Makalah Pemanfaatan Kulit Nanas Jadi Bioetanol

Makalah Pemanfaatan Kulit Nanas Jadi Bioetanol

BAB IPENDAHULUAN

A.       Latar belakang

Ketergantungan terhadap sumber daya alam minyak bumi untukmemenuhi kebutuhan hidup sehari-hari menyebabkan semakinmenipisnya cadangan minyak bumi. Berbagai macam penelitian telahdilakukan untuk mengembangkan sumber energi alternatif darisumber daya alam yang dapat diperbarui dan limbah-limbah industriyang masih dapat diolah untuk menggantikan minyak bumi.

Etanol merupakan salah satu sumber energi alternatif yangmempunyai prospek yang sangat bagus sebagai pengganti bahan bakarcair dan gasohol. Etanol dapat diproduksi dengan sintesis kimiaatau metode fermentasi. Tahun 1968 lebih dari 90% etanoldiproduksi dengan metode sintesis kimia dari etilen. Namun,kenaikan harga minyak mentah yang menjadi sumber dari etilen,menyebabkan perhatian dunia beralih untuk memproduksi etanoldengan metode fermentasi. Produksi etanol dengan metodefermentasi memiliki potensi menggantikan dua kebutuhan penting,yaitu penyediaan bahan bakar dan bahan baku di industrikimia [Okafor, 2007]. Produksi etanol dengan metode fermentasi dapatdilakukan dengan berbagai macam bahan baku yang mengandung gulareduksi. Salah satu bahan baku yang digunakan untuk fermentasimemproduksi etanol adalah kulit nanas.

Nanas (Ananas comosus L. Merr) adalah salah satu jenis buahyang terdapat di Indonesia yang pemasarannya cukup merata didaerah-daerah Indonesia. Berdasarkan hasil studi kasus dilapangan, beberapa usaha olahan keripik nanas di Kualu Nanas,Pekanbaru, Riau memiliki kapasitas rata-rata 12-15 kg/hari,dengan jumlah buah nanas yang digunakan sebagai bahan bakusekitar 200 kg/hari. Tahir (2008) menyatakan limbah kulit nanas

yang dihasilkan dari satu buah nanas berkisar 21,73 – 24,48 %,sehingga limbah kulit nanas yang dihasilkan dapat mencapai 40-50kg/hari.

Salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk pengolahanlimbah kulit nanas adalah metode Solid State Fermentation (SSF) untukmemproduksi etanol. Solid State Fermentation (SSF) merupakan metodefermentasi dalam media padat yang sederhana dan lebih hematenergi daripada metode Liquid State Fermentation (LSF), yaitufermentasi dalam media cair yang membutuhkan agitasi, aerasi danpengontrolan busa.

Beberapa peneliti sebelumnya telah melakukan produksietanol dengan kulit nanas sebagai bahan baku substrat,diantaranya Setyawati dan Astuti (2010), melakukan penelitianbioetanol dari kulit nanas dengan variasi massa Saccharomycescereviceae dan waktu fermentasi, menggunakan fermentasi dalam mediacair. Hasil penelitian yang diperoleh adalah kadar etanoltertinggi sebesar 3,965% pada penambahan 30 gram Saccharomycescerevisiae dan waktu fermentasi 10 hari. Febriyanti dan Rufita(2011), melakukan penelitian pembuatan etanol dari limbah kulitnanas (Ananas comosus L. merr) dengan proses enzimasi danfermentasi. Kadar etanol tertinggi dengan proses fermentasimelalui enzimasi sebesar 49,2296% dengan lama waktu fermentasi 3hari. Pada penelitian ini dilakukan fermentasi dengan metode SSFdengan bahan baku kulit nanas menggunakan Zymomonas mobilis, untukmengetahui waktu optimum fermentasi dan mempelajari pengaruhukuran partikel substrat terhadap kinetika pertumbuhanselZymomonas mobilis.

Ada banyak metode yang digunakan dalam pembuatan bioethanoldari kulit nanas ini. Namun yang paling sering digunakan yaitudengan metode fermentasi, yaitu denngan menggunakan ragi. Dalamproses ini juga terdapat beberapa faktor yang menjadi penentubesarnya konsentrasi ethanol yang dihasilkan. Mulai dari metode,jenis ragi, banyaknya penambahan ragi sampai jangka waktumelakukan fermentasi akan sangat mempengaruhi produk yangdihasilkan.

Nanas (Ananas comosus L. Merr) adalah salah satu jenisbuahyang terdapat di Indonesia yang pemasarannya cukup merata di

daerah-daerah Indonesia. Berdasarkan hasil studi kasus dilapangan, beberapa usaha olahan keripik nanas di Kualu Nanas,Pekanbaru, Riau memiliki kapasitas rata-rata 12-15 kg/hari,dengan jumlah buah nanas yang digunakan sebagai bahan bakusekitar 200 kg/hari. Tahir (2008) menyatakan limbah kulit nanasyang dihasilkan dari satu buah nanas berkisar 21,73 – 24,48 %,sehingga limbah kulit nanas yang dihasilkan dapat mencapai 40-50kg/hari. Salah satu teknologi yang dapat digunakan untukpengolahan limbah kulit nanas adalah metode Solid StateFermentation (SSF) untuk memproduksi etanol.

Solid State Fermentation (SSF) merupakan metode fermentasi dalammedia padat yang sederhana dan lebih hemat energi daripadametode Liquid State Fermentation (LSF), yaitu fermentasi dalam mediacair yang membutuhkan agitasi, aerasi dan pengontrolan busa.Beberapa peneliti sebelumnya telah melakukan produksi etanoldengan kulit nanas sebagai bahan baku substrat,diantaranya Ahmat tabah     dan Antonius (2010),  melakukan penelitianbioetanol dari kulit nanas dengan proses ekstraksi denganperbandingan berat yeast dan waktu fermentasi dengan menggunakanragi Saccharomyces cereviceae, menggunakan fermentasi dalam mediacair. Dari hasil penelitian, seberat 400 gram kulit nanasmenghasilkan etanol dengan kadar 15,45 %(b/b), yield 9,39 %,konversi glukosa sebesar 52,56% dengan waktu fermentasi selama 3hari.

Indonesia mempunyai potensi yang sangat besar untukmenghasilkan (bio)etanol mengingat bahan bakar nabati ini dapatmemanfaatkan kondisi geografis dan sumber bahan baku minyaknabati dari berbagai tanaman yang tersedia di Indonesia.

Oleh karena itulah  kelompok penulis memilih metode solidstate fermentation (SSF) dengan memfariasikan partikel substratmenggunakan ragi Zymomonas mobilis yang telah dilakukan oleh Reni

Provinsi Luas Perkebunan Nanas(Ha)

Sumatera Utara -Sumatera Selatan 4.670Sulawesi Utara 2.813

oktaviani,dkk. Dimana dengan menggunakan metode ini konsentrasiethanol yang dihasilkan kadarnya lebih tinggi yaitu sebesar 33 %.Selain menghasilkan konsentrasi yang lebih tinggi metode ini jugalebih mudah dan sederhana.

B.      Rumusan masalahBerdasarkan latar belakang diatas, dapat dirumuskan permasalahansebagai berikut:

1.       Bagaimana cara pemanfaatan kulit nanas untuk menghasilkanbioetanol yang dapat dijadikan substitusi bahan bakar minyak ?

