Teknologi Petrokimia dan Minyak Bumi

Pembuatan Bioetanol dari Bonggol Pisang

Disusun Oleh:

1.

2.

Sofi Norcahyati

Adhaningrum

(5213413004)

(5213413064)

Prodi Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang (UNNES)

2015

PEMBAHASAN

Pada masa sekarang kecendrungan pemakaian bahan bakar sangat tinggi sedangkan

sumber bahan bakar minyak bumi yang di pakai saat ini semakin menipis. Oleh karena itu,

perlu adanya bahan alternatif yang dapat digunakan sebagai pengganti minyak bumi.

Bioetanol dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk pemecahan masalah energi pada saat

ini. Dalam hal ini adalah pembuatan bioetanol dari biomassa, yaitu bonggol pisang

Bioetanol merupakan cairan hasil proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat

(pati) menggunakan bantuan Saccharomyces cerevisea. Produksi bioetanol dari tanaman

yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat

menjadi gula (glukosa) dengan metode hidrolisis asam dan secara enzimatis.

Tabel 1. Komposisi kandungan Bonggol Pisang.

Bahan baku

Proses Produksi Bioetanol

Kandungan pati bonggol pisang sebesar 76,57%, sehingga memiliki potensi yang

besar. Berikut proses pemecahan pati menjadi glukosa dengan menggunakan katalis asam.

Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati,

hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanol

atau bioetanol, dan destilasi bioetanol

Prosedur Kerja

Diagram alir proses kerja pembuatan Bioetanol

Kesimpulan

1. Kandungan pati bonggol pisang yang besar dapat dimanfaatkan sebagai bioetanol

dengan metode hidrolisis asam dan enzimatis menjadi bioetanol.

2. Proses pembuatan bioethanol yaitu meliputi ekstraksi pati dari bonggol pisang,

hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi glukosa menjadi Bioethanol, destilasi

dan dehidrasi.

3. Proses ini akan menghasilkan Bioethanol berkadar kemurnian 99,5 % yang dapat

dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar yang ramah lingkungan.

4. Keuntungan dari pencampuran etanol ke dalam bensin adalah naiknya nilai angka

oktan campuran etanol-bensin.

5. Manfaat campuran Bioethanol dengan bensin adalah dapat mengurangi emisi yang

dihasilkan oleh bahan bakar minyak.

LAMPIRAN

PRAKTIKUM BIOENERGI

PEMBUATAN BIOETANOL DARI BONGGOL PISANG DENGAN HIDROLISIS

ASAM

Disusun untuk memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah

Mata Kuliah Pilihan Bioenergi

Disusun oleh :

1. Nindia Wahyuningtyas Merdikawati 2. Teddy Kristian 3. Heri Dwi Agustian

(21030111060035) (21030111060068) (21030111060085)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2012

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan

penyusunan makalah MKP Bioenergi yang berjudul Pembuatan Bioetanol dari

Bonggol Pisang dengan Hidrolisis Asam.

Penulisan makalah ini bertujuan untuk menambah pengetahuan dan wawasan

setiap pembaca sehingga dapat memahami secara jelas mengenai bioetanol sebagai

energi terbarukan.

Kami menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan makalah ini telah

banyak menerima bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak

langsung. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini, kami mengucapkan terima kasih

yang tak terhingga kepada :

1. Ir. Margaretha Tuti Susanti MP, M. Endy Yulianto MT dan Ir. HjLaila Faizah M. Kes

selaku dosen pengampu matakuliah MKP Bioenergi

2. Teman- teman kelompok MKP Bioenergi.

3. Semua pihak yang telah membantu kami dalam penyusunan makalah ini.

Kami menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak

kekurangan, oleh karena itu kami mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat

membangun, guna kesempurnaan makalah ini. Atas perhatiannya kami ucapkan terimakasih.

Semarang, 24 Maret 2013

(Penyusun)

ABSTRAK

Bioetanol (C2H5OH) dapat diartikan sebagai bahan bakar dari minyak nabati

yang diproduksi dari bahan pangan yang mengandung pati melalui proses fermentasi

gula dari sumber karbohidrat mengunakan bantuan mikroorgaisme. Pohon pisang

dapat dijumpai hampir di seluruh wilayah Indonesia dan jumlahnya yang melimpah ,

sehingga berpotensi untuk menjadi alternatif bahan bakar bioetanol. Potensi

kandungan pati bonggol pisang yang besar yaitu sebesar 76,57% dapat dimanfaatkan

sebagai alternative bahan bakar, yaitu bioetanol. Komposisi yang terdapat dalam

bongol pisang itu sendiri masing masing yaitu pati 76,57%, air 18,97%, lemak 2,11%,

protein 0,32%, kalsium 717 mg/100g, fosfor 114 mg/100g, besi 0,13 mg/100g.

