. Memberikan solusi yang inovatif untuk mengatasi permasalahan krisis energi di Indonesia melalui pengembangan bahan bakar alternatif bioetanol sebagai sumber energi terbarukan ramah lingkungan (green energy).

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2. 2.1. Potensi Limbah SaguAmpas sagu (Metroxylon sago) merupakan limbah yang dihasilkan dari pengolahan sagu, kaya akan karbohidrat dan bahan organik lainnya. Pemanfaatannya masih terbatas dan biasanya dibuang begitu saja ke tempat penampungan atau ke sungai yang ada di sekitar daerah penghasil. Oleh karena itu, ampas sagu berpotensi menimbulkan dampak pencemaran lingkungan. Ampas sagu terdiri dari serat-serat empulur yang diperoleh dari hasil pemarutan/pemerasan isi batang sagu. Ampas sagu dapat digunakan untuk berbagai keperluan diantaranya sebagai pakan ternak (Idral, 2012).Industri ekstraksi pati sagu menghasilkan 3 jenis limbah, yaitu residu selular empulur sagu berserat (ampas), kulit batang sagu (bark), dan air buangan (waste water). Pada umumnya, jumlah kulit batang sagu dan ampas sagu berturut-turut sekitar 26% dan 14% berdasarkan bobot total balok sagu. Limbah ampas dan kulit batang sagu merupakan bahan lignoselulosa yang sebagian besar tersusun atas selulosa, hemiselulosa, dan lignin (Idral, 2012). Fatkhu (2012) menambahkan, kandungan limbah sagu adalah C 47,84%, Ntot 2,55%, Ptot 0,31%, Ktot 0,08%, dan C/N ratio 18,76.

