PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
PEMANFAATAN BUAH BELIMBING WULUH(Averrhoa bilimbi) SEBAGAI CAIRAN AKUMULATOR SECARA ALAMI DAN RAMAH LINGKUNGAN BIDANG KEGIATAN: PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA PENELITIAN (PKMP) Oleh: DEWI NUGRAHAWATI
M0207032
YEN NUR RAHAYU P
M0208059
HANA WAHYU S
M0207005
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2009
HALAMAN PENGESAHAN USUL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA 1.Judul Kegiatan : Pemanfaatan Buah Belimbing Wuluh (Averrhoa bilimbi L) sebagai
Cairan Akumulator Secara Alami dan Ramah Lingkungan. 2. Bidang Kegiatan : ( ) PKMP ( ) PKMK ( ) PKMT ( ) PKMM 3. Bidang Ilmu : ( ) Kesehatan ( ) Pertanian () MIPA ( ) Teknologi dan Rekayasa ( ) Sosial Ekonomi ( ) Humaniora ( ) Pendidikan 3. Ketua Pelaksana Kegiatan a. Nama Lengkap : Dewi Nugrahawati b. NIM : M0207032 c. Jurusan : Fisika FMIPA d. Universitas : Universitas Sebelas Maret Surakarta e. Alamat Rumah/HP : Kalangan, Klego, Boyolali/085 789 906 283 f. Alamat email :
[email protected] 4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 2 orang 5. Dosen Pendamping a. Nama Lengkap dan Gelar : Fahru Nurosyid,S.Si.,M.Si b. NIP : 19721013 200003 1 002 c. Alamat Rumah :Perum Tiara Ardi Blok C-14 Gejigan Gagak Sipat, Ngemplak, Boyolali 57375. 6. Biaya kegiatan Total (DIKTI) : Rp 10.000.000,00 7. Jangka waktu pelaksanaan : 5 bulan Menyetujui Ketua Jurusan Fisika FMIPA UNS
Surakarta, 30 September 2009 Ketua Pelaksana
Drs. Harjana, M.Si,ph.D NIP. 19590725 198601 1001
Dewi Nugrahawati NIM. M0207032
Pembantu Rektor III UNS
Dosen Pendamping
Drs. Dwi Tiyanto, SU NIP. 195 404 141 98003 1007
Fahru Nurosyid, S.Si, M.Si NIP. 19721013 200003 1 002
A. JUDUL PROGRAM Pemanfaatan Buah Belimbing Wuluh (Averrhoa bilimbi L) sebagai Cairan Akumulator Secara Alami dan Ramah Lingkungan. B. Latar Belakang Masalah Buah belimbing adalah nama Melayu untuk jenis tanaman buah dari keluarga Oxalidaceae, marga Averrhoa. Tanaman belimbing dibagi menjadi dua jenis, yaitu belimbing manis (Averrhoa carambola) dan belimbing asam (Averrhoa bilimbi) atau lazim pula disebut belimbing wuluh. Belimbing adalah tanaman asli Indonesia dan Malaysia, yang kemudian menyebar rata di Asia Tenggara seperti Kalimantan, Filipina, dan ke negara lainnya. Alasannya, karena tanaman belimbing berasal dari kawasan beriklim kering di Asia Tenggara, seperti halnya Jawa dan Sumatera. (Lin, 1994). Banyak tanaman di Indonesia yang sebenarnya dapat memberikan banyak manfaat, namun belum dibudidayakan secara khusus. Salah satu diantaranya adalah belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi). Belimbing wuluh merupakan tumbuhan berjenis pepohonan yang hidup di ketinggian dari lima sampai 500 meter diatas permukaan laut. Tanaman ini mudah sekali tumbuh dan berkembang biak melalui cangkok atau persemaian bijinya. Jika ditanam lewat biji, pada usia 3-4 tahun, ia sudah mulai berbuah, yang setahunnya bisa mencapai 1.500 buah perpohon. Buahnya lonjong, warna buahnya hijau muda bila masih muda, jika sudah matang berwarna kekuningan kusam, mengandung banyak air dan rasanya asam segar. Setiap musim belimbing, tanaman