1

BIOETANOL DARI LIMBAH KULIT JERUK SEBAGAI

BIOENERGI DI KABUPATEN KARO

SUMATERA UTARA

OLEH :

MUHAMMAD HAMZAH SOLIM

ANANDA

ASTRID SISKA PRATIWI

SRI HAYUNI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2012

2

BIOETHANOL FROM ORANGE PEEL AS THE

BIOENERGY IN KARO DISTRICT

OF NORTH SUMATERA

BY :

MUHAMMAD HAMZAH SOLIM

ANANDA

ASTRID SISKA PRATIWI

SRI HAYUNI

MATHEMATICS AND NATURAL SCIENCE FACULTY

STATE UNIVERSITY OF MEDAN

2012

3

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Karya Tulis : BIOETANOL DARI LIMBAH KULIT JERUK

SEBAGAI BIOENERGI DI KABUPATEN

KARO SUMATERA UTARA Identitas Penulis Utama

a. Nama Lengkap : Muhammad Hamzah Solim

b. NIM : 4102220009

c. Jurusan : Biologi

d. Universitas : Universitas Negeri Medan

e. No. HP : 087869646936

f. Alamat Rumah : Jl. Letda Sujono-Jl.Tirtosari No.85 Medan

g. Alamat email : hamzah.dien@ymail.com

Identitas Pembimbing

a. Nama Lengkap dan Gelar : Dra. Meida Nugrahalia, M.Sc

b. NIP : 196205271997032001

c. Alamat Rumah dan No. HP : Jl. Dharmais II No. 1F Komplek Veteran/

081533745686

Medan, 4 Juli 2012

Diketahui Pembimbing Ketua Kelompok

Dra. Meida Nugrahalia, M. Sc M. Hamzah Solim

NIP. 196205271997032001 NIM. 4102220009

Diketahui Ketua Jurusn Biologi Diketahui Pembantu Rektor III

Drs. Tri Harsono, M.Si Prof. Dr. Biner Ambarita, M.Pd

NIP.196512311990031018 NIP. 195705151984031004

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Pengasih dan

Penyayang, karena berkat kemurahan-Nya karya ilmiah ini dapat

terselesaikan.

Karya Ilmiah yang berjudul “Bioetanol dari Limbah Kulit Jeruk

Sebagai Bioenergi di Kabupaten Karo Sumatera Utara” ini membahas

tentang cara memanfaatkan limbah kulit buah jeruk dengan maksimal.

Dalam hal ini kabupaten Karo yang menjadi daerah pusat produksi jeruk

dengan angka tertinggi di Indonesia yang dijadikan kawasan target karya

ilmiah ini. Daerah ini dipilih dikarenakan banyaknya limbah jeruk yang

terbuang percuma di kabupaten ini akibat gagal panen. Untuk itu,

dicarikanlah solusi bagaimana memanfaatkan jeruk-jeruk yang terbuang

tersebut. Solusinya adalah mengkonversikan limbah tersebut menjadi energi

alternatif berupa bioetanol.

Dalam proses pembuatan karya ilmiah ini, tidak terlepas dari

bimbingan, arahan, koreksi dan saran dari para Dosen, untuk itu rasa terima

kasih yang sedalam-dalamnya kami sampaikan kepada: Dra. Meida

Nugrahalia, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing dan Drs. Tri Harsono. M.Si,

selaku ketua jurusan Biologi Fakultas FMIPA, Universitas Negeri Medan.

Kami berharap karya ilmiah ini memberikan manfaat bagi kita

semua.

Medan, 3 Juli 2012

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ................................................................. i

DAFTAR ISI ................................................................................ ii

DAFTAR TABEL ....................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................... v

ABSTRACT ................................................................................. vi

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................... 1

1.1. Latar Belakang .............................................................. 1

1.2. Perumusan Masalah ...................................................... 2

1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan ..................................... 2

BAB II. TELAAH PUSTAKA ................................................... 3

2.1. Deskripsi Buah Jeruk .................................................... 3

2.2. Jeruk di Sumatera ......................................................... 3

2.3. Kulit Jeruk Mengandung Pektin ................................... 5

2.4. Etanol dan Peranannya ................................................. 6

BAB III. METODE PENULISAN ............................................. 7

3.1. Konversi Limbah Jeruk Menjadi Bioetanol .................. 7

BAB IV. ISI .................................................................................. 9

4.1. Analisis ......................................................................... 9

4.1.1. Pembuatan Bioetanol dari Kulit Jeruk .................. 9

4.1.2. Keuntungan Pengkonversian Limbah Kulit Jeruk. 11

4.2 Kesimpulan .................................................................... 11

4.3 Saran .............................................................................. 12

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PESERTA

iii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Luas panen, produksi dan produktivitas jeruk di

propinsi Sumatera Utara menurut kabupaten

tahun 2008 4

iv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Rumus bangun pektin 5

v

BIOETANOL DARI LIMBAH KULIT JERUK SEBAGAI BIOENERGI DI

KABUPATEN KARO SUMATERA UTARA

Muhammad Hamzah Solim; Ananda; Astrid Siska Pratiwi; Sri Hayuni

Universitas Negeri Medan

Abstrak: Sumatera Utara terkenal sebagai daerah penghasil jeruk. Pada tahun 2008, secara

keseluruhan produksi jeruk di Sumatera Utara mencapai angka 963.140 ton, dan sebanyak

927.862 ton-nya merupakan produksi jeruk asal Kabupaten Karo. Meski angka produksi

yang dicapai tinggi, namun tidak sedikit kendala yang dihadapi petani setiap tahunnya.

