Laporan Penelitian Bioetanol Dari Ampas Tebu

LAPORAN PENELITIAN

PEMBUATAN BIO-ETANOL BIO-ETANOL DARI AMPAS AMPAS TEBU DENGAN DENGAN VARIASI WAKTU HIDROLISA, BERAT RAGI, DAN JENIS RAGI

Oleh Septu Novaldi Akasuma (03061003078) (03061003078) Muha Muhamm mmad ad Raiz Raiza a

(030 (03061 6100 0031 3105 05))

Penelitian sebagai Syarat Akademik pada Program Sarjana Teknik Kimia

Teknik Kimia Universitas Sriwijaya 2011

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahm rahmat at-Ny -Nyaa penu penuli liss dapa dapatt meny menyel elesa esaik ikan an lapo laporan ran pene peneli liti tian an ini. ini. Lapo Laporan ran penelitian ini berjudul “ Pembuatan Bio-etanol dari Ampas Tebu Dengan Varaisi Jenis Berat Ragi, Jenis Ragi Dan Lama Waktu Hidrolisa” . Laporan penelitian ini disusu disusun n memenu memenuhi hi persya persyarat ratan an Jurusa Jurusan n Teknik Teknik Kimia Kimia Univer Universita sitass Sriwij Sriwijaya aya.. Selama Selama peneli penelitian tian ini penuli penuliss menerim menerimaa bantua bantuan n dan dorong dorongan an dari dari berbag berbagai ai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1

1. Ir. H.A.R H.A.R Fach Fachry ry,, M.En M.Eng. g.,, Ketu Ketuaa Juru Jurusan san Teknik Teknik Kimi Kimiaa Faku Fakult ltas as Tekn Teknik ik Universitas Sriwijaya. 2. Tuti Tuti Indah Indah Sari, ST. MT., MT., Sekretari Sekretariss Jurusa Jurusan n Teknik Teknik Kimia Fakulta Fakultass Teknik Teknik Universitas Sriwijaya selaku Dosen Pembimbing Penelitian. 3. Ibu Ermawati Ermawati N., Laborato Laboratoriu rium m Biopro Bioproses ses Jurusan Jurusan Teknik Teknik Kimia, Kimia, Fakultas Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. 4. Bapak Kirman. Kirman.,, Laboratori Laboratorium um Operasi Operasi Teknik Teknik Kimia Kimia Jurusan Jurusan Teknik Teknik Kimia, Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. 5. Sahaba Sahabatt – sahabat sahabat terdeka terdekatt kami yang yang telah telah memban membantu tu hingga hingga tersus tersusunn unnya ya laporan penelitian ini. Akhirn Akhirnya ya penuli penuliss berhar berharap ap hasil hasil peneli penelitian tian ini dapat dapat berman bermanfaa faatt bagi bagi kemajuan dan pengembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Kimia.

Palembang, April 2010 Penulis

DAFTAR ISI

Lembar Persetujuan.................. Pers etujuan......................................... .............................................. ......................................... .......................... ........ii Kata Pengantar........................................... Pengantar.................................................................. .......................................................ii ................................ii Daftar Isi.............................................. Isi..................................................................... ............................................................. ...................................... iii Daftar Tabel.......................................... Tabel................................................................. ............................................................iv .....................................iv Daftar gambar.......................................... gambar................................................................. ......................................................... .................................. v Daftar lampiran.......................................... lampiran................................................................. .......................................................vi ................................vi ABSTRAK............................... ABSTRAK...................................................... .............................................. ..................................................vii ...........................vii

BAB I PENDAHULUAN............................ PENDAHULUAN................................................... .............................................. ..............................1 .......1 1.1 Latar belakang....................................... belakang.............................................................. ............................................ ..................... 1 1.2 Perumusan masalah.............................................. masalah........................................................................... ............................. 2 2

1. Ir. H.A.R H.A.R Fach Fachry ry,, M.En M.Eng. g.,, Ketu Ketuaa Juru Jurusan san Teknik Teknik Kimi Kimiaa Faku Fakult ltas as Tekn Teknik ik Universitas Sriwijaya. 2. Tuti Tuti Indah Indah Sari, ST. MT., MT., Sekretari Sekretariss Jurusa Jurusan n Teknik Teknik Kimia Fakulta Fakultass Teknik Teknik Universitas Sriwijaya selaku Dosen Pembimbing Penelitian. 3. Ibu Ermawati Ermawati N., Laborato Laboratoriu rium m Biopro Bioproses ses Jurusan Jurusan Teknik Teknik Kimia, Kimia, Fakultas Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. 4. Bapak Kirman. Kirman.,, Laboratori Laboratorium um Operasi Operasi Teknik Teknik Kimia Kimia Jurusan Jurusan Teknik Teknik Kimia, Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. 5. Sahaba Sahabatt – sahabat sahabat terdeka terdekatt kami yang yang telah telah memban membantu tu hingga hingga tersus tersusunn unnya ya laporan penelitian ini. Akhirn Akhirnya ya penuli penuliss berhar berharap ap hasil hasil peneli penelitian tian ini dapat dapat berman bermanfaa faatt bagi bagi kemajuan dan pengembangan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Kimia.

Palembang, April 2010 Penulis

DAFTAR ISI

Lembar Persetujuan.................. Pers etujuan......................................... .............................................. ......................................... .......................... ........ii Kata Pengantar........................................... Pengantar.................................................................. .......................................................ii ................................ii Daftar Isi.............................................. Isi..................................................................... ............................................................. ...................................... iii Daftar Tabel.......................................... Tabel................................................................. ............................................................iv .....................................iv Daftar gambar.......................................... gambar................................................................. ......................................................... .................................. v Daftar lampiran.......................................... lampiran................................................................. .......................................................vi ................................vi ABSTRAK............................... ABSTRAK...................................................... .............................................. ..................................................vii ...........................vii

BAB I PENDAHULUAN............................ PENDAHULUAN................................................... .............................................. ..............................1 .......1 1.1 Latar belakang....................................... belakang.............................................................. ............................................ ..................... 1 1.2 Perumusan masalah.............................................. masalah........................................................................... ............................. 2 2

1.3 Tujuan penelitian..................... penelitian............................................ .............................................. ...................................2 ............2 1.4 Hipotesa....................................... Hipotesa............................................................... ............................................... ..............................2 .......2 1.5 Ruang lingkup penelitian..................................................................2 1.6 Manfaat penelitian...................... penelitian............................................. .......................................................3 ................................3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................... PUSTAKA............................................................. ....................... .........4 4 2.1 Jerami padi..................................................... padi................................................................................. ............................ .......4 ....... 4 2.2 Polisakarida jerami padi.................................................................... padi.................................................................... 4 2.2.1 Selulosa......................................................... Selulosa........................................................................... .......................... ........5 5 2.2.2 Hemiselulosa....................... Hemiselulosa.............................................. .................................................... ............................. 5 2.2.3 Lignin..................................... Lignin............................................................ ............................................... ........................ ..6 2.3 Teknologi konversi biomassa lignosellulosic...................................7 2.3.1 Pretreatment............................................................................7 2.3.2 Hidrolisa selulosa.................... se lulosa........................................... ................................................ ......................... 9 2.3.3 Pengaturan pH...................................... pH.........................................................................10 ...................................10 2.4 Etanol........................................................ Etanol....................................................................................... ............................... .........10 ......... 10 2.5 Fermentasi..................... Fermentasi............................................ .............................................. ......................................... ......................11 ....11 2.5.1 Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi........................13 BAB III METODOLOGI PENELITIAN....................................................... PENELITIAN....................................................... ..15 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian...........................................................15 3.2 Peralatan dan Bahan..................................................... Bahan.......................................................................... ..................... 15 3.3 Prosedur Kerja................................................ Kerja....................................................................... ...................................16 ............16 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..........................................................19 PEMBAHASAN..........................................................19 BAB V PENUTUP................................. PENUTUP........................................................ ......................................................... .................................. .23 5.1 Kesimpulan...................................... Kesimpulan............................................................. ............................................... ...........................23 ...23 5.2 Saran........................................ Saran............................................................... .............................................. ...................................23 ............23 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL Tabel 1. Komponen – komponen yang terkandung dalam ampas tebu............4

