PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL KEGIATAN:

PEMANFAATAN JERAMI PADI SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BIOETHANOL

BIDANG KEGIATAN

(PKM GT)

Disusun oleh:

Ainu Safira Corni (1206263332)

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

2013

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya,

sehingga kami dapat menyelesaikan Program Kreativitas Mahasiswa Gagasan Tertulis (PKM-

GT) yang berjudul “Pemanfaatan Limbah Jerami Padi sebagai Bahan Baku Pembuatan Bioetanol

dengan Menggunakan Jamur Trichoderma reesei “. Semoga dengan adanya karya tulis ini,

mampu memberikan maanfaat bagi masyarakat dan memiliki nilai positif sehingga dapat

dimanfaatkan untuk kelangsungan hidup manusia. Karya tulis ini jauh dari kata sempurna, Oleh

karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk lebih

menyempurnakan karya tulis ini. Akhir kata kami ucapkan terima kasih dan semoga karya tulis

ini dapat bermanfaat.

Depok, 14 November 2013

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Lembar Judul i

Kata Pengantar ii

Daftar Isi iii

Daftar Gambar iv

Ringkasan v

PENDAHULUAN1

Latar Belakang Masalah 1

Alasan Penetapan Masalah 2

Tujuan 2

Manfaat 2

GAGASAN 4

Kondisi Kekinian 4

Kandungan dalam Jerami Padi 5

Etanol dan Bioetanol 5

Solusi yang pernah ditawarkan 6

Permanfaatan limbah jerami padi 6

Proses Mengubah Limbah Jerami Padi menjadi Bioetanol 7

KESIMPULAN 12

Gagasan yang diajukan 12

Prediksi Hasil 12

DAFTAR PUSTAKA 14

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Molekul Glukosa……………………………............................................................ 6

Gambar 2. Tahapan Proses Pembuatan Bioethanol dari Jerami Padi……………. …………… 8

iv

RINGKASAN

Bioetanol merupakan salah satu bentuk energi terbaharui yang dapat diproduksi dari

tumbuhan. Bahan bakar Etanol dari sumber energi terbaharui telah menarik perhatian sebagai

pengganti dari bahan bakar fosil yang digunakan saat ini. Etanol dapat dibuat dari tanaman-

tanaman yang umum, misalnya tebu, kentang, singkong, dan jagung. Pemanfaatan biomassa

lignoselulosa yang terkadung didalam tanaman-tanaman umum tersebut memiliki potensi untuk

dapat dimanfaatkan untuk memproduksi bahan bakar etanol dan biodiesel.

Dalam karya tulis ini, penulis memberikan gagasan solutif terhadap permasalahan yang

telah disebutkan diatas. Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut, penulis memilih jerami

padi sebagai bahan baku dalam pembuatan bioethanol karena jumlahnya berlimpah dan juga

potensi yang dimilikinya belum digunakan secara maksimal. Lebih jauh lagi dalam jerami padi

terdapat kandungan lignoselulosa yang terdiri dari selulosa 32-47% dan hemiselulosa 19-27%.

Dengan kandungan selulosa dan hemiselulosa tersebut, maka jerami padi memiliki potensi untuk

menghasilkan bioethanol yang lebih hijau dan ramah lingkungan dibandingkan bahan bakar fosil.

Pembuatan bioethanol dari jerami padi melalui 4 proses, yaitu persiapan bahan baku,

sakarifikasi, fermentasi dan pemurnian untuk mendaparkan etanol. Dalam proses persiapan

bahan baku, jerami diolah agar kandungan selulosa dalam jerami padi menjadi maksimal. Hal ini

dilakukan dengan cara penambahan asam dan pemberian ultrasonik pada jerami. Kemudian

jerami akan disakarifikasi secara hidrolisis bertujuan untuk mengubah selulosa menjadi glukosa.

Pada proses fermentasi, glukosa yang ada dalam jerami akan diubah menjadi etanol dan hasilnya

dimurnikan dalam tahap pemurnian etanol.

Indonesia sebagai negara agraris memiliki tingkat produksi padi yang tinggi. Limbah

jerami padi yang dihasilkan dari pertanian juga sangat berlimpah. Hal ini menjadi potensi yang

dimiliki Indonesia untuk menjadikan jerami padi menjadi produk yang lebih berguna untuk

membantu mengurangi penggunaan sumber daya alam fosil dunia.

v

PEMANFAATAN JERAMI PADI SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BIOETHANOL DENGAN JAMUR Trichoderma reesei

PENDAHULUAN

Latar Belakang Masalah

Dalam kehidupan sehari-hari, padi tidak bisa dilepaskan dari kehidupan manusia.