Seperti serangan hama lalat buah dan kasus penipuan pupuk yang terjadi pada tahun 2010

lalu. Kendala-kendala ini akhirnya mengakibatkan kerugian yang cukup besar bagi para

petani. Selama 3 bulan, ribuan ton jeruk jatuh dan busuk ke tanah begitu saja. Hal inilah

yang menjadi perhatian dalam penulisan karya ilmiah ini. Tujuannya adalah menemukan

bagaimana cara memanfaatkan limbah kulit jeruk yang terbuang tersebut. Gagasan yang

ditawarkan adalah bagaimana mengubah limbah kulit jeruk menjadi etanol yang nantinya

digunakan sebagai bahan bakar bioenergi alternatif. Ditambah lagi, tuntutan dunia untuk

menemukan solusi sumber energi yang ramah lingkungan juga ikut melatarbelakangi

penelitian ini. Dengan alasan yang terpapar di atas, maka dimaksudkan kabupaten Karo-lah

yang menjadi daerah uji coba pertama dalam penelitian ini. Teknik pembuatan etanol

sesungguhnya sudah lama ada, namun etanol yang dapat dimanfaatkan sebagai energi

bahan bakar haruslah memiliki ketentuan tertentu. Etanol untuk bahan bakar selama ini

banyak dihasilkan dari jagung dan singkong. Akan tetapi ternyata kulit jeruk juga dapat

menghasilkan etanol. Dalam prosesnya, hal pertama yang harus dilakukan adalah dengan

mengembangkan enzim pektinase. Enzim pektinase adalah adalah enzim yang digunakan

dalam proses degradasi molekul pektin. Enzim ini akan menghancurkan kulit jeruk dan

material lainnya menjadi bentuk gula. Produk gula yang dihasilkan kemudian difermentasi

dan akhirnya melalui proses distilasi didapatlah etanol. Etanol dari kulit jeruk ini punya

kelebihan dibanding jagung. Etanol yang dihasilkan dari jagung menghasilkan emisi gas

yang lebih besar daripada emisi bensin sehingga kurang ramah lingkungan. Dengan

menggunakan etanol berbahan dasar kulit jeruk, emisi gas pun bisa dikurangi bahkan lebih

rendah daripada bensin. Pemanfaatan etanol dari limbah kulit jeruk ini bertujuan agar

permasalahan-permasalahan di atas dapat teratasi, serta memungkinkan untuk

ditemukannya energi baru yang ramah lingkungan dengan bahan yang senantiasa ada.

Dalam praktek ke depannya, penelitian ini juga membutuhkan kerja sama pemerintah dan

pihak swasta dalam proses produksi dan pemasarannya.

Kata Kunci: bioetanol, enzim pektinase, kulit Jeruk, produksi Jeruk

vi

BIOETHANOL FROM ORANGE PEEL AS THE BIOENERGY IN KARO DISTRICT

OF NORTH SUMATERA

Muhammad Hamzah Solim; Ananda; Astrid Siska Pratiwi; Sri Hayuni

State University of Medan

Abstact: North Sumatera is renowned for it’s orange production. In 2008, overall North

Sumatera orange production reached about 961.140 ton and from that amount about

927.862 ton was produced in the Karo district of North Sumatera. Eventhough it had high

production, there were many problems faced by the farmers every year. The fruit flies

attacked and forgeried of fertilizer cases in 2010 were examples. These made a lot of

disadvantages for the orange farmer. During that 3 months, a thousand ton of oranges fell

and rotted away. Those cases finally became the background of our scientific research.

The research was conducted to find a way to utilize rotten orange waste in the Karo district

so that it might become something valuable. We offered the solution of converting the

rotten orange peel to bioethanol. This also answered the global challange to find out about

alternative bioenergy. As written before, the Karo district is the first experimental place

for this research. The production of bioethanol technique had been introduced before.

Usually cassava and corn are transformed to become ethanol. Turning the orange peel to

ethanol was the new innovation. As the first step, we need to develop pectinase enzyme.

This enzyme is useful to degradated pectin molecules, as well as orange peel. This turning

process will finally produce a sugar. We must ferment and distil this sugar to gain a

bioethanol. The orange peel bioethanol has a better quality than bioethanol originated

from other products. Bioethanol from cassava produced bigger gas emission than the

gasolineso it was not friendly to the environment. By using the orange peel bioethanol we

can produce lower gas emision than the cassava or corn, bioethanol, it would even be

better than gasoline. This utilization of ethanol from orange peel proposed to answer Karo

district’s fallen crop problem and probably be a new innovation in meeting the friendly fuel

challenge. For future investigation, this research needs to work together with government

and private parties in the production and marketing process.

Keyword: bioethanol, pectinase enzyme, orange peel, production of orange

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang masalah

Indonesia yang mendapat sebutan sebagai negara agraris memiliki

banyak potensi dalam bidang pertanian. Setiap daerahnya memiliki ciri hasil

produksi pertanian tersendiri, seperti halnya Sumatera Utara yang terkenal

dengan produksi jeruknya. Dari data Departemen Pertanian Republik

Indonesia tahun 2005 produksi jeruk di Sumatera Utara pertahunnya

mencapai angka 585.062 ton dari total jumlah produksi jeruk nasional

sebesar 2.214.019 ton pertahunnya. Data ini meningkat lagi di tahun 2008,

produksi jeruk Sumatera Utara naik menjadi 963.140 ton. Dengan terus

meningkatnya produksi jeruk Sumatera Utara ini, seharusnya kita mampu

memanfaatkan potensi jeruk ini dengan maksimal.

