penelitian

PROPOSAL DESAIN PENELITIAN EKSPERIMENTAL

PENGARUH KONSENTRASI RAGI ROTI PADA PEMBUATAN

BIOETANOL DARI BONGGOL PISANG

Oleh :

Yosua Edo Lazuardi 110036

AKADEMI KIMIA INDUSTRI SANTO PAULUS

SEMARANG

2012

ABSTRAK

Semakin menipisnya cadangan bahan bakar fosil memaksa mannusia

untuk mencari bahan bakar terbarukan. Antara lain biogas, biodiesel, dan

bioethanol. Salah satu sumber bahan baku adalah bonggol pisang dalam

pembuatan bioetanol.

Proses pembuatan biotanol ini dilakukan secara hidrolisa asam

menggunakan asam sulfat sebagai pengasam dilanjutkan proses fermentasi

secara 2 tahap menggunkan ragi tape dan ragi roti. Dimana lama fermentasi

dijadikan variabel terikat dengan lama 5 hari dan variabel bebas yaitu

konsentasi ragi roti yaitu 1%, 2%, 3%, 4%, dan 5%. Dan tahap selanjutnya

adalah pemisahan air dengan etanol dengan cara destilasi.

Dalam percobaan diketahui bahwa konsentrasi ragi roti terbaik adalah

2% dengan hasil sebanyak 2,9 ml etanol.

DAFTAR ISI

1. Abstrak

2. daftar isi

3. daftar tabel

4. Daftar Gambar

5. Bab I. Pendahuluan

Latar Belakang

Rumusan Masalah

6. Bab II. Tinjauan Pustaka

7. Bab III. Metodologi Penelitian

a. Alat dan Bahan

b. Variabel Penelitian

c. Parameter

d. Prosedur

8. Bab IV. Hasil dan Pembahasan

9. Bab V. Simpulan

10. Daftar Pustaka

11. Lampiran

BAB I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Di zaman sekarang ini kita tidak akan terlepas dari alat – alat

transportasi seperti mobil, ngkutan umum, dan motor. Sedangkan alat – alat

transportasi tersebut juga membutuhkan bahan bakar minyak ( BBM ).

Semakin banyaknya orang yang menggunakan alat transportasi, maka

semakin banyak juga kebutuhan bahan bakar yang diperlukan. Sementara itu,

dengan semakin berkurangnya sumber minyak mentah, pengembangan dan

penggunaan bahan bakar alternative dari sumber daya alam terbarukan

menjadi salah satu alternatif pilihan utama, sehingga diharapkan dapat

mengatasi permasalahn akan pentinya persediaan bahan bakar yang kian hari

semakin menipis dan mulai langka di Indonesia. Dan harga bahan bakar

minyak tersebut sudah mulai mahal. Untuk mengatasi hal tersebut maka

digunakanlah bahan – bahan alternative yang bias digunakan untuk

menggantikan bahan bakar minyak.

Salah satu bahan bakar alternative yang dapat digunakan untuk

menggantikan minyak bumi adalah bioethanol. Bioetanol juga dapat

digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Di dalam industry etanol

mempunyai prospek yang bagus karena kebutuhan etanol di Indonesia sudah

semakin meningkat. Bioetanol yang dikembangkan pada dewasa ini adalah

bioetanol yang berasal dari bahan pati ( jagung, singkong, gandung ).

Sellulosa adalah bahan karbohidrat non pangan yang potensial sebagai bahan

bioetanol karena ketersediaannya yang justru sering menjadi limbah yang

mencemari lingkungan.

Pembuatan etanol dari ampas susu kedelai belum ada orang yang

meneliti pembuatan tersebut, maka dari itu saya ingin memanfaatkan ampas

susu kedelai menjadi salah satu bahan alternative sebagai pengganti bahan

bakar minyak ( BBM ).

B. RUMUSAN MASALAH

Ampas susu kedelai yang mengandung karbohidrat atau sellulosa ini dapat

dimanfaatkan untuk pembuatan bioetanol. Maka, dalam hal ini akan dilakukan

penelitian dengan variabel waktu proses fermentasi dan jumlah ragi untuk

mendapatkan yield etanol dengan waktu yang paling baik.

