Bioetanol dari enceng Gondok

ditulis pada 24 February 2012, 16:00:03

Enceng gondok merupakan tumbuhan rawa atau air, yang mengapung di atas permukaan air. Di ekosistem air, enceng gondok ini merupakan tanaman pengganggu atau gulma yang dapat tumbuh dengan cepat (3% per hari). Khususnya di Bengkulu, enceng gondok ini banyak tumbuh di aliran Sungai, danau Dendan Tak Sudah ataupun saluran-saluran air lainnya. Pesatnya pertumbuhan enceng gondok ini mengakibatkan berbagai kesulitan seperti terganggunya transportasi, penyempitan sungai, dan masalah lain karena penyebarannya yang menutupi permukaan sungai/perairan. Untuk mengurangi permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan pembersihan sungai/saluran-saluran air. Supaya enceng gondok ini tidak menumpuk dan menjadi limbah biomassa, maka dapat dilakukan suatu pemanfaatan alternatif terhadap enceng gondok ini dengan jalan pembuatan bioetanol. Kandungan selulosa dan senyawa organik pada enceng gondok berpotensi memberikan nilai kalor yang cukup baik. Dengan demikian bioetanol dari enceng gondok ini dapat dimanfaatan sebagai bahan bakar alternatif, disamping dapat membuat dampak yang sangat baik pula bagi lingkungan(Brades, 2008).

Eceng gondok (Eicchornia crassipes Mart. Solm) selain terdapat melimpah juga cenderung mengganggu. Namun demikian di balik ketidak-tahuan orang terhadap keberadaannya itu banyak potensi yang belum termanfaatkan. Eceng gondok ternyata juga mempunyai beberapa manfaat antara lain sebagai bahan untuk kerajinan, sebagai adsorben logam yang berbahaya dan juga sebagai pakan ternak, namun sampai sekarang enceng gondok tetap dianggap sebagai tanaman pengganggu. Oleh karena itu banyak upaya dilakukan untuk memberantasnya walaupun amat sulit karena pertumbuhannya yang amat cepat. Enceng gondok sebenarnya mengandung lignoselulosa, sedangkan selulosa merupakan bahan untuk pembuatan kertas, selain itu, dengan kandungan selulosanya, enceng gondok bisa juga digunakan sebagai bahan pembuatan bioetanol yang sekarang ini amat diperlukan untuk mengatasi berkurangnya produksi minyak dunia( Sayifudin, 2009).
Dengan pengelolaan saluran terdapat penumpukan biomassa, maka dapat dilakukan suatu pemanfaatan alternatif terhadap enceng gondok ini dengan jalan pembuatan bioetanol. Kandungan selulosa dan senyawa organik pada enceng gondok berpotensi memberikan nilai kalor yang cukup baik. Dengan demikian bioetanol dari enceng gondok ini dapat dimanfaatan sebagai bahan bakar alternatif, disamping dapat membuat dampak yang sangat baik pula bagi lingkungan.

Adapun cara yang dapat dilakukan adalah......

1. Pengambilan sampel

Pengambilan sampel enceng gondok di lakukan dengancara memotong bagian bawah enceng gondok yangterdapat di rawa-rawa rawamakmur.