Adapun bahan yang digunakan dalam proses pembuatan bioetanol yaitu : Bonggol

Pisang, Aquadest, Asam Sulfat 96% 2M, ZA (Ammonium sulfat), NPK, Sukrosa,

Saccharomyces cereviseae, Zeolit sintetis 3A, Reagensia Nelson, Reagensia

Arsenomolybat, Pb-Asetat. Proses pembuatan bioetanol meliputi proses pendahuluan

(isolasi bonggol pisang), hidrolisa pati menjadi glukosa dengan asam (H2SO4) ,

fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanol dengan bantuan S.cereviceae ,

destilasi, dehidrasi bioetanol, serta analisa produk.

Kata kunci : Bioetanol, bonggol pisang, pati

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................

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

2

DAFTAR ISI.......................................................................................................

I.Latar Belakang ................................................................................

II.RumusanMasalah ..........................................................................

III.Tujuan Penulisan ..........................................................................

IV.TinjauanPustaka. ..........................................................................

4.1. Karakteristik Bonggol Pisang ..........................................

4.2.Komposisi Bonggol Pisang ..............................................

4.3. Pengertian Bioetanol .......................................................

4.3.1 Standar Baku Mutu Bioetanol .........................

4.4. Proses Produksi Bioetanol ...............................................

4.4.1 Isolasi Pati Bonggol Pisang .............................

4.4.2 Hidrolisis asam pati bonggol pisang ...............

4.4.3 Fermentasi Gula menjadi Alkohol ..................

4.4.4 Destilasi dan Dehidrasi Bioetanol ...................

4.4.5 Metode Spektrofotometri................................ 15

4.4.6 Metode Fenol Sulfat....................................... 16

V.Metodologi Praktikum. ................................................................

5.1. Alat yang digunakan ........................................................

5.2. Bahan yang digunakan.....................................................

5.3. Variabel Praktikum ..........................................................

5.4.Prosedur Kerja ..................................................................

5.5.Pengamatan yang dilakukan .............................................

VI. Daftar Pustaka ............................................................................

4

6

7

7

8

8

9

9

9

11

11

11

12

15

17

17

18

18

19

22

24

I. JUDUL

Pembuatan Bioetanol Dari Bonggol Pisang Dengan Hidrolisis Asam.

II. LATAR BELAKANG

Menipisnya cadangan bahan bakar fosil dan meningkatnya populasi manusia

sangat kontradiktif dengan kebutuhan energi bagi kelangsungan hidup manusia

beserta aktivitas ekonomi dan sosialnya. Sejak lima tahun terakhir, Indonesia mengalami

penurunan produksi minyak nasional akibat menurunnya cadangan minyak pada

sumur-sumur produksi secara alamiah, padahal dengan pertambahan jumlah

penduduk, meningkat pula kebutuhan akan sarana transportasi dan aktivitas industri.

Hal ini berakibat pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi bahan bakar minyak

(BBM) yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.

Pemerintah masih mengimpor sebagian BBM untuk memenuhi kebutuhan dalam

negeri.

Bahan bakar berbasis nabati salah satu contohnya adalah bioetanol.

Bioetanol dapat dibuat dari sumber daya hayati yang melimpah di Indonesia.

Bioetanol dibuat dari bahan-bahan bergula atau berpati seperti singkong atau ubi

kayu, tebu, nira, sorgum, nira nipah, ubi jalar, ganyong dan lain-lain. Hampir semua

tanaman yang disebutkan diatas merupakan tanaman yang sudah tidak asing lagi,

karena mudah ditemukan dan beberapa tanaman tersebut digunakan sebagai bahan

pangan (Susana, 2005). Bahan yang belum dimanfaatkan sebagai penghasil sumber

karbohidrat adalah bonggol pisang. Bonggol pisang memiliki komposisi 76% pati,

20% air, sisanya adalah protein dan vitamin (Yuanita dkk, 2008). Kandungan

korbohidrat bonggol pisang tersebut sangat berpotensi sebagai sumber bahan bakar

nabati yaitu bioetanol.

Dibandingkan dengan hidrolisis enzim, hidrolisis dengan menggunakan asam

tergolong mudah dan membutuhkan biaya yang tidak terlalu mahal tetapi membutuhkan

waktu yang cukup lama dan suhu yang tinggi untuk dapat memutus ikatan polisakarida

menjadi glukosa. Glukosa yang diperoleh selanjutnya dilakukan proses fermentasi atau

peragian dengan menambahkan yeast atau ragi sehingga diperoleh bioetanol sebagai

sumber energi.

