PROSES PENGOLAHAN LIMBAH TETES TEBU MENJADI ETHANOL

PROSES PENGOLAHAN LIMBAH

TETES TEBU MENJADI ETHANOL

KARYA TULIS

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan

mengikuti UN/US Madrasah Aliyah (MA) Ma’arif 1 Punggur

tahun pelajaran 2017/2018

 

Oleh:

Nama	:	ELSA KURNIA SANDY
NIS/NISN	:	1732
Kelas	:	XII (Dua Belas)
Program Studi	:	Ilmu Pengetahuan Alam (IPA)

MADRASAH ALIYAH (MA) MA’ARIF 1 PUNGGUR

LAMPUNG TENGAH

TAHUN PELAJARAN 2017/2018

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

Molasses atau tetes, merupakan limbah pabrik gula pasir yang tidak dapat lagi dikristalkan dan masih tinggi yaitu ± 56%. Dengan adanya kandungan gula total yang cukup tinggi tersebut. Sangat mungkin untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku produksi ethanol. Cara untuk memproduksi ethanol dan molasses adalah dengan fermentasi menggunakan bahan baku molasses, dimana sebelum digunakan molasses dihispotasi terlebih dahulu selanjutnya dibuat media fermentasi dari larutan molasses tersebut sesuai dengan variabel kadar gula total antara lain, 6%-8%, -10% -12%,-14%. Kemudian dimokulasikan dengan saccharomytes cerevusiae, percobaan diamati setiap hari selama 7 hari.

Dari hasil penelitian didapatkan bahwa variasi kadar gula dalam bahan molasses sangat mempengaruhi produk ethanol 6 hari, 6-10% dan waktu fermentasi 6 hari, diamana kadar ethanol yang dihasilkan sebesar 11,75% kadar gula total sisa fermentasi sebesar 3.21%.

Oleh karena itu, dari latar belakang masalah tersebut diatas penulis tertarik untuk mengambil judul “PROSES PENGOLAHAN LIMBAH TETES TEBU MENJADI ETHANOL”.

 

1.2  Batasan Masalah

Untuk mempermudah para pembaca dalam memahami karya tulis ini, maka penulis membuat batasan masalah berikut:

1.2.1                  Pengertian Ethanol.

1.2.2                  Pengertian Limbah.

1.2.3                  Karakteristik Limbah.

1.3  Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan karya tulis ini adalah sebagai berikut:

1.3.1             Penulis ingin memperluas serta menambah ilmu, wawasan, dan pemahaman tentang ethanol.

1.3.2             Penulis ingin mengetahui tentang proses pengolahan tets tebu menjadi ethanol.

1.3.3             Karya tulis ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mengikuti U/US pada tahun pelajaran 2017/2018 di Madrasah Aliyah Ma’arif 1 Punggur.

1.4  Waktu dan Tempat Observasi.

Observasi dilakukan pada tanggal 21 Desember 2016 yang bertempat di PG. Madukismo di desa Tirtonimolo, Kecamatan Kasihan, Kabupaten Bantul, Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta.

1.1  Metode Penelitian

Metode yang penulis lakukan pada saat kunjungan yaitu Interview dan Observasi.

1.1.1    Interview

Pengunjung melakukan tanya jawab langsung kepada karyawan di PG. Madukismo, Bantul, Yogyakarta.

1.1.2    Observasi

Pengunjung melakukan pengamatan secara langsung di PG. Madukismo, Bantul, Yogyakarta.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1.1  Pengertian Ethanol

Etanol adalah jenis utama dari alkohol yang ditemukan di minuman beralkohol, yang dihasilkan oleh fermentasi gula oleh ragi. Ethanol biasa disebut alkohol atau spiritus dan disebut juga etil alkohol dan minuman beralkohol. Zat ini adalah obat psikoaktif neurotoksik dan merupakan salah satu jenis narkoba tertua yang digunakan oleh manusia, keracunan alkohol dapat terjadi ketika mengkonsuminya secara berlebihan.

Ethanol termasuk kedalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C₂H₅OH dan rumus empiris C₂H₆O₁₂ merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter. Ethanol sering disingkat EtoH dengan “Et” merupakan singkatan di gugus etil (C₂H₅).

Fermentasi gula menjadi ethanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah dilakukan manusia. Efek ethanol yang memabukkan yang telah diketahui sejak dulu, pada zaman modern ethanol yang ditujukan untuk kegunaan industri dihasilkan dari produk sampingan penyulingan minyak bumi.

Ethanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan dan obat-obatan. Dalam kimia, ethanol adalah pelarut yang penting sekaligus stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarah ethanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar.

1.2  Pengertian Limbah

Limbah merupakan buangan atau sisa yang dihasilkan dari suatu proses atau kegiatan dari industri maupun domestic (rumah tangga). Berdasarkan dari wujud limbah yang dihasilkan, limbah dibagi menjadi dua, yaitu limbah padat dan limbah cair.

Limbah menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia adalah sisa proses produksi bahan yang tidak mempunyai nilai atau tidak berharga untuk maksud biasa atau utama dalam pembuatan atau pemakaian pabrik mencemarkan air di daerah sekitarnya.

1.3  Karakteristik Limbah

Jenis-jenis limbah dikelompokkan menjadi 2 bagian, yaitu :

2.3.1        Limbah Cair

Limbah cair adalah sisa dari suatu hasil usaha atau kegiatan yang berwujud cair (PP-82 Th 2001). Jenis-jenis limbah cair dapat digolongkan berdasarkan pada:

1.        Sifat Fisika dan Sifat agregat kesamaan sebagai salah satu contoh sifat limbah dapat diukur dengan menggunakan metode telesmatik.

2.        Parameter logam, contoh arsentik (As) dengan metode SSA

3.        Anorganik non metalik, contohnya amonia (NH3-N) dengan metode biru indifenol.

4.        Organik agregat, contohnya biological oxygen demand (BOD).

5.        Mikroorganisme, contohnya E coli dengan MPN.

6.        Sifat khusus, contohnya asam berat (H₃BO₃) dengan metode titrimetik.

2.3.2        Limbah Padat

Limbah padat adalah hasil hubungan industri yang berupa padat lumpur atau bubur yang berasal dari suatu proses pengolahan. Limbah padat berasal dari kegiatan industri dan domestik. Limbah domestik pada umumnya berbentuk limbah padat rumah tangga, limbah padat kegiatan perdagangan, perkantoran, peternakan, pertanian serta tempat-tempat umum, jenis-jenis limbah padat seperti kayu, kertas, kain, tiruan plastik, metal, organik, bakteri, kulit, telur dan lain-lain.

Sumber-sumber limbah padat sendiri meliputi pabrik gula, pulp, kertas, rayon, plywood, limbah nuklis, pengawetan buah, ikan atau daging. Secara garis besar limbah padat terdiri dari :

1.      Limbah padat yang mudah terbakar.

2.      Limbah padat yang sukar terbakar.

3.      Limbah padat yang sukar membusuk.

4.      Limbah padat yang dapat didaur ulang.

5.      Limbah Radioaktif.

6.      Limbah bongkaran bangunan.

7.      Limbah lumpur.

BAB III

LAPORAN HASIL OBSERVASI

3.1              Sejarah Singkat Berdirinya PG Madukismo

Pabrik Gula Madukismo berada di Desa Padokan, Tirtonirmolo, Kasihan, Bantul, Yogyakarta. Pabrik gula yang berdiri pada tanggal 14 Juni 1955 tidak saja sebagai legendaris namun juga memiliki hubungan dengan Jembatan Kwai di Thailand.Pabrik Pabrik Gula Madukismo atau PG/PS Madukismo ini tidak hanya memproses tebu menjadi gula saja namun ada spritus dan alkohol yang turut diprosesnya.

Pabrik Gula Madukismo yang pembangunannya diprakasai oleh Sri Sultan Hamengku Buwono IX mulai berproduksi pada tahun 1958. Peresmiannya dilakukan pada tanggal 29 Mei 1958 oleh Ir Soekarno sebagai presiden Indonesia yang pertama. Lokasi pabrik gula berada di atas tanah bangunan Pabrik Gula Padokan yang merupakan salah satu dari 17 pabrik gula buatan Belanda dan dihanguskan di masa pemerintahan Jepang.

Dibangun di atas lahan seluas 269.410 m² yang sebagian merupakan bekas tanah pabrik gula Padokan dan sebagian lagi berasal dari tanah sawah milik penduduk sekitar. Dengan adanya Pabrik Gula Madukismo dapat membantu perekonomian masyarakat sekitar setelah peristiwa pembumihangusan pabrik-pabrik gula buatan Belanda.

