Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
667
Jurnal Indonesia Sosial Teknologi:p–ISSN: 2723 - 6609
e-ISSN : 2745-5254
Vol. 2, No.4 April 2021
ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS LARVA
BLACK SOLDIER FLY (HERMETIA ILLUCENS) DENGAN
MEMANFAATKAN SAMPAH ORGANIK
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan, dan Aziz Husain Ahmad
Institut Pertanian Bogor
Email: [email protected], [email protected],
Abstract
Energy consumption in Indonesia continues to increase because energy demand is
not proportional to its availability. Indonesia is also faced with the problem of
organic waste that has not been properly managed through the landfilling system at
the TPA. There is a need for comprehensive handling efforts in dealing with
organic waste and meeting energy needs. Black Soldier Fly (BSF) has the potential
to solve the problem of organic waste and energy needs. This study aims to examine
the role of BSF in describing the problem of organic waste and its potential in the
development of renewable energy in the form of biodiesel and chitosan. This
research method was carried out through a literature review of articles and
international journals obtained by searching 3 data bases (Science Direct, DOAJ,
and Google Sholar) then filtering articles and data extraction on the potential of
BSF as a source of biodiesel and chitosan. Based on the analysis of various
references, BSF able to degrade organic waste up to 56% during its life phase. BSF
pupae are known to contain 35% prospective fat as raw material for biodiesel with
quality according to European standards EN 14214 and SNI 7182: 2015 and can
be applied to diesel engines with lower emission release, slower combustion,
average heat release rate, and increases the ignition delay period than diesel fuel.
In addition, BSF pupae have the potential as chitosan with a degree of
deacetylation of 75.98% according to the standards of the National Standardization
Body. The use of BSF in decomposing waste and its use as an energy source
encourages the realization of the Sustainable Development Goals (SDGs).
Keyword: biodiesel; BSF larvae; chitosan; organic waste
Abstrak
Konsumsi energi di Indonesia terus meningkat karena kebutuhan energi tidak
sebanding dengan ketersediaannya. Selain itu, Indonesia juga dihadapkan pada
permasalahan sampah organik yang belum dikelola dengan baik melalui sistem
landfilling di TPA. Perlu upaya penanganan komprehensif dalam mengatasi sampah
organik dan memenuhi kebutuhan energi. Black Soldier Fly (BSF) berpotensi
mengatasi masalah limbah organik dan kebutuhan energi. Penelitian ini bertujuan
menelaah peran BSF dalam menguraikan masalah sampah organik dan potensinya
dalam pengembangan energi terbarukan berupa biodiesel dan kitosan. Metode
penelitian ini dilakukan melalui melalui kajian literatur artikel dan jurnal
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan dan Aziz Husain Ahmad
668 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021
internasional yang diperoleh melalui penelusuran 3 pangkal data (Science Direct,
DOAJ, dan Google Sholar) kemudian dilakukan penapisan artikel dan ekstraksi
data potensi BSF sebagai sumber biodiesel dan kitosan.Berdasarkan telaah berbagai
referensi,BSF mampu mendegradasi sampah organik hingga 56% selama fase
hidupnya. Pupa BSF diketahui mengandung 35% lemak yang prospektif sebagai
bahan baku biodiesel dengan kualitas sesuai standar Eropa EN 14214 dan SNI
7182:2015 serta dapat diterapkan pada mesin diesel dengan pelepasan emisi lebih
rendah, pembakaran lebih lambat, rata-rata laju pelepasan panas (heat release rate)
yang lebih tinggi, dan meningkatkan periode penundaan pengapian (ignition delay)
daripada bahan bakar diesel. Selain itu, pupa BSF berpotensi sebagai kitosan
dengan derajat deasetilisasi 75,98% sesuai standar Badan Standardisasi Nasional.
Pemanfaatan BSF dalam menguraikan sampah dan pemanfaatannya sebagai sumber
energi mendorong terealisasinya tujuan Sustainable Develompment Goals (SDGs).