Gambar 2.1. Limbah Sagu2.2. Saccharomyces cerevisiae Hansen.Jenis khamir yang biasanya dipakai dalam industri fermentasi alkohol adalah jenis Saccharomyces cerevisiae. S. cerevisiae adalah jenis khamir utama yang berperan dalam produksi minuman beralkohol seperti bir, anggur, dan juga digunakan untuk fermentasi adonan dalam perusahaan roti dan fermentasi tape (Irianto, 2006). S. cerevisiae merupakan khamir yang banyak digunakan dalam industri fermentasi bioetanol sebagai industri modern, khamir tersebut dalam bioteknologi konvensional telah digunakan untuk memproduksi beberapa pangan tradisional seperti: bir, anggur, wiski, sake, pengembangan roti, tempe dan sebagainya (Asngad, 2010).S. cerevisiae memerlukan kondisi lingkungan yang cocok untuk pertumbuhannya, yaitu nutrisi sebagai sumber energi terutama gula, pH optimum 4-5, temperatur optimum 28 C 30 C serta kebutuhan akan oksigen terutama pada awal pertumbuhan. S. cerevisiae merupakan organisme fakultatif anaerob yang dapat menggunakan baik sistem aerob maupun anaerob untuk memperoleh energi dari pemecahan glukosa. S. cerevisiae dapat menghasilkan alkohol dalam jumlah yang besar. Selain itu juga memiliki toleransi yang tinggi terhadap alkohol, toleransi terhadap alkohol pada variasi strain berbeda (Elevri, 2006).2.3. BioetanolBioetanol adalah etanol yang diperoleh dari proses fermentasi gula bahan-bahan berkarbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Etanol yang disebut juga sebagai etil alkohol, mempunyai sifat berupa cairan yang tidak stabil, mudah terbakar dan tidak berwarna dan merupakan alkohol rantai lurus dengan rumus molekul C2H5OH. Etanol adalah salah satu bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui, ramah lingkungan, serta menghasilkan gas emisi karbon yang rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya (sampai 85% lebih rendah). Bercermin pada beberapa negara maju yang telah lebih dulu mengembangkan etanol sebagai biofuel, Indonesia pun tak mau ketinggalan untuk turut serta mengembangkan etanol sebagi bahan bakar alternatif (Komarayati, 2007).Etanol umumnya dipergunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran untuk minuman keras (seperti sake atau gin), serta bahan baku farmasi dan kosmetika. Berdasarkan kadar alkoholnya, etanol terbagi menjadi tiga grade sebagai berikut: a. Grade industri dengan kadar alkohol 90-94% b. Netral dengan kadar alkohol 96-99,5%, umumnya digunakan untuk minuman keras atau bahan baku obat dalam industri farmasi c. Grade bahan bakar dengan kadar alkohol diatas 99,5% (Prihardana, 2008).2.4. Pembuatan BioetanolSecara umum produksi bioetanol mencakup tiga rangkaian proses yaitu, persiapan bahan baku, fermentasi dan pemurnian. Bahan baku bioetanol bisa diperoleh dari berbagai tanaman yang menghasilkan gula seperti tebu dan molase dan juga tanaman penghasil pati atau tepung