GAGASAN TERTULIS Pemanfaatan Limbah

PEMANFAATAN LIMBAH INDUSTRI IKAN DI DAERAH PPI MUNCAR BANYUWANGI SEBAGAI BAHAN BAKU BIODIESEL

 

RINGKASAN

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif pengganti solar yang menjanjikan dan merupakan sumber energi yang terbarukan dan bioderadable.  Minyak ikan adalah salah satu bahan baku produksi biodiesel. Limbah ikan yang berwujud minyak diperoleh dari buangan industry pengolahan ikan yang banyak terdapat di Muncar (Banyuwangi - Jawa Timur). Seiring dengan perkembangan industri proses pengolahan ikan, jumlah limbah yang dihasilkan semakin meningkat. Limbah tersebut dapat dimanfaatkan kembali apabila mengalami proses pengolahan lebih lanjut. Keunggulan minyak ikan jika dipakai sebagai bahan baku biodiesel selain memiliki variasi asam lemaknya lebih tinggi dibandingkan dengan minyak lainnya, juga jumlah asam lemaknya lebih banyak. Dalam proses pembuatan biodiesel, bahan baku yang digunakan ada dua bentuk yaitu padatan  dan cairan. Pada dasarnya proses yang digunakan sama, perbedaanya hanya pada tahap awal dimana limbah ikan padat dilakukan pengukusan kemudian pengepresan untuk mendapatkan cairan (minyak dan air) selanjutnya diuapkan untuk mendapatkan minyak ikan. Sedangkan limbah ikan cair hanya dilakukan penyaringan kemudian diuapkan. Proses berikutnya adalah proses esterifikasi dan dilanjutkan dengan proses transesterifikasi dengan katalis. Methyl ester adalah senyawa hasil dari reaksi esterifikasi dan transesterifikasi yang melibatkan katalis NaOH dan methanol untuk reaksi transesterifikasi sehingga pada tahap akhir diperoleh minyak biodiesel.

Latar Belakang

     Kabupaten Banyuwangi, Jawa Timur merupakan salah satu sentra utama penghasil ikan laut di Indonesia dan memiliki industri perikanan yang relatif besar jika dibandingkan dengan daerah-daerah lain di indonesia tepatnya didaerah industri pengolahan ikan Muncar. Semakin meningkatnya aktifitas kerja dan perdagangan nelayan serta aktifitas industri perikanan di sekitar PPI Muncar Bayuwangi menyebabkan semakin banyak pula pencemaran yang terjadi. Keberadaan industri-industri tersebut berkontribusi besar terhadap perubahan kualitas air yang ada  di aliran sungai tersebut(Rauf, 2007).

    Berbagai dampak pencemaran  limbah di Muncar terjadi diberbagai sektor, antara lain terhadap estetika lingkungan, kondisi sosial, ekonomi masyarakat, kualitas air permukaan dan terhadap biota air disepanjang jalur pembuangan limbah. Potensi timbulnya limbah di Muncar sangat besar, sementara sarana yang tersedia untuk pengelolaan limbah sangat minim sekali, baik ditingkat industri maupun ditingkat kawasan. Sebagian  besar industri pengolahan ikan di Muncar belum memiliki unit pengolahan yang memenuhi persyaratan dan membuang limbah cair secara langsung tanpa unit pengolahan. Dari hasil kajian diperoleh potensi jumlah limbah di Muncar mencapai 14.266m³/hari(Setiyono, 2008). Jika Kondisi ini tidak segera diwaspadai dan permasalahan lingkungan tidak dikontrol secara ketat, maka berbagai dampak negatif akibat kegiatan ini akan semakin besar.

