Pembuatan Bioetanol Dari Bonggol Pisang_Sofi Norcahyati Dan Adhaningrum
-
Upload
adha-ningrum -
Category
Documents
-
view
41 -
download
4
description
Transcript of Pembuatan Bioetanol Dari Bonggol Pisang_Sofi Norcahyati Dan Adhaningrum
-
Teknologi Petrokimia dan Minyak Bumi
Pembuatan Bioetanol dari Bonggol Pisang
Disusun Oleh:
1.
2.
Sofi Norcahyati
Adhaningrum
(5213413004)
(5213413064)
Prodi Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang (UNNES)
2015
-
PEMBAHASAN
Pada masa sekarang kecendrungan pemakaian bahan bakar sangat tinggi sedangkan
sumber bahan bakar minyak bumi yang di pakai saat ini semakin menipis. Oleh karena itu,
perlu adanya bahan alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti minyak bumi.
Bioetanol dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk pemecahan masalah energi pada saat
ini. Dalam hal ini adalah pembuatan bioetanol dari biomassa, yaitu bonggol pisang
Bioetanol merupakan cairan hasil proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat
(pati) menggunakan bantuan Saccharomyces cerevisea. Produksi bioetanol dari tanaman
yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat
menjadi gula (glukosa) dengan metode hidrolisis asam dan secara enzimatis.
Tabel 1. Komposisi kandungan Bonggol Pisang.
Bahan baku
Proses Produksi Bioetanol
Kandungan pati bonggol pisang sebesar 76,57%, sehingga memiliki potensi yang
besar. Berikut proses pemecahan pati menjadi glukosa dengan menggunakan katalis asam.
Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati,
hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanol
atau bioetanol, dan destilasi bioetanol
-
Prosedur Kerja
Diagram alir proses kerja pembuatan Bioetanol
Kesimpulan
1. Kandungan pati bonggol pisang yang besar dapat dimanfaatkan sebagai bioetanol
dengan metode hidrolisis asam dan enzimatis menjadi bioetanol.
2. Proses pembuatan bioethanol yaitu meliputi ekstraksi pati dari bonggol pisang,
hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi glukosa menjadi Bioethanol, destilasi
dan dehidrasi.
3. Proses ini akan menghasilkan Bioethanol berkadar kemurnian 99,5 % yang dapat
dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar yang ramah lingkungan.
4. Keuntungan dari pencampuran etanol ke dalam bensin adalah naiknya nilai angka
oktan campuran etanol-bensin.
5. Manfaat campuran Bioethanol dengan bensin adalah dapat mengurangi emisi yang
dihasilkan oleh bahan bakar minyak.
-
LAMPIRAN
PRAKTIKUM BIOENERGI
PEMBUATAN BIOETANOL DARI BONGGOL PISANG DENGAN HIDROLISIS
ASAM
Disusun untuk memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah
Mata Kuliah Pilihan Bioenergi
Disusun oleh :
1. Nindia Wahyuningtyas Merdikawati 2. Teddy Kristian 3. Heri Dwi Agustian
(21030111060035) (21030111060068) (21030111060085)
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2012
-
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan
penyusunan makalah MKP Bioenergi yang berjudul Pembuatan Bioetanol dari
Bonggol Pisang dengan Hidrolisis Asam.
Penulisan makalah ini bertujuan untuk menambah pengetahuan dan wawasan
setiap pembaca sehingga dapat memahami secara jelas mengenai bioetanol sebagai
energi terbarukan.
Kami menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan makalah ini telah
banyak menerima bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak
langsung. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini, kami mengucapkan terima kasih
yang tak terhingga kepada :
1. Ir. Margaretha Tuti Susanti MP, M. Endy Yulianto MT dan Ir. HjLaila Faizah M. Kes
selaku dosen pengampu matakuliah MKP Bioenergi
2. Teman- teman kelompok MKP Bioenergi.
3. Semua pihak yang telah membantu kami dalam penyusunan makalah ini.
Kami menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak
kekurangan, oleh karena itu kami mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat
membangun, guna kesempurnaan makalah ini. Atas perhatiannya kami ucapkan terimakasih.
Semarang, 24 Maret 2013
(Penyusun)
-
ABSTRAK
Bioetanol (C2H5OH) dapat diartikan sebagai bahan bakar dari minyak nabati
yang diproduksi dari bahan pangan yang mengandung pati melalui proses fermentasi
gula dari sumber karbohidrat mengunakan bantuan mikroorgaisme. Pohon pisang
dapat dijumpai hampir di seluruh wilayah Indonesia dan jumlahnya yang melimpah ,
sehingga berpotensi untuk menjadi alternatif bahan bakar bioetanol. Potensi
kandungan pati bonggol pisang yang besar yaitu sebesar 76,57% dapat dimanfaatkan
sebagai alternative bahan bakar, yaitu bioetanol. Komposisi yang terdapat dalam
bongol pisang itu sendiri masing masing yaitu pati 76,57%, air 18,97%, lemak 2,11%,
protein 0,32%, kalsium 717 mg/100g, fosfor 114 mg/100g, besi 0,13 mg/100g.