seperti jagung, singkong dan juga sagu. Pada tahapan persiapan, bahan baku berupa padatan harus dikonversi terlebih dahulu menjadi larutan gula sebelum akhirnya difermentasi untuk menghasilkan etanol, sedangkan bahan-bahan yang sudah dalam bentuk larutan gula seperti molase dapat secara langsung difermentasi. Bahan padatan dikenai perlakuan pengecilan ukuran dan juga tahap pemasakan. Proses pengecilan ukuran dapat dilakukan dengan menggiling bahan (singkong, sagu, dan jagung) sebelum memasuki tahap pemasakan. Tahap pemasakan bahan meliputi proses liquifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap ini, tepung/pati dikonversi menjadi gula (Hambali, E., dkk. 2008).Tahap fermentasi merupakan tahap kedua dalam proses produksi bioetanol. Pada tahap ini terjadi proses pemecahan gula-gula sederhana menjadi etanol dengan melibatkan enzim dan ragi. Fermentasi dilakukan pada suhu sekitar 27 32 oC pada tahap ini akan dihasilkan gas CO2 sebagai by product dan sludge sebagai limbahnya. Gas CO2 yang dihasilkan memiliki perbandingan toikiometri yang sama dengan etanol yang dihasilkan yaitu 1 : 1. Setelah melalui proses pemurnian, gas CO2 dapat digunakan sebagai bahan baku gas dalam minuman berkarbonat (Hambali, E., dkk. 2008).Tahap berikutnya adalah pemurnian bioetanol yang diperoleh. Tahap ini dilakukan dengan metode destilasi. Destilasi dilakukan pada suhu diatas titik didih etanol murni yaitu pada kisaran 78 100 oC. Produk yang dihasilkan pada tahap ini memilki kemurnian hingga 96%. Etanol hasil destilasi kemudian dikeringkan melalui metode purifikasi menggunakan molecular sieve untuk meningkatkan kemurnian etanol hingga memenuhi spesifikasi bahan bakar ataupun untuk keperluan industri (Hambali, E., dkk. 2008).

BAB IIIMETODE PENULISAN1. 3. 3.1. Pengumpulan DataData diperoleh dari sumber-sumber pustaka berupa jurnal, buku, artikel ilmiah dan sumber internet, dan sumber-sumber lain yang berkaitan dengan topik yang dibahas. 3.2. Pengolahan DataData, fakta dan informasi diidentifikasi. Data diseleksi menurut kesesuain topik yang dibahas. 3.3. Analisis dan SintesisAnalisis dilakukan dengan cara membandingkan intisari-intisari sumber bacaan sebagai hasil pengolahan dan penafsiran data, fakta atau informasi. Pada tahapan ini, dibandingkan pula antara data yang tersedia dengan teori-teori yang relevan. Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, maka diungkap permasalahan-permasalahan, kelebihan-kelebihan, kelemahan-kelemahan, serta manfaat-manfaatnya. Permasalahan yang ditemukan kemudian dicari alternatif pemecahannya. 3.4. Penarikan KesimpulanSimpulan dibuat dengan menggunakan pola pikir induktif, yaitu menarik simpulan dari proposisi-proposisi yang khusus yang kemudian digeneralisasikan. Saran atau rekomendasi dibuat berdasarkan hasil simpulan.3.5. Kerangka PemikiranMencemari lingkunganLimbah sagu melimpah