2. Proses pretreatment enceng gondok

Secara umum enceng gondok dan bahan lignoselulosa lainnya tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Selulosa dan hemiselulosa tersusun dari monomer-monomer gula sama seperti gula yang menyusun pati (glukosa). Selulosa ini berbentuk serat-serat yang terpilin dan diikat oleh hemiselulosa, kemudian dilindungi oleh lignin yang sangat kuat. Akibat dari perlindungan lignin dan hemiselulosa ini, selulosa menjadi sulit untuk dipotong-potong menjadi gula (proses hidrolisis). Salah satu langkah penting untuk biokonversi enceng gondok menjadi ethanol adalah memecah perlindungan lignin ini.
Enceng gondok yang baru saja diambil dikumpulkan di suatu tempat. Enceng gondok ini kemudian di cacah-cacah dengan pisau kemudian diblender agar ukurannya menjadi kecil-kecil dan siap untuk dilakukan pretreatment. Banyak cara untuk melakukan pretreatment, misalnya dengan cara ditekan dan dipanaskan secara cepat dengan uap panas (Steam Exploaded). Bisa juga dengan cara direndam dengan kapur selama waktu tertentu. Ada juga yang merendamnya dengan bahan-bahan kimia yang bisa membuka perlindungan lignin. Setelah pelindung lignin ini menjadi ‘lunak’, maka enceng gondok siap untuk dihidrolisis.
3. Proses hidrolisis enceng gondok
Ada dua cara umum untuk hidrolisis, yaitu: hidrolisis dengan asam dan hidrolisis dengan enzyme. Hidrolisis asam biasanya menggunakan asam sulfat encer. Enceng gondok dimasak dengan asam dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi. Dalam kondisi ini waktu hidrolisisnya singkat. Hidrolisis bisa juga dilakukan dalam suhu dan tekanan rendah, tetapi waktunya menjadi lebih lama. Hidrolisis dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama sebagian besar hemiselulosa dan sedikit selulosa akan terpecah-pecah menjadi gula penyusunnya. Hidrolisis tahap kedua bertujuan untuk memecah sisa selulosa yang belum terhidrolisis. Dengan dua tahap hidrolisis ini diharapkan akan diperoleh gula dalam jumlah yang banyak.
Pada percobaan ini proses hidrolisis dilakukan dengan menggunakan asam sulfat ( H2SO4) encer dengan konsentrasi 1 %. Asam sulfat (H2SO4) ini digunakan untuk merendam bubur enceng gondok sebanyak 79 gr dan H2SO4 yang digunakan 1 liter sehingga semua bubur enceng gondok terrendam semuanya. Selanjutnya proses rendaman tersebut di biarkan selama semalam. Setelah direndam semalaman selanjutnyaa disaring dan hidrosilatnya ditampung.
Cairan hidrolisat (hasil hidrolisis) asam memiliki pH yang sangat rendah ( pH = 1 ) dan kemungkinan ada juga senyawa-senyawa yang beracun untuk mikroba. Hidrolisat ini harus dinetralkan dan didetoksifikasi sebelum difermentasi menjadi ethanol. Tujuan dari netralisasi dan detoksifikasi adalah untuk menetralkan pH dan menghilangkan senyawa racun tersebut. Hidrolisat yang sudah netral tersebut siap untuk difermentasi menjadi ethanol.
Penetralan digunakan dengan menambahkan larutan buffer berupa campuran 100 ml CH3COOH 0,5 M dan 100 ml NaOH 0,4 M. Larutan buffer ini memiliki pH sekitar 4-5, sehingga dapat menstabilkan pH cairan hidrolisat sehingga pH cairan hdrolisat tidak terlalu asam yaitu sekitar 4-5. Tujuan dari netralisasi dan detoksifikasi adalah untuk menetralkan pH dan menghilangkan senyawa racun dalam campuran. Hidrolisat yang sudah netral tersebut siap untuk difermentasi menjadi etanol.
4. Proses fermentasi
Proses fermentasi hidrolisat selulosa sama seperti proses fermentasi etanol pada umumnya. Mikroba yang umum digunakan adalah ragi roti (yeast) yaitu varnifan. Pada tahap ini, enceng gondok telah sampai pada titik telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dimana proses selanjutnya melibatkan penambahan enzim yang diletakkan pada ragi (yeast) agar dapat bekerja pada suhu optimum. Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2. Pada proses fermantasi ragi yang digunakan sebenyak 10 % (b/v) dari hidrosilat enceng gondok yang telah di netralkan.
5. Proses distilasi dan dehidrasi
Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan etanol). Titik didih etanol murni adalah 78 C sedangkan air adalah 100 C (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 - 100 C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume
Pemurnian bioetanol dilakukan dengan zeolit sintetis. Proses pemurnian itu menggunakan prinsip penyerapan permukaan. Zeolit adalah mineral yang memiliki pori-pori berukuran sangat kecil. Sampai saat ini ada lebih dari 150 jenis zeolit sintetis. Di alam, zeolit terbentuk dari abu lahar dan materi letusan gunung berapi. Zeolit juga bisa terbentuk dari materi dasar laut yang terkumpul selama ribuan tahun.
Zeolit sintetis berbeda dengan zeolit alam. Zeolit sintetis terbentuk setelah melalui rangkaian proses kimia. Namun, baik zeolit sintetis maupun zeolit alam berbahan dasar kelompok alumunium silikat yang terhidrasi logam alkali dan alkali tanah (terutama Na dan Ca). Struktur zeolit berbentuk seperti sarang lebah dan bersifat negatif. Sifat pori-porinya yang negatif bisa dinetralkan dengan penambahan ion positif seperti sodium.
6. Penentuan Kadar Etanol
Etanol p.a sebanyak 1,0: 2,0: 3,0: dan 4,0 mL diambil dengan mikropipet dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL, kemudian ditambahkan akuades hingga volume 100 mL. Replikasi dilakukan sebanyak 3 kali. Piknometer dibersihkan secara hati-hati menggunakan aseton, kemudian dikeringkan dan ditimbang. Akuades didinginkan sampai dibawah suhu percobaan (±15oC). Piknometer diisi dengan akuades secara hati-hati hingga penuh dan termometer dimasukkan. Suhu dalam piknometer ditunggu hingga mencapai suhu percobaan (20oC), kelebihan akuades pada puncak pipa kapilerdibersihkan. Piknometer yang berisi akuades segeraditimbang dan beratnya dicatat. Cara yang sama dilakukanuntuk larutan baku etanol. Kadar etanol dihitungmenggunakan tabel konversi Berat Jenis-Etanol Penentuankadar etanol dalam sampel dilakukan sama sebagaimanapada pengukuran larutan baku etanol dengan piknometermenggunakan larutan sampel.