Adapun bahan yang digunakan dalam proses pembuatan bioetanol yaitu : Bonggol
Pisang, Aquadest, Asam Sulfat 96% 2M, ZA (Ammonium sulfat), NPK, Sukrosa,
Saccharomyces cereviseae, Zeolit sintetis 3A, Reagensia Nelson, Reagensia
Arsenomolybat, Pb-Asetat. Proses pembuatan bioetanol meliputi proses pendahuluan
(isolasi bonggol pisang), hidrolisa pati menjadi glukosa dengan asam (H2SO4) ,
fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanol dengan bantuan S.cereviceae ,
destilasi, dehidrasi bioetanol, serta analisa produk.
Kata kunci : Bioetanol, bonggol pisang, pati
DAFTAR ISI
-
KATA PENGANTAR ........................................................................................
ABSTRAK.............................................................................................. 3
2
DAFTAR ISI.......................................................................................................
I.Latar Belakang ................................................................................
II.RumusanMasalah ..........................................................................
III.Tujuan Penulisan ..........................................................................
IV.TinjauanPustaka. ..........................................................................
4.1. Karakteristik Bonggol Pisang ..........................................
4.2.Komposisi Bonggol Pisang ..............................................
4.3. Pengertian Bioetanol .......................................................
4.3.1 Standar Baku Mutu Bioetanol .........................
4.4. Proses Produksi Bioetanol ...............................................
4.4.1 Isolasi Pati Bonggol Pisang .............................
4.4.2 Hidrolisis asam pati bonggol pisang ...............
4.4.3 Fermentasi Gula menjadi Alkohol ..................
4.4.4 Destilasi dan Dehidrasi Bioetanol ...................
4.4.5 Metode Spektrofotometri................................ 15
4.4.6 Metode Fenol Sulfat....................................... 16
V.Metodologi Praktikum. ................................................................
5.1. Alat yang digunakan ........................................................
5.2. Bahan yang digunakan.....................................................
5.3. Variabel Praktikum ..........................................................
5.4.Prosedur Kerja ..................................................................
5.5.Pengamatan yang dilakukan .............................................
VI. Daftar Pustaka ............................................................................
4
6
7
7
8
8
9
9
9
11
11
11
12
15
17
17
18
18
19
22
24
-
I. JUDUL
Pembuatan Bioetanol Dari Bonggol Pisang Dengan Hidrolisis Asam.
II. LATAR BELAKANG
Menipisnya cadangan bahan bakar fosil dan meningkatnya populasi manusia
sangat kontradiktif dengan kebutuhan energi bagi kelangsungan hidup manusia
beserta aktivitas ekonomi dan sosialnya. Sejak lima tahun terakhir, Indonesia mengalami
penurunan produksi minyak nasional akibat menurunnya cadangan minyak pada
sumur-sumur produksi secara alamiah, padahal dengan pertambahan jumlah
penduduk, meningkat pula kebutuhan akan sarana transportasi dan aktivitas industri.
Hal ini berakibat pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi bahan bakar minyak
(BBM) yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.
Pemerintah masih mengimpor sebagian BBM untuk memenuhi kebutuhan dalam
negeri.
Bahan bakar berbasis nabati salah satu contohnya adalah bioetanol.
Bioetanol dapat dibuat dari sumber daya hayati yang melimpah di Indonesia.
Bioetanol dibuat dari bahan-bahan bergula atau berpati seperti singkong atau ubi
kayu, tebu, nira, sorgum, nira nipah, ubi jalar, ganyong dan lain-lain. Hampir semua
tanaman yang disebutkan diatas merupakan tanaman yang sudah tidak asing lagi,
karena mudah ditemukan dan beberapa tanaman tersebut digunakan sebagai bahan
pangan (Susana, 2005). Bahan yang belum dimanfaatkan sebagai penghasil sumber
karbohidrat adalah bonggol pisang. Bonggol pisang memiliki komposisi 76% pati,
20% air, sisanya adalah protein dan vitamin (Yuanita dkk, 2008). Kandungan
korbohidrat bonggol pisang tersebut sangat berpotensi sebagai sumber bahan bakar
nabati yaitu bioetanol.
Dibandingkan dengan hidrolisis enzim, hidrolisis dengan menggunakan asam
tergolong mudah dan membutuhkan biaya yang tidak terlalu mahal tetapi membutuhkan
waktu yang cukup lama dan suhu yang tinggi untuk dapat memutus ikatan polisakarida
menjadi glukosa. Glukosa yang diperoleh selanjutnya dilakukan proses fermentasi atau
peragian dengan menambahkan yeast atau ragi sehingga diperoleh bioetanol sebagai
sumber energi.
