Pemanfaatan Tanaman Kelapa Sebagai Sumber Energi Alternatif

Yunita Selonika1107114284

Program Studi Teknik Kimia Universitas RiauKampus Binawidya Km 12,5 Simpang Baru Panam, Pekanbaru 28293

brigidays@ymail.com

Abstrak

Cadangan minyak bumi terus berkurang akibat meningkatnya kebutuhan bahan bakar sehingga mendorong penggunaan sumber energi alternatif. Oleh karena itu, manusia harus menemukan sumber energi alternatif yang efektif. Salah satu sumber daya alam yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif adalah tumbuhan kelapa (Cocos nucifera). Namun, pemanfaatan kelapa masih kurang meskipun lahan kelapa di Indonesia sangat luas. Hampir seluruh bagian dari kelapa dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif. Daging kelapa kering menghasilkan minyak kelapa yang dapat diolah menjadi biodiesel yang dinamakan cocodiesel (coco methyl ester). Biodiesel yang dihasilkan dari kelapa memiliki kualitas yang bagus untuk digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Nira kelapa difermentasi menjadi tuak dan dapat digunakan sebagai bahan baku bioetanol. Tidak hanya daging dan nira kelapa saja yang dapat dimanfaatkan, tempurung kelapa pun dapat diolah menjadi briket arang dan gas pengganti LPG melalui proses gasifikasi. Keuntungan dari pemanfaatan tanaman kelapa sebagai sumber energi alternatif adalah energi yang dihasilkan lebih aman, tidak beracun, dan ramah lingkungan.

Kata kunci: alternatif , cocodiesel, energi, kelapa

1. Pendahuluan

Indonesia memiliki beragam sumber energi seperti minyak bumi, gas, batu bara, panas bumi, air dan sebagainya yang digunakan dalam berbagai aktivitas pembangunan secara langsung. Namun kebutuhan bahan bakar minyak bumi didalam negeri meningkat seiring dengan majunya pembangunan, bertambahnya jumlah industri dan transportasi, kemajuan teknologi, dan berdirinya pembangkit listrik tenaga diesel diberbagai daerah di Indnesia (Haryanto,2002). Peningkatan ini mengakibatkan berkurangnya cadangan minyak bumi dengan sangat cepat, sedangkan minyak bumi tidak dapat diperbarui. Hal inilah yang mendorong manusia untuk menemukan sumber energi alternatif yang efektif. Salah satu sumber daya alam yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif adalah tumbuhan kelapa.

Tumbuhan kelapa ,dengan nama latin Cocos nucifera, merupakan jenis tumbuhan yang termasuk suku pinang-pinangan (Arecaceae) dan anggota tunggal dalam marga Cocos. Tumbuhan kelapa banyak tumbuh didaerah pantai dan daratan rendah khususnya Indonesia. Semua bagian pohon kelapa dapat dimanfaatkan, mulai dari bunga, batang, pelepah, daun, buah, bahkan akarnya. Batang pohon kelapa merupakan batang tunggal. Tinggi pohon kelapa dapat mencapai lebih dari 30m. Daun kelapa tersusun secara majemuk, menyirip sejajar tunggal, berwarna kekuningan jika masih muda dan berwarna hijau tua jika sudah tua. Akar kelapa merupakan akar serabut, tebal dan berbentuk bonggol. Bunga kelapa merupakan bunga majemuk dan buahnya berukuran besar dengan diameter kira-kira 10-20cm. Buah kelapa berwarna hijau, kuning, dan ada yang berwarna orange. Klasifikasi tumbuhan kelapa dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Klasifikasi Tumbuhan Kelapa

[Sumber: Redy Joko Prasetyo Group, 2011]

Sampai saat ini, Indonesia memiliki lahan perkebunan kelapa terluas di dunia dengan luas areal 3,86 juta hektar yang sebagian besar kebun milik rakyat. Penyebaran

lahan perkebunan kelapa di Indonesia dapat dihat pada Tabel 2, sedangkan luas perkebunan kelapa dari beberapa propinsi di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 2. Penyebaran Lahan Kelapa di Indonesia

