Home‎ > ‎Topik‎ > ‎Energi‎ > ‎Energi Terbarukan - Renewable Energy‎ > ‎002. Biofuel‎ > ‎Bioethanol‎ > ‎Paper‎ > ‎

Pemanfaatan Sampah Organik Kota Samarinda Menjadi Bioetanol: Klasifikasi dan Potensi

Dedy Irawan*) dan Zainal Arifin
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Samarinda
Jl. Dr. Ciptomangunkusumo, Kampus Gn. Lipan, Samarinda, 75131, Telp: (0541) 260588

Abstrak


Kota Samarinda sebagai ibukota propinsi mempunyai permasalahan sampah yang mirip dengan
kota-kota besar lainnya. Berdasarkan data DKP Samarinda April 2010, jumlah sampah Kota
Samarinda mencapai 320 ton/hari. Sampah dikirim dan ditimbun di 3 TPAS yang masih
menggunakan sistem open dumping. Peningkatan jumlah sampah serta terbatasnya lahan TPAS
mendorong pencarian solusi penanganan dan pengolahan sampah yang lebih terpadu. Penelitian
ini dilakukan untuk mengklasifikasikan jenis (fraksi) sampah dan melakukan studi potensi
pemanfaatan sampah organik Kota Samarinda menjadi bioetanol. Sampel sampah diambil secara
acak di 2 TPAS (Bukit Pinang dan Palaran) selama 1 bulan setiap pagi, siang dan sore hari.
Klasifikasi jenis sampah dilakukan berdasarkan kadar holoselulosa yang terkandung dalam tiap
jenis sampah. Potensi bioetanol secara teoritis dihitung dengan bantuan perangkat lunak
Theoretical Ethanol Yield Calculator dari US DOE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampah
organik Kota Samarinda dapat diklasifikasikan menjadi 5 fraksi. Komposisi fraksi I sampai V
masing – masing 22,45%; 8,07%; 16,77%; 9,27%; 26;37%. Secara teoritis menunjukkan bahwa
potensi pemanfaatan sampah organik Kota Samarinda menjadi bioetanol sebesar 5.976,82
kL/tahun.

Kata kunci : bioetanol; holoselulosa; klasifikasi sampah; sampah organik

PENDAHULUAN


Problem sampah merupakan isu penting di lingkungan perkotaan sejalan dengan perkembangan
jumlah penduduk dan peningkatan akt ivi tas pembangunan sehingga perlu penanganan. Volume
Sampah yang dihasilkan di Kota Samarinda menurut data Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota
Samarinda per April 2010 adalah 320 ton/hari. Volume sampah cukup besar di Kota Samarinda yang
berpotensi menimbulkan masalah, dapat menjadi sebuah potensi yang dapat dikembangkan sebagai sumber
energi terbarukan

Sampah kota mengandung bahan yang beraneka ragam, tetapi kandungan terbesar adalah sampah
organik yang mencapai 65%. Sampah organik dari daerah perkotaan merupakan biomassa yang berat
ker ingnya diperkirakan mengandung 75% pat i, hemiselulosa, dan selulosa (Suyitno, 2007) terdiri
atas sayur-sayuran, buah-buahan, dedaunan, kulit buah, bambu dan ranting kayu sehingga dapat dimanfaatkan
menjadi bahan baku etanol karena holoselulosa dapat diubah menjadi gula dengan proses hidrolisis yang
selanjutnya dengan proses fermentasi akan diperoleh etanol (bioetanol). Lee (1997) membuat etanol dari
lignoselulosa yang terdapat pada kayu keras, kayu lunak, rumput-rumputan dan sampah pertanian. Dan ternyata
penggunaan lignoselulosa sebagai bahan baku untuk memproduksi etanol dapat menurunkan biaya produksi
dibandingkan penggunaan gula dan jagung sebagai bahan baku.

Bila sampah kota digunakan sebagai bahan baku etanol maka bahan bakunya tidak perlu dibeli dan
akan menjadi alternatif penanganan sampah serta dapat mendukung Inpres No 1 tahun 2006, tentang
Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (bioetanol) sebagai Bahan Bakar Lain dan Peraturan
Presiden Nomor 5 tahun 2006 tentang pemanfaatan bahan bakar nabati yang ditargetkan 5% pada tahun
2025. Konversi biomassa dari sampah organik dapat menjadi sumber energi alternatif. Hal ini sesuai
dengan Agenda Riset Nasional (ARN) berupa pemanfaatan sampah perkotaan untuk pembuatan
etanol sebagai sumber energi terbaharukan. Penyediaan energi yang ditargetkan dalam Blue-print
Pengelolaan Energi Nasional (PEN) 2005-2025 perlu dicapai dan didukung oleh kegiatan riset.

