Laporan Produksi Bioetanol

 

Laporan Praktikum

Hari, tanggal : Rabu, 06 Februari 2019

Teknologi Bioindustri

Golongan

: P1

Dosen

: Dr. Purwoko,STP, Msi

Asisten

:

1.  Wiwit Indriyani

F34140064

2.  Christoper Pranata

F34140084

PRODUKSI BIOETANOL

Oleh: Ricky Syahputra

F34160002

Shinta Dewi

F34160020

Aries Kurniawan

F34160031

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2019

 

PENDAHULUAN

Latar Belakang Energi sangat penting untuk kebutuhan makhluk hidup. Bermacam-macam  jenis energi dapat diperoleh dari alam. Ada energi yang dapat diperbarui dan ada  pula energi yang tidak dapat diperbarui. Energi yang tidak dapat diperbarui  berasal dari Energi fosil seperti sepert i bahan bakar yang umumnya digunakan kehidupan k ehidupan sehari-hari. ini akan habis karena digunakan ters menerus. dalam Oleh karena i tu , itu  perlu adanya alternatif energi yang sifatnya dapat diperbarui. Sumbernya dapat  berasal dari limbah hasil pertanian. Sebagai negara agraris, Indonesia mempunyai limbah biomassa yang berlimpah (walau data pasti belum ada), yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi alternatif seperti bioethanol dan  biodiesel yang ramah lingkungan. lingkungan. Bioetanol dan biodiesel adalah energy ener gy alternatif yang banyak diproduksi di dunia sampai saat ini. Etanol dapat diproduksi melalui beberapa cara, yaitu secara kimiawi dengan bahan baku dari bahan bakar fosil atau melalui proses biologi dengan cara fermentasi gula yang hasilnya berupa bioetanol. Bioetanol merupakan energi alternatif yang ramah lingkungan dan makin banyak diproduksi dibanding energi alternatif lain, seperti biodiesel. Etanol memiliki banyak manfaat yaitu dapat dikonsumsi manusia sebagai bahan minuman beralkohol, dan sebagai  bahan baku farmasi dan kosmetika. Etanol juga dimanfaatkan sebagai bahan cita rasa, obat-obatan dan Produksi bioetanol dunia meningkat seiring dengan gejolak harga minyak. Memproduksi etanol dapat dilakukan melalui fermentasi bahan baku yang murah, seperti lignoselulosa dari limbah pertanian, kehutanan, dan tanaman yang mempunyai kandungan biomassa tinggi makin meningkat. Pemanfaatan bahan  baku ini akan mengurangikekhawatiran akan persaingan penggunaan bahan  pangan untuk produksi produksi energi. Energi dari gula sederhana hasil hidrolisis lignoselulosa dapat difermentasi menjadi etanol (Riyanti 2009). Bahan baku bioetanol mudah diperoleh dan selalu tersedia sepanjang tahun dalam jumlah besar. Selain itu, substrat harus mengandung gula sederhana yang cukup tinggi, yaitu glukosa, fruktosa, atau sukrosa, sehingga dapat digunakan oleh  Rhizopus oryzae, oryzae,  Zymomonas mobilis, mobilis, maupun Saccharomyces cerevisiae dalam cerevisiae dalam tahap fermentasi (Purba 2009).

Tujuan Praktikum ini bertujuan mempelajari proses produksi bioetanol serta melakukan pengamatan terhadap sampel yaitu jumlah gas yang terbentuk, PH, kadar gula, biomassa kering, dan kadar alkohol dengan waktu fermentasi yang  berbeda-beda.

 

METODOLOGI

Alat dan Bahan Alat yang digunakan erlenmeyer, wadah, otoklaf, spektrofotometer, labu erlenmeyer dengan leher angsa, timbangan, inkubator, PH meter. Bahan yang digunakan adalah Saccharomyces cereviseae, cereviseae, molases, air, larutan urea, asam sulfat encer, asam sulfat 10%. Metode Saccaharomyces cereviseae

Disiapkan

Diencerkan molases dengan air (1:4) dalam erlenmeyer sebanyak 450 ml

Larutan urea dibuat pada konsentrasi 1 g/l sebanyak 50 ml

PH kedua larutan diatur menjadi 4,5 dengan menggunakan asam sulfat encer

Dibagi menjadi masing-masing 4 bagian

Disterilisasi dalam otoklaf 121°C

selama 15 menit dan dinginkan 

 

 

Dicampur secara aseptis dan inokulasi dengan biakan khamir sebanyak 1 lup

Labu erlenmeyer ditutup dengan leher angsa yang diisi larutan asam sulfat 10 %

Labu diberi label dan digunakan untuk pengamatan jam ke 0, 24, 48, 72, 96

Masing-masing labu ditimbang

Diinkubasi pada suhu kamar

Dilakukan pengamatan terhadap  jumlah gas terbentuk, ph, kadar gula, biomassa kering dan alkohol