Jeruk-jeruk hasil Sumatera Utara lazimnya mendapat sebutan dengan

nama „Jeruk Medan‟, dimana kata „Medan‟ itu sendiri merujuk pada ibu

kota Sumatera Utara. Namun bukan berarti produksi jeruk itu benar

dilakukan di daerah ini. Produksi jeruk Medan sesungguhnya merupakan

hasil produksi „Tanah Karo‟ yakni di daerah Kabupaten Karo. Sebanyak

927.862 ton dari total produksi jeruk Sumatera Utara telah dihasilkan di

daerah ini.

Meski angka produksi jeruk yang dicapai di Kabupaten Karo tinggi,

namun tidak sedikit kendala yang dihadapi petani setiap tahunnya. Adanya

serangan hama lalat buah dan kasus penipuan pupuk yang terjadi pada tahun

2010 lalu, kerap menjadi masalah bagi petani jeruk. Kendala-kendala ini

akhirnya mengakibatkan kerugian yang cukup besar bagi petani. Selama 3

bulan berturut-turut pada musim panen, ribuan ton jeruk jatuh dan busuk ke

tanah begitu saja. Jeruk yang jatuh ke tanah mengakibatkan pH tanah

berubah asam sehingga keadaanya tidak memungkinkan petani dapat

menanam bibit jeruk untuk panen selanjutnya. Hal ini mengakibatkan

produksi jeruk pun terhambat.

Solusi yang ingin dicari adalah bagaimana memanfaatkan limbah

jeruk gagal panen yang terbuang dengan percuma bahkan merugikan

produksi jeruk untuk musim panen selanjutnya menjadi sesuatu yang

bermanfaat. Didukung dengan pemaparan data sebelumnya, bahwa

kabupaten Karo merupakan daerah penghasil jeruk terbanyak, maka jeruk-

jeruk tersebut diharapkan dapat dimanfaatkan dengan maksimal. Khususnya

dalam karya ilmiah ini adalah bagaimana memanfaatkan limbah kulit jeruk

yang biasanya hanya terbuang begitu saja seusai konsumsi daging buah.

Melalui percobaan sederhana yang dilakukan, dapat dibuktikan

bahwa kulit jeruk yang sebelumnya dikeringkan kemudian didekatkan

2

dengan mancis (alat pemantik api), akan mampu membuat nyala api lebih

besar. Hal ini mengundang penelitian yang lebih lanjut, untuk mengetahui

apa kandungan yang terdapat pada kulit jeruk sehingga mampu membuat

nyala api lebih besar.

Kabupaten Karo merupakan tempat yang tepat untuk permulaan,

dikarenakan angka produksi jeruknya yang tinggi dan juga sebagai tindakan

pemanfaatan limbah jeruk akibat gagal panen yang terjadi. Selain itu, tindak

lanjut dari penelitian ini adalah ditemukannya alternatif energi baru yang

bahan bakunya merupakan limbah.

1.2.Perumusan masalah

1. Bagaimana menangani limbah jeruk akibat gagal panen di

Kabupaten Karo dan mengubahnya menjadi bioetanol sebagai

bioenergi alternatif?

2. Bagaimana proses mengkonversi kulit jeruk menjadi etanol?

3. Bagaimana mengupayakan bioetanol ini menjadi bahan bakar

pengganti bensin dan menghasilkan keuntungan di masa mendatang?

1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan

1. Menangani limbah jeruk akibat gagal panen di Kabputen Karo dan

mengubahnya menjadi bioetanol sebagai bioenergi alternatif.

2. Mengetahui proses pengubahan kulit jeruk menjadi bioetanol.

3. Mengupayakan bioetanol ini menjadi bahan bakar pengganti bensin

dan menghasilkan keuntungan di masa mendatang.

3

BAB II

TELAAH PUSTAKA

2.1. Deskripsi Buah Jeruk

Jeruk merupakan salah satu komoditi buah yang paling popular di

dunia. Daerah tumbuhnya membentang dari 400

LU sampai 400 LS. Total

luas areal tanaman jeruk di seluruh dunia tak kurang dari 1,5 juta hektar. Ini

berdasarkan data tahun 1974. Negeri asal jeruk adalah Asia Tenggara, India,

Cina, Australia, dan Kaledonia Baru. Di sudut-sudut hutan daerah ini

banyak ditemukan berbagai jenis tanaman jeruk liar.

Tanaman jeruk yang sekarang dikebunkan orang, dahulunya

berasal dari daerah berhutan tropis yang banyak curah hujannya, yaitu

daerah Cina Selatan dan Vietnam. Kedua daerah ini tanahnya subur dan

basah, hawanya lembab, dan musim keringnya tak lebih dari 3 bulan.

Dewasa ini perkebunan jeruk sudah mulai digiatkan di Indonesia. Hasilnya

masih dipergunakan untuk mencukupi kebutuhan dalam negeri.

Di dalam taksonomi tumbuhan tingkat tinggi (Hasairin, 2008; Tri

Harsono, 2011), tumbuhan jeruk diklasifikasikan sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dikotil

Ordo : Rutales

Keluarga : Rutaceae

Genus : Citrus

Spesies : Citrus sp.

Menurut sifat kimiawi dan farmakologis yang dimiliki buah jeruk

adalah asam, aromatik, berkhasiat mengatasi sariawan, mengembalikan

fungsi pencernaan, menurunkan tekanan darah, antioksidan, antibakterial,

antiseptik dan menurunkan panas.

