Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015 KE-31 PEMANFAATAN AMPAS ELA SAGU SEBAGAI BIOETANOL UNTUK KEBUTUHAN BAHAN BAKAR RUMAH TANGGA DI PROVINSI PAPUA I Made Kartika Dhiputra 1, a * ,Johni Jonatan Numberi 2,b dan Arifia Ekayuliana 3,c 123 Flame and Combustion Research Group of Thermodynamics Laboratory Faculty of Engineering Universitas Indonesia, Depok, Jawa Barat. 16424 a [email protected], b [email protected], c [email protected]Abstrak Laju Kebutuhan energi di Indonesia semakin meningkat dan ketersedian cadangan energi bahan bakar minyak yang berasal dari fosil semakin berkurang, hal ini di perparah lagi dengan pertambahan jumlah penduduk yang semakin tinggi, disertai dengan peningkatan kebutuhan hidup yang berdampak pada meningkatnya kebutuhan bahan bakar minyak. Tercatat sekitar 55% penggunaan bahan bakar minyak (BBM) untuk sektor industri rumah tangga dan transportasi. Pemanfaatan ampas ela sagu sebagai bioetanol untuk sumber bahan bakar yang berasal dari potensi lokal untuk menunjang ketersedian energi daerah. Data potensi sagu Indonesia saat ini ± 1.250 juta ha dan di Papua ± 1.200 juta ha dan merupakan potensi sagu terbesar di dunia yang dapat di manfaatkan sebagai industry energy. Sasaran dari Penelitian ini adalah memanfaatkan limbah ampas ela sagu untuk meningkatkan ekonomi kerakyatan, menciptakan energi baru dan mengembangkan teknologi baru dalam bidang pembakaran, yang dapat di manfaatkan sebagai bahan bakar pada kompor rumah tangga masyarakat Papua. Penelitian ini dilakukan untuk menghasilkan proses pembakaran yang bersih, sehat, hemat bahan bakar dan ramah lingkungan. Metode penelitian yang digunakan terdiri dari 3 tahapan eksperimtal bioetanol ampas ela sagu dengan menggunakan metode fermentasi dan pemurnian dengan cara distilasih bertingkat menghasilkan bioetanol 80%. Eksperimental karakteristik bahan bakar (Lower Heating Value) menggunakan alat bomb calorimeter dengan metode ASTM D.4809-09a, hasil uji LHV bioetanol ampas ela sagu 80% adalah 16.166 MJ/Kg. tahap ke-3 adalah eksperimental Heat Release rate (HRR) menggunakan cone calorimeter, dengan bahan bakar bioetanol ampas ela sagu kadar etanol 80%, dimanah laju pelepasan kalor selama proses pembakaran antara 20–45 kW/m 2 . Hasil pengukuran temperature flame mencapai 450 0 C selama kurang lebih 6 menit. Penelitian di lakukan di laboratorium Termodinamika Flame and Combustion Depertemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Indoensia. Kata kunci : SNTTM 14, BKSTM, DTM FTUNLAM, Ampas Ela Sagu, Bioetanol, Heat Release Rate, Lower Heating Value. Pendahuluan Menurut laporan The Word Energy Council tahun 2010, menjelaskan bahwa pada tahun 2020 kebutuhan energy dunia akan meningkat dari 8,8 Gtoe (gigatons of oil equivalent) menjadi 11,3 sampai 17,2 Gtoe (IEA, 2006). Berdasarkan perkiraan tersebut minyak bumi Indonesia hanya bertahan dalam kurun waktu kurang dari 20 tahun lagi. Kondisi ini juga akan berdampak pada cadangan minyak di Indonesia. Kebutuhan energi di Indonesia yang semakin meningkat dan ketersedian cadangan energi bahan bakar minyak yang berasal dari fosil semakin berkurang, hal ini di perparah lagi dengan pertambahan jumlah penduduk yang semakin tinggi, disertai dengan peningkatan kebutuhan hidup yang berdampak pada meningkatnya kebutuhan bahan bakar minyak. Tercatat sekitar 55% penggunaan bahan bakar minyak (BBM), pada sektor industri rumah tangga dan transportasi. Hal ini mendorong pemerintah untuk mengembangkan energi terbarukan yang lebih murah, dapat
Transcript
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
KE-31
PEMANFAATAN AMPAS ELA SAGU SEBAGAI BIOETANOL UNTUKKEBUTUHAN BAHAN BAKAR RUMAH TANGGA DI PROVINSI PAPUA
I Made Kartika Dhiputra1, a *,Johni Jonatan Numberi2,b dan Arifia Ekayuliana3,c
123 Flame and Combustion Research Group of Thermodynamics Laboratory Faculty of Engineering
