Ethanol Ketela

LAPORAN PENGABDIAN PADA MASYARAKAT

PELATIHAN PEMBUATAN ETHANOL DARI KETELA UNTUK PEMUDA MASJID

Oleh : Mohammad Ardi Cahyono, ST, MT

Dibiayai melalui DIPA Kopertis Wilayah V Nomor: 0169.0/023-04.2/XIV/2009 Tahun Anggaran 2009

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL KOORDINASI PERGURUAN TINGGI SWASTA WILAYAH V

YOGYAKARTA HALAMAN PENGESAHAN 1. Judul Kegiatan

2. Jenis Pengabdian 2. Ketua Pengabdi a. Nama Lengkap dan Gelar b. Jenis Kelamin c. NIDN d. Pangkat / golongan e. Jabatan Fungsional f. Perguruan Tinggi g. Program Studi h. Status Dosen 4. Jumlah Tim Pengabdi 5. Lokasi Pengabdian 6. Jumlah biaya

: PELATIHAN PEMBUATAN ETHANOL DARI KETELA UNTUK PEMUDA MASJID : Teknologi : Mohammad Ardi Cahyono, ST, MT : Laki-laki : 0418037201 :: Asisten Ahli : Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto : Teknik Penerbangan : Dosen Tetap Yayasan : - orang : Salakan – Randu Belang, Bangunharjo Sewon, Bantul : Rp 500.000,(lima ratus ribu rupiah)

Ketua LPPM

Yogyakarta, 1 Agustus 2009 Pengabdi

Dr. Mundilarno, MPd, MT NIP 131761414

Mohammad Ardi Cahyono, ST, MT NIDN 0418037201

Mengetahui / Menyetujui: a.n. Koordinator Sekretaris Pelaksana

Bambang Haryadi, SH NIP 131597936

Ketua STTA

Ir. Suyitmadi, MT NIPY 050543

A. Judul Kegiatan PELATIHAN PEMBUATAN ETHANOL DARI KETELA UNTUK PEMUDA RT

B. Pendahuluan Saat ini bahan bakar minyak (fossil energy) semakin langka. Hal ini memberikan implikasi sangat luas di berbagai sektor kehidupan. Kenyataan ini seharusnya menyadarkan kita bahwa jumlah cadangan minyak yang ada di bumi semakin menipis. Diperkirakan pada tahun 2010 cadangan minyak dunia mulai menyusut dan pada tahun 2050 cadangan minyak dunia semakin habis (Dagget, 2006) seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 1: Perkiraan Cadangan BBM Dunia Minyak bumi adalah bahan bakar yang tidak bisa diperbarui maka kita harus mulai mencari bahan bakar alternatif. Sebenarnya di Indonesia terdapat berbagai sumber energi terbarukan yang melimpah, seperti biodiesel dari tanaman jarak pagar, kelapa sawit maupun kedelai. Atau methanol dan ethanol dari biomassa, tebu, jagung, dan lain-lain yang bisa dipergunakan sebagai pengganti bensin.

Pembakaran menggunakan bahan bakar fosil dapat menyebabkan polusi udara dan pemanasan global sebab sisa-sisa pembakaran menghasilkan CO2. Gas CO2 lama kelamaan menumpuk di atmosfer dan membentuk semacam lapisan yang dapat menghalangi pantulan panas matahari dari bumi sehingga suhu bumi semakin panas. Sedangkan bahan bakar alternatif lebih ramah lingkungan sehingga sangat menjanjikan. Gambaran siklus di bawah ini menunjukkan bahwa pemanfaatan ethanol untuk bahan bakar alternatif bersifat ramah lingkungan.