III. RUMUSAN MASALAH

Limbah bonggol pisang banyak ditemukan di Indonesia khususnya di daerah

pedesaan, umumnya limbah tersebut tidak banyak dimanfaatkan, tetapi dibiarkan

menumpuk dan membusuk, sehingga dapat menggangu pemandangan dan mencemari

lingkungan. Salah satu cara penanggulangan limbah bonggol pisang yang merupakan

sampah organik yang mengandung sekitar 76,57% kandungan pati yang potensial untuk

dikembangkan di Indonesia adalah dengan menerapkan teknologi fermentasi anaerobik

yang .menghasilkan bioetanol sebagai energi alternatif

Permasalahan yang akan dibahas adalah mengetahui cara pemanfaatan limbah

bonggol pisang menjadi bioethanol dengan menggunakan proses hidrolisa asam dan

dilanjutkan dengan proses fermentasi. Serta untuk mengetahui dan membandingkan

kondisi optimum dan konsentrasi asam yang digunakan dalam proses hidrolisa.

IV. TUJUAN PENULISAN

Penulisan proposal ini bertujuan untuk :

1. Memberikan alternatif dalam pemanfaatan bonggol pisang serta mengetahui

potensi bonggol pisang dalam menghasilkan bioenergi bahan bakar alternatif

bioetanol.

2. Mengetahui potensi bonggol pisang sebagai sumber bioetanol menggunakan

metode hidrolisis asam.

3. Mengetahui Pengaruh konsentrasi asam yang digunakan dalam proses hidrolisa.

4. Mengetahui pengaruh waktu hidrolisa yang digunakan dalam proses pembuatan

bioetanol.

5. Mengetahui kadar dan efisiensi dari bioetanol yang dihasilkan.

V. TINJAUAN PUSTAKA

5.1 Karakteristik Bonggol Pisang

Bonggol pisang merupakan batang tanaman pisang yang berupa umbi batang

(batang aslinya). Bonggol pisang yakni bagian terbawah dari batang semu yang

berada di dalam tanah, mengandung banyak cairan yang bersifat menyejukkan dan

berkhasiat menyembuhkan. Bonggol pisang merupakan bagian tanaman pisang

yang merupakan tanaman yang mudah tumbuh dan mudah ditemukan hampir di

seluruh daerah di Indonesia serta mudah dikembangkan dan merupakan limbah pohon

pisang yang kaya akan kandungan pati atau karbohidrat. Komposisi kandungan

bonggol pisang terdiri dari 76% Pati dan 18,97% air. Kandungan pati yang

terdapat dalam bonggol pisang merupakan potensi yang dapat dimanfaatkan

sebagai sumber bioetanol.

Kingdom

Devisi

Sub. Divisi

Kelas

Bangsa

Suku

Marga

Jenis

: Plantae

: Spermatophyta

: Angiospermae

: Monocotylae

: Musales

: Musaceae

: Musa

: Musa paradisiac

5.2 Komposisi Bonggol Pisang

Tabel 1. Komposisi kandungan Bonggol Pisang.

Kandungan

Pati

Air

Lemak

Protein

Kalsium

Fosfor

Besi

Kadar (%)

76,57

18,97

2,11

0,32

717 mg/100g

114 mg/100g

0,13 mg/100g

Sumber : (Laboratorium Balai Penelitian Ternak Bogor, 1998)

5.3 Pengertian Bioetanol

Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan dari proses fermentasi gula dari sumber

karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Anonim, 2007). Bioetanol dapat

juga diartikan juga sebagai bahan kimia yang diproduksi dari bahan pangan yang

mengandung pati, seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu. Bioetanol merupakan

bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak premium

(Khairani, 2007).

Hasil beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa polusi

udara yang dihasilkan oleh biofuel juga rendah, di mana opasitasnya lebih kecil 30%

daripada solar. Demikian pula dengan sulfur dan asap yang dihasilkan sangat rendah.

Dengan melihat keunggulan-keunggulan bioetanol, maka sudah seharusnya

penggunaan bahan bakar nabati untuk sektor transportasi perlu didukung untuk

pengembangannya.

5.3.1 Standar Baku Mutu Bioetanol

Produk biofuel baik sebagai bioetanol murni maupun campurannya dengan

bensin yang dijual dipasaran harus memenuhi standar mutu bioetanol dan bensin yang

berlaku di dalam negeri maupun di tingkat internasional. Standar bioetanol yang

berlaku (berdasarkan spesifikasi bensin) adalah mengacu kepada ASTM D 4860.

Diperlukan standar yang cocok dengan kondisi Indonesia.Etanol kering biasanya

memiliki berat jenis dalam rentang 0,7936-0,7961 pada kondisi 15,56/15,56C.

(Khairani, 2007). Tabel 2.Hasil Pengujian Parameter Uji Bioetanol Sesuai SNI

7390:2008

5.4 Proses Produksi Bioetanol

Kandungan pati bonggol pisang sebesar 76,57%, sehingga memiliki potensi

yang besar. Berikut proses pemecahan pati menjadi glukosa dengan menggunakan

katalis asam.