AbstrakLaju Kebutuhan energi di Indonesia semakin meningkat dan ketersedian cadangan energi bahanbakar minyak yang berasal dari fosil semakin berkurang, hal ini di perparah lagi denganpertambahan jumlah penduduk yang semakin tinggi, disertai dengan peningkatan kebutuhan hidupyang berdampak pada meningkatnya kebutuhan bahan bakar minyak. Tercatat sekitar 55%penggunaan bahan bakar minyak (BBM) untuk sektor industri rumah tangga dan transportasi.Pemanfaatan ampas ela sagu sebagai bioetanol untuk sumber bahan bakar yang berasal dari potensilokal untuk menunjang ketersedian energi daerah. Data potensi sagu Indonesia saat ini ± 1.250juta ha dan di Papua ± 1.200 juta ha dan merupakan potensi sagu terbesar di dunia yang dapat dimanfaatkan sebagai industry energy. Sasaran dari Penelitian ini adalah memanfaatkan limbahampas ela sagu untuk meningkatkan ekonomi kerakyatan, menciptakan energi baru danmengembangkan teknologi baru dalam bidang pembakaran, yang dapat di manfaatkan sebagaibahan bakar pada kompor rumah tangga masyarakat Papua. Penelitian ini dilakukan untukmenghasilkan proses pembakaran yang bersih, sehat, hemat bahan bakar dan ramah lingkungan.Metode penelitian yang digunakan terdiri dari 3 tahapan eksperimtal bioetanol ampas ela sagudengan menggunakan metode fermentasi dan pemurnian dengan cara distilasih bertingkatmenghasilkan bioetanol 80%. Eksperimental karakteristik bahan bakar (Lower Heating Value)menggunakan alat bomb calorimeter dengan metode ASTM D.4809-09a, hasil uji LHV bioetanolampas ela sagu 80% adalah 16.166 MJ/Kg. tahap ke-3 adalah eksperimental Heat Release rate(HRR) menggunakan cone calorimeter, dengan bahan bakar bioetanol ampas ela sagu kadar etanol80%, dimanah laju pelepasan kalor selama proses pembakaran antara 20–45 kW/m2. Hasilpengukuran temperature flame mencapai 450 0C selama kurang lebih 6 menit. Penelitian dilakukan di laboratorium Termodinamika Flame and Combustion Depertemen Teknik MesinFakultas Teknik Universitas Indoensia.
Kata kunci : SNTTM 14, BKSTM, DTM FTUNLAM, Ampas Ela Sagu, Bioetanol, Heat ReleaseRate, Lower Heating Value.
Pendahuluan
Menurut laporan The Word EnergyCouncil tahun 2010, menjelaskan bahwa padatahun 2020 kebutuhan energy dunia akanmeningkat dari 8,8 Gtoe (gigatons of oilequivalent) menjadi 11,3 sampai 17,2 Gtoe(IEA, 2006). Berdasarkan perkiraan tersebutminyak bumi Indonesia hanya bertahan dalamkurun waktu kurang dari 20 tahun lagi.Kondisi ini juga akan berdampak padacadangan minyak di Indonesia. Kebutuhanenergi di Indonesia yang semakin meningkat
dan ketersedian cadangan energi bahan bakarminyak yang berasal dari fosil semakinberkurang, hal ini di perparah lagi denganpertambahan jumlah penduduk yang semakintinggi, disertai dengan peningkatan kebutuhanhidup yang berdampak pada meningkatnyakebutuhan bahan bakar minyak. Tercatatsekitar 55% penggunaan bahan bakar minyak(BBM), pada sektor industri rumah tanggadan transportasi. Hal ini mendorongpemerintah untuk mengembangkan energiterbarukan yang lebih murah, dapat
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
KE-31
diperbaharui, berkelanjutan dan ramahlingkungan. Salah satunya adalahpemanfaatan ampas sagu sebagai bioetanoluntuk sumber bahan bakar energi alternatifyang berasal dari pemanfaatan potensi local.Salah satu potensi nasional bahan bakarbioetanol adalah limbah industri sagu rakyatyang ada di Provinsi Papua, dengan total saatini (1.250.000,-) hektar potensi sagu nasionaldan (1.200.000,-) hektar potensi sagu Papuayang belum dimanfaatkan secara baik untukkebutuhan energy daerah maupun nasional[1].
Metodologi
Gambar 1. Road Map Research
Hasil
Gambar 2. Grafik temperatur asap, gas orifice danTemperatur nyala api bioetanol konsentrasi 80%
Gambar 3. Grafik perubahan massa bahan bakarbakar terhadap waktu pembakaran bioetanol 80%
Gambar 4. Grafik laju pelepasan kalor padapembakaran bioetanol konsentrasi 80%
Kesimpulan
Berdasarkan nilai kalor LHV bahan bakarbietanol dari ampas sagu untuk kadar etanol80 % adalah 16, MJ/Kg sehingga dapatdisimpulkan bahwa biotanol kadar 80%memenuhi syarat pembakaran. Eksperimendengan menggunakan cone calorimeter lajupelepasan kalor selama proses pembakaranantara 20–45 kW/m2. Hasil pengukurantemperature flame mencapai 450 0C selamakurang lebih 6 menit. Berdasarkan dari hasileksperimen tersebut dapat disimpulkan bahwabioetanol kadar 80 % bisa menjadi bahanbakar alternatif khususnya di daerah yangsulit dijangkau seperti wilayah Papua untukmemenuhi kebutuhan rumah tangga.
