Infotekmesin Vol.
No.
Juli 2024 p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 DOI: 10.
35970/infotekmesin.
2318, pp.
Produksi Biofuel Berbahan Baku Mangrove Untuk Substitusi Bahan Bakar Gasoline Syarifudin1*.
Eflita Yohana2.
Muchammad3.
Suhartana4.
Kusnadi5.
Faqih Fatkhurrozak6.
Firman Lukman Sanjaya7 1,5,6,7Program Studi Teknik Mesin.
Politeknik Harapan Bersama 1,2,3Departmen Teknik Mesin.
Universitas Diponegoro 4Departmen Kimia.
Universitas Diponegoro 1, 5,6,7Jl.
Mataram No.
9 Pesurungan Lor.
Kota Tegal, 52147.
Indonesia 2,3Jalan Prof.
Soedarto.
Tembalang.
Semarang, 50275.
Indonesia 4Jalan Prof.
Jacub Rais.
Tembalang.
Semarang, 50275.
Indonesia E-mail: syarifudin@students.
id1, efnan2003@gmail.
com2, m_mad5373@yahoo.
suhartana@live.
id4, kusnadi.
adi87@gmail.
com5, faqihyani14@gmail.
com6, sanjaya.
ilzamy14@gmail.
Abstrak Info Naskah:
Naskah masuk: 26 Mei 2024 Direvisi: 10 Juni 2024 Diterima: 31 Juli 2024 Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil mendesak diberikan solusi melalui bahan bakar alternatif.
Etanol menjadi larutan yang direkomendasikan karena mudah di produksi dengan bahan baku yang melimpah dialam seperti buah mangrove.
Buah mangrove jenis Rhizophora Mucronata memiliki karbohidrat 45,22% dan tidak dimanfaatkan sebagai bahan baku pangan manusia.
Penelitian bertujuan memproduksi biofuel etanol berbahan baku mangrove dengan destilasi bertingkat.
Metode eksperimental diterapkan pada tahapan produksi tepung mangrove, uji propertis tepung mangrove, sakarifikasi dan fermentasi, destilasi etanol mangrove, dan analisis potensi performa dan emisi gas buang.
Penelitian menghasilkan biofuel mangrove dengan kandungan alkohol 28% yang di produksi dari tepung mangrove dan memiliki kandungan abu 1,91%, protein, 2,24%, lemak 0,53%, dan air 11,61%.
Selain itu, biofuel mangrove memiliki propertis viskositas dan densitas yang lebih tinggi daripada Gasoline masing-masing sebesar 0,8067Cp, dan 0,8115g/mL.
Penggunaan biofuel mangrove hasil eksperimen diprediksi menurunkan kinerja penginjeksian bahan bakar.
Abstract Keywords:
Dependence on fossil fuels requires a solution through alternative fuels.
Ethanol is the recommended solution because it is easy to produce using raw materials that are abundant in nature, such as mangrove fruit.
The Rhizophora Mucronata type of mangrove fruit contains 45.
22% carbohydrates and is not used as raw material for human food.
The research aims to produce ethanol biofuel from mangrove raw materials using multistage distillation.
Experimental methods were applied at the stages of mangrove flour production, mangrove flour property testing, saccharification and fermentation, mangrove ethanol distillation, and analysis of potential performance and exhaust emissions.
The research produced mangrove biofuel with an alcohol content of 28% which was produced from mangrove flour and had an ash content of 91%, protein, 2.
24%, fat 0.
53%, and water 11.
In addition, mangrove biofuel has higher viscosity and density properties than Gasoline at 0.
8067Cp and 0.
per mL respectively.
The use of mangrove biofuel as a result of experiments is predicted to reduce fuel injection performance.
*Penulis korespondensi:
Syarifudin E-mail: masudinsyarif88@gmail.
p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Pendahuluan Energi bersumber dari bahan bakar fosil merupakan kebutuhan primer masyarakat global yang berdampak ketersediannya .
Sumber energi fosil secara masif digunakan di sektor transportasi, pembangkit listrik, industri, dan rumah tangga .
Eksploitasi bahan bakar fosil berakibat pada peningkatan efekrumahkaca dan pemanasan global akibat peningkatan karbondioksida (CO.
dan gas lainnya di atmosfir .
Hal lain yang berdampak pada ketersediaan energi bersumber fosil yaitu konflik politik produsen bahan bakar fosil seperti Rusia-Ukraina.
Israil-Palestina, dan Israil-Iran.
