UJI BIOETANOL

Laporan Praktikum                                         Hari/tanggal    : Jum’at, 04 Mei 2012

Mikrobiologi                                                   Waktu             : 08.00-11.20 WIB

                                                                        Tempat            : Lab.mikrobiologi

                                                                        PJP                  :

UJI BIOETANOL

Kelompok  : 5 (Lima)

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK DAN MANAJEMEN LINGKUNGAN

DIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2012

Pendahuluan

                Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan bahan baku nabati. Dalam buku ini akan dibahas tentang karakterisasi bioetanol, prospek bioetanol, manfaat dan kebutuhan nasional serta peluang pasarnya. Pembahasan lebih fokus pada proses  pembuatan bioetanol dari mulai penyediaan bahan baku, proses, aspek fermentasi sampai pada pengawasan mutunya. Bahan baku meliputi bahan baku sumber gula diantaranya adalah molases dan nira, bahan baku sumber pati yaitu ubikayu, jagung serta ubi-ubian lain, serta bahan baku sumber serat (lignoselulosa) diantaranya tongkol jagung, sekam dan sebagainya. Bab bahan baku juga dibahas bahan pembantu untuk produksi bioetanol. Proses pembuatan bioetanol dibedakan menjadi tiga berdasarkan bahan bakunya yaitu bahan baku sumber gula, pati dan serat. Proses pembuatan bioetanol meliputi aspek fermentasi dan destilasinya. Disamping itu buku ini juga membahas produk samping, perlengkapan teknis produksi dan pengawasan dan pengendalian mutu dalam industri bioetanol. Etanol atau etil alkohol (C₂H₅OH) adalah cairan tak berwarna yang jelas, itu adalah biodegradable,toksisitas rendah dan menyebabkan sedikit pencemaran lingkungan jika tumpah. Etanol membakar untuk menghasilkan karbon dioksida dan air. Ethanol merupakan bahan bakar beroktan tinggi dan telah menggantikan memimpin sebagai penambah oktan pada bensin.. Dengan etanol dicampur dengan bensin kita juga dapat oksigenat campuran bahan bakar sehingga terbakar lebih sempurna dan mengurangi polusi emisi.

             Etanol dapat diproduksi dari biomassa dengan proses hidrolisis dan fermentasi gula. limbah Biomassamengandung campuran kompleks polimer karbohidrat dari dinding sel tumbuhan dikenal sebagaiselulosa, hemiselulosa dan lignin. Untuk memproduksi gula dari biomassa, biomassa adalah pra-diobatidengan asam atau enzim untuk mengurangi ukuran bahan baku dan untuk membuka struktur tanaman.Selulosa dan hemiselulosa bagian dipecah (hidrolisis) oleh enzim atau asam encer menjadi gula sukrosayang kemudian difermentasi menjadi etanol. Lignin yang juga hadir dalam biomassa biasanya digunakansebagai bahan bakar untuk boiler pabrik produksi etanol. Ada tiga prinsip metode ekstraksi gula daribiomassa. Ini adalah terkonsentrasi hidrolisis asam, hidrolisis asam encer dan hidrolisis enzimatik.  Bioetanol memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan bahan bakar konvensional. Ini berasal daritanaman yaitu sumberdaya terbarukan dan bukan dari sumber daya yang terbatas dan tanaman ituberasal dari dapat tumbuh dengan baik di Inggris (seperti sereal, bit gula dan jagung). Manfaat lain daribahan bakar fosil adalah emisi gas rumah kaca. Transportasi account jaringan jalan untuk 22% dariseluruh emisi gas rumah kaca dan melalui penggunaan bioetanol, beberapa emisi akan berkurangsebagai bahan bakar tanaman menyerap CO2 mereka memancarkan melalui tumbuh Selain itu,bioetanol blending dengan bensin akan membantu memperpanjang umur itu mengurangi minyak Inggrismemasok dan menjamin keamanan bahan bakar yang lebih besar, menghindari ketergantungan padanegara-negara produsen minyak. Dengan mendorong gunanya bioetanol, perekonomian di pedesaan juga akan menerima dorongan dari pertumbuhan tanaman diperlukan. Selain itu, dengan menggunakan bioetanol dalam mesin yang lebih tua dapat membantu mengurangi jumlah karbon monoksida yangdihasilkan oleh kendaraan sehingga meningkatkan kualitas udara. Keuntungan lain dari bioetanolkemudahan yang dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam sistem transportasi jalan bahan bakaryang ada. Dalam jumlah sampai dengan 5%, bioetanol dapat dicampur dengan bahan bakarkonvensional tanpa perlu modifikasi mesin,. Bioetanol diproduksi terbiasa menggunakan metode,seperti fermentasi dan dapat didistribusikan menggunakan forecourts bensin yang sama dan system transportasi seperti sebelumnya

Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui cara pembuatan bioetanol dengan menggunakan gula merah, gula pasir, tepung terigu, tepung tapioka, onggok, pisang dan ubi.