Pulau Luas Perkebunan Kelapa (%)

Sumatera 32,43

Jawa 22,95

Sulawesi 19,6

Bali, NTT, NTB 2,93

Kalimantan 7,27

Maluku dan Papua

9,76

[Sumber: Ditjen Perkebunan, 2010]

Tabel 3. Luas Perkebunan Kelapa dari Beberapa Propinsi di Indonesia

Propinsi Luas Perkebunan Kelapa (%)

Riau 14,2

Jawa Timur 7,23

Sulawesi Utara 7,23

Jawa Tengah 6,11

Jawa Barat 4,89

Sulawesi Tengah

4,78

[Sumber: Ditjen Perkebunan, 2010]

Total produksi kelapa Indonesia tahun 2011 sebesar 3,3 juta ton atau sebesar 29,8% total produksi dunia (APCC 2006). Diikuti dengan negara lain seperti Filipina

2,10 juta ton (18%), India 1,85 juta ton (17,1%), Srilanka 0,51 juta ton (5%), Papua Nugini 0,17 juta ton (2%) dan negara-negara lain 2,39 juta ton (28,1%). Dengan potensi yang sedemikian besar,

Kingdom PlantaeSubkingdom TracheobiontaSuper divisi SpermatophytaDivisi MagnoliophytaKelas LiliopsidaSubkelas ArecidaeOrdo ArecalesFamili Arecaceae

Genus Cocos

Spesies C. nucifera

Nama biomal Cocos nucifera L.

Indonesia memiliki peluang untuk dapat lebih meningkatkan kapasitas produksi kelapa nasional sehingga kelapa dapat menjadi salah satu penggerak perekonomian nasional (Batampos, 2011).

Namun, produktivitas tanaman kelapa di Indonesia saat ini baru sekitar 50% dari potensinya atau hanya 1,1 ton/ha. Selain rendahnya produktivitas tanaman, persoalan lain pada pengembangan kelapa di Indonesia yakni pemanfaatan produk hilir maupun hasil sampingan yang belum banyak dilakukan. Selama ini tanamann kelapa hanya dimanfaatkan pada produk primernya saja seperti kelapa segar dan kopra untuk bahan baku minyak goreng. Dalam program diversifikasi kelapa, Indonesia baru mampu menghasilkan 22 ragam produk turunan kelapa. Angka ini masih di bawah Filipina yang telah memproduksi lebih dari 100 jenis diversifikasi produk berbasis kelapa (Mediaperkebunan, 2011).

Pemanfaatan tumbuhan kelapa yang masih kurang sementara lahan yang tersedia begitu luas, menjadikan tumbuhan kelapa cocok sebagai sumber energi alternatif baru di Indonesia. Hampir seluruh bagian tanaman kelapa dapat digunakan sebagai sumber energi seperti bioetanol, gasifikasi, biodiesel, dan briket arang.

2. Tumbuhan Kelapa Sebagai Sumber Energi Alternatif

Sumber energi terbesar di Indonesia adalah minyak bumi. Namun, cadangan minyak bumi semakin lama semakin

berkurang akibat meningkatnya kebutuhan bahan bakar minyak. Oleh karena itu, dibutuhkan sumber energi alternatif yang efektif. Salah satu sumber daya alam yang dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif adalah tumbuhan kelapa. Namun, pemanfaatan tumbuhan kelapa masih kurang meskipun lahan perkebunan kelapa di Indonesia sangat luas. Oleh karena itu, kelapa cocok digunakan sebagai sumber energi alternatif. Hampir seluruh bagian dari kelapa dapat di gunakan sebagai sumber energi alternatif.

