i

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

BIOETANOL JERAMI PADI SEBAGAI GENERASI BBN

(Bahan Bakar Nabati) TERBARUKAN

BIDANG KEGIATAN :

PKM-P

Diusulkan oleh :

Abu Hanifah D1E010200 2010

Arby’in Pratiwi D1E011086 2011

Nidiyaul Fitri D1E011056 2011

Ulfah Nurjanah D1E011038 2011

Winnie Kurniawan D1E011071 2011

UNIVERSITAS NEGERI JENDERAL SOEDIRMAN

PURWOKERTO

2012

iii

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ............................................................................................. i

Halaman Pengesahan ................................................................................... ii

Identitas Proposal…………………………………………………………. iii

Kata Pengantar ............................................................................................

Daftar Isi

A.Latar Belakang ................................................................................. 1

B.Rumusan Masalah ............................................................................. 2

C Tujuan…………………………………………………………….. 3

D. Luaran yang diharapkan…………………………………………. 3

E. Kegunaan………………………………………………………… . 3

III. Metode Pelaksanaan .............................................................................. 7

IV. Jadwal Kegiatan .................................................................................... 8

V. Rancangan Biaya…………………………………………………….. 9

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 10

Lampiran............................................................................................... ...... 11

1

1.1 Latar Belakang

Perkembangan dalam bidang pertanian dan industri pertanian seringkali

menimbulkan peningkatan limbah pertanian yang sebagian besar merupakan

limbah berlignoselulosa. Secara kimia limbah berlignoselulosa kaya akan selulosa

yang dapat diolah menjadi produk-produk yang bernilai ekonomi. Seiring dengan

perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (iptek) terutama mengenai bahan

bakar baru, maka limbah lignoselulosa dapat lebih efiseien digunakan dengan

modifikasi, salah satunya untuk proses produksi bioetanol. Bioetanol merupakan

bahan bakar nabati (BBN) yang berasal dari biomassa yang mengandung pati,

gula, dan lignoselulosa.

Penggunaan BBM konvensional telah diketahui tidak dapat dipertahankan

lagi penggunaannya. Hal ini disebabkan jumlah cadangan minyak bumi semakin

berkurang dan juga kontribusinya terhadap pemanasan global akibat

terakumulasinya karbondioksida (CO2) di atmosfer hasil pembakaran minyak

bumi. Bioetanol dapat menjadi solusi dalam mengatasi masalah tersebut karena

merupakan BBN sebagai sumber BBM yang dapat diperbarui dan tidak

menimbulkan dampak pencemaran bagi lingkungan, sehingga dapat menciptakan

kesehatan lingkungan maupun keberlanjutan ekonomi.

Hal ini sebagaimana yang tertuang dalam Perpres No.5 Tahun 2006 tentang

Kebijakan Energi Nasional yang diikuti oleh Instruksi Presiden Nomor 1 Tahun

2006 tentang Penyedian dan Pemanfaatan BBN sebagai Bahan Bakar Lain, namun

dalam perkembangannya sejak tahun 2006 sampai tahun 2011 realisasi

pemanfaatan BBN masih tergolong rendah. Sementara itu bangsa maju lain

seperti Eropa akan menargetkan produksi bioetanol dengan generasi kedua di

Tahun 2014. Generasi kedua bioetanol adalah generasi yang memanfaatkan

pembuatan bioetanol dari potensi biomassa lignoselulosa. Indonesia memiliki

keunggulan dalam hal biomassa lignoselulosa dibandingkan negara-negara

beriklim dingin. Sehingga pentingnya pemanfaatan limbah pertanian seperti

jerami padi untuk penghasil bioetanol non fungsional pangan yang banyak dipakai

sekarang.

2

1.2 RUMUSAN MASALAH

Meningkatnya limbah pertanian akibat perkembangan industri pertanian

menimbulkan pengaruh pencemaran lingkungan. Salah satu limbah pertanian dari

hasil samping industri adalah limbah jerami padi. Jerami padi merupakan

biomassa lignoselulosa yang banyak mengandung pati, selulosa dan glukosa yang

cukup tinggi. Masalah yang sering dihadapi pada industri kimia adalah

pemanfaatan bahan tidak berguna yang murah menjadi bahan-bahan yang lebih

berguna dan bernilai tinggi seperti pati dan selulosa. Namun, limbah jerami padi

belum banyak dimanfaatkan sehingga belum memiliki nilai ekonomi. Padahal

biomassa lignoselulosa limbah jerami padi berpotensi sebagai sumber BBN non-

pangan dalam produksi bioetanol.