Kata kunci: sampah organik; larva BSF; biodiesel; kitosan
Pendahuluan
Krisis energi terjadikarena tidak seimbangnya laju konsumsi energi dan
ketersediaan suplai energi. Hal ini disebabkan oleh masifnya industrialisasi dunia dan
pesatnya laju pertumbuhan penduduk. Berdasarkan data Efisiensi Energi di Indonesia
tahun 2017 oleh (International Energy Agency, 2017) International Energy Agency
(IEA), total konsumsi final antara tahun 2000 sampai 2015 tumbuh 36%, dengan
minyak bumi 39% dan biomassa 35% sebagai sumber dominan. Data tersebut
menunjukkan bahwa ketergantungan pada BBM (Bahan Bakar Minyak) masih sangat
tinggi. Cadangan minyak bumi pada tahun 2014 sebesar 3,6 miliar barel, gas bumi
sebesar 100,3 TCF, dan cadangan batubara sebesar 32,27 miliar ton. Bila diasumsikan
tidak ada penemuan cadangan baru berdasarkan rasio Reserve/Production tahun 2014,
maka minyak bumi akan habis dalam 12 tahun, gas bumi 37 tahun, dan batubara 70
tahun. Cadangan ini bahkan akan lebih cepat habis dari perkiraan tersebut karena
kecenderungan produksi energi fosil terus meningkat.
Permasalahan sampah juga semakin tidak terkendali. Timbunan sampah tidak
hanya merusak nilai estetika, namun juga berdampak pada timbulnya bau busuk,
masalah kesehatan, dan ancaman kelestarian lingkungan. Sebanyak 60-70% merupakan
sampah organik termasuk limbah dapur (food waste) (Trihadiningrum et al., 2017).
Bahkan Indonesia disebut sebagai penghasil limbah makanan terbesar kedua di dunia.
Sampah organik potensial jika dimanfaatkan secara optimal. Namun, pengelolaan
sampah di Indonesia hanya sebatas melalui sistem landfilling atau penumpukan sampah
di TPA (Tempat Pembuangan Akhir) tanpa pengolahan lebih lanjut. Padahal dana yang
digelontorkan untuk pengangkutan sampah ke TPA memakan biaya besar. Tindakan
pemindahan sampah ke TPA melalui sistem tersebut merupakan solusi yang kurang
tepat sehingga perlu dicari sistem pengelolaan sampah alternatif lain yang lebih efektif
dan efisien.
Larva Black Soldier Fly (BSF) merupakan pendegradasi handal yang dapat
mengurai 50-55% sampah organik dalam sebagian fase hidupnya. Selain itu, BSF juga
Analisis Produksi Biodiesel dan Kitosan Berbasis Larva Black Soldier Fly (Hermetia
Illucens) dengan Memanfaatkan Sampah Organik
Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021 669
tingkat memiliki aktivitas enzim yang tinggi. Keberadaan larva BSF di lingkungan
dinilai lebih aman bagi kesehatan manusia kerena dapat mereduksi kontaminasi limbah
terhadap bakteri patogenik. BSF mampu mendegradasi sampah organik dengan fase
hidup 21 hari. Pupa BSF diketahui mengandung 35% lemak yang potensial sebagai
bahan baku energi ramah lingkungan berupa biodiesel (Popa & Green, 2012). Larva
BSF mengandung tinggi lemak yang berpotensi menjadi sumber biodiesel. Proses
produksi biodiesel dari lemak BSF juga menghasilkan hasil lain berupa kitosan dari
selongsong, serta produk samping berupa pupuk organik dan gliserol yang memiliki
nilai ekonomi. Oleh karena itu, larva BSF sangat potensial untuk mengatasi masalah
limbah organik yang dikorelasikan dengan kebutuhan energi. Penelitian yang ada
sebelumnya mengenai pemanfaatan BSF masih terfokus pada penelitian potensi kitosan
saja atau biodiesel saja, serta skala eksperimennya masih dalam skala laboratorium.
Sedangkan dalam penelitian ini dilakukan analisis pemanfaatan BSF untuk kitosan dan
biodiesel serta skala penerapannya lebih luas yaitu dengan studi lapangan di TPA
Galuga. Selain itu, potensi penerapan ide ini juga dikorelasikan dengan potensi seberapa
banyak produk biodiesel yang dihasilkan untuk mencukupi kebutuhan energi Bogor
yang ada sekarang.
Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan menelaah peran
BSF dalam menguraikan masalah sampah organik dan potensinya dalam pengembangan
energi terbarukan. Untuk mencapai tujuan tersebut ditelaah juga karakteristik lemak
yang dihasilkan dan potensi konversi lemak larva BSF menjadi biodiesel dan kitosan
sertapotensi hasil sampingnya berupa kompos dan gliserol.
Metode Penelitian
Penelitian dilakukan melalui kajian literatur artikel dan jurnal internasional yang
diperoleh melalui penelusuran 3 pangkal data (Science Direct, DOAJ, dan Google
Sholar) dengan menggunakan empat kata kunci yang relevan dengan topik, yaitu Black
Soldier Fly, biodiesel, chitosan, dan organic waste. Melalui penelusuran tersebut
diperoleh 487 judul artikel dan jurnal terkait yang berhasil teridentifikasi. Selanjutnya
dilakukan penapisan artikel dan jurnal dengan kriteria berikut: 1) publikasi artikel dan
jurnal dalam kurun waktu 2011–2021; 2) artikel dan jurnal berbasis eksperimental; 3)
artikel dan jurnal sudah dilakukan telaah sejawat (peer-review) dan terindeks pengenal
objek digital (DOI). Sementara itu, artikel dan jurnal yang tidak sesuai kriteria berupa
artikel review, tidak lengkap, dan duplikasi tidak digunakan.
Sebanyak 12 jurnal dan artikel yang diperoleh dari penapisan, selanjutnya
dilakukan ekstraksi data terkait karakteristik lemak BSF, potensinya sebagai biodiesel,
karakteristik biodiesel BSF, kandungan kitin dan potensi kitosan dari BSF, proses
pembuatannya, serta pemanfaatan biodiesel dan kitosan BSF berkaitan dengan sumber
energi. Analisis data perhitungan potensi jumlah lemak dan kitosan dihitung
berdasarkan data dari studi literatur terkait rendemen terbesar biodiesel dan kitosan
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan dan Aziz Husain Ahmad
670 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021
yang dikorelasikan dengan kemampuannya mendegradasi sampah organik harian di
TPA Galuga, Kabupaten Bogor.
Hasil dan Pembahasan
A. Studi Pengelolaan Sampah Organik di TPA Galuga
Kabupaten Bogor memiliki empat TPA, salah satunya TPA Galuga. Namun,
keberadaan TPA tersebut masih belum menjamin terselesaikannya masalah sampah.
Tingginya volume sampah yang dihasilkan setiap hari di Kabupaten Bogor
menimbulkan kelebihan kapasitas pada semua TPA. Hanya sekitar 60% sampah yang
dapat diangkut ke tempat pembuangan akhir dengan sistem landfilling, sedangkan
sisanya dibuang di sungai, dibakar, atau ditimbun di dalam tanah (Maulana, 2019).
Artinya, sebagian sampah hanya dimobilisasi ke TPA dan terus ditumpuk setiap
harinya tanpa pengolahan lanjut, sehingga hanya akan menciptakan gunungan-
gunungan sampah di TPA.
Rata-rata sampah yang diproduksi di TPA Galuga per bulan mencapai 60.132,67
ton (Rusmaya et al., 2019). Jika diestimasikan bahwa akumulasi sampah organik
sebesar 70% dari total sampah (persentase maksimum), maka jumlah sampah organik
mencapai 1.403 ton per hari (jumlah hari dalam satu bulan 30 hari). Informasi ini
dapat digunakan dalam analisis produktivitas larva BSF dalam menguraikan sampah
organik. Dengan demikian, sampah oranik juga bisa dioptimasi manfaatnya dari
rencana sistem pengolahan berbasis larva BSF dalam merealisasikan pengolahan
sampah yang komprehensif.
