Lomba Penulisan dan Presentasi Karya Ilmiah Pertanian

(LPPKIP)

Peningkatan Daya Saing Bangsa Berbasis Keunggulan Lokal

POTENSI KULIT NANAS SEBAGAI SUMBER

ENERGI ALTERNATIF BIOETANOL YANG

RAMAH LINGKUNGAN

Disusun oleh tim dari Kelompok 7 :

Saraswati R Pandini 150310080117

Astri Ridha Y 150310080126

Marlon Sipahutar 150310080134

Wendi Irawan 150310080137

Fakultas Pertanian

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2008

LEMBAR PENGESAHAN

Tema : Peningkatan Daya Saing Bangsa Berbasis Keunggulan Lokal

Judul : Potensi Kulit Nanas sebagai Alternatif Bioetanol yang Ramah

Lingkungan

Tim Penulis : Saraswati R Pandini 150310080117

Astri Ridha Y 150310080126

Marlon Sipahutar 150310080134

Wendi Irawan 150310080137

Jatinangor, 24 Oktober 2008

Menyetujui:

Dosen Pembimbing

Siska Rasiska,SPNIP. ED.031

Mengetahui:

Pembantu Dekan III Faperta,

Universitas Padjadjaran

M.Gunardi Judawinata,Ir.,DEANIP.131.653.094

KATA PENGANTAR

Pertama-tama kami memanjatkan Puji dan Syukur kehadirat Tuhan Yang

Maha Esa, karena atas Rahmat dan Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan

penulisan karya ilmiah dengan topik Pengembangan Hasil-hasil Lokal yang

merupakan salah satu tugas Masa Bimbingan 2008 ini. Karya ilmiah ini disusun agar

pembaca dapat memperluas ilmu tentang potensi kulit nanas sebagai alternatif

bioetanol yang ramah lingkungan yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari

berbagai sumber. Walaupun karya ilmuah ini mungkin kurang sempurna, tetapi

memiliki detail yang cukup jelas bagi pembaca.

Pada kesempatan yang berbahagia ini, dengan penuh rasa hormat dan segala

kerendahan hati, kami ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

1. Tuhan Yang Maha Esa,

2. Seluruh anggota tim yang sudah dengan rela menyumbangkan waktu, tenaga,

dan pikiran dalam pembuatan karya ilmiah ini,

3. Kang Mamet, Kang Wali, dan Kang Azis yang telah banyak membantu,

membimbing, memberi petunjuk, dan pengarahan pada kami sehingga karya

ilmiah ini dapat terselesaikan,

4. Orang tua kami tercinta yang selalu memberikan dukungan dan doa kepada

kami,

5. Teman-teman semua yang telah memberikan banyak inspirasi dan bantuan

kepada kami,

6. Serta seluruh rekan dan pihak yang telah memberikan dukungan baik berupa

moril maupun materil kepada, yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Akhir kata, tak ada gading yang tak retak, demikian juga dengan karya ilmiah

ini. Kami mengakui bahwa tidak semua hal dapat kami jelaskan dengan sempurna

dalam karya ilmiah ini. Untuk itu dengan senang hati kami menerima saran dan kritik

yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan karya ilmiah ini dan menambah

kemampuan kami di masa yang akan datang. Semoga karya ilmiah ini dapat

memberikan wawasan yang lebih luas kepada masyarakat pada umumnya dan

menambah pengetahuan bagi para mahasiswa serta kelak sedikit banyak akan

membantu kami semua dalam proses studi di Fakultas Pertanian Universitas

Padjadjaran maupun setelah kami terjun dan mengabdi kepada masyarakat pada

khususnya.

Jatinangor, Oktober 2008

Tim Penulis

DAFTAR ISI

1. Bagian Awal

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

b. Lembar Pengesahan...................................................... ii

c. Kata Pengantar.............................................................. iii

d. Daftar Isi....................................................................... v

e. Daftar Gambar dan Tabel ............................................. vii

f. Ringkasan................................................................... viii

2. Bagian Inti

BAB I Pendahuluan

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

1.2 Rumusan Masalah................................................................ 1

1.3 Tujuan Penulisan.................................................................. 2

1.4 Kegunaan Penulisan............................................................. 2

BAB II Telaah Pustaka

2.1 Nanas...................................................................................... 3

2.1.1 Sejarah Singkat........................................ 3

2.1.2 Jenis Tanaman.......................................... 3

2.1.3 Manfaat.................................................... 5

2.1.4 Sentra Penanaman.................................... 6

2.1.5 Syarat Tumbuh......................................... 6

2.1.6 Panen........................................................ 8

2.1.7 Pascapanen............................................... 9

2.1.8 Efek Samping Nanas................................ 10

2.2 Kulit Nanas............................................................................ 11

2.3 Etanol..................................................................................... 12

BAB III Metode Penulisan

3.1 Metode Pengumpulan Bahan Kajian............................................ 17

3.2 Prosedur Penulisan........................................................................ 17

3.3 Sistematika Penulisan................................................................... 18

BAB IV Hasil dan Pembahasan

4.1 Bioetanol...................................................................................... 21

4.2 Proses Pembuatan Etanol ............................................................ 22

4.2.1 Persiapan Bahan Baku Pembuatan Etanol................. 23

4.2.2 Pembuatan Starter...................................................... 24

4.2.3 Fermentasi Kulit Nanas Menjadi Etanol.................... 24

4.2.4 Distilasi (Penyulingan)............................................... 26

BAB V Simpulan dan Saran

5.1 Simpulan.............................................................................. 27

5.2 Saran.................................................................................... 27

3. Bagian Akhir

a. Daftar Pustaka........................................................................ ix

b. Daftar Riwayat Hidup............................................................ x

