Rabu, 04 Januari 2012

“Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang di Bengkulu Menjadi Etanol”

Di susun Oleh : Bastian Bito
Mahasiswa : Program Studi Agribisnis, Jurusan Sosial Ekonomi Pertanian
Fakultas Pertanian
Universitas Bengkulu            





I.PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Limbah pisang biasanya dibuang saja tanpa termanfaatkan sama sekali. Limbah pisang ini berupa pisang busuk, pisang rusak, dan kulit pisang. Limbah pisang (Mussa spp), yang buahnya banyak ditanam dan menjadikonsumsi di negeri ini adalah buah dan panganan populer.  Adanya upaya pemanfaatan limbah pisang ini telah memberikan banyak pilihan untuk mendayagunakannya dari sekedar sampah saja. Kulit pisang dapat dimanfaatkan menjadi obat tradisional, kerupuk, asam asetat, dan etanol. Untuk yang terakhir ini telah dilakukan penelitian awal oleh beberapa peneliti yang telah menunjukkan potensi dihasilkannya etanol.
Produksi pisang di Indonesia tahun 2002 adalah 4,384,384 ton  dengan konsumsi pisang tahun 1999 sebesar 8.27 kg/kapita/tahun (Direktorat Tanaman Buah, 2004). Besarnya konsumsi pisang di Indonesia menyebabkan potensi limbah pisang dapat didayagunakan. Data di Amerika Selatan dan Tengah menyatakan limbah pisang berjumlah 25% dari total produksi pisang (Clavijo & Manner, 1974). Limbah ini adalah pisang yang tidak memenuhi standar ekspor karena variasi ukurannya, rusak, atau karena produksi berlebih. Di Indonesia sendiri acuan standar mutu pisang yaitu SNI nomor 01-4229-1996.
Pisang sebagai salah satu biomass merupakan sumber potensial karena mengandung karbohidrat sebesar 20-30% (Sharrock & Lusty, 1999) yang merupakan sumber glukosa. Glukosa dapat difermentasi untuk dijadikan etanol. Pada tulisan ini untuk menghasilkan etanol dari limbah pisang digunakan hidrolisis dengan asam H2SO4 dilanjutkan dengan fermentasi menggunakan ragi Saccharomyces cereviseae. Penggunaan asam kuat H2SO4 dikarenakan bahan tersebut murah. Adapun metode yang digunakan bertujuan memaksimalkan kadar etanol yang dihasilkan dengan variasi waktu fermentasi.
1.2. Tujuan Penulisan
Penulisan makalah ini bertujuan untuk mengetahui manfaat kulit pisang di Provinsi Bengkulu untuk pembuatan etanol.