3

Tabel 2. Sifat fisika etanol........................................................... etanol................................................................................ ..................... 11 Tabel 4.1. kandungan glukosa untuk 2,5% asam sulfat....................................19 Tabel 4.2. kandungan glukosa untuk 5% asam sulfat .......................................20 .......................................20 Tabel 4.3. kadar etanol terhadap konsentrasi ragi............................................21 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema rantai selulosa.............................................. selulosa....................................................................5 ......................5 Gambar 2.2 Beberapa gula penyusun dari hemiselulosa..................................6 Gambar 2.3 Struktur lignin.................................................. lignin............................................................................... ............................. 7 Gambar 2.4 Skematis tujuan pretreament.........................................................8 pretreament.........................................................8 Gambar 4.1 Grafik kadar glukosa dengan 2,5% asam sulfat............................20 Gambar 4.2 Grafik kadar glukosa dengan 5% asam sulfat...............................21 Gambar 4.3 Grafik persentase etanol yang dihasilkan.....................................22

INTISARI

Peng Penggu guna naan an resi residu du biom biomas assa sa lign lignos osel elul ulos osaa seba sebaga gaii baha bahan n baku baku menawa menawarka rkan n perspe perspekti ktiff baik baik untuk untuk produk produksi si skala skala besar besar bahan bahan bakar bakar etanol etanol deng dengan an biay biayaa komp kompet etit itif if.. Pros Proses es hidr hidrol olisa isa adal adalah ah pros proses es dima dimana na selul selulos osaa dikonversi menjadi glukosa dengan bantuan asam kuat. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi asam sulfat (H 2SO4), temperatur, dan waktu hidrolisis terhadap hasil glukosa yang diperoleh dan pengaruh konsentrasi ragi terhadap kadar etanol yang dihasilkan dari proses hidrolisis. Dari sample sebanyak 30 gram jerami padi diperoleh hasil glukosa tertinggi, yaitu 21,32% dengan dengan konsent konsentrasi rasi asam 5%, temperatu temperaturr 200 C dan waktu 150 menit, menit, serta serta diperoleh bahwa konsentrasi ragi sebesar 15% merupakan konsentrasi optimum yang menghasilkan etanol. Kata kunci : Jerami Padi, Hidrolisis Asam, Etanol

4

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang

Bio-etanol merupakan salah satu jenis biofuel (bahan bakar cair dari pengolahan tumbuhan) di samping Biodiesel. Bio-etanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses pemurnian. Proses pemurnian dapat melalui proses destilasi ataupun evaporasi. Proses ini dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut fuel grade ethanol (FGE). Proses pemurnian dengan prinsip dehidrasi

umumnya

dilakukan

dengan

metode

Molecular

Sieve,

untuk

memisahkan air dari senyawa etanol. Etanol dari tebu bukan hanya bisa diperoleh dari tetes tetapi juga bisa berasal dari ampas (bagasse) dan daun. Ini sekaligus untuk menepis kritik soal etika berkaitan persaingan penggunaan sumber pangan dan energi. Pengunaan bahan-bahan yang bisa langsung dikonversi menjadi etanol seperti tetes, jagung, singkong, gandum, dan umbi-umbian sejauh ini menuai banyak kritik karena akan menurunkan suplai bahan pangan. Pada penetilian sebelumnya, digunakan fermentasi untuk etanol dari bahan yang mengandung pati, karena diketahui bahwa pati dapat diambil dari bahan yang berkarbohidrat. Sedangkan, pada penelitian ini kami menggunakan bahan yang mengandung lignoselulosa, dimana lignoselulosa akan dipecah menjadi gula sederhana untuk kemudian dilanjutkan ke tahap fermentasi. Ampas tebu banyak mengandung senyawa lignoselulosa. Lignoselulosa dipecah menjadi selulosa, lignin dan hemiselulosa. Selulosa diuraikan menjadi glukosa terus menjadi etanol. 1.2

Rumusan Masalah

5

Permasalahan untuk meningkatkan nilai jual ampas tebu yang selama ini banyak belum dimanfaatkan secara optimal. Serta untuk memaksimalkan penggunaan limbah pabrik gula pada umumnya, yaitu untuk dijadikan menjadi etanol

dengan cara fermentasi dengan

variabel – variabel proses dapat

menghasilkan etanol secara maksimal. Variabelnya adalah waktu hidrolisa, jenis ragi dan berat ragi.

1.3

Tujuan Penelitian

1.

Memanfaatkan ampas tebu sebagai penghasil etanol dengan cara fermentasi.

2.

Mengetahui pengaruh lama waktu fermentasi, jenis ragi, dan berat ragi dari kadar etanol yang dihasilkan.

3. 1.4

Menambah wawasan dan ilmu pengetahuan di bidang industri.

Hipotesa

Hipotesa yang dapat diambil sebelum penelitian ini dilakukan, yaitu kadar etanol yang dihasilkan akan semakin tinggi sampai waktu fermentasi tertentu (waktu maksimal) dan setelah waktu maksimal dilewati kadar etanol yang dihasilkan akan menurun, serta diperkirakan ragi yang dapat memberikan hasil paling optimal adalah ragi tape. Semakin kecil ukuran ampas tebu yang digunakan akan mempermudah terdegradasinya lignin sehingga sellulosa dan hemisellulosa akan terhidrolisa secara optimal 1.5

Ruang Lingkup Penelitian

Fermentasi dibatasi oleh faktor – faktor : 1. Lama waktu hidrolisa yang dilaksanakan 30 - 180 menit 2. Berat ragi yang digunakan 10 – 25 % berat Feed 3. Jenis ragi yang digunakan adalah ragi roti (fermipan) dan ragi tape 4. Ampas tebu yang digunakan dibeli dari pasar Indralaya, pada bulan Januari 2011

6

5. Tempat Penelitian dilakukan di laboratorium Operasi Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia UNSRI dalam skala Laboratorium 1.6

Manfaat Penelitian

1. Sebagai informasi ilmiah bagi dunia ilmu pengetahuan khususnya tentang produksi etanol dari ampas tebu(baggase). 2. Mengetahui parameter proses dalam pembuatan etanol.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

7

2.1

Tebu ( Saccharum officinarium)

Tebu (Saccharum officinarium) tersebar hampir di seluruh kepulauan Indonesia yang tumbuh sepanjang tahun. Walaupun tergolong tanaman tropis, namun tebu juga dapat tumbuh dan hidup di daerah beriklim subtropis. Daerah penyebaran tebu berada di antara 350 LS dan 39 0 LU. Tanaman ini dapat hidup pada berbagai ketinggian mulai dari pantai sampai ketinggian 1400 m di atas permukaan laut. Ampas tebu merupakan sisa pengambilan nira, umumnya merupakan 31-34% bagian dari tebu. Komposisinya 50% yang terdiri dari 47% bagian berserat dan 3% sisa-sisa gula dan padatan terlarut lainnya. Ampas tebu yang dihasilkan umumnya dibakar di dalam ketel sebagai pembangkit tenaga uap untuk menggerakkan mesin pabrik gula dan keperluan proses lainnya.

