12
667 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi:pISSN: 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], [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

ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

  • Upload
    others

  • View
    12

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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],

[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

Page 2: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 3: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 4: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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)

Page 5: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 6: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 7: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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).

Page 8: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 9: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 10: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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.

Page 11: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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

Page 12: ANALISIS PRODUKSI BIODIESEL DAN KITOSAN BERBASIS …

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.