PEMBUATAN ETANOL

I. TUJUAN PERCOBAAN

Mahasiswa mampu membuat etanol dari molasse secara fermentasi

II. DASAR TEORI

Selain air, etanol merupakan senyawa yang paling banyak digunakan sebagai pelarut.

Pada dasarnya terdapat dua macam cara pembuatan etanol yaitu :

1. Secara sintesa, yaitu dengan melakukan reaksi elementer untuk mengubah bahan baku

menjadi etanol

2. Secara fermentasi, yaitu dengan aktivitas mikroorganisme

Pada pembuatan etanol secara fermentasi, merupakan cara yang konvensional, tetapi

masih dipakai hingga sekarang pada industri minuman, farmasi dan kosmetika. Bahan baku

untuk industry fermentasi dapat digolongkan dalam tiga jenis, yaitu :

a. Bahan Sakarida : Gula tebu, gula tebu, molasse, jus buah

b. Bahan Pati : Padi – padian, kentang, gandum

c. Bahan yang mengandung selulosa : Limbah kayu

Pemilihan bahan baku yang tepat adalah sangat penting, karena selain pertimbangan

mudah tidaknya bahan baku tersebut diperoleh, juga karena alkohol yang diproduksi dengan

bahan yang berbeda akan menghasilkan kualitas yang berbeda pula.

Jenis mikroorganisme yang sering digunakan untuk proses ini adalah ragi

Saccharomyces Sp., seperti Saccharomyces cereviceae dan lain – lain. Selain itu juga, dapat

digunakan schizosaccharomyces Sp. Zymonas mobilis.

1

Jalur metabolik anaerobik untuk pengubahan gula menjadi etanol :

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Energi

Etanol disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alcohol saja adalah

sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar dan tidak berwarna, dan merupakan

alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari – hari, dengan rumus kimia

C2H5OH dan rumus empiris C2H6. Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan “Et”

merupakan singkatan dari gugus etil (C2H5).

Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan – bahan kimia yang ditujukan

untuk konsumsi dan kegunaan manusia, contohnya adalah parfum, perasa, pewarna makanan,

dan obat – obatan. Etanol merupakan produk fermentasi yang dapat dibuat dari substrat yang

mengandung karbohidarat ( gula, pati, selulosa ). Etanol ini merupakan kependekan dari etil

alkohol (C2H5OH). Fermentasi etanol terjadi pada kondisi anaerob dengan menggunakan

khamir tertentu yang dapat mengubah glukosa menjadi etanol melalui jalur EMP ( Embden

Meyerhoff parnas Pathway ). Dari 1 molekul glukosa akan terbentuk 2 molekul etanol dan

CO2, sehingga berdasarkan bobotnya secara teoritis 1 gram glukosa akan menghasilkan 0,51

gram etanol.

Fermentasi alkohol dipengaruhi oleh beberapa faktor,diantaranya :

a. Spesies sel khamir

Sel khamir yang biasa digunakan dalam fermentasi alkohol adalah galu – galur dari

species Saccharomyces cereviceae.

b. Jumlah sel khamir

Jumlah starter optimum pada fermentasi alkohol adalah 2,5% ( v/v )

c. Konsentrasi gula

Bahan baku pembuatan cuka dengan kandungan gula tinggi harus diencerkan terlebih

dahulu hingga kandungan gulanya mencapai 10 – 15 %

2

d. Derajat keasaman ( pH )

Yeast dapat tumbuh pada kisaran pH 4 – 4,5

e. Suhu

Yeast aktif pada kisaran suhu, 0o – 50o C, sedangkan suhu optimum pertumbuhan dan

aktivitas selnya adalah 28o – 35o C

f. Oksigen

Selama fermentasi alcohol berlangsung, diperlukan sedikit oksigen yaitu sebesar 0,05 –

0,1 mmHg tekanan oksigen, yang diperlukan sel khamir untuk biosintesa lemak tak jenuh

dan lipid

Etanol juga memiliki banyak sifat – sifat. Adapun sifat – sifat fisika etanol, dapat

dilihat melalui Tabel I.