Alat dan Bahan

            Alat yang digunakan dalam praktikum ini ialah selang aquarium (1 meter), pisau, lem aquarium, talenan, timbangan, bunsen, korek api, gelas ukur, alat pengebor dan panci.

            Bahan yang digunakan dalam paktikum ini ialah botol aqua masih keadaan steril (belum dibuka) 1,5 mL dan 600 mL, pisang 2 sisir, gula pasir ¼ kg, gula merah, garam halus, onggok, ubi, tepung tapioka 1 kg, tepung terigu 1 kg, dan fermipan.

Prosedur

            Alat dan bahan disiapkan terlebih dahulu lalu air mineral yang berisi 600 ml dikurangi 250 ml sedangkan air mineral yang berisi 1,5 liter dikurangi setengah botol kemudian air mineral yang berisi setengah dalam botol kecil dimasukan garam halus secukupnya untuk mensterilkan air, air mineral yang ada pada botol besar masing masing diberi gula merah, gula pasir, tepung terigu, tepung tapioka. Untuk pisang, ubi jalar dan singkong sebelumnya perlu dikupas, dipotong potong kecil, diblender dan terakhir direbus untuk dimasukkan kedalam botol besar yang kemudian ditambahkan fermipant secukupnya, untuk kedua air mineral baik yang kecil maupun besar masing masing dihomogenkan. Kemudian tutup botol yang kecil dilubangi menggunakan alat pengebor sebanyak dua lubang dan tutup botol yang besar dilubangi satu lubang dan lubang yang satu tersebut diberi lem plastik kemudian kedua botol dihubungkan dengan selang dari kedua botol melalui tutup botolnya untuk botol yang kecil selang dicelupkan/dimasukan sampai dasar botol sedangkan pada botol yang besar selang hanya menempel pada tutup botol saja dan di beri lem plastik guna menutupi celah yang belum tertutup selang lalu botol diberi lebel lakukan pengamatan setiap harinya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

JENIS	HARI KE-	WARNA	GELEMBUNG	AROMA
Pisang	1	Kuning keputih-putian dan terdapat endapan	+	Beraroma pisang busuk
	2		-	Beraroma pisang busuk
	3		+	Beraroma pisang busuk
	4		+	Beraroma pisang busuk
	5		+	Beraroma pisang busuk
	6		+	Beraroma pisang busuk
Singkong	1	Putih tulang dan terdapat endapan	+	Sedikit berbau
	2		-	Sedikit berbau
	3		+	Sedikit berbau
	4		+	Sedikit berbau
	5		+	Sedikit berbau
	6		+	Sedikit berbau
Ubi	1	Kuning gelap, terdapat endapan	+	-
	2		-	-
	3		+	-
	4		+	-
	5		+	-
	6			-
Gula pasir	1	Putih keruh, terdapat endapan gula	+	Aroma gula
	2		-	Aroma gula
	3		+	Aroma gula
	4		+	Aroma gula
	5		+	Aroma gula
	6		+	Aroma gula
Gula Merah	1	Coklat orange. Terdapat  endapan gula merah yang tidak terlarut	++	Aroma gula tajam
	2		-	Aroma gula tajam
	3		+	Aroma gula tajam
	4		+	Aroma gula tajam
	5		+	Aroma gula tajam
	6		+	Aroma gula tajam
Tepung terigu	1	Putih, atas keruh, dan terdapat endapan	-	-
	2		-	-
	3		+	-
	4		+	-
	5		+	-
	6		+	-
Tepung patioka	1	Putih, terdapat endapan	-	-
	2		-	-
	3		+	-
	4		+	-
	5		+	-
	6		+	-
onggok	1	Putih keruh bagian atas, terdapat endapan	-	Bau busuk
	2		-	Bau busuk
	3		+	Bau busuk
	4		+	Bau busuk
	5		+	Bau busuk
	6		+	Bau busuk

