pengaruh penambahan urea dan lama fermentasi...
TRANSCRIPT
PENGARUH PENAMBAHAN UREA DAN LAMA FERMENTASI
YANG BERBEDA TERHADAP KADAR BIOETANOL
DARI SAMPAH ORGANIK
SKRIPSI
Oleh:
SITI MUSLIHAH
NIM.07620013
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)
MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG
2012
PENGARUH PENAMBAHAN UREA DAN LAMA FERMENTASI
YANG BERBEDA TERHADAP KADAR BIOETANOL
DARI SAMPAH ORGANIK
SKRIPSI
DiajukanKepada :
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri (UIN)
Maulana Malik Ibrahim Malang
UntukMemenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam
Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)
Oleh:
SITI MUSLIHAH
NIM.07620013
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)
MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG
2012
SURAT PERNYATAAN
ORISINALITAS PENELITIAN
Saya yang bertandatangan di bawahini:
Nama : Siti Muslihah
NIM : 07620013
Fakultas/Jurusan : Sains dan Teknologi/ Biologi
JudulPenelitian : Pengaruh Penambahan Urea Dan LamaFermentasi Yang
BerbedaTerhadap Kadar Bioetanol Dari Sampah Organik
Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwahasil penelitian saya ini tidak
terdapat unsur-unsur penjiplakan karya penelitian atau karya ilmiah yang pernah
dilakukan atau dibuat oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam
naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.
Apabila ternyata hasil penelitian ini terbukti terdapat unsur-unsur jiplakan,
maka saya bersedia untuk mempertanggungjawabkan, serta diproses sesuai
peraturan yang berlaku.
Malang, Januari 2012
Yang MembuatPernyataan,
SitiMuslihah
NIM. 07620013
KaryaKecil Ini Kupersembahkan
Untuk Semua Insan Yang Mencintai
Ilmu dan Mengagungkan Ilmu.
Semoga Tulisan Ini dapat Bermanfaat Bagi Semua.
Amien..................
MOTTO:
HARI INI ADALAH IMPIAN HARI KEMARIN
HARI ESOK ADALAH IMPIAN HARI INI
Barang siapa mengerjakan kebaikan seberat dzarah,
niscaya dia akan melihat kebaikanya (Al-Zalzalah:7)
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Alhamdulilllah, puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan
inayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “PENGARUH
PENAMBAHAN UREA DAN LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA
TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI SAMPAH ORGANIK”.
Shalawat dan salam semoga tetap terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW
serta pengikutnya sampai akhir zaman. Atas segala bimbingan, petunjuk, dan
saran-saran selama masa pendidikan maupun selama penyusunan skripsi ini, maka
sebagai ungkapan rasa hormat yang tulus pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Prof. Dr. H. Imam Suprayogo, selaku Rektor Universitas Islam Negeri
Maulana Malik Ibrahim Malang.
2. Prof. Drs. H. Sutiman Bambang Sumitro, Su., D.Sc Selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim
Malang.
3. Dr. Eko Budi Minarno, M.Pd, Selaku Ketua Jurusan Biologi Universitas Islam
Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.
4. Dwi Suheriyanto, M.P, Selaku Dosen Pembimbing yang dengan sabar telah
membimbing dan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran disela-sela
i
kesibukannya untuk memberikan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan
skripsi.
5. Romaidi, M.Si selaku Dosen Pembimbing Agama yang telah memberikan
bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dalam Integrasi
Sains dan Agama.
6. Dr. Hj. Ulfah utami, M.Si selaku dosen wali serta para dosen di Jurusan
Biologi yang telah ikhlas memberikan ilmu pengetahuannya kepada penulis.
7. Anik Maunatin, M.P yang telah memberikan bantuan dan arahan kepada
penulis selama penelitian sehingga dapat terselesaikan dengan baik.
8. Sembah sujud dan bakti ananda kepada Ibu dan Bapak tercinta, kakak-
kakakku serta segenap keluarga yang dengan penuh keikhlasan memberikan
do’a, motivasi, dan memberikan bantuan moril maupun materil yang tak
terhingga demi terselesaikannya studi di perguruan tinggi ini.
9. Sahabatku seperjuangan team Bioetanol (Umi dan Cici) terima kasih atas
motivasi, kerjasama dan kekompakan kalian semoga ilmu yang kita dapatkan
bermanfaat dunia dan akhirat.