Hasil pengamatan

 

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan [Terlampir] Pembahasan Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia pada proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat yang menggunakan bantuan mikroorganisme. Dalam  perkembangannya, produksi alkohol yang paling banyak digunakan adalah metode fermentasi dan distilasi. Bahan baku yang dapat digunakan pada  pembuatan etanol adalah nira bergula (sukrosa): nira tebu, nira nipah, nira sorgum manis, nira kelapa, nira aren, nira siwalan, sari buah mete; bahan berpati: tepungtepung sorgum biji, sagu, singkong, ubi jalar, ganyong, garut, umbi dahlia;  bahan berselulosa (lignoselulosa): kayu, jerami, batang pisang, bagas dan lain-lain (Galbe dan Zacchi 2002).Bioetanol merupakan etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses destilasi. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut Fuel Grade Ethanol (FGE). Proses pemurnian dengan prinsip dehidrasi umumnya dilakukan dengan metode Molecular Sieve, untuk memisahkan air dari senyawa etanol (Purwati 2016) Secara umum, proses pengolahan bahan berpati seperti ubi kayu, jagung dan sagu untuk menghasilkan bio-etanol dilakukan dengan proses urutan. Pertama adalah proses hidrolisis, yakni proses konversi pati menjadi glukosa. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan a-glikosidik. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan a-(1,4)-D-glikosidik sedangkan amilopektin mempunyai struktur  bercabang dengan ikatan a-(1,6)-D-glikosidik sebanyak 4-5% dari berat total. Prinsip dari hidrolisis pati pada dasarnya adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa (C6H12O6). Pemutusan rantai polimer tersebut dapat dilakukan dengan berbagai metode, misalnya secara enzimatis, kimiawi ataupun kombinasi keduanya. Hidrolisis secara enzimatis memiliki perbedaan mendasar dibandingkan hidrolisis secara kimiawi dan fisik dalam hal spesifitas pemutusan rantai polimer pati. Hidrolisis secara kimiawi dan fisik akan memutus rantai  polimer secara acak, sedangkan hidrolisis enzimatis enzi matis akan memutus rantai polimer secara spesifik pada percabangan tertentu. Produksi ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Konversi  bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat dan tetes menjadi  bio-ethanol (Hanum 2013)

 

Proses pemurnian bioetnol dengan dengan zeolit merupakan merupakan proses pemurnian menggunakan prinsip penyerapan permukaan.zeolit adalah mineral yang memiliki  pori-pori berukuran sangat kecil. Sampai saat ini ada lebih dari 150 jenis zeolit sintetis. Di alam zeolit terbentuk dari abu lahar dan materi letusan gunung berapi. Zeolit juga bisa terbentuk dari materi dasar laut yang terkumpul selama ribuan tahun. (Suwarji 2009). Untuk memurnikan etanol biasanya digunakan  penambahan solven atau dengan distilasi azeotrop. Uji jumlah gas terhadap bioethanol dilakukan dengan cara mengukur selisih antara bobot sebelum inkubasi dan setelah inkubasi.  Hal ini sesuai dengan  pernyataan Supriyanto dan Wahyudi (2012) bahwa secara teoritis, tiap molekul glukosa akan menghasilkan 2 mol etanol dan 2 mol karbondioksida, dan melepaskan energi. Dengan begitu, tiap jumlah gas karbondioksida yang dihasilkan relevan dengan jumlah etanol yang dihasilkan. Gas yang dihasilkan akan menguap sehingga akan terjadi pengurangan bobot dari bobot labu awal yang berisi media dan mikroba sebelum diinkubasi. Waktu fermentasi pada  praktikum dilakukan pada jam ke 0, 24, 48, 72, 96, dan 120. Waktu inkubasi memberikan pengaruh terhadap jumlah gas yang dihasilkan. Berdasarkan data yang terlampir, diketahui bahwa jumlah gas yang terbentuk dengan nilai terkecil yaitu pada jam ke-0 sejumlah 3 gram dan jumlah gas terbesar pada jam ke-120 sejumlah 11,4 gram. Menurut Styohadi (1993) waktu yang semakin lama pada  proses fermentasi akan memberikan kesempatan bagi enzim untuk merombak gula menjadi alkohol semakin banyak. Berdasarkan data praktikum dapat disimpulkan  bahwa jumlah gas berbanding lurus dengan kadar alkohol, semakin banyak gas yang dihasilkan maka semakin banyak alkohol yang terbentuk. Jam ke-120 yang menghasilkan gas paling banyak dibandingkan waktu fermentasi lainnya. l ainnya. Uji derajat keasaman (pH) dengan menggunakan alat pH meter adalah sebuah metode pengukuran pH berdasarkan pengukuran aktifitas ion hidrogen secara potensiometri/elektrometri dengan menggunakan pH meter(Volk 1993). Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Nilai pH pada prakrikum ini berkisar pada 3,9-4. Menurut Styohadi (1993) pH optimum untuk mikroba Sacharomycess cerevisiae   berkisar 4-5. Faktor pH sangat penting karena mempengaruhi cerevisiae kelangsungan hidup mikroba. Apabila pH terlalu tinggi akan menyebabkan terjadinya pembusukan larutan fermentasi, akibatnya mikroba akan mati. Selama  proses fermentasi pH selalu berubah-ubah. Basa dibutuhkan lebih banyak karen larutan bersifat asam. Keasaman larutan selama proses fermentasi berasal dari molases yang bersifat asam dan zat asam arang yang dilepaskan selama proses fermentasi berlangsung. Suhu dan PH harus stabil saat fermentasi, sehingga diperlukan pengadukan agar tidak terjadi penumpukan sakarosa pada bagian  bawah tabung serta pemerataan makanan bagi mikroba, sehingga mikroba tidak hanya berkembang pada satu bagian saja. Untuk menentukan kadar gula sisa pada molases setelah dijadikan bahan  baku bioetanol dapat melalui uji DNS. Prinsip uji ini adalah dalam suasana alkali