Bioetanol yang berasal dari BBN non-pangan merupakan solusi alternatif

dalam mengatasi permasalahan persaingan sumber penghasil bioetanol dengan

bahan pangan dan pakan. Diperlukan upaya yang sungguh-sungguh dalam

mengembangkan bioetanol yang bersumber dari limbah jerami padi guna

menyelesaikan permasalahan bangsa Indonesia khususnya serta permasalahan

dunia umumnya dalam menghadapi tantangan dalam menciptakan bahan bakar

yang terbarukan guna menggantikan bahan bakar konvensional. Dalam

pengembangannya terdapat beberapa permasalahan. Permasalahan yang akan

diungkap dalam karya tulis ini, yaitu (1) Bagaimana kondisi limbah jerami padi di

Indonesia, (2) Bagaimana kebutuhan masyarakat dunia terhadap bioetanol, (3)

Potensi limbah pertanian seperti jerami padi sebagai alternatif BBN non-pangan

penghasil bioetanol, (4) Metode yang dapat digunakan untuk meningkatkan

rendemen pada produksi bioetanol dari limbah jerami padi, dan (5) Kelebihan

limbah jerami padi sebagai bahan baku produksi bioetanol.

3

1.3 TUJUAN

Penelitian ini bertujuan untuk : (1) Meninjau kondisi limbah jerami padi

diIndonesia, (2) Mengestimasi tingkat kebutuhan masyarakat dunia terhadap

bioetanol serta keuntungannya, (3) Memanfaatkan potensi yang terkandung pada

limbah jerami padi sebagai penghasil bioetanol, (4) Menyarankan metode dalam

produksi biomassa lignoselulosa dari limbah jerami padi dan (5) Melihat

keuntungan bioetanol yang dihasilkan dari limbah jerami padi.

1.4 LUARAN YANG DIHARAPKAN

Menghasilkan bioetanol berbahan baku biomassa lignoselulosa yang dapat

dimanfaatkan sebagai bahan bakar nabati oleh masyarakat secara umum yang

ekonomis dan ramah lingkungan.

1.5 KEGUNAAN

Kegunaan dari penelitian ini adalah diperolehnya informasi mengenai :

(1) Kondisi limbah jerami padi di Indonesia,

(2) Sumber-sumber penghasil bioetanol dengan berbagai kelebihannya,

(3) Kandungan limbah jerami padi dalam peranannya sebagai penghasil

bioetanol sebagai pengganti BBM,

(4) Perbandingan keuntungan bioetanol limbah jerami padi dibandingkan

dengan sumber lainnya,

(5) Disosialisasikannya mengenai metode produksi biomassa lignoselulosa

dari limbah sagu.

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

Bahan Bakar Nabati Non-Pangan

Bahan bakar nabati merupakan sumber energi alternatif dalam mengatasi

ketergantungan masyarakat pada bahan bakar minyak konvensional. Menurut

Wahyuni (2007), keberlanjutan penggunaan bahan bakar minyak konvensional

(fosil) sebagai sumber bahan bakar minyak (BBM) telah secara luas diketahui

tidak akan berlangsung lama lagi, karena diketahui jumlahnya yang semakin

berkurang di bumi ini dan juga kontribusinya dalam menyumbang produksi CO2

yang berpotensi sebagai kontaminan berbahaya dalam kehidupan manusia

maupun lingkungan. Namun, kompetisi bahan bakar nabati dengan pangan dan

pakan menjadi tantangan untuk menemukan alternatif sumber BBN non-pangan.

Bioetanol merupakan etanol yang berasal dari semua jenis biomassa yang

mengandung gula, pati, dan lignoselulosa sehingga memiliki potensi sebagai

pengganti BBM kovensional (Neves, 2006).

Pemanfaatan Bioetanol

Kegunaan biomassa untuk memproduksi energi harus ditingkatkan jika kita

ingin mengurangi akibat pemanasan global dan dapat menyediakan energi tinggi

untuk menggantikan bahan bakar konvensional. Biomassa selalu menjadi sumber

energi utama untuk makhluk hidup dan diperkirakan berkontribusi 13% dari

pasokan energi dunia dan persentase yang lebih besar lagi bagi negara-negara

berkembang (Tsukahara dan Sawayama, 2005).

