TUGAS MAKALAH MATA KULIAH

TEKNIK PENGOLAHAN DAN PEMBUANGAN SAMPAH

ETANOL DARI SAMPAH

Disusun oleh :

Lady Fortuna 082.11.022

Linardita Ferial 082.11.024

Maria Manda Kleden 082.11.026

Merrysellina Desytasmania 082.11.028

M. Faisal Rabbani 082.11.030

Putri Kusumaning Ayu 082.11.034

Rifqi Askhary 082.11.036

Riski Ambarini 082.11.038

Siti Andini 082.11.040

Dosen:

Dr. Ir. Dwi Indrawati, Ms

Pramiati Purwaningrum, ST,.MT

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS ARSITEKTUR LANSEKAP DAN TEKNOLOGI LINGKUNGAN

UNIVERSITAS TRISAKTI

JAKARTA

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi dan peningkatan pembangunan di bidang industri erkaitan langsung dengan kebutuhan energi minyak bumi. Minyak bumi adalah salah satu sumber daya alam tidak dapat diperbaharui. Ketergantungan manusia terhadap sumber daya alam minyak bumi menyebabkan cadangan minyak bumi di bumi semakin menipis. Berbagai macam penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan sumber energi alternatif dari sumber daya alam yang dapat diperbarui dan limbah-limbah industri yang masih dapat diolah untuk menggantikan minyak bumi.

Kelangkaan yang disertai tingginya harga bahan bakar minyak secara global beberapa tahun terakhir membuat banyak negara di dunia meningkatkan upayanya untuk menggunakan salah satu bahan bakar alternatif seperti biofuel. Salah satu dari biofuel yang paling banyak digunakan adalah etanol. Etanol merupakan salah satu sumber energi alternatif yang mempunyai prospek yang sangat bagus sebagai pengganti bahan bakar cair dan gasohol. Etanol dapat diproduksi dengan sintesis kimia atau metode fermentasi.Tahun 1968 lebih dari 90% etanol diproduksi dengan metode sintesis kimia dari etilen. Namun, kenaikan harga minyak mentah yang menjadi sumber dari etilen, menyebabkan perhatian dunia beralih untuk memproduksi etanol dengan metode fermentasi.

Produksi etanol dengan metode fermentasi memiliki potensi menggantikan dua kebutuhan penting, yaitu penyediaan bahan bakar dan bahan baku di industri kimia (Okafor, 2007). Produksi etanol dengan metode fermentasi dapat dilakukan dengan berbagai macam bahan baku yang mengandung gula reduksi. Zat ini diekstrak antara lain dari tebu dan singkong (Prihandana et al., 2007). Selain menggunakan bahan tersebut muncul gagasan dalam memanfaatkan sampah organik yang berasal dari pasar sayur dan buah untuk diekstrak menjadi sumber energy alternatif yaitu etanol. Konversi ini dilakukan melalui proses pemanasan yang kemudian difermentasikan dengan bakteri yang dipilih dengan studi literatur tentang efektifitas fermentasi etanol menggunakan bakteri (Arasyid, 2010). Oleh sebab itu, dalam makalah ini akan dibahas proses pembuatan etanol dari sampah.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah sebagai berikut.

1. Apa yang dimaksud dengan etanol?

2. Sejak kapan etanol mulai digunakan sebagai bahan bakar?

3. Mengapa pembuatan etanol dari sampah dianggap salah satu alternatif yang baik?

4. Dimana pengolahan sampah menjadi etanol dilakukan?

5. Bagaimana proses pengolahan etanol dari sampah dapat dilakukan?

6. Siapa yang pernah mengelola etanol dari sampah?

1.3. Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut.