DAFTAR GAMBAR DAN TABEL

Gambar 1. Buah Nanas.................................................................................... 4

Tabel 1. Komposisi Limbah Kulit Nanas........................................................ 12

Tabel 2. Sifat Fisik Etanol............................................................................... 13

RINGKASAN

Perkiraan tentang penurunan produk minyak bumi pada masa yang akan datang dan

ketergantungan yang besar terhadap sumber energi minyak bumi, mendorong

penelitian dan pengembanagan sumber energi alternatif dari sumber yang

diperbaharui. Etanol merupakan sumber energi alternatif yang mempunyai prospek

yang baik sebagai penganti bahan bakar cair dan gasohol dengan bahan baku yang

dapat diperbaharui, ramah lingkungan serta sangat menguntungkan secara ekonomi

makro terhadap komunitas pedesaan terutama petani.

Buah nanas (Ananas comosus L. Merr) merupakan salah satu jenis buah yang

terdapat di Indonesia, mempunyai penyebaran yang merata. Selain dikonsumsi

sebagai buah segar, nanas juga banyak digunakan sebagai bahan baku industri

pertanian. Dari berbagai macam pengolahan nanas seperti selai, manisan, sirup, dan

lain-lain maka akan didapatkan kulit yang cukup banyak sebagai hasil sampingan.

Berdasarkan kandungan nutriennya, ternyata kulit buah nanas mengandung

karbohidrat dan gula yang cukup tinggi. Menurut Wijana, dkk (1991) kulit nanas

mengandung 81,72 % air; 20,87 % serat kasar; 17,53 % karbohidrat; 4,41 % protein

dan 13,65 % gula reduksi. Mengingat kandungan karbohidrat dan gula yang cukup

tinggi tersebut maka kulit nanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan

baku pembuatan bahan kimia, salah satunya etanol melalui proses fermentasi.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Buah nanas (Ananas Comosus L. Merr) merupakan salah satu jenis buah yang

terdapat di Indonesia, mempunyai penyebaran yang merata. Selain dikonsumsi

sebagai buah segar, nanas juga banyak digunakan sebagai bahan baku industri

pertanian. Dari berbagai macam pengolahan nanas seperti selai, manisan, sirup,

dan lain-lain maka akan didapatkan kulit yang cukup banyak sebagai hasil

sampingan.

Berdasarkan kandungan nutriennya, ternyata kulit buah nanas mengandung

karbohidrat dan gula yang cukup tinggi. Menurut Wijana, dkk (1991) kulit

nanas mengandung 81,72 % air; 20,87 % serat kasar; 17,53 % karbohidrat; 4,41

% protein; dan 13,65 % gula reduksi. Mengingat kandungan karbohidrat dan

gula yang cukup tinggitersebut, maka kulit nanas memungkinkan untuk

dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan kimia, salah satunya etanol

melalui proses fermentasi.

1.2 Rumusan Masalah

Adanya perkiraan tentang penurunan produksi minyak bumi pada masa yang

akan datang dan ketergantungan yang besar terhadap sumber energi minyak

bumi, mendorong penelitian dan pengembangan sumber energi alternatif dari

sumber yang dapat diperbaharui. Etanol merupakan sumber energi alternatif

yang mempunyai prospek yang baik sebagai pengganti bahan bakar cair dan

gasohol dengan bahan baku yang dapat diperbaharui, ramah lingkungan, serta

sangat menguntungkan secara ekonomi makro terhadap komunitas pedesaan

terutama petani.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan karya ilmiah ini yaitu:

1. memperoleh solusi alternatif pengganti bahan bakar cair dan gasohol

2. memberi informasi kepada masyarakat mengenai pembuatan etanol

dari sari kulit nanas

1.4 Kegunaan Penulisan

Dari pembuatan karya tulis ini diharapkan dapat diperoleh solusi alternatif

pengganti bahan bakar cair dan gasohol serta dapat menjadi bahan informasi

bagi masyarakat mengenai pembuatan etanol dari sari kulit nanas.

BAB II

TELAAH PUSTAKA

Nanas

2.1.1 Sejarah Singkat

Nanas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah

Ananas comosus. Memiliki nama daerah danas (Sunda) dan neneh (Sumatera).

Dalam bahasa Inggris disebut pineapple (karena bentuknya seperti pohon pinus)

dan orang-orang Spanyol menyebutnya pina. Nama 'nanas' berasal dari sebutan

orang Tupi, yang bermakna "buah yang sangat baik". Burung penghisap madu

(hummingbird) merupakan penyerbuk alamiah dari buah ini, meskipun berbagai

serangga juga memiliki peran yang sama.

Nanas berasal dari Brasilia (Amerika Selatan) yang telah didomestikasi disana

sebelum masa Colombus. Pada abad ke-16 orang Spanyol membawa nanas ini

ke Filipina dan Semenanjung Malaysia, lalu masuk ke Indonesia pada abad ke-

15, tepatnya pada tahun 1599. Di Indonesia pada mulanya hanya sebagai

tanaman pekarangan, lalu meluas dikebunkan di lahan kering (tegalan) di

seluruh wilayah nusantara. Tanaman ini kini dipelihara di daerah tropik dan sub

tropik.