Bahan lignoselulosa merupakan biomassa yang berasal dari tanaman dengan

komponen utama lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Ketersediaannya yang cukup

melimpah, terutama sebagai limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan,

menjadikan bahan ini berpotensi sebagai salah satu sumber energi melalui proses

konversi, baik proses fisika, kimia maupun biologis. Salah satu proses konversi

bahan lignoselulosa yang banyak diteliti adalah proses konversi lignoselulosa

menjadi etanol yang selanjutnya dapat digunakan untuk mensubstitusi bahan

bakar bensin untuk keperluan transportasi (Hermiati, 2010).

Diantara biomassa, selulosa adalah karbohidrat yang paling melimpah dan

mudah diperbarui. Akhir-akhir ini, banyak peneliti mengungkapkan bahwa limbah

5

yang mengandung selulosa dapat digunakan sebagai sumber gula yang murah dan

mudah didapat untuk menggantikan bahan pati dalam proses fermentasi (Graf &

Koehler, 2000). Sumber selulosa yang dapat digunakan diantaranya adalah sisa-

sisa pertanian dan hasil hutan, kertas bekas, dan limbah industri (White, 2000).

Produksi etanol nasional pada tahun 2006 mencapai 200 juta liter. Kebutuhan

etanol nasional pada tahun 2007 diperkirakan mencapai 900 juta kiloliter

(Surendro, 2006). Saat ini bioetanol diproduksi dari tetes tebu, singkong maupun

dari jagung. Salah satu alternatif bahan baku pembuatan bioetanol adalah

biomassa berselulosa.

Potensi Bioetanol dari Jerami padi

Jerami padi mengandung kurang lebih 39% selulosa dan 27,5%

hemiselulosa (dasar berat kering). Kedua bahan polisakarida ini, sama halnya

dengan tetes tebu dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana yang selanjutnya

dapat difermentasi menjadi bioetanol. Potensi produksi jerami padi per ha kurang

lebih 10-15 ton, keadaan basah dengan kadar air kurang lebih 60%. Jika seluruh

jerami per ha ini diolah menjadi ethanol fuel grade ethanol (FGE), maka potensi

produksinya kurang lebih 766-1.148 liter/ha FGE (perhitungan ada di lampiran).

Dengan asumsi harga ethanol fuel grade (FGE) sekarang adalah Rp. 5500,- per

liter (harga dari pertamina), maka nilai ekonominya kurang lebih Rp. 4.210.765

hingga Rp. 6.316.148 /ha. Menurut data Biro Pusat Statistik tahun 2006,

keseluruhan luas sawah di Indonesia adalah 11,9 juta ha. Artinya, potensi jerami

padinya kurang lebih adalah 119 juta ton. Apabila seluruh jerami ini diolah

menjadi bioetanol maka akan diperoleh sekitar 9,1 milyar liter bioetanol (FGE)

dengan nilai ekonomi Rp. 50.1 triliun. Menurut perhitungan, etanol dari jerami

sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan bensin nasional. Kandungan karbohidrat

pada jerami padi cocok untuk diolah menjadi bioetanol, namun perlu

dipertimbangkan juga terhadap hara yang harus dikembalikan lagi ke lahan

setelah panen dilakukan.

Potensi bioetanol dari jerami padi menurut Kim dan Dale (2004) dalam Patel

dan Shoba (2007), adalah sebesar 0,28 l/kg jerami. Sedangkan kalau dihitung

dengan cara Badger (2002) dalam Patel dan Shoba (2007), adalah sebesar 0,20

6

l/kg jerami, sehingga dari data ini dapat diperkirakan potensi bioetanol dari jerami

padi di Indonesia. Jika berdasarkan prediksi minimal dengan cara Badger (2002),

maka jumlah bioetanol yang dihasilkan dapat menggantikan bensin sejumlah

7,915 - 11,874 juta liter. Banyaknya bioetanol yang dihasilkan tersebut cukup

untuk memenuhi kebutuhan bensin Nasional selama satu tahun. Potensi bioetanol

dari jerami padi Prediksi menurut Prediksi potensi bioetanol Kim and Dale (2004)