Solusi kelangkaan energi Sumber bahan baku bioetanolMengatasi masalah lingkunganKesehatan masyarakat terancam

BAB IVPEMBAHASAN4. 4.1. Konsep Dasar Pemanfaatan Limbah Sagu sebagai Sumber BioetanolKrisis energi yang terjadi di berbagai negara di belahan dunia saat ini sudah memasuki tahapan yang sangat serius dan memprihatinkan sehingga harus segera dicari metode pemecahan masalahnya, termasuk Indonesia. Menurut data PDSI (2008), saat ini sumber energi dunia masih didominasi oleh sumber daya alam yang tidak terbarukan antara lain minyak bumi, batubara dan gas alam, yakni sekitar 80,1%, dimana masing - masing penggunaannya adalah olahan minyak bumi sebesar 35,03%, batubara sebanyak 24,59% dan gas alam sekitar 20,44%. Sumber energi terbarukan lainnya, tetapi mengandung resiko yang cukup tinggi adalah energi nuklir yaitu sekitar 6,3%. Di lain pihak, sumber energi yang terbarukan lainnya baru dikembangkan sekitar 13,6% terutama biomassa tradisional yaitu hanya sekitar 8,5% saja.Meningkatnya penggunaan bioetanol sebagai salah satu sumber energi alternatif akan meningkatkan permintaan bahan baku. Mengingat hingga saat ini teknologi proses pembuatan etanol yang telah mantap dikembangkan adalah teknologi starch - based (Sun dan Cheng, 2002), maka dikhawatirkan akan terjadi kompetisi antara ketersediaan bahan baku untuk pangan, pakan, dan untuk sumber energi. Selain itu, untuk menggantikan semua kebutuhan bahan bakar minyak dunia saat ini dengan etanol maka diperlukan luas tanah, lahan pertanian, hutan, dan lain-lain yang tak terbatas. Apalagi jika melihat bahwa saat ini di berbagai negara, khususnya negara berkembang sudah menunjukkan indikasi adanya krisis pangan dan energi sehingga sangatlah perlu untuk segera dicari sumber bahan baku pembuatan etanol lain.Bioetanol berasal dari dua kata yaitu "bio" dan "etanol" yang berarti sejenis alkohol yang merupakan bahan kimia yang terbuat dari bahan baku tanaman yang mengandung pati, misalnya ubi kayu, ubi jalar, jagung dan sagu. Etanol merupakan senyawa alkohol yang mempunyai dua atom karbon (C2H5OH). Rumus kimia umumnya adalah CnH2n+iOH. Karena merupakan senyawa alkohol, etanol memiliki beberapa sifat yaitu larutan yang tidak berwarna (jernih), berfase cair pada temperatur kamar, mudah menguap, serta mudah terbakar.Bioetanol adalah etanol yang berasal dari sumber hayati. Bioetanol bersumber dari gula sederhana, pati dan selulosa. Setelah melalui proses fermentasi dihasilkan etanol. Etanol adalah senyawa organik yang terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, sehingga dapat dilihat sebagai turunan senyawa hidrokarbon yang mempunyai gugus hidroksil dengan rumus C2H5OH. Secara garis besar penggunaan etanol adalah sebagai pelarut untuk zat organik maupun anorganik, bahan dasar industri asam cuka, ester, spirtus, asetaldehid, antiseptik dan sebagai bahan baku pembuatan eter dan etil ester. Etanol juga untuk campuran minuman dan dapat digunakan sebagai bahan bakar (gasohol).Produksi bioetanol dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat dan tetes menjadi bioetanol ditunjukkan pada Tabel 4.1.Tabel 4.1 Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat dan tetes menjadi bioetanolBahan BakuKandungan Gula dalam Bahan BakuJumlah Hasil KonversiPerbandingan Bahan Baku dan Bioetanol