2.       Bagaimana proses pembuatan bioetanol dari kulit buah nanas ?3.       Bagaimana cara mengoptimalkan kadar bioetanol yang berbahan

baku kulit nanas?4.       Berapa kadar bioetanol yang dihasilkan pada fermentasi kulit

nanas dengan menggunakan metode SSF ?

C.    TujuanAdapun tujuan dalam pembuatan makalah ini adalah :

1.      Untuk melengkapi tugas yang diberikan oleh dosen pembimbing2.      Untuk mengetahui potensi limbah nenas dalam memproduksi

bioetanol.3.      Untuk mengetahui konsentrasi dan evisiensi pembuatan bioetanol

menggunakan metode SSF.

D.    Manfaat      Dengan dibuatnya tugas ini manfaat yang didapatkan adalah :

1.       Dapat mengetahui Proses pembuatan bioetanol dari kulit buahnanas

2.       Mengetahui komoditas daerah yaitu buah Nanas yanng dapatdmenjadi bioethanol diolah  dan tahap-tahap pengolaha fisismaupun kimia.

3.       Menambah wawasan mengenai sumber energi alternatif yang dapatdikembangkan menjadi sesuatu yang lebih bernilai ekonomis

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

A.       Buah Nanas

Buah nanas (Ananas comosus L. Merr) merupakan salah satu jenisbuah yang terdapat di Indonesia, mempunyai penyebaran yangmerata. Selain dikonsumsi sebagai buah segar, nanas juga banyakdigunakan sebagai bahan baku industri pertanian. Dari berbagaimacam pengolahana nanas seperti selai, manisan, sirup, dan lain-lain maka akan didapatkan kulit yang cukup banyak sebagai hasilsampingan.

   Gambar 1.  Nanas (Ananas Comocus L. Mer)

KlasifikasiDivisio          :   Spermatophyta (tumbuhan berbiji)Sub Divisio  :    Angiospermae (berbiji tertutup)Classis          :    MonocotyledoneaeOrdo             :    BromelialesFamilia         :    BromeliaceaeGenus           :    AnanasSpesies         :   Ananas comosus L.

Bagian utama yang bernilai ekonomi penting dari tanamannanas adalah buahnya. Buah nanas selain dikonsumsi segar jugadiolah menjadi berbagai macam makanan dan minuman, seperti selai,buah dalam sirop, bahan baku industri pertanian dan lain-lain.Rasa buah nanas manis sampai agak masam segar, sehingga disukaimasyarakat luas. Disamping itu, buah nanas mengandung gizi cukuptinggi dan lengkap. Buah nanas mengandung enzim bromelain, (enzimprotease yang dapat menghidrolisa protein, protease ataupeptide), sehingga dapat digunakan untuk melunakkan daging. Enzimini sering pula dimanfaatkan sebagai alat kontrasepsi keluargaberencana (Anonim, 2008).

Selama ini masyarakat Indonesia memanfaatkan nanas terbataspada daging buahnya saja atau sebatas tanaman konsumsi saja,sementara kulit dibuang tidak dimanfaatkan atau diolah lebihlanjut karena struktur fisik kulitnya yang kasar dan keras.Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa kulit nanasmengandung 81,72 % air; 20,87 % serat kasar; 17,53 % karbohidrat;4,41 % protein dan 13,65 % gula reduksi. Mengingat kandungankarbohidrat dan gula yang cukup tinggi tersebut maka kulit nanasmemungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatanbahan kimia, salah satunya etanol melalui proses fermentasi.

Tanaman nanas merupakan salah satu tanaman komoditi yangbanyak ditanam di Indonesia. Prospek agrobisnis tanaman nanas

sangat cerah, cenderung semakin meningkat baik untuk kebutuhanbuah segar maupun sebagai bahan olahan. Bagian utama yangbernilai ekonomi penting dari tanaman nanas adalah buahnya,memiliki rasa manis sampai agak asam menyegarkan, sehinggadisukai oleh masyarakat luas.

Di samping itu buah nanas mengandung gizi yang cukup tinggidan lengkap. Permintaan nanas sebagai bahan baku industripengolahan buah-buahan juga semakin meningkat misal untuk sirup,keripik, dan berbagai produk olahan nanas seperti nata (Rukmana,1996). Untuk pemanfaatan nanas hanya terbatas pada daging buahnyasaja, sementara kulit dan bonggolnya dibuang. Padahal kulit danbonggol nanas tersebut masih memiliki manfaat.

B.    Proksimat Buah Nanas                    Bagian utama yang bernilai ekonomis dari nanas

adalah buahnya. Buah nanas selain dikonsumsi segar juga diolahmenjadi berbagai macam makanan dan minuman, seperti selai, buahdalam sirup dan lain-lain. Selain buahnya, bagian lain nanasdapat dimanfaatkan seperti kulit buah. Kulit buah nanas dapatdimanfaatkan sebagai campuran pakan ternak yang disebut silase.Selama periode 2000 – 2005 produksi nanas Indonesia rata-ratasebesar 6.145.382 ton(www.agribisnis.deptan.go.id). Dengan semakinmeningkatnya produksi nanas, maka limbah yang dihasilkan akansemakin meningkat pula. Di bawah ini merupakan tabel analisisproksimat limbah kulit nanas:

TABEL I. ANALISIS  PROKSIMAT  LIMBAH  KULIT NANAS

Sumber : Sidartha (1989)Menurut analisa diatas komponen terbesar dalam kulit nanas

adalah air (86,7%) dan karbohidrat (10,54%). Karbohidrat terbagimenjadi tiga yaitu : monosakarida (glukosa dan fruktosa),disakarida (sukrosa, maltosa dan laktosa) dan polisakarida(amilum, glikogen dan selulosa). Menurut Hasnely dan Dewi (1997)kandungan gula reduksi pada filtrat kulit nanas sebesar 11,40 %.Mengingat kandungan gula yang cukup tinggi tersebut maka kulitnanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakupembuatan bioetanol melalui proses fermentasi. Nanas (Ananascomosus) bukan tanaman asli Indonesia melainkan tanaman iniberasal dari Brazilia (Amerika Selatan).Tanaman ini diperkirakanmasuk ke Indonesia tahun 1599, dibawa oleh para pelaut Spanyoldan Portugis.

Sejarah juga menyebutkan bahwa pulau Jawa merupakan tempatyang penduduknya pertama kali mengembangkan tanaman nanas.Selamaini masyarakat Indonesia memanfaatkan nanas terbatas pada dagingbuahnya saja atau sebatas tanaman konsumsi saja, sementara kulit

dibuang tidak dimanfaatkan atau diolah lebih lanjut karenastruktur fisik kulitnya yang kasar dan keras. Seperti yang telahdijelaskan sebelumnya bahwa kulit nanas mengandung 81,72 % air;20,87 % serat kasar; 17,53 % karbohidrat; 4,41 % protein dan13,65 % gula reduksi. Mengingat kandungan karbohidrat dan gulayang cukup tinggi tersebut maka kulit nanas memungkinkan untukdimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan kimia, salahsatunya etanol melalui proses fermentasi.D.    Kandungan Gizi Buah Nanas       TABEL II. KANDUNGAN GIZI BUAH NANAS DALAM 100 GRAM

 (Sumber : Buletin Teknopro HortikulturaEdisi 71 Juli 204)  1.   Sifat Kimia dan Fisika Buah Nanas

1) Sifat Fisikaa.         Buah

nenas rasanya enak.b.         Rasa manis pada buah yang masak dan rasa asam pada buah yang

muda.c.         Daging buah berwarna kuning apabila telah masak dan kuning

pucat keputih – putihan untuk buah yang muda.d.        Kandungan air 90%.e.         Bijinya kecil dan pengembangbiakan dengan mahkota, tunas

batang, atau tunas ketiak daunnya.f.          Bentuk buah bulat panjang dan ada yang bulat, diameter buah

dan bentuk buah tergantung varietasnya.g.         Kulit mempunyai mata yang banyak berwarna hijau dan apabila

telah masak berwarna kuning.h.         Kandungan gula cukup tinggi pada nenas yang masak.

