PROPOSAL PRAKTIKUM

MATA KULIAH PILIHAN 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 (21030111060035)2. Teddy Kristian (21030111060068)3. Heri Dwi Agustian (21030111060085)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2012

1

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)

2

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

3

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................................ 2

ABSTRAK......................................................................................................... 3

DAFTAR ISI....................................................................................................... 4

I.Judul Proposal................................................................................. 6

II.Latar Belakang............................................................................... 6

III.RumusanMasalah......................................................................... 7

IV.Tujuan Penulisan.......................................................................... 7

V.TinjauanPustaka............................................................................ 8

5.1. Karakteristik Bonggol Pisang.......................................... 8

5.2.Komposisi Bonggol Pisang............................................... 9

5.3. Pengertian Bioetanol........................................................ 9

5.3.1 Standar Baku Mutu Bioetanol......................... 9

5.4. Proses Produksi Bioetanol............................................... 11

5.4.1 Isolasi Pati Bonggol Pisang............................. 11

5.4.2 Hidrolisis asam pati bonggol pisang................ 11

5.4.3 Fermentasi Gula menjadi Alkohol................... 12

5.4.4 Destilasi dan Dehidrasi Bioetanol................... 15

5.4.5 Metode Spektrofotometri................................ 15

5.4.6 Metode Fenol Sulfat....................................... 16

VI.Metodologi Praktikum................................................................ 17

6.1. Alat yang digunakan........................................................ 17

6.2. Bahan yang digunakan..................................................... 18

6.3. Variabel Praktikum.......................................................... 18

6.4.Prosedur Kerja.................................................................. 19

6.5.Pengamatan yang dilakukan............................................. 22

4

VII.Rencana Kegiatan...................................................................... 22

VIII.Jadwal Faktual Pelaksanaan..................................................... 22

IX.Rencana Anggaran...................................................................... 23

X.Organisasi Kelompok................................................................... 23

XI. Daftar Pustaka............................................................................ 25

5

I. JUDUL PROPOSAL

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.

Bioetanol merupakan cairan hasil proses fermentasi gula dari sumber

karbohidrat (pati) menggunakan bantuan Saccharomyces cerevisea (Anonim, 2007).

Produksi bioetanol dari tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan

melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) dengan beberapa metode

diantaranya dengan hidrolisis asam dan secara enzimatis.

Metode hidrolisis secara enzimatis lebih sering digunakan karena lebih ramah

lingkungan dibandingkan dengan katalis asam. Reaksi hidrolisis dengan menggunakan

enzim juga berjalan cepat dibanding hidrolisis asam, kelemahan dari hidrolisis enzim ini

6

sendiri adalah dari segi ekonomi dimana enzim yang digunakan untuk memutus ikatan

polisakarida tergolong enzim yang mahal dan susah untuk dicari dan proses reaksi hidrolisa

harus dijaga pada kondisi operasi yang sesuai sehingga enzim dapat bekerja secara optimal

dan tidak terdeaktivasi (Rohatien,1989).

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.

7

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 : Plantae

Devisi : Spermatophyta

Sub. Divisi : Angiospermae

Kelas : Monocotylae

Bangsa : Musales

Suku : Musaceae

Marga : Musa

Jenis : Musa paradisiac

8

5.2 Komposisi Bonggol Pisang

Tabel 1. Komposisi kandungan Bonggol Pisang.

Kandungan Kadar (%)

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

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

15,56/15,56°C. (Khairani, 2007)

9

Tabel 2.Hasil Pengujian Parameter Uji Bioetanol Sesuai SNI 7390:2008

10

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.

(C6H12O5)n T= 100oC P= 1 atm nC6H12O6

Pati H2SO4 96% Glukosa

(C6H12O6)n T= 27oC pH= 4,5 2 C2H5OH + 2CO2

Glukosa S. cereviseae 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

11

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

12

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

13

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).

14

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.

15

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

0,1x 100 mg glukosa= % total kandungan karbohidrat.