C.

C.

TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk membuat dan mengetahui yield etanol dengan

bahan baku ampas susu kedelai dengan variabel waktu fermentasi dan jumlah

ragi.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

1. Pisang

Pisang (Musa paradisiacal) adalah tanaman buah berupa herba yang berasal dari kawasan diditemukan tanaman pisang. Pusat produksi pisang di Jawa Barat adalah Cianjur, Sukabumi dan

Asia Tenggara (termasuk Indonesia) (gambar 1). Tanaman ini kemudian menyebar ke Afrika(Madagaskar), Amerika Selatan dan Tengah. Pisang di Jawa Barat disebut dengan cau, di JawaTengah dan Jawa Timur dinamakan gedang. Hampir di setiap tempat dapat dengan mudah

Musa paradisiacal

2. Bioetanol

Bioethanol adalah suatu cairan yang dihasilkan dari fermentasi gula

sebagai sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme.

Bioethanol dapat juga dibuat dari bahan baku yang mengandung gula (tetes

tebu, tetes nira, nira kelapa), bahan berpati ( singkong, ubi jalar, jagung ),

bahan berselulosa ( ampas tebu, batang pisang, jerami padi, ampas susu

kedelai ).

Bioetanol keunggulan bila dibanding bahan bakar dari minyak bumi,

yaitu sifat biodegrable atau dapat terurai kembali. Dalam penggunaannya

sebagai campuran biogasoline memiliki keunggulan

antara lain : meningktakan bilangan oktan sehingga

dapat menggantikan TEL dan pembakaran yang

lebih sempurna dapat mengurangi emisi

karbon monoksida ( Anonim,2007).

Bioetanol diproduksi dari biomassa dengan

proses hidrolisa dan fermentasi gula. Biomassa

mengandung polimer karbohidrat berupa sellulose,

hemi sellulosa dan lignin. Fermentasi gula menjadi etanol

dilakukan dengan menambah ragi ( yeast). Ragi mengandung

enzim invertase yang bertindak sebagai katalis untuk mengubah

sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Fruktosa dan glukosa kemudian

bereaksi dengan enzim zymase yang mengubah glukosa menjadi etanol.

daerah sekitar Cirebon. Pisang umumnya dapat tumbuh di dataran rendah sampai pegunungandengan ketinggian 2000 m dpl. Pisang dapat tumbuh pada iklim tropis basah, lembab dan panasdengan curah hujan optimal adalah 1.520±3.800 mm/tahun dengan 2 bulan ker ing (Rismunandar,1990).

Taksonomi tanaman pisang adalah sebagai ber ikut (Rismunandar, 1990).

Kingdom : Plantae

Devisi : Spermatophyta

Sub. divisi : Angiosper mae

Kelas : Monocotylae

Bangsa : Musales

Suku : Musaceae

Marga : Musa

Jenis :

3. Fermentasi

Fermentasi gula menjadi etanol dilakukan dengan menambah ragi.

Ragi mengandung enzim invertase, yang bertindak sebagai katalis untuk

mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Fruktosa dan glukosa

kemudian bereaksi dengan enzim zymase yang mengubah fruktosa dan

glukosa menjadi etanol dan karbondioksida. Etanol yang dihasilkan dari

proses fermentasi kemudian dipisahkan dari air menggunakan proses distilasi.

Proses fermentasi pada ampas susu kedelai sangat dipengaruhi oleh

beberapa factor adalah keasaman, konsentrasi sulfur dioksida, serta

konsentrasi alcohol dan gas CO2 yang terbentuk. Etanol sebagai hasil utama

proses fermentasi dapat menghambat proses ini dan penghambatan ini

meningkat dengan naiknya temperature, adapun jumlah maksimum etanol

yang dapat diproduksi khamir adalah 19%. Kandungan gula pada ampas susu

kedelai yang dapat difermentasi adalah fruktosa dan glukosa.

4. Ragi

Ragi adalah lapisan atau buih mengambang pada cairan sakarin ( hasil

perasan buahan ) yang mengandung sel / jamur ( umumnya dari famili

Saccaromycataceae ) mempunyai fungsi mengkatalis proses fermentasi

digunakan pada pembuatan alkohol dan sebagai biang pengembang roti.