Pada tahun 1955-1962 perusahaan swasta PT bergabung dengan perusahaan negara dibawah BPU-PPN (Badan Pimpinan Umum-Perusahaan Perusahaan Negara). Pada tahun 1962-1966 diadakan kontrak manajemen dengan PT. Rajawali Nusantara Indonesia (RNI). Pada tanggal 24 Februari 2004, PT. Madubaru menjadi perusahaan mandiri. Produksi utama dari PG Madukimo adalah gula pasir dengan kualitas SHS IA (Superior Head Sugar) atau GKP (Gula Kristal Putih). Mutu produksi dipantau langsung oleh P3GI (Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia).

3.2              Visi dan Misi Perusahaan

3.1.1             Visi PG. Madukismo.

PT Madu Baru menjadi perusahaan agro industri yang unggul di Indonesia dengan petani sebagai mitra sejati.

3.1.2             Misi PG. Madukismo.

1)      Menghasilkan gula dan etanol yang berkualitas untuk memenuhi permintaan masyarakat dan industri dei Indonesia.

2)      Meghasilkan produk dengan memanfaatkan teknologi maju yang ramah lingkungan, dikelola secara professional dan inovatif memeberikan pelayanan yang prima kepada pelanggan serta mengutamakan kemitraan dengan petani.

3)      Mengembangkan produk atau bisnis baru yang mendukung bisnis inti.

4)      Menempatkan karyawan dan Stackholder lainnya sebagai bagian terpenting dalam proses penciptaan keunggulan produksi dan pencapaian share holder value.

3.3              Sumber Daya Manusia

PT. Madubaru tidak beroprasi 1 tahun penuh, tetapi hanya ketika musim panen tebu saja, lamanya sekitar 6 bulan yang berlangsung antara bulan Mei – Oktober. Ketika musim produksi tiba, PT Madubaru memiliki tenaga kerja sebanyak 4500 orang yang dibagi menjadi 3 golongan, yaitu:

a)             Karyawan tetap

Karyawan tetap hanya berjumlah sekitar 400 orang dan bekerja penuh selama 1 tahun. Karyawan golongan ini diberi fasilitas kesehatan baik untuk dirinya maupun keluarganya juga diberi tunjangan gaji.

b)             Karyawan kontrak

Karyawan kontrak waktu tertentu karyawan golongan ini ada sekitar 1000 orang, dan hanya bekerja ketika musim produksi. Karyawan ini juga mendapat fasilitas kesehatan, tetapi hanya untuk dirinya sendiri, tidak untuk keluarganya.

c)             Karyawan borongan

Karyawan borongan adalah karyawan dengan jumblah terbanyak, yaitu sekitar 3000 orang atau lebih. Karyawan ini hanya bekerja selama masa produksi, dan akan dihentikan ketika usia produksi usai.

3.4              Bahan Baku (Material)

Bahan baku utama dalam pembuatan gula di PT Madubaru adalah tebu. Untuk mendapatkan bahan baku ini, PT Madubaru bekerjasama dengan para petani lokal yang ada disekitarnya. Luas lahan yang digunakan untuk penanaman tebu ini sekitar 5000-6000 hektar. Usia tebu yang digunakan untuk membuat gula di PT Madubaru ini berkisar antara 8-12 bulan. Jenis varietas tebu yang dipilih sebagai bahan baku pembuatan gula adalah varietas tebu yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

a.                   Pertumbuhan cepat.

b.                  Tahan terhadap hama penyakit.

c.                   Umur masa pendek.

d.                  Rendemen tinggi.

3.5              Faktor Penghambat PG Madukismo.

Faktor penghambat yang terdapat di PG Madukismo sebagai berikut :

a.       Adanya mesin-mesin produksi yang rusak.

b.      Adanya pegawai yang kurang disiplin.

c.       Sulitnya jalan akses PT. Madukismo atau PG. Madukismo.

3.6              Proses Pengolahan Limbah Tetes Tebu Menjadi Ethanol

Ethanol dapat diproduksi baik secara petrokimia malalui hidrasi ecilena maupun secara biologis dengan fermentasi gula dengan ragi.

Tahap pertama, yang harus dilakukan adalah mengencerkan tetes tebu atau molasses terlebih dahulu, percikan tets tebu dicairkan hingga konsentrasinya mencapai 14%. Namun, jika disesuaikan takaran air denga kadar gula awalnya sehingga kadar gula pada ahirnya mencapai maksimal, masukkan kedalam fermentor. Sedangkan penambahan Urea dab Npk disini bertujuan untuk memberi nutrisi pada ragi. Kadar urea yang dibutuhkan yaitu 50% dibesarnya kadar gula yang ada didalam larutan fermentasi, sedangkan untuk kadar Npk kurang lebih 14gr, dan Urea sebanyak 70gr. Haluskan Urea dan Npk kemudian campurkan dengan larutan molasses handuk hingga rata.

