51
5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan adalah:
1. Sebaiknya dilakukan pengukuran pada saat hidrolisa karbohidrat menjadi
glukosa. 2.
Sebaiknya dilakukan penambahan nutrisi seperti: pupuk urea, pupuk yang mengandung nitrogen ZA dan pupuk fospat dari NPK, STP, dll pada saat
fermentasi.
Universitas Sumatera Utara
8
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 PENGENALAN TANAMAN NANGKA DAN BIJI NANGKA SECARA UMUM
2.1.1 Klasifikasi Tanaman Nangka
Tanaman nangka berasal dari India bagian selatan dan telah dibudidayakan sejak dulu. Kemudian menyebar ke Malaysia. Kini pohon
nangka ditanam luas di dataran rendah di hampir seluruh negara-negara beriklim tropis.Nangka Artocarpus heterophyllus, Lmk termasuk famili
Moraceae, ordo Uticales, kelas Dicotyledoneae, sub divisi Angiospermae, dan divisi Spermatophyta. Nangka masih keluarga dekat dengan tanaman
cempedak Artocarpus champeden, Spreng. Menurut Setijati 1977, nangka merupakan pohon yang berukuran
sedang, tinggi 10 sampai 25 meter, batangnya lurus dan berbentuk silinder, tidak berpenunjang, percabangannya rendah, diameternya 30 sampai 100 cm,
rapat, kulitnya abu-abu, kasar dan kompak. Getah nangka berwarna putih susu. Menurut Siswoputranto 1982, getah nangka mengandung damar.Di
indonesia, tanaman nangka terdapat di daerah lembab maupun kering. Terutama di dataran rendah hingga ketinggian 700 meter. Tetapi sering
dijumpai pohon nangka yang hidup pada ketinggian di atass 1.000 meter. Hal ini karena pohon nangka tahan terhadap suhu yang agak dingin. Tanaman
nangka tumbuh pada setiap jenis tanah, tetapi lebih menyukai tanah liat sendyloam yang dalam serta pengairan yang cukup [7].seperti gambar 2.1:
Universitas Sumatera Utara
9
Gambar 2.1 Buah Nangka [5] Nangka adalah salah satu jenis buah yang banyak di tanam di daerah
tropis. Nangka cukup terkenal di seluruh dunia bahkan di indonesia dan kebanyakan khusus di daerah pedesaan. Dalam bahasa inggris nangka di kenal
sebagai jack fruit. Tanaman ini berasal dari india bagian selatan yang kemudian menyebar ke daerah tropis lainnya termasuk Indonesia yang bijinya
berbentuk bulat lonjong sampai jorong agak gepeng, sampai 2 – 4 cm berturut– turut tertutup oleh kulit biji yang tipis coklat seperti kulit [5].
Nangka dapat berbuah sepanjang tahun, tetapi produksi buah tertinggi dicapai sekitar bulan Oktober sampai Desember. Menurut Singh 1980, hasil
dari satu pohon nangka dapat mencapai 200 sampai 500 buah per tahun. Biasanya berat buah nangka kira-kira 20 kg, bahkan buah yang besar dapat
mencapai 55 kg. Buah nangka sangat bervariasi dalam bentuk, ukuran dan mutu, karena
biasanya ditanam dari biji. Tekstur daging buah beraneka ragam dari yang keras sampai yang lunak. Perbedaan ini yang jadi dasar penggolongan varietas
pohon nangka. Ada dua golongan nangka, yaitu nangka biasa dan nangka bubur. Nangka biasa daging buahnya keras dan agak kering, sedangka nangka