 II. PEMANFAATAN LIMBAH KULIT PISANG 

Proses Pembuatan Etanol
Pada saat hidrolisis terjadi pemutusan polisakarida menjadi rantai pendek glukosa. Asam  H2SO4 mengkatalis dengan cepat pada proses hidrolisis karena kekuatan ion H+sehingga terjadi pemutusan rantai polisakarida menjadi glukosa. Proses setelah hidrolisis adalah fermentasi dengan menggunakan ragi. Glukosa hasil hidrolisis diubah oleh ragi menjadi etanol. Kemampuan ragi menghasilkan etanol bergantung pada kadar glukosa, nutrisi, pH, kadar oksigen, dan faktor lingkungan lainnya. Pentingnya pra fermentasi menyebabkan pengaturan kondisi optimum untuk lingkungan ragi dilakukan pada penelitian ini. Salah satunya adalah kadar glukosa sebagai media pertumbuhan ragi.
Untuk itu ingin dilihat kadar glukosa hasil dari proses hidrolisis. Pengukuran kadar glukosa dilakukan pada hasil hidrolisis sampel pulp pisang cavendish. Pengukuran kadar glukosa ini hanya untuk melihat kemampuan asam H2SO4 4% menghasilkan glukosa pada pulp pisang buah. Setelah dilakukan pengolahan data maka didapatkan hasil kadar glukosa sebesar 11.3276% volume. Menurut Casida (1980), kadar glukosa yang dibutuhkan pada fermentasi berada pada konsentrasi 10-18%, sehingga kadar glukosa yang dibutuhkan telah mencukupi. Konsentrasi gula diatas 25% akan memperlambat fermentasi, sedangkan diatas 70% proses fermentasi akan berhenti. Hal ini akibat adanya tekanan osmotik.
Pada konsentrasi gula substrat sekitar 16% akan mempercepat pertumbuhan ragi pada awal fermentasi. Apabila konsentrasi etanol yang dihasilkan melebihi  15% maka etanol akan merusak dinding sel dan membekukan plasma sehingga mikroorganisme mati. Dari perhitungan kadar glukosa, maka kadar glukosa hasil hidrolisis pulp telah mencukupi untuk  dilanjutkan ke proses fermentasi. Adapun untuk proses fermentasi tidak hanya dibutuhkan kadar glukosa yang Proses Kimia Ramah Lingkungan cukup, namun juga faktor-faktor lain seperti suhu fermentasi, ph yang tepat, ragi, dan nutrisi yang dibutuhkan.
Nutrisi merupakan faktor yang cukup penting karena nutrisi dibutuhkan untuk pertumbuhan ragi. Ragi memerlukan beberapa unsur untuk pertumbuhannya seperti karbon, hidrogen, fosfor, kalsium, sulfur, besi, danmagnesium. Meskipun dalam jumlah kecil dibutuhkan juga mineral seperti Cu, Zn, Co, dan Mn. Faktor pertumbuhan yang juga penting adalah vitamin. Adapun untuk pemenuhan nutrisi telah dipenuhi dari kandungan pisang yang mengandung mineral dan vitamin tersebut.
 Untuk kadar oksigen, maka perlakuan yang dilakukan adalah menutup rapat wadah fermentasi. Tertutupnya wadah dibutuhkan karena ragi melakukan fermentasi dalam kondisi anaerob. Pengaturan Ph dilakukan sehingga berada pada pH optimum ragi (4-4.5). Sedangkan temperatur fermentasi adalah pada temperatur ruang tempat penyimpanan yaitu 29 C. Berhubungan dengan asal bahan baku, maka kulit pisang yang merupakan limbah ini diperoleh langsung dari tempat limbahnya. Dalam penanganannya, kulit pisang harus dibersihkan lebih dahulu dari kotoran.
Untuk pengembangan selanjutnya maka dapat lebih diteliti pengaruh umur dan kondisi lingkungan dari limbah kulit pisang yang akan mempengaruhi proses selanjutnya.   
Hasil fermentasi pada komponen limbah pisang mencoba untuk mengamati potensi kadar etanol yang dapat dihasilkan dari ketiga komponen yaitu pulp, campuran pulp dan kulit, serta kulit. Ketiga komponen ini dijadikan variasi komponen dari limbah pisang dengan diambil dari pisang yang rejected. Dari fermentasi ketiga komponen dapat dibandingkan potensi kadar etanol diketiganya dan efektifitas penggunaan antar komponen sebagai limbah. Pulp yang digunakan sebagai sampel kondisinya lewat matang dan rusak.
  Dengan mengambil waktu optimum ragi antara 3-7 hari didapat kadar etanol maksimum dari fermentasi pulp pisang cavendish dihasilkan pada hari ke 5 dengan kadar etanol sebesar 1.91% v/v. Pada fermentasi pulp pisang kepok kadar etanol maksimum didapatkan pada hari ke 6. Kadar etanol maksimum dari fermentasi pulp kepok sebesar 1.98% v/v.
Pada kulit pisang cavendish terlihat kadar etanol maksimum dihasilkan pada fermentasi di hari ke 5 dengan yield 0.37% v/v. Sedangkan pada kulit pisang kepok kadar etanol maksimum dihasilkan dari fermentasi di hari ke 4 dengan yield sebesar 0.45% v/v. Pada fermentasi campuran pulp dan kulit cavendish dihasilkan kadar etanol tertinggi pada fermentasi hari ke 6 sebesar 0.83% v/v etanol. Pada fermentasi dengan menggunakan campuran pulp dan kulit cavendish kadar etanol yang dihasilkan akan sangat bergantung pada komposisi bahannya. Sedangkan pada fermentasi campuran pulp dan kulit pisang kepok dihasilkan kadar etanol maksimum sebesar 1.52% v/v pada fermentasi harike 6.
Perbedaan yield ini disebabkan lebih besarnya kandungan karbohidrat pisang kepok (30%) dibanding pisang cavendish (25%). Dari sini dihasilkan kadar etanol dari sampel campuran pulp dan kulit pisang yang lebih kecil dari sampel pulp pisang. Hal ini dikarenakan penggunaan basis massa sampel yang sama. Dalam pemanfatan limbah pisang kedepannya, penggunaan campuran pulp dan kulit pisang akan lebih menguntungkan karena akan dihasilkan yield yang lebih besar dibandingkan penggunaan pulp saja atau kulit pisang saja.
Dari ketiga komponen terlihat bahwa pola pembentukan etanol mengikuti fase pertumbuhan ragi. Oleh sebab itu, untuk menghasilkan kadar etanol yang lebih tinggi perlu dipercepat pertumbuhan ragi pada fase logaritmik dengan mengoptimalkan faktor-faktor pendukung pertumbuhan ragi yang lain seperti meminimalkan organisme pengganggu dengan kondisi yang lebih steril, penggunaan ragi yang aseptis dan mengkontrol nutrisi yang dibutuhkan ragi.

