Pembuatan Gasohol dari Bioetanol Nira Aren (Arenga Pinnata Merr) Untuk Menurunkan Emisi Gas CO dan HC Pada Kendaraan Bermotor
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).
I-1
Universitas Sumatera Utara
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).
Produksi bioetanol untuk dijadikan bahan aditif pada bensin harus melalui 3 (tiga) tahap proses, yaitu
tahap persiapan bahan baku, proses fermentasi, dan proses pemurnian bioetanol. Tahap persiapan
bahan baku tergantung pada bahan baku yang digunakan, apabila bahan baku berupa padatan, maka
harus dikonversi dahulu menjadi glukosa, sedangkan apabila bahan baku berbentuk cairan, tidak perlu
I-2
Universitas Sumatera Utara
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).
I-3
Universitas Sumatera Utara
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
1
Nama
Syauqiah
Tahun
2015
Judul Penelitian
Pengaruh Waktu Fermentasi dan
Persentase Starter Pada Nira Aren
(Arenga Pinnata)Terhadap Bioetanol
yang Dihasilkan
Katalis
Variabel
Variabel tetap : Volume starter 150 ml,
Kecepatan agitasi 180 rpm.
Saccharomyces
cereviceae
Variabel berubah : Waktu fermentasi
(25,50,75) jam, Penambahan volume
starter ( 5%,10% dan 15%).
Variabel tetap : Suhu inkubasi 45 oC.
2
3
Hashem et al
Frita dkk
2013
2015
Optimization of the Fermentation
Conditions for Ethanol Production
by new Thermotolerant yeast strains
of Kluyveromyces sp.
Pengaruh Ukuran Bulir Zeolit
Terhadap Kadar Bioetanol dari Tebu
(Saccharum officinarum)
Kluyveromyces
sp. GU133329
dan
Kluyveromyces
sp. GU133331
Saccharomyces
cerevisiae
Variabel berubah : Waktu inkubasi
(24,48,72,96,120,144) jam. Konsentrasi
gula (12.5,15.17.5,20,22.5,25.30 dan
35%), Suhu (25,30,35 dan 40oC) dan pH
(4,5,5.5 dan 6)
Variabel tetap : Waktu fermentasi 2
minggu, Suhu Destilasi 80oC, kadar
etanol 90% dan 94%,
Variabel berubah : Ukuran
zeolit(5,8,100,200) mesh
Hasil
Rendemen
tertinggi pada
waktu 25-50 jam
dan bioetanol
tertinggi dihasilkan
pada fermentasi 50
jam yaitu sebesar
10%.
Waktu inkubasi
tertinggi adalah
pada waktu diatas
60 dan 72 jam.
Konsentrasi gula
terbaik adalah
12.5% . Suhu
optimum adalah
35oC.Ph optimum
fermentasi adalah
5.5.
Kemurnian etanol
tertinggi diperoleh
pada ukuran zeolit
200 mesh
I-4
Universitas Sumatera Utara
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
Variabel tetap : Etanol yang digunakan
dengan kemurnian 80%.
4
5
Novitasari
dan
kusumaningr
um
Khumbar et
al
2012
2012
Pemurnian Bioetanol
Menggunakan Proses Adsorbsi
dan Distilasi Adsorbsi dengan
Adsorben Zeolit
Influence of Nutrient Addition
on The Bioethanol Yield From
Oil Palm Trunk Sap Fermented
by Saccharomyces cerevisiae
-
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.
Variabel tetap :Etanol dengan kemurnian
99%.
-
Variabel berubah : variasi campuran
gasohol (E5,E10 dan E20) dan Rotasi
kendaraan (4000,5000,6000,7000,8000)
rpm.
Variabel tetap : Campuran gasohol (E20
dan E85)
6
Cernat and
Velescu
2013
Bio-Ethanol-A Viable
Alternative Fuel for S.I Engine
Variabel berubah : Putaran kendaraan
(3200 dan 3500) rpm.
Hasil
Proses pemurnian
zeolit yang paling
efektif adalah
pemurnian
menggunakan zeolit
4A dengan suhu
78oC pada waktu 50
menit dan berat 100
gram menghasilkan
kemurnian etanol
sebesar 98.24%.
Kecepatan putaran
tertinggi dihasilkan
pada 6000 rpm
dengan gasohol E20
sebesar 4.77% dan
penrunan CO dan
HC tertinggi oleh
gasohol E20 sebesar
26.53% dan 12.28%
Daya kendaraan
terbesar yaitu pada
3200 rpm.
Penurunan gas HC
dan CO gasohol E20
dan E85 sebesar 20%
dan 75%.
I-5
Universitas Sumatera Utara
1.2 Perumusan 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?
1.3 Tujuan 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
GT Eagle Eye produksi tahun 2015.