Kandungan jeruk yaitu: pektin, minyak atsiri, 70% limonin, alpha

terpine, beta pinene, vitamin A, vitamin B, vitamin C, kalsium.

2.2. Jeruk di Sumatera

Sebagian besar penduduk Indonesia memiliki mata pencaharian di

bidang pertanian. Hal ini membuat Indonesia mendapat julukan sebagai

negara agraris. World Bank menunjukkan bahwa rumah tangga Indonesia

lebih dari 60 persen berpartisipasi di bidang pertanian.

4

Setiap daerah di Indonesia memiliki sektor pertanian sebagai ciri

khas daerah tersebut, hal ini disebabkan letak astronomis dan geografis

pulau di Indonesia yang berbeda-beda dan memungkinkan banyaknya

variasi tumbuhan tertentu yang dapat hidup subur di beberapa daerah

tertentu saja. Seperti Sumatera Utara yang terkenal dengan produksi buah

jeruknya.

Berdasarkan data statistik (2005) dari 8 propinsi penghasil jeruk

terbesar di Indonesia yakni: propinsi Sumatera Utara, Jawa Timur,

Sumatera Selatan, Sulawesi Selatan dan Barat, Kalimantan Barat,

Kalimantan Selatan dan Bali, Sumatera Utara menduduki peringkat pertama

dengan hasil produksi 585.062 ton jeruk yang dihasilkan dari jumlah total

nasional sebesar 2.214.019 ton (Deptan RI).

Data ini terus meningkat, hingga total jumlah produksi jeruk

Sumatera Utara untuk tahun 2008 ini menjadi 963.140 ton, dan sebanyak

927.862 ton-nya merupakan produksi jeruk asal Kabupaten Karo (Tabel 2.1)

(Deptan RI).

Tabel 2.1. Luas panen, produksi dan produktivitas jeruk di propinsi

Sumatera Utara menurut kabupaten tahun 2008.

5

Dari data-data tersebut, sekitar 85% jenis jeruk yang dikembangkan

petani masih merupakan jeruk siam madu. Jenis jeruk lainnya merupakan

jeruk keprok dan pamelo unggulan seperti keprok Garut dari Jawa Barat,

keprok Sioumpu dari Sulawesi Tenggara, keprok Tejakula dari Bali, dan

keprok Kacang dari Sumatera Barat, pamelo Nambangan dari Jatim dan

Pangkajene merah dan Putih dari Sulawesi Selatan.

2.4. Kulit Jeruk Mengandung Pektin

Komposisi kulit jeruk pada dasarnya terdiri dari, Flavedo (bagian

kulit luar yang berwarna) yang terbentuk dari selulosa dan komponen lain

yaitu essential oils, komponen essential oil yang tidak mudah menguap, dan

komponen-komponen tambahan. Albedo (bagian kulit dalam yang berwarna

putih) terutama terbentuk dari selulosa dan komponen lain berupa pectic

substances (pectin, protopectin, pectic acid, dan pectinic acids) dan

omponen tambahan (bitter principles dan enzim) (Mulajana, dkk, 2004).

Pektin merupakan polimer dari asam D-galakturonat yang

dihubungkan oleh ikatan ß-1,4 glikosidik (Gambar 2.1).

Gambar 2.1. Rumus Bangun pektin

Wujud pektin yang diekstrak adalah bubuk putih hingga coklat

terang. Sebagian gugus karboksil pada polimer pektin mengalami

esterifikasi dengan metil (metilasi) menjadi gugus metoksil. Senyawa ini

disebut sebagai asam pektinat atau pektin.

Ditinjau dari sifat fisika pektin dapat bersifat koloid reversibel, yaitu

dapat dilarutkan dalam air, diendapkan, dikeringkan dan dilarutkan kembali

tanpa perubahan sifat fisiknya. Pada penambahan air pada pektin kering

akan terbentuk gumpalan seperti pasta yang kemudian menjadi larutan.

Larutan pektin yang berupa larutan koloid bereaksi asam terhadap lakmus,

tidak larut dalam alkohol, metanol, aseton, atau propanol.

Kelarutan pektin akan meningkat dengan derajat esterifikasi dan

turunnya berat molekul. Semakin mudah pektin larut dalam air maka akan

semakin mudah untuk mengendapkannya dengan suatu elektrolit. Larutan

dari pektin bersifat asam karena adanya gugus karboksilat.

6

2.3 Etanol dan Peranannya

Etanol adalah cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak

berwarna, dan merupakan alkohol yang sering digunakan dalam kehidupan

sehari-hari. Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal dengan rumus

kimia (C2H5OH) dan rumus empiris C2H6O. Etanol sering disingkat menjadi

EtOH, dengan “Et” dari gugus (C2H5).

Dalam proses pembuatan etanol, teknik yang dikembangkan dengan

memanfaatkan enzim untuk mengurai biomassa. Setelah diurai maka proses

selanjutnya adalah dengan fermentasi untuk menghasilkan etanol.

Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling

awal yang pernah dilakukan manusia.

Secara umum etanol dapat digunakan sebagai bahan baku industri

turunan alkohol, campuran untuk miras, bahan dasar industri farmasi,

campuran bahan bakar untuk kendaraan. Selain itu, etanol banyak

digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-bahan kimia, seperti pada

parfum, pewarna makanan dan obat-obatan.

Etanol bisa digunakan dalam bentuk murni atau sebagai campuran

untuk bahan bakar bensin maupun hidrogen. Interaksi etanol dengan

hidrogen bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi sel bahan bakar ataupun

dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) konvensional.