Tabel I. Sifat – sifat fisika etanol

Berat Molekul 46,07 gr/mol

Titik Didih 780C

Titik Lebur -1120C

Densitas 0,7893 gr/ml

Indeks Bias 1,36143 cP

Viskositas 200C 1,17 cP

Panas Penguapan 200,6 kal/gr

Meruapakn cairan tidak berwarna

Dapat larut dalam air dan eter

Memiliki bau yang khas

(Sumber : Perry, 1999)

CARA I : FERMENTASI GULA CAIR ATAU MOLASSE3

Untuk mendapatkan etanol, maka proses yang digunakan adalah anaerobik

( tanpa oksigen ),sedangkan bila ingin memproduksi sel, maka dilakukan secara anaerobik

( dengan adanya oksigen ). Kondisi proses pembuatan etanol yang digunakan adalah :

Temperatur optimum : 28 – 320 C

pH media : 4,5 – 4,8

Kadar gula : 10 – 14%

III. CARA KERJA

Proses pembuatan etanol dilakukan secara tiga tahap, dilanjutkan dengan analisa

hasil yaitu :

1. Tahap pembuatan starter

2. Tahap fermentasi dalam fermentor

3. Tahap pemurnian dengan alat destilasi fraksionasi

4. Analisa Hasil

Tahap I. Pembuatan Starter

a. Peralatan :

Labu Erlenmeyer 500 ml

Gelas Kimia 500 ml

Spatula

Neraca Analitik

Hot Plate

Gabus dan selang

b. Bahan :

Ragi Tape : 1 bongkah Gula pasir : 25 gram4

Air bersih : 250 mL

Tepung beras : 2 gram

Urea : 0,6 gram

KNO3 : 0,05 gram

Na3PO4 : 0,05 gram

c. Pelaksanaan

Melarutkan 25 gram gula pasir dengan 250 mL air dalam gelas kimia 500 mL.

Memasteurisasikan pada 800C selama 10 menit, kemudian didinginkan hingga suhu

ruang

Menyaring larutan tersebut dan menambahkan tepung beras, urea, kalium nitrat, dan

natrium fosfat, lalu menambahkan ragi tape yang telah dihaluskan. Mengaduk rata dan

dibiarkan hingga suhu ruang

Menyiapkan labu Erlenmeyer 500 mL sebanyak dua buah, selang, dan dua buah

gabus. Memindahkan larutan tadi ke dalam Erlenmeyer, tutup dengan gabus yang

telah dihubungkan dengan selang ke salah satu Erlenmeyer lain yang telah terisi

dengan air

Menginkubasi larutan selama 3 hari pada suhu kamar

Tahap II. Fermentasi dalam Fermentor

a. Peralatan :

1. Gelas Kimia 2000 mL : 1 buah

2. pH meter atau kertas lakmus : 1 buah

3. Termometer : 1 buah

4. Set peralatan fermentor : 1 set

5. Hot plate : 1 buah

6. Spatula : 1 buah

7. Saringan / kertas saring lebar : 1 buah

b. Bahan :

1. Gula pasir : 600 gram 2. Tepung beras : 6 gram5

3. KNO3 : 1 gram

4. H2SO4 0,1 : 250 mL

5. Urea : 6 gram

6. Ragi tape : 30 gram

7. Na3PO4 : 1 gram

8. NaOH 0,1 N : 250 mL

c. Pelaksanaan

Di dalam gelas kimia 2000 mL, dilarutkan 600 gram gula pasir didalam 1000 mL air

dan dipasteurisasikan pada 800C selama 10 menit, kemudian didinginkan hingga suhu

ruang. Pada saat bersamaan, dididihkan kemudian didinginkan dengan air 3500 mL.

Menyaring larutan gula dan menambahkan ragi tape yang telah dihaluskan, tepung

terigu, urea, kalium nitrat, dan natrium fosfat ke dalam gelas kimia tersebut. Diaduk rata

dan dibiarkan hingga bersuhu ruang. Menggabungkan dengan 3500 mL tadi.

Memeriksa larutan dengan pH berkisar 4,5 – 4.8. Menambahkan asam atau basa

yang diperlukan. Menyiapkan alat fermentor, kemudian memasukkan campuran gula dan

air ke dalam gelas reaktor, menambahkan larutan starter dan memeriksa kembali pH

larutan. Diinkubasikan dalam fermentor selama 1 minggu pada suhu 300C

Tahap III. Pemurnian dengan destilasi

a. Peralatan dan Bahan :

1. Peralatan destilasi : 1 set

2. Saringan : 1 buah

3. Batu didih : 5 – 6 buah

4. Termometer uap : 1 buah

5. Erlenmeyer 250 mL : 1 buah

6. Labu didih : 1 buah

b. Pelaksanaan

6

Mengeluarkan dan menyaring larutan yang telah difermentasi dengan baik,

kemudian memindahkan larutan tersebut ke dalam lalu didih dan menambahkan batu

didih, lalu meletakkan termometer uap dan termometer didih untuk mengetahui suhu di

dalam labu didih tersebut. Melakukan destilasi sesuai dengan prosedur. Mencatat volume

atau tetesan produk yang didapat, dan disimpan pada Erlenmeyer yang tertutup rapat

Tahap IV. Analisa Hasil

a. Peralatan dan Bahan

1. Tabung reaksi : 10 buah

2. Rak tabung : 1 buah

3. Pipet tetes : 1 buah

4. Peralatan refraktometer : 1 set

5. Etanol Murni : 55 mL

6. Air bersih ( Aquadest ) : secukupnya

7. Etanol hasil destilasi

b. Pelaksanaan

Menyiapkan tabung reaksi dan diberi label 1 – 10, meneteskan 1 mL etanol

murni ke dalam tabung 1 dan seterusnya berselang 1 mL hingga tabung 10.