Kandunga Gizi JumlahKalori 52 kalProtein 0,40 gLemak 0,20 gKarbohidrat 16 gFosfor 11 mgZat Besi 0,30 mgVitamin A 130 SIVitamin B1 0.08 mgVitamin C 24 mgAir 85,3 gBagian dapat dimakan 53%

i.           Dapat melunakkan daging.1)      Sifat Kimia

Berdasarkan sifat kimianya buah nanas mengandung beberapa senyawasebagai berikut : 

a.         Vitamin A, C, B12,Eb.         Ethanolc.         Kalsiumd.        Fosfore.         Magnesiumf.          Besig.         Kaliumh.         Natriumi.           Dekstrosaj.           Sukrosa (gula tebu)k.         Enzim bromelinl.           Zat phitochemicalm.       Sulfurn.         Khloro.         Asamp.         Seluloseq.         Senyawa sterosapon

Sebagai salah satu tanaman hortikultura, nanas sangat cocokdibudidayakan di daerah tropis yang cukup banyak turun hujan.Tanaman ini tidak akan tumbuh baik di tempat yang terlalu keringmaupun pada lahan yang airnya tergenang. Di Indonesia, hampirsemua daerah dapat dibudidayakan nanas, Pada zaman dahulu nanasdikenal sebagai buah istimewa. Buah ini sering dipakai sebagaipersembahan untuk raja-raja. Sekarang tanaman ini sudah tersebardi mana-mana dan menjadi buah favorit yang selalu menghiasihidangan-hidangan dimeja makan. Buah ini sangat digemari karenaenak rasanya, kandungan vitaminnya banyak, serta nilai kalorinyatinggi sehingga sangat baik untuk kesehatan. Dalam sistematikatumbuhan tanaman nanas termasuk keluarga Bromeliaceae. Dalamkeluarga genus termasuk keluarga ananas, dimana merupakan satu-satunya golongan yang cukup mempunyai nilai ekonomis. Nanasdipisahkan dari golongan lain dalam keluarga ini terutamadidasarkan atas tipe sinkarpus (daun buah majemuk yang menyatu).

Bagian utama yang bernilai ekonomi penting dari tanamannanas adalah buahnya. Buah nanas selain dikonsumsi segar jugadiolah menjadi berbagai macam makanan dan minuman, seperti selai,buah dalam sirop, bahan baku industri pertanian dan lain-lain.Rasa buah nanas manis sampai agak masam segar, sehingga disukaimasyarakat luas. Disamping itu, buah nanas mengandung gizi cukuptinggi dan lengkap. Buah nanas mengandung enzim bromelain, (enzimprotease yang dapat menghidrolisa protein, protease ataupeptide), sehingga dapat digunakan untuk melunakkan daging. Enzimini sering pula dimanfaatkan sebagai alat kontrasepsi keluargaberencana (Anonim, 2008).

Tanaman nanas merupakan salah satu tanaman komoditi yangbanyak ditanam di Indonesia. Prospek agrobisnis tanaman nanassangat cerah, cenderung semakin meningkat baik untuk kebutuhanbuah segar maupun sebagai bahan olahan. Bagian utama yangbernilai ekonomi penting dari tanaman nanas adalah buahnya,memiliki rasa manis sampai agak asam menyegarkan, sehinggadisukai oleh masyarakat luas. Di samping itu buah nanasmengandung gizi yang cukup tinggi dan lengkap. Permintaan nanassebagai bahan baku industri pengolahan buah-buahan juga semakinmeningkat misal untuk sirup, keripik, dan berbagai produk olahannanas seperti nata (Rukmana, 1996). Untuk pemanfaatan nanas hanyaterbatas pada daging buahnya saja, sementara kulit dan bonggolnyadibuang. Padahal kulit dan bonggol nanas tersebut masih memilikimanfaat. Seluruh bagian nanas dapat dijadikan berbagai produkyang memiliki nilai guna dan ekonomis lebih tinggi. Untuk lebihjelasnya lihatlah diagram alir agro industri nanas dibawah ini !

E.    Pohon Industri Nanas

F.   Limbah Kulit Nanas             Limbah merupakan sisa pembuangan dari suatu proseskegiatan manusia dapat berbentuk padat, cair dan gas, dari segiestetika sangat kotor, tidak enak dipandang dan juga dari segibau sangat menggangu. Dengan demikian secara langsung maupuntidak langsung limbah menimbulkan ketidaknyamanan di sekitarnyasebab pembuangan limbah ke lingkungan umumnya tidak diikutidengan upaya penanganan dan pengolahan limbah yang baik, karenaselalu dikaitkan dengan teknologi dan pengolahan yang relatifmahal. Menurut Nigam, (1999) saat ini banyak industri yangmemanfaatkan limbah untuk pembuatan produk baru yang bermanfaatbagi makhluk hidup lainnya seperti kulit buah nanas yang dapatdimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan etanol, dimana denganmemanfaatkan kulit buah nanas dapat mengurangi pencemaranterhadap lingkungan.             Pembuatan etanol diperlukan bahan baku dengan kadargula yang cukup tinggi. Kulit buah nanas diketahui cukup banyakmengandung gula, sehingga bisa digunakan sebagai bahan baku dalampembuatan (bio)etanol. Menurut Wijana et al., (1991) dalamAttayaya (2008) kandungan gizi kulit buah nanas dapat dilihat pada Tabel 1. dan hasil analisis proksimat kulit buah nanasberdasarkan berat basah dapat dilihat pada Tabel 2. (Sidharta,1989 dalam Attayaya, 2008) :

Tabel 3. Kandungan Gizi Kulit Buah NanasKandungangizi

Jumlah (%)

KarbohidratProtein

Gula reduksiKadar airSerat kasar

17,534,4113,6581,7220,87

(Sumber: Wijana, et al., 1991 dalam Attayaya, 2008

Tabel 4. Hasil Analisis Proksimat Kulit Buah NanasBerdasarkan Berat Basah

Komposisi Rata-rata (%bb)Air

ProteinLemakAbu

Serat basahKarbohidrat

86,70          0,69          0,02          0,48          1,66         10,54

(Sumber: Sidharta, 1989 dalam Attayaya, 2008)

Menurut analisa diatas komponen terbesar dalam kulit nanasadalah air (86,7%) dan karbohidrat (10,54%). Karbohidrat terbagimenjadi tiga yaitu : monosakarida (glukosa dan fruktosa),disakarida (sukrosa, maltosa dan laktosa) dan polisakarida(amilum, glikogen dan selulosa). Menurut Hasnely dan Dewi (1997)kandungan gula reduksi pada filtrat kulit nanas sebesar 11,40 %.Mengingat kandungan gula yang cukup tinggi tersebut maka kulitnanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakupembuatan bioetanol melalui proses fermentasi.Ethanol dapat dibuat dari tiga jenis bahan baku, yaitu:

1.  Sakarin (Saccharine). Sakarin adalah material yang di dalamnyaterdapat karbohidrat (bahan yang sebesarnya dari mana alcoholdibuat) dalam bentuk sederhana, enam dan dua belas molekul gula

karbon seperti glukosa, fruktosa, dan maltose yang dapat langsungdifermentasikan. Beberapa material yang mengandung sakarin,seperti : tebu, bit gula (sugar beets), buah-buahan segar dankering, tetes dan lain-lain.