Gambar I. Ampas Tebu

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Ampas Tebu Kandungan Kadar (%) Abu 3,82 Lignin 22,09 Selulosa 37,65 Sari 1,81 Pentosa 27,97 SiO2 3,01

8

Sumber : Husin, 2008(www.plantsclassificationReport.com.2008)

Tebu (Saccharum officinarum) adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra (Anonim, 2007e). Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40% dari berat tebu yang digiling (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Husin (2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling. Pada musim giling 2006 lalu, data yang diperoleh dari Ikatan Ahli Gula Indonesia (Ikagi) menunjukkan bahwa jumlah tebu yang digiling oleh 57 pabrik gula di Indonesia mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim, 2007b), sehingga ampas tebu yang dihasilkan diperkirakan mencapai 9.640.000 ton. Namun, sebanyak 60% dari ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem, industri jamur dan lainlain. Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu tersebut belum dimanfaatkan. Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-papan buatan. Bagase mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata 47,7%. Serat bagase tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin (Husin, 2007). Pada saat ini luas area tebu di seluruh Indonesia hampir 400 ribu ha, dengan produksi 2,3 juta ton. Tambahan area 600 ribu ha seperti yang diajukan SGC akan meningkatkan produksi gula menjadi 5,8 juta ton. Gula sebanyak itu lebih dari cukup guna memenuhi kebutuhan domestik hingga 5 tahun ke depan. Dari tambahan area seluas 600 ribu ha juga diperoleh tetes (molasse) sebagai hasil samping tebu sedikitnya 1,7 juta ton, atau cukup untuk menghasilkan 500 juta liter 9

etanol per tahun. Bila etanol yang dihasilkan ini kemudian dicampur dengan premium menghasilkan gasohol E-10 (etanol 10%), maka itu hanya cukup untuk 5 milyar liter saja. Sementara konsumsi premium saat ini sudah mencapai17,5 milyar liter. Ke depan konsumsi premium akan terus menggelembung. Pada 2011 diperkirakan kebutuhan premium akan lebih dari 38 milyar liter. Fermentasi berasal dari bahasa latin “ferverve” yang artinya mendidih, pengertian mendidih disini adalah terjadinya gelembung – gelembung gas pada saat terjadinya reaksi. Perkataan fermentasi itu sendiri menerangkan terjadinya penggelembungan atau pendidihan yang terlihat dalam pembuatan anggur ialah pada waktu sebelum ditemukan khamir. Akan tetapi setelah penemuan pasteur, perkataan tersebut biasa digunakan bagi aktifitas mikroba dan kemudian bagi aktivitas enzim bahkan istilah berlaku sekarang untuk menjelaskan pengeluaran gas maupun adanya sel – sel yang hidup merupakan hal yang penting bagi kegiatan fermentasi. (Sumber : Mikrobiologi Industri) Dalam beberapa industri fermentasi pelaksanaan prosesnya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yang meliputi : - Mikrobia - Bahan Dasar - Sifat – sifat Proses - Pilot-Plant - Faktor Sosial Ekonomi Fermentasi merupakan ilmu yang dianggap sangat tua karena semenjak zaman dahulu telah banyak dilakukan pembuatan makanan dan minuman yang merupakan hasil fermentasi. Seperti di Yunani, bangsa ini telah lama mengenal proses fermentasi untuk pembuatan minuman. Di Mesopotamia, dari sekeping tanah liat yang ditulis dalam bahasa sumeria sekitar 500 tahun sebelum masehi mengungkapkan bahwa pembuatan bir merupakan profesi bangsa ini sejak beberapa ribu tahun. Di jepang dan cina, kecap yang berasal dari kacang difermentasikan telah dibuat selama berabad-abad tahun yang lalu.

Pada masa dahulu, orang – orang memperbaiki mutu

10

produk fermentasi dengan cara coba – coba, tanpa menyadari mutu sesungguhnya tergantung

pada

penyediaan

atau

perbaikan

kondisi

bagi

pertumbuhan

mikroorganisme sebagai pelaku fermentasi. Barulah setelah Pasteur menelaah peranan mikroorganisme dalam proses fermentasi pada anggur maka orang – orang menjadi mengerti bahwa mikroorganisme itulah yang menyebabkan terjadinya fermentasi. Keahlian memisahkan alkohol dari bahan – bahan terfermentasi telah dimiliki oleh orang mesir sejak zaman

dahulu. Keahlian tersebut kemudian

diturunkan kepada bangsa arab yang dengan tekun

mempelajari dan

menyempurnakan (abad 7 – 12 SM). Rhases (860 -940) berhasil menemukan suatu cara untuk memekatkan spirit of wine melalui destilasi dengan menggunakan kapur atau abu. 2.2

Pemanfaatan Ampas Tebu (baggase)

Tebu digiling kemudian diekstrak niranya, hasil samping dari proses giling ini adalah ampas tebu. Rata – rata ampas tebu yang diperoleh adalah dari proses penggilingan 32 % tebu. Dengan produksi tebu di Indonesia pada tahun 2007 sebesar 21 juta ton potensi ampas yang dihasilkan sekitar 6 juta ton ampas per tahun. Selama ini ampas hanya digunakan sebagai bahan bakar boiler. Apabila Pabrik gula dapat efisien dalam penggunaan bahan bakar maka ada potensi ampas lebih. Potensi ampas yang berlebih dapat dimanfaatkan untuk diproses sebagai produk turunan. Ampas dapat diproses menjadi produk antara lain : •

PartikelBoard

Ampas dapat digunakan sebagai papan, antara lain papan insulasi, papan keras, partikel board dll. Sebelum diproses menjadi papan, ampas dari gilingan disimpan di gudang besar. Partikel board dibuat dari bagian kecil lignocellulostic dengan menambah adhesive organik dengan cara ditekan dan dipanaskan. Ada tiga tahap proses yaitu multiplaten hot press process, proses extrusi, dan continuous pressing. Untuk papan yang keras ditambahkan dengan vinyl chloride – vinyl asetat, methyl methacrylate, styrene atau methyl methacrylate polimer. Dengan komposisi polimer

11

sebesar 40 % akan lebih kuat, dan kemampuan menyerap air turun dari 180 % menjadi lebih rendah dari 20 %. •

Plastik

Ada beberapa proses yang menggunakan ampas sebagai bahan baku plastik. Komposisi utama ampas yang berperan pada proses pembuatan plastik adalah lignin, setelah serabut selulosa dihilangkan. Akan tetapi kelemahan plastik dari ampas adalah warnanya gelap, sehinga kurang kompetitif untuk bersaing dengan jenis plastik yang lain. •

Pith

Ampas mengandung 30 % pith, yang mempunyai densitas 120 – 200 kg/m3, kadar air 45 – 55 %, kadar sabut 46 – 56 % dan komponen lain 2 – 4 %. Dari hasil analisa kimia kandungannya adalah karbon 45 %, oxygen 38 %, hydrogen 6 %, abu 10 %, dan nitrogen, sulfur, chloride sebesar 1 %. Nilai kalor dari pith sebesar 4600 Kcal/kg sampai 4250 kcal/kg. Pith yang dipisahkan dari ampas untuk membuat pulp dapat digunakan sebagai bahan bakar boiler. •