JenisKonsumsi (Kg)(Kg)Bio-etanol (Liter)

Ubi Kayu1000250-300166.66,5:1

Ubi Jalar1000150-2001258:1

Jagung1000600-7002005:1

Sagu1000120-1609012:1

Tetes10005002504:1

Glukosa dapat dibuat dari pati-patian, proses pembuatannya dapat dibedakan berdasarkan zat pembantu yang dipergunakan, yaitu hidrolisa asam dan hidrolisa enzim. Berdasarkan kedua jenis hidrolisa tersebut, saat ini hidrolisa enzimi lebih banyak dikembangkan, sedangkan hidrolisa asam (misalnya dengan asam sulfat) kurang dapat berkembang, sehingga proses pembuatan glukosa dari pati-patian sekarang ini dipergunakan dengan hidrolisa enzim. Dalam proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air dilakukan dengan penambahan air dan enzim; kemudian dilakukan proses peragian atau fermentasi gula menjadi etanol dengan menambahkan yeast atau ragi. Reaksi yang terjadi pada proses produksi bioetanol secara sederhana ditujukkan pada reaksi 1 dan 2. H2O(C6H10O5)n --------------------------- N C6H12O6 (1)Enzim(pati) --------------------------- (glukosa)(C6H12O6)n --------------------------- 2 C2H5OH + 2 CO2 (2)yeast (ragi)(glukosa) --------------------------- (etanol)Teknologi proses produksi bioetanol tersebut dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu sakarifikasi, dan fermentasi dan destilasi. Proses sakarifikasi adalah proses untuk mengubah gula kompleks menjadi gula sederhana. Proses fermentasi dimaksudkan untuk mengubah glukosa menjadi bioetanol (alkohol) dengan menggunakan yeast Saccharomyces cerevisiae. Alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi biasanya masih mengandung gas-gas antara lain CO2 (yang ditimbulkan dari pengubahan glukosa menjadi etanol dan aldehid yang perlu dibersihkan. Gas CO2 pada hasil fermentasi tersebut biasanya mencapai 35 persen volume, sehingga untuk memperoleh bioetanol yang berkualitas baik, etanol tersebut harus dibersihkan dari gas tersebut. Proses pembersihan (washing) CO2 dilakukan dengan menyaring bioetanol yang terikat oleh CO2, sehingga dapat diperoleh bioetanol yang bersih dari gas CO2). Kadar bioetanol yang dihasilkan dari proses fermentasi, biasanya hanya mencapai 8 sampai 10 persen saja, sehingga untuk memperoleh bioetanol yang berkadar alkohol 95 persen diperlukan proses lainnya, yaitu proses distilasi. Proses distilasi dilaksanakan melalui dua tingkat, yaitu tingkat pertama dengan beer column dan tingkat kedua dengan rectifying column.Umumnya hasil fermentasi adalah bioetanol atau alkohol yang mempunyai kemurnian sekitar 30 40% dan belum dpat dikategorikan sebagai fuel based ethanol. Sebagaimana disebutkan diatas, untuk memurnikan bioetanol menjadi berkadar lebih dari 95% agar dapat dipergunakan sebagai bahan bakar, alcohol hasil fermentasi yang mempunyai kemurnian sekitar 40% tadi harus melewati proses destilasi untuk memisahkan bioetanol dengan air dengan memperhitungkan perbedaan titik didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali.Untuk memperoleh bioetanol dengan kemurnian lebih tinggi dari 99,5% atau yang umum disebut fuel based ethanol, masalah yang timbul adalah sulitnya memisahkan hidrogen yang terikat dalam struktur kimia bioetanol dengan cara destilasi biasa, oleh karena itu untuk mendapatkan fuel grade ethanol dilaksanakan pemurnian lebih lanjut.4.2. Aplikasi Pati Sagu (Limbah Sagu) sebagai Sumber Bioetanol Pati sagu disebut juga poliglukosa, karena unit monomernya glukosa. Kemurnian sagu pada pati sangat tinggi karena rendahnya kandungan lemak, protein dan senyawa lain, sehingga pati sagu sangat cocok digunakan sebagai bahan baku pembuatan turunan pati seperti dekstrin, dekstrose, gula, dan produk turunan lainnya. Pati sagu yang diekstrak dari empulur batang, pohonnya mengandung pati (27-31%), serat (20-24%) dan air (45-53%). Ekstraksi dilakukan dengan metode aliran air, sehingga air ikut berpengaruh terhadap kualitas mutu sagu. Bioetanol dari sagu berasal dari dua bagian yaitu pati sagu dan serat sagu. Sedangkan prosesnya berlangsung dalam empat tahapan yaitu: a. hidrolisa bahan menjadi oligosakarida; b. hidrolisa oligosakarida menjadi gula (monosakarida); c. konversi gula menjadi bioetanol; d. pemurnian bioetanol. Pembuatan etanol dari pati dapat dilakukan secara kimia ataupun biologis. Akan tetapi jika berbicara bioetanol tentunya proses yang dipakai adalah secara biologis dengan menggunakan enzim alfa dan glucoamilase yang mampu mengurai pati menjadi gula (sakarifikasi) dan selanjutnya fermentasi gula menjadi bioetanol. Bioetanol dapat pula diperoleh dari serat berselulosa dengan menggunakan enzim selulase. Efektivitas proses ini dipengaruhi oleh jenis enzim, kekentalan bahan (ratio pati dan air), presentase enzim dan kondisi proses fermentasi. Langkah-langkah pembuatan bioetanol berbahan sagu sebagai berikut.