belimbing wuluh banyak menghasilkan buah, dikarenakan buahnya bergerombol. Bisa dimengerti, karena keasamannya ini kehadiran belimbing wuluh seakan terabaikan. Ia terhitung jarang ditanam apalagi sampai dikebunkan seperti belimbing manis. Sebab, kata kebanyakan penggemar tanaman buah, tanamannya saja tidak dapat diandalkan untuk ditanam di pekarangan sebagai sumber keteduhan. Padahal tanaman ini mudah ditanam dan diperbanyak. (Lin, 1994). Selama ini yang sering menggunakan belimbing wuluh adalah masyarakat Aceh. Pada umumnya mereka mengolah belimbing wuluh menjadi penyedap rasa, yang disebut asam sunti. Selain itu mereka juga menggunakan air belimbing wuluh yang diperoleh dari proses pembuatan asam sunti itu untuk mengawetkan
ikan dan daging. Di Jawa tanaman belimbing wuluh banyak dijumpai, namun banyak yang belum mengetahui khasiatnya. Selain sebagai bumbu masak, ternyata belimbing wuluh juga bisa digunakan untuk obat dari berbagai macam penyakit, dan pembersih barang-barang yang terbuat dari logam, kuningan, atau tembaga dan pakaian. (Eka, 2005). Berkaitan sifat asam dari yang dihasilkan dari buah Averrhoa bilimbi kita tahu bahwa cairan yang digunakan dalam sebuah akumulator adalah cairan yang mengandung tingkat keasaman tinggi. Cairan akumulator yang biasanya digunakan adalah asam sulfat encer (H2SO4). Pada umumnya, bila akumulator terus menerus digunakan, aliran akumulator akan habis dan akumulator tidak dapat berfungsi kembali. Artinya kita harus me-charge kembali akumulator agar akumulator dapat berfungsi kembali. Selain itu saat ini harga aki relative mahal, oleh karena itu banyak yang mencoba menggunakan alternatife lain untuk mengganti cairan aki. Saat ini, penelitian mengenai energi alternative lebih dititik beratkan kepada energi alternative yang menggunakan bahan-bahan alami dan bersumber dari alam. Elektrolit dalam batu baterai bersifat asam, sehingga buah yang bersifat asam dapat menjadi elektrolit. (Sutikno, 2008). Tanaman Averrhoa bilimbi merupakan tanaman yang menghasilkan buah yang banyak. Sehingga banyak yang terbuang begitu saja tanpa dimanfaatkan. Apalagi yang sudah masak, terkadang buahnya jatuh dan membusuk tanpa dimanfaatkan. Harganyapun sangat murah dan mudah didapat. Jika dibandingkan dengan buah salak dan asam jawa, belimbing wuluh rasanya lebih bersifat asam, lebih murah, dan lebih mudah untuk mendapatkannya. Sehingga kita dapat memperoleh cairan aki dengan mudah dan tidak mengandung bahan kimia (ramah lingkungan). Cairan dari Averrhoa bilimbi yang telah dihaluskan nantinya akan dimasukkan dalam sebuah wadah dan dihubungkan dengan pelat yang terbuat dari timbale (Pb) dan seng. Ini merupakan sebuah alternative yang dapat digunakan untuk mengganti cairan asam sulfat encer sebagai caiaran aki, karena buah Avrerhoa bilimbi mempunyai beberapa kandungan kimia yang bersifat asam seperti: asam oksalat, asam sitrat, asam tartrat dan asam suksinat, asam format, glukosit, flavonoid, kalium oksalat, minyak menguap, fenol dan pektin. (Hembing, 2008). Untuk itu, dalam kegiatan ini akan dilakukan pembuatan cairan akumulator dari buah Avrerhoa bilimbi yang mempunyai derajat keasaman tinggi.
C. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut, perumusan masalah pada penelitian ini meliputi : 1. Bagaimanakah proses pembuatan cairan akumulator dengan memanfaatkan buah Averrhoa bilimbi atau belimbing wuluh? 2.
Bagaimana dengan keasaman yang dihasilkan?
D. Tujuan Tujuan dari penelitian yang dilakukan ini adalah : 1. Dapat membuat cairan akumulator dengan memanfaatkan buah Averrhoa bilimbi. 2. Dapat mengetahui derajat keasaman yang dihasilkan dari buah Averrhoa bilimbi. E. Luaran Yang Diharapkan Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah cairan akumulator yang terbuat dari buah Averrhoa bilimbi, serta mengetahui derajat keasaman dari cairan yang dihasilkan. F. Kegunaan Dengan penulisan program ini,diharapakan, memberikan informasi tentang manfaat lain dari tanaman belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi) yaitu : 1. Dapat digunakan sebagai cairan pengisi akumulator yang ramah lingkungan. 2. Mengetahui tingkat keasaman dari cairan yang dihasilkan. 3. Dapat dijadikan referensi penelitian selanjutnya dalam pemanfaatan dan
pengembangan buah belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi) sebagai cairan alternative aki.
G. Tinjauan Pustaka 1. Akumulator Akumulator atau sering disebut aki, adalah salah satu komponen utama dalam kendaraan bermotor, baik mobil atau motor, semua memerlukan aki untuk dapat menghidupkan mesin mobil (mencatu arus pada dinamo stater kendaraan). Ada 2 jenis aki, yaitu aki basah dan aki kering. Aki basah, media penyimpan arus listrik ini merupakan jenis paling umum digunakan.
Aki jenis ini masih perlu diberi air aki yang dikenal dengan sebutan accu zuur. Selain aki jenis ini, ada beberapa jenis aki basah lainnya : Low Maintenance Jenis ini bentuknya mirip dengan aki basah biasa dan tetap punya lubang pengisian di atasnya.Bedanya, aki ini sudah diisi air sejak dari pabrik.Untuk pengisian air aki (bukan dengan accu zuur) bisa dilakukan dalam 6 bulan hingga 1 tahun. Maintenance Free Aki jenis ini tidak mempunyai lubang pengisian air, meski berisi cairan. Mirip jenis low maintenance, aki ini juga sudah diisi air dari pabrik. Bahan perak yang dipakai buat elektroda membuat airnya tidak menguap. Kalaupun menguap akan dikembalikan lagi ke dalam. Keuntungannya adalah aki jenis ini tidak butuh perawatan. Aki Kering, aki jenis ini tidak memakai cairan, mirip seperti baterai telpon selular. Aki ini tahan terhadap getaran dan suhu rendah. Dimensinya yang kecil bisa menimbulkan keuntungan dan kerugian. Keuntungannya, tidak banyak makan tempat. Sedangkan kerugiannya, tidak tepat pada dudukan aki aslinya.
Gambar 1. Jenis-jenis aki Aki jenis ini samasekali tidak butuh perawatan, tetapi rentan-terhadap pengisian berlebih dan pemakaian arus yang sampai habis, karena bisa merusak sel-sel penyimpanan arusnya. (John, 1985). Allesandro Volta, seorang ilmuwan fisika mengetahui, gaya gerak listrik (ggl) dapat dibangkitkan dua logam yang berbeda dan dipisahkan larutan elektrolit. Volta mendapatkan pasangan logam tembaga (Cu) dan seng (Zn) dapat membangkitkan ggl yang lebih besar dibandingkan pasangan logam lainnya (kelak disebut elemen Volta). Elemen sekunder ini lebih dikenal dengan aki. Letak pelat positif dan negatif sangat berdekatan tetapi dibuat untuk tidak saling menyentuh dengan adanya lapisan pemisah yang berfungsi sebagai isolator
(bahan penyekat). Proses kimia yang terjadi pada aki dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu selama digunakan dan dimuati kembali atau 'disetrum'.