Gambar 2: Siklus Perputaran Bahan Bakar Bio-Ethanol yang Ramah Lingkungan Bio-ethanol dikenal sebagai bahan bakar yang ramah lingkungan, karena bersih dari emisi bahan pencemar. Bio-ethanol dapat dibuat dari bahan baku tanaman yang mengandung pati seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, sagu, dan tetes. Bioethanol selain untuk bahan baku kimia juga dapat dipergunakan sebagai bahan bakar kendaraan pengganti bensin atau premium. Dengan produksi ethanol di daerah, maka diharapkan daerah dapat mengganti atau mengurangi konsumsi premium yang untuk sebagian besar wilayah di Indonesia didatangkan dari daerah lain. Secara umum, semua wilayah di Indonesia dapat ditanami ubi kayu, walaupun Pulau Sumatra dan Jawa mempunyai perkembangan produksi ubi kayu yang sangat baik. Mengingat semua wilayah Indonesia dapat

ditanami ubi kayu, sehingga bio-ethanol plant yang berbahan baku ubi kayu berpotensi untuk dikembangkan di Indonesia. Besarnya perkiraan potensi ketersediaan bio-ethanol per wilayah di Indonesia dari tahun 1998 s.d 2002 ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah ini.

Dari gambar tersebut terlihat bahwa produksi ubi kayu yang dapat dipergunakan sebagai bahan baku ethanol yang terbesar adalah di pulau Jawa (BPPT, 2005). Dengan dibangunnya bio-ethanol plant di seluruh Indonesia maka dapat menyerap tenaga kerja dalam jumlah cukup besar. Kegiatan ini dimaksudkan untuk memberikan pendidikan life skills atau kecakapan hidup bagi para pemuda masjid yang masih menganggur. Life skills adalah kecakapan yang dimiliki seseorang untuk mau dan berani menghadapi problem hidup dan kehidupan secara wajar tanpa merasa tertekan kemudian secara proaktif dan kreatif mencari dan menemukan solusi yang tepat (Dirjen PLSP, Direktorat Tenaga Teknis, 2003).

Life

Skills

tidak

semata-mata

bahwa

seseorang

memiliki

kemampuan tertentu saja tetapi juga harus memiliki kemampuan dasar pendukung seperti: membaca, menulis, berhitung, merumuskan dan memecahkan masalah, mengelola sumber daya, bekerja dalam tim, selalu belajar di tempat kerja, dan mempergunakan teknologi. Pendidikan life skills lebih luas dari pada sekedar ketrampilan bekerja sebab pendidikan

ini menyiapkan warga belajar untuk senantiasa siap menghadapi masalah hidup yang semakin cepat perubahannya.

Pemuda

masjid

adalah

bagian dari warga bangsa yang tidak akan terlepas dari segala macam problematikanya sehingga harus siap menghadapi berbagai macam cobaan dan tantangan dalam kehidupannya. Agar tetap eksis di masyarakat, pemuda masjid perlu mendapatkan pendidikan life skills. Harapan yang ingin diraih dari proses ini adalah jangan sampai para pemuda yang merupakan warga bangsa, kelak di kemudian hari akan menjadi “penonton di negeri sendiri” karena banyaknya pemain asing yang berdatangan.

C. Perumusan Masalah Proses pendidikan yang terjadi sampai saat ini bersifat verbalistik karena lebih banyak menekankan pada aspek menghafal. Dengan demikian seolah-olah pendidikan hanya untuk pendidikan sehingga terlepas dari kehidupan sehari-hari. Siswa menjadi sulit memahami apa kaitan antara pendidikan dengan masalah yang dihadapi sehari-hari. Bertolak

dari

hal

tersebut

maka

siswa

perlu

memperoleh

pendidikan life skills sehingga siswa memiliki kemampuan dan keberanian menghadapi problema kehidupan kemudian secara kreatif menemukan solusi yang tepat sehingga dapat mengatasi masalah-masalah yang dihadapi dalam kehidupan nyata. Selain itu, dengan berbekal life skills diharapkan siswa dapat mencari bahkan menciptakan pekerjaan bagi mereka yang tidak melanjutkan pendidikan formal atau yang belum mendapat pekerjaan. Pendidikan ini bukan hanya teori semata tapi juga praktek langsung agar siswa dapat lebih menguasai materi yang diberikan.

D. Tinjauan Pustaka

Sebagai bahan baku Bahan Bakar Nabati (BBN) singkong diolah menjadi bioethanol pengganti premium. Singkong merupakan salah satu sumber pati. Pati merupakan senyawa karbohidrat yang komplek. Sebelum difermentasi pati diubah menjadi glukosa, karbohidrat yang lebih sederhana. Dalam penguraian pati memerlukan bantuan cendawan Aspergillus sp. Cendawan ini akan menghasilkan enzim alfaamilase dan glikoamilase yang akan berperan dalam mengurai pati menjadi glukosa atau gula sederhana. Setelah menjadi gula baru difermentasi menjadi ethanol. Proses konversi pati menjadi bioethanol adalah sebagai berikut: T

1.