Xylitol

Ampas tebu mengandung 30 % pentosan. Dengan menggunakan asam, sekitar 13 % zat kering dapat diekstrak menjadi xylose (C5H10O5). Xylose adalah pentosa dan biasa disebut “gula kayu”. Xylitol (C5H12O5) atau xylite adalah sebuah alcohol pentahidrat tuunan dari xylosa. Xylose digunakan sebagai pemanis dan rasanya hampir menyamai sukrosa, dan mempunyai efek dingin pada lidah. 1 gram xylitol mengandung 4.06 kcal, hampir sama dengan karbohidrat. Xylitol tidak karsiogenik karena diuraikan oleh bakteri (streptococci) yang terdapat dalam mulut. Reaksi proses pembuatan xylitol dari ampas tebu sebagai berikut :

12

•

Furfural

Pembuatan furfural dari ampas merupakan salah satu obyek yang banyak diteliti. Beberapa pabrik gula di China telah memproduksi furfural dari ampas tebu. Furfural dapat diperolah dari tumbuh-tumbuhan yang mengandung pentosan. Kandungan pentosan pada ampas tebu lebih tinggi daripada kayu keras maupun lunak, lebih dari 90 % dalam bentuk xylan. Dengan hidrolisis asam, xylan menghasilkan xylose, lalu diproses menjadi furfural dengan menghilangan 3 molekul air. Reaksi pembuatan furfural dari ampas tebu sebagai berikut:

Yield furfural dari ampas tebu sekitar 9 – 10 %. Dengan menggunakan asam sulfat selain dapat diproduksi furfural juga dapat menghasilkan asam levulinic, gambar 1. Yield yang dapat dihasilkan sekitar 25 %, dimana efisiensi konversinya 56

%.

Dengan menggunakan uap dan mendistilasi uap air nya, dari 14 ton ampas kering dapat dihasilkan : 1 ton furfural, 500 unit asam asetat, 20 unit alkohol dan 95 % dari sabut diproses kembali sebagai bahan bakar boiler. Furfural juga dapat diproduksi dari daun tebu.

13

Gambar 1. Produk turunan ampas tebu Sifat – sifat proses harus disesuaikan dengan kondisi yang dibutuhkan mikrobia di dalam melakukan metabolismenya. Kondisinya dapat aerob ataupun anaerob, sedang bentuk mediumnya dapat cair ataupun padat. Untuk proses produksinya dapat digunakan proses tertutup ataupun kontinu. Perbedaan kondisi yang dibutuhkan oleh mikrobia dalam proses industri juga akan memenuhi : 1. Tipe fermentor 2. Optimasi lingkungan ; pH, aerasi, suhu, kadar nutrien 3. Macam alat bantu : sumber air, listrik, kompresor, dan sebagainya 4. Cara pengambilan hasil, sterilisasi

2.3

Etanol (Etil Alkohol)

Etanol adalah alkohol biasa dan merupakan alkohol terpenting. Pada suhu kamar etanol berupa zat cair bening, mudah menguap, dan berbau khas. Dalam kehidupan sehari – hari, alkohol dapat kita temukan dalam spiritus, dalam alkohol rumah tangga (alkohol 70% yang digunakan sebagai pembersih luka), dalam

14

minuman beralkohol atau dalam air tape, dan lain – lain (Fessenden dan Fessenden, 1986). Etanol tidah beracun, tetapi bersifat memabukkan dan menyebbabkan kantuk karena menekan aktivitas otak atas. Etanol juga bersifat candu. Orang yang sering minum alkohol dapat menjadi ketagihan dan sukar baginya meninggalkan alkohol itu. Walaupun tidak beracun, alkohol dapat menimbulkan angka kematian yang tinggi, misalnya banyak pengemudi kendaraan yang dalam keadaan mabuk menimbulkan kecelakaan lalu lintas. Hal yang lebih menyedihkan jika yang menjadi korban bukan saja si pemabuk, tapi orang lain (Purba,2000).

Etanol adalah alkohol

yang digunakan dalam minuman seperti bir, anggur, dan berbagai jenis minuman keras lainnya. Etanol dihasilkan dari proses fermentasi (peragian) karbohidrat (glukosa) dengan bantuan enzim zimase dari ragi (yeast). Proses peragian berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah perubahan polisakarida (amilum) menjadi monosakarida (glukosa) yang dikatalisis oleh enzim amylase. Tahap kedua adalah pengubahan glukosa menjadi alkohol yang dikatalisis oleh enzim zimase. Glukosa yang digunakan untuk proses fermentasi ini dapat berasal singkong, beras, ketan, anggur, pati gandum, dan beras (Fessenden dan Fessenden, 1986). (C6H10O5)x Pati C6H12O6 (l)

+

xH2O

amilase

zimase

xC6H12O6 glukosa 2 C2H5OH(l) +

2CO2(g) Kadar etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa ini hanya berkisar 12% -15% Karena pada kadar yang lebih tinggi sel ragi tidak dapat hidup. Kadar etanol yang lebih tinggi dapat diperoleh melalui pemekatan dengan cara destilasi. Melalui destilasi dapat diperoleh alkohol sampai 95,5%. Alkohol yang lebih pekat dari itu tidak dapat diperoleh melalui destilasi karena campuran yang mengandung 95,5% alcohol dengan 4,5 air mempunyai titik didih yang tetap (campuran azeotrop). Etanol merupakan produk fermentasi yang dapat dibuat dari substrat yang mengandung karbohidrat. Etanol merupakan kependekan dari etil alkohol. Bentuknya berupa cairan yang tidak berwarna dan memiliki bau yang khas. Kegunaan etanol antara lain : 15

1. Sebagai bahan baku pembuatan senyawa lain seperti asam asetat 2. Perawatan kimia (kosmetik, farmasi, dan lain – lain ) 3. Sebagai pelarut organic 4. Sebagai konsumsi minuman beralkohol Dalam kehidupan sehari – hari etanol disebut juga alkohol. Etanol berkadar 70% digunakan sebagai zat antiseptic (pembunuh kuman), untuk membersihkan luka, membersihkan alat – alat kedokteran, dan membersihkan alat – alat industri yang membutuhkan kondisi aseprtic (bebas kuman). Etanol berkadar 70% juga dapat digunakan untuk menurunkan panas badan (demam) dengan cara diusapkan. Etanol terdenaturasi adalah etanol yang telah diberi zat beracun seperti, methanol, benzene, dan piridin. Contoh etanol terdenaturasi adalah spiritus yang merupakan campuran etanol dengan sedikit zat pewarna CuSO4 (Purba, 2000). Etanol (alkohol) dalam minuman

biasanya dihasilkan dari fermentasi.