-
III. RUMUSAN MASALAH
Limbah bonggol pisang banyak ditemukan di Indonesia khususnya di daerah
pedesaan, umumnya limbah tersebut tidak banyak dimanfaatkan, tetapi dibiarkan
menumpuk dan membusuk, sehingga dapat menggangu pemandangan dan mencemari
lingkungan. Salah satu cara penanggulangan limbah bonggol pisang yang merupakan
sampah organik yang mengandung sekitar 76,57% kandungan pati yang potensial untuk
dikembangkan di Indonesia adalah dengan menerapkan teknologi fermentasi anaerobik
yang .menghasilkan bioetanol sebagai energi alternatif
Permasalahan yang akan dibahas adalah mengetahui cara pemanfaatan limbah
bonggol pisang menjadi bioethanol dengan menggunakan proses hidrolisa asam dan
dilanjutkan dengan proses fermentasi. Serta untuk mengetahui dan membandingkan
kondisi optimum dan konsentrasi asam yang digunakan dalam proses hidrolisa.
IV. TUJUAN PENULISAN
Penulisan proposal ini bertujuan untuk :
1. Memberikan alternatif dalam pemanfaatan bonggol pisang serta mengetahui
potensi bonggol pisang dalam menghasilkan bioenergi bahan bakar alternatif
bioetanol.
2. Mengetahui potensi bonggol pisang sebagai sumber bioetanol menggunakan
metode hidrolisis asam.
3. Mengetahui Pengaruh konsentrasi asam yang digunakan dalam proses hidrolisa.
4. Mengetahui pengaruh waktu hidrolisa yang digunakan dalam proses pembuatan
bioetanol.
5. Mengetahui kadar dan efisiensi dari bioetanol yang dihasilkan.
V. TINJAUAN PUSTAKA
5.1 Karakteristik Bonggol Pisang
Bonggol pisang merupakan batang tanaman pisang yang berupa umbi batang
(batang aslinya). Bonggol pisang yakni bagian terbawah dari batang semu yang
berada di dalam tanah, mengandung banyak cairan yang bersifat menyejukkan dan
berkhasiat menyembuhkan. Bonggol pisang merupakan bagian tanaman pisang
-
yang merupakan tanaman yang mudah tumbuh dan mudah ditemukan hampir di
seluruh daerah di Indonesia serta mudah dikembangkan dan merupakan limbah pohon
pisang yang kaya akan kandungan pati atau karbohidrat. Komposisi kandungan
bonggol pisang terdiri dari 76% Pati dan 18,97% air. Kandungan pati yang
terdapat dalam bonggol pisang merupakan potensi yang dapat dimanfaatkan
sebagai sumber bioetanol.
Kingdom
Devisi
Sub. Divisi
Kelas
Bangsa
Suku
Marga
Jenis
: Plantae
: Spermatophyta
: Angiospermae
: Monocotylae
: Musales
: Musaceae
: Musa
: Musa paradisiac
5.2 Komposisi Bonggol Pisang
Tabel 1. Komposisi kandungan Bonggol Pisang.
Kandungan
Pati
Air
Lemak
Protein
Kalsium
Fosfor
Besi
Kadar (%)
76,57
18,97
2,11
0,32
717 mg/100g
114 mg/100g
0,13 mg/100g
Sumber : (Laboratorium Balai Penelitian Ternak Bogor, 1998)
-
5.3 Pengertian Bioetanol
Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan dari proses fermentasi gula dari sumber
karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Anonim, 2007). Bioetanol dapat
juga diartikan juga sebagai bahan kimia yang diproduksi dari bahan pangan yang
mengandung pati, seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu. Bioetanol merupakan
bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak premium
(Khairani, 2007).
Hasil beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa polusi
udara yang dihasilkan oleh biofuel juga rendah, di mana opasitasnya lebih kecil 30%
daripada solar. Demikian pula dengan sulfur dan asap yang dihasilkan sangat rendah.
Dengan melihat keunggulan-keunggulan bioetanol, maka sudah seharusnya
penggunaan bahan bakar nabati untuk sektor transportasi perlu didukung untuk
pengembangannya.
5.3.1 Standar Baku Mutu Bioetanol
Produk biofuel baik sebagai bioetanol murni maupun campurannya dengan
bensin yang dijual dipasaran harus memenuhi standar mutu bioetanol dan bensin yang
berlaku di dalam negeri maupun di tingkat internasional. Standar bioetanol yang
berlaku (berdasarkan spesifikasi bensin) adalah mengacu kepada ASTM D 4860.
Diperlukan standar yang cocok dengan kondisi Indonesia.Etanol kering biasanya
memiliki berat jenis dalam rentang 0,7936-0,7961 pada kondisi 15,56/15,56C.