2.1.2 Jenis Tanaman

Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan)

Divisi : Spermatophyta (tumbuhan berbiji)

Kelas : Angiospermae (berbiji tertutup)

Ordo : Farinosae

Famili : Bromiliaceae (nanas-nanasan)

Genus : Ananas

Species : Ananas comosus (L) Merr

Gambar 1Buah Nanas

Kerabat dekat spesies nanas cukup banyak, terutama nanas liar yang biasa

dijadikan tanaman hias, misalnya A. braceteatus (Lindl) Schultes, A.

Fritzmuelleri, A. erectifolius L.B. Smith, dan A. ananassoides (Bak) L.B. Smith.

Berdasarkan habitus tanaman, terutama bentuk daun dan buah dikenal 4 jenis

golongan nanas, yaitu:

1. Cayene (daun halus, tidak berduri, buah besar)

2. Queen (daun pendek berduri tajam, buah lonjong mirip kerucut)

3. Spanyol/Spanish (daun panjang kecil, berduri halus sampai kasar,

buah bulat dengan mata datar)

4. Abacaxi (daun panjang berduri kasar, buah silindris atau seperti

piramida).

Varietas/cultivar nanas yang banyak ditanam di Indonesia adalah golongan

Cayene dan Queen. Golongan Spanish dikembangkan di kepulauan India Barat,

Puerte Rico, Mexico dan Malaysia. Golongan Abacaxi banyak ditanam di

Brazilia.

Buah nanas sebagaimana yang dijual orang bukanlah buah sejati, melainkan

gabungan buah-buah sejati (bekasnya terlihat dari setiap 'sisik' pada kulit

buahnya) yang dalam perkembangannya tergabung -- bersama-sama dengan

tongkol (spadix) bunga majemuk -- menjadi satu 'buah' besar. Nanas yang

dibudidayakan orang sudah kehilangan kemampuan memperbanyak secara

seksual, namun ia mengembangkan tanaman muda (bagian 'mahkota' buah)

yang merupakan sarana perbanyakan secara vegetatif.

Dewasa ini ragam varietas/cultivar nanas yang dikategorikan unggul adalah

nanas bogor, subang, dan palembang.

2.1.3 Manfaat

Bagian utama yang bernilai ekonomi penting dari tanaman nanas adalah

buahnya. Buah nanas selain dikonsumsi segar juga diolah menjadi berbagai

macam makanan dan minuman, seperti selai, buah dalam sirup, dan lain-lain.

Rasa buah nanas manis sampai agak masam segar, sehingga disukai masyarakat

luas.

Disamping itu, buah nanas mengandung gizi cukup tinggi dan lengkap. Buah

nanas mengandung enzim bromelain, (enzim protease yang dapat menghidrolisa

protein, protease atau peptide), sehingga dapat digunakan untuk melunakkan

daging. Enzim ini sering pula dimanfaatkan sebagai alat kontrasepsi Keluarga

Berencana.

Buah nanas bermanfaat bagi kesehatan tubuh, sebagai obat penyembuh penyakit

sembelit, gangguan saluran kencing, mual-mual, flu, wasir dan kurang darah.

Penyakit kulit (gatal-gatal, eksim dan kudis) dapat diobati dengan diolesi sari

buah nanas. Kulit buah nanas dapat diolah menjadi sirop atau diekstrasi

cairannya untuk pakan ternak.

2.1.4 Sentra Penanaman

Penanaman nanas di dunia berpusat di negara-negara Brazil, Hawaii, Afrika

Selatan, Kenya, Pantai Gading, Mexico dan Puerte Rico. Di Asia tanaman nanas

ditanam di negara-negara Thailand, Filipina, Malaysia dan Indonesia terdapat di

daerah Sumatera Utara, Jawa Timur, Riau, Sumatera Selatan dan Jawa Barat.

Pada masa mendatang amat memungkinkan propinsi lain memprioritaskan

pengembangan nanas dalam skala yang lebih luas dari tahun-tahun sebelumnya.

Luas panen nanas di Indonesia sekitar 165.690 hektar atau 25,24% dari sasaran

panen buah-buahan nasional (657.000 hektar). Beberapa tahun terakhir luas

areal tanaman nanas menempati urutan pertama dari 13 jenis buah-buahan

komersial yang dibudidayakan di Indonesia.

2.1.5 Syarat Tumbuh

2.1.5.1. Iklim

1) Tanaman nanas dapat tumbuh pada keadaan iklim basah maupun kering,

baik tipe iklim A, B, C maupun D, E, F. Tipe iklim A terdapat di daerah

yang amat basah, B (daerah basah), C (daerah agak basah), D (daerah

sedang), E (daerah agak kering) dan F (daerah kering).

2) Pada umumnya tanaman nanas ini toleran terhadap kekeringan serta

memiliki kisaran curah hujan yang luas sekitar 1000-1500 mm/tahun. Akan

tetapi tanaman nanas tidak toleran terhadap hujan salju karena rendahnya

suhu.

3) Tanaman nanas dapat tumbuh dengan baik dengan cahaya matahari rata-

rata 33-71% dari kelangsungan maksimumnya, dengan angka tahunan rata-

rata 2000 jam.

4) Suhu yang sesuai untuk budidaya tanaman nanas adalah 23-32 0C, tetapi

juga dapat hidup di lahan bersuhu rendah sampai 10 derajat C.

2.1.5.2 Media Tanam

1) Pada umumnya hampir semua jenis tanah yang digunakan untuk

pertanian cocok untuk tanaman nanas. Meskipun demikian, lebih cocok

pada jenis tanah yang mengandung pasir, subur, gembur dan banyak

mengandung bahan organik serta kandungan kapur rendah.