Produksi padi dunia menempati urutan ketiga dari semua serealia, setelah jagung dan gandum.

Namun demikian, padi merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia.

Untuk kelangsungan hidup sehari-hari, manusia membutuhkan asupan makanan yaitu beras yang

memiliki kandungan karbohidrat yang tinggi. Beras didapatkan dari proses pengolahan padi yang

ditanam dan diambil hasilnya.

Dalam proses pengambilan beras dari tanaman padi sudah matang, padi harus dipisahkan

dengan tangkainya. Tangkai padi yang telah diambil padinya disebut dengan jerami padi. Selama

ini, limbah tanaman padi yakni jerami masih kurang maksimal dalam penanganannya.

Kebanyakan limbah tersebut hanya dibakar. Sejumlah efek negatif yang cukup berarti,

diantaranya polusi udara dan kerusakan lingkungan, dihasilkan karena disebabkan oleh

pemilihan cara penanganan yang kurang tepat.

Salah satu jalan yang dapat ditempuh adalah memanfaatkannya menjadi produk yang

bernilai guna dengan teknologi aplikatif dan dapat dimanfaatkan oleh semua kalangan

masyarakat. Saat ini, jerami padi sudah banyak dimanfaatkan seperti untuk makanan ternak dan

dimanfaatkan sebagai pupuk tanaman. Langkah ini cukup baik karena sekarang jerami padi tidak

hanya dibakar sehingga lebih memiliki nilai guna.

Jerami padi adalah produk sampingan dari proses produksi beras dan merupakan sumber

energi yang baik. Jerami padi mengandung lingnoselulosa yang sering lupakan di dunia. Jerami

padi yang diproduksi dunai tiap tahunnya adalah sekitar 2000 juta ton.

Hal inilah yang menjadi perhatian penulis untuk memanfaatkan secara optimal limbah

jerami padi sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Bioetanol adalah etanol yang dapat

1

diperoleh dari bahan biomassa (bahan yang dapat diperbarui). Lebih dari ratusan tahun, sumber

daya alam fosil digunakan sebagai bahan baku utama pembuatan bahan bakar. Akan tetapi

sumber daya alam fosil tersebut kian lama kian menipis dan menimbulkan efek negatif pada

lingkungan. Bioethanol menjadi isu yang menarik perhatian, sebab aman digunakan dan

merupakan suatu sumber daya yang dapat diperbaharui.

Alasan Penetapan Masalah

Pemanfaatan limbah jerami padi yang belum maskimal dan penggunaan sumber daya

alam tak terbaharui secara berlebihan menjadi alasan penetapan masalah yang telah dijelaskan

diatas. Limbah jerami padi yang mengandung selulosa dan hemiselulosa yang cukup tinggi

seharusnya dapat dimanfaatkan menjadi produk lain yang lebih bermanfaat bagi masyarakat.

Selain itu, masalah lingkungan yaitu bahan bakar fosil yang kurang ramah lingkungan juga

menjadi salah satu alasan penetapan masalah tersebut.

Tujuan

Pembuatan karya tulis ini bertujuan untuk memberikan solusi atas masalah lingkungan

yang disebabkan oleh penggunaan sumber daya alam fosil yang tidak dapat diperbaharui Dengan

menggunakan bioethanol sebagai pengganti bahan bakar fosil, maka masalah penggunaan

sumber daya alam tidak terbaharui dapat dikurangi. Selain itu, pada karya tulis ini diberikan

gagasan pembuatan bioethanol dari limbah pertanian jerami padi. Jerami padi yang biasasnya

hanya menjadi limbah, dibakar dan dijadikan pupuk tanaman, digunakan sebagai bahan baku

dalam pembuatan etanol sehingga lebih dapat bermanfaat dan memiliki nilai guna yang tinggi

untuk kehidupan sehari-hari.