16

VI. METODOLOGI PRAKTIKUM

6.1 Alat yang Digunakan

Dalam proses pembuatan Bioetanol dari Bonggol pisang peralatan yang akan digunakan meliputi

1. Fermentor 14. Pendingin balik

2. Alat pengering 15. Klem dan Statif

3. Piknometer 16. Gelas Ukur

4. Pengukus 17. Selang

5. Penggiling (Blender) 18. Labu leher tiga (Labu Destilasi)

6. Penyaring (Kertas saring) 19. Termometer

7. Botol kemasan 20. Corong pemisah

8. Kertas Ph 21. Spektrofotometer

9. Timbangan Elektrik 22. Labu takar 100 ml dan 500 ml

10. Pemanas 23. Oven

11. Pipet

12. Erlenmeyer

13. Pengaduk

Gb.1 Fermentor Gb.2 Rangkaian alat destilasi Gb. 3 Rangakaian alat Hidrolisa

17

6.2 Bahan yang Digunakan

Adapun bahan-bahan yang akan digunakan dalam proses pembuatan Bioetanol ini antara lain

1. Bonggol Pisang 200 g

2. Aquadest 1000 ml

3. Asam Sulfat 96% 2M 10 ml

4. ZA (Ammonium sulfat) 1,5 % b/b

5. NPK 1,5 % b/b

6. Sukrosa 1% b/b

7. Saccharomyces cereviseae 5%

8. Zeolit sintetis 3A 1,5 kg/lt etanol yang dihasilkan

9. Fenol 5%

10. H2S04 5N

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- 30°C, suhu fermentasi 80°C

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

18

VI.4. Prose

dur

Kerja

Diagram alir proses kerja pembuatan Bioetanol

19

-Dikupas-Dibersihkan

-Dipotong kecil-kecil-Pengeringan-Penggilingan-Pengayakan

Hidrolisa

Fermentasi25oC pH 4,5

Destilasi

Dehidrasi

Analisa Produk

H2SO4 96% 10ml, 40ml, 60ml

Aquadest 1000 ml Suhu 100°C 2 jam

S. cereviseae 5%

NPK 1,5% & ZA 1,5%, Sukrosa 1%

Selama 7 hari

Zeolit sintetis 3A 1,5 kg/Lt Selama 12 jam

Uji Kemurnian

Analisa Gula Reduksi Dengan Spektrofotometer

Analisa Kadar Glukosa (Metode Fenol Sulfat)

Analisa Kadar Glukosa (Metode Fenol Sulfat)

Uji Kadar Air

Sifat Fisik

Suhu 80°C 1 jam

BahanKomposisi

I II III

Bonggol Pisang200 g 200 g 200 g

Asam Sulfat 10 ml 40 ml 60 ml

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.

20

d) Kemudian dipanaskan selama 15 menit pada suhu 100°C. 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 tx dx¿do

( μo )

21

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

VII. RENCANA KEGIATAN

a. Waktu pelaksanaan

Praktikum dilaksanakan pada semester 5

b. Lokasi Pelaksanaan

Praktikum Mata Kuliah Pilihan Bioenergi akan dilaksanakan di :

Laboratorium PSD III Teknik Kimia Universitas Diponegoro

VIII. JADWAL FAKTUAL PELAKSANAAN

KegiatanBulan

November Desember JanuariStudi literatur

PraktikumSeminar proposal

Analisa produk dan olah data

Pembuatan laporan hasil

Seminar hasil

22

IX. RENCANA ANGGARAN

IX.1 Biaya Kegiatan

Rekapitulasi Biaya Penelitian Jumlah Pengeluaran

1. Bahan habis pakai Rp 91.500,-

2. Biaya dokumentasi Rp 10.000,-

JUMLAH Rp 101.500,-

X. ORGANISASI KELOMPOK

Praktikum Mata Kuliah Pilihan Bioenergi akan dilaksanakan oleh mahasiswa Program

Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro Semarang, yaitu sebagai berikut:

1. Nindia Wahyuningtyas M 21030111060035

2. Teddy Kristian 21030111060068

3. Heri Dwi Agustian 21030111060085

23

Jenis Pengeluaran Anggaran yang Diusulkan

Bahan habis pakai

Bahan baku untuk penelitian

Ragi 1pcs @ Rp 5.000,-

Aquades 5lt @ Rp 300,-

Zeolit 3A 3kg @30.000/kg,-

Subtotal

Rp 5.000,-

Rp 1.500,-

Rp 90.000,-

Rp 91.500,-

Biaya dokumentasi

Biaya dokumentasi untuk cetak foto Rp 10.000,-

Jumlah Biaya Rp 101.500,-

Demikian usulan kegiatan ini kami buat agar dapat disetujui dan dapat dilaksanakan dengan

sebaik-baiknya

XI. 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.

24

Praktikan I

Nindia Wahyuningtyas M21030111060035

Praktikan II

Teddy Kristian210301100600013

Praktikan III

Heri Dwi Agustian 21030110060054

Menyetujui,

Dosen Pembimbing

Ir. Margaretha Tuti Susanti, MPNIP. 195506051986032001

Ka. Laboratorium MKP

Ir. Hj. Wahyuningsih, Msi NIP. 19540318 198603 2 001

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.

25