 

gula pereduksi akan mereduksi asam 3,5-dinitrosalisilat (DNS) dan membentuk senyawa yang dapat diukur absorbansinya pada panjang gelombang 550 nm, dengan pemanasan sebagai pengikat antara dua larutan. DNS akan menjaga kestabilan hasil hidrolisis enzim dan mengikat gula sisa dari bioetanol (Amykasim, 2008). Pada pengujiankadar alkohol, digunakan alat berupa alkoholmeter atau hidrometer. Alkoholmeter ini merupakan alat untuk mengukur berat jenis (atau kepadatan relatif) dari cairan, yaitu rasio kepadatan cairan dengan densitas air. Alat ini umumnya terbuat dari kaca dan terdiri dari sebuah batang silinder dan  bola pembobotan dengan merkuri untuk membuatnya mengapung. Cairan yang akan diuji dituangkan ke dalam wadah yang tinggi, seringkali sebuah silinder lurus dan hidrometer dengan perlahan diturunkan ke dalam cairan sampai mengapung bebas. Pengoperasiannya didasarkan pada prinsip Archimedes bahwa suspensi pada fluida akan didorong oleh kekuatan yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut, lebih  jauh hidrometer akan tenggelam. Pada pengujian, alkoholmeter yang diam akan terapung kemudian skala kadar alkoholnya dapat dibaca pada miniskus bawah destilat (Farx, 2012). PENUTUP

Simpulan DAFTAR PUSTAKA

Amykasim.2008. Cara Membuat Bioetanol.Surabaya(ID):Gramedia Amykasim.2008.Cara Bioetanol.Surabaya(ID):Gramedia Pustaka Farx.2012.Alkoholmeter Farx.2012.Alkoho lmeter dan Hidrometer.Jakarta(ID Hidrometer.Jakarta(ID):Erlangga ):Erlangga

Galbe, M. dan Zacchi, G., 2002. A Review of The Production of Ethanol From Softwood: Applied Microbiology and Biotechnology. Application of Microbiology Biotechnology. 59 : 618 – 628 628  Hanum, F., 2013. Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi Terhadap Bioetanol dari Biji Durian. Jurnal Durian. Jurnal Teknik Kimia USU  2(4)  2(4) Purba RP. 2009. Produksi etanol dengan variasi inokulum dan kadar pati jagung  pada kultur sekali unduh. unduh.  [Thesis]. Yogyakarta (ID): Fakultas Tenobiologi, Universitas Atmajaya Yogyakarta. Purwati, L., 2016. Efektivitas Penggunaan Bioetanol dari Limbah Pulp Kakao (Theobroma cacao L.) terhadap Lama Pembakaran Kompor Bioetanol.  Jurnal Sains dan Seni ITS . 5(1) : 2337-3520 Riyanti EI. 2009. Biomassa sebagai bahan baku bioetanol.  Jurnal Litbang    Pertanian.28(3):101-110. Pertanian.28(3):101-110. Styohadi.1993. Pengaruh Penggunaann Inokulum Yeast dan Lama Fermentasi terhadap Produksi Alkohol yang Dihasilkan dari Limbah Molase. Skripsi Skripsi.. Universitas Sumatera Utara. Supriyanto, Tri dan Wahyudi. 2010. Proses 2010. Proses Produksi Produksi Etanol oleh Saccharomy Saccharomyces ces cerevisiae dengan Operasi Kontinyu padaKondisi Vakum[THESIS] Vakum [THESIS]..Semarang(ID):UNDIP

 

Volk, 1993. Mikrobiologi 1993. Mikrobiologi Dasar. edisi ke-5. Jakarta(ID): Erlangga.