2.  Saripati (Starch). Saripati merupakan bagian yang mengandungkarbohidrat yang lebih kompleks seperti pati dan inulin yangdapat dipecah menjadi enam dan duabelas molekul gula karbondengan proses hidrolisis dengan asam atau enzim di dalam prosesyang disebut malting. Beberapa material yag mengandung saripati,seperti : nanas, jagung, biji sorghum, jawawut (barley), gandum,kentang, ubi jalar, jerusalem artichokes, ubi kayu, akar panah(arrowroot), dan lain-lain.

3.  Selulosa, Contoh selulosa seperti kayu, limbah kayu, kertas,jerami, batang jagung, tongkol jagung, kapas dan lain-lain, yangmengandung material yang dapat dihidrolisis dengan asam, enzimatau dengan kata lain dirubah menjadi gula yang dapatdifermentasikan. Penggunaan paling besar dari gula untukfermentasi adalah molasesnya yang mengandung sekitar 35-40% beratsukrosa, 15-20% berat gula invers seperti glukosa dan fruktosa,dan 28-35% berat padatan bukan gula.                 Molases diencerkan untuk memperoleh 10-20% berat gula.Setelah pH dijadikan 4-5 dengan asam mineral kemudiandiinokulasikan dengan yeast dan difermentasi pada suhu 20-320Cselama kira-kira 1-3 hari. Fermentasi langsung nira gula tebu,nira gula bit, molases gula bit, buah segar, sorghum, whey, sususkim digunakan untuk mendapatkan ethanol, tapi molasses adalahbahan terbaik untuk menghasilkan ethanol (Othmer.,1978).                 Dari uraian diatas dapat ditarik bahwa kulit nanas sangaterpotensi untuk diolah menjadi bahan bakar biodiesel karena kulitnanas banyak mengandung karbohidrat. Karbohidrat inilah yangdimanfaatkan sebagai bahan bakunya. Untuk lebih memahaminya akandijelaskan di bab pembahasan mengenai proses pengolahan bioetanolitu sendiri.  4. Komponen Kabohidrat (Disakarida)

  Maltosa                                                             Sukrosa

               Laktosa                                                                Glukosa

BAB IIIPEMBAHASAN

A.          Bioetanol dari kulit nanas

Bioetanol adalah cairan biokimia pada proses fermentasigula dari sumber karbohidrat dengan menggunakan bantuan

mikroorganisme dilanjutkan dengan proses destilasi. Sebagai bahanbaku digunakan tanaman yang mengandung pati, selulosa dansukrosa. Dalam perkembangannya produksi bioetanol yang palingbanyak digunakan adalah metode fermentasi dan destilasi.Bioetanol dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyaktergantung dari tingkat kemurniannya.

Bioetanol dengan kadar 95-99% dapat dipakai sebagai bahansubstitusi premium (bensin), sedangkan kadar 40% dipakai sebagaibahan substitusi minyak tanah (Nurianti, 2007). Etanol adalahsenyawa organik yang terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen,sehingga dapat dilihat sebagai derivat senyawa hidrokarbon yangmempunyai gugus hidroksil dengan rumus C2H5OH.

Dalam makalah ini akan dibahas tentang karakterisasi sifatfisika dan kimia bioetanol, proses pembuatan bioethanol sertaperhitungan neraca massa dari hasil olah produk yang dihasilkan .Pembahasan lebih fokus pada proses  pembuatan bioetanol darimulai penyediaan bahan baku, proses, aspek fermentasi sampai padapengawasan mutunya. Bahan baku meliputi bahan baku sumber guladiantaranya adalah molases dan nira, bahan baku sumber pati yaituubikayu, jagung serta ubi-ubian lain, serta bahan baku sumberserat (lignoselulosa) diantaranya tongkol jagung, sekam dansebagainya. bahan baku juga dibahas bahan pembantu untuk produksibioetanol. Proses pembuatan bioetanol dibedakan menjadi tigaberdasarkan bahan bakunya yaitu bahan baku sumber gula, pati danserat. Proses pembuatan bioetanol meliputi aspek fermentasi dandestilasinya.

Bioetanol adalah cairan biokimia pada proses fermentasigula dari sumber karbohidrat dengan menggunakan bantuanmikroorganisme dilanjutkan dengan proses destilasi. Sebagai bahanbaku digunakan tanaman yang mengandung pati, ligno selulosa dansukrosa. Dalam perkembangannya produksi bioetanol yang palingbanyak digunakan adalah metode fermentasi dan destilasi (Rizani,2000). Etanol atau etil alkohol yang dipasaran lebih dikenalsebagai alkohol merupakan senyawa organik dengan rumus kimiaC2H5OH. Dalam kondisi kamar, etanol berwujud cairan yang tidakberwarna, mudah menguap, mudah terbakar, mudah larut dalam air

dan tembus cahaya. Etanol adalah senyawa organik golongan alkoholprimer. Sifat fisik dan kimia etanol bergantung pada gugushidroksil (Rizani, 2000). Sifat fisik etanol dapat dilihat padaTabel 1 berikut ini.

         Indonesia perlu mengembangkan bioetanol karena :a.             Konsumsi energi meningkatb.            Bahan bakar fosil akan habisc.             Devisa (impor bbm)

d.            Potensi penggunaan biofuele.             Potensi lahanf.             Potensi sumber daya manusia (petani) (Mahasiswanegarawan, 2007).B.    Pembuatan Bioetanol dari kulit Nanas

1.1  Material  pembuatan Bioetanol1.  Kulit Nanas2.  Air3.  Mikroorganisme1.2  Metodologi Penelitian  SSF (Solid state Fermentation )

1.         Kulit nanas.Kulit nanas yang digunakan sebagai bahan bakusubstrat diperoleh dari limbah yang dihasilkan industri rumahankeripik nanas dll.

2.         Mikroorganisme dan penyiapan inokulum Mikroorganisme yangdigunakan adalah Zymomonas mobilis FHCC-0056 yang diperoleh dariLaboratorium PAU Universitas Gadjah Mada, dan ditumbuh kembangkanpada media tumbuh yang diperkaya dengan komposisi media glukosa10%, yeast exstract 1%, KH2PO4 0.1%, MgSO4.7H2O 0.05%, dan (NH4)2SO40.1% [Tanaka,1999 dalam Ageng,2009]. 1 jarum ose Zymomonasmobilis diinokulasi ke dalam 1 ml media tumbuh diperkaya yang telahdisterilisasi pada temperatur 121°C selama 20 menit dan dishakerselama 24 jam pada kecepatan 120 rpm [Aditya, 2011].