10. Segenap laboran Biologi (mas Basyar, mbak Retno, mas Ismail dan mas
Sholeh) dan laboran Kimia (mas Abi, mbak Susi, mas Taufik, mbak Rika dan
mbak Mei) terima kasih atas bantuannya selama ini dan dorongan
semangatnya semoga kesuksesan menyertai kalian.
11. Teman‐teman biologi yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu khususnya
IKABIO 2007 yang memberikan semangat dan dukungan selama masa
perkuliahan sampai terselesaikannya skripsi ini.
ii
12. Untuk semua pihak yang telah memberikan do’a, semangat, motivasi, saran
dan pemikiran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik
Hanya do’a yang penulis panjatkan semoga pihak yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan skripsi ini mendapatkan balasan yang berlipat ganda
dari Allah SWT, amin.
Akhir kata, besar harapan penulis semoga skripsi ini memberikan manfaat
khususnya bagi penulis dan umumnya bagi siapa saja yang membaca serta bagi
perkembangan ilmu pengetahuan.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Malang, Januari 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................... i
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... viii
ABSTRAK ............................................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1 Latar belakang .................................................................................................... 1
1.2 Rumusan masalah............................................................................................... 6
1.3 Tujuan penelitian ................................................................................................ 6
1.4 Manfaat penelitian .............................................................................................. 7
1.5 Hipotesis ............................................................................................................. 7
1.6 Batasan masalah ................................................................................................. 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 8 2.1 Bioetanol (C2H5OH) .......................................................................................... 8
2.2 Sampah Organik ............................................................................................... 11
2.3 Fermentasi ........................................................................................................ 13
2.5 Ragi .................................................................................................................. 18
2.5 Peranan Mikroba Ragi Tape dalam Proses Fermentasi.................................... 24
2.6 Kajian KeislamanTentang Pemanfaatan Sampah ............................................ 26
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 35
3.1 Waktu dan Tempat ........................................................................................... 35
3.2 Bahan dan Alat ................................................................................................. 35
3.2.1 Bahan.......................................................................................................... 35
3.2.2 Alat ............................................................................................................. 35
3.3 Variabel Penelitian ........................................................................................... 36
3.4 Rancangan Penelitian ....................................................................................... 36
3.5 Tahapan Penelitian ........................................................................................... 37
3.6 Cara Kerja ....................................................................................................... 37
3.6.1 Preparasi Sampel ........................................................................................ 37
3.6.2 Aktivasi Ragi .............................................................................................. 38
3.6.3 Proses Fermentasi ...................................................................................... 38
3.6.4 Pengukuran pH ........................................................................................... 39
3.6.5 Pengukuran Kadar Gula Reduksi ............................................................... 39
3.6.5.1 Pembuatan Kurva Standar Glukosa ........................................................... 39
3.6.5.2 Penentuan Kadar Gula Reduksi ................................................................. 39
3.6.6 Proses Destilasi .......................................................................................... 40
3.6.7 Penentuan Kadar bioethanol dengan Piknometer ...................................... 40
3.7 Analisa Data ................................................................................................... 41
iv
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 42
4.1 Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea terhadap
pH Setelah Fermentasi .................................................................................... 42
4.2 Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea terhadap
Kadar Gula Reduksi Setelah Fermentasi ........................................................ 45
4.3 Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea terhadap
Kadar Bioetanol dari Sampah Organik ........................................................... 50
4.4 Interelasi Ayat-Ayat Kauniyah dengan Hasil Penelitian ................................ 57
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 61
5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 61