Referensi
[1] Flach, M.. Yield Potential of Sago Palm(Metroxylon sagu) Rottb and itsRealisation Proc. Conference inSerawak. Malaysia. IPGRI. Rome.ScienceDirect. 1997
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
KE-31
[2]. Thomas, V. dan A. Kwong, Ethanol as agasoline substitute, the stepping leadedgasoline in Africa. Energy policy.School of Biosciences and Technology.2001.
[3]. Anonim. 2006. Instruksi PresidenRepublik Indonesia Nomor 1 Tahun2006 Tentang Penyediaan DanPemanfaatan Bahan Bakar Nabati(Biofuel) Sebagai Bahan Bakar Lain.Http://www.presidensby.info/DokumenUU.php/163.pdf. Diakses 22 Juli 2009.
------2006. Peraturan Presiden RepublikIndonesia Nomor 5 Tahun 2006 TentangKebijakan Energi Nasional.Http://www.batan.go.id/perpres5_2006.pdf. Diakses 22 Juli 2009
[4] Erliza Hambali, Siti Mujdalipah,Armansyah Halomoan Tambunan,Abdul Waries Pattiwiri, Roy Hendroko,2007. Teknologi Bioenergi. Agro MediaPustaka, Jakarta.
[5]. Alfi Asben, Tun T I, Khaswar S,Nadirman H, Pretreatment andHydrolysis Ampas Sagu. UniversitasAndalas, Padang.2012
[6]. Daniel DI, Marniati S, Elida M, 2012.Pembuatan Bioetanol dari Ampas Sagudengan Proses Hidrolisis Asam danMenggunakan SaccharomycesCerevisiae. Jurnal Kimia UniversitasAndalas, Padang.
[7]. Jou Choy Lai, Wan Aizan Wan AbdulRahman, Wen Yee Toh,Characterisation of sago pith waste andits composites. 2012. Malaysia.
[8]. Numberi, J.J. 2008. Profil IndustriBioetanol Berbahan Baku Sagu diKabupaten Sorong Selatan ProvinsiPapua Barat. Thesis UGM. Jogyakarta
[9]. Kiat, I.J. Preparation andCharacterization of Carboxymetyl SagoWaste and its Hydrogen, UniversityPutra Malaysia. 2006.
[10]. Anindyawati T. Prospect Enzyme danLimbah Lignocellulose untuk ProduksiBioetanol. Pusat PenelitianBiotechnology. LIPI. 2009.
[11]. Anozie dan Baker J. Measurement ofCellulose Activities, Co; NationalRenewable Energy Laboratory, Report.Netherlands. 2004.
[12]. Chen, J. X.F. Peng, Z. L. Yamg, J.Cheng. 2008. Characteristics of Liquidethanol diffusion flames from mini tubenozzles. Tsinghua University, Beijing,China. 2008.
[13]. Michael J Moran and Howard N Sphiro.Termodinamika Teknik. Jilid 2. Edisi 4.Campuran-Campuran Reaktif danPembakaran. Erlangga, Jakarta 2004.
[14]. Suwarji. Bentuk Nyala Api PembakaranBioethanol. 2010.
[15]. I Made Kartika Dhiputra, Numberi JohniJonatan, Karakterisasi Fisika KimiaBioetanol Ampas Sagu Sebagai bahanbakar. Seminar nasional Fisika (SNF)LIPI. 2013.
[16]. Kasper, T.S., P. Oßwald, M. Kamphus.K. Kohse-Höinghaus. 2006. Ethanolflame structure investigated bymolecular beam mass spectrometry.Universidad Bielefeld, Germany.
[17]. Numberi, F. 2010. Sagu Potensi yangMasih Terabaikan. Bhuana IlmuPopuler. Jakarta.
[18]. Bintoro. Sagu di Lahan Gambut. InstitutPertanian Bogor. IPB Press. 2010
Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015
KE-31
[19]. Bustaman S. Strategi PengembanganBioetanol Berbasis Sagu di Maluku.Perspektif. 2008
[20] Haska, N. 2008. Potensi dan PeluangPemanfaatan Sagu Sebagai BahanPangan, Baku Energi dan Industri.Seminar Nasional Sagu Dalam ProspekKetahanan Pangan Dan EnergiNasional. University Club 22 November2008. Yogyakarta.
[21]. Singhania, R.R. Solid StateFermentation of LignocellulosicSubstrat for Cellulase Production byTrichoderma Reesei NRRL. Indian .Bioetechnol. 2008.
[22]. Haryanto, B dan Pangloli P. Potensi danPemanfaatan Sagu. KanisiusYogyakarta. (1992).
[23]. Babrauska, V., Heat Release in FiresSafety, Elsevier Applied Science,England. Printed in Northeen Ireland.1992