bubur daging buahnya lunak dan berair [7]. Buah nangka terdiri dari beberapa bagian, yaitu daging buah, kulit,
jerami dan biji nangka. Menurut Siswoputranto 1982, biji nangka banyaknya kira-kira 5 dari seluruh buah. Hingga saat ini biji nangka belum
termanfaatkan secara sempurna. Tien Muchtadi 1980 melakukan analisa
Universitas Sumatera Utara
10
terhadap komposisi kimia daging nangka, kulit nangka, jerami dan biji nangka. Hasil analisa tersebut dapat dilihat padaTabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi Bagian-Bagian Buah Nangka [7]
No. Komposisi
Daging buah Jerami
Biji Kulit
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
Air Protein
Lemak Karbohidrat
Serat kasar Abu
Gula VRS,meg1000gr
Vitamin C,mg100gr pH
80,29 1,91
1,86 9,85
1,58 0,69
1,39 30,29
14,21 6,14
65,12 1,95
10,00 9,30
1,94 1,11
1,42 22,25
2,05 6,02
71,12 2,85
0,54 19,23
3,07 1,08
0,11 31,77
0,98 5,63
79,85 1,41
0,18 5,39
5,13 1,50
0,82 32,92
1,71 5,67
2.1.2 Biji Nangka
Pada umumnya biji nangka hanya dimanfaatkan dalam bentuk biji nangka bakar,rebus, dan goreng Widyastuti, 1993. Gambar biji nangka segar
dapat dilihat pada Gambar 2.2:
Gambar 2.2. Biji Nangka [5] Kedudukan taksonomi tanaman nangka menurut Rukmana 1997,
adalahsebagai berikut : Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta Sub-divisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Universitas Sumatera Utara
11
Ordo : Morales Famili : Moraceae
Genus :Artocarpus Spesies :Artocarpus heterophyllus Lamk.
Biji nangka di daerah Jawa biasanya disebut dengan beton yang enakdirebus.Selain itu dapat pula dibuat kolak, keripik, dodol dan lain-
lain.Biji nangka ini banyak mengandung zat pati dan zat-zat lain yang berguna.Kandunganpatinya lebih baik dari ubi rambat, talas, uwi dan
sebagainya.Produktivitas tanaman nangka dapat menghasilkan 10 buahpohontahun dan produksi buah tertinggi dicapai pada musim panen
bulan Oktober – Desember [5].Biji nangka memiliki kandungan protein, lemak, karbohidrat, fosfor, kalium, besi, vitamin C, vitamin B1.Adapun
komposisi zat gizi biji nangka dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Komposisi Gizi per 100 gram Nangka Muda, Nangka Masak, dan
Biji Nangka [5].
Komponen Gizi Nangka Muda
Nangka Masak Biji Nangka
Energi kkal Protein g
Lemak g Karbohidrat g
Kalsium mg Fosfor mg
Besi mg Vitamin A IU
Vitamin B1 mg Vitamin C mg
Air g 51
2,0 0,4
11,3 45
29 0,5
25 0,07
9 85,4
106 1,2
0,3 27,6
20 19
0,9 330
0,07 7
70 165
4,2 0,1
36,7 33
200 1,0
0,20 10
57,7
Biji Nangka adalah bahan makanan yang biasa dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Biji Nangka mengandung energi sebesar 165
kilokalori, protein 4,2 gram, karbohidrat 36,7 gram, lemak 0,1 gram, kalsium 33 miligram, fosfor 200 miligram, dan zat besi 1 miligram. Selain itu di
Universitas Sumatera Utara
12
dalam Biji Nangka juga terkandung vitamin A sebanyak 0 IU, vitamin B1 0,2 miligram dan vitamin C 10 miligram.