Manfaat

Manfaat dari pembuatan karya tulis ini adalah :

2

1. Memberikan solusi alternatif dalam penanganan masalah penggunaan sumber daya alam

tidak terbaharui yaitu fosil sebagai bahan baku utama dengan menggantinya dengan sumber

daya alam terbaharui (biomassa) yakni jerami padi

2. Meningkatkan nilai guna jerami padi untuk dimanfaat menjadi produk yang lebih berguna

dalam kehidupan manusia sehari-hari

3

GAGASAN

Kondisi Kekinian

Indonesia dikenal sebagai salah satu negara agraris yang subur. Negara agraris adalah

negara yang sebagian besar penduduknya mempunyai mata pencaharian sebagai petani.

Indonesia yang terkenal sebagai negara yang mempunyai wilayah yang luas, mempunyai potensi

di bidang pertanian. Salah satunya adalah pertanian padi. Sepanjang tahun produksi padi

menghasilkan limbah berupa jerami padi dalam jumlah yang besar. Jerami padi biasa

dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan bahan kompos. Namun ada juga yang hanya membakar

jerami padi pada areal persawahannya. Produktivitas pertanian tanaman pangan di Indonesia

setiap tahunnya menghasilkan jumlah yang cukup besar. Menurut FAO (2005), Indonesia

merupakan produsen padi ketiga terbesar di dunia yaitu sebesar 9% dari total produksi dunia

setelah China (31%) dan India (9%). Namun, tanaman pangan di Indonesia selalu membawa

hasil samping atau limbah pertanian hingga mencapai jutaan ton setiap tahunnya. Limbah

pertanian ini terdiri atas jerami padi, daun jagung, batang jagung, daun kedelai dan lain

sebagainya.

Jerami padi merupakan limbah pertanian terbesar di Indonesia. Jumlahnya sekitar 20 juta

per tahun. Menurut data BPS tahun 2006, luas sawah di Indonesia adalah 11,9 juta ha. Produksi

per hektar sawah bisa mencapai 12-15 ton bahan kering setiap kali panen, tergantung lokasi dan

varietas tanaman. Sejauh ini, pemanfaatan jerami padi sebagai pakan ternak baru mencapai 31-39

%, sedangkan yang dibakar atau dimanfaatkan sebagai pupuk 36-62 %, dan sekitar 7-16 %

digunakan untuk keperluan industri (safan, 2008). Jerami padi merupakan bagian dari batang

padi tanpa akar yang tertinggal setelah diambil butir buahnya. Peningkatan produksi padi juga

diiringi peningkatan limbah jerami padi. Banyaknya jerami padi yang belum dimanfaatkan

secara optimal mendorong para peneliti mengembangkan potensi jerami padi menjadi sesuatu

yang mempunyai nilai guna tinggi. Komponen yang terdapat dalam jerami padi antara lain:

Selulosa 32-47%

Hemiselulosa 19-27 %

Lignin 5-24 %

4

Abu 18.8%

Kandungan dalam Jerami padi

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, di dalam jerami padi terkandung senyawa-

senyawa yang dapat dimanfaatkan dan memiliki potensi besar untuk dijadikan produk yang lebih

bernilai guna. Jerami padi mengandung selulosa, hemiselulosa, lignin dan abu.

Dalam jerami padi, senyawa selulosa terkandung kira-kira sebesar 32-47%. Selulosa

adalah polimer yang tersusun atas unit-unit glukosa melalui ikatan α-1,4-glikosida. Bentuk

polimer ini memungkinkan selulosa saling menumpuk / terikat menjadi bentuk serat yang sangat

kuat. Panjang molekul selulosa ditentukan oleh jumlah unit 4 glucan di dalam polimer, disebut

dengan derajat polimerisasi. Derajat polimerisasi selulosa tergantung pada jenis tanaman dan

umumnya dalam kisaran 200-27.000 unit glukosa. Selulosa dapat dihidrolisis menjadi glukosa

dengan menggunakan asam atau enzim (safan, 2008).

Selain selulosa, terdapat juga senyawa lain dalam jerami yaitu hemiselulosa.

Hemiselulosa yang ada dalam jerami berkisar 19-27%. Hemiselulosa mirip dengan selulosa,

namun tersusun dari bermacam-macam jenis gula. Monomer gula penyusun hemiselulosa terdiri

dari monomer gula berkarbon 5 (C-5) dan 6 (C-6), seperti : xylosa, mannose, glukosa, galaktosa,

arabinosa, dan sejumlah kecil rhamnosa, asam glukoroat, asam metal glukoroat, dan dimensi.