Terdapat beberapa karakteristik internal etanol yang menyebabkan

penggunaan etanol pada mesin lebih baik daripada bensin. Etanol memiliki

angka research octane 108.6 dan motor octane 89.7.

Angka tersebut (terutama research octane) melampaui nilai

maksimal yang mungkin dicapai oleh bensin walaupun setelah ditambahkan

aditif tertentu. Sebagai catatan, bensin yang dijual Pertamina memiliki

angka research octane 88 dan umumnya motor octane lebih rendah dari

pada research octane. Untuk rasio campuran etanol dan bensin mencapai

60:40%, tercatat peningkatan efisiensi hingga 10%.

Etanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya.

Oksigen yang berikatan di dalam molekul etanol tersebut membantu

penyempurnaan pembakaran antara campuran udara dan bahan bakar.

Etanol juga memiliki panas penguapan yang tinggi, yakni 842 kJ/kg.

Tingginya panas penguapan ini menyebabkan energi yang dipergunakan

untuk menguapkan etanol lebih besar dibandingkan bensin. Konsekuensi

lanjut dari hal tersebut adalah temperatur puncak di dalam silinder akan

lebih rendah pada pembakaran etanol dibandingkan dengan bensin.

7

BAB III

METODOLOGI PENULISAN

3.1. Konversi Limbah Jeruk Menjadi Bioetanol

Dalam penulisan karya ilmiah ini, metode penulisan didasarkan pada

berbagai sumber terkait proses pembuatan bioetanol. Konversi limbah kulit

jeruk menjadi bioetanol merupakan proses yang cukup panjang dengan

melalui 4 tahapan yaitu ekstraksi pektin, kemudian di degradasi dengan

bantuan enzim pektinase, fermentasi oleh ragi dan didistilasi menggunakan

distilator laboratorium. Tahapan-tahapan dalam pengkonversian limbah

kulit jeruk menjadi bioetanol ini sedikit berbeda dengan tahapan-tahapan

dalam proses pembuatan bioetanol berbahan dasar pati atau amilum.

Perbedaannya terletak pada proses gelatinasi yang diterapkan pada bahan

dasar pati atau amilum, sedangkan untuk kulit jeruk tidak dilakukan proses

gelatinasi. Keempat tahapan tersebut memerlukan waktu 9-12 hari.

Langkah-langkah dalam pembuatan bioetanol di dalam karya ilmiah

ini mudah diterapkan dan dapat dilakukan oleh semua kalangan. Langkah-

langkahnya dikemas dengan begitu sederhana sehingga menekan biaya

dalam proses pembuatannya.

Alat-alat yang digunakanpun sebagian besar menggunakan alat-alat

rumah tangga, seperti lesung, tusuk gigi, blender, panci, ember, drigen,

kompor, dan oven. Kecuali alat distilator untuk proses distilasinya. Alat

distilator biasanya ditemukan di laboratorium Biokimia, Kimia, Biologi dan

Balai-balai penelitian. Bahan-bahan serta medium yang digunakan juga

mudah ditemukan dan digunakan. Bahan-bahannya seperti limbah kulit

jeruk, arang, air, ragi (Saccharomyces cerevisiae), jamur Fusarium

oxysporum di cabe dan jeruk (jamur ini berwarna putih), jamur Aspergillus

niger di roti busuk, tempe busuk dan gandum (jamur ini berwarna hitam).

Semua alat, bahan dan medium yang telah disebutkan tadi digunakan

dalam proses pengkonversian limbah kulit jeruk menjadi bioetanol. Dengan

seperangkat peralatan, bahan dan medium tersebut ditujukan agar

masyarakat juga bisa menerapkan proses pembuatannya. Dengan mengikuti

langkah-langkah yang ada di dalam karya ilmiah ini, bioetanol dari limbah

kulit jeruk bisa dihasilkan.

Sejauh ini pemanfaatan limbah kulit jeruk menjadi bioetanol

memang terbilang cukup sedikit literatur pendukungnya. Hal ini

dikarenakan struktur polimer yang membentuk kulit jeruk bukanlah pati

atau amilum, melainkan pektin sebagai salah satu penyusunnya. Hal ini

tentu menjadi sesuatu tantangan yang baru dalam pemecahan molekul

pektin tersebut. Melalui beberapa penelitian, ternyata molekul pektin dapat

hancur dan terurai oleh aktivitas jamur dekomposer. Tidak semua jamur

8

yang dapat menguraikan molekul pektin menjadi bentuk yang sederhana.

Disebutkan bahwa jamur Fusarium oxysporum dan Aspergillus niger dapat

menguraikan molekul tersebut karena jamur-jamur ini dapat menghasilkan

enzim pektinase. Molekul galakturonan di dalam pektin akan segera

dikatabolis oleh enzim pektinase menjadi 5-keto-4-deoksi-uronat. Pada

reaksi selanjutnya, molekul ini akan diubah menjadi piruvat dan 3-

fosfogliseraldehida (Poliana, J., MacCabe AP., 2007). Piruvat inilah yang

menjadi bahan dasar untuk tahap selanjutnya yaitu tahap fermentasi secara

anaerob oleh Saccharomyces cerevisiae untuk menghasilkan etanol.