T

Konversi Karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air

Dilakukan dengan penambahan air dan enzyme sehingga diperoleh glukosa dan air. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:

(C 6 H10 O 5 )n nC H O ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ 6 12 6 enzym α − amilase dan glukoamila se (pati ) (glukosa ) 2.

Konversi Glukosa menjadi Bioethanol

Proses konversi glukosa menjadi ethanol dilakukan dengan penambahan T

T

ragi (yeast) biasanya digunakan Saccaromyces Cereviceae. Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut:

(C 6 H12 O 6 )n 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 ⎯⎯⎯→ (glukosa ) yeast (e tan ol + karbondiok sida ) Langkah – langkah dalam pembuatan bioethanol berbahan dasar singkong adalah sebagai berikut: 1.

Mengupas singkong segar, semua jenis dapat dimanfaatkan, kemudian membersihkan dan mencacah berukuran kecil.

Gambar 4: Singkong Segar Dikupas 2.

Mengeringkan singkong yang telah dicacah hingga kadar air maksimal 16% sama dengan singkong yang dibuat gaplek. Tujuan pengeringan ini untuk pengawetan sehingga produsen dapat menyimpan sebagai cadangan bahan baku.

Gambar 5: Singkong Dijemur 3.

Memasukkan 25 kg gaplek ke dalam tangki berkapasitas 120 liter, kemudian menambahkan air hingga mencapai volume 100 liter dan memanaskan gaplek hingga suhu 100° C sambil diaduk selama 30 menit sampai mengental menjadi bubur.

Gambar 6: Bubur Ketela 4.

Memasukkan bubur gaplek ke dalam tangki skarifikasi. Skarifikasi merupakan proses penguraian pati menjadi glukosa. Setelah dingin memasukkan cendawan Aspergilus sp yang akan menguraikan pati menjadi glukosa. Untuk menguraikan 100 liter bubur pati singkong memerlukan 10 liter larutan cendawan Aspergillus atau 10% dari total bubur. Konsentrasi cendawan mencapai 100 juta sel/ml. Sebelum digunakan cendawan dibenamkan ke dalam bubur gaplek

yang telah dimasak agar adaptif dengan sifat kimia bubur gaplek. Cendawan berkembang biak dan bekerja mengurai pati.

Gambar 7: Skarifikasi 5.

Setelah dua jam bubur gaplek akan berubah menjadi 2 lapisan yaitu air dan endapan gula. Mengaduk kembali pati yang sudah berubah menjadi gula kemudian memasukkanya ke dalam tangki fermentasi. Sebelum difermentasi kadar gula maksimum larutan pati adalah 17 – 18% karena itu merupakan kadar gula yang cocok untuk hidup bakteri Saccaromyces

dan bekerja untuk mengurai

gula menjadi alkohol. Penambahan air dilakukan bila kadar gula terlalu tinggi dan sebaliknya jika kadar gula terlalu rendah perlu penambahan gula.

Gambar 8: Fermentasi 6.

Menutup rapat tangki fermentasi untuk mencegah kontaminasi dan menjaga Saccharomyces agar bekerja lebih optimal. Fermentasi berlangsung anaerob atau tidak membutuhkan oksigen pada suhu 28°-32°C.

Gambar 9: Fermentasi secara anaerob 7.

Setelah 2 – 3 hari larutan pati berubah menjadi 3 lapisan yaitu lapisan terbawah berupa endapan protein, lapisan tengah air dan lapisan teratas ethanol. Hasil fermentasi disebut bir yang mengandung 6 – 12 % ethanol.

Gambar 10: Bir 8.

Menyedot larutan ethanol dengan selang plastik melalui kertas saring berukuran 1 mikron untuk menyaring endapan protein.

Gambar 11: Pemisahan Bir 9.

Melakukan destilasi atau penyulingan untuk memisahkan ethanol dari air dengan cara memanaskan pada suhu 78° C atau setara titik didih ethanol sehingga ethanol akan menguap dan mengalirkannya

melalui pipa yang terendam air sehingga terkondensasi dan kembali menjadi ethanol cair.