2) Derajat keasaman yang cocok adalah dengan pH 4,5-6,5. Tanah yang

banyak mengandung kapur (pH lebih dari 6,5) menyebabkan tanaman

menjadi kerdil dan klorosis. Sedangkan tanah yang asam (pH 4,5 atau lebih

rendah) mengakibatkan penurunan unsur Fosfor, Kalium, Belerang,

Kalsium, Magnesium, dan Molibdinum dengan cepat.

3) Air sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan tanaman nanas untuk

penyerapan unsur-unsur hara yang dapat larut di dalamnya. Akan tetapi

kandungan air dalam tanah jangan terlalu banyak, tidak becek

(menggenang). Hal yang harus diperhatian adalah aerasi dan drainasenya

harus baik, sebab tanaman yang terendam akan sangat mudah terserang

busuk akat.

4) Kelerengan tanah tidak banyak berpengaruh dalam penanaman nanas,

namun nanas sangat suka jika ditanam di tempat yang agak miring, sehingga

begitu ada air yang melimpah, begitu cepat pula tanah tersebut menjadi

kering.

2.1.5.3 Ketinggian Tempat

Nanas cocok ditanam di ketinggian 800-1200 m dpl. Pertumbuhan optimum

tanaman nanas antara 100-700 m dpl.

2.1.6 Panen

2.1.6.1 Ciri dan Umur Panen

Panen buah nanas dilakukan setelah nanas berumur 12-24 bulan, tergantung dari

jenis bibit yang digunakan. Bibit yang berasal dari mahkota bunga berbuah pada

umur 24 bulan, hingga panen buah setelah berumur 24 bulan. Tanaman yang

berasal dari tunas batang dipanen setelah umur 18 bulan, sedangkan tunas akar

setelah berumur 12 bulan.

Ciri-ciri buah nanas yang siap dipanen adalah:

a) Mahkota buah terbuka

b) Tangkai ubah mengkerut

c) Mata buah lebih mendatar, besar dan bentuknya bulat

d) Warna bagian dasar buah kuning

e) Timbul aroma nanas yang harum dan khas

2.1.6.2 Cara Panen

Tata cara panen buah nanas yaitu:

a) memilih buah nanas yang menunjukkan tanda-tanda siap panen

b) pangkal tangkai buah dipotong secara mendatar/miring dengan

pisau tajam dan steril

c) pemanenan dilakukan secara hati-hati agar tidak rusak dan memar

2.1.6.3 Periode Panen

Tanaman nanas dipanen setelah berumur 12-24 bulan. Pemanenan buah nanas

dilakukan bertahap sampai tiga kali. Panen pertama sekitar 25%, kedua 50%,

dan ketiga 25% dari jumlah yang ada. Tanaman yang sudah berumur 4-5 tahun

perlu diremajakan karena pertumbuhannya lambat dan buahnya kecil.

Cara peremajaan adalah membongkar seluruh tanaman nanas untuk diganti

dengan bibit yang baru. Penyiapan lahan sampai penanaman dilakukan seperti

cara bercocok tanam pada lahan yang baru.

2.1.6.4 Prakiraan Produksi

Potensi produksi per hektar pada tanaman nanas yang dibudidayakan intensif

dapat mencapai 38-75 ton/hektar. Pada umumnya rata-rata 20 ton/hektar,

tergantung jenis nanas dan sistem tanam.

2.1.7 Pascapanen

Buah nanas termasuk komoditi buah yang mudah rusak, susut dan cepat busuk.

Oleh karena itu, setelah panen memerlukan penanganan pascapanen yang

memadai, yaitu:

1) Pengumpulan

Setelah panen dilakukan pengumpulan buah ditempat penampungan hasil atau

gudang sortasi.

2) Penyortiran dan Penggolongan

Kegiatan sortasi dimulai dengan memisahkan buah yang rusak, memar, busuk,

atau mentah secara tersendiri dari buah yang bagus dan normal. Klasifikasi

buah berdasarkan bentuk dan ukuran yang seragam, jenis maupun tingkat

kematangannya.

3) Penyimpanan

Penyimpanan dilakukan jika harga turun, sehingga untuk menunggu harga

naik maka dilakukan penyimpanan. Buah nanas biasanya disimpan dalam peti

kemas dalam ruangan dingin yang suhunya sekitar 5 derajat C.

4) Pengemasan dan Pengangkutan

Kegiatan pengemasan dimulai dengan mengeluarkan buah nanas dari lemari

pemeraman, lalu dipilih (sortasi) berdasarkan tingkat kerusakannya agar

seragam. Kemudian buah nanas dibungkus dengan kertas pembungkus lalu

dikemas dalam keranjang bambu atau peti kayu atau dos karton

bergelombang. Ukuran wadah pengemasan 60 x 30 x 30 cm yang diberi

lubang ventilasi. Proses pengangkutan dimulai dengan memasukkan peti

kemas secara teratur pada alat pengangkutan, buah nanas diangkut dan

dipasarkan ke tempat pemasaran.

2.1.8 Efek Samping Nanas

Tidak semua orang bebas mengonsumsi nanas. Buah yang satu ini mempunyai

efek samping, diantaranya sebagai berikut:

Menggugurkan Kandungan

Nanas muda berpotensi sebagai abortivum atau sejenis obat yang dapat

menggugurkan kandungan. Makanya, nanas sering digunakan untuk

mengatasi haid yang terlambat. Wanita hamil disarankan untuk tidak

mengonsumsi nanas muda.

