ANALISIS POTENSI ENERGI Pembuatan Bioetanol dari Hidrolisat Kulit Kakao (Theobroma Cacao, L)Menggunakan Fermipan

21 Semakin meningkatnya produksi kakao baik karena pertambahan luas areal pertanaman maupun yang disebabkan oleh peningkatan produksi per satuan luas, akan meningkatkan jumlah limbah buah kakao. Pod kakao merupakan limbah perkebunan kakao yang sangat potensial dan mempunyai nilai produktif yang bisa dikembangkan. Pod kakao merupakan limbah lignoselulosik lignin, selulosa, dan hemiselulosa [ ]. Selulosa dan hemiselulosa dapat dikonversi menjadi etanol, sedangkan lignin sudah terlignifikasi saat proses hidrolisis berlangsung. Karena memiliki potensi yang cukup besar, limbah kulit buah kakao diharapkan dapat menjadi sumber alternatif bahan baku untuk pembuatan bioetanol guna mencukupi kebutuhan bahan bakar dalam negeri yang semakin tinggi. Dalam hal prestasi mesin, bioetanol dan gasohol kombinasi bioetanol dan bensin tidak kalah dengan bensin; bahkan dalam beberapa hal, bioetanol dan gasohol lebih baik dari bensin. Pada dasarnya pembakaran bioetanol tidak menciptakan CO 2 neto ke lingkungan karena zat yang sama akan diperlukan untuk pertumbuhan tanaman sebagai bahan baku bioetanol [50]. Adapun peluang untuk mengembangkan potensi bioetanol sendiri di Indonesia cukup besar terutama untuk bahan baku farmasi maupun bahan campuran bensin untuk menghasilkan pembakaran mesin yang sempurna. Salah satu cara yang paling efektif untuk membandingkan perbedaan sumber- sumber energi dan mengukur profabilitas dari masing- masing sumber energi disebut energi profit rasio EPR, yaitu rasio dari energi output terhadap energi [51], seperti rumus dibawah ini ��� = � ���� � ���� � [51] Oleh karena itu perlu dilakukan evaluasi energi pada pembuatan bioetanol dari hidrolisat kulit buah kakao. Dimana pada laporan penelitian ini energi output adalah energi yang dihasilkan etanol dibandingkan dengan energi yang dibutuhkan untuk memproses hidrolisat kulit kakao menjadi bioetanol yaitu energi yang terkandung dalam bahan baku hidrolisat kulit buah kakao, NaOH, Asam sulfat, gambir, fermipan, dan air, energi listrik yang digunakan untuk proses pembuatan bioetanol dan equal energi bahan 22 yang dipakai pada proses pembuatan bioetanol. Pada perhitungan analisis potensi energi menggunakan basis memproduksi 1 kg bioetanol. Tabel 2.5 Kebututhan Listrik Proses Pembuatan Bioetanol Nama Alat Daya watt Waktu pemakaian jam Pemakaian listrik kwhkg bioetanol Rotary evaporator 1.000 1 1 Hot Plate 350 2 0,75 Oven 400 1 0,4 Jumlah 2,15 Untuk menghitung EPR diperlukan jumlah energi output dan juga jumlah energi input seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7 Berikut: Tabel 2.6 Total Energi Input [52], [53], [54], [55] Bahan Masukan Kandungan Energi Bahan kal gram Total Energi kkalkg bioetanol Hidrolisat Kulit Buah Kakao 3900 300 NaOH 7911,089 47,466 Asam Sulfat 2222 26,664 Gambir 5622 1686,6 Fermipan 3650 17,844 Air 10 60 Jumlah energi bahan baku 2138,574 Kebutuhan Energi Listrik Peralatan 860 kkalkwh 3719,5 Total 5858,074 Tabel 2.7 Jumlah Energi Output [38] Produk Kandungan Energi Bahan kalgram Total Energi kkal kg bioetanol Etanol 5612,87 4613,317 Total 4613,317 Dari jumlah energi output dan input pembuatan bioetanol yang dapat dilihat pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7 maka dapat dihitung nilai EPR dengan mengunakan persamaan 2.1 sebagai berikut: 23 ��� = � ���� � ���� � = , , = , Dari perhitungan didapatkan nilai produktivitas sebesar 0,787, dimana nilai produktivitas lebih kecil dari 1 satu. Dapat disimpulkan bahwa pembuatan bioetanol dari hidrolisat kulit kakao menggunakan fermipan membutuhkan energi input yag lebih besar dari energi output yang dihasilkan. Hal ini disebabkan tahapan pembuatan bioetanol yang cukup panjang dimana dibutuhkan energi yang besar pada tahapan fermentasinya. Oleh karena itu perlunya dicari metode alternatif untuk memproses hidrolisat kulit buah kakao menjadi bioetanol dengan energi input yang rendah sehingga didapatkan nilai produktivitas 1. Hasil ini belum bernilai secara ekonomi tetapi bisa dijadikan scientific study untuk penelitian selanjutnya dan pemilihan alterantif proses yang lain. Semakin tinggi harga EPR untuk untuk sebuah bahan bakar, semakin tinggi jumlah energi bersih dan semakin berharga bahan bakar tersebut karena energi tersebut dapat digunakan untuk penggunaan yang lain. Minyak konvensional, batubara, dan gas alam memiliki harga EPR yang tinggi dibandingkan sumber energi yang lain sehingga menjadikan mereka sangat bernilai [56]. Energi profit ratio adalah suatu ukuran seberapa banyak energi yang dibutuhkan suatu proses untuk menghasilkan suatu jumlah tertentu energi yang keluar. Sumur-sumur minyak terdahulu di Pennyslavania mempunyai sebuah harga perbandingan energi yang besar karena energi input yang dibutuhkan hampir tidak ada. Prosesnya hanya dengan memindahkan secara manual lalu membakarnya, tetapi perbandingan EPR untuk bentuk energi yang lebih rendah. Etanol, sebagai contoh, mempunyai harga energi profit rasio lebih kecil dari 1:1, artinya prosesnya memerlukan lebih banyak energi untuk menghasilkannya daripada memproduksinya [57]. 24 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Analisa, Kimia Organik, Operasi Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan serta Laboratorium Biokimia serta Laboratoium Kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam MIPA Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini dilakukan selama lebih kurang 6 bulan.