T= 100oC P= 1 atm

H2SO4 96%

T= 27oC pH= 4,5

S. cereviseae

(C6H12O5)n

Pati

(C6H12O6)n

Glukosa

nC6H12O6

Glukosa

2 C2H5OH + 2CO2

Etanol

Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati,

hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi

etanol atau bioetanol, dan destilasi bioetanol (Musanif, 2008).

5.4.1 Isolasi Pati Bonggol Pisang

Bonggol pisang sebagai bahan baku pati dikupas dan dibersihkan dari

kotoran. Bonggol pisang kemudian dipotong kecil-kecil lalu dikeringkan dengan cara

dijemur dan diangin-anginkan sampai kering. Bonggol pisang dibuat kering bertujuan

agar lebih awet dan menghilangkan kandungan airnya sehingga diperoleh

bonggol yang kering dan dapat disimpan sebagai cadangan bahan baku (Anonim,

2008). Bonggol pisang kering digiling dengan mesin penggiling atau ditumbuk

dengan penumbuk sehingga menjadi serbuk halus. Serbuk bonggol pisang lalu

disaring atau diayak sehingga diperoleh pati yang homogen.

5.4.2 Hidrolisis Pati menjadi Glukosa

Tahap ini merupakan tahap yang paling penting dalam proses pembuatan

bioetanol, karena proses ini menentukan jumlah glukosa yang dihasilkan untuk

kemudian dilakukan fermentasi menjadi bioetanol. Menurut Musanif (2008), prinsip

hidrolisis pati adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa

ataumonosakarida yaitu glukosa (C6H12O6). Pemutusan ikatan pada pati atau

karbohidrat menjadi glukosa dapat menggunakan beberapa metode diantaranya

yaitu metode kimiawi (hidrolisis asam) dan metode enzimatis (hidrolisis enzim).

Metode kimiawi dilakukan dengan cara hidrolisis pati menggunakan asam-asam

organik, yang sering digunakan adalah H2S04, HCl, dan HNO3. Hasil

pemotongan oleh asam adalah campuran dekstrin, maltosa dan glukosa (Trifosa,

2007).

Hidrolisis yang terdapat pada Bonggol Pisang dilakukan dengan menggunakan

katalis asam kuat, yaitu asam sulfat (H2S04) Menurut Rohajatien hidrolisis dengan

menggunakan asam sulfat (H2S04) mampu menghasilkan rendeme (yield) yang lebih

besar dibandingkan menggunakan asam jenis lain (HCI). pada konsentrasi asam

yang terlalu tunggi dan temperatur tinggi dimungkinkan terjadi degradasi glukosa

atau terjadi karamelisasi (perubahan warna pada larutan menjadi warna coklat

atau karamel) sehingga gula pereduksi yang dihasilkan dari proses hldrolisa

tersebut menjadi tidak maksimal.

5.4.3 Fermentasi Gula menjadi Alkohol

Fermentasi adalah perubahan 1 mol glukosa menjadi 2 mol etanol dan 2

mol CO2. Proses fermentasi dilakukan dengan menambahkan yeast atau ragi

untuk mengkonversi glukosa menjadi bioetanol yang bersifat anaerob yaitu, tidak

memerlukan okasigen (O2). S. cereviceae akan memetabolisme glukosa dan fruktosa

membentuk asam piruvat. Asam piruvat, selanjutnya mengalami reaksi

dekarboksilasi menjadi asetaldehid dan mengalami reaksi dehidrogenasi menjadi

bioetanol (Musanif, 2008).

Setelah mendapatkan kondisi optimum pada proses hidrolisa asam ,maka

langkah selanjutnya adalah proses mengubah hidrolisat gula menjadi etanol

dengan cara proses fermentasi. Dalam proses ini , substrat dikondisikan dengan

menambahkan nutrisi baik makro maupun mikro (Urea dan NPK) masing-

masing sebanyak 1,5% dan ditetapkan pHnya antara 4 ,5 dan 5,5. Kemudian ke

dalam substrat diberikan juga gula sukrosa sebesar 1 % yang berguna untuk

merangsang pertumbuhan mikroba selama proses fermentasi berlangsung. Fungsi

dari ZA di sini yaitu selain penambah nutrisi mikroba berupa unsur Nitrogen, ZA juga

berfungsi mengasamkan, karena ZA bersifat asam. Fungsi NPK di sini yaitu sebagai

nutrisi mikroba.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Fermentasi

a. Spesies Sel Khamir

Pemilihan mikroorganisme biasanya berdasarkan jenis karbohidrat yang

digunakan sebagai medium, untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan

Saccharomyces cerevisiae.

b. Jumlah Sel Khamir

Jumlah sel khamir yang diinokulasikan merupakan faktor yang sangat

mempengaruhi proses fermentasi. Mikroba yang diinokulasikan ke dalam medium

fermentasi disebut inokulum.

c. Media

Pada umumnya bahan dasar yang mengandung senyawa organik terutama

glukosa dan pati dapatdigunakan sebagai substrat dalam proses fermentasi bioethanol

(Prescott and Dunn, 1959)

e. Derajat Keasaman (pH)

Derajat keasaman optimum untuk pertumbuhan khamir yang digunakan pada

fermentasi etanol adalah 4,5-5,5. Pada umumnya sel khamir dapat tumbuh dan

memproduksi etanol pada pH 3,5-6,0.

f. Suhu

Khamir mempunyai kisaran toleransi tertentu terhadap suhu untuk pembentukan

selnya, suhu optimum untuk khamir adalah 25-30oC. Peningkatan suhu sampai 40oC

dapat mempertinggi kecepatan awal produksi etanol, tetapi produktivitas fermentasi

secara keseluruhan menurun karena meningkatnya jumlah etanol menyebabkan

terhambatnya pertumbuhan sel khamir.

g. Nutrisi

Selain sumber karbon, Saccharomyces cereviseae juga memerlukan sumber

nitrogen, vitamin danmineral dalam pertumbuhannya. Pada umumnyasebagian besar

Saccharomyces cereviseae memerlukan vitamin seperti biotin dan thiamin

yangdiperlukan untuk pertumbuhannya. Beberapa mineraljuga harus ada untuk

pertumbuhan Saccharomyces cereviseae seperti phospat, kalium, sulfur, dansejumlah

kecil senyawa besi dan tembaga (Prescottand Dunn,1959).Pada penelitian ini

menggunakan 6 gr Za dan 6 gr urea sebagai nutrisinya dan selanjutnya dipasteurisasa

pada suhu 121oC (Rhonny.A dan Danang J.W., 2003)

h. Oksigen

Selama fermentasi alkohol berlangsung, diperlukan sedikit oksigen yaitu sekitar 0,05-0,10 mmHg tekanan oksigen, yang diperlukan sel khamir untuk biosintesa lemak tak jenuh dan

lipid. Jumlah oksigen yang tinggi dapat merangsang pertumbuhan sel khamir, sehingga produksi alkohol menjadi lebih rendah. Persediaan oksigen yang besar penting untuk kecepatan perkembangbiakan sel khamir, namun produksi alkohol terbaik pada kondisi anaerob.

i. Volume starter

Volume starter yang ditambahkan 3-7% dari volume media fermentasi. Jumlah

volume starter tersebut sangat baik dan efektif untuk fermentasi serta dapat

menghasilkan kadar alcohol yang relative tinggi (Monick, J. A., 1968).Penambahan

volume starter yang sesuai pada proses fermentasi adalah 5% dari volume

fermentasi(Prescott and Dunn, 1959).

Volume starter yang terlalu sedikit akan mengakibatkan produktivitas menurun karena

menjadi lelah dan keadaan ini memperbesar terjadinya kontaminasi. Peningkatan volume

starterakan mempercepat terjadinya fermentasi terutama bila digunakan substrat berkadar

tinggi. Tetapi jika volume starter berlebihan akan mengakibatkan. hilangnya kemampuan

bakteri untuk hidup sehingga tingkat kematian bakteri sangat tinggi (Desrosier,1988).

j. Waktu fermentasi

Waktu fermentasi yang biasa dilakukan 3-14 hari. Jika waktunya terlalu cepat

Saccharomycescereviseae masi dalam masa pertumbuhan sehingga alcohol yang

dihasilkan dalam jumlah sedikit dan jika terlalu lama Saccharomyces cereviseae akan

mati maka alcohol yang dihasilkan tidak maksimal (Prescott and Dunn, 1959).

k. Konsentrasi gula

Konsentrasi gula akan berpengaruh terhadap aktifitas Saccharomyces cereviseae.

Konsentrasi gula yang sesuai kira-kira 10-18%. Konsentrasi gula yang terlalu tinggi akan

menghambat aktivitas Saccharomyces cereviseae, sebaliknya jika konsentrasinya rendah

akan menyebabkan fermentasi tidak optimal (Prescott and Dunn, 1959).

5.4.4 Destilasi dan Dehidrasi Bioetanol

Bioetanol hasil proses fermentasi dipisahkan dengan cara disaring, kemudian

filtrat didestilasi sehingga dapat dihasilkan bioetanol yang bebas dari kontaminan

atau pengotor yang terbentuk selama proses fermentasi. Bioetanol yang dihasilkan

dari destilasi pertama biasanya memiliki kadar sebesar 95 %. Menurut Musanif

(2008), Bioetanol dengan konsentrasi 95 % belum dapat dijadikan sebagai bahan bakar.