Tepung biji nangka merupakan tepung hasil olahan dari biji nangka yang sudah masak di lakukan pencucian, perebusan selama 30 menit
kemudian dilakukan pengupasan kulit arinya, pengirisan dan kemudian keringkan di oven pada suhu 60- 100°C selama 4 jam untuk menurunkan
kadar air dan dilakukan penggilingan [19]. Biji nangka memiliki kandungan karbohidrat yang sangat tinggi sehingga bisa diolah sebagai tepung – tepungan
dan bisa digunakan sebagai bahan tambahan atau sebagai bahan baku dalam pembuatan jenis makanan. Adapun bentuk dari tepung biji nangka bisa dilihat
pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Tepung Biji Nangka [5] Kandungan gizi tepung biji nangka menurut pengujian Balai
Penelitiandan Pengembangan Industri dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Komposisi Kimia Tepung Biji Nangka Tiap 100 g [5]
Komposisi Kimia Nilai Gizi Tepung Biji Nangka g
Air Protein
Lemak Serat Kasar
Abu Bahan ekstrak tanpa nitrogen
Pati 12,4
12,19 1,12
2,74 3,24
68,31 56,21
Universitas Sumatera Utara
13
2.2 BIOETANOL
Bioetanol adalah etanol yang dibuat dari biomassa yang mengandung komponen pati atau selulosa, seperti singkong dan tetes tebu.Bioetanol merupakan
bahan bakar alternatif untuk menggantikan bensin [12]. Dalam dunia industri, etanol umumnya digunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol,
campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, serta bahan baku farmasi dan kosmetika [2]. Secara umum bahan-bahan tersebut dapat dibagi dalam tiga
golongan yaitu: 1
Bahan yang mengandung turunan gula molases, gula tebu, gula bit, sari buah anggur, dan sari buah lainnya,
2 Bahan-bahan yang mengandung pati biji-bijian, kentang, dan tapioka, dan
3 Bahan yang mengandung selulosa kayu, dan beberapa limbah pertanian
lainnya. Selain dari ketiga jenis bahan tersebut diatas etanol juga dapat dibuat dari
bahan bukan dari hasil pertanian tetapi dari bahan yang merupakan hasil proses lain. Sebagai contohnya adalah etilen. Bahan-bahan yang mengandung
monosakarida langsung dapat difermentasi, akan tetapi disakarida, pati maupun karbohidrat kompleks harus dihidrolisis terlebih dahulu menjadi komponen yang
sederhana yaitu monosakarida [13]. Ciri khas bioetanol adalah berbentuk cairan yang tidak berwarna dengan bau
khas, dapat melarutkan zat organik, mudah menguap, titik didih 78 C, berat
molekul 46,07 panas penguapan 204 kalgr. Adapun sifat fisika etanol dapat di lihat pada tabel 2.4:
Universitas Sumatera Utara
14
Tabel 2.4 Sifat Fisika dari Etanol [14]
No. Sifat Fisik Etanol
1. 2.
3. 4.
5. 6.
7. 8.
9. 10.
Rumus Molekul CH
3
CH
2
OH Massa Molekul Relatif 46,07 grmol
Titik didih normal 78,32°C Titik beku -114,1°C
Dentitas pada 20 C 0,7893 grml
Kelarutan dalam air 20 C Sangat larut
Viskositas pada 20 C 1,17 Cp
Kalor spesifik 20 C 0,579 kalg °C
Kalor pembakaran 25 C 7092,1 kalg
Indeks bias 1,36
Tabel 2.5 Standar Mutu Etanol [14]
Spesifikasi Satuan
Jumlah
Berat Molekul Density
Indeks Bias Melting Point
Titik Didih Titik Nyala
Viscositas Grmol
Grml -
C C
C Cp
46,07 0,7894
1,3614 -112
78,4 17
1,17
Seperti yang diketahui, terdapat tiga klasifikasi mengenai etanol, yaitu: 1.
Klasifikasi berdasarkan bahan baku serta prosesnya a.
Etanol nabati: Secara mikrobiologis menggunakan bahan baku berpati jagung, ubi kayu dan umbi-umbian lain,serta bahan yang mengandung
gula molasses, tebu, sweet sorghum, aren, dan jenis palem lainnya dan bahan berserat onggok, jerami, dan sekam, tongkol jagung, ampas tebu,
dan kulit kakao.
Universitas Sumatera Utara
15
b. Etanol sintesis: Secara sintesis menggunakan bahan baku antara lain
minyak mentah, gas. Saat ini produksi etanol sintesis kurang dari 5 dari total produksi.
2. Klasifikasi berdasarkan kandungan air
a. Etanol 95-96alkohol prima super, prima I, dan alkohol prima II
disebut “etanol hidrat” yang dibagi dalam : •
Technicalraw spit grade, digunakan untuk bahan bakar spirtus, minuman , desinfektan dan pelarut
• Industrial grade, digunakan untuk bahan baku industri pelarut
• Portable grade, untuk minuman berkualitas tinggi.
b. Etanol 99,5anhydrous etanol dengan kandungan air 0,05,
digunakan untuk bahan bakar. Jika dimurnikan lebih lanjut dapat digunakan untuk keperluan farmasi dan pelarut di laboratorium
analisis. Etanol ini disebut fuel grade ethanol FGE atau anhydrous ethanol etanol anhidrat atau etanol kering, yakni etanol yang bebas
air atau hanya mengandung air minimal. 3.