B. Produktivitas Larva BSF dalam Menguraikan Sampah
Black Soldier Fly merupakan jenis lalat yang berasal dari kingdom Animalis,
filum Arthropoda, kelas Insekta, ordo Diptera, subordo Brachycera, family
Stratiomyidae, subfilum Hermetinae, genus Hermetia, spesies Hermetia illucens
(Diener, 2010). BSF (Black Soldier Fly) merupakan larva dari lalat hitam dan banyak
ditemukan pada tempat-tempat yang terdapat sampah organik (Gambar 1). Larva
BSF memanfaatkan sampah tersebut sebagai sumber makanannya. (Popa & Green,
2012)menyatakan bahwa larva BSF dapat mendegradasi hingga 55%sampah organik.
Menurut (Diener, 2010), larva BSF juga dapat menekan pertumbuhan bakteri.
Selama proses dekomposisi sampah, BSF dapat mengontrol bau dan hama, serta
mengurangi emisi gas rumah kaca. Hal ini dipengaruhi oleh bagian mulutnya dan
enzim pencernaannya yang aktif sehingga larva BSF mampu mengonsumsi sampah
organik dalam jumlah besar lebih cepat dan efisien.
Gambar 1 (a) Larva BSF dan (b) BSF dewasa (Popa & Green, 2012)
Analisis Produksi Biodiesel dan Kitosan Berbasis Larva Black Soldier Fly (Hermetia
Illucens) dengan Memanfaatkan Sampah Organik
Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021 671
Pengolahan sampah dengan BSF dapat dilakukan dengan 40.000 larva setiap 1
m2 area pengolahan memakan 60 kg sampah organik selama periode 12 hari. Larva
akan mencerna bahan organik kemudian melakukan proses metabolisme terhadap
nutrisi sehingga menjadi biomassa larva. Suhu sampah yang optimum diberikan pada
larva adalah 27-33°C dengan lingkungan teduh dan kadar air 60-90%. Hal ini dapat
menjadi acuan dalam pemeliharaan BSF dengan pembuatan dark cage untuk pupasi,
jaring untuk mecegah lalat BSF dewasa terbang, dan biopond atau kotak bersusun
untuk meletakkan pakan berupa sampah organik. Menurut Priyatno dalam Omah
BSF Semarang, setiap 1 m2biopondyang berisi 100 Kg sampah organik dapat
diuraikan dalam waktu 24 jam.
C. Prospek Produksi Biodiesel Berbasis BSF
Setiap larva BSF dengan bobot tubuh rata-rata 200 mg mampu mendegradasi sampah
sebanyak 40 mg per hari. Dengan demikian dapat ditentukan asumsi jumlah larva
BSF yang diperlukan setiap harinya untuk mendegradasi seluruh sampah. Jika
sampah organik di TPA Galuga sebanyak 1.403 ton per hari, maka estimasi jumlah
larva BSF yang dapat mendegradasi sebanyak 350,74 × 108 ekor. Diketahui
rendemen lemak pada larva BSF sebesar 35% pada fase prepupa (Popa & Green,
2012). Jadi, banyaknya larva BSF yang diperlukan dalam menguraikan sampah
organik di TPA Galuga sebesar 350,74 × 108 ekor yang akan menghasilkan lemak
sebanyak 3.890 kL per hari (Tabel 1). Dalam proses pembuatan biodiesel akan
diperoleh hasil samping berupa kitin yang berpotensi dimanfaatkan sebagai kitosan
dan dapat diolah lebih lanjut, misalnya dalam produksi DMFC. Berikut analisis
sederhananya.
Diketahui:
Jumlah sampah per hari = 1.403 ton = 1,403 × 109 mg
Sampah yang terdegradasi = 40 mg/ekor
Bobot maggot = 200 mg/ekor
Maka, jumlah maggot yang diperlukan setiap hari untuk menguraikan sejumlah sampah
dapat dianalisis sebagai berikut.