Kemudian tambahkan ragi sebanyak 0,2% dari kadar gula yang ada didalam larutan molasses mengikuti contih diatas, maka ragi yang ditambahkan sebanyak 28gr. Berikan air hangat pada ragi tersebut secukupnya dan aduk hingga mengeluarkan busa, setelah semua bahan dimasukkan kedlam fermeter dilakukan didalamnya.

Pada saat proses fermentasi berjalan akan keluar gelembung-gelembung CO₂ yang dihasilkan selama fermentasi berlangsung pastikan suhu didalam fermator tidak lebih dari 300⁰C dengan kadar PH yang harus dipertahankan yaitu 45,5. Tanda fermentasi sudah selesai dilakukan sudah tidak ada lagi gelembung-gelembung udara CO₂ yang ada didalam fermentor besarnya kadar ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi adalah 7%-10%.

3.7              Jenis-jenis Ethanol

Jenis-jenis ethanol dibagi menjadi 3 yaitu :

3.7.1             Fuel Grade Ethanol (FGE)

Jenis untuk bahn bakar FGE adalah bioethanol kadar 99,5% yang karakteristiknya sama seperti bahan bakar motor dan mobil.

3.7.2             Food Grade Ethanol (jenis untuk bahan makanan)

Food Grade secara umum dipergunakan pada aplikasi makanan termasuk untuk kebutuhan bahan campuran.

3.7.3             Technical Grade Ethanol (Jenis-jenis bahan teknik)

Secara umum digunakan untuk aplikasi labolatorium pendidikan (baik berfungsi sebagai pelarut untuk bahan-bahan kimia tertentu atau praktikum untuk sterilisasi instrumen pendukung labolatorium) khususnya pada praktikum biologi dan mikrobiologi maupun bioteknologi.

3.8              Pemanfaatan Ethanol

Penggunaan ethanol terbesar adalah sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, bahan bakr roket pesawat, pembangkit listrik dan lain-lain. Produksi ethanol dunia pada tahun 2006 mencapai 51 gigaliter dengan 69% diantaranya berasal dari Brazil dan Amerika Serikat. Bahan bakar ethanol tidak menimbulkan asap sehingga dapat digunakan untuk membuat tungku penghangat didalam ruangan. Ethanol juga menghasilkan sedikit karbondioksida dan menggunakan sedikit oksigen.

Ethanol telah digunakan secara luas sebagai pelarut zat, aroma, perasa, pewarna, dan obat-obatan. Dalam kimia ethanol menjadi pelarut dan bahan baku untuk melakukan sintessis. Ethanol juga digunakan sebagai antiseptik dan sabun cuci tangan antibakteri karena dapat membunuh organisme mikro dengan cara memisahkan lemak dan proteinnya. Antiseptik ini efektif untuk membunuh sebagian besar bakteri, jamur, dan beberapa jenis virus. Namun, tidak efektif untuk memusnahkan spora bakteri.

Ethanol terdapat pada larutan cat, parfum, dan deodorant.

BAB IV

PENUTUP

4.1  Kesimpulan

4.1.1                  Limbah adalah sisa pembuangan dari perusahaan atau produksi.

4.1.2                  Proses pengolahan limbah yang dilakukan di PG Madukismo dengan cara difermentasi terlebih dahulu.

4.1.3                  Pemanfaat limbah tetes tebu di PG Madukismo untuk menghasilkan produk ethanol.

4.2  Saran

4.2.1                  Pengolahan limbah seharusnya dilakukan dengan tepat dan cermat supaya limbah sisa hasil produksi tidak merusak lingkungan sekitar pabrik.

4.2.2                  Dengan pengolahan yang baik limbah dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan manusia. Oleh karena itu kita harus cermat dalam pemanfaatan limbah hasil produksi.

 

4.3  Penutup.

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan Rahmat dan Hidayah serta Inayah-Nya lah penulis dapat menyelesaikan karya tulis ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan karya tulis ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang sifatnya membangun demi kesempurnaan karya tulis ini.

Selanjutnya penulis mengucapkan rsa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan karya tulsi ini. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca umumnya.

Amin Ya Rabbal ‘Alamin.

                                                                                 Penulis.