Gambar 4.2 Pembuatan BioetanolProses fermentasi berlangsung beberapa jam setelah semua bahan dimasukkan ke dalam fermentor. Proses ini berjalan ditandai dengan keluarnya gelembung-gelembung udara kecil-kecil Gelembung-gelembung udara ini adalah gas CO2 yang dihasilkan selama proses fermentasi. Selama proses fermentasi usahakan agar suhu tidak melebihi 36oC dan pH nya dipertahankan 4.5 5. Proses fermentasi berjalan kurang lebih selama 2 sampai 3 hari. Salah satu tanda bahwa fermentasi sudah selesai adalah tidak terlihat lagi adanya gelembung-gelembung udara.Setelah proses fermentasi selesai, masukkan cairan fermentasi ke dalam evaporator atau boiler. Panaskan dengan suhu dipertahankan sekitar 79 81oC. Pada suhu ini bioetanol sudah menguap, tetapi air tidak menguap. Uap etanol dialirkan ke distilator. Bioetanol akan keluar dari pipa pengeluaran distilator. Pada distilasi tahap pertama, biasanya kadar bioetanol masih di bawah 95%. Apabila kadar bioetanol masih di bawah 95%, distilasi perlu diulangi lagi (reflux) hingga kadar bioetanolnya 95%. Jika kadar bioetanolnya sudah 95% dilakukan dehidrasi atau penghilangan air. Untuk menghilangkan air bisa menggunakan kapur tohor atau zeolit sintetis. Tambahkan kapur tohor pada etanol, biarkan semalam. Setelah itu didistilasi lagi hingga kadar airnya berkurang, dan kadar bioetanol yang diperoleh dapat mencapai 98-99%. Sagu berpotensi menjadi bioetanol bahan bakar nabati (BBN) karena kandungan karbohidratnya cukup tinggi, sekitar 85% dan kandungan kalori 357 kalori. Jadi diperkirakan kalau menggunakan tepung sagu tersebut dari 6,5 kg tepung akan dihasilkan 3,5 liter bioetanol (Tarigan, 2001).4.3. Keunggulan Pembuatan Bioetanol dengan Bahan Baku Limbah SaguBioetanol merupakan salah satu jenis sumber energi terbarukan yang dapat di aplikasikan oleh masyarakat Indonesia. Penggunaan limbah sagu sebagai bahan baku pembuatan bioetanol memiliki keunggulan yaitu:a. Ramah LingkunganPenggunaan limbah sagu sebagai bahan baku pembuatan bioetanol dapat mengurangi adanya pencemaran lingkungan di Desa Plajan Jepara. Keberadaan limbah sagu yang tidak termanfaatkan dapat mengganggu lingkungan dan jika dibiarkan dapat menjadi sumber penyakit. Penduduk sekitar yang minim informasi mengalami kesulitan untuk membuang atau memanfaatkan limbah yang dihasilkan dari pabrik industri sagu, sehingga limbah padat menumpuk di pinggir jalan dan baunya yang tidak enak mengganggu masyarakat sekitar maupun pengguna jalan, sementara limbah cair langsung dialirkan ke sungai, sehingga mengganggu aliran sungai di daerah tersebut dan menyebabkan pencemaran sungai. Selain itu, proses pembuatan bioetanol ini tidak menghasilkan residu yang berbahaya bagi lingkungan, malahan hasil samping dari proses pembuatan bioetanol ini dapat dijadikan pupuk karena kandungan bahan organiknya yang baik bagi tanaman. Oleh karena itu, pemanfaatan limbah sagu ini diharapkan sebagai salah satu langkah yang tepat untuk mengolah limbah menjadi sumber energi terbarukan yang sangat bermanfaat bagi masyarakat.b. MurahBahan dasar yang diperlukan untuk membuat bioetanol dari imbah sagu merupakan bahan yang mudah di dapat tanpa harus membelinya. Limbah sagu merupakan hasil samping industri sagu yang dianggap sudah tidak memiliki manfaat lagi sehingga dibuang begitu saja, Mikroba yang digunakan sebagai pengurai pun dapat diperoleh dengan harga yang murah yaitu dengan menggunakan ragi roti.c. BerkelanjutanBerbeda dengan energi fosil, yang semakin lama akan semakin habis. Bioetanol merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dapat secara terus menerus diproduksi. Ketersediaan bahan baku untuk bioetanol pun juga akan selalu ada karena berasal dari limbah cair tahu dan air cucian beras, serta mikroorganisme yang digunakan pun memiliki pertumbuhan yang sangat cepat, sehingga tidak perlu ada kekhawatiran sumber energi bioetanol ini akan habis.Dengan adanya beberapa keunggulan-keunggulan pembuatan bioetanol dengan bahan baku limbah sagu di atas, bukan tidak mungkin untuk dapat diterapkan secara nyata untuk menggantikan energi fosil yang saat ini sudah semakin menipis. Bioetanol ini diharapkan dapat menjadi sumber energi yang dapat diandalkan dan sekaligus sebagai langkah yang tepat untuk mengurangi permasalahan lingkungan. Dengan demikian pemenuhan kebutuhan energi dan konservasi dapat berjalan beriringan.4.4. Langkah Strategis Pengembangan Bioetanol dari Limbah SaguPotensi besar yang dimiliki oleh limbah sagu perlu mendapat perhatian besar dari beberapa pihak terkait, baik peneliti, industri, ataupun pemerintah. Pemanfaatannya sebagai sumber energy potensial (bioethanol) yang mampu mengatasi krisis energy Indonesia apada tahun 2025 dan memenuhi aspek yang ramah lingkungan yang kini mulai digalakkan kembali. Perlunya dilakukan tindakan yang nyata sebagai follow up dari beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai pemanfaatan limbah sagu sebagai bioetanol, contohnya dengan pengembangan pabrik industri bioetanol yang besar di Indonesia secara berkelanjutan. Berikut merupakan diagram alur tahapan pengembangan keilmuan mahasiswa sebagai problem solver dalam bidang energi:ProdukIndustri NasionalPenelitian lebih lanjutGagasanPeneliti atau MahasiswaIndustri Internasional