3.         Solid state fermentation (SSF), Proses fermentasi dilakukanpada erlenmeyer 1 liter, dngan variasi ukuran partikel substratberupa slurry, 1x1 cm, dam 2x2 cm. Sebelum inokulum zymomonasmobilis diinokulasikan ke dalam media fermentasi, dilakukansterilisasi media fermentasi pada temperatur 121°C selama 20menit. Kondisi lingkungan fermentasi diatur pada pH 5menggunakan buffer sitrat dan temperatur 30°C. Waktu pengambilansampel fermentasi pada 6; 12; 18; 24; 30; dan 36 jam.

Hasil :

1)    Waktu maksimum fermentasi       Waktu fermentasi mempengaruhi konsentrasi etanol yang

dihasilkan.Penelitian ini dilakukan dengan variasi ukuranpartikel substrat untuk memperoleh waktu maksimum yang dibutuhkandalam memproduksi etanol pada proses solid statefermentation(SSF) dengan sumber bahan baku substrat kulitnanas.Gambar 3.1 menampilkan grafik pengaruh waktu fermentasiterhadap konsentrasi etanol pada ukuran partikel substrat slurry,1x1 cm, dan 2x2 cm.

Gambar 1.  Pengaruh waktu fermentasi terhadap konsentrasi etanol padavariasi ukuran parikel substrat.

                         Gambar 1 menunjukkan waktu maksimumyangdiperoleh untuk memproduksi etanol dengan berbagai ukuranpartikel substrat adalah pada waktu 24 jam, konsentrasi etanolyang dihasilkan pada waktu fermentasi 24 jam adalah 33% V untukukuran partikel berupa slurry, 17% V untuk ukuran 1x1 cm dan 15%V untuk ukuran 2x2 cm. Kenaikan konsentrasi etanol yang terjadidisebabkan karena adanya aktivitas metabolisme mikroorganismeyang memanfaatkan substrat pada bahan baku untuk menguraikan gulareduksi hingga menjadi etanol.Setelah waktu maksimum fermentasitercapai, konsentrasi etanol menurun pada waktu 30 jam sampaidengan 40 jam.Semakin lama waktu fermentasi, maka konsentrasi sel

mikroorganisme akan semakin menurun dan menuju pada fase declinkarena etanol yang dihasilkan semakin banyak dan konsentrasinutrien sebagai makanan mikroorganisme semakin menurun[Setyawati, 2010].

2)   Pengaruh ukuran partikel substrat                      Pertumbuhan dan pembentukan produk oleh

mikroorganisme yang digunakan merupakan proses konversi nutrisimenjadi massa sel dan pembentukan produk metabolit pada prosesfermentasi [Didu, 2010].Ukuran partikel substrat pada metode SSFmerupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses fermentasi,hal tersebut mempengaruhi luas permukaan terhadap ratio volumepartikel substrat yang dimanfaatkan oleh mikroorganisme [Yu dkk,2008]. Gambar 1 menunjukkan konsentrasi etanol tertinggidiperoleh pada ukuran partikel substrat berupa slurry.

                      Ukuran partikel substrat sangat mempengaruhiproses fermentasi glukosa menghasilkan etanol secara anaerob.Adanya pengecilan ukuran partikel substrat,menyebabkan Zymomonas mobilis lebih mudah menguraikan gula reduksimenjadi etanol. Kepadatan partikel substrat dan penguranganrongga kosong antar partikel menyebabkan lebih banyak etanol yangdiproduksi dengan ukuran partikel lebih kecil (slurry). Kondisianaerob pada waktu fermentasi menghasilkan etanol yang cepatdisebabkan oleh pengurangan luas area transfer panas danpertukaran gas dilingkungan sekitar media fermentasi. Ukuranpartikel substrat juga mempengaruhi kinetika pertumbuhansel Zymomonas mobilis pada proses fermentasi.Kinetika pertumbuhanselZymomonas mobilis yang diperoleh dapat dilihat pada gambar 2.

       Gambar 2.   Pengaruh waktu fermentasi terhadap kinetikasel Zymomonas mobilis pada variasi ukuran partikel substrat.

                         Zymomonas mobilis merupakan salah satu mikroorganisme yangmemiliki laju pertumbuhan sel yang tinggi (Rogersdkk,2007). Zymomonas mobilis mencapai konsentrasi sel tertinggipada jam ke 24. Konsentrasi sel yang diperoleh dariketiga variasi ukuran partikel substrat sebesar 6,96 x108 CFU/ml, 5,27 x 108 CFU/ml, dan 4,55 x 108 CFU/ml.Konsentrasisel tertinggi diperoleh padaukuran partikel substratberupa slurry. Kinetika pertumbuhan sel Zymomonas mobilis yangdiperoleh pada fermentasi dengan metode SSF ini mengikuti polapembentukan produk yang berasosiasi dengan pertumbuhansel. Zymmonas mobilis melalui fase adaptasi dari 0 jam sampaidengan 12 jam. Pada saat fase adaptasi,Zymomonasmobilis menghasilkan etanol dengan konsentrasi etanol yangdihasilkan masih kecil.                         Memasuki fase stasioner konsentrasi etanol yangdihasilkan oleh Zymomonas mobilis semakin meningkat sampai waktu 24jam.Pada fase stasioner Zymomonas mobilis mengalami pertumbuhansehingga konsentrasi etanol yang dihasilkan juga semakinmeningkat. Setelah waktu 24 jam, etanol yang dihasilkan mulaimenurun, hal tersebut merupakan indikasi Zymomonas mobilis telahmemasuki fasedeclin. Pada fasedeclin mikroorganisme yang berkembangbiak lebih sedikit daripada mikroorganisme yang mati, selain itupenurunan konsentrasi nutrisi yang tersedia juga menyebabkanmenurunnya konsentrasi etanol yang dihasilkan. Penurunankonsentrasi etanol terjadi sampai waktu fermentasi 36 jam.Padapola ini,             laju pertumbuhan spesifik mikroorganisme berbandinglurus dengan laju pembentukan produk yang dihasilkan[Ahmad,2009]. Selama proses fermentasi berlangsung, komposisisubstrat berubah setiap waktunya dan produk metabolit akan

terbentuk. Kondisi lingkungan pertumbuhan Zymomonas mobilis beradadalam keadaanunstedy state. Proses fermentasi berlangsung pada lajupertumbuhan spesifik yang konstan dan tidak bergantung padaperubahan konsentrasi nutrien [Ahmad, 2009]. Tabel 1 menunjukkannilai laju pertumbuhan spesifikZymomonas mobilis yang diperolehpada variasi ukuran partikel substrat.

             Laju pertumbuhan spesifik yang diperoleh padaberbagai variasi ukuran partikel digunakan untuk menghitung lajupertumbuhan maksimum dengan menggunakan persamaan Monod. Lajupertumbuhan spesifik maksimum ditentukan dengan menggunakan lajupertumbuhan spesifik yang tertinggi, yaitu 0,083/jam untuk slurry,0,093/jam untuk 1x1 cm, dan 0,092/jam untuk 2x2 cm dengan lajupertumbuhan spesifik maksimum yang diperoleh dari perhitunganmasing-masing sebesar 0,43/jam, 0,40/jam, dan 0,39/jam.             Nilai laju pertumbuhan spesifik maksimum yangdiperoleh dari hasil perhitungan menunjukkan kinerjaselZymomonas mobilis dalam menghasilkan etanol. Gambar 1menunjukkan ukuran partikel slurrymenghasilkan konsentrasi etanolyang lebih tinggi daripada ukuran partikel 1x1 cm, dan 2x2 cm,hal tersebut berbanding lurus dengan laju pertumbuhan spesifikmaksimum yang diperoleh dari perhitungan menggunakan persamaanMonod.