(Khairani, 2007). Tabel 2.Hasil Pengujian Parameter Uji Bioetanol Sesuai SNI
7390:2008
-
5.4 Proses Produksi Bioetanol
Kandungan pati bonggol pisang sebesar 76,57%, sehingga memiliki potensi
yang besar. Berikut proses pemecahan pati menjadi glukosa dengan menggunakan
katalis asam.
T= 100oC P= 1 atm
H2SO4 96%
T= 27oC pH= 4,5
S. cereviseae
(C6H12O5)n
Pati
(C6H12O6)n
Glukosa
nC6H12O6
Glukosa
2 C2H5OH + 2CO2
Etanol
Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati,
hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi
etanol atau bioetanol, dan destilasi bioetanol (Musanif, 2008).
5.4.1 Isolasi Pati Bonggol Pisang
Bonggol pisang sebagai bahan baku pati dikupas dan dibersihkan dari
kotoran. Bonggol pisang kemudian dipotong kecil-kecil lalu dikeringkan dengan cara
dijemur dan diangin-anginkan sampai kering. Bonggol pisang dibuat kering bertujuan
agar lebih awet dan menghilangkan kandungan airnya sehingga diperoleh
bonggol yang kering dan dapat disimpan sebagai cadangan bahan baku (Anonim,
2008). Bonggol pisang kering digiling dengan mesin penggiling atau ditumbuk
dengan penumbuk sehingga menjadi serbuk halus. Serbuk bonggol pisang lalu
disaring atau diayak sehingga diperoleh pati yang homogen.
5.4.2 Hidrolisis Pati menjadi Glukosa
Tahap ini merupakan tahap yang paling penting dalam proses pembuatan
bioetanol, karena proses ini menentukan jumlah glukosa yang dihasilkan untuk
kemudian dilakukan fermentasi menjadi bioetanol. Menurut Musanif (2008), prinsip
hidrolisis pati adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa
ataumonosakarida yaitu glukosa (C6H12O6). Pemutusan ikatan pada pati atau
karbohidrat menjadi glukosa dapat menggunakan beberapa metode diantaranya
yaitu metode kimiawi (hidrolisis asam) dan metode enzimatis (hidrolisis enzim).
Metode kimiawi dilakukan dengan cara hidrolisis pati menggunakan asam-asam
organik, yang sering digunakan adalah H2S04, HCl, dan HNO3. Hasil
-
pemotongan oleh asam adalah campuran dekstrin, maltosa dan glukosa (Trifosa,
2007).
Hidrolisis yang terdapat pada Bonggol Pisang dilakukan dengan menggunakan
katalis asam kuat, yaitu asam sulfat (H2S04) Menurut Rohajatien hidrolisis dengan
menggunakan asam sulfat (H2S04) mampu menghasilkan rendeme (yield) yang lebih
besar dibandingkan menggunakan asam jenis lain (HCI). pada konsentrasi asam
yang terlalu tunggi dan temperatur tinggi dimungkinkan terjadi degradasi glukosa
atau terjadi karamelisasi (perubahan warna pada larutan menjadi warna coklat
atau karamel) sehingga gula pereduksi yang dihasilkan dari proses hldrolisa
tersebut menjadi tidak maksimal.
5.4.3 Fermentasi Gula menjadi Alkohol
Fermentasi adalah perubahan 1 mol glukosa menjadi 2 mol etanol dan 2
mol CO2. Proses fermentasi dilakukan dengan menambahkan yeast atau ragi
untuk mengkonversi glukosa menjadi bioetanol yang bersifat anaerob yaitu, tidak
memerlukan okasigen (O2). S. cereviceae akan memetabolisme glukosa dan fruktosa
membentuk asam piruvat. Asam piruvat, selanjutnya mengalami reaksi
dekarboksilasi menjadi asetaldehid dan mengalami reaksi dehidrogenasi menjadi
bioetanol (Musanif, 2008).
Setelah mendapatkan kondisi optimum pada proses hidrolisa asam ,maka
langkah selanjutnya adalah proses mengubah hidrolisat gula menjadi etanol
dengan cara proses fermentasi. Dalam proses ini , substrat dikondisikan dengan
menambahkan nutrisi baik makro maupun mikro (Urea dan NPK) masing-
masing sebanyak 1,5% dan ditetapkan pHnya antara 4 ,5 dan 5,5. Kemudian ke
dalam substrat diberikan juga gula sukrosa sebesar 1 % yang berguna untuk
merangsang pertumbuhan mikroba selama proses fermentasi berlangsung. Fungsi
dari ZA di sini yaitu selain penambah nutrisi mikroba berupa unsur Nitrogen, ZA juga
berfungsi mengasamkan, karena ZA bersifat asam. Fungsi NPK di sini yaitu sebagai
nutrisi mikroba.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Fermentasi
a. Spesies Sel Khamir
-
Pemilihan mikroorganisme biasanya berdasarkan jenis karbohidrat yang
digunakan sebagai medium, untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan
Saccharomyces cerevisiae.