I-6
Universitas Sumatera Utara
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.
I-7
Universitas Sumatera Utara
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).
I-1
Universitas Sumatera Utara
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).
Produksi bioetanol untuk dijadikan bahan aditif pada bensin harus melalui 3 (tiga) tahap proses, yaitu
tahap persiapan bahan baku, proses fermentasi, dan proses pemurnian bioetanol. Tahap persiapan
bahan baku tergantung pada bahan baku yang digunakan, apabila bahan baku berupa padatan, maka
harus dikonversi dahulu menjadi glukosa, sedangkan apabila bahan baku berbentuk cairan, tidak perlu
I-2
Universitas Sumatera Utara
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).
I-3
Universitas Sumatera Utara
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
1
Nama
Syauqiah
Tahun
2015
Judul Penelitian
Pengaruh Waktu Fermentasi dan
Persentase Starter Pada Nira Aren
(Arenga Pinnata)Terhadap Bioetanol
yang Dihasilkan
Katalis
Variabel
Variabel tetap : Volume starter 150 ml,
Kecepatan agitasi 180 rpm.
Saccharomyces
cereviceae
Variabel berubah : Waktu fermentasi
(25,50,75) jam, Penambahan volume
starter ( 5%,10% dan 15%).
Variabel tetap : Suhu inkubasi 45 oC.
2
3
Hashem et al
Frita dkk
2013
2015
Optimization of the Fermentation
Conditions for Ethanol Production
by new Thermotolerant yeast strains
of Kluyveromyces sp.
Pengaruh Ukuran Bulir Zeolit
Terhadap Kadar Bioetanol dari Tebu
(Saccharum officinarum)
Kluyveromyces
sp. GU133329
dan
Kluyveromyces
sp. GU133331
Saccharomyces
cerevisiae
Variabel berubah : Waktu inkubasi
(24,48,72,96,120,144) jam. Konsentrasi
gula (12.5,15.17.5,20,22.5,25.30 dan
35%), Suhu (25,30,35 dan 40oC) dan pH
(4,5,5.5 dan 6)
Variabel tetap : Waktu fermentasi 2
minggu, Suhu Destilasi 80oC, kadar
etanol 90% dan 94%,
Variabel berubah : Ukuran
zeolit(5,8,100,200) mesh
Hasil
Rendemen
tertinggi pada
waktu 25-50 jam
dan bioetanol
tertinggi dihasilkan
pada fermentasi 50
jam yaitu sebesar
10%.
Waktu inkubasi
tertinggi adalah
pada waktu diatas
60 dan 72 jam.
Konsentrasi gula
terbaik adalah
12.5% . Suhu
optimum adalah
35oC.Ph optimum
fermentasi adalah
5.5.
Kemurnian etanol
tertinggi diperoleh
pada ukuran zeolit
200 mesh
I-4
Universitas Sumatera Utara
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
Variabel tetap : Etanol yang digunakan
dengan kemurnian 80%.
4
5
Novitasari
dan
kusumaningr
um
Khumbar et
al
2012
2012
Pemurnian Bioetanol
Menggunakan Proses Adsorbsi
dan Distilasi Adsorbsi dengan
Adsorben Zeolit
Influence of Nutrient Addition
on The Bioethanol Yield From
Oil Palm Trunk Sap Fermented
by Saccharomyces cerevisiae
-
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.
Variabel tetap :Etanol dengan kemurnian
99%.
-
Variabel berubah : variasi campuran
gasohol (E5,E10 dan E20) dan Rotasi
kendaraan (4000,5000,6000,7000,8000)
rpm.
Variabel tetap : Campuran gasohol (E20
dan E85)
6
Cernat and
Velescu
2013
Bio-Ethanol-A Viable
Alternative Fuel for S.I Engine
Variabel berubah : Putaran kendaraan
(3200 dan 3500) rpm.
Hasil
Proses pemurnian
zeolit yang paling
efektif adalah
pemurnian
menggunakan zeolit
4A dengan suhu
78oC pada waktu 50
menit dan berat 100
gram menghasilkan
kemurnian etanol
sebesar 98.24%.
Kecepatan putaran
tertinggi dihasilkan
pada 6000 rpm
dengan gasohol E20
sebesar 4.77% dan
penrunan CO dan
HC tertinggi oleh
gasohol E20 sebesar
26.53% dan 12.28%
Daya kendaraan
terbesar yaitu pada
3200 rpm.
Penurunan gas HC
dan CO gasohol E20
dan E85 sebesar 20%
dan 75%.
I-5
Universitas Sumatera Utara
1.2 Perumusan 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?
1.3 Tujuan 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
GT Eagle Eye produksi tahun 2015.
I-6
Universitas Sumatera Utara
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.
I-7
Universitas Sumatera Utara