Ada juga literatur berupa skripsi yang menjelaskan tentang limbah

jeruk bisa menjadi bioetanol, yang dititikberatkan dengan penggunaan

bakteri Zymomonas mobilis saat proses fermentasi. Peranan bakteri tersebut

dengan Sacchromyces cerevisiae sebenarnya hampir sama, namun bakteri

Zymomonas mobilis sedikit lebih tahan terhadap suhu, pH dan konsentrasi

etanol. Bakteri ini sulit di dapatkan dan belum begitu dikenal di kalangan

masyarakat. Beda halnya pada Saccharomyces cerevisiae atau sering

dikenal dengan sebutan ragi, maka semua orang sudah tahu dimana tempat

untuk mendapatkannya, karena bakteri ini telah dikomersialkan untuk

pembuatan roti, tape dan bir.

Pengkonversian kulit jeruk menjadi bioetanol dengan berbagai

literatur pendukung membuat gagasan ini cukup kuat untuk dilanjutkan dan

dikembangkan. Apalagi, bioetanol yang dihasilkan bisa menjadi sumber

energi alternatif di masa kini. Bukan hanya itu, bioetanol juga banyak

dimanfaatkan di kehidupan sehari-hari.

Mengingat pemanfaatan bioetanol beraneka ragam, sehingga grade

etanol yang dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan penggunaannya.

Untuk bioetanol yang mempunyai grade 90-96% volume dapat digunakan

pada industri seperti industri parfum, sedangkan bioetanol yang mempunyai

grade 96-99% volume dapat digunakan sebagai campuran untuk minuman

keras dan bahan dasar industri farmasi. Grade bioetanol yang dimanfaatkan

sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan yang harus betul-betul

kering dan anhydrous supaya tidak korosif adalah bioetanol yang

mempunyai grade sebesar 99-100% volume.

Bioetanol dari bahan dasar kulit jeruk ini memiliki kelebihan

dibanding dengan bioetanol dari bahan dasar jagung. Bioetanol yang

dihasilkan dari jagung menghasilkan emisi gas yang lebih besar daripada

emisi bensin sehingga kurang ramah lingkungan. Dengan menggunakan

bioetanol berbahan dasar kulit jeruk, emisi gas pun bisa dikurangi bahkan

lebih rendah daripada bensin sehingga ramah lingkungan.

9

BAB IV

ISI

4.1. Analisis

Dalam karya ilmiah ini, kami mencoba untuk menganalisis prosedur

pembuatan bioetanol dari limbah kulit jeruk dan berbagai keuntungan yang

didapat dari proses pengkonversian tersebut.

4.1.1. Pembuatan Bioetanol dari Kulit Jeruk

Proses produksi bioetanol dari kulit jeruk tersebut dapat dibagi

dalam empat tahap, yaitu ekstraksi pektin, degradasi pektin, fermentasi dan

distilasi. Keempat tahap tersebut akan dijelaskan sebagai berikut :

Proses Ekstraksi Pektin

Prosesnya dimulai dari pencucian kulit jeruk sampai bersih,

kemudian ditiriskan. Setelah itu kulit jeruk diperas dengan alat pres

sehingga sebagian keluar. Kulit jeruk yang telah dipres selanjutnya

dikeringkan dengan alat pengering sampai kadar airnya. Jika tidak tersedia

alat pengering, kulit jeruk dapat dijemur dengan matahari selama 3-4 hari

sampai kulit jeruk menjadi kering. Kulit jeruk yang telah kering selanjutnya

ditumbuk halus dengan lesung hingga menjadi tepung. Tepung kulit jeruk

ditambah dengan air sebanyak kali berat tepung (1:1), kemudian campur,

lalu diblender sampai menjadi bubur kulit jeruk. Bubur kulit jeruk ditambah

dengan air sebanyak 10-20 kali tepung kulit jeruk. Campuran diaduk

sehingga menjadi encer. Bubur encer ditambah dengan larutan HCL 1 %

sehingga pH-nya menjadi 1,5. Hasilnya disebut bubur asam. Bubur asam

dipanaskan sampai suhu 70-80 0C sambil diaduk selama 60-90 menit. Bubur

asam yang telah dipanaskan, disaring dengan kain saring rapat atau kain

saring rangkap delapan sambil diperas untuk memisahkan filtratnya. Filtrat

ini disebut dengan filtrat pektin. Filtrat pektin dipanaskan suhu 95-97 0C

sambil diaduk sampai volumenya menjadi setengah volume semula. Hasil

yang diperoleh disebut dengan filtrat pekat kemudian filtrat ini didinginkan.

Proses Degradasi Pektin

Dalam proses ini digunakan enzim pektinase yang berasal dari jamur

Aspergillus niger dan Fusarium oxysporum. Enzim pektinase berperan

dalam mendegradasi molekul pektin kulit jeruk sehingga menjadi molekul

sederhana yaitu molekul galakturonan. Molekul galakturonan kemudian

akan segera dikatabolis menjadi 5-keto-4-deoksi-uronat. Pada reaksi

selanjutnya, molekul ini akan diubah menjadi piruvat dan 3-

10

fosfogliseraldehida. Piruvat ini yang akan menjadi bahan dasar dalam proses

fermentasi yang nantinya dibantu oleh Sacchromyces cerevisiae secara

anaerob untuk diubah menjadi etanol.

Dalam proses mendegradasi filtrat pektin ini, jamur tersebut

diletakkan di filtrat pektin selama 2-3 hari secara aerob. Setelah itu

dilanjutkan ke proses fermentasi.