Ragi yang digunakan untuk menghasillkan fruktosa dan glukosa

adalah ragi tape atau disebut juga Aspergilus Sp sedangkan yang

menghasilkan etanol adalah ragi roti atau disebut juga Saccharomyces

cerevisiae.

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

a. Alat dan bahan

a. Bahan :

- Bonggol pisang

- Air

- Ragi roti

- Ragi tape

- H2SO4

b. Alat :

- Rangkaian destilasi

- Panci

- Beaker glass

- Selang air

- Botol sirup bekas

b. Variabel penelitan

1. variabel bebas

Jumlah ragi roti ( 1%, 2%, 3%, 4%, 5% )

2. variabel tetap

Basis bonggol pisang : 50 gr

Suhu liquifikasi : 90oC

Jumlah ragi tape : 1% = 5 gr

Perbandingan jumlah tepung dan air : 1 : 5

Lama fermentasi : 5 hari

c. Parameter

Parameter yang menjadi perhatian dalam penelitian ini adalah yield ethanol serta kadar ethanol yang dihasilkan.

Tabel 1. Variabel jumlah ragi

Run Variabel bebas

( jumlah ragi )

Parameter yang

diukur

Parameter yang

diukur

1 1 % Volume etanol Kadar etanol





Variable tetap : waktu fermentasi 5 hari

d. Prosedur

1. Membuat tepung bonggol pisang dengan cara mengeringkan dan memblender bonggol pisang kering menjadi tepung halus.

2. Buat bubur bonggol pisang dengan mencampurkan 50 gr tepung bonggol pisang dengan 250 gr air.

3. Lanjutkan proses liquifaksi dengan penambahan asam sulfat hingga pH 5 dan panaskan pada suhu 90oC selama 30 menit.

4. Dinginkan hingga suhu 50oC dan tambahkan ragi tape sebanyak 5 gr (jadikan suspensi dengan penambahan air hangat 10) dan aduk.

5. Masukkan dalam botol fermentasi dan biarkan semalam.6. Tambah ragi roti (jadikan suspensi dengan penambahan 50 cc

air hangat) sesuai variabel dan lanjutkan fermentasi selama 5 hari.

7. Saring filtrat dari ampas, dan kemudian lakukan destilasi untuk memisahkan ethanol dari air dan pengotornya.

8. Tambahkan Na2CO3 anhidrat untuk menyerap air yang masih terkandung dalam ethanol.

9. Hitung volume dan kadar ethanol.

D. JADWAL PENELITIAN

Kegiatan Agustus September Oktober November Desem

-ber

III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II

Studi literature v v v

Pembuatan

proposal

v v v

Persiapan alat

dan bahan

v v

Pelaksanaan

penelitian

v v v v v v v v v

Pengolahan data v v

Pembuatan

proposal hasil

v v

Seminar v v

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

a. Hasil

Dari penelitian yang dilakukan menurut variabel waktu fermentasi didapat

data sebagai berikut :

% Ragi Roti Massa (gram) Volume (ml) Density(gr/cc) Kadar (%)

1 % 0 0 0 0 %

2 % 0,6 0,8 0,75 90,38 %

3 % 2,64 2,9 0,765 90,16 %

4 % 3,46 3,00 1,15 90,61 %

5 % 3,74 3,34 1,12 89,85 %

b. Pembahasan

Dalam penelitian bioetanol bonggol pisang ini didapat ethanol

dengan jumlah yang sedikit, terutama untuk kadar ragi roti 2 %

dan 1 % yang bahkan tidak menghasilkan etanol. Hal ini

disebabkan karena adanya kebocoran pada tutup botol pada hari ,

akpertama penambahan ragi roti sehingga terjadi kontak dengan

oksigen dimana seharusnya fermentasi terjadi secara anaerob dan

pada hari ketiga muncul titik jamur berwarna putih yang

mengkontaminasi proses fermentasi. Selain itu, pada kadar ragi

roti yang terlalu besar yakni 4 % dan 5 % juga terlalu besar bagi

volume suspensi bubur bonggol pisang yang sebesar ± 400 ml

sehingga pada saat penambahan ragi roti menghasilkan gas CO2

berlebih yang menyebabkan suspensi didalam botol terdorong

hingga selang udara. Akan tetapi setelah beberapa saat kembali

lagi kedalam botol dan tidak terjadi kontaminasi jamur dan tidak

ada kebocoran.