2.1 Minyak Kelapa Menjadi Biodiesel (Cocodiesel)

Minyak kelapa diperoleh dari pengepresan daging kelapa yang dikeringkan/kopra. Kopra mengandung 63-65% minyak. Seperti minyak nabati lainnya, minyak kelapa merupakan senyawa trigliserida yang terdiri dari berbagai asam lemak yang mana sekitar 90% merupakan asam lemak jenuh. Minyak kelapa yang belum dimurnikan juga mengandung sejumlah komponen kecil bukan lemak seperti fosfatida, gum, sterol (0,06-0,08%), tokoferol (0,003%), asam lemak bebas (< 5%), dan sedikit protein serta karoten. Sterol yang ada dalam minyak kelapa berfungsi sebagai stabilizer sedangkan tokoferol sebagai antioksidan (Ketaren, 1986). Komposisi asam lemak pada minyak kelapa dan beberapa minyak nabati lainnya dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Komposisi asam lemak minyak kelapa dan beberapa minyak nabati

Asam Lemak Kelapa Sawit Kanola Bunga Matahari

Kacang Tanah

Kedelai

Lin Seed

Kaproat (C 6:0)* 0-0,8

Caprilat (C 8:0)* 5,5-9,5

Caprat (C 10:0)* 4,5-9,5

Laurat (C 12:0) 44-51

Merisat (C 14:0) 13-18,5 0,9-2,4 0,5

Palmitat (C 16:0)

7,5-10,5

32-46,3

4-5 3,5-6,5 6-12,5 2,3-11 6

Stearat (C 18:0) 1-3 4-6,3 1-2 1,3-5,6 2,5-6 2,4-6 3,2-4,0

Oleat (18:1) 5-8,2 37-53 55-63 14-43 37-61 22-30,8 13-3,7

Linoleat (18:2) 1-2,6 6-12 20-31 44-68,7 13-41 49-53 5-23

Linolenat (18:3) 9-10 2-10,5 26-60

[Sumber: Knothe, et all,2004, *Ketaren,1986]

Minyak kelapa dapat digunakan sebagai bahan bakar secara lansung tanpa campuran apapun dengan memodifikasi mesin atau dijadikan cocodiesel terlebih dahulu. Cocodiesel memiliki nama kimia coco methyl ester. Proses pembuatan cocodiesel sangat sederhana yaitu

mereaksikan minyak kelapa dengan metanol dan NaOH sebagai katalis. Pencampuran minyak kelapa dengan metanol akan memutuskan trigliserida dari rantai karbon yang panjang menjadi ester metil (biodiesel) dan gliserol. Reaksi kimia yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Reaksi kimia pembuatan biodiesel [Sumber: Haryanto,2002]

Secara lengkap, proses pembuatan cocodiesel adalah larutan metanol dan NaOH dimasukkan kedalam reaktor esterifikasi yang berisi minyak kelapa. Kemudian dilakukan pemanasan hingga suhu 150oF selama 1 hingga 8 jam dengan pengadukan yang kuat. Minyak yang digunakan diolah dengan hati-hati supaya tidak tercampur air dan menghasilkan sabun pada saat pemanasan. Dalam proses ini, metanol digunakan dalam jumlah berlebih supaya minyak dapat terkonversi secara total membentuk ester. Metanol yang bersisa dipisahkan dengan proses destilasi dan dapat digunakan kembali untuk proses pembuatan selanjutnya. Setelah reaksi selesai dan metanol telah dipisahkan, terbentuk dua produk utama adalah ester metil dilapisan atas dan gliserol dilapisan bawah. Gliserol yang

dihasilkan mengandung katalis yang tidak terpakai dan dapat dimurnikan dengan penambahan asam. Gliserol dengan kemurnian 80-88% dapat dijual. Sedangkan ester metil yang diperoleh dibersihkan dari residu yang ada dengan mengekstraknya menggunakan air dan kemudian dikeringkan. Ester metil yang dihasilkan dinamakan cocodiesel.