Gambar 12: Destilasi 10.

Hasil penyulingan berupa 95% ethanol dan tidak dapat larut dalam bensin. Agar larut diperlukan ethanol dengan kadar 99% atau disebut ethanol kering sehingga memerlukan destilasi absorbent. Destilasi

absorbent

dilakukan

dengan

cara

ethanol

95%

dipanaskan dengan suhu 100° C sehingga ethanol dan air akan menguap. Uap tersebut dilewatkan pipa yang dindingnya berlapis zeolit atau pati. Zeolit akan menyerap kadar air tersisa hingga diperoleh ethanol dengan kadar 99 %. Sepuluh liter ethanol 99% membutuhkan 120 – 130 liter bir yang dihasilkan dari 25 kg gaplek.

Gambar 13: Peningkatan kadar ethanol

E. Tujuan Kegiatan Kegiatan ini berbentuk pelatihan pembuatan ethanol dari ketela dengan tujuan umum untuk memfungsikan pendidikan sesuai dengan fitrahnya yaitu mengembangkan potensi manusiawi peserta didik untuk

menghadapi tantangan di masa depan. Secara khusus pendidikan ini bertujuan untuk: 1. Mengaktualisasikan

potensi

peserta

didik

sehingga

dapat

digunakan untuk memecahkan problema yang dihadapi sehari-hari. 2. Memberikan pengetahuan dan ketrampilan khusus yang berguna untuk memecahkan masalah di kemudian hari.

F. Manfaat Kegiatan Secara umum manfaat pendidikan berorientasi pada kecakapan hidup bagi peserta didik adalah sebagai bekal dalam menghadapi dan memecahkan problema hidup dan kehidupan, baik sebagai pribadi yang mandiri, warga masyarakat, maupun sebagai warga negara. Jika hal itu dapat dicapai, maka faktor ketergantungan terhadap lapangan pekerjaan yang sudah ada dapat diturunkan, yang berarti produktivitas nasional akan meningkat secara bertahap.

G. Khalayak Sasaran Pelatihan ini diperuntukkan bagi para pemuda pengangguran dan putus sekolah di lingkungan Pedukuhan Salakan – Randubelang, Bangunharjo, Sewon, Bantul. Jumlah peserta pelatihan adalah 31 peserta.

H. Pelaksanaan Kegiatan

Kegiatan ini dilaksanakan pada: Hari, tanggal : Minggu, 28 Juni 2009 Pukul

: 08.00 – 16.00 BBWI

Tempat

: Sekolah Dasar Muhammadiyah Karangkajen IV Salakan, Bangunharjo, Sewon, Bantul

Pembicara

:

1. Dr. Hj. Dwi Suhartanti, MSi (Biologi FMIPA - UAD) 2. Endah Sulistiawati, ST, MT (Teknik Kimia FTI – UAD)

Jenis Kegiatan

:

1. Ceramah oleh Para Pembicara 2. Demo Destilasi Bioethanol 3. Demo memasak telur menggunakan bahan bakar bioethanol

Catatan-catatan selama kegiatan: 1. Peserta sangat antusias karena rasa ingin tahunya sangat besar. Hal ini ditunjukkan dengan banyaknya pertanyaan yang diajukan selama pelatihan. Pertanyaan seputar proses pembuatan bioethanol dari ketela. 2. Ada keinginan dari para peserta untuk membuka wiraswasta di bidang bioethanol dari ketela baik usaha pembuatan bahan bakar maupun usaha pengembangan misalnya pembuatan kompor bioethanol. 3. Ada keinginan untuk meninjau usaha-usaha kecil di bidang bioethanol yang sudah eksis tapi keinginan ini belum terealisasi.

I. Personalia Pengabdi 1. Nama Lengkap dan Gelar : Mohammad Ardi Cahyono, ST, MT 2. NIDN

: 0418037201

3. Golongan / Pangkat

:-

4. Jabatan Fungsional

: Asisten Ahli

5. Jabatan Struktural

:-

6. Program Studi

: Teknik Penerbangan

7. Perguruan Tinggi

: Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto

8. Bidang Keahlian

: Aeronautika (Teknik Penerbangan)

9. Waktu untuk Kegiatan ini : 1 hari

J. Biaya Kegiatan Perkiraan biaya kegiatan ini adalah sebesar Rp.500.000,- (lima ratus ribu rupiah) dengan perincian sebagai berikut: No.