Keterangan :

+          : sedikit

++        : sedang

+++     : banyak

                                            

 Gambar I                                                                   gambar 2

Gula pasir dan gula merah                                      singkong dan ubi jalar

                                         

            Gambar 3                                                                   Gambar 4

Pisang dan onggok                                                    tepung terigu dan tepung tapioka

Pembahasan

Alkohol adalah senyawa-senyawa dimana satu atau lebih atom hidrogen dalam sebuah alkana digantikan oleh sebuah gugus –OH. Alkohol dapat dibuat dengan cara fermentasi dengan Sacharomyches Cereviceae. Alkohol sangat diperlukan bagi kehidupan kita, untuk kosmetik, obat-obatan, dan yang lainnya. Faktor yang mempengaruhi proses fermentasi adalah pH, suhu, kadar gula, dan yeast. Syarat yeast dapat dipakai dalam proses fermentasi yaitu mempunyai kemampuan tumbuh dan berkembang biak dengan cepat dalam substrat yang sesuai, dapat menghasilkan enzim dengan cepat untuk mengubah glukosa menjadi alkohol, mempunyai daya fermentasi yang tinggi terhadap glukosa, fruktosa, galaktosa, dan maltosa. Dan tahan terhadap mikroba lain. Fermentasi berarti mendidih. Hal ini terjadi pada gejala fermentasi, yaitu terlihat gelembung udara yang merupakan akibat katabolisme anaerobik yang menghasilkan CO_2. Mulanya fermentasi digunakan untuk menunjukkan proses perubahan glukosa menjadi alkohol yang berlangsung anaerob. Kemudian berkembang menjadi seluruh perombakan senyawa organik yang dilakukan mikroorganisme yang melibatkan enzim yang dihasilkannya. Produk fermentasi dapat digolongkan menjadi 4 jenis, yaitu produk biomassa, produk enzim sintetis, produk metabolit primer dan sekunder serta produk transformasi. Semakin banyak ragi yang ditambahkan, berarti mikroba yang mengurai glukosa menjadi alkohol juga banyak. Namun jika penambahan ragi dilakukan terus menerus pada jumlah subtrat yang tetap, maka hasil fermentasi tidak maksimal. Aktivitas yeast akan menurun, sehingga kadar alkohol yang dihasilkan sedikit. Bahan dengan konsentrasi gula tinggi mempunyai efek negatif pada yeast, baik pada pertumbuhan maupun aktifitas fermentasinya. Apabila terlalu pekat, aktivitas enzim akan terhambat sehingga waktu fermentasinya lama, disamping itu terdapat sisa gula tidak terpakai sehingga alkohol yang dihasilkan rendah. Cara pembuatan bioetanol yang kami praktikumkan yaitu waste atau menggunakan limbah dengan tidak menggunakan bahan kimia, tidak menggunakan enzim dan tanpa sterillisasi. Dibuat dari gula merah, gula pasir, pisang, ubi, tepung terigu, tepung tapioka, dan onggok. Dari bahan bahan tersebut ada yang mengandung pati seperti pisang yang tidak larut air, cirinya mengendap dan membentuk 2 fraksi yaitu endapan dan cairan, dan ada yang mengandung glukosa seperti gula merah dan gula pasir yang larut air, bila glukosa ditambahkan dengan alkohol akan menghasilkan serat. Cara membuat bioetanol dapat dilakukkan dengan Hidrolisa pati yang menghasilkan glukosa, dengan menggunakan enzim.H₂SO₄ (residu sulfat), HCl dan NaOH tetapi cara ini kurang efektif karena membutuhkan waktu yang lama dan biaya yang besar. Dalam pembuatan bioetanol gula pasir dan gula merah terdiri dari dua tahap utama yaitu hidrolisis dan fermentasi, hidrolisa adalah proses antara reaktan dengan menggunakan air atau asam agar suatu persenyawaan pecah terurai sedangkan hidrolisis bertujuan untuk memecah polisakarida menjadi monosakarida,polisakarida dapat berupa pati yang diubah menjadi alkohol melalui proses biologi dan kimia. Dari hasil yang didapatkan dalam pembuatan bioetanol dengan menggunakan gula merah dan gula pasir sejak hari pertama pembuatan bioetanol setelah diinkubasi beberapa jam gula merah menghasilkan gelembung yang cukup banyak. Fungsi garam dalam pembuatan bioetanol ini berfungsi untuk mensterilisasi. Dari hasil pengamatan untuk pembuatan bioetanol gula pasir dan gula merah dari hari pertama sampai hari terakhir pengamatan selama 6 hari terdapat gelembung. Gelembung yang paling banyak terdapat pada perlakuan gula merah,untuk aroma pada gula pasir dan gula merah tercium aroma gula yang masih pekat. Dari kedua contoh ini terdapat endapan yang tidak terlalu banyak yang berwarana kecoklat coklatan.