3.2 BAHAN

Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain: 1. Hidrolisat limbah kulit buah cokelat Theobroma cacao, L 2. Aquadest 3. Natrium hidroksida NaOH 4. Tanin 5. Fermipan yang diproduksi oleh Lesaffre di Perancis dan di Indonesia brand fermipan didistribusikan oleh PT. Sangra Ratu Boga, Jakarta Utara

3.3 PERALATAN

Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain: 1. Oven 2. Botol 3. Alumunium foil 4. Ball mill 5. Labu distilasi 6. Gabus 7. Termometer 8. Beaker Glass 9. Erlenmeyer 10. Gelas Ukur 11. Timbangan 25 12. Refluks kondensor 13. Rotary evaporator merk Ruchi Evaporator R-205 14. Spatula 15. Pipet Tetes 16. Kertas saring 17. pH meter 18. Corong gelas

3.4 RANCANGAN PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan faktorial 3 x 4 dengan 3 kali pengulangan. Perlakuan awal limbah kulit kakao matang dikeringkan dan digiling dalam ball mill hingga berbentuk bubuk yang telah dihidrolisis menghasilkan hidrolisat kulit kakao. Hidrolisat yang digunakan adalah volume total dari larutan hasil hidrolisis. Penelitian ini dilakukan dengan variabel bebas massa fermipan yang digunakan E1, E2, dan E3 dan waktu fermentasi t. Variasi jumlah fermipan yang ditambahkan adalah sebanyak 3 ww; 5 ww; 7 ww, jumlah tanin yang ditambahkan 4 gram, dan waktu fermentasi 2, 3, 4, dan 5 hari dengan kondisi anerobik. Adapun kombinasi perlakuan penelitian dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut: Tabel 3.1 Rancangan Penelitian massa fermipan waktu t, hari 2 hari t1 3 hari t2 4 hari t3 5 hari t4 3 ww E1t1 E1t2 E1t3 E1t4 5 ww E2t2 E2t2 E2t3 E2t4 7 ww E3t2 E3t2 E3t3 E3t4