Pemanfaatan Onggok Tapioka Sebagai Bahan Baku Pembuatan Minyak Melalui Teknologi Biokonversi

Industri pangan di Indonesia dari tahun ke tahun semakin berperan penting dalam pembangunan industri nasional, sekaligus dalam perekonomian keseluruhan. Perkembangan industri pangan nasional menunjukkan perkembangan yang cukup berarti. Hal ini ditandai oleh berkembangnya berbagai jenis industri yang mengolah bahan baku yang berasal dari sektor pertanian. Menurut Departemen Perindustrian dan Perdagangan (1995) dalam Hadiwihardjo (1998), jumlah industri pangan berskala menengah besar dengan jumlah investasi di atas 600 juta berjumlah 1.343 unit usaha, yang meliputi 27 jenis industri. Total kapasitas industri mencapai 33.85 juta ton pertahun dengan total investasi 20.17 trilyun.

Dalam industri pangan, limbah dapat menimbulkan masalah bagi lingkungan. Limbah industri pangan juga dapat menimbulkan masalah dalam penanganannya karena mengandung sejumlah besar karbohidrat, protein, lemak, garam-garam mineral dan sisa-sisa bahan kimia yang digunakan dalam pengolahan dan pembersihan (Jenie dan Rahayu, 1990).

Pada umumnya, limbah industri pangan tidak membahayakan kesehatan masyarakat, karena tidak terlibat langsung dalam perpindahan penyakit. Akan tetapi kandungan bahan organiknya yang tinggi dapat bertindak sebagai sumber makanan untuk pertumbuhan mikroba (Jenie dan Rahayu, 1990).

Banyak contoh limbah industri pangan yang menimbulkan pemcemaran lingkungan, salah satu contohnya adalah limbah industri tapioka. Industri tapioka mengolah singkong sebagai bahan baku utama menjadi tepung tapioka. Di Indonesia industri tepung tapioka tersebar di beberapa daerah antara lain; Kediri, Madiun, Pati, Banyumas, Kuningan, Garut, dan Ciamis.

Limbah industri tapioka terdiri dari dua jenis, yaitu limbah cair dan limbah padat. Limbah cair akan mencemari air, sedangkan limbah padat akan menimbulkan bau yang tidak sedap, apabila tidak ditangani dengan tepat. Onggok tapioka merupakan limbah padat industri tapioka yang berupa ampas hasil ekstraksi dari pengolahan tepung tapioka. Dalam industri tapioka dihasilkan 75% onggok tapioka dari total bahan baku yang digunakan

Jumlah onggok tapioka yang dihasilkan dari industri kecil dengan bahan baku lima kg per hari menghasilkan onggok tapioka sebanyak 3,75 kg. Sedangkan industri menengah dengan bahan baku rata-rata sebanyak 20 kg per hari menghasilkan 15 kg onggok tapioka dan industri besar dengan bahan baku 600 kg per hari dapat menghasilkan onggok tapioka sebanyak 450 kg. Dari tabel tersebut terlihat bahwa jumlah onggok yang dihasilkan dari industri tepung tapioka sangat besar.

Sistem penanganan limbah yang digunakan dewasa ini adalah pemberian perlakuan dan pembuangan limbah ke saluran pembuangan. Menurut Loehr (1977), teknologi penanganan limbah yang dapat diterapkan untuk jenis industri pangan adalah dengan cara penanganan biologik, pengendalian di dalam pabrik, filtrasi pemisahan padatan biologik. Sistem seperti ini membutuhkan perlakuan cara-cara kimia atau biologik, dan hal ini umumnya membutuhkan biaya yang mahal (Jenie dan Rahayu, 1990). Oleh karena itu, untuk menekan biaya yang tinggi tersebut dapat dilakukan pemisahan kembali produk-produk yang berguna dari limbah tersebut.

Onggok tapioka merupakan limbah industri pangan yang jumlahnya sangat banyak dan akan menjadi polusi bila tidak segera ditangani, oleh karena itu diperlukan usaha untuk memanfaatkan onggok tapioka dengan mengolahnya kembali menjadi suatu produk, sehingga pencemaran lingkungan dapat berkurang dan nilai guna onggok dapat meningkat.

Pengolahan onggok tapioka menjadi minyak merupakan suatu cara alternatif penanganan limbah secara efektif, karena dapat mengurangi pencemaran lingkungan dan meningkatkan nilai guna serta nilai ekonomis onggok.

Minyak dan lemak sebagai bahan pangan dibagi menjadi 2 golongan, yaitu ( Ketaren, 1986) :

1. Lemak atau minyak yang siap dikonsumsi tanpa dimasak ( edible fat consumed uncooked )

2. Lemak dan minyak yang dimasak bersama bahan pangan, atau dijadikan sebagai medium penghantar panas dalam memasak bahan pangan

Di samping kegunaannya sebagai bahan pangan, lemak dan minyak berfunsi sebagai bahan pembuat sabun, bahan pelumas, sebagai obat-obatan, dan sebagai pengkilat cat ( Ketaren, 1986).