5.2 Saran ................................................................................................................. 62
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 63
LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 68
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Peranan Mikroba Ragi Tape dalam Proses Fermentasi ......................... 25
Tabel 3.1 Kombinasi Perlakuan Lama Fermentasi dan Variasi
Kadar Urea Terhadap Kadar Bioetanol dari Sampah Organik ............... 37
Tabel 4.1 Pengaruh Lama FermentasiTerhadap pH Setelah Fermentasi ............... 42
Tabel 4.2 Pengaruh Variasi Kadar Urea Terhadap pH Setelah Fermentasi ........... 44
Tabel 4.3 Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Gula Reduksi (%)
Setelah Fermentasi ................................................................................. 45
Tabel 4.4 Pengaruh Variasi Kadar Urea Terhadap Kadar Gula Reduksi (%)
Setelah Fermentasi ................................................................................. 47
Tabel 4.5 Interaksi Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea
Terhadap Kadar Gula Reduksi (%) Setelah Fermentasi ......................... 49
Tabel 4.6 Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol (%) ................. 50
Tabel 4.7 Pengaruh Variasi Kadar Urea Terhadap Kadar Bioetanol (%) ............. 52
Tabel 4.8 Interaksi Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea
Terhadap Kadar Bioetanol (%) ............................................................... 54
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Fermentasi Alkohol................................................................. 15
Gambar 2.2 Kurva Fase Pertumbuhan Mikroba .................................................... 21
Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Lama Fermentasi dan Variasi
Kadar Urea Terhadap Kadar Bioetanol Hasil Fermentasi .................. 74
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Hasil Penelitian ......................................................................... 68
Lampiran 2.Hasil AnalisisVariansi (Anava) Faktorial........................................... 71
Lampiran 3.Foto-FotoHasil Penelitian ................................................................... 72
Lampiran 4.Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 74
viii
Abstrak
Muslihah, Siti. 2012. Pengaruh Penambahan Urea dan Lama Fermentasi yang
Berbeda Terhadap Kadar Bioetanol dari Sampah Organik. Skripsi. Jurusan Biologi,
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri (UIN) Maulana Malik Ibrahim
Malang. Pembimbing 1: DwiSuheriyanto, M.P. Pembimbing 2: Romaidi, M.Si
Kata Kunci: Bioetanol, Sampah Organik, Urea, Fermentasi
Bioetanol merupakan satu diantara bahan bakar nabati yang berpotensi digunakan
sebagai alternatif pengganti bahan bakar fosil. Bahan baku bioetanol yang telah
berkembang di Indonesia umumnya berasal dari bahan pangan. Hal ini tentunya akan
menimbulkan masalah baru terkait dengan pemenuhan kebutuhan pangan. Oleh karena itu
perlu bahan baku pengganti selain dari bahan pangan. Sampah organik mengandung
karbohidrat (pati, selulosa, hemiselulosa dan gula sederhana) sehingga berpotensi
digunakan sebagai bahan baku bioetanol. Dengan dihasilkannya bioetanol diharapkan
dapat meningkatkan daya guna sampah organik menjadi sesuatu yang jauh lebih
bermanfaat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan urea dan
lama fermentasi yang berbeda terhadap kadar bioetanol dari sampah organik.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni sampai dengan November 2011 di
Laboratorium Biokimia Jurusan Biologi dan Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.
Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak
kelompok (RAK) pola faktorial dengan 16 perlakuan dan 3 kali ulangan sehingga
diperoleh 48 unit percobaan. Faktor pertama adalah lama fermentasi yang terdiri dari 4
taraf perlakuan yaitu: lama fermentasi 48, 96, 144 dan 192 jam. Faktor kedua adalah
kadar urea yang terdiri dari 4 taraf perlakuan yaitu: tanpa urea, urea 2 g/l, urea 4 g/l dan
urea 6 g/l. Data yang diperoleh di análisis dengan anava dua arah (Two Way), jika ada
perbedaan pada lama fermentasi dan variasi kadar urea maka dilakukan uji DMRT
dengan taraf alpha 5 %.
Hasil penelitian menunjukkan penambahan urea dan lama fermentasi yang
berbeda berpengaruh nyata terhadap kadar bioetanol dari sampah organik. Kadar
bioethanol tertinggi yaitu 2,01 % diperoleh pada lama fermentasi 96 jam dengan
penambahan urea 4 g/l.
ix
Abstract
Muslihah, Siti. 2012. The Influence of Addition of Urea And Different
Fermentation Periods on Levels of Bioethanol From Organic Waste.
Thesis, Department of Biology, Faculty of Science and Technology of State
Islamic University (UIN) Maulana Malik Ibrahim Malang. Advisor 1:
DwiSuheriyanto,M.P. Advisor 2: Romaidi, M.Si.
Keywords: Bioethanol, Organic Waste, Urea, Fermentation
Bioethanol is one of the biofuels that could potentially be used as an
alternative to fossil fuels. The raw material of bioethanol that has grown in
Indonesia is generally derived from foodstuffs. This is certainly going to raise new
problems related to the fulfillment of food needs. Therefore it is necessary to
substitute raw materials aside from foodstuffs. Organic waste consist of
carbohydrates (starch, cellulose, hemicellulose and simple sugar) that could
potentially be used as raw material for bioethanol. The production of bioethanol is
expected to increase the usability of organic waste into something much more
useful. This research aims at determining the influence of addition of urea and
different fermentation periods on levels of bioethanol from organic waste.