1. Menjelaskan tentang etanol.

2. Menjelaskan sejarah penggunaan etanol sebagai bahan bakar.

3. Menjelaskan alasan pembatan etanol dari sampah sebagai salah satu alternatif pengolahan sampah yang baik.

4. Memberikan informasi mengenai daerah yang telah melakukan pengolahan sampah menjadi etanol.

5. Menjelaskan proses pengolahan etanol dari sampah.

6. Memberikan informasi tentang pengelolah etanol dari sampah.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Problem sampah merupakan isu penting di lingkungan perkotaan sejalan dengan perkembangan jumlah penduduk dan peningkatan aktivitas pembangunan sehingga perlu penanganan. Volume Sampah yang dihasilkan di Perkotaan pada bulan April 2010 adalah 320 ton/hari. Volume sampah cukup besar di perkotaan yang berpotensi menimbulkan masalah, dapat menjadi sebuah potensi yang dapat dikembangkan sebagai sumberenergi terbarukan. Sampah kota mengandung bahan yang beraneka ragam, tetapi kandungan terbesar adalah sampah organik yang mencapai 65%. Sampah organik dari daerah perkotaan merupakan biomassa yang berat keringnya diperkirakan mengandung 75% pati, hemiselulosa, dan selulosa (Suyitno, 2007) terdiri atas sayur-sayuran, buah-buahan, dedaunan, kulit buah, bambu dan ranting kayu sehingga dapat dimanfaatkan menjadi bahan baku etanol karena holoselulosa dapat diubah menjadi gula dengan proses hidrolisis yang selanjutnya dengan proses fermentasi akan diperoleh etanol (bioetanol).

Sampah organik merupakan sampah yang terdiri dari bahan-bahan penyusun tumbuhan dan hewan yang diambil dari alam, atau dihasilkan dari kegiatan pertanian, perikanan atau yang lainnya. Sampah ini dengan mudah diuraikan dalam proses alami. Sampah rumah tangga sebagian besar merupakan sampah organik, termasuk sampah oraganik misalnya: sampah dari dapur, sisa tepung, sayuran, kulit buah dan daun (Suprihatin, 1999). Berdasarkan sifatnya sampah dibedakan menjadi 2 yaitu :

1. Sampah organik - dapat diurai (degradable)

2. Sampah anorganik - tidak terurai (undegradable)

Berdasarkan perhitungan Bappenas dalam buku infrastruktur Indonesia pada tahun 1995 perkiraan timbulan sampah di Indonesia sebesar 22.5 juta ton dan akan meningkat lebih dari dua kali lipat pada tahun 2020 menjadi 53,7 juta ton. Sementara di kota besar produk sampah perkapita berkisar antara 600-830 gram per hari (Mungkasa, 2004). Berdasarkan data tersebut maka kebutuhan Tempat Pemrosesan Akhir (TPA) pada tahun 1995 seluas 675 ha dan meningkatmenjadi 1610 ha di tahun 2020. Kondisi ini akan menjadi masalah besar dengan terbatasnya lahankosong di kota besar. Menurut data BPS pada tahun 2001 timbulan sampah yang diangkut hanyamencapai 18,3 %, ditimbun 10,46 %, dibuat kompos 3,51 %, dibakar 43,76 % dan lainnya dibuangdi pekarangan pinggir sungai atau tanah kosong sebesar 24,24 %.

2.2. Karakteristik Sampah Kota

Komposisi dan karakteristik sampah merupakan hal yang terpenting dalam memilih teknologi pengolahan sampah. Komposisi sampah ratarata di Indonesia mayoritas adalah organik dengan komposisi 73.98%, selanjutnya diikuti oleh bahan anorganik 26.48%.

Tabel 1.1. Komposisi dan karakteristik sampah rata rata

No

Komponen

%

Kadar Air

(%)

N. Kalor

(kkal/kg)

1

Organik

73.98

47.08

674.57

2

Kertas

10.18

4.97

235.55

3

Kaca

1.75

4

Plastik

7.86

2.28

555.46

5

Logam

2.04

6

Kayu

0.98

0.32

38.28

7

Kain

1.57

0.63

42.64

8

Karet

0.55

0.02

7.46

9

Baterai

0.29

10

Lain lain

0.86

Total

100

55.3

1553.96

Sumber : Studi Komposisi Dan Karakteristik BPPT, 1994

Dari penelitian yang pernah dilakukan, komposisi sampah bervariasi antara 70 80 %, nilai kalor sampah bervariasi antara 1000 2000 kkal/kg dan kadar air bervariasi antara 50 70 %. Dari data tersebut maka komponen organik masih merupakan komponen terbesar dan menyebabkan sampah kota mempunyai kadar air yang cukup tinggi. Karakteristik sampah diatas, maka sehari saja sampah dibiarkan menumpuk, maka akan terjadi kegiatan mikroorganisme anaerobik yang menyebabkan sampah berbau tidak sedap. Disisi lain sampah yang tidak terkelola dengan baik akan mengakibatkan berkembangnya berbagai macam penyakit.oleh sebab itu, perlu dilakukan pengolahan yang tepat agar sampah organik tersebut tidak hanya dikurangi volumenya namun juga bermanfaat bagi kehidupan manusia.