Pengembangan bioetanol merupakan langkah yang tepat dalam rangka menghadapi menipisnya cadangan
minyak dunia. Adapun proses pembuatan dari bioetanol sendiri terbagi menjadi 4 tahap, yaitu preparasi,
pretreatment, hidrolisis dan fermentasi. Penelitian difokuskan pada penentuan potensi sampah organik yang ada
di dua TPAS Bukit Pinang dan Palaran Samarinda menjadi Bioetanol melalui pengklasifikasian sampah
berdasarkan fraksi holoselulosa.

Klasifikasi terhadap sampah kota berdasarkan kandungan holoselulosa bertujuan mengetahui potensi
sampah tersebut untuk dijadikan bahan baku bioetanol khususnya Kota Samarinda. Proses klasifikasi
menggunakan metode sampling. Diharapkan dengan adanya penelitian ini dapat memberikan informasi yang
lebih komprehensif dan faktual terhadap potensi sampah Kota Samarinda sebagai bahan baku bioetanol.

BAHAN DAN METODE PENELITIAN


Bahan Dan Alat


Bahan berupa sampah organik yang akan diklasifikasikan berdasarkan kandungan holoselulosanya berasal dari
dua TPAS yang ada di Kota Samarinda yaitu TPAS Bukit Pinang dan Palaran. Peralatan yang digunakan berupa
timbangan, sarung tangan, masker, dan keranjang untuk mengambil sampah di TPAS. Sedangkan untuk analisis
kadar air peralatan yang digunakan yaitu cawan penguap, oven, penjepit, dan neraca analitik.

Metode Penelitian


Klasifikasi sampah


Penelitian diawali dengan pengklasifikasikan jenis sampah organik kedalam fraksi – fraksi berdasarkan
kandungan holoselulosa yang didapat dari studi literatur (Betts et.al, 1991; Fajar, 2008; Kambu, 2008;
Sujadmiko, 2009) dan beberapa sampel sampah ditentukan sendiri kandungan holoselulosanya. Pengelompokan
fraksi tersaji pada Tabel 1 berikut:


Metode pengambilan sampah yang digunakan merupakan metode sampling, diambil dari lokasi yang berbeda
yaitu TPAS Palaran dan Bukit Pinang. Pada TPAS Bukit Pinang dibedakan menjadi dua kelompok yaitu sampah
yang berasal dari pasar dan non pasar. Proses pengambilan sampel pada TPAS dilakukan selama satu bulan
penuh di bulan April 2010 pada waktu pagi, siang, dan sore hari. Selanjutnya data hasil klasifikasi sampah
ditentukan % berat dengan metode statistik sehingga mendapatkan persentase tiap fraksi yang terdapat dalam
sampah kota. Komposisi yang didapat tiap fraksi merupakan gambaran umum komposisi sampah Kota
Samarinda dan selanjutnya di hitung kadar airnya untuk mendapatkan jumlah sampah Kota Samarinda dalam
basis kering.

Penentuan produksi etanol teoritis


Data klasifikasi sampah selanjutnya digunakan untuk menentukan produksi etanol sacara teoritis.
Komposisi sampah berdasarkan kandungan selulosa di asumsikan dapat terkonversi 60% menjadi glukosa
sehingga perhitungan glukosa seperti Persamaan (1) berikut:


Selanjutnya data Glukosa tersebut di konversi secara teoritis untuk mendapatkan Rerata Yield Etanol
menggunakan aplikasi Theoretical Ethanol Yield Calculator dari US DOE. Rerata yield etanol selanjutnya di
gunakan untuk menentukan produksi etanol secara teoritis mengikuti Persamaan (2) di bawah ini:.


Dimana PET = Produksi Etanol Teoritis (Liter/tahun); PST = Produksi Sampah Tahunan (ton/tahun); RYE =
Rerata Yield Etanol.

HASIL DAN PEMBAHASAN


Tempat pembuangan akhir sampah (TPAS) Kota Samarinda dibagi menjadi 3 wilayah, yaitu TPAS
Sambutan, TPAS Bukit Pinang dan TPAS Palaran. Penelitian ini diambil dua wilayah yang mempunyai volume
sampah terbanyak yaitu TPAS Bukit Pinang dan Palaran. Metode yang dilakukan dalam pengambilan sampah
yaitu metode sampling, sampel sampah yang diambil merupakan perwakilan dari masing-masing titik
pengambilan sampah. Titik pengambilan sampah dibagi menjadi lima titik. Sumber sampah dari masing-masing
TPAS tersebut sama yaitu berasal dari pasar dan non pasar. Sampel sampah yang digunakan dalam penelitian
yaitu sampah organik, dimana sampah organik dalam penelitian ini dibagi menjadi lima fraksi berdasarkan
kandungan selulosanya.