1.3. Metodologi Penelitian LSF (Liquid State Fermentation)

       Langkah – langkah dalam produksi bioetanol berbahan dasarlimbah kulit nanas.  adalah :

1.  Persiapan Bahan Baku. Disiapkan limbah kulit kulit nanas. Dicucibersih dan ditunggu agak kering agar air bekas cucian mengering.Kemudian diblender dan disaring sehingga diperoleh pati limbahkulit nanas. Pati dikonversi menjadi gula melalui prosespemecahan menjadi gula kompleks (liquefaction) dan pemecahan gulakompleks menjadi gula sederhana (sakarifikasi).

                  Proses liquefaction, pati yang didapat dimasukkan kedalam wadah besar lalu ditambahkan air dan diaduk sambil dipanasimenggunakan kompor listrik hingga 1000C selama seperempat jam.Aduk rebusan sampai mendidih. Dinginkan selama 1 jam, laludimasukkan ke dalam tempat sakarifikasi. Sakarifikasi adalahproses penguraian pati menjadi glukosa.

                  Dimasukkan   Aspergillus niger yang akan memecah patimenjadi glukosa. Untuk menguraikan bubur pati limbah kulit nanasdiperlukan 10% larutan Aspergillus niger dari total larutan. Setelahproses ini dilakukan perhitungan jumlahAspergillus niger (Lampiran2). Aspergillus niger berkembang biak dan bekerja mengurai pati.Ditunggu dua jam bubur akan berubah menjadi 2 lapisan air danendapan gula. Diaduk pati yang sudah menjadi gula.

2.   Fermentasi. Selanjutnya difermentasikan dengan menggunakanyeast (ragi) Saccharomyces cerevisiae. Dimasukkan ragi ke dalam bubur,kemudian diukur nilai pH (lampiran 3). Ditutup wadah fermentasiuntuk mencegah kontaminasi danSaccharomyces bekerja menguraiglukosa lebih optimal. Fermentasi berlangsung anaerob (tidakmembutuhkan oksigen). Fermentasi optimal pada suhu pada 28— 320Cdan pH 4,5—5,5.

3.  Destilasi Ditunggu selama 7 hari, larutan pati berubah menjadi 3lapisan. Lapisan terbawah berupa endapan protein, di atasnya air,dan etanol. Untuk proses pemisahkan dilakukan destilasi.Sebelumnya diukur nilai pH (Lampiran 3) dan disaring dengankertas saring untuk menyaring endapan protein. Etanol yangdisaring masih bercampur air. Kemudian dipisahkan dengan

destilasi atau penyulingan. Campuran air dan etanol dipanaskanpada suhu 780C atau setara titik didih etanol. Pada suhu ituetanol lebih dahulu menguap dan dialirkan melalui pipa yangterendam air sehingga terkondensasi dan kembali menjadi etanolcair dan diukur.

4.    Analisis        Analisis data dilakukan dengan menggunakan analisis varian

(ANAVA) untuk mengetahui perbedaan hasil etanol dengan bahanlimbah kulit nanas,. Uji lanjut menggunakan uji Duncan’s RangeTest (DMRT) pada taraf uji 5% untuk mengetahui beda nyata diantara perlakuan.

                  Proses fermentasi dilakukan selama 7 hari karenamenurut peneliti sebelumnya (Hartatik, 2008), kadar bioetanolyang tertinggi pada lama fermentasi 7 hari. Pada lama 7 hariadanya aktifitas khamir Saccharomyces cerevisiae yang bekerja secaraoptimal dengan substrat gula yang difermentasi serta kegiatanenzimatis yang tidak terhambat. Kadar bioetanol yang terendahpada lama fermentasi 5 hari karena glukosa belum dipecah menjadietanol. Sedangkan pada fermentasi 10 hari kadar bioetanol menurunkarena aktivitas khamir dan kapang sudah habis.

D.   Sifat fisis dan kimia Etanol1)        Sifat Fisis ethanola.         Berat molekul                   : 46,07 gram / molb.         Warna                               : Tidak Berwarnac.         Bentuk                              : Caird.        Titik didih normal             : 78,4°Ce.         Titik beku                          : -112,°Cf.          Spesific Grafity                : 0,7893g.         Kelarutan dalam 100 bagian

h.         Air                                     : Tak terhinggai.           Reagen lain                       : Tak terhingga

2)      Sifat-sifat kimia etanola.         Diperoleh dari fermentasi gula oleh ragi misalnya Sacharomyces             Cereviceae

b.         Pembakaran etanol menghasilkan CO2 dan H2O Pembakaran Etanol

c.         Etanol yang berasal dari fermentasi ragi, dengan adanyaoksigen akan mengalami fermentasi lebih lanjut oleh bakterimisalnyaAcetobacter aceti menghasilkan Asam Asetat 

E.    Kegunaan Ethanola.         Campuran dalam minumanb.          Farmasi : sebagai pelarut untuk membuat esen, ekstrak dan

sebagainya.c.         Untuk sintesis : misalnya eter, yodoform, kloroform dan

sebagainya.d.        Larutan 70% dipakai sebagai anti septik.e.         Dipakai sebagai pegawet contoh-contoh biologik. (Riawan,

1990)f.          Campuran 85% bensin dengan 15% etanol memiliki angka oktan

yang lebih tinggi, hal ini berarti mesin dapat terbakar lebihpanas dan lebih efisien. Karena etanol sangat korosif terhadapsistem pembakaran, meliputi selang, gasket karet, aluminum, danruang pembakaran maka untuk campuran etanol konsentrasi tinggi(100%), mesin perlu dimodifikasi dengan bahan stainless steel yanglebih mahal. (www.id.wikipedia.org)

F. Tahapan Proses Pembuatan Bioetanol Melalui Proses Fisika DanKimia

I.       PROSES FISIKAa.    Proses Penyaringanb.   Proses pengupasanc.    Proses Pasteurisasid.               Pendinginane.    Destilasif.    Penyaringan

II.    PROSES KIMIAa.       Ekstraksib.      Fermentasi

III. TAHAP PENGOLAHAN1.         Persiapan bahan baku       Kulit nanas yang merupakan ampas dari nanas ditambahkan

dengan aquadest untuk diambil sarinya Setelah itu dilanjutkanproses Ekstraksi.

2.         Ekstraksi       Proses ekstraksi dilakukan dengan menghancurkan kulit nanas

yang telah ditambah aquadest dengan perbandingan berat kulitnanas: aquadest = 1:2

3.         penyaringan.       Filtrasi adalah proses pemisahan dari campuran heterogen yang

mengandung cairan dan partikel-partikel padat dengan menggunakanmedia filter yang hanya meloloskan cairan dan menahan partikel-partikel padat.