(a)
(b) Gambar 2. Komponen-komponen aki
2. Reaksi kimia pada akumulator Pada saat aki digunakan, tiap molekul asam sulfat (H2S04) pecah menjadi dua ion hidrogen yang bermuatan positif (2H+) dan ion sulfat yang bermuatan negatif (S04-). Tiap ion S04 yang berada dekat lempeng Pb akan bersatu dengan satu atom timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbS04) sambil melepaskan dua elektron. Sedang sepasang ion hidrogen tadi akan ditarik lempeng timbal dioksida (PbO2), mengambil dua elektron dan bersatu dengan satu atom oksigen membentuk molekul air (H2O). Dari proses ini terjadi pengambilan elektron dari timbal dioksida (sehingga menjadi positif) dan memberikan elektron itu pada timbal murni (sehingga menjadi negatif), yang mengakibatkan adanya beda potensial listrik di antara dua kutub tersebut. Proses tersebut terjadi secara simultan, reaksi secara kimia dinyatakan sebagai berikut : Pb02 + Pb + 2H2S04 —–> 2PbS04 + 2H20 Di atas ditunjukkan terbentuknya timbal sulfat selama penggunaan (discharging). Keadaan ini akan mengurangi reaktivitas dari cairan elektrolit karena asamnya menjadi lemah (encer), sehingga tahanan antara kutub sangat lemah untuk pemakaian praktis.
Gambar 3. Proses kimia pada aki
3. Belimbing Wuluh Belimbing wuluh Avrerhoa bilimbi merupakan tumbuhan berjenis pepohonan yang hidup di ketinggian dari lima sampai 500 meter diatas permukaan laut. Tanaman ini mudah sekali tumbuh dan berkembang biak melalui cangkok atau persemaian bijinya. Jika ditanam lewat biji, pada usia 3-4 tahun, ia sudah mulai berbuah, yang setahunnya bisa mencapai 1.500 buah. Buahnya lonjong, warna buahnya hijau muda bila masih muda, jika sudah matang berwarna kekuningan kusam mengandung banyak air dan rasanya asam segar. Bisa dimengerti, karena keasamannya ini kehadiran belimbing wuluh seakan terabaikan. Ia terhitung jarang ditanam apalagi sampai dikebunkan seperti belimbing manis. Sebab, kata kebanyakan penggemar tanaman buah, tanamannya saja tidak dapat diandalkan untuk ditanam di pekarangan sebagai sumber keteduhan. Padahal tanaman ini mudah ditanam dan diperbanyak. (Lin, 1994). Adapun kandungan energi dan zat gizi dalam belimbing wuluh per 100 gram berat bersih yaitu: No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Energi dan Zat Gizi Energi Karbohidrat Lemak Protein Vitamin A Vitamin B1 Vitamin C Kalsium Fosfor Zat Besi Kadar Air
Buah Belimbing Wuluh 32 kal 7g - g 0.4 g - SI - mg 25 mg 10 mg 10 mg 1.0mg 93 g
Tabel 1. Kandungan Gizi Belimbing Wuluh
(a)
(b) Gambar 4. Buah Belimbing Wuluh
H. METODE PELAKSANAAN PENELITIAN 1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Pusat Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta, selama 5 bulan. 2. Alat dan bahan Alat yang digunakan untuk penelitian ini antara lain: •