Proses Fermentasi

Proses fermentasi ini menggunakan ragi (Sacchromyces cerevisiae)

untuk mengubah bahan dasar berupa piruvat menjadi etanol secara anaerob

selama 6-7 hari. Etanol yang diperoleh dari kulit jeruk biasanya dengan

kadar 8%-10% volume. Etanol yang dihasilkan dari proses fermentasi

biasanya masih mengandung gas-gas, salah satunya yaitu gas CO2. Gas CO2

pada hasil fermentasi tersebut biasanya mencapai 35% volume, sehingga

untuk memperoleh bioetanol yang berkualitas baik, bioetanol tersebut harus

dibersihkan dari gas tersebut.

Proses pembersihan CO2 dilakukan saat proses fermentasi dilakukan

pada kondisi anaerob menggunakan penutup sumbat karet dan dilubangi

tengahnya untuk dipasangi selang yang ujungnya dimasukkan dalam air,

agar gas CO2 nya keluar dari medium fermentasi.

Setelah proses fermentasi selesai, tutup botol dilepas, lalu segera

disaring dengan kertas atau kain saring hingga masuk ke dalam suatu wadah

yang baru. Pada umumnya hasil fermentasi adalah bioetanol yang

mempunyai kemurnian sekitar 30 – 40% dan belum dapat dikategorikan

sebagai fuel based etanol. Agar dapat mencapai kemurnian diatas 95% ,

maka etanol hasil fermentasi harus melalui proses destilasi.

Proses Distilasi

Sebagaimana disebutkan diatas, untuk memurnikan etanol menjadi

berkadar lebih dari 95% agar dapat dipergunakan sebagai bahan bakar,

etanol hasil fermentasi yang mempunyai kemurnian sekitar 40% tadi harus

melewati proses distilasi untuk memisahkan etanol dan air dengan

memperhitungkan perbedaan titik didih kedua bahan tersebut. Etanol

menguap pada suhu 78-80 0C sedangkan air menguap pada suhu 100

0C.

Dalam proses distilasi, suhu untuk menguapkan etanol

dipertahankan agar seluruh molekul etanol menguap memasuki pipa

kemudian diembunkan kembali dengan air biasa untuk menurunkan kembali

suhunya, sehingga menjadi tetesan-tetesan dan ditampung di dalam tabung.

Secara keseluruhan air tidak akan menguap pada suhu 78-80 0C, namun ada

kemungkinan sedikit air yang menguap terikut dengan molekul etanol,

sehingga menghasilkan etanol dengan kadar yang tidak sepenuhnya 100%.

11

4.1.2. Keuntungan Pengkonversian Limbah Kulit Jeruk

Kita sudah banyak membahas tentang pemanfaatan limbah jeruk

untuk dijadikan sumber penghasil bioetanol yang bisa digunakan sebagai

energi alternatif pengganti bensin. Terdapat banyak keuntungan yang kita

dapat dari pengkonversian limbah jeruk (khusus pada kulitnya) menjadi

bioenergi alternatif berupa bioetanol. Beberapa diantaranya yaitu, kita dapat

menekan konsumsi energi bahan bakar fosil yang semakin hari semakin

habis dan tidak terbaharukan. Negara yang menggunakan etanol akan

mengurangi ketergantungannya pada impor minyak asing, dan juga

mengurangi efek harga minyak yang tak stabil. Produksi etanol dalam

jumlah besar di dalam negeri akan memastikan bahwa uang akan tetap

berputar di dalam negeri sendiri, karena negara tidak perlu bersusah payah

mengeluarkan uang untuk mengimpor bahan bakar fosil. Tentu saja

peningkatan produksi etanol dalam negeri juga akan menciptakan lebih

banyak pekerjaan dan harga bahan bakar sangat mungkin menjadi lebih

murah.

Selain sebagai bioenergi yang ramah lingkungan, pengkonversian

limbah jeruk juga dapat dijadikan salah satu jalan untuk menekan emisi

karbon ke udara dari jeruk yang terdegradasi secara cuma-cuma saat

menjadi limbah. Dengan demikian pengkonversian ini juga mengurangi

Global Warming dan ikut berperan dalam Protocol Kyoto.

Keuntungan secara ekologi dapat memberi manfaat khususnya pada

tingkat keasaman tanah yang tetap stabil sesuai dengan pH tanah untuk

tanaman jeruk. Selain itu, keuntungan dari pengkonnversian ini tidak

mengganggu biota tanah yang ada sehingga siklus kehidupannya tetap

seimbang.

4.2. Kesimpulan

Dalam upaya memberikan solusi terhadap permasalahan banyaknya

jeruk gagal panen di kabupaten Karo yakni daerah penghasil jeruk terbesar

di Indonesia, ditawarkan solusi mendayagunakan kulit jeruk tersebut

menjadi energi alternatif bioetanol. Teknik yang digunakan untuk

mengkonveriskan bioetanol dari kulit jeruk ini disamakan dengan teknik

pengkonversian bioetanol dari bahan jagung dan singkong seperti pada

umumnya. Namum diawal proses, diberikan perlakuan yang berbeda. Secara

singkat proses pengubahan etanol dari kulit jeruk dibagi menjadi empat

tahap, yaitu ekstraksi pektin, degradasi pektin, fermentasi dan distilasi.

Pemanfaatan limbah kulit jeruk ini juga dilatarbelakangi dengan keadaan

Indonesia sebagai salah satu negara penghasil produksi jeruk tertinggi.

Diharapkan limbah jeruk yang terbuang dapat dikumpulkan dan mendukung

12

dalam proses pengkonversian menjadi bioetanol. Selain bermanfaat di

bidang ekonomi (finansial dan non finansial), pengangkatan gagasan karya

ilmiah ini juga sangat bermanfaat di bidang ekologi untuk menjaga

lingkungan agar tetap stabil. Maka, untuk melaksanakan program ini

dibutuhkan kerjasama pihak pemerintah, swasta dan juga masyarakat petani.