Perhitungan = 1,403 × 109 mg
40𝑚𝑔
𝑒𝑘𝑜𝑟
= 350,74 × 108 ekor
Bobot maggot = 350,74 ×108 ekor ×200 mg/ekor
= 7,0148×1012 mg
Rendemen lemak = 35% ×7,0148×1012 mg
= 2,45×1012 mg =2,45×106 Kg
(d=630 kg/m3), maka 3,89 ×103 m3 =3,89×106 L = 3.890 kL
Tabel 1 Analisis sampah organik dan potensi hasilnya sebagai biodiesel
Objek analisis Hasil Analisis Rujukan analisis
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan dan Aziz Husain Ahmad
672 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021
Sampah organik di TPA Galuga
Bogor
1.403 ton/ hari BLHK Bogor 2016
Jumlah BSF untuk degradasi
sampah
350,74 × 108
ekor/hari
Popa dan Green
2012
Potensi lemak BSF 3.890 kL /hari Popa dan Green
2012
Potensi hasil produksi biodiesel 3.730 kL /hari Ishak et al. 2018
Menurut (Popa & Green, 2012), kandungan lemak dari larva BSF dapat
dimanfaatkan sebagai biodiesel dengan nilai energi yang sebanding dengan gas metana
(CH4) yang dihasilkan dari degradasi kotoran hewan. Produksi biodiesel dari fraksi
residu padat limbah organik setelah typical grease extraction menggunakan BSF
menghasilkan biomassa larva yang digunakan untuk ekstraksi minyak mentah oleh
petroleum eter. Komponen metil ester utama dari biodiesel yang berasal dari larva BSF
adalah ester asam laurat (23.4%), ester asam oleinat (27.1%), dan ester asam palmitat
(18.2%) dengan sebagian besar sifat bahan bakarnya sesuai dengan standar Eropa EN
14214 (Zheng et al., 2012) dan SNI 7182:2015 (Tabel 2). Penelitian (Zheng et al., 2012)
menyatakan bahwa sebanyak 1.248,6 g kotoran sapi yang diurai selama 21 hari oleh
1.200 larva BSF dapat menghasilkan biodiesel. Formulasi tersebut menghasilkan 70.8 g
larva kering yang kemudian diproses menghasilkan 15.8 g biodiesel atau 22.3% dari
total massa larva kering.
Tabel 2 Karakteristik biodiesel larva BSF
Parameter EN 14214 SNI
7182:2015
Biodiesel BSF
Densitas (Kg/m3) 860-900 850-890 885
Viskositas pada 40C (mm2/s) 1,9-6,0 2,3-6 5.8
Kadar air, maks (mg/Kg) 0,03 0.05 0.03
Kandungan ester, min (%) 96,5 96,5 97,2
Titik nyala, min(ºC) 120 100 123
Angka setan 48-60 min 51 53
Bilangan asam, maks (mg
KOH/g)
0,8 0,5 1.1
Temperatur distilasi, maks (ºC) - 360 360
Produksi biodiesel dilakukan dengan proses transesterifikasi dua tahap,
esterifikasi dikatalisis asam dan transesterifikasi dengan katalis basa karena kandungan
asam lemak bebas yang tinggi pada lemak BSF. Transesterifikasi merupakan metode
yang paling dikenal luas untuk produksi biodiesel karena sederhana dan biayanya
rendah. Proses transesterifikasi melibatkan reaksi di antara molekul trigliserida dan
alkohol dengan adanya katalis untuk membentuk ester dan gliserol. Terdapat beberapa
faktor yang mempengaruhi laju reaksi transesterifikasi seperti methanol:air (rasio
Analisis Produksi Biodiesel dan Kitosan Berbasis Larva Black Soldier Fly (Hermetia
Illucens) dengan Memanfaatkan Sampah Organik
Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021 673
molar), jumlah katalis (% bobot), waktu reaksi (menit), dan suhu reaksi (C).
Transesterifikasi dua tahap ideal untuk minyak dengan asam lemak bebas tinggi untuk
mengeliminasi pembentukan sabun selama transesterifikasi yang dikatalis dengan
katalis heterogen.