2.3 Proses Pengolahan Sampah

Pengelolaan sampah adalah pengumpulan, pengangkutan, pemrosesan, pendaur-ulangan, atau pembuangan dari material sampah. Kalimat ini biasanya mengacu pada material sampah yg dihasilkan dari kegiatan manusia, dan biasanya dikelola untuk mengurangi dampaknya terhadap kesehatan, lingkungan atau keindahan. Pengelolaan sampah juga dilakukan untuk memulihkan sumber daya alam Pengelolaan sampah bisa melibatkan zat padat, cair, gas, atau radioaktif dengan metoda dan keahlian khusus untuk masing masing jenis zat.

Praktek pengelolaan sampah berbeda beda antara negara maju dan negara berkembang , berbeda juga antara daerah perkotaan dengan daerah pedesaan, berbeda juga antara daerah perumahan dengan daerah industri. Pengelolaan sampah yg tidak berbahaya dari pemukiman dan institusi di area metropolitan biasanya menjadi tanggung jawab pemerintah daerah, sedangkan untuk sampah dari area komersial dan industri biasanya ditangani oleh perusahaan pengolah sampah.

Bergantung dari jenis dan komposisinya, sampah dapat diolah. Berbagai alternatif yang tersedia dalam pengolahan sampah, di antaranya adalah:

a. Insenerasi

Insenerasi merupakan proses pembakaran langsung kandungan karbon dalam sampah untuk dimanfaatkan menjadi energi. Insenerasi adalah cara paling sederhana untuk memanfaatkan energi yang terkandung dalam sampah. Insenerasi juga dapat mengurangi massa sampah hingga 80% dan volume sampah hingga 95% sehingga dapat mengatasi masalah kekurangan tempat landfill. Dapat dilihat bahwa sampah yang dapat diproses dengan insenerasi harus merupakan sampah dengan kandungan organik yang tidak diproses terlebih lanjut (misalnya menjadi plastik).

b. Gasifikasi

Gasifikasi adalah proses mengubah material organik atau fosil menjadi karbon monoksida, hidrogen, dan karbon dioksida. Proses gasifikasi pada umumnya dilakukan pada temperatur di atas 700 oC. Proses gasifikasi membutuhkan fumigator sebagai reagen pembakar bahan bakar (sampah).

c. Pirolisis

Pirolisis adalah proses dekomposisi termal material organik tanpa kehadiran oksigen. Pirolisis sejatinya adalah salah satu sub-proses dari gasifikasi secara keseluruhan. Sama seperti gasifikasi, pirolisis tidak menghasilkan energi secara langsung, tetapi menghasilkan gas maupun padatan yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

d. Kompos

Pengomposan (composting) adalah proses dekomposisi material organik oleh mikroorganisme menjadi humus, materi kesuburan tanah, yang dapat digunakan sebagai pupuk. Proses pengomposan dapat dilakukan pada sampah rumah tangga yang terbatas pada bahan makanan atau sisa makhluk hidup, misalnya daun yang gugur.

e. Landfill

Landfill hanyalah menumpuk dan menimbun sampah yang tidak bisa diolah kembali pada suatu lahan yang kemudian ditutup dengan tanah kembali. Tentu saja, sampah yang akan diolah dengan cara landfill sebelumnya telah diberi perlakukan agar volume sampah tersebut terkompresi. Metode ini sangat mudah, tidak membutuhkan reaktor, cukup lahan luas dan tanah yang cukup untuk menutupi seluruh sampah.

f. Bioetanol

Bioetanol merupakan cairan biokimia yang berasal dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Etanol merupakan alkohol utama yang dihasilkan oleh mikroorganisme dalam proses fermentasi. Pembuatan etanol dari sampah merupakan salah satu alternatif mengurangi jumlah sampah organik dan mengubah menjadi sumber bahan bakar yang dapat dimanfaatkan.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Pengertian etanol

Etanol atau etil alkohol (C2H5OH) merupakan bahan kimia organik yang mengandung oksigen yang paling eksotik karena kombinasi sifat-sifat uniknya yang dapat digunakan sebagai pelarut, germisida, minuman, bahan anti beku, bahan bakar, bahan depressant dan khususnya karena kemampuannya sebagai bahan kimia intermediet untuk menghasilkan bahan kimia yang lain. Pada kondisi standar/atmosferik, etanol merupakan cairan volatil yang mudah terbakar, jernih dan tidak berwarna, aromanya menyegarkan, mudah dikenali dan berkarakter khas. Cairan ini juga mudah larut dalam air.