4.3. Saran

Meskipun teknik produksi bioetanol merupakan teknik yang sudah

lama diketahui, namun bioetanol untuk bahan bakar kendaraan memerlukan

etanol dengan karakteristik tertentu yang memerlukan teknologi yang relatif

baru di Indonesia, sehingga penelitian lebih lanjut mengenai teknologi

proses produksi etanol masih perlu dilakukan.

Sosialisasi kepada seluruh elemen masyarakat mengenai proses

pembuatan bioetanol dari bahan-bahan yang terbuang seperti limbah sayur

dan buah-buahan harus digencarkan, karena selain memanfaatkan limbah

dengan maksimal juga dapat menghasilkan energi yang murah dan ramah

lingkungan.

13

DAFTAR PUSTAKA

Balai Besar Teknologi Pati-BPPT, Kelayakan Tekno-Ekonomi Bio-Ethanol.

Biro Pusat Statistik Indonesia. (2005). Statistik Perdagangan Ekspor Impor

Indonesia. Biro Pusat Statistik. Jakarta

BPPT (2005). Kajian Lengkap Prospek Pemanfaatan Biodiesel Dan

Bioethanol Pada Sektor Transportasi Di Indonesia

Fitriani, V. (2003). Ekstraksi dan Karakterisasi Pektin dari Kulit Jeruk

Lemon (Citrus medica var Lemon). Skripsi. FATETA-IPB: Bogor

Handadhari, Transtoto. (2004). Kepedulian Yang Terganjal : Menguak

Belantara Permasalahan Kehutanan Indonesia. Kompas

Gramedia: Jakarta

Harsono, T. (2011). Taksonomi Tumbuhan Tingkat Tinggi. FMIPA Unimed:

Medan

Hasairin, A. (2008). Taksonomi Tumbuhan Tingkat Tinggi. FMIPA Unimed:

Medan

Hasanah, U. (2012). Mikrobiologi Makanan. FMIPA Unimed: Medan

Muljana, H., dkk. (2004). Perancangan Awal Pabrik Pektin dari Albedo

Kulit Jeruk. Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia Dan

Proses. ISSN : 1411 - 4216

Mushlihah, S., Herumurti, W. (2011). Pengaruh pH dan Konsentrasi

Zymomonas mobilis untuk Produksi Etanol dari Sampah Buah

Jeruk. FTSP ITS: Surabaya

Poliana, J., MacCabe AP. (2007). Industrial Enzymes; Structure, Function,

and Applications. Dordrecht: Springer. Halaman: 99-100. ISBN

978-1-4020-5376-4

Puspita EM., Silviana, H., Ismail T. (2010). Fermentasi Etanol dari

Molasses dengan Zymomonas mobilis A3 yang diamobilisasi pada

к- karaginan. Seminar Rekayasa Kimia dan Proses. ISSN : 1411-

4216.

Silitonga, M., dkk. (2011). Biokimia. FMIPA Unimed: Medan

http://www.pusri.org/olah pangan/pektin

http://www.indoenergi.com/2012/04/keunggulan-dan-kelemahan-bahan-

bakar.html

14

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PESERTA

a. Nama Lengkap : Muhammad Hamzah Solim

b. Tempat tanggal lahir : Medan, 20 Maret 1992

c. No. Telp dan Email : 087869646936 / hamzah.dien@ymail.com

d. Alamat : Jl. Letda Sujono-Jl. Tirtosari No.85 Medan

e. Prestasi yang pernah diraih :

Juara 3 edu-Reporter Pustekkom. Tahun 2009

f. Karya ilmiah yang dihasilkan :

PKM-K : “BACRIS Jamur” Alternatif Makanan Sehat. Tahun 2011

a. Nama Lengkap : Ananda

b. Tempat Tanggal Lahir : Medan, 24 September 1992

c. No. Telp dan Email : 087891629100/

nandomoomodnan@gmail.com

d. Alamat : Jl. M.H.Thamrin Gg.Kenanga No.17 Medan

e. Prestasi yang pernah diraih : -

f. Karya ilmiah yang dihasilkan : -

a. Nama Lengkap : Astrid Siska Pratiwi

b. Tempat Tanggal Lahir : Medan, 4 September 1992

c. No. Telp dan Email : 085362657600/ astridsiska92@gmail.com

d. Alamat : Jl. Beringin Gg. Pisang No. 5 Tembung

e. Prestasi yang pernah diraih : -

f. Karya ilmiah yang dihasilkan : -

a. Nama Lengkap : Sri Hayuni

b. Tempat tanggal lahir : Binjai, 16 Juni 1991

c. No. Telp dan Email : 083197894896/ missketerr@gmail.com

d. Alamat : Jl. Purnawirawan No. 48 Medan Estate

e. Prestasi yang Pernah diraih :

1. Pemandu IMT GT (Indonesia, Malaysia, Thailand Gold Triangle).

Tahun 2011

2. Studi Auditing ke Southern Cross University, Lismore, Australia.

Tahun 2012

f. Karya ilmiah yang dihasilkan :

1. PKM- GT: Senam Otak Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir

Siswa Sekolah Dasar, tahun 2009

2. PKM-GT: Potensi Pohon Sosis (Kigelia Africana) Sebagai Tanaman

Langka Di Indonesia , tahun 2010