Menurut Nurdyastuti (2008), bioetanol yang digunakan sebagai campuran bahan bakar

untuk kendaraan harus benar-benar kering dan anhydrous supaya tidak korosif,

sehingga bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99,5 100 % volume. Oleh karena

itu, bioetanol hasil destilasi harus ditambahkan suatu bahan yang dapat menyerap

atau menarik kandungan air yang masih terdapat dalam bioetanol, bahan yang

sering digunakan diantaranya yaitu, CaCO3, dan zeolit atau dilakukan destilasi

vakum, sehingga dapat dihasilkan bioetanol yang lebih murni yang dapat dijadikan

sebagai bahan bakar.

Dehidrasi dilakukan dengan menggunakan Silica Gel. Zeolit sintetis yang paling

sederhana adalah zeolit A. Artinya, perbandingan antara molekul silika, alumina, dan

sodium adalah 1:1:1. Untuk pemurnian bioetanol, sebaiknya digunakan zeolit sintetis 3A.

Maksudnya zeolit yang berukuran 3 angstrom (1 angstrom = 1,0 x10-10 m).

Dibandingkan zeolit alam dan sintetis lainnya, zeolit sintetis 3A memiliki beberapa

keunggulan. Di antaranya ruang terbuka pada pori-porinya mencapai 47% lebih banyak,

memiliki kemampuan untuk menukar molekul sodium, dan mampu mengikat air.

5.4.5 Metode Spektrofotometri

Metode Spektrofotometri sinar tampak berdasarkan penyerapan sinar oleh suatu

larutan berwarna, oleh karena itu metode ini dikenal juga sebagai metode kolorimetri.

Hanya larutan senyawa berwarna yang dapat ditentukan dengan metode ini. Senyawa tak

berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan pereaksi yang

menghasilkan senyawa berwarna. Metode spektrofotometri didasarkan atas hukum

Lambert Beer. Menurut hukum ini jumlah radiasi tampak, UV, atau infra merah, yang

di serap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu fungsi eksponen tebal

larutan.

5.4.6 Metode Fenol Sulfat

Pengujian gula pereduksi metode Fenol dilakukan dengan cara memasukkan 1mL

sampel ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 1 ml larutan phenol 5%.

Larutantersebut kemudian dikocok dengan vorteks. Lalu, dilakukan penambahan

H2SO4 sebanyak 5 ml ke dalam larutan. Dibiarkan sampai dingin pada suhu ruang,

kemudiandiukur absorbansinya pada panjang gelombang 550 nm. Pengukuran gula

pereduksidengan metode fenol didasarkan pada prinsip bahwa gula sederhana,

oligosakarida,polisakarida dan turunannya dapat bereaksi dengan fenol dalam asam

sulfat pekat menghasilkan warna oranye yang stabil (Apriyantono, 1989).

Kurva standar dibuat dengan konsentrasi glukosa 0,02 g/L atau 20 ppm, 0,04g/L

atau 40 ppm, 0,06 g/L atau 60 ppm, 0,08 g/L atau 80 ppm, dan 0,1 g/L atau 100ppm.

Kemudian nilai gula pereduksi dicari dengan metode Fenol dengan mengukur nilai

absorbansi menggunakan spektrofotometer. Persamaan Regresi selanjutnya digunakan

sebagai standar untuk menentukan kandungan glukosa yang ada dalam sampel uji,

dengan Y adalah nilaiabsorbansi yang dimiliki sampel dan X adalah konsentrasi gula

yang dimiliki sampel.

Masing-masing sampel, yaitu gula sebelum inversi ditambahkan 1 ml phenol 5% dan

dikocok menggunakan vorteks, kemudian ditambahkan 5 ml H2SO4 dan diukur nilai

absorbansinya. Dari nilai absorbansi tersebut, dapat diketahui konsentrasi glukosa

sampel dengan memasukkannya ke persamaan kurva standar metode Fenol.

Metode phenol-asam sulfat merupakan metode yang digunakan untukmenghitung

kadar karbohidrat total. Prinsip dari metode ini adalah padamedia asam panas, glukosa

akan terdehidrasi menjadi hydroxymethil furfural yang berwarna hijau dan memiliki

absorpsi maksimum pada 490 nm. Reagenyang digunakan pada metode ini adalah phenol

5% dan asam sulfat 96%(Dubois,1956).Kadar karbohidrat ditentukan menggunakan

persamaan berikut :

Absorbansi yang sesuai dengan 0.1 mL larutan uji = x mg glukosa Kandungan dalam 100

mL larutan sampel = x 100 mg glukosa= % total kandungan karbohidrat.