b. Jumlah Sel Khamir
Jumlah sel khamir yang diinokulasikan merupakan faktor yang sangat
mempengaruhi proses fermentasi. Mikroba yang diinokulasikan ke dalam medium
fermentasi disebut inokulum.
c. Media
Pada umumnya bahan dasar yang mengandung senyawa organik terutama
glukosa dan pati dapatdigunakan sebagai substrat dalam proses fermentasi bioethanol
(Prescott and Dunn, 1959)
e. Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman optimum untuk pertumbuhan khamir yang digunakan pada
fermentasi etanol adalah 4,5-5,5. Pada umumnya sel khamir dapat tumbuh dan
memproduksi etanol pada pH 3,5-6,0.
f. Suhu
Khamir mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap suhu untuk pembentukan
selnya, suhu optimum untuk khamir adalah 25-30oC. Peningkatan suhu sampai 40oC
dapat mempertinggi kecepatan awal produksi etanol, tetapi produktivitas fermentasi
secara keseluruhan menurun karena meningkatnya jumlah etanol menyebabkan
terhambatnya pertumbuhan sel khamir.
g. Nutrisi
Selain sumber karbon, Saccharomyces cereviseae juga memerlukan sumber
nitrogen, vitamin danmineral dalam pertumbuhannya. Pada umumnyasebagian besar
Saccharomyces cereviseae memerlukan vitamin seperti biotin dan thiamin
yangdiperlukan untuk pertumbuhannya. Beberapa mineraljuga harus ada untuk
pertumbuhan Saccharomyces cereviseae seperti phospat, kalium, sulfur, dansejumlah
kecil senyawa besi dan tembaga (Prescottand Dunn,1959).Pada penelitian ini
menggunakan 6 gr Za dan 6 gr urea sebagai nutrisinya dan selanjutnya dipasteurisasa
pada suhu 121oC (Rhonny.A dan Danang J.W., 2003)
h. Oksigen
Selama fermentasi alkohol berlangsung, diperlukan sedikit oksigen yaitu sekitar 0,05-0,10 mmHg tekanan oksigen, yang diperlukan sel khamir untuk biosintesa lemak tak jenuh dan
-
lipid. Jumlah oksigen yang tinggi dapat merangsang pertumbuhan sel khamir, sehingga produksi alkohol menjadi lebih rendah. Persediaan oksigen yang besar penting untuk kecepatan perkembangbiakan sel khamir, namun produksi alkohol terbaik pada kondisi anaerob.
i. Volume starter
Volume starter yang ditambahkan 3-7% dari volume media fermentasi. Jumlah
volume starter tersebut sangat baik dan efektif untuk fermentasi serta dapat
menghasilkan kadar alcohol yang relative tinggi (Monick, J. A., 1968).Penambahan
volume starter yang sesuai pada proses fermentasi adalah 5% dari volume
fermentasi(Prescott and Dunn, 1959).
Volume starter yang terlalu sedikit akan mengakibatkan produktivitas menurun karena
menjadi lelah dan keadaan ini memperbesar terjadinya kontaminasi. Peningkatan volume
starterakan mempercepat terjadinya fermentasi terutama bila digunakan substrat berkadar
tinggi. Tetapi jika volume starter berlebihan akan mengakibatkan. hilangnya kemampuan
bakteri untuk hidup sehingga tingkat kematian bakteri sangat tinggi (Desrosier,1988).
j. Waktu fermentasi
Waktu fermentasi yang biasa dilakukan 3-14 hari. Jika waktunya terlalu cepat
Saccharomycescereviseae masi dalam masa pertumbuhan sehingga alcohol yang
dihasilkan dalam jumlah sedikit dan jika terlalu lama Saccharomyces cereviseae akan
mati maka alcohol yang dihasilkan tidak maksimal (Prescott and Dunn, 1959).
k. Konsentrasi gula
Konsentrasi gula akan berpengaruh terhadap aktifitas Saccharomyces cereviseae.
Konsentrasi gula yang sesuai kira-kira 10-18%. Konsentrasi gula yang terlalu tinggi akan
menghambat aktivitas Saccharomyces cereviseae, sebaliknya jika konsentrasinya rendah
akan menyebabkan fermentasi tidak optimal (Prescott and Dunn, 1959).
-
5.4.4 Destilasi dan Dehidrasi Bioetanol
Bioetanol hasil proses fermentasi dipisahkan dengan cara disaring, kemudian
filtrat didestilasi sehingga dapat dihasilkan bioetanol yang bebas dari kontaminan
atau pengotor yang terbentuk selama proses fermentasi. Bioetanol yang dihasilkan
dari destilasi pertama biasanya memiliki kadar sebesar 95 %. Menurut Musanif
(2008), Bioetanol dengan konsentrasi 95 % belum dapat dijadikan sebagai bahan bakar.