Dalam jumlah sedikit dan kadar rendah, alkohol memberi efek “menyegarkan badan” karena melancarkan peredaran darah (Purba,2000). Alkohol memiliki beberapa efek merugikan, yaitu 1. Dapat menyebabkan ketergantungan 2. Dapat

menyebabkan

penghilangan kesadaran

(karena

menekan

aktivitas otak bagian belakang) 3. Dapat menimbulkan asidosis (pengasaman dan iritasi pada lambung) 4. Dapat merusak hati 5. Dapat menyebabkan impotensi pada kaum laki – laki Etanol berkadar 95 – 96% digunakan sebagai pelarut dalam industri parfum, obat – obatan, zat warna, kosmetik , dan lain – lain. Etanol berkadar 95 – 96 % ini dihasilkan dari proses destilasi sehingga masih mengandung 4 – 5 % air. Hal ini terjadi karena campuran air dengan alkohol dapat menimbulkan campuran azeotrop. Etanol berkadar 100% dapat diperoleh dengan cara memekatkan etanol hasil destilasi dengan menggunakan zat pengikat air, misalnya CaO. Etanol berkadar 100% disebut etanol absolute. Alkohol teknik seperti spiritus, sebagian dibuat melalui

16

fermentasi tetes tebu, yaitu cairan sisa pengolahan gula tebu (tetes masih mengandung gula dengan kadar yang cukup besar, tetapi tidak dapat dikristalkan lagi untuk membuat gula yang baik). Dewasa ini, alkohol teknis terutama dari hidrasi etena dengan katalisator asam sulfat pekat. Penggunaan alkohol teknis adalah untuk membuat etanal (asetaldehida), sebagai pelarut, sebagai bahan bakar, dan untuk membuat berbagai jenis senyawa organic lain (Fessenden dan Fessenden, 1986). CH2=CH2 Etana

+

H-OH air

CH3-CH2OH etanol

Campuran etanol dengan gasoline (bensin) menghasilkan bahan bakar yang disebut gasohol . Pembakaran gasohol lebih sempurna daripada pembakaran bensin sehingga efisiensi pembakaran menjadi lebih tinggi dan tingkat pencemaran menjadi lebih rendah. Agar gasohol dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif dalam skala besar maka harus diperoleh bahan baku yang cukup ekonomis untuk pembuatan etanol. Table 2.4 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Etanol

Properti Berat molekul, gr/mol Titik beku, oC Titik didih normal, oC Densitas, g/mol Viskositas pada 20oC, mPa.s (Cp) Panas penguapan normal, J/gr Panas pembakaran pada 25 oC, J/gr Panas jenis pada 25 oC, J (gr. oC) Nilai oktan Wujud pada suhu kamar Dicampur dengan Natrium kelarutan dalam air Dapat terbakar

Nilai 46,1 -114,1 78,32 0,7983 1,17 839,31 29676,6 2,42 106 – 111 Cair Bereaksi Larut sempurna Ya

Sumber : Kirk- Orthmer, Enncyclopedia of Chemical Technology, vol 9, 1967

2.4

Faktor Sosial Ekonomi

Faktor – faktor ekonomi yang diperhatikan seringkali disebut dengan 6 M ( Men, Money, Materials, Machines, Method, and Market).

17

1. Men, manusia disini diartikan sebagai tenaga kerja. Tenaga kerja manusia tetap berperan penting dalam perusahaan karena tenaga kerja manusia bekerja sebagai pengendali. 2. Money, uang atau modal usaha adalah sejumlah uang barang yang dibeli dengan uang tersebut untuk membuat produk yang lain. 3. Maerials, material sangat berpengaruh bagi kelancaran proses produksi karena merupakan faktor pendukung utama. 4. Method, metode adalah pelaksanaan manajemen dalam perusahaan atau pengelolaan perusahaan. Disini diatur bagaimana agar sumber – sumber ekonomi yang terbatas itu dapat diwujudkan menjadi barang/jasa yang dapat memuaskan konsumen serta dapat memberikan keuntungan bagi perusahaan. 5. Machines,hal ini bekaitan dengan teknologi yang diterapkan oleh perusahaan dalam melakukan proses produksinya. 6. Market. Pasar berhubungan dengan konsumen yang tersedia dan dapat diraih oleh perusahaan. 2.4

Evaporasi

Evaporasi merupakan perpindahan kalor ke zat cair mendidih yang sangat sering ditemukan sehingga biasanya ditangani sebagai satu operasi tersendiri. Tujuan evaporasi yaitu untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Evaporasi dilaksanakan dengan menguapkan sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Jenis – jenis utama evaporator tabung dengan pemasukan uap yang banyak yaitu 1. Evaporasi – vertical tabung panjang a. Aliran ke atas b. Aliran ke bawah c. Sirkulasi paksa 2. Evaporasi film-aduk

18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya. Pada bulan Desember 2010. 3.2

Pemilihan Parameter dalam Penelitian

Parameter yang dipilih pada penelitian ini antara lain : 1.

Lama Hidrolisa Faktor – faktor yang mempengaruhi fermentasi salah satunya adalah lama

waktu hidrolisa. Pemilihan lama hidrolisa sebagai parameter yang dicoba karena lama waktu yang dibutuhkan dalam proses fermentasi ampas tebu untuk menghasilkan etanol yang maksimal, maka dilakukan parameter lama waktu hidrolisa. Pada literatur, lama waktu hidrolisa berlangsung selama 30 - 180 menit untuk memperoleh hasil. Pada penelitian ini kami mengambil variable lama waktu yaitu ; 30 menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit. 2.

Berat Ragi Parameter lain yang juga dicoba adalah konsentrasi ragi. Saccharomyces

cereviceae yang terdapat pada ragi sebagai agen fermentasi, sangat berpengaruh untuk memperoleh

kadar etanol optimal. Berapa konsentrasi ragi yang

dibutuhkan untuk memberikan hasil optimal, maka dipakai parameter konsentrasi ragi pada penelitian ini. Pada literature, konsentrasi ragi yang dibutuhkan adalah 1 – 2 % volume umpan karena itu konsentrasi ragi yang dicoba antara batas tersebut, yaitu 3 gram, 4 gram, dan 6 gram. 3.

Jenis Ragi Pada proses fermentasi digunakan yeast (ragi), pada penelitian ini

digunakan dua jenis ragi yang berbeda. Dimana akan terlihat jenis ragi yang mana yang dapat menghasilkan etanol secara maksimal. Oleh karena itu, dipilih

19

parameter jenis ragi dalam penelitian ini. Pada penelitian ini digunakan ragi tape dan ragi roti (fermipan) sebagai parameter. 3.3

Bahan – bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Ampas Tebu 2. Ragi roti (Fermipan) 3. Ragi tape 4. Gula pasir 5. Aquadest 6. HCl 7. H2SO4 8. NaOH

3.4

Alat – alat yang Digunakan

Peralatan persiapan Ampas Tebu 1. Timbangan 2. Pisau Stainless 3. Mortal 4. Gelas Ukur 5. Erlenmeyer 6. Pengaduk 7. Labu ukur 8. Gunting 9. Oven 10. Penyaring

Peralatan Percobaan Fermentasi 1. Erlenmeyer

20

2. Selang 3. Gabus penutup 4. pH-meter 5. Autoklaf

Peralatan Analisa Kadar Etanol 1. Evaporator 2. Erlenmeyer 3. Alkoholmeter

3.5

Prosedur Penelitian

A. Pre-Treatment 1. Ampas tebu yang telah dikeringkan dipotong kurang lebih 1 mm. 2. 20 gram ampas tebu yang telah dipotong dimasukkan ke dalam reaktor pre-treatment. 3. Sebanyak 400 ml aquadest dicampurkan dengan 6 ml NaOH 4M sehingga didapat larutan NaOH 1,5% kemudian dicampurkan dengan ampas tebu didalam reaktor. 4. Tutup reaktor, kemudian reaktor dipanaskan dengan temperatur 120 C selama 15 menit. Pada proses ini, lignin akan terpisah dari ampas tebu sehingga lapisan

selulosa akan terbuka. Sehingga selulosa yang

terkonversi menjadi glukosa akan lebih besar.