Sifat fisik dan kimia etanol tergantung pada gugus hidroksilnya. Gugus ini menyebabkan polaritas molekul dan menyebabkan ikatan hidrogen antarmolekul. Kedua sifat tersebut menyebabkan perbedaan sifat fisik alkohol berat molekul rendah dengan senyawa hidrokarbon yang mempunyai berat molekul ekuivalen. Spektrografi infra merah menunjukkan bahwa dalam keadaan cair ikatan hidrogen terbentuk karena tarik-menarik antara atom hidrogen pada gugus hidroksil molekul satu dengan atom hidrogen pada gugus hidroksil molekul yang kedua. Sifat tersebut dapat dianalogikan seperti sifat air, walaupun ikatan pada air lebih kuat sehingga membentuk gugusan yang lebih dari dua molekul. Ikatan hidrogen pada etanol terjadi etanol terjadi pada fase cair, sedang pada fase gas senyawa ini bersifat monomerik. Secara detail, sifat-sifat fisik etanol dapat dilihat dalam Tabel 1.

Sifat kimia dari etanol pada umumnya berkaitan dengan gugus hidroksilnya. Contoh dari sifat kimia tersebut adalah terjadinya reaksi kimia diantaranya: reaksi dehidrasi, dehidrogenasi, oksidasi, dan esterifikasi. Atom hidrogen pada gugus hidroksil dapat diganti dengan logam aktif seperti natrium, kalium, dan kalsium membentuk etoksida logam (ethylate) dengan melepaskan gas hidrogen (Kirk, 1951).

Etanol mempunyai empat karakteristik yang sesuai sebagai bahan bakar yaitu: bentuknya cairan sehingga mudah bergerak, nilai kalor 2/3 nilai kalor gasolin, dapat dicampurkan sampai 10% pada bensin untuk meningkatkan angka oktan, dan dapat meningkatkan angka oktan bensin tanpa timbal. Oleh karena itu, di beberapa negara, etanol digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak impor (Bailey, 1986).

Selain sebagai bahan bakar, etanol banyak digunakan pada minuman, kosmetik, kesehatan, solvent, serta sebagai bahan baku industri (McKetta, 1983). Etanol terkandung dalam minuman dengan kadar yang berbeda-beda. Contoh minuman yang mengandung etanol antara lain bir, anggur (wine), arak, sake, dan lain-lain. Di bidang kesehatan, etanol banyak dimanfaatkan sebagai zat antiseptik, dan di bidang kecantikan etanol banyak digunakan dalam pembuatan parfumes. Kebanyakan parfume menggunakan pelarut etanol karena aromanya yang sedap. Selain itu, etanol juga banyak digunakan sebagai solvent. Nama-nama ethanolic solvent yang dikenal diantaranya synasol, shellacol, quakersol, tecsol, jaysol, pacosol, neosol, solox, anhydrol, paco, filmcol, filmex, dan sebagainya. Etanol juga merupakan bahan yang dapat digunakan sebagai bahan baku reaksi kimia. Produk yang dihasilkan misalnya acetaldehide dan vinegar.

3.2 Sejarah Penggunaan Etanol sebagai bahan bakar

Etanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalankeramikyang berumur 9000 tahun dariCinabagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusiaprasejarahdari masaNeolitik.

Etanol dan alkohol membentuk larutanazeotrop. Karena itu pemurnian etanol yang mengandung air dengan cara penyulingan biasa hanya mampu menghasilkan etanol dengan kemurnian 96%. Etanol murni (absolut) dihasilkan pertama kali pada tahun1796olehJohan Tobias Lowitzyaitu dengan cara menyaring alkohol hasil distilasi melaluiarang.

Lavoisiermenggambarkan bahwa etanol adalah senyawa yang terbentuk darikarbon,hidrogendanoksigen. Pada tahun 1808Saussureberhasil menentukan rumus kimia etanol.Lima puluh tahun kemudian (1858),Coupermempublikasikan rumus kimia etanol.Dengan demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan rumus kimianya.

Etanol pertama kali dibuat secara sintetik pada tahun 1826 secara terpisah oleh Henry Hennel dari Britania Raya dan S.G. Srullas dari Perancis.Pada tahun 1828,Michael Faradayberhasil membuat etanol dari hidrasietilenayang dikatalisis oleh asam. Proses ini mirip dengan proses sintesis etanol industri modern.