 

 

Semoga Bermanfaat......

Salam Bumi Kita........

 

DAFTAR PUSTAKA
Alexopoulus, C.J and C.W. Mims. 1979. Introductory Technology. John Wiley and Sons. New York. 632 PP.

Anonim. 2008. Bioetanol Bahan Baku Singkong. The Largest Aceh Community. Aceh.

Anonym. 2009. Enceng gondok. http://id.wikipedia.org/wiki/Eceng_gondok

Brades, Adi Candra dan Tobing, Febrina Setyawati .2008. Pembuatan Briket Arang Dari Enceng Gondok (Eichornia Crasipess Solm) Dengan Sagu Sebagai Pengikat.http://Brades.Multiply.Com/Journal/Item/1/Pembuatan_Briket_Arang_Dari_Enceng_Gondok_Eichornia_Crasipess_Solm_Dengan_Sagu_Sebagai_Pengikat_

Frazier, W.C dan W.C. Westhoff. 1978. Food Microbiology. Mc Graw Hill Publishing Co.ltd. New Delhi. India.

http://74.125.153.132/searchq=cache:f78YWvQohE0J:www.geocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf cara fermentasi gula&cd=3&hl=id&ct=clnk&gl=id

http://karya-ilmiah.um.ac.id/index.php/pkm/article/view/3085

http://lingkunganhijau-noor.blogspot.com/2008/03/biogas-eceng-gondok.html

http://www.pdf-search-engine.com/teknologi-proses-produksi-bio-ethanol-html d.yimg.com/kq/groups/3468476/658705552/name/Bio_Ethanol.html

Kartika, B., A.D. Guritno, D. Purwadi, D. Ismoyowati. 1992. Petunjuk Evaluasi Produk Industri Hasil Pertanian. PAU Pangan dan Gizi UGM. Yogyakarta.

Khairani, Rini. 2007. Tanaman Jagung Sebagai Bahan Bio-fuel. http://www.macklintmip-unpad.net/Bio-fuel/Jagung/Pati.pdf. diakses tanggal 24 Oktober 2009.

Lewis, M.J and T.W. Young. 1990. Brewing. Chapman and Hall. New York. 256 PP.

Mursyidin, D. 2007. Ubi Kayu dan Bahan Bakar Terbarukan. http://www.banjarmasin.net/pedoman%Bahan%bakar%berbarukan. diakses tanggal 24 Oktober 2009.

Ramos J, Rojas T, et. All. 2004. Enzymatic and Fungal Treatments on Sugarcane Bagas for the Production Mechanical Pulp. J. Aric. Food Chem 52, 5057-5062.

Samsuri M, Gozan, M., Mardias, R., Baiquni, M., Hermansyah, H., Wijanarko, A., Prsetya, B., Nasikin, M. 2007. Pemanfaatan Sellulosa

Bagas untuk Produksi Ethanol melalui Sakarifikasi dan Fermentasi Seretak dengan Enzim Xylanase. Makara, Teknologi. 17-24.

Surayya. 2008. Konversi Pati Ganyong (Canna edulis Ker.) Menjadi Bioetanol melalui Hidrolisis Asam dan Fermentasi. Jurnal vol 9 no 2. Tangerang : UIN

Syaifudin , Encik Akhmad. 2009. Eceng gondok (Eicchornia crassipes Mart. Solm) http://groups.yahoo.com/group/Smansaserang05/message/3483
Van Rij, K. 1984. The Yeast a Taxonomy Study. Elsevier Sci. Publ. Amsterdam

Diskusi [0]

Diskusikan konten ini bersama para sobat bumi. Komentar, pertanyaan, masukan, maupun sanggahan dapat ditulis di form Diskusi berikut. close

Tulis Diskusi

Untuk berdiskusi, silahkan login terlebih dahulu