Kandungan lain yang ada didalam jerami padi adalah 5-24% lingnin. Lignin adalah

material yang paling kuat dalam biomassa, namun sangat resisten terhadap degradasi, baik secara

biologi, enzimatis, maupun kimia. Karena kandungan karbon yang relatif tinggi dibandingkan

denga selulosa dan hemiselulosa lignin memiliki kandungan energi yang tinggi (safan, 2008).

Lignin merupakan salah satu bagian yang berbentuk kayu dari tanaman seperti janggel, kulit

keras, biji, bagian serabut kasar, akar, batang dan daun. Lignin mengandung substansi yang

kompleks dan merupakan suatu gabungan beberapa senyawa yaitu karbon, hidrogen dan oksigen.

Etanol dan Bioethanol

5

Etanol merupakan salah satu jenis senyawa alkohol yang banyak digunakan sebagai

bahan bakar. Etanol sering kali dijadikan bahan bakar yaitu bensin. Etanol yang dihasilkan dari

sumber daya alam tak terbaharui yaitu fosil.

Bioetanol adalah etanol yang berasal dari sumber hayati. Bioetanol bersumber dari

karbohidrat yang potensial sebagai bahan baku seperti tebu, nira sorgum, ubi kayu, garut, ubi

jalar, sagu, jagung: jerami, bonggol jagung dan kayu. Setelah melalui proses fermentasi,

dihasilkan etanol. Dalam pembuatan bioetanol, dibutuhkan bahan baku berupa glukosa. Glukosa,

suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai

sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa memiliki rumus molekul C6H12O6.

Gambar 1. Molekul Glukosa

Solusi yang Pernah Ditawarkan

Bioethanol yang bersumber dari berbagai sumber glukosa seperti jagung dan singjong

pernah ditawarkan. Namun, kekhawatiran mengenai produksi dan adanya kemungkinan naiknya

harga makanan muncul disebabkan karena dibutuhkan lahan yang sangat besar, terutama untuk

makanan pokok seperti jagung. Untuk mengatasi masalah itu, jerami padi yang sudah tidak

digunakan dan menjadi limbah dapat dimanfaatkan karena mengandung selulosa dan

hemiselulosa yang memiliki potensi untuk diubah menjadi glukosa dan menghasilkan etanol

tanpa membutuhkan lahan yang besar dan menaikkan harga makanan.

Pemanfaatan Limbah Jerami Padi

Pemanfaatan substrat jerami padi sebagai media fermentasi yang banyak mengandung

selulosa untuk pertumbuhaan mikroorganisme memiliki prospek yang cerah di masa yang akan

datang, karena memberikan alternatif biaya yang lebih murah jika dibandingkan dengan pembuatan

6

enzim dengan menggunakan bahan-bahan kimia sintetik sebagai media pertumbuhan

mikroorganisme. Produksi enzim selulase dengan menggunakan substrat jerami padi yang

mengandung selulosa ini juga akan menghasilkan produk-produk lain yang berguna bagi manusia

seperti glukosa, etanol, protein sel tunggal dan lain-lain (Darwis dan Sukara, 1990).

Enzim selulase sendiri sangat penting perannya dalam hidrolisis selulosa untuk menghasilkan

glukosa, yang laku dipasaran dan dibutuhkan untuk berbagai keperluan baik untuk keperluan

pembuatan zat-zat kimia yang lain yang bernilai ekonomis lebih tinggi seperti etanol, aseton, dan

asam-asam organik, maupun digunakan sebagai sumber karbon pengusahaan mikroba untuk produksi

enzim dan antibiotik (Gunam; 1997: Wyk et al, 2003; Gunam et al, 2004).

Proses Mengubah Limbah Jerami Padi menjadi Bioethanol

Jerami padi merupakan limbah pertanian yang mengandung polisakarida dalam bentuk

Lignoselulosa (selulosa dan hemiselulosa), pektin dan lignin. Komponen polisakarida tersebut

dapat diuraikan melalui proses sakarifikasi dan fermentasi dengan menggunakan aktifitas

mikroba potensial seperti Trichoderma reesei untuk menghasilkan gula (glukosa) dan

selanjutnya khamir Saccharomycess cerevisiae untuk menghasilkan etanol. Etanol dapat

dihasilkan dari jerami padi dan alang-alang melalui proses secara bertahap (tahap 1 sakarifikasi

untuk mengubah selulosa menjadi gula dengan menggunakan T. reesei dan tahap 2 fermentasi

etanol dengan menggunakan khamir S. cerevisiae).