B. Hidrolisa pati 1. Untuk membuat larutan 2,5% asam sulfat dengan volume 400 ml, sesuai dengan persamaan : V1.M1 = V2.M2 maka sebanyak 10,42 ml asam sulfat (96%) dicampurkan dengan 389,58 ml aquadest. 2. Untuk membuat larutan 5% asam sulfat dengan volume 400 ml, sesuai dengan persamaan :

21

V1.M1 = V2.M2 maka sebanyak 20,83 ml asam sulfat (96%) dicampurkan dengan 379,17 ml aquadest. 3. Ampas tebu yang telah dimasak pada proses pretreatment kemudian disaring dan dibilas dengan aquadest. 4. Ampas tebu dimasukkan dalam reaktor hidrolisis dengan variasi temperatur (120, 140, 160, 180 & 200 °C) dengan waktu untuk tiap variasi temperatur adalah 30, 60, 90, 120, dan 150 menit dan konsentrasi asam sulfat 2,5% dan 5%. Pada proses ini, selulosa akan dirombak menjadi glukosa, dimana asam sulfat digunakan sebagai katalis. sesuai dengan reaksi : C6H10O5 + H2O H2SO4 C6H12O6 5. Ampas tebu hasil rebusan lalu disaring dan didinginkan, dimana larutan hasil hidrolisat sebagai produk utama. 6. Larutan hasil hidrolisat ampas tebu kemudian di analisa kadar kandungan glukosa yang terkandung.

C. Fermentasi 1. Larutan hasil saringan hidrolisat ampas tebu yang bersifat asam diatur pH menjadi 4,5 yang diukur dengan pH-meter. Penambahan pH dilakukan dengan menambahkan NaOH 4M. 2. Hidrolisat ampas tebu yang telah diatur pH nya kemudian didinginkan hingga mencapai suhu ruang. 3. Sterilisasi alat dengan autoclave pada suhu 120 °C selama 15 menit. 4. Hidrolisat ampas tebu yang telah disesuaikan pH nya kemudian dimasukkan kedalam fermentor yang telah disterilisasi. 5. Ragi dimasukkan ke dalam fermentor dengan variasi bobot 5%, 10%, 15%, 20% dan 25% (dari berat feed), jadi massa ragi yang digunakan adalah 1,5 gr ; 3 gr ; 4,5 gr ; 6 gr ; 7,5 gr. 6. Tutup rapat Erlenmeyer yang berisi media fermentasi dengan gabus yang dihubungkan dengan selang dan ujung selang dimasukkan ke dalam air agar tidak terjadi kontak langsung dengan udara luar.

22

7. Fermentasi dilakukan selama 4 hari.

D. Evaporasi 1. Siapkan 1 set peralatan evaporasi. 2. Masukkan campuran alkohol-air ke dalam labu, kemudian pasang labu tersebut pada alat evaporasi yang telah disediakan. 3. Atur temperaturnya 78oC, dan waktu evaporasi yang dilakukan selama 5 menit sehingga alkohol yang didapat akan menghasilkan kadar alkohol yang bervariasi. 4. Simpan hasil yang didapat dalam botol yang ditutup rapat. 5. Untuk mengetahui kadar alkohol, masukkan alkoholmeter ke dalam larutan yang didapat. Kemudian amati berapa persen yang terbaca dalam alkoholmeter.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil Penelitian dan Pembahasan

Berdasarkan literature, koran yang memiliki kandungan lignin sebesar 21% dan selulosa sebanyak 61%, berpotensi untuk menghasilkan etanol. Dengan

23

proses hidrolisis, etanol bisa didapatkan dengan mengubah selullosa menjadi suatu senyawa gula sederhana. Setelah proses hidrolisis dilakukan, maka dilanjutkan ke tahap fermentasi. Fermentasi yang dilakukan bertujuan untuk mengubah senyawa gula sederhana yang didapat dari proses hidrolisis, menjadi suatu senyawa alkohol. Sebelum melalui tahap proses fermentasi dilakukan pengujian kadar etanol dengan variasi konsentrasi Asam Sulfat, waktu hidrolisa dan temperatur hidrolisa. Maka didapatkan hasil sebagai berikut : 4.1.1 Hasil Penelitaian Proses Hidrolisis

Proses hidrolisa bertujuan untuk memecah ikatan dan menghilangkan kandungan lignin dan hemisellulosa serta merusak struktur kristal sellulosa menjadi senyawa gula sederhana (Sun dan Cheng, 2002). Ukuran bahan baku akan mempengaruhi porositas sehingga dapat memaksimalkan kontak antara bahan dengan asam untuk meningkatkan hidrolisis hemisellulosa (Sun dan Cheng, 2002).. Dari literatur yang didapat, diketahui feed memiliki kandungan lignin 22,09%, selulosa 37,65%.

Tabel 4.1 Pengaruh variasi konsentrasi Asam Sulfat terhadap kadar Etanol yang

dihasilkan Konsentrasi Asam Sulfat (%) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Temperatu r Hidrolisis (oC)

180

Waktu Hidrolisis (menit)

Jenis Ragi

Ragi Roti

60

Berat Ragi (%bahan baku)

Kadar Etanol (%)

10

1,90495 2,77202 2,99475 4,11116 4,26931

Dari data yang diperoleh dari tabel diatas, dapat diketahui bahwa kadar glukosa tertinggi didapat pada temperatur dan waktu hidrolisa 200 C dan 150 menit. Dari keseluruhan data yang diperoleh terdapat beberapa hasil penurunan terhadap persentase glukosa (Grafik 4.1). Hal ini disebabkan karena tidak

24

homogennya ukuran ampas tebu sebagai feed, sehingga menyebabkan degradasi luas permukan antara feed ampas tebu dengan larutan asam sulfat kurang optimal.

“Ini grafiknyo aku dak biso buat” Grafik 4.1 Kadar Glukosa

Penelititan ini dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi Asam Sulfat yang digunakan pada proses hidrolisis untuk mengetahui konsentrasi asam sulfat terbaik dalam menghasilkan kadar etanol yang tinggi. Sehingga variabel-variabel pada proses hidrolisis dan fermentasi diasumsikan sama terlebih dahulu untuk masing-masing konsentrasi asam sulfat. Dari grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi asam sulfat yang digunakan, maka semakin besar juga kadar etanol yang dihasilkan. Pada grafik ini, terlihat bahwa titik optimum konsentrasi asam sulfat yang menghasilkan kadar etanol yang paling besar terjadi pada konsentrasi asam sulfat 2,5 % Fermentasi dilakukan dengan berbagai variasi berat ragi dan jenis ragi. Dari hasil analisa dapat disimpulkan bahwa feed dengan konsentrasi ragi sebesar 25% -berat feed menunjukkan hasil perolehan yang optimum untuk kedua jenis ragi, (Tabel 4.2 dan tabel 4.3) Tabel 4.2 Kadar etanol terhadap massa ragi roti % Ragi

% Etanol

5 10 15 20 25

9,27 9,58 9,63 11,4 11,5

Tabel 4.3 Kadar etanol terhadap massa ragi Tape % Ragi

% Etanol

5 10 15 20 25

9,27 9,58 9,63 13,02 13,6

25

Kenaikan hasil didapat pada konsentrasi ragi dari 15% ke 20% hal ini berbanding lurus dengan banyaknya ragi terhadap konsentrasi etanol.(Grafik 4.2).