Etanol telah digunakan sebagai bahan bakar lampu di Amerika Serikat sejak tahun 1840, namun pajak yang dikenakan pada alkohol industri semasaPerang Saudara Amerikamembuat penggunaannya tidak ekonomis. Pajak ini dihapuskan pada tahun 1906,[5]dan sejak tahun 1908 otomobilFord Model Ttelah dapat dijalankan menggunakan etanol. Namun, dengan adanya pelarangan minuman beralkohol pada tahun 1920, para penjual bahan bakar etanol dituduh berkomplot dengan penghasil minuman alkohol ilegal, dan bahan bakar etanol kemudian ditinggalkan penggunaannya sampai dengan akhir abad ke-20.

Produksi etanol sebagai bahan bakar banyak dipakai sebelum Perang Dunia II. Pada saat itu etanol diproduksi dari bahan pertanian secara fermentasi. Namun, setelah tahun 1945 terjadi perkembangan dalam teknologi pemrosesan petroleum sehingga harga petroleum menjadi relatif murah. Hal ini kemudian menggantikan produk-produk turunan fermentasi termasuk etanol dan produk-produk oxochemical sederhana seperti aceton, butanol, asam asetat, dan lain-lain. Harga petroleum yang semakin naik menyebabkan orang mulai melirik kembali proses fermentasi etanol sebagai bahan bakar.

3.3 Etanol sebagai Energi Alternatif

Bioetanol (C2H5OH) merupakan salah satu biofuel yang hadir sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan dan sifatnya yang terbarukan. Merupakan bahan bakar alternatif yang diolah dari tumbuhan yang memiliki keunggulan karena mampu menurunkan emisi CO2 hingga 18%, dibandingkan dengan emisi bahan bakar fosil seperti minyak tanah.

Bioetanol(C2H5OH) merupakan salah satubiofuelyang hadir sebagai bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan.Bioetanoladalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan bahan bakar hayati. Etanol atau etil alkohol, merupakan cairan tak berwarna dengan karakteristik lain mudah menguap, mudah terbakar, larut dalam air, tidak karsigonek, dan jika terjadi pencemaran tidak memberikan dampak lingkungan yang signifikan.

Bioetanolbersifat multiguna karena dicampuri dengan bensin pada komposisi seberapapun dan memberikan dampak yang positif. Pencampuran bioetanolabsolut sebanyak 10% dengan bensin 90% disebut juga Gasohol E-10 secara proporsional memiliki ON 92 atau setara Pertamax. Pada komposisi inibioetanoldikenal sebagai octan enhancer (aditif) yang paling ramah lingkungan di Negara-negara maju.Bioetanoljuga menghasilkan kestabilan proses pembakaran. Proses pembakaran dengan daya yang lebih sempurna akan mengurangi emisi gas karbon monosakarida. Campuranbioetanol3% saja mampu menurunkan emisi karbon monosakarida 1,3%.

Beberapa keunggulan yang dapat diperoleh daribioetanoladalah Nilai oktan yang tinggi menyebabkan campuran bahan bakar terbakar tepat waktunya sehingga tidak menyebabkan kemacetan, emisi gas buang tidak begitu berbahaya bagi lingkungan salah satunya gas CO2 yang dapat dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis emisi NO yang rendah, dan efisiensi tinggi dibandingkan besin. Etanol lebih ramah karena emisi gas buangnya rendah dari karbonmonosakarida, nitrogenoksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan serta mudah terurai dan aman. Etanol mengandung 35% oksigen, maka dapat meningkatkan efisiensi pembakaran.

Dari aspek energi pengolahan bioetanol dari sampah organik dapat mengatasi krisis energi. Terdapat dua era yang dapat dimasuki oleh bioetanol sebagai bahan baku energi alternatif, yaitu sebagai pengganti minyak bakar untuk kebutuhan rumah tangga dan pengganti minyak solar untuk kebutuhan transportasi. Dari aspek ekonomi, pengolahan biofuel ini dapat menjadi penmbangkitan bagi pertumbuhan industri kecil yang menjadi tonggak perekonomian Indonesia. Pengolahan biofuel yang berasal dari sampah organik setidaknya dapat mengurangi jumlah pengangguran dan menurunkan angka kemiskinan.