Gambar 4.4 Tahapan rencana pengembangan produk bioetanol

BAB V POTENSI BISNIS

5.1. Analisis Pasar meliputi Analisis SWOT, Segmentasi Pasar, Strategi Pemasaran dan Kompetisi Saingan 5.2. Perencanaan Operasi meliputi perencanaan dan proses produksi. 5.3. Perhitungan Benefit

BAB VIPENUTUP5. 6.1. SimpulanMelimpahnya jumlah limbah sagu diduga berpotensi besar untuk dikembangkan menjadi sumber energi terbarukan. Hal ini dikarenakan komponen tersebut mengandung karbohidrat yang cukup tinggi. Pemanfaatan limbah sagu sebagai energi terbarukan, bukan hanya dapat memecahkan persoalan krisis energi di Indonesia akibat bahan fosil yang semakin terbatas namun juga mampu memecahkan masalah pencemaran lingkungan, sehingga energi terbarukan ini pun bersifat ramah lingkungan.6.2. SaranGuna pengembangan pemanfaatan limbah sagu sebagai bahan baku dalam pembuatan bioetanol perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai komposisi dan perbandingan penggunaan antara limbah sagu dan S. cerevisiae agar diperoleh kadar etanol yang lebih besar.

DAFTAR PUSTAKA

Asngad, A., dan Triyani. 2010. Kadar Bioetanol Limbah Tapioka Padat Kering dengan Penambahan Ragi dan H2SO4 pada Lama Fermentasi yang Berbeda. Jurnal Penelitian Sains dan Teknologi.11(2): 156-166. , dan Suparti. 2009. Lama Fermentasi dan Dosis Ragi yang Berbeda pada Fermentasi Gaplek Ketela Pohon (Manihot utilissima, pohl) Varietas Mukibat Terhadap Kadar Glukosa dan Bioetanol. Universitas Muhamadiyah, Surakarta.Elevri, Putra dan Surya Rosa Putra.2006. Produksi Etanol Menggunakan Saccharomyces cerevisiae yang Diamobilisasi dengan Agar Batang. Kimia ITS. Akta Kimindo 1(2): 109-110.Fatkhu, Z. dan Erma P. 2012. Uji Penggunaan Kompos Limbah Sagu terhadap Pertumbuhan Tanaman Strawberry (Fragaria vesca L.) di Desa Plajan Kab. Jepara. Buletin Anatomi dan Fisiologi. Volume XX, 1 (3) . 18-28Hambali, E., dkk. (2008). Teknologi Bioenergi. Cetakan ketiga. PT.Agromedia Pustaka, Jakarta.Irianto, K. 2006. Mikrobiologi: Menguak Dunia Mikroorganisme Jilid 2. CV. Yrama Widya, Bandung.Kementrian Riset dan Teknologi Indonesia. 2006. Indonesia 2005-2025 (Penelitian, Pengembangan, dan Penerapan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Bidang Sumber Energi Baru dan Terbarukan untuk Mendukung Keamanan Ketersediaan Energi Tahun 2025). Kemenristek RI, Jakarta.Komarayati, Sri Prihandana. 2007. Bioetanol Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. Agromedia, Jakarta.Kotarumalos, Nur Aisyah. 2008. Menuju Ketahanan Energi Indonesia: Belajar dari Negara Lain. Artikel. Peneliti Pusat Penelitian Sumber Daya Regional LIPI: 1-18.Krismatuti, F.S.H. 2009. Sumber Penghasil Energi Alternatif Bioetanol. Berita IPTEK LIPI.Nugraheni, A., Lazuardi R., dan Hargono. 2013. Pembuatan Bioetanol Grade Bahan Bakar dari Bahan Baku Umni Gadung melalui Proses Fermentasi dan Destilasi-Dehidrasi. Jurnal Teknologi Kimia dan Industr. Vol. 2, No. 3. 163-169Putra A. E & Surya, R. P. 2006. Produksi Etanol menggunakan Saccharomyces cereviseae yang Diamobilisasi dengan Agar Batang. FMIPA ITS, Surabaya.Sun, Y. and Cheng, J. 2002. Hydrolysis of Lignocellulosic Materials for Ethanol Production: A Review. Bioresource Technology, Vol. 83, pp. 1-11.