Menurut Nurdyastuti (2008), bioetanol yang digunakan sebagai campuran bahan bakar
untuk kendaraan harus benar-benar kering dan anhydrous supaya tidak korosif,
sehingga bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99,5 100 % volume. Oleh karena
itu, bioetanol hasil destilasi harus ditambahkan suatu bahan yang dapat menyerap
atau menarik kandungan air yang masih terdapat dalam bioetanol, bahan yang
sering digunakan diantaranya yaitu, CaCO3, dan zeolit atau dilakukan destilasi
vakum, sehingga dapat dihasilkan bioetanol yang lebih murni yang dapat dijadikan
sebagai bahan bakar.
Dehidrasi dilakukan dengan menggunakan Silica Gel. Zeolit sintetis yang paling
sederhana adalah zeolit A. Artinya, perbandingan antara molekul silika, alumina, dan
sodium adalah 1:1:1. Untuk pemurnian bioetanol, sebaiknya digunakan zeolit sintetis 3A.
Maksudnya zeolit yang berukuran 3 angstrom (1 angstrom = 1,0 x10-10 m).
Dibandingkan zeolit alam dan sintetis lainnya, zeolit sintetis 3A memiliki beberapa
keunggulan. Di antaranya ruang terbuka pada pori-porinya mencapai 47% lebih banyak,
memiliki kemampuan untuk menukar molekul sodium, dan mampu mengikat air.
5.4.5 Metode Spektrofotometri
Metode Spektrofotometri sinar tampak berdasarkan penyerapan sinar oleh suatu
larutan berwarna, oleh karena itu metode ini dikenal juga sebagai metode kolorimetri.
Hanya larutan senyawa berwarna yang dapat ditentukan dengan metode ini. Senyawa tak
berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan pereaksi yang
menghasilkan senyawa berwarna. Metode spektrofotometri didasarkan atas hukum
Lambert Beer. Menurut hukum ini jumlah radiasi tampak, UV, atau infra merah, yang
di serap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu fungsi eksponen tebal
larutan.
5.4.6 Metode Fenol Sulfat
-
Pengujian gula pereduksi metode Fenol dilakukan dengan cara memasukkan 1mL
sampel ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 1 ml larutan phenol 5%.
Larutantersebut kemudian dikocok dengan vorteks. Lalu, dilakukan penambahan
H2SO4 sebanyak 5 ml ke dalam larutan. Dibiarkan sampai dingin pada suhu ruang,
kemudiandiukur absorbansinya pada panjang gelombang 550 nm. Pengukuran gula
pereduksidengan metode fenol didasarkan pada prinsip bahwa gula sederhana,
oligosakarida,polisakarida dan turunannya dapat bereaksi dengan fenol dalam asam
sulfat pekat menghasilkan warna oranye yang stabil (Apriyantono, 1989).
Kurva standar dibuat dengan konsentrasi glukosa 0,02 g/L atau 20 ppm, 0,04g/L
atau 40 ppm, 0,06 g/L atau 60 ppm, 0,08 g/L atau 80 ppm, dan 0,1 g/L atau 100ppm.
Kemudian nilai gula pereduksi dicari dengan metode Fenol dengan mengukur nilai
absorbansi menggunakan spektrofotometer. Persamaan Regresi selanjutnya digunakan
sebagai standar untuk menentukan kandungan glukosa yang ada dalam sampel uji,
dengan Y adalah nilaiabsorbansi yang dimiliki sampel dan X adalah konsentrasi gula
yang dimiliki sampel.
Masing-masing sampel, yaitu gula sebelum inversi ditambahkan 1 ml phenol 5% dan
dikocok menggunakan vorteks, kemudian ditambahkan 5 ml H2SO4 dan diukur nilai
absorbansinya. Dari nilai absorbansi tersebut, dapat diketahui konsentrasi glukosa
sampel dengan memasukkannya ke persamaan kurva standar metode Fenol.
Metode phenol-asam sulfat merupakan metode yang digunakan untukmenghitung
kadar karbohidrat total. Prinsip dari metode ini adalah padamedia asam panas, glukosa
akan terdehidrasi menjadi hydroxymethil furfural yang berwarna hijau dan memiliki
absorpsi maksimum pada 490 nm. Reagenyang digunakan pada metode ini adalah phenol
5% dan asam sulfat 96%(Dubois,1956).Kadar karbohidrat ditentukan menggunakan
persamaan berikut :
Absorbansi yang sesuai dengan 0.1 mL larutan uji = x mg glukosa Kandungan dalam 100
mL larutan sampel = x 100 mg glukosa= % total kandungan karbohidrat.