Memicu Rematik

Di dalam saluran cerna, buah nanas terfermentasi menjadi alkohol. Ini bisa

memicu kekambuhan rematik gout. Penderita rematik dan radang sendi

dianjurkan untuk membatasi konsumsi nanas.

Meningkatkan Gula Darah

Buah nanas masak mengandung kadar gula yang cukup tinggi. Penderita

diabetes sebaiknya tidak mengonsumsi nanas secara berlebihan.

Menimbulkan Rasa Gatal

Terkadang sehabis makan nanas segar, mulut dan lidah terasa gatal. Untuk

menghindarinya sebelum dimakan, rendamlah potongan buah nanas dengan

air garam.

Kulit Nanas

Nanas merupakan salah satu jenis buah-buahan yang banyak dihasilkan di

Indonesia. Dari data statistik, produksi nanas di Indonesia untuk tahun 1997 adalah

sebesar 542.856 ton dengan nilai konsumsi 16,31 kg/kapita/tahun (Anonymous,

2001). Dengan semakin meningkatnya produksi nanas, maka limbah yang

dihasilkan akan semakin meningkat pula.

Menurut Suprapti (2001), limbah nanas berupa kulit, hati/bonggol buah atau cairan

buah/gula dapat diolah menjadi produk lain seperti sari buah atau sirup. Menurut

Kumalamingsih (1993), secara ekonomi kulit nanas masih bermanfaat untuk diolah

menjadi pupuk dan pakan ternak. Komposisi limbah kulit nanas dapat dilihat pada

tabel berikut ini:

Tabel 1Komposisi Limbah Kulit Nanas

Komposisi Rata-rata Berat Basah

(%)Air 86,70Protein 0,69Lemak 0,02Abu 0,48Serat Basah 1,66Karbohidrat 10,54

Etanol

Etanol atau etil alkohol, yang di pasaran lebih dikenal sebagai alkohol, merupakan

senyawa organik dengan rumus kimia C2H5OH. Dalam kondisi kamar, etanol

berwujud cairan yang tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, mudah

larut dalam air, dan tembus cahaya. Etanol adalah senyawa organik golongan

alkohol primer. Sifat fisik dan kimia etanol bergantung pada gugus hidroksil.

Reaksi yang dapat terjadi pada etanol antara lain dehidrasi, dehidrogenasi, oksidasi,

dan esterifikasi. Sifat fisik etanol yaitu:

Tabel 2Sifat Fisik Etanol

Massa Molekul Relatif 46,07 g/molTitik Beku -114,1CTitik Didih Normal 78,32CDentitas pada 20C 0,7893 g/mlKelarutan dalam Air 20C sangat larutViskositas pada 20C 1,17 cPKalor Spesifik, 20C 0,579 kal/gCKalor Pembakaran, 25C 7092,1 kal/gKalor Penguapan 78,32C 200,6 kal/g

Sumber:A Guide to Commercial-Scale Ethanol Production and Financing, Solar Energy Research Institute (SERI)

Etanol atau alkohol dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, antara lain:

1. Bahan baku industri atau senyawa kimia, contohnya industri

minuman beralkohol, industri asam asetat, dan asetaldehid

2. Pelarut dalam industri, contohnya industri farmasi, kosmetika dan

plastic

3. Bahan desinfektan, contohnya peralatan kedokteran, rumah tangga

dan peralatan di rumah sakit

4. Bahan baku motor

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi jumlah etanol yang dihasilkan dari

fermentasi adalah mikroorganisme dan media yang digunakan, adanya komponen

media yang dapat menghambat pertumbuhan serta kemampuan fermentasi

mikroorganisme dan kondisi selama fermentasi. Selain itu hal-hal yang perlu

diperhatikan selama fermentasi adalah pemilihan khamir, konsentrasi gula,

keasaman, ada tidaknya oksigen dan suhu dari perasan buah.

Pemilihan sel khamir didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai

medium untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan Saccharomyces

cerevisiae. Suhu yang baik untuk proses fermentasi berkisar antara 25-30C.

Derajat keasaman (pH) optimum untuk proses fermentasi sama dengan pH optimum

untuk proses pertumbuhan khamir yaitu pH 4,0-4,5.

Etanol pada proses fermentasi alkoholik terbentuk melalui beberapa jalur

metabolisme bergantung jenis mikroorganisme yang terlibat. Untuk Saccharomyces

serta sejumlah khamir lainnya, etanol terbentuk melalui jalur Embden Meyernof

Parnas (EMP), reaksinya sebagai berikut:

1. Glukosa difosforilasi oleh ATP mula-mula menjadi D-glukosa-6 fosfat,

kemudian mengalami isomerasi berubah menjadi D-frukstoda-6 fosfat dan

difosforilasi lagi oleh ATP menjadi D-fruktosa-1, 6 difosfat

2. D-fruktosa-1, 6 difosfat dipecah menjadi satu molekul D-gliseraldehid-3

fosfat dan satu molekul aseton fosfat

3. Dihidroksi aseton fosfat disederhanakan menjadi L-gliserol-3 fosfat oleh

NADH2

4. ATP melepaskan satu molekul fosfat yang diterima oleh gliseraldehid-3

fosfat yang kemudian menjadi D-1, 3 difosfogliserat dan ADP

5. D-1, 3 difosfogliserat melepaskan energi fosfat yang tinggi ke ADP untuk

membentuk D-3 fosfogliserat dan ATP

6. D-3 fosfogliserat berada dalam keseimbangan dengan D-2 fosfogliserat

7. D-2 fosfogliserat membebaskam air untuk menghasilkan fosfoenol piruvat

8. ATP menggeser rantai fosfat yang kaya energi dari fosfoenolpiruvat untuk

menghasilkan piruvat dan ATP

9. Piruvat didekarboksilasi menghasilkan asetaldehid dan CO2

10. Akhirnya asetaldehid menerima hidrohen dari NADH2 menghasilkan

etanol.