    Sumber utama limbah padat adalah sisa ikan dalam bentuk buangan dan bentuk-bentuk lain yang berjumlah cukup banyak,  ditambah dengan jenis-jenis ikan lainnya yang tertangkap tetapi tidak mempunyai nilai ekonomi. Dan untuk sumber limbah cair industri perikanan antara lain air proses (pencucian, sisa pemasakan dan pengepresan ikan) yang mengandung banyak bahan organik terlarut, padatan tersuspensi dan terlarut, nutrien, serta minyak ikan.(Setiyono, 2008). Salah satu kandungan dari minyak ikan adalah asam lemak, maka upaya untuk mengatasi permasalahan pengelolaaan limbah perikanan di Muncar adalh memanfaatknya limbah tersebut menjadi bahan baku bahan bakar alternatif. Dimana minyak ikan yang diperoleh dari pemurnian limbah tersebut dapat digunakan untuk pembuatan biodiesel.

Biodiesel merupakan salah satu alternatif bahan bakar minyak yang dapat diperoleh dari lemak tumbuhan maupun hewan. Proses transesterifikasi minyak atau lemak pada umumnya menggunakan metanol yang akan menghasilkan metil atau etil ester yang biasa disebut dengan biodiesel. Biodiesel bersifat dapat diperbaharui, biodegradable, tidak beracun, merupakan karbon netral, dan ramah lingkungan. (Knothe, 2005).

Kandungan minyak ikan dengan rantai karbon yang lebih panjang dibandingkan dengan minyak tumbuhan pada umumnya, terutama asam palmitat, asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat (Reyes, 2006). Biodiesel dengan angka setana yang lebih besar ini kemungkinan dapat meningkatkan kinerja dari mesin diesel dan dapat mengurangi polusi udara (Cherng-Yuan 2006).

Tujuan Penulisan

     Memberikan suatu gagasan dalam pemanfaatan limbah pada industri perikan sebagai bahan baku alternatif pembuatan biodiesel.

Manfaat Penulisan

Adapun manfaat yang dapat diambil dari penulisan ini adalah sebagai berikut:

1.    Bagi Penulis

       Memperluas wawasan dan pengetahuan penulis dalam bidang teknologi biofuel  khususnya biodiesel, serta pengetahuan tentang pemanfaatan limbah dengan baik.

2.    Bagi Institusi

       Sebagai bahan pertimbangan untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai pemanfaatan limbah sebagai bahan baku energi alternatif.

3.    Bagi Masyarakat, Industri dan Dinas terkait

a.  Memberikan informasi bahwa limbah perikanan masih mempunya nilai guna sebagai bahan baku pembuatan energi alternatif.

d.  Menjadi salah satu solusi penanganan limbah di daerah PPI Muncar Banyuwangi.

GAGASAN

Potensi Sumber Pencemaran atau Sumber Limbah
 Dari hasil survei diketahui bahwa potensi sumber limbah industri pengolahan ikan pada daerah PPI Muncar Banyuwangi, mulai ada sejak kegiatan pendaratan ikan, transportasi ikan, pencucian bahan baku, proses produksi, sampai sarana pengolahan limbah yang kurang berfungsi dengan baik.

                                                                                       Gambar 1. Potensi sumber pencemaran/limbah

Berbagai dampak pencemaran  limbah di Muncar terjadi diberbagai sektor, antara lain terhadap estetika lingkungan, kondisi sosial, ekonomi masyarakat, kualitas air permukaan dan terhadap biota air disepanjang jalur pembuangan limbah. Potensi timbulnya limbah di Muncar sangat besar, sementara sarana yang tersedia untuk pengelolaan limbah sangat minim sekali, baik ditingkat industri maupun ditingkat kawasan. Sebagian  besar industri pengolahan ikan di Muncar belum memiliki unit pengolahan yang memenuhi persyaratan dan membuang limbah cair secara langsung tanpa unit pengolahan. Dari hasil kajian diperoleh potensi jumlah limbah di Muncar mencapai 14.266m³/hari. Dimana limbah tersebut dihasilkan oleh industri pengalengan ikan, industri tepung ikan, Cold Storage Ikan, Minyak ikan, Pengolahan ikan lainnya serta keperluan domestiik.(Setiyono, 2008). Jika Kondisi ini tidak segera diwaspadai dan permasalahan lingkungan tidak dikontrol secara ketat, maka berbagai dampak negatif akibat kegiatan ini akan semakin besar.