Konflik Israil-Iran yang terjadi di tahun 2024 berdampak pada penurunan stok impor energi bahan bakar dan peningkatan harga jual akibat peningkatan cost distribusi .
Biofuel adalah bahan bakar alternatif dengan tujuan mengurangiketergantungan masyarakat terhadap bahan bakar fosil.
Biofuel bisa dijadikan substitusi untuk memenuhi kebutuhan sumber energi fosil melalui pemanfaatan biomassa dari tumbuhan .
Biofuel biasanya berasal dari pencampuran alkohol etanol dengan bahan bakar fosil.
Faktor pemilihan alkohol etanol karena ketersediaan bahan baku yang melimpah dimana terdapat di alam seperti tumbuhan sampai kelompok alga .
Penelitian terdahulu melakukan ekperimen produksi biofuel etanol dari lignoselulosa tandan kelapa sawit dengan kadar alkohol 98,41%.
Karbohidrat yang terkandung dalam bahan baku menjadi acuan dalam proses fermentasi pendegradasian pati oleh enzim .
Sedangkan pada sisi bahan baku alga.
Biofuel di produksi dengan memanfaatkan Mikroalga.
Etanol yang dihasilkan mencapai 19,28% dengan durasi fermentasi 60 jam .
Penggunaan biofuel campuran Gasoline-etanol telah dilakukan oleh penelitian sebelumnya sebagai sumber oksidasi pada mesin pembakaran dalam Gasoline.
Biofuel campuran etanol 5% menunjukkan peningkatan efisiensi 28,62% dan penurunan emisi CO 16,67% .
Hal ini dimungkinkan efek propertis etanol yang mudah bercampur dengan bahan bakar gasoline .
Penelitian terdahulu melakukan eksperimen penggunaan biofuel dengan kemurnian etanol 99,8%.
Volume etanol yang dicampur pada bahan bakar Gasoline sebesar 50%, 60%, dan 70% yang diaplikasikan pada motor single silinder.
Ekperimen menghasilkan penurunan torsi motor yang dimungkinkan faktor propertis nilai kalor yang rendah dari etanol .
Observasi etanol sebagai biofuel juga dilakukan oleh Ismail .
dengan konsentrasi etanol 50% dan 75% dengan hasil penurunan efisiensi mesin 6,59% dari implikasi peningkatan konsumsi bahan bakar 12,89% akibat propertis viskositas yang tinggi pada etanol .
Propertis bahan bakar adalah indikator untuk menentukan kualitas bahan bakar .
Biofuel terwujud apabila propertis etanol melebihi atau sama dengan propertis gasoline .
Viskositas dan Densitas merupakan indikator utama untuk memprediksi potensi performa dan emisi yang dihasilkan dari proses oksidasi .
Semakin tinggi kualitas bahan bakar maka tekanan puncak pembakaran semakin tinggi .
selain itu, propertis Densitas mempengaruhi kinerja penginjeksian bahan bakar.
Densitas yang tinggi memungkinkan menurunkan proses oksidasi bahan bakar akibat .
Mangrove tersedia di alam khususnya di area perairan Indonesia yang sangat luas.
Populasi mangrove mencapai 076 Ha .
Mangrove menjadi objek konservasi hingga penahan abrasi.
Akan tetapi buah mangrove yang melimpah tidak termanfaatkan karena tidak masuk program pangan manusia.
Menurut penelitian terdahulu.
Buah mangrove kering memiliki kandungan karbohidrat 45,22% yang mendukung sebagai bahan baku biofuel etanol .
Oleh karena itu penelitian ini bertujuan memproduksi prototipe Biofuel bahan bakar alternatif dengan bahan baku Mangrove.
Metode Penelitian dijalankan dengan tahapan pada Gambar 1.
Metode yang digunakan adalah eksperimen melalui produksi mandiri Bioetanol berbahan baku Mangrove.
Produksi Tepung Mangrove Analisis Potensi Performa dan Emisi gas buang Uji Propertis Tepung Mangrove Destilasi Etanol Mangrove Sakarifikasi Fermentasi Gambar 1.
Tahapan Penelitian Produksi tepung mangrove bertujuan menyiapkan bahan baku dengan dimensi tepung 60 mesh.
Produksi tepung mangrove dengan langkah antara lain menyiapkan buah mangrove dewasa yang berdimensi 30 sampai 35 cm dilakukan pemotongan 2-3 cm dan dikeringkan .
Hasil akhir adalah tepung mangrove hasil penepungan buah mangrove kering dengan ukuran mesh 60.