Pada percobaan bioetanol menggunakan pisang,singkong,dan ubi jalar yang termasuk dalam pati. Hari pertama hingga hari terakhir praktikum terdapat gelembung pada setiap perlakuan. Untuk bioetanol yang menggunakan bahan pisang warna endapan yang dihasilkan berwarna kuning keputih-putihan, pada hari pertama praktikum percobaan bahan dasar pisang mengalami ledakan kecil dikarnakan proses reaksi pada fermentasi pisang yang telah diblender berjalan dengan cepat dan aroma yang dihasilkan berbau pisang busuk. Untuk bioetanol yang berbahan singkong menghasilkan endapan yang berwarna putih tulang dan beraroma sedikit bau. Pada pembuatan etanol pada ubi yang telah direbus menghasikan endapan berwana kuning gelap dan untuk percobaan ubi tidak beraroma menyengat (tidak bau).

Pada pembuatan bioetanol yang berbahan dasar tepung terigu,tepung tapioca dan onggok pada hari pertama belum terdapat gelembung,gelambung mulai terdapat pada pengamatan di hari ke 3 untuk hari ke 3-6 gelmbung masih terdapat dan  perubahannya tidak terlalu terlihat untuk tepung terigu terdapat endapan berwarna putih dan larutan menjadi berwarna keruh tanpa beraroma, unruk tepung tapioca terdpat endapan berwarna putih dan tidak beraroma dan untuk bioetanol berbahan onggok tetdapat endapan yang berwarna putih dan cairan berwarna keruh yang menghasikan bau busuk. Reaksi hidrolisis pati berlangsung menurut persamaan reaksi sebagai berikut :

(C₆H₁₀O₅) n+ nH₂O n (C₆H₁₂O₆)

  Pati                air          glukosa

Reaksi antara pati dengan air berlangsung sangat lambat, maka untuk memperbesar kecepatan reaksinya diperlukan penambahan katalisator. Penambahan katalisator ini berfungsi untuk memperbesar keaktifan air, sehingga reaksi hidrolisis tersebut berjalan lebih cepat. Katalisator yang sering digunakan adalah asam sulfat, asam nitrat, dan asam klorida. Dalam reaksi ini menggunakan katalis asam klorida sehingga persamaan reaksi yang terbentuk sebagai berikut :           (C₆H₁₀O₅)n+ nH₂O n(C₆H₁₂O₆)

     Pati               air          glukosa

  

 Kesimpulan

            Pada praktikum uji bioetanol proses fermentasi yang cepat dan banyak menghasikan gelembung yaitu bioetanol yang berbahan gula merah karena gula merah lebih cepat terlarut dengan air dan berasal dari pohon nira yang telah mengandung alcohol maka reaksinya lebih cepat dari bahan yang lain.

Daftar Pusataka

Alfena, (2009), “Produksi Etanol Menggunakan Mutan Zymomonas mobilis yang

Arif Jumari, Wusana Agung Wibowo, Handayani2, Indika Ariyani. 2009.  Pembuatan Etanol Dari Jambu Mete  Dengan Metode Fermentasi. .

Dimutasi dengan Hidroksilamin“, Skripsi, ITS, Surabaya.

M. Samsuri, M. Gozan, R. Mardias, M. Baiquni, H. Hermansyah, A. Wijanarko1, B. Prasetya2, dan M. Nasikin. 2007.  Pemanfaatan Sellulosa Bagas Untuk Produksi Ethanol Melalui Sakarifikasi Dan Fermentasi Serentak Dengan Enzim Xylanase.

Nadiyah, Krisdianto, Aulia Ajizah. 2005.  Kemampuan Bakteri Acetobacter XylinumMengubah Karbohidrat Pada Limbah Padi (Bekatul) Menjadi Sellulosa.

Putra Asga Elevri dan Surya Rosa Putra. 2006. Produksi Etanol Menggunakan Saccharomyces Cerevisiae .