VI. METODOLOGI PRAKTIKUM

6.1 Alat yang Digunakan

Dalam proses pembuatan Bioetanol dari Bonggol pisang peralatan yang akan

digunakan meliputi

1. Fermentor

2. Alat pengering

3. Piknometer

4. Pengukus

5. Penggiling (Blender)

6. Penyaring (Kertas saring)

7. Botol kemasan

8. Kertas Ph

9. Timbangan Elektrik

10. Pemanas

11. Pipet

12. Erlenmeyer

13. Pengaduk

14. Pendingin balik

15. Klem dan Statif

16. Gelas Ukur

17. Selang

18. Labu leher tiga (Labu Destilasi)

19. Termometer

20. Corong pemisah

21. Spektrofotometer

22. Labu takar 100 ml dan 500 ml

23. Oven

Gb.1 Fermentor

Hidrolisa

Gb.2 Rangkaian alat destilasi Gb. 3 Rangakaian alat

6.2 Bahan yang Digunakan

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

lain

1. Bonggol Pisang

2. Aquadest

3. Asam Sulfat 96% 2M

4. ZA (Ammonium sulfat)

5. NPK

6. Sukrosa

7. Saccharomyces cereviseae

8. Zeolit sintetis 3A

9. Fenol

10. H2S04

6.3 Variabel yang Digunakan

Variabel yang digunakan pada praktikum pembuatan Bioetanol ini menggunakan variable

:

1. Variabel Tetap Meliputi:

a) Berat Bahan Baku Bonggol Pisang Yang Digunakan : 200 g

b) Lamanya waktu fermentasi: 7 hari

c) Ph yang digunakan dalam proses fermentasi : 4,5

d) Suhu fermentasi : 27- 30C, suhu fermentasi 80C

e) Volume asam sulfat 40 ml

2. Variabel Bebas Meliputi

a) Volume asam sulfat yang digunakan : 10 ml ; 40 ml ; 60 ml

b) Lama waku hidrolisis : 30 menit; 60 menit; 90 menit

200 g

1000 ml

10 ml

1,5 % b/b

1,5 % b/b

1% b/b

5%

1,5 kg/lt etanol yang dihasilkan

5%

5N

Bahan

Bonggol Pisang

Komposisi

I

200 g

II

200 g

40 ml

III

200 g

60 ml Asam Sulfat

6.4.Prosedur Kerja

10 ml

Diagram alir proses kerja pembuatan Bioetanol

-Dikupas -Dibersihkan -Dipotong kecil-kecil -Pengeringan -Penggilingan -Pengayakan

Aquadest 1000 ml

H2SO4 96% 10ml, 40ml, 60ml

Suhu 100C 2 jam

Analisa Kadar Glukosa (Metode Fenol Sulfat)

Hidrolisa Analisa Gula Reduksi Dengan Spektrofotometer

Selama 7 hari S. cereviseae 5%

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

Fermentasi

25oC pH 4,5

Suhu 80C 1 jam

Analisa Kadar Glukosa (Metode Fenol Sulfat)

Destilasi

Uji Kemurnian

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

Dehidrasi Uji Kadar Air

Sifat Fisik Analisa Produk

Prosedur kerja yang akan dilakukan dalam praktikum pembuatan Bioetanol dengan

menggunakan bonggol pisang dibedakan menjadi 4 tahapan yaitu

1. Proses Pendahuluan meliputi.

a) Pengupasan. Bonggol pisang sebagai bahan baku pati dikupas dan

dibersihkan dari kotoran. Bonggol pisang kemudian dipotong kecil-kecil.

b) Pengeringan. Bonggol dikeringkan dengan cara dijemur dan diangin-anginkan

sampai kering. Bonggol pisang dibuat kering bertujuan agar lebih awet dan

menghilangkan kandungan airnya Setelah itu didinginkan.

c) Penggilingan. Bonggol pisang kering digiling dengan mesin penggiling

atau ditumbuk dengan penumbuk sehingga menjadi serbuk halus.

Kemudian ditimbang sebanyak 200 g

2. Proses Hidrolisa Asam

a) Merangkai peralatan hidrolisa

b) Memasukkan bahan baku yang berupa serbuk sebanyak 200 g kedalam labu

leher tiga

c) Memasukkan aquadest sebanyak 1000 ml

d) Memasukkan larutan asam sulfat 96% sebanyak 10 ml, 40ml, 60ml

e) Menghidupkan kompor dengan menjaga suhu hidrolisa pada 100 oC selama 30

menit, 60 menit, dan 90 menit kemudian didinginkan sampai pada suhu

ruangan

f) Hasil hidrolisis disaring kemudian didapatkan filtrat dan kemudian filtrat akan

dianalisa kadar gula reduksinya.