Hasil Variasi Kulit Limbah Pisang
Kulit pisang yang dibuat etanol adalah kulit pisang cavendish, kulit pisang kepok dan kulit pisang nangka. Pada kulit pisang cavendish terlihat kadar etanol paling besar dihasilkan pada fermentasi di hari ke 5 dengan yield 0.37% v/v. Pada kulit pisang kepok, kadar etanol tertinggi dihasilkan pada fermentasi di hari ke 4 dengan yield 0.45% v/v. Sedangkan pada kulit pisang nangka, kadar etanol tertinggi dihasilkan di hari ke 5 dengan yield 0.20% v/v.
Dari kadar etanol yang dihasilkan terlihat bahwa fermentasi pada variasi kulit pisang mencapai kadar etanol tertinggi terjadi pada hari ke 4 dan ke 5. Perbedaan waktu terbentuknya kadar optimal dapat terjadi karena pengaruh jumlah karbohidrat dan nutrisi yang ada pada limbah pisang. Nutrisi pada pisang sayur (kepok dan nangka) lebih besar dari pisang buah (cavendish). Karbohidrat yang lebih banyak akan memperbesar yield glukosa. Sedangkan nutrisi yang cukup akan meningkatkan pertumbuhan ragi pada fase eksponensial.
Dari hasil percobaan kadar etanol hasil fermentasi kulit pisang nangka yang rendah terjadi karena adanya mikroorganisme yang mengganggu pada wadah fermentasi. Ini terlihat dari adanya jamur berwarna kuning pada permukaan. Hal ini dapat terjadi karena kondisi post hidrolisis yang memungkinkan adanya mikroorganisme pada wadah fermentasi karena lembab. Mikrorganisme ini mengambil etanol untuk pertumbuhannya dan juga kemampuan ragi menurun karena persaingan tempat bertumbuh. Dari tiap variasi sampel maka dapat diambil kadar maksimum etanol yang dihasilkan. Jumlah maksimum etanol dari tiap variasi komponen limbah dapat dilihat pada Gambar 2 dibawah ini.
Untuk melihat potensi limbah pisang dijadikan etanol, maka dihitung perbandingan jumlah etanol yang dihasilkan terhadap massa bahan. Dari sini bisa dilihat potensi etanol yang dihasilkan dari limbah pisang. Pada variasi komponen limbah pisang, jumlah maksimum etanol yang dihasilkan pisang buah adalah pada fermentasi pulp cavendish sebanyak 0.05 l/kg fresh wt atau 0.25 l/kg dry wt. Untuk fermentasi campuran pulp dan kulit cavendish dihasilkan etanol maksimum sebanyak 0.02 l/kg fresh wt atau 0.13 l/kg dry wt. Sedangkan pada kulit cavendish jumlah etanol maksimum sebanyak 0.01 l/kg fresh wt atau 0.09 l/kg dry wt.
Bila dibandingkan antara yield etanol antara kadar terbanyak pulp pisang buah dengan kulit pisang buah yaitu 5.22 pada basis fresh dan 2.72 pada basis kering (dry wt). Untuk variasi komponen pada pisang kepok maka dihasilkan jumlah maksimum etanol dari pulp sebesar 0.07 l/kg fresh wt atau 0.36 l/kg dry wt. Untuk fermentasi campuran pulp dan kulit kepok dihasilkan etanol maksimum sebanyak 0.06 l/kg fresh wt atau 0.32 l/kg dry wt. Sedangkan pada kulit jumlah etanol maksimum sebanyak 0.01 l/kg fresh wt atau 0.15 l/kg dry wt. Bila dibandingkan antara yield etanol antara kadar terbanyak pulp pisang kepok dengan kulit pisang kepok yaitu 4.44 pada basis fresh dan 2.31 pada basis kering (dry wt).
Pada variasi limbah kulit pisang, maka jumlah maksimum etanol dihasilkan dari fermentasi kulit pisang kepok selama 4 hari dengan menghasilkan etanol sebanyak 0.017 l/kg fresh wt atau 0.16 l/kg dalam dry wt. Ini lebih tinggi dari kulit cavendish (0.010 l/kg fresh wt atau 0.09 l/kg dry wt) dan kulit nangka (0.007 l/kg fresh wt atau 0.07 l/kg dry wt). Tingginya hasil etanol pada kulit pisang kepok dibandingkan kulit cavendish dan kulit pisang nangka disebabkan kandungan karbohidrat yang lebih tinggi dari pisang sayur (kepok) bila dibandingkan pisang buah (cavendish), ini dengan asumsi yield etanol kulit pisang nangka lebih sedikit karena adanya jamur.
Dari yield maksimum pulp kepok dan kulit pisang kepok dari berat kering (dry wt), maka potensi limbah pisang, terutama kulit pisang kepok, berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku untuk dibuat menjadi etanol. Apalagi dilihat dari nilai keekonomisannya.Berikut adalah yield etanol yang dihasilkan dari beberapa bahan baku dalam basis berat kering yaitu jagung sebesar 0.403 l/kg, apel sebesar 0.406 l/kg, kentang sebesar 0.451 l/kg, kentang manis sebesar 0.409 l/kg (Badger et.al,1982). Sedangkan untuk pisang buah, yield pulp sebesar 0.543 l/kg, campuran buah dan kulit pisang sebesar 0.499 l/kg dan kulit pisang sebesar 0.181 l/kg (Hammond et.al, 1996).
Dari hasil pembahasan tersebut maka untuk yield pulp pisang buah (0.254 l/kg) dan pisang sayur (0.361 l/kg) lebih kecil bila dibandingkan dengan penelitian yang telah ada. Namun untuk yield dari kulit pisang, maka yield pisang buah sebesar 0.093 l/kg dan kulit pisang kepok sebesar 0.156 l/kg cukup menguntungkan karena pada percobaan digunakan asam H2SO4 sebagai katalis pada hidrolisis.