Etanol dihasilkan dari gula yang merupakan hasil aktivitas fermentasi sel khamir.

Khamir yang baik digunakan untuk menghasilkan etanol adalah dari genus

Saccharomyces. Kriteria pemilihan khamir untuk produksi etanol adalah

mempunyai laju fermentasi dan laju pertumbuhan cepat, perolehan etanol banyak,

tahan terhadap konsentrasi etanol dan glukosa tinggi, tahan terhadap konsentrasi

garam tinggi, pH optimum fermentasi rendah, temperatur optimum fermentasi

sekitar 25-30C serta tahan terhadap stress fisika dan kimia.

Fermentasi etanol meliputi dua tahap, yaitu:

1. Pemecahan rantai karbon dari glukosa dan pelepasan paling sedikit

dua pasang atom hidrogen melalui jalur EMP (Embden-Meyerhoff-Parnas),

menghasilkan senyawa karbon lainnya yang lebih teroksidasi daripada glukosa.

2. Senyawa yang teroksidasi tersebut direduksi kembali oleh atom

hidrogen yang dilepaskan dalam tahap pertama, membntuk senyawa-senyawa

hasil fermentasi yaitu etanol.

Hasil optimal yang diharapkan bila dinyatakan dengan persentase berat yang

difermentasi adalah:

Etil alkohol 48,4%

Karbondioksida 46,6%

Gliserol 3,3%

Asam suksinat 0,6%

Selulosa dan lainnya 1,2%

Etil alkohol 48,4%

Karbondioksida 46,6%

Gliserol 3,3%

Asam suksinat 0,6%

Selulosa dan lainnya 1,2%

BAB III

METODE PENULISAN

3.1 Metode Pengumpulan Bahan Kajian

Metode penulisan karya tulis ilmiah ini menggunakan metode penelitian

deskriptif yang dilakukan melalui penelusuran, pengumpulan data telaah

pustaka yang relevan dengan masalah yang dikaji. Bahan kajian tersebut adalah

data-data sekunder berupa hasil-hasil penelitian dan informasi yang diperoleh

dari berbagai media cetak (laporan jurnal, skripsi, dan buku-buku) dan media

elektronik (internet).

3.2 Prosedur Penulisan

Prosedur penelitian yang dilakukan dalam pembuatan karya tulis ini adalah

sebagai berikut:

1. Identifikasi masalah

2. Kerangka penulisan untuk mengetahui data-data dan informasi yang

dibutuhkan sebagai bahan analisa kajian

3. Penelusuran pustaka dan pengumpulan bahan kajian

4. Analisa deskriptif terhadap bahan-bahan yang terkumpul

5. Diskusi dengan narasumber terhadap hasil kajian

6. Penulisan karya tulis

3.3 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan karya tulis ini mengikuti sistematika yang benar dengan

menguraikan secara cermat cara dan prosedur pengumpulan data dan/atau

informasi, pengolahan data dan/atau informasi, serta analisis-sintesis, yaitu

sebagai berikut:

4. Bagian Awal

a. Halaman Judul

b. Lembar Pengesahan

c. Kata Pengantar

d. Daftar Isi

e. Daftar Gambar dan Tabel

f. Ringkasan

5. Bagian Inti

BAB I Pendahuluan

1.5 Latar Belakang

1.6 Rumusan Masalah

1.7 Tujuan Penulisan

1.8 Kegunaan Penulisan

BAB II Telaah Pustaka

2.4 Nanas

2.4.1 Sejarah Singkat

2.4.2 Jenis Tanaman

2.4.3 Manfaat

2.4.4 Sentra Penanaman

2.4.5 Syarat Tumbuh

2.4.5.1 Iklim

2.4.5.2 Media Tanam

2.4.5.3 Ketinggian Tempat

2.4.6 Panen

2.4.6.1 Ciri dan Umur Panen

2.4.6.2 Cara Panen

2.4.6.3 Periode Panen

2.4.6.4 Prakiraan Produksi

2.4.7 Pascapanen

2.4.8 Efek Samping Nanas

2.5 Kulit Nanas

Pembuatan Starter

Proses Fermentasi

2.6 Etanol

BAB III Metode Penulisan

3.1 Metode Pengumpulan Bahan Kajian

3.2 Prosedur Penelitian

3.3 Sistematika Penulisan

BAB IV Hasil dan Pembahasan

4.3 Bioetanol

4.4 Proses Pembuatan Etanol

4.4.1 Persiapan Bahan Baku Pembuatan Etanol

4.4.2 Fermentasi Kulit Nanas Menjadi Etanol

4.2.3 Distilasi (Penyulingan)

BAB V Simpulan dan Saran

5.3 Simpulan

5.4 Saran

6. Bagian Akhir

c. Daftar Pustaka

d. Daftar Riwayat Hidup

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Bioetanol

Harga minyak dunia yang melambung, sudah lama diprediksi. Logikanya,

minyak bumi (fossil fuel) adalah bahan bakar yang tak dapat diperbaharui.