Menambahkan air ke dalam tabung – tabung tersebut sehingga volume total setiap

tabung adalah 10 mL

Menentukan indeks bias dari ke – 10 campuran air dan etanol tersebut dengan

menggunakan alat refraktometer. Menentukan hasil indeks bias dari hasil percobaan

tersebut

Gambar Pengamatan Keterangan

7

Menyiapkan segala bahan yang

diperlukan yang telah ditimbang

sebelumnya menggunakan neraca

analitik

Memanaskan air pada suhu 800C

selama 10 menit / sampai hamper

mendidih dan melarutkan 25 gram

gula pasir, kemudian didinginkan

hingga suhu ruang

Larutan tersebut disaring

kemudian, menambahkan tepung

beras, kalium nitrat, natrium fosfat

dan urea. Diaduk hingga rata,

kemudian menambahkan ragi yang

telah dihaluskan, diaduk lagi

hingga rata

Menyiapkan dua buah Erlenmeyer,

dua buah gabus yang tersambung

dengan selang sebagai media untuk

fermentasi / tempat inkubasi

8

Memindahkan larutan tersebut ke

dalam Erlenmeyer 500 mL, dengan

menggunakan bantuan corong agar

larutan tidak tumpah

Menegisi Erlenmeyer lain dengan

air secukupnya, kemudian menutup

kedua Erlenmeyer tersebut dengan

gabus yang telah terhubung dengan

selang ( harus kuat ).

Kemudian larutan diinkubasi

selama 3 hari

Setelah diinkubasi selama 3 hari,

larutan yang berada di dalam gelas

Erlenmyer dipindahkan ke dalam

gelas kimia untuk kemudian

dipindahkan ke dalam labu didih

yang telah ditambahkan batu didih

sebelumnya

Proses pada saat destilasi dengan

meletakkan termometer uap dan

thermometer didih pada kedua

leher labu didih guna menjaga agar

suhu sesuai dengan yang kita

inginkan yaitu + 780C

9

Gambar pada saat labu didih di

panaskan di dalam penangas air,

dengan keadaan air yang harus selalu

ditambah/dicek. Lalu setelah produk

didapatkan, disimpan pada botol dan

tutup

Menyiapkan alat dan bahan untuk

menganalisa hasil etanol destilasi

yaitu, etanol murni, 1 set peralatan

refraktometer, air, dan pipet tetes

serta tissue

Menyiapkan tabung reaksi yang telah

diberilabel 1 – 10, yang telah diisi

1 mLetanol murni hingga 10 mL

dengan campuran air sehingga

volume total 10 mL ke setiap tabung

reaksi, untuk kemudian siap diuji

indeks biasnya

Proses penentuan indeks bias dari ke

sepuluh campuran air dan etanol

menggunakan alat refraktometer.

Untuk kemudian diperoleh indeks

bias pada alat refraktometer

10

Gambar untuk proses uji nyala

pada etanol murni, tampak terlihat

api yang cukup besar dan nyala api

yang terlihat pun cukup lama

Gambar untuk proses uji nyala api

pada etanol murni yang telah

dicampur dengan etanol destilasi,

tampak terlihat api yang tidak

terlalu besar dan nyala yang redup

dengan waktu nyala api yang

relatif cepat dibandingkan dengan

etanol murni

11

Tabel II. Data Larutan Standar Etanol

Volume Etanol (mL) Volume air (mL) Indeks Bias Suhu (0C) % Etanol

1 9 1,33107 28,4 10

2 8 1,33607 29,1 20

3 7 1,33707 29,1 30

4 6 1,33707 29,1 40

5 5 1,33707 29,3 50

6 4 1,33807 29,4 60

7 3 1,33703 29,6 70

8 2 1,33401 29,6 80

9 1 1,32807 29,5 90

10 0 1,32607 29,5 100

Etanol Destilasi 1,33207 29,5 12

9 8 7 6 5 4 3 2 1 00

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Kurva Hubungan antara Campuran Air dan Etanol

Volume Etanol (mL)

Vol

ume

Eta

nol (

mL

)

12

10 20 30 40 50 60 70 80 90 1001.32407

1.32607

1.32807

1.33007

1.33207

1.33407

1.33607

1.33807

1.34007

Kurva Hubungan antara Hasil Indeks Bias dan Etanol

Etanol (%)