15,316 juta liter - 22,974 juta liter Badger (2002) 10,940 juta liter - 16,410 juta

liter. Sumber : Badger (2002) dan Kim and Dale (2004) dalam Patel dan Shobha

(2007). Jerami padi memiliki kelebihan dalam menghasilkan bioetanol. Kelebihan

tersebut dilihat dari produksi bahan bakar nabati yang lebih tinggi dibandingkan

dengan bahan dasar alang-alang. Selain itu, bioetanol dari jerami padi lebih ramah

lingkungan karena memanfaatkan limbah yang tidak terpakai (Sari, 2008).

7

III. METODE PENELITIAN

Penelitian akan dilakukan secara hidrolisis dan fermentasi dengan

rancangan perlakuan hingga bentuk yang sesuai dengan potensi produksi

bioetanol. Penelitian akan dilakukan dengan rancangan prosedur sebagai berikut :

1. Jerami kering panen dilayukan selama ± 1 hari untuk mendapatkan kadar air

mendekati 60%, atau jerami kita remas, bila air tidak menetes dan tangan

basah berarti kadar air mendekati 60%.

2. Jerami dipindahkan ke tempat pembuatan dengan cara ditumpuk setebal 20 -

30 cm (boleh diinjak-injak) kemudian ditaburkan urea, bahan pemacu

mikroorganisme (starbio EM-4) dan air secukupnya, kemudian ditumpuk

lagi jerami seperti cara di atas sehingga mencapai ketinggian ± 1,5 m.

3. Tumpukan jerami dibiarkan selama 21 hari (tidak perlu dibolak-balik),

setelah 21 hari tumpukan jerami dibongkar.

4. Ciri-ciri hasil fermentasi jerami padi yang baik adalah beraroma harum atau

beraroma tape, warna kuning kecoklatan, teksturnya lemas dan tidak

berjamur.

Jerami

Larutan NaOH 15%

Larutan HCl 0,1N Larutan NaOH 15%

Starter 2CO

H2O

Delignifikasi

Penyaringan

Hidrolisa

Fermentasi

Destilasi

Etanol

8

IV. JADWAL KEGIATAN

No Waktu Kegiatan

1 Minggu pertama Mengumpulkan Jerami, Membeli Alat dan Bahan

2 Minggu kedua Merancang penelitian

3 Minggu ketiga Membuat jerami fermentasi

4 Minggu keempat Pengamatan

5 Minggu kelima Pengamatan

6 Minggu keenam Pengamatan

7 Minggu ketujuh Penanganan pada pembuatan bioetanol menghitung

hasil bioetanol yang diproduksi

8 Minggu kedelapan Pengujian bioetanol yang didapat

9

V. RANCANGAN BIAYA

1. Bahan Habis Pakai

No Nama Barang Jumlah Harga

1. Jerami Padi 400 kg Rp. 160.000,00

2. Saccaromyces cereviceae 4 pack Rp. 350.000,00

3. Urea 10 kg Rp. 50.000,00

4. Starbio/EM-4 12 kg Rp. 950.000,00

5. Larutan NaOH 15 % 3 liter Rp. 1.530.000,00

6. Larutan HCl 0,1 N 3 liter Rp. 1.530.000,00

Jumlah Rp 4.570.000,00

2. Peralatan Penunjang PKM

No. Nama Barang Jumlah Harga

1. Kompor Bioetanol 5 buah Rp 400.000,00

2. Terpal 4 buah (5x7m) Rp 480.000,00

3. Ember 10 buah Rp 90.000,00

4. Pengaduk 15 buah Rp 150.000,00

5. Baskom 8 buah Rp 240.000,00

6. Pengepress 2 buah Rp 2.000.00,00

7. Botol 35 buah Rp 350.000,00

8. Sarung tangan 8 buah Rp 48.000,00

9. Masker 10 buah Rp 20.000,00

Jumlah Rp 3.778.000,00

Total Biaya yang dikeluarkan : Rp. 8.348.000,00

10

DAFTAR PUSTAKA

[disertasi]. Jepang. Agricultural Science. University of Tsukuba.

Doe. 2006. DOE (Departemen Energi AS). 2007. 2007. Ethanol. Etanol.