BAB V. SIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

E. PERHITUNGAN

- Kebutuhan bahan @ 50 gram.

Kebutuhan bahan untuk 5 botol = 50 gram x 5 = 250 gram

- Kebutuhan air @ 250 ml

Kebutuhan bahan untuk 5 botol = 250 ml x 5 = 1250 ml

- Kebutuhan ragi tape = 10%

10

100x50 g=5g

- Kebutuhan ragi roti

ragi roti = 1 %

1100

x360=3,6

- Kebutuhan nutrien

NPK : Urea

5 : 3

NPK = 58

x 5=3,125 g

Urea = 38

x 5=1,875 g

Air = 15 ml

Perhitungan kemurnian / kadar

1. Variabel Ragi Roti 2%

- ρ etanol=0,816grcc

- ρ air=1grcc

- V lar=Vair+etanol

0,8 = x + V etanol

V etanol = 0,8 – x

ρlar=ρetanol x (V lar−x )+ρair x V air

V lar

0,75=0,816 x (0,8−x )+1 x x

0,8

0,6=0,816 (0,8−x )+ x

0,6=0,6528−0,816 x+ x

0,6=0,6528+0,816 x

0,0528=0 , 816 x

x=0 ,064=V air

V etanol=V lar−x

V etanol=0,8−0 , 064

¿0 ,736 ml

metanol=ρetanol xV etanol=0,816 x 0 ,736

¿0 ,601gr

mair=ρair xV air

¿1 x0,0 64

¿0,0 64 gr

m total=m etanol+m air

= 0,601 + 0,064

= 0,665 gr

Kemurnian = 0,6010,665

x 100 %=90,38 %



- ρ air=1grcc

- V lar=Vair+etanol

3,45 = x + V etanol


ρlar=ρetanol x (V lar−x )+ρair−V air

V lar

0 ,765=0,816 x (3,45−x )+1 x x

3,45

2,639=0,816 (3,45−x )+x

2,639=2 ,816−0,816 x+x

2,639=2 ,816+0,816 x

0,177=0 ,816 x

x=0 ,217=V air

V etanol=V lar−x

V etanol=2,9−0 ,217

¿2 ,683 ml

metanol=ρetanol xV etanol=0,816 x 2 ,683

¿2,189gr

mair=ρair xV air

¿1 x0 , 239

¿0 239 gr


= 2,189 + 0,239

= 2,428 gr


x100 %=90,16 %



- ρ air=1grcc

- V lar=Vair+etanol

3,00 = x + V etanol



V lar

1,15=0,816 x (3,00−x )+1 x x

3,00

3,45=0,816 (3,00−x )+x

3,45=2,448−0,816 x+x

2,639=2,448+0,816 x

0,191=0 ,816 x

x=0,234=V air

V etanol=V lar−x

V etanol=3,00−0 ,234

¿2,766 ml

metanol=ρetanol xV etanol=0,816 x 2,766

¿2,257gr

mair=ρair xV air

¿1 x0 , 234

¿0,234 gr


= 2,257 + 0,234

= 2,491 gr


x 100 %=90,61 %



- ρ air=1grcc

- V lar=Vair+etanol

3,14 = x + V etanol



V lar

1 ,12=0,816 x (4,217−x )+1 x x

3,34

3,642=0,816 (4,217−x )+x

3,642=3,4413−0,816 x+x

3,642=3,4413+0,816 x

0,2007=0 , 816 x

x=0,246=V air

V etanol=V lar−x

V etanol=3,34−0,246

¿3,089 ml

metanol=ρetanol xV etanol=0,816 x 3,089

¿2,521gr

mair=ρair xV air

¿1 x0,285

¿o ,285 gr


= 2,521 + 0,285

= 2,806 gr

Kemurnian = 2,5212 ,806

x100 %=89 , 85 %

penelitian

Documents