Berdasarkan kajian yang dilakukan Jamescook University (1983), disimpulkan bahwa minyak kelapa memiliki karakteristik yang baik sebagai bahan bakar dibandingkan minyak nabati lainnya, namun cocodiesel jauh lebih baik untuk digunakan pada mesin diesel. Karakteristik dari cocodiesel dan beberapa minyak diesel dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Karakteristik dari cocodiesel dan beberapa minyak diesel

Karakteristik Minyak Diesel

Minyak Kelapa

Cocodiesel Bunga Matahari

K viskositas 40oC mm2/detik 2-4 24-28 3-4 30-34

Cetane Number 40-60 >60 >60 30-40

Cloud Point 0oC -9 25 2-6 -6

Calori (MJ) 38 35 33 36

Flash Point(0oC) 60-70 130 320

Abu (%) 0,02 0,05-0,15 0,001 0,05-4

[Sumber: Jamescook University, 1983]

Keuntungan penggunaan cocodiesel sebagai bahan bakar alternatif antara lain tidak memerlukan modifikasi mesin seperti pada penggunaan minyak kelapa murni, ramah lingkungan, memiliki daya pelumas yang tinggi, aman dan tidak beracun.

2.2 Nira Kelapa Menjadi Bioetanol

Nira kelapa merupakan cairan bening yang keluar dari bunga kelapa yang pucuknya belum membuka. Nira sebagai bahan baku pembuatan gula dapat juga untuk minuman segar seperti legen (Jawa) atau lahang (Sunda) (Ir. Basir, dkk,1999). Dalam keadaan segar nira mempunyai rasa manis berbau harum dan tidak berwarna. Selain bahan baku pembuatan gula, nira dapat pula digunakan sebagai bahan makanan lain adalah minuman keras (tuak), dan asam cuka (Tien. R. Muchtadi dan Sugiyono,1992). Nira segar mempunyai komposisi zat gizi tertera pada Tabel 6.

Tabel 6. Komposisi nira kelapa segar (g/100 ml)

Komposisi bahan Kadar

Total padatan 15,20 – 19,70

Sukrosa 12,30 – 17,40

Abu 0,11 – 0,41

Protein O,23 – 0,32

Vitamin C 16,00 – 30,00

[Sumber: Budi S, Hieronymus, 1993]

Nira kelapa dapat difermentasikan menjadi tuak secara alami. Tuak memiliki kadar alkohol yang bervariasi tergantung dari ketelitian proses fermentasi. Apabila proses fermentasi dilakukan secara sempurna, maka akan dihasilkan tuak dengan kadar alkohol 6-7%. Tuak yang dihasilkan dapat diolah menjadi bioetanol

dengan proses destilasi. Tuak dipanaskan pada suhu 78-100oC, hingga etanol didalam tuak menguap dan melalui unit kondensasi akan dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95%. Etanol yang dihasilkan merupakan bioetanol yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan. Namun, bioetanol tersebut haruslah berkadar kemurnian 95-99%. Terdapat dua cara untuk memurnikan bioetanol, adalah cara kimia dan fisika(Pranowo, 2007). Cara kimia dilakukan dengan menggunakan batu gamping yang dihaluskan supaya menyerap air dengan cepat. Sedangkan cara fisika, dilakukan dengan menggunakan zeolitis sintesis yang dapat menyerap air lebih kuat. Namun, zeolitis sintesis belum diproduksi di Indonesia dan hanya digunakan untuk produksi dalam jumlah besar.

2.3 Tempurung Kelapa Menjadi Briket Arang

Tempurung kelapa tidak hanya dapat dimanfaatkan sebagai arang, tetapi juga dapat diolah menjadi briket arang yang berguna sebagai bahan bakar alternatif. Tempurung yang cocok untuk diolah menjadi briket arang adalah tempurung kering yang berasal dari kelapa tua. Proses awal pembuatan briket arang adalah mengolah tempurung kelapa menjadi arang dengan cara pengarangan manual melalui tong tertutup yang hanya memiliki sedikit rongga untuk keluarnya asap atau melalui proses pirolisis, dimana asap yang dihasilkan dari pembakara dikondensasikan menjadi asap cair. Asap cair yang dihasilkan dapat digunakan sebagai pengawet. Gambar pengolahan tempurung kelapa menjadi arang dapat diliha pada Gambar 2.