Alat : a. Blender Blender digunakan untuk menghaluskan sample. b. Ember plastik Ember plastik ini digunakan sebagai wadah belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi) yang telah dihaluskan / diblender. c. Seng ( 20 cm) Seng digunakan sebagai kutub negative. d. Tembaga ( 20 cm) Tembaga digunakan sebagai kutub positif. e. Kabel jenis NYA atau NYM dengan diameter 2.5 mm2 (1 meter) Digunakan untuk menghubungkan larutan dengan multimeter digital. f. Multimeter digital Multimeter ini dipakai untuk mengukur tegangan yang dihasilkan oleh larutan. g. Alat pengukur keasaman cairan Alat ini digunakan untuk mengetahiu tingkat keasaman suatu larutan. h. Pisau dan jepit buaya i. Kabel serabut j. Ember Plastik
•
Bahan : a. Belimbing Wuluh (Averrhoa bilimbi) b. Air bersih ( secukupnya)
3. Metode Penelitian Prosedur penelitian ini dapat dilihat pada diagram berikut:
Persiapan Alat dan Bahan
Pemblenderan Sample
Set up Alat
Kalibrasi Alat
Pengujian Tingkat Keasaman Larutan
Pengukuran Tegangan
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan
Gambar 6. Prosedur Penelitian
Adapun tahap-tahap yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu: 1) Set Up Alat Set Up alat yaitu menyiapkan alat yang akan digunakan dalam penelitian ini. Menyiapkan blender, multimeter yang telah disambung dengan kabel, dimana kabel tersebut telah disambungkan dengan tembaga dan seng. 2) Memblender Sample Belimbing Wuluh (Averrho bilimbi) yang telah dicuci besih, kemudian dihaluskan dengan blender, lalu dituangkan kedalam ember plastik. 3) Menguji tingkat keasaman larutan Belimbing wuluh yang telah dihaluskan tersebut, diuji kadar keasaman larutannya. 4) Memasukkan seng dan logam Seng dan Logam dimasukkan ke dalam ember plastik yang telah terisi belimbing wuluh (Averrho bilimbi) yang telah dihaluskan, dimana pada ujung seng dan tembaga tersebut masing-masing telah disambung dengan kabel ke alat pengukur tegangan. 5) Pengukuran Tegangan Setelah seng dan tembaga tersebut telah tersambung dengan kabel alat pengukur tegangan, maka dapat diperoleh tegangan yang dihasilkan dari larutan belimbing wuluh tersebut. 6) Analisa data dan Kesimpulan Pada penelitian ini akan diperoleh tegangan yang berbeda-beda, sehingga dapat dibuat grafik antara tegangan yang berubah-ubah dengan kadar keasaman yang konstan. Selanjutnya, dilakukan analisa dan dibahas secara keseluruhan dari grafik tersebut hingga diperoleh kesimpulan.
I. Jadwal kegiatan program No
Kegiatan
Bulan 1 1
1
2
3
Bulan 2 4
1
2
3
Bulan 3 4
1
2
Persiapan Alat dan Bahan
2
Pengambillan Data
3
Pengolahan Data
4
Analisa Data
5
Pembuatan Laporan
J. RANCANGAN BIAYA Rekapitulasi pengeluaran dana : No 1 2 3
PENGELUARAN DANA Biaya Penelitian Biaya Pembuatan Laporan Biaya Transportasi
JUMLAH (Rp) 5.194.000 2.335.000 700.000
Jumlah Keseluruhan (1+2+3)
RINCIAN PENGELUARAN DANA
8.229.000
3
Bulan 4 4
1
2
3
Bulan 5 4
1
2 3
4
1. Biaya Penelitian
No. 1
2
3
2.
