kelompok 8 bonggol pisang
DESCRIPTION
Tugas Kuliah BioenergiTRANSCRIPT
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