Dibeberapa perusahaan telah berusaha membuat instalasi pengolahan limbah, namun instalasi-instalasi tersebut kurang berfungsi dengan baik. Minimnya penanganan limbah didalam lingkungan perusahaan menyebabkan masih  banyaknya kandungan minyak dan kotoran (serpihan ikan dan sisik ikan) yang terikut dalam aliran limbah. (Setiyono, 2008). Penanganan serta pengolahan limbah akan memisahkan minyak ikan dengan limbah dimana minyak ikan tersebut dapat dimanfaatkan untuk bahan baku pembuatan energi alternatif biodiesel.

Karakteristik Minyak Ikan

Minyak atau lemak terdiri dari unit-unit yang disebut asam lemak. Asam lemak diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh. Perbedaan keduanya terletak pada ikatan kimianya. Asam lemak jenuh tidak memiliki ikatan rangkap, sedangkan asam lemak tidak jenuh memiliki ikatan rangkap. Perbedaan ini membawa perbedaan sifat fisik dan kimia diantaranya asam lemak jenuh dapat meningkatkan kadar kolesterol dalam darah. Makin panjang rantai karbonnya makin besar kecenderungannya untuk meningkatkan kadar kolesterol (Stansby, 1982).

Menurut Stansby (1982), minyak ikan memiliki kandungan yang berbeda dengan kandungan minyak lain yaitu:

1. Jenis asam lemak yang lebih bervariasi

2. Jumlah asam-asam lemak yang lebih banyak yaitu :

a.Asam lemak C20 – C23

b.Asam lemak tidak jenuh dengan lima hingga enam ikatan rangkap  (polyunsaturated fatty acid)

Menurut Weiss (1983) , minyak ikan mempunyai beberapa sifat kimia dan sifat fisik. Sifat kimia minyak ikan tersebut antara lain mudah beroksidasi dengan udara dan bersifat asam karena adanya asam lemak bebas, mempunyai sifat aditif karena adanya ikatan-ikatan karbon tak jenuh, dan mempunyai sifat dapat berpolimerisasi. Sedangkan sifat fisik minyak ikan adalah mempunyai berat jenis yang lebih kecil dari berat jenis air, membiaskan cahaya dengan sudut yang spesifik untuk tiap jenis minyak ikan, mempunyai derajat kekentalan yang spesifik, dan bersifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut kimia seperti eter, benzena dan petroleum eter. Minyak ikan tersebut berwarna kuning muda sampai kuning emas.

`Kandungan asam lemak tak jenuh PUFA(polyunsaturated fatty acid) yang tinggi pada minyak ikan menyebabkan minyak ikan tersebut mudah mengalami kerusakan oksidatif dan mudah menghasilkan bau yang tidak enak (Wanasundara dan Sahidi, 1995).

Berikut adalah komposisiasam lemak yang terdapat pada minyak ikan:

Tabel 1. Asam Lemak pada Minyak Ikan

Asam Lemak Jenuh	Jumlah (%)	Asam Lemak Tidak Jenuh	Jumlah (%)
As. Palmitat (C16:0)	13.3	As. Oleat (C18:1)	25.2
As. Stearat (C18:0)	2.9	As. Linoleat (C18:2)	2.3
		As. Linolenat (C18:3)	0.4
		As. Stearidonat (C18:4)	1.4
		As. Gondorunat (C20:1)	9.2
		As. Arachidonat (C20:4)	3.1
		EPA (C20:5)	9.2
		As. Erukat (C22:1)	6.6
		DPA (C22:5)	3.4
		DHA (C22:6)	7.3

Sumber : Edward (1967)