Cepat atau lambat, minyak dunia akan habis. Saat ini, harga minyak memang

sedang booming karena kebutuhan negara-negara industri baru seperti India dan

Cina sangat tinggi. Ke depan, jika negara-negara di dunia tak segera

mengantisipasi kelangkaan minyak bumi, harga minyak akan naik tinggi sekali.

Tapi sebaliknya, jika negara-negara di dunia menyiapkan antisipasinya sejak

sekarang, niscaya harga minyak tak akan naik lagi, bahkan bisa turun.

Mengapa? Karena dunia nantinya bisa mencari pengganti minyak bumi yang

aman, murah, dan mudah diproduksi oleh siapa pun. Saat ini, industri minyak

hanya dipegang oleh para pemodal besar.

Saat ini banyak bahan alternatif pengganti minyak bumi, salah satunya adalah

etanol. Industri Etanol/Bioetanol mempunyai prospek yang sangat bagus di

Indonesia, karena kebutuhan etanol di Indonesia terus mengalami peningkatan.

Hal ini tidak diimbangi dengan kapasitas produksi industri etanol di Indonesia,

yang hanya berjumlah sekitar 14 industri.

Bioetanol bersifat multiguna karena dicampur dengan bensin pada komposisi

berapapun memberikan dampak yang positif. Pencampuran bioetanol absolut

sebanyak 10 % dengan bensin (90%), sering disebut Gasohol E-10. Gasohol

singkatan dari gasoline (bensin) plus alkohol (bioetanol). Etanol absolut

memiliki angka oktan (ON) 117, sedangkan Premium hanya 87-88. Gasohol E-

10 secara proporsional memiliki ON 92 atau setara Pertamax. Pada komposisi

ini bioetanol dikenal sebagai octan enhancer (aditif) yang paling ramah

lingkungan dan di negara- negara maju telah menggeser penggunaan Tetra

Ethyl Lead (TEL) maupun Methyl Tertiary Buthyl Ether (MTBE).

Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari

sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioetanol dibuat

dengan bahan baku bahan bergula seperti tebu, nira aren, bahan berpati seperti

jagung, dan ubi-ubian, bahan berserat yang berupa limbah pertanian masih

dalam taraf pengembangan di negara maju.

Gasohol adalah campuran antara bioetanol dan bensin dengan porsi bioetanol

sampai dengan 25% yang dapat langsung digunakan pada mesin mobil, bensin

tanpa perlu memodifikasi mesin. Hasil pengujian kinerja mesin mobil bensin

menggunakan gasohol menunjukkan gasohol E-10 (10% bioetanol ) dan

gasohol E-20 (20% bioetanol) menunjukkan kinerja mesin yang lebih baik dari

premium dan setara dengan pertamax. Bahan campuran ini juga menghasilkan

emisi karbon monoksida dan total hidrokarbon yang lebih rendah dengan yang

lainnya.

4.2 Proses Pembuatan Etanol

Etanol untuk konsumsi umumnya dihasilkan dengan proses fermentasi atau

peragian bahan makanan yang mengandung pati atau karbohidrat, seperti beras,

dan umbi. Alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi biasanya berkadar

rendah. Untuk mendapatkan alkohol dengan kadar yang lebih tinggi diperlukan

proses pemurnian melalui penyulingan atau distilasi. Etanol untuk keperluan

industri dalam skala lebih besar dihasilkan dari fermentasi tetes, yaitu hasil

samping dalam industri gula tebu atau gula bit.

Melalui sintesis kimia melalui antara reaksi gas etilen dan uap air dengan asam

sebagai katalis. Katalis yang dipakai misalnya asam fosfat. Asam sulfat dapat

juga dipakai sebagai katalis, namun dewasa ini sudah jarang dipakai.

4.2.1 Persiapan Bahan Baku Pembuatan Etanol

Bahan baku untuk produksi etanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik

yang secara langsung menghasilkan gula sederhana semisal nanas (ananas),

tebu (sugarcane), gandum manis (sweet sorghum) atau yang menghasilkan

tepung seperti jagung (corn), singkong (cassava) dan gandum (grain sorghum)

disamping bahan lainnya.

Persiapan bahan baku beragam bergantung pada bahan bakunya, tetapi secara

umum terbagi menjadi beberapa proses, yaitu:

tebu dan gandum manis harus digiling untuk mengekstrak gula

tepung dan material selulosa harus dihancurkan untuk memecahkan susunan

tepungnya agar bisa berinteraksi dengan air secara baik

pemasakan, tepung dikonversi menjadi gula melalui proses pemecahan

menjadi gula kompleks (liquefaction) dan sakarifikasi (Saccharification)

dengan penambahan air, enzim serta panas (enzim hidrolisis). Pemilihan jenis

enzim sangat bergantung terhadap supplier untuk menentukan pengontrolan

proses pemasakan. Tahap Liquefaction memerlukan penanganan sebagai

berikut:

Pencampuran dengan air secara merata hingga menjadi bubur

Pengaturan pH agar sesuai dengan kondisi kerja enzim

Penambahan enzim (alpha-amilase) dengan perbandingan yang tepat

Pemanasan bubur hingga kisaran 80 sd 90 C, dimana tepung-tepung

yang bebas akan mengalami gelatinasi (mengental seperti Jelly) seiring

dengan kenaikan suhu, sampai suhu optimum enzim bekerja memecahkan

struktur tepung secara kimiawi menjadi gula komplek (dextrin)