-
VI. METODOLOGI PRAKTIKUM
6.1 Alat yang Digunakan
Dalam proses pembuatan Bioetanol dari Bonggol pisang peralatan yang akan
digunakan meliputi
1. Fermentor
2. Alat pengering
3. Piknometer
4. Pengukus
5. Penggiling (Blender)
6. Penyaring (Kertas saring)
7. Botol kemasan
8. Kertas Ph
9. Timbangan Elektrik
10. Pemanas
11. Pipet
12. Erlenmeyer
13. Pengaduk
14. Pendingin balik
15. Klem dan Statif
16. Gelas Ukur
17. Selang
18. Labu leher tiga (Labu Destilasi)
19. Termometer
20. Corong pemisah
21. Spektrofotometer
22. Labu takar 100 ml dan 500 ml
23. Oven
Gb.1 Fermentor
Hidrolisa
Gb.2 Rangkaian alat destilasi Gb. 3 Rangakaian alat
-
6.2 Bahan yang Digunakan
Adapun bahan-bahan yang akan digunakan dalam proses pembuatan Bioetanol ini antara
lain
1. Bonggol Pisang
2. Aquadest
3. Asam Sulfat 96% 2M
4. ZA (Ammonium sulfat)
5. NPK
6. Sukrosa
7. Saccharomyces cereviseae
8. Zeolit sintetis 3A
9. Fenol
10. H2S04
6.3 Variabel yang Digunakan
Variabel yang digunakan pada praktikum pembuatan Bioetanol ini menggunakan variable
:
1. Variabel Tetap Meliputi:
a) Berat Bahan Baku Bonggol Pisang Yang Digunakan : 200 g
b) Lamanya waktu fermentasi: 7 hari
c) Ph yang digunakan dalam proses fermentasi : 4,5
d) Suhu fermentasi : 27- 30C, suhu fermentasi 80C
e) Volume asam sulfat 40 ml
2. Variabel Bebas Meliputi
a) Volume asam sulfat yang digunakan : 10 ml ; 40 ml ; 60 ml
b) Lama waku hidrolisis : 30 menit; 60 menit; 90 menit
200 g
1000 ml
10 ml
1,5 % b/b
1,5 % b/b
1% b/b
5%
1,5 kg/lt etanol yang dihasilkan
5%
5N
-
Bahan
Bonggol Pisang
Komposisi
I
200 g
II
200 g
40 ml
III
200 g
60 ml Asam Sulfat
6.4.Prosedur Kerja
10 ml
Diagram alir proses kerja pembuatan Bioetanol
-Dikupas -Dibersihkan -Dipotong kecil-kecil -Pengeringan -Penggilingan -Pengayakan
Aquadest 1000 ml
H2SO4 96% 10ml, 40ml, 60ml
Suhu 100C 2 jam
Analisa Kadar Glukosa (Metode Fenol Sulfat)
Hidrolisa Analisa Gula Reduksi Dengan Spektrofotometer
Selama 7 hari S. cereviseae 5%
NPK 1,5% & ZA 1,5%, Sukrosa 1%
Fermentasi
25oC pH 4,5
Suhu 80C 1 jam
Analisa Kadar Glukosa (Metode Fenol Sulfat)
Destilasi
Uji Kemurnian
Zeolit sintetis 3A 1,5 kg/Lt Selama 12 jam
Dehidrasi Uji Kadar Air
Sifat Fisik Analisa Produk
-
Prosedur kerja yang akan dilakukan dalam praktikum pembuatan Bioetanol dengan
menggunakan bonggol pisang dibedakan menjadi 4 tahapan yaitu
1. Proses Pendahuluan meliputi.
a) Pengupasan. Bonggol pisang sebagai bahan baku pati dikupas dan
dibersihkan dari kotoran. Bonggol pisang kemudian dipotong kecil-kecil.
b) Pengeringan. Bonggol dikeringkan dengan cara dijemur dan diangin-anginkan
sampai kering. Bonggol pisang dibuat kering bertujuan agar lebih awet dan
menghilangkan kandungan airnya Setelah itu didinginkan.
c) Penggilingan. Bonggol pisang kering digiling dengan mesin penggiling
atau ditumbuk dengan penumbuk sehingga menjadi serbuk halus.
Kemudian ditimbang sebanyak 200 g
2. Proses Hidrolisa Asam
a) Merangkai peralatan hidrolisa
b) Memasukkan bahan baku yang berupa serbuk sebanyak 200 g kedalam labu
leher tiga
c) Memasukkan aquadest sebanyak 1000 ml
d) Memasukkan larutan asam sulfat 96% sebanyak 10 ml, 40ml, 60ml
e) Menghidupkan kompor dengan menjaga suhu hidrolisa pada 100 oC selama 30
menit, 60 menit, dan 90 menit kemudian didinginkan sampai pada suhu
ruangan
f) Hasil hidrolisis disaring kemudian didapatkan filtrat dan kemudian filtrat akan
dianalisa kadar gula reduksinya.
