Sintesis Biodiesel dengan Katalis Enzim Lipase dan Nano Material (nano CaCO3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1              Latar Belakang Masalah

Selama ini masyarakat hanya terpaku bahwa jerami hanya dimanaatkan sebagai pakan ternak, padahal masih terbuka lebar untuk pemanaatan lainnya. Jerami yang selama ini menjadi limbah sebenarnya dapat mencemari kualitas air. Salah satunya yaitu banyaknya mikroba yang terjadi pada pencemaran air limbah jerami. Hal ini bisa dilihat dengan cara uji tetes gantung dengan menggunakan mikroskop pada perbesaran 400x. Selain itu didalam jerami terdapat beberapa kandungan yang bisa dimanaatkan seperti karbohidrat, protein, lemak, serat, posfor, kalsium, lignin dan abu. Karena didalam jerami mengandung lemak oleh sebab itu bisa dimanfaatkan sebagai biofuel. Biofuel yang bisa dibuat adalah bioetanol dan biodiesel. Sehingga petani bisa diuntungkan dengan menjualnya limbah jerami tersebut ke salah satu instansi pembuatan biodiesel.

Biodiesel adalah salah satu energy alternative pengganti solar. Biodiesel merupakan bahan bakar yang ramah lingkungan dan salah satu bahan bakar yang dapat diperbaharui. Untuk meningkatkan kualitas biodiesel serta rendemen yang dihasilkan banyak akan digunakannya suatu katalis nano material. Katalis yang digunakan adalah katalis basa yaitu nano CaCO₃. Nano CaCO₃ dibuat dengan proses mekanik agar didapat partikel yang sangat kecil sehinnga luas permukaannya pun kecil. Karena luas permukaannya kecil maka lau pembentukan biodiselnya akan cepat.

1.2              Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari penulisan ini adalah sebagai berikut.

1.      Bagaimana cara memanfaatkan jerami agar tidak menjadi limbah?

2.      Bagaimana cara pembuatan biodiesel dari limbah jerami dengan katalis enzim lipase dan nano CaCO₃?

3.      Bagaimana efisiensi yang dihasilkan jika digunakannya katalis enzim lipase dan nano CaCO₃?

1.3              Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah yang telah dipaparkan dapat ditarik kesmpulan bahwa tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut.

1.      Dapat memanfaatkan jerami agar tidak menjadi limbah.

2.      Dapat membuat biodiesel dari limbah jerami dengan katalis enzim lipase dan nano CaCO₃.

3.      Dapat meefisiensikan hasil yang diperoleh.

1.4              Sistematika Penulisan

Guna memahami lebih jelas laporan penelitian ini dilakukan dengan cara mengelompokan meteri menjadi beberapa sub bab dengan sistematika sebagai berikut.

·         BAB I : Pendahuluan

Bab ini menjelaskan tentang informasi umum yaitu latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian dan sistematika penelitian.

·         BAB II : Landasan Teori

Bab ini berisikan teori yang diambil dari beberapa kutipan buku yaitu berupa pengertian. Bab ini juga menjelaskan tentang jerami, biodiesel, dan juga ekstraksi.

·         BAB III : Metodelogi Analisis

Bab ini berisikan tentang alat dan bahan yang digunakan serta langkah kerja pembuatan biodiesel.

·         BAB IV : Pembahasan Hasil Penelitian

Bab ini tentang pengolahan data yang didapat dan pembahasan dari hasil penelitian.

·         BAB V : Penutup

Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang berkaitan dengan analisa berdasarkan yang telah diuraikan pada bab-bab sebelumnya.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1       Jerami

Jerami adalah hasil samping pertanian berupa tangkai dan batang tanaman serealia yang telah kering setelah biji-bijiannya dipisahkan. Massa jerami kurang lebih setara dengan biji-bijian yang dipanen. Jerami memiliki banyak fungsinya diantaranya pakan ternak, pengemas bahan pertanian dan perternakan seperti telur dan kerajinan tangan (Surahman,2014).

Menurut (Rasmidi,2013) jerami dapat dimanfaatkan sebagai berikut :

1.      Alas kaki

2.      Alas kandang

3.      Anyaman dan kriya

4.      Biofuel

5.      Biomassa

6.      Bahan konstruksi

7.      Budi daya tanaman

8.      Pakan hewan ternak

9.      Kertass

10.  Tali

11.  Pengendalian erosi

(Menurut TPUPM dalam judul artikel kandungan jerami,2014) didalam jerami terkandung zat sebagai beriku :

NO	Kandungan	Persentase
1	Protein Kasar	3,6%
2	Lemak	1,3%
3	Abu	16,4%
4	BETN	41,6%
5	Serat Kasar	32%
6	Lignin	4,9%
7	Silica	13,5%
8	Fosfor	0,1%
9	Kalsium	0,24%