Gambar 1 Reaksi esterifikasi asam lemak pada proses konversi biodiesel
(Ishak et al., 2018) melakukan studi untuk menentukan variabel optimum
sehingga menghasilkan rendemen biodiesel BSF maksimum menggunakan metode
pemodelan response surface methodology (RSM) dengan central composite design
(CCD). Hasil dari penelitian tersebut diperoleh rendemen biodiesel BSF hasil
transesterifikasi sebesar 97% dari lemak BSF pada kondisi rasio metanol:lemak sebesar
10:1, jumlah katalis 1,1 % b/b, waktu reaksi 61 menit, dan suhu reaksi 62 C. Asam
lemak yang paling dominan pada lemak BSF adalah asam laurat (C12:0). Sementara itu,
(Surendra et al., 2016)menggunakan sampah organik terutama sisa makanan sebagai
media makan BSF. Hasilnya kandungan asam lemak tertinggi dalam lemak BSF adalah
asam laurat (C12:0) dengan kadar 44.91.5 %, kemudian diikuti asam palmitat (C16:0)
dan asam oleat (C18:1n-9) masing-masing 13.50.7 % dan 12.00.7 %.
D. BSF sebagai Sumber Kitosan
Proses ekstraksi kitosan dari eksoskeleton pupa black soldier fly dilakukan
melalui 4 tahapan, yaitu demineralisasi, deproteinasi, depigmentasi, dan deasetilasi.
Proses demineralisasi bertujuan menghilangkan mineral yang terdapat pada pupa
BSF berupa kalsium karbonat (CaCO3) dan kalsium fosfat (Ca3(PO4)2). Proses ini
dilakukan dengan cara merendam pupa BSF dalam larutan HCl 2 M selama 36 jam.
Proses deproteinasi dilakukan dengan cara merendam pupa BSF dalam larutan
NaOH 2M selama 36 jam. Proses tersebut akan mengeliminasi protein karena ion
Na+ akan mengikat ujung protein yang bermuatan negatif sehingga larut dalam
NaOH (Wahyuni et al., 2020).
Proses depigmentasi atau dekolorisasi menghasilkan produk berwarna putih
kekuningan dengan sedikit bercak hitam. Proses ini dilakukan dengan merendam
pupa BSF pada larutan KMnO41% dilanjutkan dengan perendaman dalam asam
oksalat 1% selama 2 jam sambil diaduk dengan kecepatan 150 rpm. Proses
depigmentasi secara umum dilakukan menggunakan reagen yang bersifat oksidator
seperti aseton, asam oksalat, kaporit, dan KMnO4. Rendemen kitin yang dihasilkan
dari proses-proses tersebut yaitu sebesar 11,8%. Rendemen kitin yang diperoleh
sangat bergantung dengan fase hidup dari BSF yang digunakan (Wahyuni et al.,
2020).
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan dan Aziz Husain Ahmad
674 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021
Kitin yang telah dicuci bersih dan dikeringkan selanjutnya akan mengalami
proses deasetilasi menjadi kitosan. Ikatan antara karbon pada gugus asetil dengan
atom nitrogen pada kitin akan diputus sehingga membentuk gugus amina (-NH2-)
pada proses ini. Proses deasetilasi dilakukan dengan merendam kitin dalam larutan
NaOH 50% (b/v) di atas hot plate sambil diaduk menggunakan magnetic stirrer.
Optimasi suhu dan waktu deasetilasi menunjukkan bahwa rendemen kitosan tertinggi
diperoleh pada suhu 60 C selama 12 jam yaitu sebesar 5,78%. Namun, kitosan
dengan mutu terbaik diperoleh pada suhu deasetilasi 80 Cdengan rendemen 3,11%
yang dilihat dari derajat deasetilasi (Gambar 2a). Derajat deasetilasi kitosan pada
suhu 80 C diperoleh sebesar 75,98% (Gambar 2b). Angka tersebut telah memenuhi
standar derajat deasetilasi kitosan yang ditetapkan Soleh BSN yakni di atas 75%
(Wahyuni et al., 2020).
Gambar 2 Rendemen kitosan berdasarkan optimasi a) variasi suhu, b) variasi
waktu (Sumber: (Wahyuni et al., 2020).