Online.Available at <http://www1.eere.energy.gov/ Online.Available di

<http://www1.eere.energy.gov/biomass/ethanol.html>. biomassa /

ethanol.html>. Accessed July 2007. Note: Contains many further links on

biofuels. Catatan Diakses Juli 2007:. Berisi link lebih banyak pada biofuel

Graf, dkk. 2000. The velocity structure of large magellanic cloud carbon stars:

young disk, old disk, and perhaps a separate population. Department of

Astronomy and Physics, Ohio State University, Columbus, OH 43210;

graff.25@osu.edu , gould@payne.mps.ohio-state.edu.

Hermiati.20110.Pemanfaatan Biomassa Lignoselulosa Ampas Tebu Untuk

Produksi Bioetanol. Jurnal Litbang Pertanian (29).

Kim, S and Dale. 2004. Global potential bioethanol production from wasted crops

and crop residues. Biomass and Bioenergy, Vol. 26, pp. 361-375.

Neves MAD. 2006. Bioethanol Production from Wheat Milling By-products

Patel dan Soba. 2007. Study Of Ethanol Production From Fungal Pretreated

Wheat And Rice Straw. The Internet Journal of Microbiology. 2007

Volume 4 Number 1.

Petrol Inst 45:251-259.

ramah lingkungan di masa depan. Bogor: Departemen THP FPIK IPB.

Sari, Iris Mustika. 2008.Pemanfaatan Jerami Padi dan Alang-alang dalam

Fermentasi Etanol Menggunakan Kapang Trichorderma Viride dan

Khamir Sacharomycess cerevisae. Vis Vitalis, Vol 01, No. 02.

Surendro, H. 2006. Biofuel. Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi,

Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral. Jakarta.

Tsukahara K, Sawayama S. 2005. Liquid fuel production using microalgae. J Jpn

Wahyuni M. 2007. Marine Biodiesel: pengganti bahan bakar minyak (BBM) yang

14

CURRICULUM VITAE

DOSEN PEMBIMBING

IDENTITAS DIRI

Nama : Dr.Ir. Wardhana Suryapratama, MS

NIP : 19540621 198211 1 001

NIDN : 0021065402

Tempat & Tanggal Lahir : Salatiga, 21 Juni 1954

Jenis Kelamin : Laki-laki

Status Perkawinan : Kawin

Agama : Islam

Pangkat/Golongan : Pembina Tk.I/IV-b

Jabatan Fungsional : Lektor Kepala

No.Sertifikat

Dosen/Tahun

: 08102305025/Tahun 2008

Unit Kerja : Fakultas Peternakan Unsoed

Alamat Rumah : Jl. Merdeka 38 Purwokerto 53116

No.Telp/Hp : 0281 636113 / 08882669743

Alamat E-mail : mas_eo@yahoo.com/wardhanaunsoed@gmail.com

RIWAYAT PENDIDIKAN PERGURUAN TINGGI

Tahun

Lulus

Program Pendidikan (Sarjana,

Magister, spesialis, dan Doktor)

Perguruan

Tinggi

Jurusan/Program

Studi

1981 Sarjana Peternakan Univ. Gadjah

Mada

Peternakan

1989 Magister Sain Univ. Gadjah

Mada

Ilmu Ternak

1999 Doktor Institut Pertanian

Bogor

Ilmu Ternak

PENGALAMAN PENELITIAN

Tahun Judul Penelitian Ketua/

Anggota

Tim

Jmlh

Tim

(orang

)

Sumber

Dana

Besarny

a Dana

(Rp juta)

2009 Stimulasi Pertumbuhan Sapi Melalui

Pemanfaatan Serat Sawit Fermentasi Dan

Suplementasi Minyak Sawit, Asam Folat

Dan Asam Fenilpropionat

Anggota 3 DIPA

Rusnas

70

2009 Penggunaan leguminosa lokal sebagai

sumber protein dalam pakan sapi potong

yang mengandung serat sawit

Anggota 3 I-

MHERE

30

2009 Produksi Susu Kambing Berkualitas

yang Mengandung Asam Linoleat

Terkonjugasi Melalui Rekayasa Pakan

Sumber Protein dan Minyak

Ketua 3 Hibah

Bersaing

41,25

2009 Penambahan Minyak Kedelai dalam Anggota 2 Dipa 65