Karena jerami mengandung lemak maka bisa dijadikan sebagai biodiesel

2.2       Ekstraksi

Ekstraksi adalah teknik pemisahan suatu zat dengan pelarut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair (Underwood,2010 : 879). Pelarut yang digunakan pada saat ekstraksi adalah pelarut yang sesuai dengan sifat zat yang ingin diekstraksi. Karena lemak bersifat nonpolar maka digunakannya pelarut yang non polar atau semi polar. Pelarut yang digunakan untuk ekstraksi lemak biasanya n-heksana (Underwood,2010 : 899). Pada ekstraksi ini dilakukan dengan cara ekstraksi soxletyaitu diamana suatu sampel diekstraksi yang ditempatkan pada suatu timbel yang pelarutnya diletakan diatas tabung destilasi atau labu dasar bulat, kemudian didihkan dan dikondesasikan diatas sampel. Kondesat akan jatuh kedalam timbel dan merendam sampel (Khayasar,2014).

2.3       Biodiesel

Biodiesel adalah bahan bakar yang terdiri dari campuran mono-alkil ester dari rantai panjang asam lemak yang berasal dari minyak tumbuh tumbuhan ataupun lemak hewan (Tapak,2011). Biodiesel adalah kandidat yang paling baik unruk menggantikan bahan bakar fosil sebagai sumber energy transportasi utama dunia, karena biodiesel merupakan bahan bakar terbarukan yang dapat menggantikan diesel petrol dimesin sekarang ini dan dapat diangkut serta dijual dengan infrastruktur zaman sekarang (Lia,2014). Penggunaan dan produksi biodiesel meningkat dengan cepat terutama di Eropa dan Amerika Serikat, Meskipun dalam pasar msih sebagian kecil saja dari penjualan bahan bakar. Oleh sebab itu diproduksilahbiodiesel upaya agar tidak cepat habisnya bahan bakar fosil dan tidak mencemari udara (Rizko,2014).

BAB III

METODELOGI ANALISIS

Untuk membuat dan menganalisa kandungan biodiesel maka diperlukan alat dan bahan dan langkah kerja yang sesuai. Adapun alat bahan yang digunakan adalah sebagai berikut.

3.1              Alat dan Bahan

NO	Alat	Bahan
1	Serangkai alat ekstraksi soxlet	n-heksana / petroleum eter
2	Labu dasar bulat	Enzim Lipase
3	Timbel/selongsong semipermeable	Nano CaCO3
4	Hotplate	Limbah jerami
5	Gelas kimia	Aquades
6	Corong pisah	Methanol
7	Kertas saring no 40	CaO
8	Stirer magnet	-
9	Pipet	-
10	Botol semprot	-
11	Batu didih	-
12	Pengaduk	-
13	Corong	-
14	Oven	-
15	Neraca analitik	-
16	Kondensor ball	-
17	Deksikator	-

3.2              Cara Kerja

Untuk melakukan sintesis biodiesel dilakukan dengan 2 tahap yaitu proses pemisahan/ekstrasi dan proses sintesisnya sendiri. Adapaun langkah langkah nya yaitu sebagai berikut:

3.2.1        Ekstraksi Lemak dari Jerami

1.      Timbang 10 gram limbah jerami, masukan ke dalam selongsong.

2.      Timbang labu dasar bulat kosong yang berisi batu didih

3.      Masukan 100 ml n-hexana kedalam labu dasar bulat

4.      Masukan selongsong ke alat soxlet

5.      Tambahkan n-hexana sampe setengah dari soxlet.

6.      Rangkai alat ekstraksi soxlet

7.      Nyalakan hotplate.

8.      Lakukan ekstrasi selama 3-4 jam

9.      Uapkan pelarut secara perlahan

10.  Oven labu dasar bulat yang terdapat hasil ekstraksi sampai tidak ada pelarut yang tersisa.

11.  Masukan labu dasar bulat kedalam deksikator

12.  Timbang labu dasar bulat yang berisi minyak.

3.2.2        Sintesis Biodiesel

1.      Tambhakan enzim lipase pada hasil ekstraksi. Diamkan beberapa menit

2.      Tambahkan nano CaCO₃ dan metanol kedalam minyak yang sudah di hidrolisis

3.      Panaskan dan aduk dengan stirrer magnet selama 15 menit

4.      Setelah dipanaskan, saring dengan kertas saring no 40

5.      Biodiesel yang terbentuk cuci dengan aquades hangat dengan suhu 40oC sebanyak 3x

6.      Pisahkan biodiesel dengan corong pisah

7.      Tambahkan CaO kedalam biodiesel kemudian saring saring

8.      Panaskan dioven selama 15 menit

9.      Timbang biodiesel yang terbentuk

BAB IV

PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN

4.1       Pengolahan Data

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut.