Proses Liquefaction selesai ditandai dengan parameter dimana bubur

yang diproses menjadi lebih cair seperti sup

Tahap sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana)

melibatkan proses sebagai berikut:

Pendinginan bubur sampai suhu optimum enzim sakarifikasi bekerja

Pengaturan pH optimum enzim

Penambahan enzim (glukoamilase) secara tepat

Mempertahankan pH dan temperatur pada rentang 50 s/d 60 derajat C sampai

proses sakarifikasi selesai (dilakukan dengan pengetesan gula sederhana yang

dihasilkan)

4.2.2 Pembuatan starter

Proses pembuatan starter yaitu medium fermentasi sebanyak 100 ml diinokulasi

dengan 3 ose Saccharomyces cerevisiae. Media untuk starter dikocok dalam

waterbath shakeer dengan kecepatan 15 rpm dan diinkubasi pada suhu kamar

sampai pertumbuhan selnya mencapai fase logaritmik.

4.2.3 Fermentasi Kulit Nanas Menjadi Etanol

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik

(tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi

anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan

fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor

elektron eksternal.

Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi

adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain

dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton.

Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk

menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi

anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki

akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi.

Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan

dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan

gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH).

Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.

Persamaan Reaksi Kimia:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

Media fermentasi yang telah disiapkan dimasukkan fermentor sebanyak 300 ml.

Pada masing-masing media fermentasi yang berbeda ini diinokulasikan inokulum

Saccharomyces cerevisiae yang pertumbuhannya telah mencapai fase log di media

starter sebanyak 6-10% dari volume media. Masa inkubasi pada suhu kamar selama

4 hari.

Pada tahap ini, tepung telah sampai pada titik telah berubah menjadi gula sederhana

(glukosa dan sebagian fruktosa) dimana proses selanjutnya melibatkan penambahan

enzim yang diletakkan pada ragi (yeast) agar dapat bekerja pada suhu optimum.

Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2. Bubur kemudian dialirkan

ke dalam tangki fermentasi dan didinginkan pada suhu optimum kisaran 27 sampai

dengan 32 derajat C, dan membutuhkan ketelitian agar tidak terkontaminasi oleh

mikroba lainnya. Karena itu keseluruhan rangkaian proses dari liquefaction,

sakarifikasi dan fermentasi haruslah dilakukan pada kondisi bebas kontaminan.

Selanjutnya ragi akan menghasilkan etanol sampai kandungan etanol dalam tangki

mencapai 8 sampai dengan 12 % (biasa disebut dengan cairan beer), dan

selanjutnya ragi tersebut akan menjadi tidak aktif, karena kelebihan etanol akan

berakibat racun bagi ragi.

Dan tahap selanjutnya yang dilakukan adalah destilasi, namun sebelum destilasi

perlu dilakukan pemisahan padatan-cairan, untuk menghindari terjadinya clogging

selama proses distilasi.

4.2.4 Distilasi (Penyulingan)

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan

menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan.

Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya.

Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air

dan etanol). Titik didih etanol murni adalah 78 derajat C, sedangkan air adalah 100

C (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 100 C

akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi

akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume.

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Etanol merupakan sumber energi alternatif yang mempunyai prospek yang

baik sebagai pengganti bahan bakar cair dan gasohol.

Kulit nanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku

pembuatan bahan kimia, salah satunya etanol melalui proses fermentasi.

5.2 Saran

Meningkatkan pengolahan kulit nanas menjadi etanol sebagai sumber energi

alternatif yang mempunyai prospek yang baik sebagai pengganti bahan bakar cair

dan gasohol dengan bahan baku yang dapat diperbaharui, ramah lingkungan, serta

sangat menguntungkan secara ekonomi makro terhadap komunitas pedesaan

terutama petani. Sebagai mahasiswa kita juga harus menumbuhkan rasa peduli pada

lingkungan dan bekerja sama dalam upaya peningkatan daya saing komoditas lokal

Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Astuty, E. D. 1991. Fermentasi Etanol Kulit Buah Pisang. UGM:Yogyakarta.

Fardiaz. 1992. Mikrobiologi Pangan. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta

Lidya, B dan Djenar, N. S. 2000. Dasar Bioproses. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional: Jakarta

Maryani, A. 1996. Aktivitas Fermentasi Alkohol dengan Ragi Roti Terimobil. Skripsi. Institut Pertanian Bogor: Bogor

Pretis, Steve. 1990. Bioteknologi (Diterjemahkan oleh Mogy Thenawidjaya). Erlangga: Jakarta

Rizani, K. Z. 2000. Pengaruh Konsentrasi Gula Reduksi dan Inokulum (Saccharomyces cerevisiae) pada Proses Fermentasi Sari Kulit Nanas (Ananas comosus L. Merr) untuk Produksi Etanol. Skripsi. Jurusan Biologi.

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universtas Brawijaya: Malang.

Said, E. G. 1990. Teknologi Fermentasi. CV. Rajawali: Jakarta

Tambunan, U. S. F. 1995. Peranan Bioteknologi pada Pengembangan Proses Biotransformasi. Laporan Penelitian BPPT: Jakarta

Wijana, S., Kumalaningsih, A. Setyowati, U. Efendi dan N. Hidayat. 1991. Optimalisasi Penambahan Tepung Kulit Nanas dan Proses Fermentasi pada Pakan Ternak terhadap Peningkatan Kualitas Nutrisi. ARMP (Deptan). Universitas Brawijaya: Malang.

4.2Proses Pembuatan Etanol