Klasifikasi menurut pemanfaatannya a.
Untuk industry industrial grade, sebagai pelarut pada pembuatan vernis, minyak wangi, iodium tincture dan spirtus ; di laboratorium
digunakan sebagai pelarut senyawa bersifat polar; di bidang kedokteran sebagai bahan baku pembuatan chloroform.
b. Untuk minuman beralkohol portable grade.
c. Untuk bahan bakar fuel grade etanol [14].
Secara umum etanol atau etil alkohol dapat dibuat dari suatu pati tepung, molase dan serat dan di Indonesia bahan nabati tersebut adalah sangat
melimpah.Pati banyak terdapat pada tanaman umbi-umbian dan biji-bijian. Adapun reaksi yang sering digunakan adalah proses enzimatis atau dengan asam
pemecahan pati polisakarida menjadi monosakarida melalui suatu hidrolisis. Bahan baku bioetanol sebagai berikut:
1. Bahan berpati, berupa singkong atau ubi kayu, ubi jalar, tepung sagu, biji
jagung, biji sorgum, gandum, kentang, ganyong, garut, dan umbi dahlia.
Universitas Sumatera Utara
16
2. Bahan bergula, berupa molasses tetes tebu, nira tebu, nira kelapa, nira
batang sorgum manis, nira aren enau, nira nipah, gewang, dan nira lontar.
3. Bahan berselulosa, berupa limbah logging, limbah pertanian seperti jerami
padi, ampas tebu, janggel tongkol jagung, onggok limbah tapioka, batang pisang, serbuk gergaji grajen, dan lain-lain [15].
Etanol atau alkohol dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, antara lain: 1
Bahan baku industri atau senyawa kimia, contoh: industri minuman beralkohol, industri asam asetat dan asetaldehid.
2 Pelarut dalam industri, contoh: industri farmasi, kosmetika dan plastik.
3 Bahan desinfektan, contoh: peralatan kedokteran, rumah tangga dan peralatan
di rumah sakit. 4
Bahan baku motor. Etanol atau etil alkohol yang di pasaran lebih dikenal sebagai alkohol
merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C
2
H
5
OH.Dalam kondisi kamar, etanol berwujud cairan yang tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar,
mudah larut dalam air dan tembus cahaya.Etanol adalah senyawa organik golongan alkohol primer.Sifat fisik dan kimia etanol bergantung pada gugus
hidroksil.Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi jumlah etanol yang dihasilkan dari fermentasi adalah mikroorganisme dan media yang digunakan, adanya
komponen media yang dapat menghambat pertumbuhan serta kemampuan fermentasi mikroorganisme dan kondisi selama fermentasi.Selain itu, hal-hal yang
perlu diperhatikan selama fermentasi adalah pemilihan khamir, konsentrasi gula, keasaman, ada tidaknya oksigen dan suhu dari perasan buah.Pemilihan sel khamir
didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan Saccharomyces
cerevisiae.Proses fermentasi sama dengan pH optimum untuk proses pertumbuhan khamir yaitu pH 4,0-4,5.
Etanol dihasilkan dari gula yang merupakan hasil aktivitas fermentasi sel khamir.Khamir yang baik digunakan untuk menghasilkan etanol adalah dari genus
Saccharomyces. Kriteria pemilihan khamir untuk produksi etanol adalah mempunyai laju fermentasi dan laju pertumbuhan cepat, perolehan etanol banyak,
Universitas Sumatera Utara
17
tahan terhadap konsentrasi etanol dan glukosa tinggi, tahan terhadap konsentrasi garam tinggi, pH optimum serta fermentasi rendah, temperatur optimum
fermentasi sekitar 25-30 tahan terhadap stress fisika dan kimia [16].
2.3 Proses Pembuatan Bioetanol
Kategori