LAMPIRAN

DAFTAR RIWAYAT HIDUP1. Biodata KetuaA. Identitas Diri1Nama Lengkap Muhammad Luqman Hakim

2Jenis KelaminLaki-laki

3Program StudiBiologi

4NIM24020111130036

5Tempat dan Tanggal LahirJepara, 11 Januari 1994

6E-mailhaq.luckman@yahoo.com

7Nomor Telepon/HP085741390094

B. Pengalaman OrganisasiNoNama OrganisasiJabatanTahun

1FOSTIBI (Forum Studi Islam Mahasiswa Biologi)Ketua2012

2Himpunan Mahasiswa BiologiStaff Departemen Ekonomi Bisnis2012

3RICKepala Departemen HRD2013

C. Karya Ilmiah yang pernah ditulis (tingkat Provinsi-Internasional)NoJudul Karya IlmiahTingkat Lomba

1

D. Penghargaan dalam 5 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi dan institusi lainnya)NoJenis PenghargaanInstitusi Pemberi PenghargaanTahun

1

2. Anggota 1

A. Identitas Diri1Nama Lengkap (dengan gelar)Dewi Asiyah

2Jenis KelaminP

3Program StudiBiologi

4NIM24020112130105

5Tempat dan Tanggal LahirKudus, 5 Agustus 1994

6E-Maildewiasiyah5@gmail.com

7Nomor Telepon/HP085740697547

B. Pengalaman OrganisasiNoNama OrganisasiJabatanTahun

1FOSTIBI (Forum Studi Islam Mahasiswa Biologi)Staff Departemen Annisa2013

2KMPL (Kelompok Mahasiswa Pecinta Lingkungan)Staff Divisi Pengabdian Masyarakat2013

3Rebana Diponegoro University (READY)Sekretaris 22013-2014

4Rebana Diponegoro University (READY)Dewan Penasehat2015

5KMNU (Keluarga Mahasiswa Nahdlotul Ulama)Staff Divisi PSDM2014-2015

6KKS (Keluarga Kudus Semarang)Staff Divisi Hubungan Luar dan Kerjasama2014

C. Pemakalah Seminar Imiah (Oral Presentation)NoNama Pertemuan Ilmiah/SeminarJudul Artikel IlmiahWaktu dan Tempat

1---

D. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau institusi lainnya)NoJenis PenghargaanInstitusi Pemberi PenghargaanTahun

1Lomba Cipta Cerpen Tingkat SMP Se kabupaten KudusSMAN 2 BAE 2008

2ON-MIPA Tingkat Jawa TengahUniversitas PGRI Semarang2014

3. Anggota 2A. Identitas Diri1Nama LengkapSetiawan Wicaksono

2Jenis KelaminLaki-laki

3Program StudiBiologi

4NIM24020113140103

5Tempat dan Tanggal LahirSidoarjo, 11 Februari 1995

6Emailsetiawanzhao@gmail.com

7No.Telpon/Hp085717837529

B. Pengalaman OrganisasiNoNama OrganisasiJabatanTahun

1FOSTIBI (Forum Studi Islam Mahasiswa Biologi)Wakil Ketua2014

2FOSTIBI (Forum Studi Islam Mahasiswa Biologi)Kepala Department HRD2015

3MADANIStaff Ketakmiran2014-2015

C. Karya Ilmiah yang pernah ditulis (tingkat Provinsi-Internasional)NoJudul Karya IlmiahTingkat Lomba

1

D. Penghargaan dalam 5 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi dan institusi lainnya)NoJenis PenghargaanInstitusi Pemberi PenghargaanTahun

1