No. 1 2 3 4 5 6
Volume Jenis Penggunaan Pembelian bahan 1 ton a. Belimbing Wuluh Subtotal (1) Pembelian bahan penunjang 2 buah a. Ember Kecil 8 buah b. Ember Besar 1 buah c. Blender 3 buah d. Pisau 4 rim e. Kertas HVS 3 buah f. Catridg 2 meter g. Seng Murni 2 meter h. Tembaga Murni 2 meter i. Kabel jenis NYA atau NYM 2 Gb j. Flash disk 5 paket k. Peralatan Tulis 6 jam l. Sewa komputer & jasa internet 10 buah m.Jepit Buaya 1 buah n. Aki 2 meter 0. Kabel Serabut 2 buah p. Pengaduk Air Subtotal (2) Sewa Alat (selama 5 bulan) a. Multimeter b. Alat uji keasaman Larutan Subtotal (3) Total (1+2+3)
Satuan (Rp) 750
750.000 750.000
10.000 14.000 800.000 5.000 35.000 150.000 100.000 155.000 7.000 85.000 20.000 3.000 2.000 550.000 2.000 3.000
20.000 112.000 800.000 15.000 140.000 450.000 200.000 310.000 14.000 85.000 100.000 18.000 20.000 550.000 4.000 6.000 2.844.000
Biaya Pembuatan Laporan
Jenis Penggunaan Dokumentasi Kegiatan Biaya Penyusunan Laporan Biaya Penggandaan laporan Biaya Pembuatan Poster Penelitian Biaya Partisipasi Seminar Biaya Konsumsi Seminar Total (1+2+3+4+5+6)
Jumlah (Rp) 175.000 450.000 550.000 160.000 400.000 600.000 2.335.000
3. Biaya Transportasi No 1
Jenis Penggunaan Biaya Transportasi Subtotal
K. DAFTAR PUSTAKA
Jumlah (Rp)
Jumlah 700.000 700.000
50.000 1.550.000 1.600.000 5.194.000
John, B. Russel. 1985. General Chemistry. McGraw- Hill, New York. Science Teacher. National Science Teacher Association, Arlington, Virginia.
fisik@net - http://www.fisika.net. Eka, 2005, Khasiat-Belimbing-Wuluh, diakses 27 September 2009,http://.indonesiaindonesia.com/.../7677-Khasiat-Belimbing-wuluh. Lin, P., 1994, Bertanam Belimbing, Penebar Swadaya, Jakarta.
L LAMPIRAN Biodata Ketua Serta Anggoota Pelaksana 1. Ketua Pelaksana Kegiatan Nama Lengkap
: Dewi Nugrahawati
NIM
: M0207032
Tempat, Tanggal Lahir
: Surakarta, 29 Desember 1988
Jenis Kelamin
: Perempuan
Alamat Rumah
: Ds. Kalangan, Klego, Boyolali, Jawa Tengah
No. Telp/ email
: 085 789 906 283 /
[email protected]
Riwayat Pendidikan SD
: SDN Kalangan 1, Klego, Boyolali
SMP
: SMP Muhammadyah 1 Surakarta
SMA
: SMAN 6 Surakarta
PT
: Universitas Sebelas Maret
Riwayat Organisasi
: 1. Staff Kestari SKI (Syiar Kegiatan Islam) 2. Staff
Kerohanian HIMAFIS (Himpunan
Mahasiswa Fisika) FMIPA UNS 3. Staff
Adkes
HIMAFIS
(Himpunan
Mahasiswa Fisika) FMIPA UNS 2. Anggota Pelaksana Kegiatan 1. Nama Lengkap
: Yen Nur Rahayu P
NIM
: M0208059
Jenis Kelamin
: Perempuan
Alamat Rumah
: Srigading Rt.10, Rw 03 Ngawen, Blora
No. Telp
: 085 747010303
Riwayat Pendidikan SD
: SDN Srigading 2
SMP
: SMPN 1 Kunduran
SMA
: SMAN 1 Blora
PT
: Universitas Sebelas Maret
Riwayat Organisasi
:
Staff Adkes HIMAFIS (Himpunan Mahasiswa Fisika) 3. Nama Lengkap
: Hana Wahyu S
NIM
: M0207005
Jenis Kelamin
: Perempuan
Tempat, Tanggal Lahir
: Jakarta, 18 September 1990
Alamat Rumah
: Jln. Jiwonolo no 325 Pati
No. Telp
: 0856400094320
Riwayat Pendidikan SD
: SDN Suka Bakti Lampung
SMP
: SMPN 8 Pati
SMA
: SMA Yos Soedarso Pati
PT
: Universitas Sebelas Maret
Riwayat Organisasi
: 1. Staff LPM Kentingan UNS 2. Staff
Kerohanian HIMAFIS (Himpunan
Mahasiswa Fisika) FMIPA UNS