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Elsayed B. Belal, 2011, kadar

gula sederhana (glukosa) yang dihasilkan oleh hidrolisis jamur T. reesei cukup tinggi pada

substrat jerami padi. Jerami padi memiliki potensi sebagai substrat dalam fermentasi etanol.

Kadar etanol tertinggi yang dihasilkan secara fermentasi oleh khamir S. Cerevisiae pada jerami

padi adalah sebesar 2-14%.

Untuk membuat glukosa, senyawa dari jerami padi yang dibutuhkan untuk menjadi bahan

bakunya adalah selulosa. Selulosa merupakan homopolisakarida dengan glukosa sebagai

monomernya, sedangkan hemiselulosa merupakan heteropolimer kompleks yang mengandung xilosa

dan sejumlah glukosa, arabinosa, manosa, dan galaktosa (Burchadt dan Ingram, 1992). Dari senyawa

tersebut, akan diambil glukosanya untuk difermentasikan dengan khamir Saccharomycess

cerevisiae, sedangkan lignin dari jerami padi tersebut akan dipisahkan dengan proses delignifikasi

yang dapat mempermudah pelepasan hemiselulosa pula.

7

Jamur yang digunakan untuk mengubah selulosa menjadi glukosa dalam proses

pembuatan bioethanol dari jerami padi ini adalah Trichoderma reesei. T. reesei adalah jamur

mesofilik yang termasuk dalam jenis jamur berbentuk filamen. T. reesei memiliki kemampuan

mensekresikan sejumlah besar enzim selulolitik, seperti selulase. Proses menggunakan jamur T.

reesei memakai prinsip hidrolisis untuk mengubah komponen kompleks selulosa menjadi

glukosa. Suhu dan pH sangat berpengaruh pada jamur ini. pH maksimum untuk jamur ini adalah

pada pH 4.8, sedangkan suhu optimum untuk Trichoderma reesei adalah 25°C. Setelah di

dapatkan glukosa, glukosa akan diubah menjadi etanol dengan menggunakan khamir

Saccharomycess cerevisiae.

Gambar 2. Tahapan Proses Pembuatan Bioethanol dari Jerami Padi

Pembuatan bioethanol dari jerami padi secara umum melalui 4 proses, yaitu persiapan

bahan baku, sakarifikasi dengan enzim selulosa (hidrolisis), fermentasi dan pemurnian untuk

mendapatkan etanol.

1. Persiapan bahan baku/sampel

8

Jerami padi

Persiapan Sampel

Sakarifikasi (hidrolisis)

Fermentasi

Permurnian etanol

ultrasonik

Asam

Persiapan bahan baku dilakukan dengan memasukkan jerami padi ke dalam alat

penggiling. Sebelum diproses, bahan baku berupa jerami padi sebelumnya diperkecil

ukurannya dengan menggunakan crusher hingga ukuran 0,1 mm.

Setelah melalui proses persiapan sampel, tahap selanjutnya dari proses pembuatan adalah

adalah penambahan asam. Asam yang digunakan adalah Asam sulfat dengan

perbandingan 1:10 dengan sampel yang direaksikan pada suhu 121 °C selama 15 menit.

(Yoswathana and Phuriphipat, 2010). Penambahan asam ini berfungsi untuk proses

delignifikasi, yaitu memisahkan selulosa dan hemiselulosa yang terikat pada lignin,

sehingga glukosa yang dihasilkan nantinya dapat diubah dengan baik menjadi etanol oleh

khamir.

Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah :

H2SO4

C5H8O4 + H2O C6H10O5

Hemiselulosa air Selulosa

Sebelum sampel ditambahkan enzim selulosa untuk dihidrolisis, jerami padi

diberi perlakuan khusus yaitu persiapan dengan menggunakan ultrasound. Sampel

dipersiapkan dengan ultrasound pada 40 W selama 10 menit dengan temperature

ultrasonic pada 50 °C. Perlakuan ini berikan agar selulosa yang berubah menjadi glukosa

dapat maksimal. Proses ultrasound ini akan memperngaruhi struktur selulosa dan

pembentukan kristalnya. Setelah itu, sampel dapat dilanjutkan dengan penambahan enzim

selulosa untuk memproduksi glukosa.