Nila

i Ind

eks

Bia

s

10 20 30 40 50 60 70 80 90 1001.32407

1.32607

1.32807

1.33007

1.33207

1.33407

1.33607

1.33807

1.34007

Kurva Hubungan antara Hasil Indeks Bias dan Etanol Destilasi

Etanol (%)

Nila

i Ind

eks

Bia

s

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa, kandungan

etanol hasil destilasi kami yaitu sekitar 12%

13

IV. ANALISIS PERCOBAAN

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan, dapat dianalisa bahwa pada saat

percobaan pembuatan etanol ini, kami lakukan dengan cara pertama yaitu dengan cara

fermentasi molasse. Tujuannya untuk mengetahui proses pembuatan etanol dari molasse

secara fermentasi, yang terbagi menjadi 3 tahapan kerja yaitu :

1. Pembuatan starter

2. Fermentasi

3. Destilasi

Hal pertama yang dilakukan adalah menyiapkan alat – alat yang digunakan. Sebelum

digunakan semua alat haruslah dicuci terlebih dahulu, agar tidak mengganggu perkembangan

mikroba pada ragi tape. Pada proses pembuatan starter, urea, KNO3, Na3PO4, tepung beras

yang berguna sebagai nutrisi / makanan bagi mikroba pada saat diinkubasi. Setelah larutan

sudah dalam suhu ruang, ragi tape pun dimasukkan, tujuannnya agar mikroba pada ragi tape

tidak mati akibat suhu larutan yang tinggi. Untuk menghaluskan, ragi tidak boleh ditumbuk

tetapi harus digerus perlahan – lahan agar mikrobanya tetap hidup. Kemudian larutan

diinkubasi selama 3 hari.

Setelah diinkubasi selama 3 hari, tampak warna larutan tersebut tetap berwarna putih,

namun sedikit lebih keruh dibandingkan pada saat pembuatan starter. Karena kami tidak

melakukan tahap fermentasi dengan fermentor, maka tahapan dilanjutkan dengan pemurnian

larutan dengan destilasi yang bertujuan untuk mendapatkan hasil etanol yang lebih murni.

Pada saat proses destilasi, suhu termometer uap harus selalu dijaga pada suhu 780C (sesuai

dengan titik didih etanol), karena jika suhu > 780C maka besar kemungkinan hasil yang

didapatkan hanyalah air.

Kemudian dilanjutkan dengan analisa hasiletanol destilasi menggunakan

refraktometer dan test nyala api, tujuannya untuk mengetahui kadar kemurnian dari etanol

hasil destilasi. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, indeks bias pada etanol hasil

destilasi yaitu sebesar 1,33207 dengan persentase etanol yaitu sebesar 12%. Dan pada saat

etst nyala, terdapat api pada campuran etanol murni dan etanol fermentasi tetapi waktu nyala

api hanya sebentar dan tidak terlalu terang 14

V. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

Etanol adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan

merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari – hari. Selain air,

etanol merupakan senyawa yang paling banyak digunakan sebsgai pelarut.

Pada percobaan kali ini, mai membuat etanol dengan cara fermentasi molasse. Untuk

mendapatkan etanol, maka proses yang dilakukan adalah anaerobik. Kondisi proses

pembuatan etanol yang digunakan adalah :

Temperatur optimum : 28 – 320C

pH media : 4,5 – 4,8

Kadar gula : 10 – 14%

Pada proses pembuatannya terbagi menjadi tiga tahap yaitu : pembuatan starter,

fermentasi dan destilasi. Dan dilakukan analisa hasil dengan refraktometer untuk mengamati

indeks bias pada etanol, yang dapat menentukan kadar etanol hasil destilasi.

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil berupa indeks bias

pada etanol destilasi sebesar 1,33207 dengan persentase etanol yaitu sebesar 12%. Dan pada

saat test nyala, terdapat api pada campuran etanol murni dan etanol hasil destilasi namun

waktu nyala api hanya sebentar dan tidak terlalu terang.

15

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet.2014.”Penuntun Praktikum Rekayasa Bioproses”.Jurusan Teknik Kimia.

Politeknik Negeri Sriwijaya : Palembang

www.wikipedia.org/etanol

Modul.2014.”Rekayasa Bioproses”.Jurusan Teknik Kimia.Politeknik Negeri Sriwijaya

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18288/3/Chapter%20II.pdf

16

GAMBAR ALAT

Neraca Analitis Erlenmeyer Corong

Kaca Arloji Batang Pengaduk Spatula

Hot Plate Gelas Kimia Tabung Reaks

17

Pipet Tetes Termometer Set Peralatan Refraktometer

18