Disamping itu substrat untuk memproduksi etanol cukup melimpah di Indonesia. Salah satu substrat yang paling potensial untuk dijadikan bahan baku pembuatanbioetanoladalah sampah organik, sisa pertanian, sampah pasar, dan rumah tangga . Produksibioetanoladalah dapat mengembangkan dan memanfaatkan sampah organik sehingga dapat meningkatkan nilai guna sampah organik, dapat menanggulani permasalahan sampah yang ada di Indonesia, dan keadaan lingkungan yang baik akan menghemat pengeluaran dana kesehatan suatu Negara sehingga itu digunakan untuk keperluan lain.

Bila sampah kota digunakan sebagai bahan baku etanol maka bahan bakunya tidak perlu dibeli danakan menjadi alternatif penanganan sampah serta dapat mendukung Inpres No 1 tahun 2006, tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (bioetanol) sebagai Bahan Bakar Lain dan Peraturan Presiden Nomor 5 tahun 2006 tentang pemanfaatan bahan bakar nabati yang ditargetkan 5% pada tahun2025. Konversi biomassa dari sampah organik dapat menjadi sumber energi alternatif. Hal ini sesuai dengan Agenda Riset Nasional (ARN) berupa pemanfaatan sampah perkotaan untuk pembuatan etanol sebagai sumber energi terbaharukan.

3.4 Negara Yang Melakukan Pengolahan Proses Sampah Menjadi Etanol

Enerkem, perusahaan yang berbasis di Montreal, Kanada, menawarkan solusi untuk mengubah sampah menjadi sumber energi berupa etanol. Padahal hingga saat ini, solusi tersebut masih mengalami kendala biaya tinggi sehingga banyak pihak yang meragukannya. Namun CEO Enerkem yakin proses pengolahan sampah perusahaannya akan efisien dalam hal ongkos produksi. Karena tidak seperti perusahaan lain yang harus membayar sampah sebagai bahan baku pembuat etanol, Enerkem justru dibayar untuk mengangkut, membuang sampai membakar sampah. Inilah yang membuat Enerkem bisa memangkas biaya untuk membeli bahan baku.Proses dan teknologinya sendiri sederhana. Sebuah fasilitas pengolahan Enerkem menerima sampah padat dari kota yang terdiri atas beragam sampah rumah tangga. Sampah yang bisa didaur ulang dipisahkan terlebih dahulu, kemudian sisanya dipotong hingga menjadi ukuran kecil lalu dipanaskan dalam suhu sekitar 400 derajat Celsius.Hidrogen dan karbon monoksida, yang merupakan hasil pembakaran, ditangkap sebelum keluar dari cerobong pembakaran. Sementara polutan lain seperti karbon dioksida disaring terlebih dulu. Gas-gas murni ini selanjutnya diproses dengan katalis yang mengubahnya menjadi metanol. Proses pengilangan selanjutnya dapat mengubah metanol menjadi etanol atau bahan baku lainnya.Metode yang diterapkan Enerkem ini sangat ramah lingkungan. Karena dengan memanfaatkan sampah, tidak ada sumber pangan yang harus dikorbankan untuk membuat bahan bakar. Selain itu, sampah juga tidak akan menumpuk di tempat pembuangan akhir, membusuk perlahan, dan menghasilkan metana, yang merupakan gas rumah kaca. Enerkem berambisi untuk menghasilkan 1,3 juta galon etanol setiap tahun. Saat ini, Enerkem sedang membangun pabrik penyulingan kedua di Edmonton, Alberta dengan kapasitas produksi hingga 10 juta galon etanol per tahun. Sebuah pabrik kembar lainnya di Tupelo, Mississipi akan mampu mengolah 200 ribu ton sampah per tahun.

3.5 Proses Pembuatan Etanol dari Sampah

Salah satu metode pembuatan etanol yang paling terkenal adalah fermentasi. Bahan baku untuk proses fermentasi berupa bahan mentah seperti mono/disakarida (gula tebu, tetes tebu), bahan berpati (padi, jagung, umbi, dll), dan bahan selulosa (kayu, limbah pertanian). Ragi yang dapat digunakan dalam proses fermentasi etanol adalah Saccharomyces cerivisiae, Saccharomyces uvarum (tadinya Saccharomyces carlsbergensis), Candida utilis, Saccharomyces anamensis, Schizosccharomyces pombe. Proses fermentasi dapat dijalankan secara batch maupun kontinyu. Fermentasi secara batch membutuhkan waktu sekitar 50 jam, pH awal 4,5 dan suhu 20-30 oC untuk menghasilkan yield etanol 90% dari nilai gula teoritis. Hasil akhir etanol sekitar 10-16% v/v (Bailey, 1986).