Uji propertis tepung mangrove bertujuan mengetahui komposisi tepung sebagai pertimbangan kelayakan bahan baku biofuel etanol melalui uji proksimat seperti kandungan abu, kandungan air, protein, dan lemak.
Sakarifikasi dan Fermentasi bertujuan mengubah karbohidrat dan glukosa dalam tepung mangrove menjadi Sakarifikasi dilakukan dengan hidrolisis dan dilanjutkan dengan Fermentasi dengan campuran bakteri Saccharomyces serevisiae.
Destilasi Etanol mangrove bertujuan memisahkan air yang ada pada hasil fermentasi sehingga tersisa alkohol dengan kemurnian tinggi.
Destilasi dilakukan pada suhu autoclave 75-80 oC.
Analisis potensi daya dan polusi gas buang bertujuan memetakan potensi yang diakibatkan pada penggunaan biofuel melalui hasil pengujian propertis viskositas dan densitas.
Viskositas dan densitas bahan bakar merupakan indikator kualitas penyemprotan bahan bakar .
Eksperimen produksi tepung mangrove dan produksi biofuel etanol mangrove dilaksanakan di Laboratorium Politeknik Harapan Bersama.
Sedangkan pengujian p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 propertis viskositas, densitas dilaksanakan Laboratorium Terpadu Universitas Diponegoro.
di UPT.
Hasil dan Pembahasan 1 Produksi Tepung Mangrove Produksi tepung mangrove bertujuan menyiapkan bahan baku proses hidrolisis.
Buah mangrove diperoleh di daerah pesisir Kota Tegal dengan jenis Rhizophora Mucronata sebagaimana yang di dokumentasikan pada Gambar 2.
Gambar 3,dan Gambar 4.
Pengeringan potongan buah mangrove secara konvensional selama 5 sampai 6 hari dibawag terik mata Pengeringan bertujuan untuk memudahkan proses .
Penepungan potongan buah mangrove kering menggunakan mesin penepung hingga diperoleh tepung dengan dimensi 60 mesh.
Penepungan dilakukan secara bertingkat dengan hasil seperti yang ditampilkan pada Gambar 4.
2 Uji Propertis Tepung Mangrove Uji propertis tepung mangrove bertujuan mengetahui komposisi tepung sebagai pertimbangan kelayakan buah mangrove sebagai bahan baku biofuel etanol.
Validasi yang digunakan dalam proses analisis kelayakan adalah melalui ujiproksimat seperti kadarair, abu, seratkasar, lemak, protein dan karbohidrat.
Tabel 1 merupakan hasil uji proksimat tepung mangrove sebagai praduga potensi sebagai bahan baku biofuel etanol .
Gambar 2.
Buah Mangrove jenis Rhizophora Mucronata.
No.
Tabel 1.
Komposisi Proksimat Tepung Mangrove Hasil Proksimat
Komposisi (%) Kandungan air
11,61
Abu
1,91
Protein
2,24
Lemak
0,53
Tabel 1 mempresentasikan hasil uji proksimat dengan kandungan Abu 1,91%.
Protein, 2,24%.
Kandungan Lemak 0,53%, dan Kandungan air 11,61%.
Uji proksimat yang dihasilkan disimpulkan lebih rendah daripada yang diujikan oleh penelitian Aman .
dengan hasil kandungan abu sebesar 3,26%, kandungan protein sebesar 4,27% dan kandungan lemak sebesar 1,39%.
Gambar 3.
Proses pemotongan buah mangrove 3 Sakarifikasi dan Fermentasi Sakarifikasi dan Fermentasi bertujuan mengubah karbohidrat dan glukosa dalam tepung mangrove menjadi Proses Sakarifikasi dilakukan menggunakan metode hidrolisis dengan asam sulfat 10% yang diteruskan proses Fermentasi setelah bahan baku terhidrolisis seperti yang divisualisasikan olehGambar 5 dan Gambar 6.
Gambar 5 merupakan dokumentasi proses hidrolisis tepung mangrove menggunakan autoclave untuk merubah tepung mangrove menjadi larutan hidrolisis atau bubur mangrove.
Gambar 4.
Tepung Mangrove dengan dimensi 60 mesh Produksi tepung mangrove dilakukan dengan tahapan antara lain:
Pengupasan kulit dilakukan untuk mengurangi lendir sedangkan pemotongan dilakukan dengan panjang 2 hingga 3 cm untuk memudahkan proses hidrolisis dan proses penepungan.
Gambar 5.
Proses Hidrolisis menggunakan Autoclave p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 Gambar 6.