Kandungan selulosa didapatkan dari studi literatur kandungan lignoselulosa pada residu dan limbah
pertanian secara umum. Sebagian kecil sampel yang berasal dari TPAS ditentukan kadar selulosanya oleh
peneliti, yaitu tandan pisang; kulit singkong; kulit nanas, tongkol jagung, dan ampas kelapa dengan kadar
selulosa sebagai berikut : 73,93%; 37,715%; 56,78%; 53,45% dan 22,19%. Kondisi nyata pada TPAS adalah
sampah yang dibuang tiap harinya beragam khususnya di Bukit Pinang. Hal ini dikarenakan cakupan
pembuangan sampah pada Bukit Pinang berasal dari sebagian besar wilayah Kota Samarinda, sedangkan pada
TPAS Palaran hanya tempat pembuangan akhir sementara. Apalagi pada TPAS Bukit Pinang truk sampah
dibedakan antara pasar dan non pasar (pinggir jalan, perumahan, perkantoran, rumah sakit dan lain-lain), berbeda
dengan TPAS Palaran truk sampah yang datang campuran dari sampah pasar dan non pasar. Maka dari itu pada
TPAS Bukit Pinang sumber sampah dibedakan menjadi dua yaitu pasar dan non pasar. Komposisi sampah Kota
Samarinda dari hasil penelitian didapat seperti yang tersaji pada Tabel 2.


Hasil klasifikasi yang didapatkan TPAS Palaran memiliki komposisi sampah yang datang tiap hari stabil,
dimana setelah dilakukan pengamatan selama 7 hari dengan 3 truk sampah yang datang tiap harinya. Contoh,
pada fraksi I antara hari pertama hingga hari ketujuh memiliki deviasi sebesar 0,0776, sedangkan untuk deviasi
tertinggi pada fraksi V yaitu 0,1047. Dari data tersebut terlihat bahwa standar deviasi data ≤ 0,1, artinya bahwa
sampah yang datang selama satu minggu tersebut selalu stabil. Adapun standar deviasi data dapat dilihat pada
Tabel 3.


Komposisi sampah TPAS Palaran seperti yang tersaji pada Gambar 1, terlihat bahwa fraksi yang
mempunyai komposisi terbesar yaitu pada fraksi V sebesar 20,46%. Maka dari itu, TPAS Palaran sangat 
berpotensi untuk dijadikan bahan bakar alternatif berbasis bioetanol dengan kandungan holoselulosa pada fraksi
V sebesar 81 – 100 %.


TPAS Bukit Pinang memiliki perbedaan dengan TPAS Palaran, apabila pada TPAS Palaran memiliki data
yang stabil lain halnya dengan TPAS Bukit Pinang yang memiliki data fluktuatif. Maka dari itu pada TPAS
Bukit Pinang pengambilan sampah dilakukan dua periode, yaitu pada bulan Maret – April 2010. Hal ini
dilakukan guna mengumpulkan data lebih baik untuk dapat menggambarkan jenis sampah yang dapat ditampung
pada TPAS Bukit Pinang. Potensi sampah Kota Samarinda terbesar yang ditampung pada TPAS Bukit Pinang
adalah Fraksi V pada komposisi sampah pasar sebesar 31,23 % dan sampah non pasar sebesar 27,40 % (dapat
dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 2).


Data yang diperoleh dari proses pengklasifikasian sampah di atas dapat diketahui potensi sampah untuk
diubah menjadi etanol. TPAS Palaran memiliki kandungan selulosa tertinggi pada fraksi V dengan persentase
20,46% sedangkan TPAS Bukit Pinang tertinggi pada fraksi V juga dengan persentase pasar; 31,23% dan non
pasar; 27,40%. Apabila dari kedua TPAS tersebut dirata-rata maka didapat rataan pada fraksi V sebesar 26,37%.
Rerata komposisi sampah Kota Samarinda menunjukkan fraksi V memilki persentase terbesar dimana
kandungan selulosanya juga cukup tinggi yaitu 81-100% memiliki potensi besar untuk dikonversi menjadi
bioetanol. Penelitian sebelumnya tentang potensi sampah perkotaan mengenai klasifikasi sampah kota
berdasarkan kandungan holoselulosa di Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta menunjukkan fraksi V merupakan
fraksi tertinggi pula sebagai bahan baku bioetanol yaitu 29,60% (Kambu, 2008).