Secara teoritik tiap molekul glukosa akan menghasilkan 2 mol etanol dan 2 mol karbondioksida, dan melepaskan energi. Nutrien diperlukan dalam pertumbuhan ragi. Nutrien yang ditambahkan adalah karbon, nitrogen, fosfor, dan belerang, sedangkan nutrien dalam jumlah kecil yaitu kalium, magnesium, kalsium, mineral, dan senyawa-senyawa organik seperti vitamin, asam nukleat, dan asam amino. Temperatur operasi yang digunakan tergantung pada jenis ragi, umumnya adalah 30-40 oC.

Pembuatan etanol dengan bahan baku tetes memerlukan tahap penyiapan terlebih dahulu. Hal ini meliputi sterilisasi dan penyiapan ragi. Etanol hasil proses fermentasi mempunyai konsentrasi sekitar 8-12% (berat). Ragi setelah digunakan dapat juga didaur-ulang atau langsung dibuang.

Fermentasi dilakukan dalam fermentor yang dapat berbentuk tangki berpengaduk secara sinambung atau menara. Proses fermentasi dilakukan dengan metode curah atau sinambung. Fermentasi pembuatan etanol merupakan proses metabolisme anaerob. Reaksi yang terjadi secara keseluruhan pada kondisi anaerob mengikuti persamaan Gay-Lussac berikut ini:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + energi .................................................... (2.12)

Setiap 1 gram glukosa menghasilkan 0,51 gram etanol. Hasil samping yang terbentuk antara lain: asetaldehid (sebagian kecil eter) dan minyak fusel, yang merupakan campuran senyawa alkohol tingkat tinggi dengan komposisi tergantung bahan baku. Contoh komposissi minyak fusel disajikan dalam Tabel 2. Laju produksi asetaldehid sekitar 1 liter setiap 1000 liter etanol, dan laju produksi minyak fusel 5 liter/1000 liter alkohol (Maiorella, 1985).

Kalor yang dilepaskan selama proses fermentasi (kalor reaksi) dapat diperkirakan dari data-data kalor pembentukan. Perhitungan kalor reaksi menggunakan persamaan di bawah ini:

= ......................................................... (2.13)

merupakan jumlah kalor pembentukan produk atau reaktan pada kondisi standar. Data kalor pembentukan untuk gas karbondioksida , etanol cair, dan glukosa berturutan adalah -393,51; -277,69; -1268 kJ/mol (Atkins, 1993). Dengan menggunakan persamaan 1 diperoleh harga kalor reaksi -74.4 kJ/mol. Harga ini untuk tiap mol glukosa yang diubah menjadi 2 mol etanol dan 2 mol gas karbondioksida.

Salah satu masalah yang dihadapi dalam proses produksi etanol secara fermentasi adalah terjadinya inhibisi produk etanol ke dalam sel yeast. Etanol adalah bahan kimia yang dapat memperlambat atau menghentikan pertumbuhan mikroorganisme atau disebut bakteriostatik. Pertumbuhan bakteri akan berjalan kembali jika bahan bakteriostatik tersebut diambil. Ada juga bahan kimia yang disebut bahan bakterisid, yaitu bahan yang dapat meniadakan kemampuan hidup mikroorganisme. Efek-efek tersebut tergantung pada konsentrasi bahan (Schlegel, 1994). Produk etanol yang terakumulasi dalam fermentor akan berpengaruh terhadap pertumbuhan yeast, misalnya etanol akan merusak membran plasma, denaturasi protein, dan terjadinya perubahan profil suhu pertumbuhan. Hal-hal tersebut dapat menghambat pertumbuhan atau mematikan mikroba sehingga akan menurunkan produktivitas. Pada konsentrasi alkohol 15% mikroba tidak dapat tumbuh (Bulawayo, 1996). Hal tersebut mendasari penggunaan teknologi untuk pengambilan etanol dari sistem fermentasi agar tidak mengganggu pertumbuhan ragi (Bailey, 1986).