Grafik 4.2 Persentase Etanol yang dihasilkan ragi Roti

26

Grafik 4.3 Persentase Etanol yang dihasilkan ragi Tape

Dari grafik 4.2 dapat dilihat bahwa perolehan etanol dengan konsentrasi ragi lebih dari 15% menunjukkan hasil yang besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa konsentrasi ragi sebesar lebih dari 15%-berat feed merupakan konsentrasi ragi yang optimum menghasilkan etanol. Karena konsentrasi ragi diatas 15% berat feed menunjukkan adanya kenaikan perolehan etanol hasil fermentasi. Dilakukan juga pengujian kadar alkohol pada sampel dengan kondisi waktu hidrolisa 90 menit, dengan variasi temperatur 120°C, 140°C, 160°C, 180°C, 200°C agar mendapatkan perbandingan kadar alcohol terhadap sampel dengan waktu hidrolisa 150 menit. Kemudian difermentasikan dengan Ragi Roti dan Tape sebesar 20 %-berat feed. Didapatlah hasil berdasarkan tabel dibawah ini.

Tabel 4.4 Kadar etanol dengan massa ragi roti 20%,waktu hidrolisa 90

menit Temperatur

% Etanol

120 140 160 180 200

5,6 5,9 7,21 8,11 8,5

27

Grafik 4.4 Kadar etanol dengan massa ragi roti 20% Tabel 4.5 Kadar etanol dengan massa ragi Tape 20%,waktu hidrolisa 90 menit Temperatur

% Etanol

120 140 160 180 200

6,71 6,83 7,1 8,93 9,45

28

Grafik 4.5 Kadar etanol dengan massa ragi Tape 20%

BAB V PENUTUP 5.1

Kesimpulan

1. Kadar glukosa maksimal yang dihasilkan pada lama waktu 150 menit dengan temperatur 200°C, yaitu 15,78 %. 2. Kadar etanol yang terbentuk akan semakin tinggi sampai pada waktu tertentu (waktu maksimal) dan setelah waktu maksimal dilewati kadar etanol yang dihasilkan akan menurun. Kadar etanol yang tinggi setelah melalui tahap fermentasi selama 4 hari dengan menggunakan ragi roti. 3. Semakin besar berat ragi yang digunakan maka akan semakin besar pula kadar etanol yang dihasilkan. Kadar etanol maksimum yang terbentuk pada saat penambahan ragi tape sebanyak 5 gr, yaitu 13,6 %. 4. Ampas tebu merupakan salah satu penghasil etanol yang memiliki persentase kadar etanol tidak terlalu tinggi.

29

5.2

Saran

Dari hasil penelitian pembuatan etanol dari ampas tebu ini, penulis berharap agar dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mendapatkan hasil yang optimal pada penelitian berikutnya. Dan untuk memperoleh data yang lebih akurat sebaiknya setiap variabel dilakukan lebih dari satu kali.

DAFTAR PUSTAKA

Dahlan, H, Ir. 2006. Penuntun Praktikum Mikrobiologi Industri. Inderalaya : Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. Poedjiadi, Anna. 1994 . Dasar – Dasar Biokimia. Jakarta : Universitas Indonesia. Purba, Michael. 2000. Kimia 2000 Untuk SMU Kelas 2. Jilid 2B. Jakarta : Erlangga. Fessenden R dan Joan Fessenden, 1986. Kimia Organik Jilid 1. Edisi 2. Jakarta : Erlangga. Winarno & Diaz. 1992. Kadar glukosa dan Bioetanol pada Fermentasi Gaplek Ketela Pohon dengan Penambahan Aspergillus niger. Surakarta : FKIP Universitas Muhammadiyah. Bahari. 2009. Aneka Tanaman Semusim. Lembang : BBPP. Said, E.G . 1994. Bioindusti Teknologi Fermentasi. Jakarta : Mediyatama Sarana Perkasa. Toharisman, Aris. 2009. Sekali Lagi : Etanol Dari Tebu . Jakarta : Pusat Penelitian Perkebunan Gula Indonesia (P3GI).

30

Husin. 2007. Catatan Ringan Nur Hidayat. Diakses pada internet pada 7 Desember 2010 dari http://www.google.com Hizbullah, Malik, 2008. Potensi Energi Ampas Tebu. Diakses pada internet pada 7 Desember 2010 dari http://www.google.com Hidayat, Nur. 2006. Mikrobiologi Industri. Yogyakarta : penerbit ANDI Puspita Sari, Ratna P, 2009. Seminar Rugas Akhir S1Jurusan Teknik Kimia UNDIP. Semarang : UNDIP

LAMPIRAN A Perhitungan Persen Yield dan Konversi dari Glukosa yang Dihasilkan dari Proses Hidrolisis.

Data : •

Massa feed

= 20 gr

31

•

Kadar selulosa

= 37,65%-berat

•

Massa sellulosa

= = 7,53 gr

•

Mencari massa glukosa yang diperoleh :

•

% Yield

=

A. Untuk konsentrasi asam sulfat 2,5 % a. T = 120 C •

t = 30 menit kadar glukosa

= 0,8208%

massa glukosa = 0,8208% x 20 gr = 0,1642 gr % Yield

= 0,1642/7,53 x 100% = 2,18 %

•

t = 60 menit kadar glukosa = 1,5732% massa glukosa = 1,5732% x 20 gr = 0,3146 gr % Yield