  III. KESIMPULAN
1.      Jumlah maksimum etanol yang dihasilkan pada variasi komponen limbah pisang buah adalah dari fermentasi pulp cavendish selama 5 hari dengan menghasilkan etanol  sebanyak 0.053 l/kg fresh wt. Padacampuran pulp dan kulit pisang buah, jumlah etanol terbanyak didapatkan dari fermentasi selama 6 hari sebesar 0.023 l/kg. 
2.      Fermentasi pulp kepok selama 6 hari menghasilkan etanol  sebanyak 0.076 l/kg. Pada campuran pulp dan kulit pisang sayur, jumlah etanol terbanyak didapatkan dari fermentasi selama 6 hari sebesar 0.058 l/kg.
3.      Jumlah maksimum etanol dihasilkan dari fermentasi kulit pisang sayur (kepok) selama 4 hari menghasilkan etanol sebanyak 0.017 l/kg.
  
DAFTAR PUSTAKA
Casida (1980). didalam Sijabat, H.R. (2001). Pemanfaatan Air Kelapa Sebagai Media Dasar Pertumbuhan untuk Memproduksi Etanol oleh Saccharomyces cerevisiae. Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor.
Juni Nugrahani et.al, (1990). Pembuatan Alkohol dari Kulit Pisang Kepok. Universitas Sriwijaya, Sumatera Selatan.
http://www.unnes.ac.id

0 komentar:

Poskan Komentar