6 Kakao merupakan tanaman industri dengan produk utama berupa biji yang
memiliki nilai ekonomi tinggi, yang dalam proses penanganan hasilnya juga menghasilkan produk ikutan limbah berupa cangkang atau kulit buah kakao. Secara
garis besar produksi kakao tersebut dalam bentuk biji, maka akan diperoleh limbah yang sangat melimpah. Misalnya saja pada tahun 2008 Indonesia dapat menghasilkan
biji kakao 803.594 ton maka limbah yang tersedia sekitar 3.214.367 ton [2]. Kulit buah kakao merupakan limbah lignoselulosa yang mengandung komponen
utama berupa lignin, selulosa, dan hemiselulosa.Berdasarkan penelitian mengenai pembuatan gula cair dari kulit kakao didapatkan data mengenai komposisi buah kakao
dan kandungan kimia kulit kakao. Hasil penelitian tersebut menyatakan bahwa kulit kakao mengandung 20,11 lignin, 31,25 selulosa, dan 48,64 hemiselulosa.
Kandugan selulosa pada kulit kakao cukup potensial untuk diolah lebih lanjut. Dengan demikian, kulit buah kakao sangat berpotensi digunakan sebagai bahan baku
pembuatan BBN yang berupa bioetanol [9]. Kulit buah kakao mengandung senyawa kompleks yang bisa dijadikan sebagai
bahan senyawa bioetanol seperti lignin, selulosa dan hemiselulosa pentosan.Struktur kimia lignin mengalami perubahan di bawah kondisi suhu yang tinggi dan asam.Pada
reaksi dengan temperatur tinggi mengakibatkan lignin terpecah menjadi partikel yang lebih kecil dan terlepas dari selulosa [10]. Setelah lignin terlepas dari selulosa maka
selulosa tersebut akan lebih mudah dihidrolisis, sehingga kadar gula reduksi yang terukur menjadi bertambah. Molekul selulosa merupakan mikrofibil dari glukosa yang
terikat satu dengan lainnya membentuk rantai polimer yang sangat panjang.Hidrolisis sempurna selulosa akan menghasilkan monomer selulosa yaitu glukosa sedangkan
hidrolisis tidak sempurna akan menghasilkan disakarida dari selulosa yaitu selobiosa [11].
2.2 SELULOSA
Selulosa merupakan senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Diperkirakan sekitar 1011 ton selulosa dibiosintesis setiap tahun. Kira-kira 50 berat
kayu dan 90 berat kapas tersusun dari selulosa [12].
7 Pada tanaman, selulosa dilapisi oleh polimer yang sebagian besar terdiri dari
xilan dan lignin. Xilan dapat didegradasi oleh xilanase, akan tetapi lignin sangat sulit terdegradasi. Jika xilan dan lignin dihilangkan, maka selulosa dapat didegradasi oleh
selulase dari bakteri atau kapang selulolitik untuk menghasilkan selobiosa dan glukosa. Selobiosa sering berfungsi menghambat sistem kerja dari selulase dan proses selulolitik
akan cepat berhenti bila tidak ada mikroba sakarolitik lainnya dalam ekosistim tersebut. Kelebihan selobiosa yang dihasilkan akan dimanfaatkan oleh mikroba sakarolitik
tersebut sehingga mikroba selulolitik dapat melanjutkan degradasi selulosa [13].
Gambar 2.2 Struktur molekul selulosa [14]. Selulosa adalah struktur dasar sel-sel tanaman, oleh karena itu merupakan
bahan alam yang paling penting yang dibuat oleh organisme hidup. Selulosa merupakan komponen tanaman yang terbesar dan merupakan komponen penting yang
digunakan sebagai bahan baku pembuatan kertas dan merupakan polimer linear dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas ß-D-glukosa dan dapat memenuhi
fungsinya sebagai komponen struktur utama dinding sel tumbuhan karena sifat-sifat kimiadan fisiknya maupun struktur molekulnya [15].
Selulosa merupakan polisakarida yang tersusun dari polimer glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikoksida yang membentuk rantai lurus. Selulosa banyak
terdapat pada dinding sel tumbuhan. Disakarida akan dihasilkan dengan hidrolisa parsil dari selulosa dan pada hidrolisis yang sempurna akan dihasilkan D-glukosa [5].
8
2.3 BIOETANOL
Minyak bumi merupakan sumber daya alamyang tidak dapat diperbaharui. Semakin banyakpemakaian, maka kelangkaan minyak bumi tidakakan dapat dihindari.
Di samping itu,meningkatnya jumlah kendaraan bermotor diberbagai belahan dunia akan
menimbulkantimbulnya masalah
pencemaran lingkungan.
Emisigas karbondioksida CO
2
sebagai hasilpembakaran telah meningkatkan kandungan CO
2
diatmosfir, yang mengakibatkan pemanasan global.Oleh karena itu, diperlukan adanya bahan bakaralternatif yang dapat menggantikan peran minyakbumi. Salah satu solusi
yang dapat digunakanadalah dengan pemanfaatan biomassa. Produkbiomassa yang dapat mensubtitusi peran minyakbumi tersebut adalah bioetanol [16].
Bioetanol merupakan salah satu
biofuel
yang hadir sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan dan sifatnya yang terbarukan. Bioetanol
C
2
H
5
OH adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioetanol bersifat multi-guna karena jika
dicampur dengan bensin pada komposisi berapapun memberikan dampak yang positif.[16].Bioetanol adalah bahan bakar alternatif yang diolah dari tumbuhan, dimana
memiliki keunggulan mampu menurunkan emisi CO
2
hingga 18 [12]. Bioetanol berupa cairan hasil proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat
pati menggunakan bantuan mikroorganisme.Produksi bioetanol dari tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat
menjadi gula glukosa dengan beberapa metode diantaranya dengan hidrolisis asam dan hidrolisis secara enzimatis. Glukosa yang diperoleh selanjutnya dilakukan proses
fermentasi atau peragian dengan menambahkan
yeast
atau ragi sehingga diperoleh bioetanol [18].
Bioetanol dapat dibuat dari berbagai bahan hasil pertanian. Secara umum bahan-bahannya dapat dibagi dalam 3 golongan yaitu :
1. Bahan yang mengandung gula atau disebut juga substansi sakarin yangrasanya
manis, seperti misalnya gula tebu, gula bit, molase tetes, macam-macam sari buah-buahan dan lain-lain. Molase mengandung 50-55 gulayang dapat
difermentasi, yang terdiri dari 69 sukrosa dan 30 gulainversi.
9 2.
Bahan yang mengadung pati misalnya: padi-padian, jagung, gandum,kentang sorgum, malt, barley, ubi kayu dan lain-lain.
3. Bahan-bahan yang mengandung selulosa, misalnya: kayu, jerami,
tongkoljagung, cairan buangan pabrik pulp dan kertas
waste sulfire liquor
[19]. Keuntungan penggunaan bioetanol, yaitu bahan bakar bioetanol memiliki nilai
oktan tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bahan peningkat nilai oktan
octane enhancer
menggantikan penggunaan senyawa eter dan penggunaan TEL yang mengandung logam berat Pb sebagai
’anti
-knocking agent
’ yang memiliki dampak buruk terhadap lingkungan. Dengan nilai oktan tinggi, proses pembakaran menjadi
lebih sempurna dan emisi gas buang lebih baik [20].
2.4 HIDROLISIS SELULOSA