2. Sakarifikasi

Sakarifikasi adalah proses untuk mengubah senyawa kompleks selulosa hemiselulosa

menjadi glukosa. Sakarifikasi dilakukan dengan cara hidrolisis enzim pada sampel jerami

padi. Hidrolisis merupakan reaksi kimia yang memecah molekul air menjadi monomer

atau penyusun terkecilnya yang direaksikan dengan zat lain dan menghasilkan zat baru.

Proses hidrolisis dilakukan untuk mendapatkan glukosa yang terkandung pada jerami

padi dengan menghidrolisis senyawa hidrolisis. Untuk hidrolisis enzimatik, enzim yang

9

digunakan enzim selulosa melalui jamur Trichoderma reesei. Pemilihan jamur sebagai

enzim selulosa karena jamur terkenal sebagai agen dekomposisi organic dan selulosa

yang baik (Lynd et al., 2002; Soni et al., 2010). Proses hidrolisis dengan menggunakan

jamur ini dilakukan selama 12 jam dengan suhu 25 °C dengan pH konstan 4.8.

Reaksi yang terjadi pada tahap hidrolisis dengan enzim ini adalah:

C6H10O5 + H2O C6H12O6

Selulosa Air Glukosa

Kombinasi sakarifikasi menggunakan 3 tahap yaitu penambahan asam, pemberian

ultrasound dan hidrolisis enzimatik ini memberikan konversi glukosa yang tinggi. Hasil

ini menunjukan keefektifan dari kombinasi persiapan kimia dan fisika untuk hidrolisis

enzimatik dari Lignoselulosa. Setelah 2 tahap ini, biasanya dilakukan detoktifikasi untuk

menghilangkan substrat-substrat sampingan yang terbentuk selama persiapan dan

sakarifikasi dilakukan. Substrat tersebut dapat berupa substasi furfural dan hidrometil

furfural. Substrat ini adalah subtrat yang bersifat toksik yang dapat menghambat

pertumbuhan khamir pada proses fermentasi nantinya.

3. Fermentasi

Setelah proses hidrolisis pada tahap sakarifikasi selesai, campuran selanjutnya masuk ke

dalam tahap fermentasi. Dengan menggunakan mikroba yang berfungsi sebagai katalis

dan membantu proses fermentasi anaerob pada suhu 30°C dan pH 5 dengan waktu proses

fermentasi berlangsung selama 24 jam. Fermentor yang dimasukkan khamir

Saccharomyces cerevisiae. Campuran yang akan difermentasikan mengandung antara

lain glukosa (hasil dari proses sakarifikasi), 0.1% KH2PO4, 0.5% (NH4)2SO4, 0.05%

MgSO4.7H2O and 0.1% yeast extract. Kandungan ethanol dari proses ini diukur 7 hari

setelah fermentasi. (Sandhu et al., 1998; Patel et al., 2007).

Reaksi yang terjadi pada tahap ini adalah :

C6H12O6 + S. cereviseae 2 C2H5OH + 2 CO2 + Biomassa

Glukosa ragi alcohol karbondioksida

10

4. Pemurnian Etanol

Untuk mendapatkan etanol, Hasil fermentasi yang telah selesai kemudian di filter

untuk memisahkan fraksi padat dan fraksi cair. Selanjutnya campuran etanol dan air yang

sudah terpisah dari gula akan dimasukkan ke dalam membran ultrafiltrasi untuk

memisahkan gula dengan etanol berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Selanjutnya

campuran etanol dan air yang sudah terpisah dipompakan menuju tempat destilasi untuk

memisahkan antara etanol dan air. Menara destilasi dapat menghasilkan etanol dengan

kadar 96,5% (kondisi azeotrop). Selanjutnya campuran etanol dan air kemudian akan

dimasukkan kembali ke membran pervaporasi yang kemudian dapat memurnikan etanol

hingga 99,8%. Bioetanol dengan kadar 99,8% ini kemudian di dinginkan menggunakan

cooler hingga suhu 30°C dan kemudian bioethanol dapat disimpan dan siap digunakan.

11

KESIMPULAN

Gagasan yang diajukan

Kebutuhan masyarakat Indonesia, bahkan dunia, akan bahan bakar semakin meningkat.