·         Data Penimbanagan Limbah Jerami

Massa gelas kimia dan jeami	105,79 gram
Massa gelas kimia	94,98 gram
Massa jerami	10,81 gram

           

·         Data Penimbangan Minyak Hasil Ekstraksi

Massa labu dasar bulat dan minyak	315,64 gram
Massa labu dasar bulat	315,48 gram
Massa minyak	0,16 gram

·         Data Penimbangan Biodiesel

Massa gelas kimia dan biodiesel	95,07 gram
Massa gelas kimia	94,98 gram
Massa biodiesel	0,09 gram

·         Perhitungan Kadar Lemak dari Limbah Jerami

            % Minyak        = massa minyak / massa jerami x 100%

            % Minyak        = 0,16 gram / 10,81 gram x 100%

            % Minyak        = 1,48%

·         Perhitungan Rendemen Biodiesel

            % = massa biodiesel / massa minyak x 100%

            % = 0,09 gram / 0,16 gram x 100%

            % = 56,25%

4.2       Pembahasan

·         Analisis Data

Dalam praktikum yang saya lakukan, kita dapat memperoleh biodiesel yang memiliki rendemen yang cukup tinggi yaitu 56,25%. Biodiesel yang diperoleh sangat sedikit yaitu 0,09 gram dikarenakan jerami yang mengandung sedikit lemak yang menurut sumber TPUPM sebanyak 1,3% . oleh sebab itu untuk pembutan biodiesel yang sangat banayk harus dipilih kadar lemak yang sangat tinggi sehingga akan menguntungkan bagi perusahaan yang akan memproduksinya.

Biodiesel yang saya buat digunakannya katalis enzim lipase dari bakteri Aspergillus niger dan katalis nano CaCO₃. Digunakannya enzim lipase untuk mempercepat proses hidrolisis dan efisiensi waktu penghidrolisisan minyak. Sedangkan penggunaan nano CaCO₃ bertujuan untuk mempercepat reaksi yang terjadi anatara asam lemak bebas dengan metanol.

                       

           

           

BAB V

PENUTUP

5.1       Kesimpulan

Brdasarkan data dari analisa diatas, dalam makalah ini saya menyimpulkan sebagai berikut.

1.      Biodiesel dapat digunakan sebgai bahan bakar terbarukan, karena bahan pembutannya bisa diperbaharui

2.      Jerami bisa dimananfaatkan sebagai biodiesel dengan banyaknya jerami kita dapat memproduksi setidaknya >1kg biodiesel dalam 1 ton jerami. Sehingga jerami yang menjadi limbah bisa dimanfaatkan dengan baik.

3.      Dengan penambahan katalis nano CaCO₃ dan enzim lipase dari bakteri Aspergillus niger bisa menambah rendemen hasil biodiesel yaitu bisa mencapai > 50% dan efisiensi waktu yang diperlukan tidak terlalu lama karena reaksi enzimatis untuk menghidrolisis minyak sagat cepat.

5.2       Saran

  Adapun saran yang dapat kami berikan melalui makalah ini adalah sebagai berikut.

1.      Untuk teman-teman mahasiswa Politeknik Negeri Bandung  pada khususnya diharapkan dapat memanfaatkan dan mengembangkan metode sintesis biodiesel agar lebih efisien dan dan bermanfaat untuk tugas akhir nantinya

2.      Untuk masyarak dapat berkontribusi dalam pemakaian bahan bakar terbarukan ini agar bahan bakan bakar fosil tidak habis.

3.      Untuk pemerintah dapat ikut serta mendistribusikan ide ini untuk dikembangkan lebih lanjut dan mendistribusikan biodiesel ini kepada masyarakat seperti halayaknya pensubtitusian minyaktanak menjadi kompok gas.

DAFTAR PUSTAKA

Sui, M. dan Chandra, W. (2007). Aktivitas lipase kasar dalam buah kelapa yang digerminasi (ditunaskan). Laporan Penelitian Dosen Muda Dirjen DIKTI Depdiknas Republik Indonesia.

Underwood, A.L. 1998. Quantitative Analysis Sixth Edition. Erlangga : Jakarta

Nur, Syukri M. 2014 (5 Maret). Perbedaan Biofuel, Bioetanol, Biogas, Biodiesel. http://bioenerginusantara.com/perbedaan-biofuel-bioetanol-biogas-dan-biodiesel.html/

Tapak. 2014. Biodiesel. http://informasitips.com/belajar/biodeiesel.html/

Lia. 2014. Bahan Bakar Alternatif Biodiesel. http://Library.usu.ac.id/bahan-bakar-alternatif/kimia-bode.pdf.html

Rizko. 2014. Bahan Bakar Alternatif Biodiesel. http://Library.usu.ac.id/bahan-bakar-alternatif/kimia-bode.pdf.html

Naolan,Rasmidi. 2014. Berbagai Manfaat Jerami. http://gerbangpertanian.com/2014/04/berbagai-manfaat-jerami.html?m-=1

Kandungan Unsur Hara dalam Jerami (2014). http://sampulpertanian.blogspot.com/2014/kandungan-unsur-hara-dalam-jerami.html/