4.         Agar pertumbuhan dan perkembangbiakan yeast optimal, makaditambahkan urea seberat 4 gram sebagai nutrient kedalam media.Untuk memisahkan etanol yang terbentuk, dilakukan prosesdistilasi pada suhu 90-950C selama kurang lebih 3 jam hinggadestilat tidak menetes lagi.

5.         Proses pasteurisasi merupakan proses pemanasan dengan suhuyang relatif cukup rendah (di bawah 100°C) dengan tujuan untukmembunuh semua mikroba patogen (penyebab sakit). (Winarno, 1980)

6.         Pendinginan. Pendinginan dapat dianggap sebagai prosespenurunan suhu bahan dari suhu awal ke suhu tertentu di atastitik beku.

7.         Fermentasi Proses fermentasi berlangsung secara anaerob padapH 4-5 dengan menggunakan yeast (Saccharomyces cerevisiae)sebagaimikroorganisme yang akan menguraikan glukosa menjadi etanol

8.         Distilasi adalah suatu metode operasi yang digunakan padaproses pemisahan suatu komponen dari campurannya berdasarkantitik didih masing-masing komponen dengan menggunakan panassebagai tenaga pemisah.(Brown, 1987)

9.         Setelah proses ini berlangsung maka akan dihasilkanBioetanol

Gambar Bioetanol

G.    Spesifikasi bioetanol            Mutu bioetanol sebagai bahan bakar cukup ketat yangmensyaratkan kadar etanol lebih dari 99% serta beberapa parameterlainnya. Hal ini berhubungan manfaatnya sebagai pengganti bahanbakar. Spesifikasi standar bioetanol terdenaturasi untuk gasoholdisajikan pada Tabel .Tabel. Spesifikasi standar bioetanol terdenaturasi untuk gasohol

No.

Sifat Unit,Min/Maks

Spesifikasi

1 Kadar etanol %-v, min 99.5 (sebelumdenaturasi)94.0 (setelahdenaturasi)

2 Kadar metanol Mg/l, maks 3003 Kadar air %-v, maks 14 Kadar denaturan %-v, min 2

%-v, maks 55 Kadar tembaga

(cu)Mg/kg, maks 0.1

6 Keasamaansebagai CH3COOH

Mg/l, maks 30

7 Tampakan Jernih danterang, tidakada endapan dankotoran

8 Kadar ionklorida (Cl)

Mg/l, maks 40

9 Kandunganbelerang (S)

Mg/l, maks 50

10 Kadar getah(gum), dicuci

Mg/100 ml,maks

5.0

11 pH 6.5-9.0FGE atau etanol kering biasanya memiliki berat jenis dalamrentang 0.7936-0.7961 (pada kondisi 15,56/15,56oC), atau beratjenis dalam rentang 0.7871-0.7896 (pada kondisi 25/25oC). 

D.    Parameter Uji

    IV.     Alat dan Bahan yang digunakanAlat dan bahan yang digunakan pada pembuatan bioetanol ini adalah:1. Alat-alat yang digunakan

Pemanas mantel 1000 ml         -   Labu leher tiga 1000 mlThermometer                           Pendingin balikErlenmeyer 250 ml                  Pipet volume 25 mlLabu takar 250 ml                   Gelas ukur 100 mlGelas beaker 1000 ml              Corong kacaKertas saring                            Botol semprot 1000

mlPipet tetes                                 Gelas arlojiPengaduk kaca

2.   Bahan- bahan yang digunakan

a. Kulit Nanasb. Yeast / Ragic. Indikator Methylen Blued. pH metere. Fehling Af. Fehling Bg. Aquadest

3.  Bahan Pendukung (Saccharomyces cereviciae)-   Merupakan khamir .permukaan. (top yeast) dan selama fermentasi

terbawa ke permukaan dari bir yang sedang difermentasi.-    Merupakan mikroorganisme bersel tunggal dengan ukuran antara 5-

20 mikron.-      Dapat tumbuh dalam media cair dan padat.-   Pertumbuhan dengan bertunas dapat berkembang dari setiap bagian

permukaan sel induk (pertunasan multipolar).-      Hidup dalam lingkungan yang bergula dan pH rendah (Buckle.,

1985).-      Morfologi berupa sel spiral.-      Menghasilkan 1-4 spora per Acus.-      Metabolisme sangat kuat di dalam proses fermentasi (Suharto.,

1995).-      Digunakan sebagai inokulum.-     Sebagai biakan murni yang ditambahkan sebanyak 5-10% dari

volume fermentor (Soebiyanto., 1985).-    Kondisi optimum adalah pH 3,5-5,5 dengan suhu antara 30-35oC

dengan kekentalan 14-20 % TS (total sugar)-    Menghasilkan enzim zimase dan invertase. Enzim invertase

berfungsi untuk memecah sukrosa menjadi monosakarida (glukosa danfruktosa). Enzim zimase mengubah glukosa menjadi ethanol.

-   Di bawah kondisi anarobik dan konsentrasi glukosa tinggi,Saccharomyces cerevisiae tumbuh dengan baik, tetapi sedikitmenghasilkan alkohol.

-    Saccharomyces cerevisiae tidak mempunyai amylase, maka starchharus dihidrolisis (Crueger., 1985).

3.   Cara Kerja1.   Ekstraksi kulit nanasa.   Mencuci kulit nanas hingga bersih

b.  Menyiapkan ukuran perbandingan kulit nanas dan aquadest denganperbandingan kulit nanas:aquadest = 1 : 2, kemudianmenghancurkannya menggunakan juicer/blender hingga halus.

c.  Memisahkan filtrat dari ampas kulit nanas hingga tidak adaampasyang terbawa dalam filtrat2.   Analisa kadar glukosa dengan Metode Lane-Eynon

a.    Standarisasi larutan fehling1)   Merangkai alat titrasi.2)   Melarutkan 1,25 gram glukosa standart dengan 500 ml aquadest

dalam labu takar 500 ml.3)   Memasukkan larutan tersebut ke dalam buret 50 ml.4)  Mengambil 5 ml Fehling A dan 5 ml Fehling B, dan menambahkan 15

ml larutan glukosa standart ke dalam erlenmeyer5)  Memanaskan larutan pada erlenmeyer sampai mendidih dan tetap

mendidihkannya selama 2 menit6) Menambahkan 1 ml indikator Methylen Blue kemudian mentitrasi dengan

larutan glukosa standart hingga terbentuk endapan merah bata.7)   Mencatat volume larutan glukosa standart yang dibutuhkanuntuk titrasi.8)  Mengulangi percobaan sebanyak 3 kali.

b.   Menentukan Faktor koreksi1) Menghitung kadar larutan gula invert standar :

2) Menghitung kebutuhan rata-rata volume larutan glukosa standartyang dibutuhkan untuk titrasi standarisasi larutan fehling (A).

3) Menghitung total gula invert (perhitungan) yang di butuhkanuntuk mereduksi 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B Total gulainvert (perhitungan) = A x Kadar gula standar

4) Mencari total gula invert (tabel) yang di butuhkan untukmereduksi 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B dari tabel Lane- Eyon

C.   Penentuan gula reduksi dalam sampel

Mengambil 10 ml larutan sampel kemudianmengencerkannyadengan   aquadest ke dalam labu takar 250 ml.Mengisi buret dengan larutan sampel.

Mengambil 5 ml Fehling A dan 5 ml Fehling B, dan menambahkan15 ml larutan sampel ke dalam erlenmeyer.