3. Analisa gula reduksi dengan metode spektrofotometri
a) Buat larutan glukosa standar (10 mg glucose anhidrat/100 ml).
b) Dari larutan glukosa standar tersebut dilakukan 6 pengenceran sehingga
diperoleh larutan glukosa dengan konsentrasi : 2, 4, 6, 8 dan 10 mg/100 ml.
c) Masing-masing 0,5 ml larutan baku tersebut ditambah 0,5 fenol 5% dan 2,5 ml
asam H2SO4 5N dalam tabung reaksi, dikocok homogen, didiamkan 10 menit.
d) Kemudian dipanaskan selama 15 menit pada suhu 100C. Serapan masing
masing konsentrasi larutan baku glukosa diukur dengan spetrofotometer pada
panjang gelombang 490 nm.
-
e) Larutan blanko adalah 0,5 ml aquadest dicampur dengan 0,5 ml fenol 5% dan
2,5 ml H2SO4 5N dan dibuat kurva baku pembanding dengan persamaan garis
regresinya (Chapline, 1986; Nielsen, 1994; Haime et al, 1993)
4. Proses Fermentasi
a) Merangkai alat seperti pada gambar 1.
b) Memasukkan bahan yang telah dihidrolisa kedalam botol A (Fermentor) dan
air kedalam botol B
c) Masukkan ZA dan NPK masing masing sebanyak 1,5 % b/b. ZA dan NPK
merupakan sumber Nutrisi untuk pertumbuhan yeast.
d) Tambahkan sukrosa sebanyak 1 % b/b. Sukrosa digunakan untuk merangsang
pertumbuhan yeast.
e) Tambahkan inokulum yeast sebanyak 5% b/b
f) Tutup rapat fermentor. Proses fermentasi dilakukan selama 7 hari
5. Proses Destilasi
a) Merangkai alat destilasi seperti pada gambar 2
b) Memasukkan bioetanol yang masih berkadar 60% kedalam labu destilasi
c) Menghidupkan kompor dengan menjaga suhu proses pada 80 oC selama 1 jam
6. Proses Dehidrasi
a) Etanol 95 % yang didapat dari proses destilasi kemudian didehidrasi dengan
adsorben zeolit sintetis 3A dengan ketentuan zeolit yang dipakai sebanyak 1,5
kg/lt etanol yang dhasilkan
b) Dehidrasi dilakukan dalam bejana tertutup selama 12 jam.
7. Analisa produk
Produk diamati dan dibandingkan dengan standar bioetanol yang ada, dalam hal ini
yang perlu diamati adalah sebagai berikut
a) Berat jenis.Menguji berat jenis bioetanol yang dihasilkan dengan
menggunakan piknometer
b) Viskositas. Dihitung dengan menggunakan rumus ( )
c) pH. Diukur dengan menggunakan kertas pH selama dan sesudah fermentasi
berlangsung.
-
d) Sifat fisik lainya. Dalam hal ini adalah gelembung udara yang terbantuk pada
Botol yang berisi air dan endapan yang terbentuk, diamati selama proses
fermentasi berlangsung.
6.5 Pengamatan yang dilakukan
a) Analisa perbedaan volume Asam sulfat yang digunakan dalam proses
hidrolisis pati menjadi glukosa
b) Pengaruh Variasi waktu hidrolisis yang digunakan
VIII. DAFTAR PUSTAKA
-
Alexandria, VA. 2005. "Tahun 2020, Minyak Bumi di Indonesia Habis . Bali post
Blanch, H.W. dan Douglas S.C. 1996. Biochemical Engineering. Bali Post
Marcel Dekker Inc. New york. Pg618. Costello. R., dan Chum. H. 1998. Biomass Bioenergy
and Carbon Management, In "Bioenergy '98.' Expanding Bioenergy Partnerships" (D.
Wichert. Ed.). pp.117. Omnipress. Madison. WI.
Hermiati, E. Dan Sukara, E., 2005, Konversi Bahan Berlignoselulosa Menjadi Bioenergi
Etanol, Prosiding Seminar Nasional Biomassa Lignoselulosa, haI.14-21.
Mulyana, Yana. 2008.BBM Generasi Kedua.
http//bioethanolindonesia. bloqspot. com/2008/0 1/bbm-qenerasi-kedua. html.
Nguyen, Q.A. and M.P. Tucker, 2002. Dilute acid/metal salt hydrolysis of lignocellulosics.
United States Patent 6423145.
Pramukti, D.P. 2007. dampak Baik dan Buruknya Penggunaan Biofuel.
Purwito dan anita FMT. 2005. Pemanfaatan Limbah Sawit dan Asbuton untuk Bahan
Sudarmadji. S., Haryono. B., dan Suhardi, 1989, Mikrobiologi Pangan, PAU Pangan dan
Gizi Universitas Gaja Mada, Yogyakarta.