= 0,3146/7,53 x 100 % = 4,1785 %

•


= 2,432%


= 0,4864/7,53 x 100 % = 6,4594 % 32

•


= 5,1984%


= 1,0397/7,53 x 100 % = 13,8071%

•


= 3,4271%


= 0,6854/7,53 x 100 % = 9,102523%

b. T = 140 C •


= 1,7185%

massa glukosa

= 1,7185% x 20 gr = 0,3437 gr

% Yield

= 0,3437/7,53 x 100 % = 4,5644%

•


= 2,5345%

massa glukosa

= 2,5345% x 20 gr = 0,5069 gr

% Yield

= 0,5069/7,53 x 100 % = 6,7317%

•


= 2,79%

massa glukosa

= 2,79% x 20 gr

33

= 0,558 gr % Yield

= 0,558/7,53 x 100 % = 7,4104%

•


= 3,2245%

massa glukosa

= 3,2245% x 20 gr = 0,6449 gr

% Yield

= 0,6449/7,53 x 100 % = 8,5644 %

•


= 3,4232%

massa glukosa

= 3,4232% x 20 gr = 0,6846 gr

% Yield

= 0,6846/7,53 x 100 % = 9,0922%

c. T = 160 C •


= 2,74%

massa glukosa

= 2,74% x 20 gr = 0,548 gr

% Yield

= 0,548/7,53 x 100 % = 7,2776%

•


= 3,62%

massa glukosa

= 3,62% x 20 gr = 0,724 gr

% Yield

= 0,724/7,53 x 100 % = 9,6149%

•


= 5,13%

34

massa glukosa

= 5,13% x 20 gr = 1,026 gr

% Yield

= 1,026/7,53 x 100 % = 13,6255%

•


= 7,96%

massa glukosa

= 7,96% x 20 gr = 1,592 gr

% Yield

= 1,592/7,53 x 100 % = 21,1421%

•


= 8,52%

massa glukosa

= 8,52% x 20 gr = 1,704 gr

% Yield

= 1,704/7,53 x 100 % = 22,6295%

d. T = 180 C •


= 6,67%

massa glukosa

= 6,67% x 20 gr = 1,334 gr

% Yield

= 1,334/7,53 x 100 % = 17,7158%

•


= 6,83%

massa glukosa

= 6,83% x 20 gr = 1,366 gr

% Yield

= 1,366/7,53 x 100 % = 18,1408%

35

•


= 7,40%

massa glukosa

= 7,40% x 20 gr = 1,48 gr

% Yield

= 1,48/7,53 x 100 % = 19,6547%

•


= 7,13%

massa glukosa

= 7,13% x 20 gr = 1,426 gr

% Yield

= 1,426/7,53 x 100% = 18,9376%

•


= 10,68%

massa glukosa

= 10,68% x 20 gr = 2,136 gr

% Yield

= 2,136/7,53 x 100% = 28,3665%

e. T = 200 C •


= 7,18 %

massa glukosa

= 7,18% x 20 gr = 1,436 gr

% Yield

= 1,436/7,53 x 100% = 19,0704%

•


= 10,11%

massa glukosa

= 10,11% x 20 gr = 2,022 gr

36

% Yield

= 2,022/7,53 x 100% = 26,8526%

•


= 11,94%

massa glukosa

= 11,94% x 20 gr = 2,388 gr

% Yield

= 2,388/7,53 x 100% = 31,7134%

•


= 14,76%

massa glukosa

= 14,76% x 20 gr = 2,952 gr

% Yield

= 2,952/7,53 x 100% = 39,2032%

•


= 15,78%

massa glukosa

= 15,78% x 20 gr = 3,156 gr

% Yield

= 3,156/7,53 x 100% = 41,9124%

37

LAMPIRAN A PERHITUNGAN ANALISA DENSITY (DENGAN MENGGUNAKAN PIKNOMETER) DAN KADAR ETANOL Diketahui : Berat Piknometer kosong = 9,8251 gr Berat piknometer isi air = 12,0115 gr •

Menghitung Volume Piknometer

Volume pikno = berat aquadest dlm piknometer - berat piknometer kosong o

Density aquadest pada suhu 29 C

= = 2,1956 ml •

Menghitung Densitas

Density = •

Menentukan Kadar Alkohol

Setelah didapat nilai density, dapat diketahui kadar alkoholnya yang terkandung di dalam larutan hasil fermentasi dengan menginterpolasi density yang didapat, dengan melihat data density alkohol (tabel 1.3). Rumus yang digunakan untuk interpolasi ini yaitu :

Dimana : Y = kadar alkohol X = density •

Untuk Berat Ragi 6 gr fermentasi dengan Ragi Roti selama 5 hari

Density = = 0,9751 g/ ml 38

Kadar alkohol = = 21,63 + (- 5,12) = 16,51 % •

Untuk Berat Ragi 4 gr fermentasi dengan Ragi Tape selama 5 hari

Density = = 0,9689 g / ml Kadar alkohol = = 21,42 % •

Untuk Berat Ragi 6 gr fermentasi dengan Ragi Tape selama 5 hari

Density = = 0,9667 Kadar alkohol = = 19,57 + 4,032 = 23,60 %

39

DAFTAR BOBOT JENIS DAN KADAR ETANOL

Bobot Jenis

Kadar Etanol

Faktor Koreksi

0.9500 33.1 0.00066 0.9510 32.5 0.00067 0.9520 32.0 0.00066 0.9530 31.4 0.00065 0.9540 30.9 0.00064 0.9550 30.3 0.00064 0.9560 29.7 0.00063 0.9570 29.1 0.00062 0.9580 28.5 0.00061 0.9590 27.8 0.00059 0.9600 27.2 0.00058 0.9610 26.5 0.00056 0.9620 25.9 0.00055 0.9630 25.3 0.00056 0.9640 24.6 0.00054 0.9650 23.6 0.00053 0.9660 23.2 0.00052 0.9670 22.4 0.00052 0.9680 21.7 0.00052 0.9690 21.0 0.00050 0.9700 20.3 0.00050 0.9710 19.5 0.00048 0.9720 18.3 0.00046 0.9730 18.0 0.00044 0.9740 17.2 0.00044 0.9750 16.3 0.00042 0.9760 15.7 0.00040 0.9770 14.3 0.00038 0.9780 14.1 0.00038 0.9790 13.4 0.00037 1.0000 12.6 0.00035 Sumber : Departemen Kesehatan R.I Farmakope Indonesia, 1981

40

LAMPIRAN B PERHITUNGAN PERSEN YIELD DAN KONVERSI TERHADAP ETANOL YANG DIHASILKAN Untuk Berat Ragi 6 gr Fermentasi dengan Ragi Roti selama 5 hari •

Volume Bengkuang

=

300 ml

•

Massa Lar Bengkuang

=

300 ml x 0,996 gr/ml

=

298,8 gr

•

Volume Produk yang Dihasilkan

=

100 ml

•

Massa Produk yang Dihasilkan

=

100 ml x 0,996 gr/ml

=

99,6 gr

•

Kadar Etanol

=

16,51 %

•

Volume Etanol

=

100 ml x 16,51 %

=

16,51 ml

•

ρ Etanol

=

0,9751 gr/ml

•

Massa Etanol

=

Volume Etanol x ρ Etanol

= =

16,51 ml x 0,9751 gr/ml 16,09 gr

% Yield

= = = 33.33 %

% Konversi

= x 100 % = x 100 % = 53.5 %

Untuk Berat Ragi 4 gr Fermentasi dengan Ragi Tape selama 5 hari •

Volume Bengkuang

=

300 ml

•

Massa Lar Bengkuang

=

300 ml x 0,996 gr/ml

=

298,8 gr

•

Volume Etanol yang Dihasilkan

=

100 ml

•

Kadar Etanol

=

21,42 %

•

Volume Etanol

=

100 ml x 21,42 %

=

21,42 ml

=

0,9689 gr/ml

•

ρ Etanol

41

•

Massa Etanol

% Yield

=


= =

21,42 ml x 0,9689 gr/ml 20,75 gr

= = = 33.33 %

% Konversi

= x 100 % = x 100 % = 71,4 %

Untuk Berat Ragi 6 gr Fermentasi dengan Ragi Tape selama 5 hari •

Volume Bengkuang

=

300 ml

•

Massa Lar Bengkuang

=

300 ml x 0,996 gr/ml

=

298,8 gr

•

Volume Etanol yang Dihasilkan

=

100 ml

•

Kadar Etanol

=

23,60 %

•

Volume Etanol

=

100 ml x 23,60 %

=

23,60 ml

•

ρ Etanol

=

0,9667 gr/ml

•

Massa Etanol

=


= =

23,60 ml x 0,9667 gr/ml 22,81412 gr

% Yield

= = = 33.33 %

% Konversi

= x 100 % = x 100 % = 78.66 %

42

PERBANDINGAN HASIL PENELITIAN DARI BENGKUANG DENGAN NIRA SORGUM DENGAN PROSES FERMENTASI

Tabel Pembuatan Etanol dari Bengkuang No La Ka ma dar Fer Eta me nol nta (% si ) (ha ri) 1

3 10

2

3 12

3

3 14

4

7 10

43

5

7 14

6

7 16

Tabel Pembuatan Etanol dari Nira Sorgum No La % Ka ma dar Sta Fer Eta me rter nol nta (% si ) (ha ri) 1

3

5 10. 81

2

3 10 10. 14

3

7

5 9.7 9

4

7

5 9.4 6

5

7

6 10. 13

6

7

7 10. 81

7

7

8 11. 49

8

7

9 11. 82

9

7 10 11. 14 Sumber : http://www.clicktoconvert.com Ratna Putri Puspita Sari (L2C 306 048)

44

LAMPIRAN C

GAMBAR ALAT PENELITIAN

Neraca analitis

Evaporator

45

Laporan Penelitian Bioetanol Dari Ampas Tebu

Recommend Documents