Memanaskan larutan pada erlenmeyer sampai mendidih dan tetapmendidihkannya selama 2 menit

Menambahkan 1 ml indikator Methylen Blue kemudian mentitrasidengan  larutan sampel hingga terbentuk endapan merah bata.Mencatat volume larutan sampel yang dibutuhkan untuktitrasi.

Mengulangi percobaan sebanyak 3 kali dan menghitung volumerata-rata titrasi tersebut.

3.   Fermentasia.   Pasteurisasi

1)   Memanaskan larutan sari kulit nanas pada suhu 700 C selama15 menit.

2)   Mendinginkan larutan hingga suhu kamar (300 C)b.   Pembuatan starter

1)  Mengambil 10% volume medium sari kulit nanas dan memasukkan kedalam erlenmeyer.

2)  Mengecek pH larutan starter, jika pH larutan belum berkisarantara 4-5 maka menambahkan HCl atau NaOH sehingga pH larutan 4-53)   Menambahkan yeast dan urea dengan ke dalam starter4)   Mengaerasi larutan starter selama 16 jam dengan menggunakanaerator.

c.    Proses fermentasi      1)   Mengambil larutan medium (sisa pembuatan starter).

      2)   Mengecek pH larutan medium, jika pH larutan belum berkisar antara 4-5 maka menambahkan HCl atau NaOH sehingga pH larutan 4-5.

      3)   Mencampur larutan medium dengan starter ke dalam fermentor.

4)   Menutup fermentor rapat-rapat kemudian menghubungkan tutup fermentor dengan selang plastik yang dimasukkan ke dalam air.4.   Distilasi

1.   Merangkai alat distilasi.2.   Memasukkan larutan hasil fermentasi ke dalam labu leher tiga

dan menghidupkan pemanas mantel.3.   Memanaskan larutan hasil fermentasi pada suhu 90-950C selama

kurang lebih 3 jam hingga destilat tidak menetes lagi.4.   Proses destilasi dihentikan bila destilat tidak menetes lagi.5.   Mengukur volume destilat yang dihasilkan.5.   Menentukan kadar etanol dengan piknometer pada suhu 250C

Menimbang piknometer kosong, dalam keadaan bersih dan kering (a)Mengisi piknometer dengan aquadest yang telah diketahui berat jenisnya ().

Menimbang piknometer yang telah diisi aquadest (b).Menghitung volume piknometer sebenarnnya

Menimbang berat piknometer yang telah diisi destilat (c).

Menghitung berat jenis larutan

-     Menghitung kadar etanol dalam destilat yang dihasilkanD.   PERHITUNGAN NERACA MASSA      Reaksi pembentukan etanol dari kulit buah nanas.

C6H1206             sakorimisescerevisiae                           2CH3CH2OH+2C02

                                                                                  52%

              C6H1206                       

                                                           48%

Etanol dari kulit nanas yang dihasilkan sekitar 52 %, bahanrendemen  Bahan baku kulit nanas dalam proses pembuatan inisebanyak 500 kg

BM C6H12O6        = 180 kg/kmolBM CH3CH2OH  = 46 kg/kmolBM CO2               = 44 kg/kmolDikBM  C6H12O6          =  180 kg/kmolBM  CH3CH2OH  =   46 Kg/MolBM  CO2               =   44 kg / kmol

1.   Bahan baku sari kulit nanas yang digunakan massa C6H12O6 =500kgNeraca massa yang keluar

a.   Etanol (CH3CH2OH) Yang dihasilkan               Mol CH3CH2OH =  52

                                               100 X 2/1X 2,7778Kmol= 2,8889kmolBerat CH3CH2OH = 2,8889 KMOL X 46 KG/KMOL=132,8899KGB. Gas karbondioksida (Co2) yang dihasilkanMol co2 = 52/100.2/1 x 2,7778 kmolBerat Co2 = 2,8889 kmol x 44 kg/kmol= 127,11116 kgC. Berat sari kulit nanas (C6H12O60 yang tidak terkonversiMol C6H12O6 = 48/100 . 2,7778 kmol= 1,333344 kmolBerat C6H12O6 = 1,333344 KMOL X 180 KG/KMOL= 240,000192 KG

BAB IVPENUTUP

KesimpulanPenelitian ini dilakukan secara eksperimen dengan rancanganperlakuan hingga didapatkan substrat sari kulit nanas yang siapdiolah menjadi bioetanol dengan proses fermentasi. Setelah itusubstrat ditambah dengan Saacharomyces cereviceae pada berbagaipeubah dan dilakukan proses fermentasi. Hasil dari prosesfermentasi dianalisis kadar glukosa sisa dan kadar bioetanolnyadenganGC. Sari kulit nanas dianalisis kadar glukosanya, kemudianditambahkan air (1:2) dan disterilisasi. Proses fermentasidikerjakan pada suhu 25-30 0C, pH 4-5, dan ditambah urea.Selanjutnya dilakukan proses distilasi pada suhu 78 0C, dandianalisis kadarbioetanol yang diperoleh.

1.      Waktu maksimum yang dibutuhkan pada proses fermentasi kulitnanas dengan metode solid state fermentation (SSF) adalah 24 jamuntuk semua ukuran partikel substrat. Konsentrasi etanoltertinggi yang diperoleh pada ukuran partikel substratslurrysebesar 33% V, 17% V untuk ukuran 1x1 cm, dan 15% untukukuran 2x2 cm.

2.      Ukuran partikel substrat pada fermentasi dengan metode SSFmempengaruhi kinetika pertumbuhan sel Zymomonas mobilis sertakonsentrasi etanol yang dihasilkan. Daridata hasil perhitunganlaju pertumbuhan spesifik maksimum yang diperoleh sebesar0,43/jamuntuk slurry, 0,40/jam untuk 1x1 cm, dan 0,39/jam untuk2x2 cm, hal tersebut berbanding lurus dengan konsentrasi etanolyang dihasilkan pada variasi ukuran partikel substrat.

DAFTAR PUSTAKA

http://teti-haryati.blogspot.com/2011/12/makalah-disakarida.htmlhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0606811/disakarida.htmlid.wikipedia.org/wiki/PolisakaridaAndri. H., Sitinjak. R, Wira. H, Wibawa. G, dan Ali,2009. Distilasi Terpadu Untuk Memisahkan campuran AzeotropeSistem Etanol+Air. Prosiding SNTKI. Bandung.

Armansyah. T.H, Hambali. E, Mujdalipah. S, Patriwi. W.A, danHendroko. R, 2007. Teknologi Bioenergi. PT Agro Media Pustaka.Jakarta. eprints.undip.ac.id/32143/1/RIZKI_AMALIA_HERAWATI.pdf

repository.unri.ac.id/bitstream/123456789/3167/1/E17.pdf

ejournal.upnjatim.ac.id/index.php/tekkim/article/download/76/60

manfaatdankandungan.blogspot.com/ 2012/11/manfaat-buah-nanas.html

manfaatdankandungan.blogspot.com/2012/11/manfaat-buah-nanas.htmlAhmad Tabah, Antonius Priyo U, 2010, “ Pembuatan Bioetanol dariSariKulit Nanas ”. Program Studi DIII Teknik Kimia, Fakultas Teknik,Universitas Sebelas Maret Surakarta.pdf.