Pupa BSF memiliki potensi sebagai sumber kitosan yang dapat diolah lebih
lanjut menjadi DMFC sehingga semua komponen dalam sistem termanfaatkan (zero
waste).DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) merupakan sel bahan bakar (fuel cell)
yang menggunakan metanol sebagai sumber energi atau bahan bakarnya. Sel bahan
bakar menghasilkan listrik melalui reaksi elektrokimia. Sebuah sel bahan bakar
menggunakan suplai eksternal dari energi kimia dan dapat berjalan tanpa batas
waktu, selama bahan bakarnya masih disuplai, yakni hidrogen dan oksigen. Menurut
Hakim (2018), salah satu komponen terpenting dalam DMFC ialah membran
elektrolit. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai alternatif membran katalis
ialah kitosan.
Hasil penelitian yang dilakukan oleh (Hidayati et al., 2017) menunjukkan
bahwa nilai water uptake atau kemampuan membran dalam menyerap air, sifat
permeabilitas metanol melalui membran serta kapasitas dan IEC (ion exchange
capacity) dipengaruhi oleh jumlah kitosan yang ada dalam membran dan lamanya
sulfonasi. Jumlah kitosan yang lebih banyak menyebabkan membran lebih banyak
menyerap air (hidrofilik), mengurangi permeabilitas metanol dan meningkatkan nilai
IEC. Penelitian lain yang dilakukan oleh (Permana et al., 2015) menunjukkan bahwa
membran DMFC yang terbuat dari kitosan/asam fosfotungstat-montmorrilonite yang
dimodifikasi dengan silan memiliki permeabilitas metanol yang lebih rendah. Hal
Analisis Produksi Biodiesel dan Kitosan Berbasis Larva Black Soldier Fly (Hermetia
Illucens) dengan Memanfaatkan Sampah Organik
Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021 675
tersebut menandakan bahwa kitosan merupakan kandidat yang potensial sebagai
membran DMFC.
E. Produk Samping Pemanfaatan BSF
Sisa sampah yang membusuk dan juga kotoran larva BSF sangat potensial
sebagai kompos tanaman. Kompos ini dapat dijual dan menambah nilai tambah
ekonomi. Gliserol menjadi hasil samping reaksi esterifikasi biodiesel. Gliserol
bermanfaat dalam bidang kosmetika dan farmasi.
F. Manfaat Implementasi
Implementasi pemanfaatan sampah organik berbasis larva BSF membutuhkan
strategi dan kolaborasi yang didukung dengan rincian rencana kegiataan secara riil
oleh berbagai pihak, meliputi pemerintah, masyarakat, dan swasta. Adapaun
beberapa manfaat yang akan diperoleh merujuk pada tujuan Sustainable
Develompment Goals (SDGs) yaitu:
Pemanfaatan BSF menjadi sumber energi potensial berupa
biodiesel berbasis lemak hewani yang mendorong realisasi energi
terbarukan dengan meningkakan akses terhadap riset dan
teknologi energi bersih, maju, dan mendorong investasi dalam
infrastruktur energi dan teknologi energi bersih tanpa takut
bersaing dengan kebutuhan terhadap pangan.
Implementasi pengelolaan sampah organik menggunakan BSF
sebagai sumber energi mendorong tercipta sebuah sistem
berbasis industri yang inklusif dan berkelanjutan serta
mendorong terciptanya sumber daya yang mengadopsi teknologi
bersih dan ramah lingkungan melalui pengembangan inovasi. Selain itu, realisasi sistem akan menciptakan lapangan pekerjaan
baru.
Pengelolaan sampah dengan BSF secara tidak langsung akan
mengurangi cemaran gas-gas dari sampah yang dibiarkan
membusuk. Selain itu, pemanfaatan BSF sebagai biodiesel juga
akan menciptakan energi ramah lingkungan tanpa emisi gas
rumah kaca
Pengelolaan sampah dengan BSF menghasilkan keteraturan
pengginaan lahan karena sampah tidak dibiarkan menumpuk
sehingga tidak perlu membuka banyak lahan untuk menumpuk
sampah, dengan demikian upaya meminimalisir pembukaan
lahan untuk TPA dapat dihindari.