Proses Filtrasi Proses Fermentasi dilakukan dengan mencampur bakteri Saccharomyces serevisiae pada larutan hidrolisis yang telah disaring menjadi filtrat.
Proses fermentasi dilakukan selama 6x24 jam .
Produk hasil Fermentasi adalah larutan etanol namun masih bercampur dengan ampas mangrove.
Untuk memisahkan larutan dilakukan Filtrasi sehingga diperoleh Filtrat yang jernih seperti yang disajikan pada Gambar 6.
Gambar 8.
Pengukuran kandungan alkohol 4 Destilasi Etanol Mangrove Destilasi Etanol mangrove bertujuan memisahkan air yang ada pada produk hasil Filtrasi sehingga tersisa alkohol dengan kemurnian tinggi .
Destilasi dilakukan menggunakan alat destilasi yang dilengkapi dengan pengatur suhu dan pipia pendingin seperti yang divisualkanpada Gambar 7.
Gambar 9.
Etanol Mangrove hasil Destilasi Gambar 9 mempresentasikan etanol hasil proses detilasi dengan bertingkat yaitu pada destilasi tingkat 1 menghasilkan etanol dengan kandungan alkohol 19%, dan destilasi tingkat 2 menghasilkan etanol dengan kandungan alkohol 28%.
5 Analisis potensi performa dan emisi gas buang Analisis potensi daya dan polusi gas buang bertujuan memprediksi potensi yang dihasilkan pada penggunaan biofuel melalui uji propertis sebagaimana yang ditampilkanTabel 2.
Gambar 7.
Proses Destilasi Larutan Etanol Proses Destilasi sebagaimana yang disajikan pada Gambar 7 dengan cara memanaskan larutan etanol dengan cara dipanaskan pada suhu 75-80 oC dimana uap yang keluar didinginkan oleh aliran air sehingga dapat merubah uap yang keluar menjadi cairan etanol murni.
Untuk mengetahui kadar alkohol yang ada pada etanol dilakukan pengukuran menggunakan alkohol meter sepeti yang disajikan pada Gambar 8.
Tabel 2.
Hasil uji viskositas dan densitas Biofuel etanol mangrove Metode uji Hasil No.
Parameter Satuan (SNI)/Alat Analisis Viskositas Viskometer Cp
0,8067
Oswald Densitas Picnometer g/mL 0,8115 Tabel 2 menyajikan hasil analisis parameter Viskositas dan Densitas produk biofuel etanol mangrove.
Viskositas hasil analisis menunjukkan nilai kekentalan sebesar 0,806Cp.
Nilai kekentalan biofuel etanol mangrove lebih rendah daripada Gasoline dimana nilai viskositasnya mencapai 0,4Cp .
Viskositas menjadi indikator penting dalam pembuatan biofuel yang mempengaruhi homogenisasi pencampuran bahan bakar.
Penelitian terdahulu memaparkan bahwa viskositas yang tinggi dalam p-ISSN: 2087-1627, e-ISSN: 2685-9858 bahan bakar menyebabkan penurunan kinerja pompa bahan bakar .
Selain itu, viskositas menjadikan droplet yang teurai di dalam ruang bakar menjadi bertambah dan mengurangi kinerja oksidasi .
Sedangkan pada sisi Densitas.
Biofuel etanol mangrove memiliki nilai densitas 0,8115 g/mL.
nilai Densitas ini lebih tinggi dari Gasoline yang mana hanya 0,770 g/mL .
Semakin tinggi nilai densitas, maka kualitas penyemprotan bahan bakar semakin menurun .
Kesimpulan Buah mangrove jenis Rhizophora Mucronata belum ada pemanfaatan sebagai bahan baku pangan manusia.
mangrove kering memiliki karbohidrat tinggi mencapai 45,22% sehingga mendukung sebagai biofuel dan mengurangi kebutuhan terhadap bahan bakar fosil Gasoline.
Hasil eksperimen produksi biofuel etanol mangrove menghasilkan biofuel etanol dengan kadar alkohol 28% dengan viskositas 0,8067Cp, dan densitas 0,8115g/mL yang mana kedua propertis memilkiki nilai lebih tingi dibandingkan Gasoline.
Ucapan Terimakasih Ucapanterimakasih diberikan kepada Laboratorium Farmasi Politeknik Harapan Bersama dan UPT.
Laboratorium Terpadu Universitas Diponegoro yang telah membantu dalam pengujian biofuel etanol mangrove.
Daftar Pustaka