Komposisi rata – rata tiap fraksi sampah secara keseluruhan didapat data seperti yang tersaji dalam Tabel
2 yaitu 22,45% untuk fraksi I, 8,07% untuk fraksi II, 16,77% untuk fraksi III, 9,27% untuk fraksi IV, dan
26;37% untuk fraksi V. Sedangkan untuk fraksi VI yang tidak berpotensi menghasilkan etanol memiliki
komposisi 17,06%. Walaupun selisih antar fraksi tidak terlalu jauh perbedaannya tetapi komposisi ini
menunjukkan potensi sampah yang dapat dijadikan bahan baku etanol relatif tinggi. Bahkan yang menempati
urutan terbesar adalah fraksi V yang juga kandungan selulosanya cukup tinggi yang secara linier dapat
berpotensi menghasilkan etanol lebih besar pula.

Data komposisi sampah Kota Samarinda secara rata-rata pada Tabel 2 selanjutnya digunakan dalam
perhitungan produksi etanol secara teoritist atau yang lazim disebut Rerata Yield Etanol (RYE). Sampah Kota
Samarinda yang menurut data DKP pada April 2010 sekitar 320 tahun/hari maka potensi sampah Kota
Samarinda secara teoritis dapat memproduksi etanol sebesar 5.976,82 kilo Liter/tahun.
Jika dilihat begitu besar potensi sampah Kota Samarinda yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
etanol maka perlu difikirkan dan dilakukan usaha – usaha penelitian dan pengembangan proses serta teknik
penanganan dan pengolahan sampah kota yang semakin hari semakin meningkat jumlahnya. Jika di kaji lebih
jauh terlebih melihat data dan hasil pada penelitian ini sebenarnya Sampah yang semakin meningkat jumlahnya
bukan lagi menjadi masalah tetapi merupakan potensi besar yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku dari
sumber energi alternatif.

KESIMPULAN


Berdasarkan hasil klasifikasi sampah pada pada dua tempat TPAS di Kota Samarinda yaitu Bukit Pinang
dan Palaran didapat komposisi rata-rata fraksi sampah berdasarkan kandungan holoselulosa yaitu fraksi I =
22,45 %; fraksi II = 8,07 %; fraksi III = 16,77 %; fraksi IV = 9,27 %; f raksi V = 26,37 %; fraksi VI = 17,06
%. Potensi sampah Kota Samarinda secara teoritis dapat memproduksi bioetanol 5.976,82 kilo Liter/tahun.

UCAPAN TERIMA KASIH


Penulis mengucapkan terima kepada Direktur Politeknik Negeri Samarinda atas support dana untuk
penelitian ini melalui DIPA Politeknik Negeri Samarinda (No. 0145/023-04.2/XIX/2010) tanggal 31 Desember
2009. Terima kasih juga diucapkan kepada Irfan Saputra dan Ali Syahbana yang telah membantu pengambilan
data di laboratorium.

DAFTAR PUSTAKA


Betts W.B., Dart R.K., Ball A.S., Pedlar S.L., (1991), “Biosynthesis and Structure of lignocellulose. In Betts
(eds) Biodegradation: Natural and Synthetic Materials”, Springer-Verlag, Berlin, Germany, pp. 139- 155.

Dinas Pertamanan dan Kebersihan, (2010), “ Banyaknya Produksi Sampah 2010”, Samarinda.

Fajar, 2008, “Hidrolisis Fraksi Organik Sampah Kota Daerah Istimewa Yogyakarta Untuk Bahan Baku
Pembuatan Etanol, Laporan Tesis S2 Teknik Kimia, UGM, Yogyakarta.

Kambu, O. J, 2008, “ Studi Karakterisasi Sampah Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta sebagai Alternatif
Bahan Baku dalam Produksi Etanol”, Laporan Tesis S2 Teknik Kimia, UGM, Yogyakarta.

Lee, J., (1997), “Biological conversion of lignocellulosic biomass to ethanol”, Journal of Biotechnology, vol. 56,
pp. 1-24, Elsevier.

Suyitno, (2007), “Waste to Energy”, artikel ilmiah dalam web: http://msuyitno. blogspot.com/2007/07/energidari-
sampah-1-pendahuluan.html

Sujadmiko, H., (2009), ”Pemanfaatan Limbah Nanas sebagai Bioetanol”, Laporan penelitian DIII, Jurusan
Teknik Kimia Politeknik Negeri Samarinda.

U.S. Department of Energy., (2006), “Theoritical Ethanol Yield Calculator”,
http://www.eere.energy.gov/biomass/ethanol_yield_calculator.html. (diakses Juni 2010).











Comments