3.6 Pengelolah Etanol dari Sampah

Salah satu tokoh yang pernah melakukan pengolahan sampah organik menjadi sampah adalah Dr Ronny Purwadi, periset Departemen Teknologi Kimia Institut Teknologi Bandung sukses mengolah limbah kelapa sawit menjadi bioetanol. Prosesnya diawali dengan mencacah tandan konsong kelapa sawit bersama limbah lainnya secara manual. Kemudian diberikan larutan asam sulfat encer berkonsentrasi 1-3% sebagai bagian dari tahap hidrolisis. Proses pemanasan dalam hidrolisis terbagi 2, yaitu pemisahan lignin dan pemisahan lignoselulosa untuk menghasilkan gula. Untuk memecah lignin, pemnasan cacahan kelapa sawit pada suhu 120-170oC dengan tekanan 4 bar. Proses berlangsung 0,5-1 jam menggunakan perebus otoklaf. Setelah selesai, hidrolisis berpindah ke otoklaf lainnya. Proses hidrolisis kedua, dengan suhu 240oC selama 45 menit. Hasilnya berupa hidrolisat gula terpisah dari kotoran. Proses selanjutnya mirip fermentasi bioetanol lain menggunakan mikroba Sacharomycetes cereviceae. Fermentasi dalam fermentor pada pH 5 dan suhu 30oC selama 16-24 jam. Pengadukan dan pemanasan harus kontinu agar suhu dan pH stabil. Rendemen yang diperoleh sekitar 12%,. Artinya dari 1 ton limbah kelapa sawit dihasilkan 120 liter bioetanol.

BAB IV

SIMPULAN & SARAN

4.1 Simpulan

Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan sebagai berikut.

1. Etanol atau etil alkohol (C2H5OH) merupakan bahan kimia organik yang dapat digunakan sebagai energi alternatif pengganti minyak bumi.

2. Etanol dapat dibuat dari sampah organik yang mengandung mono/disakarida (gula tebu, tetes tebu), bahan berpati (padi, jagung, umbi, dll), dan bahan selulosa (kayu, limbah pertanian).

3. Etanol lebih ramah lingkungan

4.2 Saran

Dengan mengetahui keuntungan yang dapat diberikan oleh etanol maka diharapkan disetiap TPS dan TPA dapat melakukan pengolahan sampah menjadi etanol sebagai salah satu sumber energi yang murah dan terbarukan serta mampu mengurangi volume sampah organik yang banyak dihasilkan di Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P. W., 1993, Kimia Fisika, Jilid 1 edisi ke-4, Erlangga, Jakarta.

Bailey, James E. and David F. Ollis, 1986, Biochemical Engineering Fundamentals, 2nd edition, McGraw-Hill Book Co., Singapore.

Bulawayo, B. et al, 1996, Ethanol Production by Fermentation of Sweet-Stem Sorghum Juice Using Various Yeast Strains, World Journal of Microbiology & Biotechnology, Vol. 12, pp. 357-360.

Fikri. 2012. http://catalystro.wordpress.ccfrqesn4 weom/2012/12/13/pengolahan-sampah/ Laboratorium Teknik Reaksi Kimia, Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi BandungOhtaguchi Laboratory, Department of Chemical Engineering, Tokyo Institute of Technologydiakses tanggal 18 Juni 2014

Kirk, R. E., and R. F. Othmer, 1951, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 9, John Wiley and Sons Ltd, Canada.

McKetta, John J. and William Aaron Cunningham, 1983, Encyclopedia of Chemical Processing and Design, Marcel Dekker, Inc., New York and Bessel

Schlegel, Hans G., and Karin Schmidt, 1994, Mikrobiologi Umum, edisi ke-6, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&uact=8&ved=0CEMQFjAH&url=http%3A%2F%2Feprints.undip.ac.id%2F19471%2F1%2FD-04.pdf&ei=ynKhU6-vBJWTuAT3gYHQAw&usg=AFQjCNE7vWyIf7SNbKjMtHvNBeYTUHRkAw&bvm=bv.69137298,d.c2E diakses tanggal 18 juni 2014.

http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&uact=8&ved=0CEMQFjAH&url=http%3A%2F%2Feprints.undip.ac.id%2F19471%2F1%2FD-04.pdf&ei=ynKhU6-vBJWTuAT3gYHQAw&usg=AFQjCNE7vWyIf7SNbKjMtHvNBeYTUHRkAw&bvm=bv.69137298,d.c2E diakses tanggal 18 juni 2014.

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-27226-2309030004-2309030058-chapter1pdf.pdf diakses tanggal 18 juni 2014.

http://arizkhuriyanto2tp4.blogspot.com/2013/04/pengolahan-limbahl.html diakses tanggal 18 juni 2014.

http://id.scribd.com/doc/214426700/97174611-Fermentasi-Etanol-Dari-Sampah diakses tanggal 18 juni 2014.

http://www.godsdirectcontact.or.id/news/news184/ga_46.htm diakses tanggal 18 juni 2014.

2