Gambar 2. Pengolahan tempurung kelapa menjadi arang [Sumber: Ekalinda]

Arang yang diperoleh, dihaluskan menjadi tepung dengan menggunakan mesin penepung arang (diskmill). Tepung arang tersebut disaring dan kemudian dicampur dengan lem kanji yang berasal dari tepung tapioka sebanyak 2,5% dari tepung arang tempurung. Setelah bahan-bahan tercampur merata, maka dilakukan pencetakan briket yang kemudian dilanjutkan dengan pengeringan briket menggunakan oven atau dijemur. Gambar briket arang dari tempurung kelapa dapat dilihat pada Gambar 3.

GGambar 3. Briket arang dari tempurung kelapa [Sumber: Peluang Bisnis, 2009]

2.4 Gasifikasi Tempurung Kelapa

Gasifikasi merupakan proses pengkonversian bahan bakar padat menjadi gas yang dapat digunakan sebagai pengganti LPG melalui proses pembakaran dengan suplai udara terbatas. Reaktor tempat terjadinya proses gasifikasi disebut

gasifier. Skema proses gasifikasi tempurung kelapa dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Skema proses gasifikasi tempurung kelapa [Sumber: Vidian, 2008]

Udara pembakaran dialirkan menggunakan sebuah blower. Disisi gasifier dibuat 3 buah saluran thermokopel yang berfungsi untuk menentukan daerah gasifier. Pada saluran keluar, gas hasil gasifikasi akan keluar dan dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk kompor gas. Gambar api yang dihasilkan dari proses gasifikasi dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Api hasil proses gasifikasi tempurung kelapa [Sumber: Vidian, 2008] .

3. Kesimpulan

Pemanfaatan tanaman kelapa masih kurang meskipun lahan perkebunan kelapa di Indonesia sangat luas. Hampir seluruh bagian tanaman kelapa dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif yang efektif. Daging kelapa menghasilkan minyak kelapa yang dapat diolah menjadi biodiesel dengan menambahkan metanol dan NaOH sebagai katalis. Biodiesel yang dihasilkan dari miyak kelapa dinamakan coco methyl ester (cocodiesel). Nira kelapa difermentasikan menjadi tuak dan melalui proses destilasi dihasilkan bioetanol yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Selain daging dan nira kelapa, tempurung kelapa pun dapat diolah menjadi briket arang dan gas pengganti LPG melalui proses gasifikasi.

4. Daftar Pustaka

Anonim. 2011. Kelapa, Riwayatmu Dulu? Mediaperkebunan.

Darmanto, S., & A, I. S. 2006. Analisa Biodiesel Minyak Kelapa Sebagai Bahan Bakar Alternatif Minyak Diesel. Traksi , Vol. 4, No. 2, 64-71.

Ekalinda, O. Teknologi Pembuatan Arang Tempurung Kelapa.H Huzrin Hood, S. 2011. Kelapa dan Kesejahteraan Rakyat . Batam Pos.Haryanto, B. 2002. Bahan Bakar Alternatif Biodiesel (Bagian I. Pengenalan). 1-12.Komarayati, S., & Gusmailina. 2010. Prospek Bioetanol Sebagai Pengganti Minyak Tanah. 3-18.Lembaga Ilmu Pengetahuan indonesia. 2008. Lembaga Ilmu Pengetahuan indonesia. Yayasn Obor Indonesia.MAPI-2006, T. S. 2006. Minyak Kelapa Sebagai Bahan Bakar Alternatif (Biofuel dan Biodiesel dari Kelapa).

Bahan Bakar dari Minyak Kelapa , 1-12.Sutiyono. Pembuatan Briket Arang dari Tempurung Kelapa dengan Bahan Pengikat Tetes Tebu dan Tapioka.

Jurnal Kimia dan Teknologi , 217-222.Vidian, F. 2008. Gasifikasi Tempurung Kelapa Menggunakan Updraft Gasifier pada Beberapa Variasi Laju Alir

Udara Pembakaran. Jurnal Teknik Mesin , Vol. 10, No. 2, 88-93.Yuniasri, K. 2007. Coco Methyl Ester (cocodiesel) Sebagai Bahan Bakar Pengganti Solar. Akta Kimindo Vol. 3

No. 1 , 17-20.