3. Analisa gula reduksi dengan metode spektrofotometri

a) Buat larutan glukosa standar (10 mg glucose anhidrat/100 ml).

b) Dari larutan glukosa standar tersebut dilakukan 6 pengenceran sehingga

diperoleh larutan glukosa dengan konsentrasi : 2, 4, 6, 8 dan 10 mg/100 ml.

c) Masing-masing 0,5 ml larutan baku tersebut ditambah 0,5 fenol 5% dan 2,5 ml

asam H2SO4 5N dalam tabung reaksi, dikocok homogen, didiamkan 10 menit.

d) Kemudian dipanaskan selama 15 menit pada suhu 100C. Serapan masing

masing konsentrasi larutan baku glukosa diukur dengan spetrofotometer pada

panjang gelombang 490 nm.

e) Larutan blanko adalah 0,5 ml aquadest dicampur dengan 0,5 ml fenol 5% dan

2,5 ml H2SO4 5N dan dibuat kurva baku pembanding dengan persamaan garis

regresinya (Chapline, 1986; Nielsen, 1994; Haime et al, 1993)

4. Proses Fermentasi

a) Merangkai alat seperti pada gambar 1.

b) Memasukkan bahan yang telah dihidrolisa kedalam botol A (Fermentor) dan

air kedalam botol B

c) Masukkan ZA dan NPK masing masing sebanyak 1,5 % b/b. ZA dan NPK

merupakan sumber Nutrisi untuk pertumbuhan yeast.

d) Tambahkan sukrosa sebanyak 1 % b/b. Sukrosa digunakan untuk merangsang

pertumbuhan yeast.

e) Tambahkan inokulum yeast sebanyak 5% b/b

f) Tutup rapat fermentor. Proses fermentasi dilakukan selama 7 hari

5. Proses Destilasi

a) Merangkai alat destilasi seperti pada gambar 2

b) Memasukkan bioetanol yang masih berkadar 60% kedalam labu destilasi

c) Menghidupkan kompor dengan menjaga suhu proses pada 80 oC selama 1 jam

6. Proses Dehidrasi

a) Etanol 95 % yang didapat dari proses destilasi kemudian didehidrasi dengan

adsorben zeolit sintetis 3A dengan ketentuan zeolit yang dipakai sebanyak 1,5

kg/lt etanol yang dhasilkan

b) Dehidrasi dilakukan dalam bejana tertutup selama 12 jam.

7. Analisa produk

Produk diamati dan dibandingkan dengan standar bioetanol yang ada, dalam hal ini

yang perlu diamati adalah sebagai berikut

a) Berat jenis.Menguji berat jenis bioetanol yang dihasilkan dengan

menggunakan piknometer

b) Viskositas. Dihitung dengan menggunakan rumus ( )

c) pH. Diukur dengan menggunakan kertas pH selama dan sesudah fermentasi

berlangsung.

d) Sifat fisik lainya. Dalam hal ini adalah gelembung udara yang terbantuk pada

Botol yang berisi air dan endapan yang terbentuk, diamati selama proses

fermentasi berlangsung.

6.5 Pengamatan yang dilakukan

a) Analisa perbedaan volume Asam sulfat yang digunakan dalam proses

hidrolisis pati menjadi glukosa

b) Pengaruh Variasi waktu hidrolisis yang digunakan

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Alexandria, VA. 2005. "Tahun 2020, Minyak Bumi di Indonesia Habis . Bali post

Blanch, H.W. dan Douglas S.C. 1996. Biochemical Engineering. Bali Post

Marcel Dekker Inc. New york. Pg618. Costello. R., dan Chum. H. 1998. Biomass Bioenergy

and Carbon Management, In "Bioenergy '98.' Expanding Bioenergy Partnerships" (D.

Wichert. Ed.). pp.117. Omnipress. Madison. WI.

Hermiati, E. Dan Sukara, E., 2005, Konversi Bahan Berlignoselulosa Menjadi Bioenergi

Etanol, Prosiding Seminar Nasional Biomassa Lignoselulosa, haI.14-21.

Mulyana, Yana. 2008.BBM Generasi Kedua.

http//bioethanolindonesia. bloqspot. com/2008/0 1/bbm-qenerasi-kedua. html.

Nguyen, Q.A. and M.P. Tucker, 2002. Dilute acid/metal salt hydrolysis of lignocellulosics.

United States Patent 6423145.

Pramukti, D.P. 2007. dampak Baik dan Buruknya Penggunaan Biofuel.

Purwito dan anita FMT. 2005. Pemanfaatan Limbah Sawit dan Asbuton untuk Bahan

Sudarmadji. S., Haryono. B., dan Suhardi, 1989, Mikrobiologi Pangan, PAU Pangan dan

Gizi Universitas Gaja Mada, Yogyakarta.