Kebutuhan

Biaya

1. ATK

Rp.

25.000,-

2. Pembelian bahan

Rp.

90.000,-

3. Snack

Rp.

60.000,-

4. Konsumsi pada saat pelatihan

Rp.

175.000,-

5. Transportasi

Rp.

50.000,-

6. Peminjaman alat-alat laboratorium

Rp.

100.000,-

Rp.

500.000,-

Total Biaya Kegiatan

K. Daftar Pustaka 1. Anonim

(2003),

Pendidikan

Luar

Sekolah,

http://pkbmpls.wordpress.com 2. Anonim

(2004),

Cakrabuana

News,

http://www.cakrabuananews.com 3. BPPT, Kajian Lengkap Prospek Pemanfaatan Biodiesel dan

Bioethanol pada Sektor Transportasi di Indonesia, 2005 4. Daggett, Dave, Alternate Fuelled Aircraft, Product Development

Commercial Airplanes, Boeing, 2006 5. Indartono, Yuli: Bio-ethanol Alternatif Energi Terbarukan: Kajian

Prestasi

Mesin

dan

http:/www.energi.lipi.go.id

Implementasi

di

Lapangan,

RIWAYAT HIDUP KETUA PENGABDI 1. Nama Lengkap dan Gelar 2. NIDN 3. Jenis Kelamin 4. Golongan / Pangkat 5. Pendidikan 6. Bidang Keahlian 7. Jabatan Fungsional 8. Jabatan Struktural 9. Fakultas/Jurusan 10. Instansi

: Mohammad Ardi Cahyono, ST, MT : 0418037201 : Laki-laki :: Sarjana Strata 2 : Aeronautika (Teknik Penerbangan) : Asisten Ahli :: Teknik Penerbangan : Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto (STTA) 11. Alamat : a. Alamat Kantor/Telp/Fax : Jl. Janti Blok R Lanud Adisutjipto, Yogyakarta Telp. (0274) 451262 Fax : (0274) 451265 b. Alamat Rumah/Telp/Fax: Jl. Parangtritis, Salakan, no.140 RT 04 Telp. 08170230343 Pengalaman Meneliti : 1. Perancangan Sistem Kendali Analog Proporsional pada Model Temperatur Ruangan, tahun 2006, didanai Kopertis DIY 2. Perancangan Sistem Kendali Adaptif Model Following pada inFlight Simulator N250 PA1 dengan menerapkan Teori Linier Kuadratik, Seminar Nasional Teknoin Universitas Islam Indonesia, tahun 2006 (sertifikat) 3. Pengembangan Aerowisata di Yogyakarta menggunakan Pesawat Ringan, Seminar Nasional Universitas Teknologi Yogyakarta, tahun 2006 (sertifikat). 4. Solusi Numerik Persamaan Blasius dengan Matlab Simulink, Seminar Nasional di Universitas Tarumanagara, tahun 2007 (sertifikat) 5. Solusi Numerik Persamaan Blasius dengan menerapkan Metode Runge-Kutta order keempat, Seminar Nasional di Universitar Sanata Dharma, 2007 (sertifikat) 6. Pemodelan Sistem Hidrolik Penggerak Flap Pada pesawat KT1B, Seminar Nasional Teknoin Universitas Islam Indonesia, tahun 2007 (sertifikat) Lain-lain :

Pernah bekerja di PT. Dirgantara Indonesia pada tahun 1998 sampai dengan 2003 pada bidang Flight Simulation pada bagian Simulator Design & Integration. Buku yang pernah ditulis adalah “Dasar-Dasar Mesin Turboprop”.

Proses Registrasi

MC Membuka Acara

Ketua Muhammadiyah Pimpinan Ranting Bangunharjo 1 Membuka Pelatihan

Pembicara bersama Peserta Wanita

Peserta

Peralatan

Peralatan

Pembicara Menyampaikan Materi

Dr. Hj. Dwi Suhartanti, MSi

Endah Sulistiawati, ST, MT