This research was conducted in June to November 2011 in the Laboratory
of Biochemistry of Biology Department and Laboratory of Organic Chemistry
Department of Chemistry Faculty of Science and Technology of State Islamic
University of Maulana Malik Ibrahim Malang. The research design used in this
study is a randomized design group (RAK) factorial pattern with 16 treatments
and 3 replications in order to obtain 48 units of the experiment.The first factor is
the fermentation period that consists of four standard of treatments: 48, 96, 144
and 192 hours. The second factor is the level of urea which consists of four
standard of treatment: without urea, urea 2 g / l, urea 4 g / l and urea 6 g / l. The
data obtained were analyzed by two-way anava, if there is a difference in the
fermentation period and urea levels of variation then it was continued with DMRT
test with alpha level of 5%.
The research results showed that the addition of urea and different
fermentation period significantly affect toward levels of bioethanol from organic
waste. The highest levels of bioethanol is 2,01% it is at 96 hours fermentation
period with the addition of urea 4 g/ l.
x
ملخص
االيثانول من قدروريا وطول التخمير من مستويات مختلفة من أتأثير إضافة . ٢۰١٢، سييت.مصلحةكلية العلوم والتكنولوجيا جامعة اإلسالمية احلكومية ت،. قسم علم احليابحث اجلامعى. الالنفايات العضوية
روميدى ادلاجستري.۰٢شرفادل سوقرييانتو ادلاجستري.دوي ١۰موالنا مالك إبراهيم ماالنج. ادلشرف
.وريا، والتخمريأ : بيوإيثانول، نفايات عضوية، والكلمات الرئيسية
للوقود االحفوري. بيوإيثانول اليت منت يف بدالك استخداماا متحد الوقود احليوي اليت منأإيثانول بيو ولذلك فم الغذائية. حباجيةمشاكل جديدة تتعلق يسبب اذا بالتأكيدفاندونيسيا مشتق عموما م الطعام.
م الغذائية. النفايات العضوية اليت حتتوي على الكربوهيدرات )النشا، األخرى م ادلواد خنتارالضروري أن ام لبيوإيثانول.و إنتاج اإليثانول اخلك استخداماا كمادة متالسيليلوز، هيميسيلولوز والسكريات البسيطة( اليت
. هتدف هذه الدراسة اىل حتديد تأثري لزيادة قابليتاا لالستعمال النفايات العضوية إىل شيء أكثر فائدةً يساعد ف وقت التخمري على مستويات اإليثانول م النفايات العضوية.ختالا وريا وأإضافة
التكنولوجيا كلية العلوم و تفى الكيمياء وعلم احليا شعبةيف خمترب ٢۰١١نوفمرب شارجريت التجربة يف أ تلة التصميم باستخدام تصميم الدراسة ادلستخدمة يف هذه الدراسةأما جامعة موالنا ملك ابراهيم اإلسالمية.
وحدة م هذه التجربة. العامل األول ٤۸صل على بثالث مراحتىت حي منط العالجات وتكرارها ١٦مضروب بساعة. ١٦٢و ١٤٤، ٦٦، ٤۸طويلة المستويات العالج هو: التخمري ٤هو طول التخمري الذي يتكون م
ورياباستخدام أ وريا وأعالج القياسية: بدون أربع مرات ىف وريا الذي يتكون م أوالعامل الثاين هو مستوى صل يف حيوريا. البيانات اليت أ غرام/ لًت٦غرام/ لًت و ٤بقدر ورياأ غرام/ لًت، و ٢بقدروريا م التباي أ طويلة والإذا كان هناك اختالف يف مستويات التخمري و ، ANAVA:اابطريقنيحتليل
٪. ٥قدر ستوى ألفا م مباالختبار اليت أجريت و هو DMRTيستخدم طريقف وقت التخمري تؤثر تأثريا كبريا على مستويات اإليثانول م ختالا وريا ولزيادة أظارت النتائج إضافة
ع سآعة٦٦بقدر ٪ اليت مت احلصول علياا يف التخمري ١١،٢هو أعلى مستويات البيوإيثانولالنفايات العضوية. . لًت٤بقدر ورياطريق إضافة األ
xi