Proses Biodiesel            

Limbah ikan yang di dapat dari pabrik pengolahan ikan di Banyuwangi terdapat dua jenis limbah yaitu limbah padat dan limbah cair yang dapat dimanfaatkan sebagai biodiesel. Untuk pengolahan limbah padat dapat diproses dengan cara mengekstrak sampai menghasilkan minyak ikan. Selanjutnya akan diolah menjadi biodiesel. Ekstrak minyak merupakan salah satu cara untuk mendapatkan minyak atau lemak dari bahan yang mengandung minyak atau lemak. Pada tahap pertama limbah ikan akan di cuci terlebih dahulu dan selanjutnya dibersihkan dan dikukus dengan suhu 105^oC selama 30 menit, kemudian dilakukan pengepresan. Hasil dari pengepresan berupa cairan (minyak dan air) dan padatan. Selanjutnya minyak dan air dipisahkan dengan corong pemisah. Pada lapisan bawah corong pemisah terdapat sisa hasil pengepresan dan air. Pada lapisan atas corong pemisah terdapat minyak, minyak tersebut dimurnikan dan menghasilkan minyak ikan. Sedangkan untuk pengolahan limbah cair dapat diproses dengan cara penguapan untuk menghilangkan kadar air dan didapatkan minyak ikan. Dimana minyak ikan tersebut akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan biodiesel.

Minyak ikan yang diperoleh disaring untuk menghilangkan partikel-partikel yang berukuran besar dan ataupun pengotor yang terdapat pada minyak ikan. Minyak terlebih dahulu dipanaskan pada suhu 30-35^oC kemudian disaring. Selanjutnya pada tahap esterifikasi minyak yangtelah disaring dipanaskan pada suhu 45^oC kemudian ditambahkan metanol dan katalis H₂SO₄ 0,5% berat minyak dengan volume metanol 30% volume minyak. Campuran direfluks pada suhu 52^oC selama 1 jam. Penetralan H₂SO₄ dengan pencucian menggunakan akuades secara berulang-ulang sampai diperoleh pH netral. Sebelum dan sesudah esterifikasi dilakukan pengecekan bilangan asam, sebanyak 1 mL minyak ikan dalam Erlenmeyer ditambahkan indicator fenolftalein, kemudian campuran dititrasi dengan KOH 0,005 N sampai menghasilkan warna merah jambu.

Selanjutnya pada proses transesterifikasi minyak dari hasil reaksi esterifikasi dimasukkan dalam labu leher tiga, dan dipanaskan pada suhu 70^oC. Penambahan katalis NaOH (padatan) 0,5%, 1%, 1,5%  dan 2% dari berat total minyak dan metanol dilarutkan terlebih dahulu menggunakan stirer. Larutan yang terbentuk (natrium metanolat) dicampur ke dalam minyak yang telah dipanaskan. Reaksi berjalan konstan pada suhu 70^oC selama 2 jam dengan kondisi pengadukan yang stabil menggunakan stirrer. Saat reaksi berakhir, pisahkan metil ester dari metanol, minyak yang tidak ikut bereaksi, kandungan air, padatan sabun yang terbentuk, dan produk samping lainnya menggunakan corong pemisah sehingga diperoleh biodiesel murni.

                                          Gambar 2. Diagram Ekstraksi Minyak Ikan
  

           Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Biodiesel

KESIMPULAN

Biodiesel merupakan salah satu alternatif bahan bakar minyak yang dapat diperoleh dari lemak nabati maupun hewani. Biodiesel bersifat dapat diperbaharui, biodegradable, tidak beracun, dan ramah lingkungan. Limbah ikan yang berasal dari industri pengolahan ikan pada daerah PPI Muncar Banyuwangi  sangat banyak, oleh karena itu limbah ikan tersebut dimanfaatkan sebagai biodiesel untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan peningkatan limbah. Limbah ikan diolah untuk menghasilkan minyak ikan yang berpotensi sebagai sumber bahan baku alternatif pembuatan biodiesel di Indonesia.