Porphyrins

Porphyrins adalah spesies kimia yang terjadi secara alamiyang berada dalam petroleum dalam petroleum dan biasanya terjadi dalam bagian non dasr dari konsentrat yang mengandung nitrogen(Bonnet 1978;Reynold 1998). Mereka biasanya tidak dipertimbangkan diantara unsure-unsur pokok yang mengandung nitrogen pada petroleum maupun tidak dipertimbangkan sebagai material organic yang juga terjadi pada minyak mentah. Sebagai hasil investigasi awal peningkatan konsep dari porphyrins sebagai biomarker yang dapat membuka sebuah jaringan diantara senyawa yang ditemukan di geosfer dan hubungannya dengan perintis biologi.(Treibs 1934,glebovskaya and volkenhtein, 1948)
Porphyrins adalah turunan dari porphine [yang terdiri dari empat molekul pyrole yang digabungkan oleh jembatan methi, gambar 7.3]. jembatan methin membuka jaringan yang terkonjugasikan diantara inti komponen pyrole, membentuk perluasan resonansi system. Walaupun hasil struktur menahan banyak karakter yang melekat dari komponen pyrole. System terkonjugasi yang lebih besar meningakatkan karakter aromatis menjadi molekul phorphine (falk 1964;smith 1965). Fungsi amine (-NH-)dalam system porphine memungkinkan logam seperti nikel dalam molekul yang melalui chelation(figure 7.4).
Sejumlah besar senyawa porphyrine yang berbeda berada di alam atau di sintesis. Kebanyakan dari senyawa inimempunyai pengganti selain hydrogen pada cincin karbon. Pengganti alami pada cincin porphyrin menentukan klasifikasi dari senyawa pophyrin khusus ke dalam berbagai tipe berdasarkan satu system umum pada tata nama(bonnet 1978). Phorpyrin juga dikenal menggunakan nama trivial atau akronim yang sering digunakan secara umum dari pada system tata nama normal.
Ketika satuatau dua ikatan porphyi\rin dihidrogenasi, klorin atau florin adalah hasilnya. Klorin adalah komponen dari klorofildan mempunyai sebuah cincin isosiklik yang terbentuk oleh dua kelompok metilen yang menyatukkan sebuah karbon pyrolic dengan sebuah karbon methin. Porphyrin hasil tambang yang mengandung bentuk structural diasumsikan adfalah turunan dari klorofil.
Etioporphyrins juga secara umum ditemukan di bahan tambang dan tak mempunyai pengganti (kecuali hydrogen) pada karbon methin. Benzoporphyrins dan tetrahidrobenzenepophyrins juga teridentifikasi dalambahan tambang. Senyawa ini juga mempunyai sebuah cincin benzene atau cincin benzene terhidrogenasi yang digabungkan menjadi unit pyrole.
Kebanyakan minyak mentah, heavy oils, dan bitumen mengandung sejumlah vanadil dan nikel yang dapat terdeteksi. Lebih jelasnya, minyak mentah yang lebih ringan biasanya hanya mengandung sejumlah kecil dari senyawa ini. Heavy oil mungkin mengandung sejumlah besar vanadil dan nikelporphyrins, konsentrasi vanadium lebih dari 1000ppm diketahui untuk beberapa minyak mentah dn sejumlah besar vanadium dalam minyak mentah yang berkaitan dengan porphyrins. Pada minyak mentah berkadar sulfur tinggi dari laut, porphyrin vanadil lebih melimpah daripada porphyrin nikel. Minyak mentah berkadar sufur rendah yang berasal lacustrin biasanya mengandung porphyrin nikel daripada pophyrin vanadil.
Semua logam dari table periodic, hanya vanadium dan nikel terbukti secara pasti ada sebagai chelates dalam jumlah yang signifikan pada beberapa minyak mentah telah diakui (franceskin 1986). Alasan geokimia untuk hilangnya sejumlah besar porphyrin chelates dengan logam selain nikel dan vanadium dalam kebanyakan minyak mentahdan tarsand bitumen telah dikembangkan (hodgson et al 1967)
Jika kandungan nikel dan vanadium dari minyak mentah diukur dan dibandingkan dengan konsentrasi phorpyrin, biasanya ditemukan bahwa tidak semua kandungan logam dapat dihitungsebagai phorpyrin 9dunning et al 1960;reynold 1998). Dalam beberapa minyak mentah sebanyak 10% w/w dari total logam tampak tergabung dengan porphyrin. Hanya jarang yang dapat menguku semua nikel dan vanadium dalam dalam minyak mentah digabungkan dengan ikatan yang bukan porphyrin. Logam yang digabugkan ini digantikan oleh logam oleh logam non porphyrin atau kompleks (crouch et al 1983)
Sebaliknya masalah logam non porphyrine dalam minyak mentah masih dipertanyakan (Goulon et al 1984). Tidak ada kemungkinan bahwa dalam system itu, yang mana asosiasi molekuler dianggap penting, pengukuran konsentrasi porphyrin tidak terpercaya dan ada halangan untuk penghilangan nilai actual. Walaupun untuk tujuan dari chapter ini, diartikan bahw nonpophyrin chelate ada dalam bahan bakar fosil, tapi jumlah relatifnya tidak diketahui.
Pada akhirnya selama fraksinasi petroleum (chapter 9), unsure pikok logam (metaloporphyrin dan logam non porpyrin chelates ) dikonsentrasikan dalam fraksi aspal. Minyak tanpa aspal (petrolenes dan maltenes) (chapter 1)mengandung konsentrasi pophyrin yang lebih kecil dari pada bahan induk dan biasanya konsentrasi logam nonporphyrin sangat kecil.