Kesimpulan
Larva BSF (Black Soldier Fly) sangat prospektif dalam menguraikan masalah
sampah organik di TPA Galuga karena produktivitasnya yang tinggi dalam
menguraikan sampah. BSF berpotensi sebagai sumber lemak untuk pembuatan biodiesel
dan kitosan. Biodiesel yang dihasilkan sesuai dengan standar Eropa EN 14214 dan SNI
7182:2015. Kualitas kitosan yang diperoleh dari BSF sesuai standar BSN yang dapat
dimanfaatkan sebagai membran DMFC. Manfaat dalam aspek ekologi berupa
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan dan Aziz Husain Ahmad
676 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021
teratasinya masalah lingkungan dan energi, serta sosial yaitu tata kelola kota yang baik
dan terciptanya lapangan pekerjaan.
Analisis Produksi Biodiesel dan Kitosan Berbasis Larva Black Soldier Fly (Hermetia
Illucens) dengan Memanfaatkan Sampah Organik
Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021 677
Bibliography
Agency, I. E. (2017). Efisiensi Energi di Indonesia.
Diener, S. (2010). Valorisation of organic solid waste using the black soldier fly,
Hermetia illucens, in low and middle-income countries. ETH Zurich.
Hidayati, N., Mujiburohman, M., Abdillah, H., Harmoko, T., & Arimurti, R. D. (2017).
Sintesis Dan Karakteristik Membran Komposit Akrilonitril Butadiena Stirena
(ABS)-Kitosan Tersulfonasi Untuk Direct Metanol Fuel Cell. Jurnal Matematika
Dan Sains, 22, 20–23.
Ishak, S., Kamari, A., Yusoff, S. N. M., & Halim, A. L. A. (2018). Optimisation of
biodiesel production of Black Soldier Fly larvae rearing on restaurant kitchen
waste. Journal of Physics: Conference Series, 1097(1), 12052.
Maulana, L. H. (2019). MODEL PENGELOLAAN SAMPAH PERKOTAAN (Survey
Pada Pengelolaan Persampahan Kota Bogor). JURNAL VISIONIDA, 5(2), 54–61.
Permana, D., Purwanto, M., & Atmaja, L. (2015). Synthesis and characterization of
chitosan/phosphotungstic acid-montmorillonite modified by silane for DMFC
membrane. Indonesian Journal of Chemistry, 15(3), 218–225.
Popa, R., & Green, T. (2012). Dipterra LCC eBook Biology and Ecology of the Black
Soldier Fly. DifTerra LCC.
Rusmaya, D., Rochaeni, A., & Mulyana, H. (2019). Perencanaan Jalur Pengangkutan
Sampah di Kabupaten Bogor, Kota Bogor, dan Kota Depok menuju Stasiun
Pengumpul Antara (SPA). Journal of Community Based Environmental Engineering and Management, 2(1), 1–8.
Surendra, K. C., Olivier, R., Tomberlin, J. K., Jha, R., & Khanal, S. K. (2016).
Bioconversion of organic wastes into biodiesel and animal feed via insect farming.
Renewable Energy, 98, 197–202.
Trihadiningrum, Y., Laksono, I. J., Dhokhikah, Y., Moesriati, A., Radita, D. R., &
Sunaryo, S. (2017). Community activities in residential solid waste reduction in
Tenggilis Mejoyo District, Surabaya City, Indonesia. Journal of Material Cycles
and Waste Management, 19(1), 526–535.
Wahyuni, S., Selvina, R., Fauziyah, R., Prakoso, H. T., Priyono, P., & Siswanto, S.
(2020). Optimasi Suhu dan Waktu Deasetilasi Kitin Berbasis Selongsong Maggot
(Hermetia ilucens) Menjadi Kitosan. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia, 25(3), 375–
383.
Zheng, L., Li, Q., Zhang, J., & Yu, Z. (2012). Double the biodiesel yield: Rearing black
Siski Andini Sukowati, Moh Sahid Indrawan dan Aziz Husain Ahmad
678 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 2, No. 4, April2021
soldier fly larvae, Hermetia illucens, on solid residual fraction of restaurant waste
after grease extraction for biodiesel production. Renewable Energy, 41, 75–79.