Penggunaaan bahan bakar dari derivate fosil yang selama ini digunakan berpotensi menyebabkan

dampak negatif bagi lingkungan karena fosil adalah sumber daya alam tak terbaharui. Oleh

karena itu, dalam karya tulis ini, penulis memberikan gagasan solutif untuk mengurangi dampak

negatif dari penggunaan SDA fosil sebagai etanol, yaitu dengan pembuatan bioetanol. Bioetanol

yang digagaskan berbeda dengan bioetanol yang sudah ada, dimana bioetanol yang telah ada

diolah menggunakan bahan baku pati dari jagung dan singkong yang sebenarnya masih dapat

dimanfaatkan untuk keperluan lain seperti bahan makanan. Bioetanol yang digagas pada karya

tulis ini adalah bioetanol dengan bahan baku jerami padi, dimana telah diketahui bahwa

kandungan selulosa dan hemiselulosanya adalah 30-50%, namun saat ini penggunaannya belum

maksimal. Dengan 4 tahap utama, limbah jerami padi diubah menjadi bioetanol yang bisa

digunakan dalam kehidupan sehari – hari. Tahap pertama yaitu persiapan sampel, dimana terjadi

proses penambahan asam dan pemberian ultrasound untuk mengubah hemiselulosa menjadi

selulosa. Tahap kedua yaitu sakarifikasi, yakni hidrolisis menggunakan jamur Trichoderma

reesei yang dapat memaksimalkan perubahan selulosa menjadi glukosa. Tahap ketiga yaitu

fermentasi. Dalam proses ini, glukosa difermentasi menggunakan khamir Saccharomyces

cerevisiae, sehingga berubah menjadi etanol. Setelah terbentuk asam laktat, maka dilakukan

tahap terakhir yaitu proses pemurnian, dimana etanol yang telah dihasilkan dari hasil fermentasi,

dimurnikan sehingga dapat berpisah dengan senyawa-senyawa yang terbentuk lainnya. Setelah

etanol selesai dimurnikan, maka bioetanol dari jerami padi sudah didistribusikan dan siap

digunakan.

Prediksi Hasil

12

Penulis memprediksi, jika langkah dan tahapan dilaksanakan dengan baik, maka hasil yang

didapat juga akan seperti apa yang diharapkan. Dalam proses pembuatan bioetanol ini, kendala

yang akan ditemui, yaitu adanya substrat-substrat sampingan yang diproduksi dari proses

persiapan sampel dan sakarifikasi. Proses detoksifikasi yang dilakukan untuk menghilangkan

substrat ini memerlukan biaya dan waktu lebih dalam penanganannya. Untuk proses dan tahapan

lainnya dalam proses pembuatan bioethanol ini, selain adanya substrat sampingan, tidak

ditemukan lagi kendala yang cukup berarti. Bioethanol yang dihasilkan dari jerami padi ini dapat

lebih ramah lingkungan karena merupakan limbah yang terus menerus akan dihasilkan dari

bidang pertanian. Selain itu, limbah jerami padi ini juga melimpah jumlahnya sehingga akan

lebih mudah didapatkan.

13

DAFTAR PUSTAKA

Jurnal Utama:

Yoswathana.,N. Phuriphipat, P., Treyawutthiwat, P. & Eshtiaghi, M. N.. 2010. Bioethanol

Production from Rice Straw. Thailand: Department of Chemical Engineering, Faculty of

Engineering, Mahidol University.

Jurnal Pendukung:

Elsayed B. Belal. 2011. Bioethanol Production from Rice Straw Residues. Egypt : Agricultural

Microbiology, Dept. of Agric. Botany, Fac. of Agric., Kafrelsheikh University.

Ravoof, S. A., Pratheepa, K., Supassri, T., & Chittibabu, S. 2012. Enhancing enzymatic

hydrolysis of rice straw using microwave assisted nitric acid pretreatment. India:

Department of Biotechnology, Periyar Maniammai University.

Diep, N. Q., Fujimoto, S., Yanagida, T., Minowa, T. Sakanishi, K., Nakagoshi, N. & Tran, X.

D., 2012. Comparison of the Potential for Ethanol Production from Rice Straw in

Vietnam and Japan via Techno-economic Evaluation. Japan: Research and Innovation

Promotion Headquaters, AIST Tsukuba Central ,Umezono, Tsukuba, Ibaraki.

14