PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum schumach) MENGGUNAKAN METODE HIDROLISIS ASAM DAN FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae.
i
ii
RIWAYAT HIDUP
Primajogi Hasibuan dilahirkan di Sobar, Kecamatan Padangbolak Julu, Kabupaten
Padang Lawas Utara pada tanggal 18 Juli 1994. Ayah bernama Saipuddin
Hasibuan dan Ibu Alijah Harahap dan merupakan anak keempat dari 5 bersaudara.
Pada tahun 2000, penulis masuk SD Negeri 104820 Pamuntaran dan lulus pada
tahun 2006. Pada tahun 2006, penulis melanjutkan sekolah di MTs. YPKS
Padangsidimpuan dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009, penulis
melanjutkan sekolah di SMA Negeri 1 Padangbolak Julu dan lulus pada tahun
2012. Penulis diterima di Program Studi Kimia Jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan melalui ujian
tertulis SNMPTN pada tahun 2012. Kegiatan intrakurikuler di UniversitasNegeri
Medan yang pernah diikuti antara lain Kunjungan Industrike PT Inalum (Persero),
kunjungan industry ke Laboratorium Forensik POLDA Sumatera Utara, dan
kunjungan industri ke PT. Nippon Indosari Corpindo (Sari Roti). Penulis
melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT Indonesia Asahan Aluminium
(Persero) dan melakukan penelitian di Laboratorium Kimia Universitas Negeri
Medan.
iii
PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum
schumach) MENGGUNAKAN METODE HIDROLISIS ASAM
DAN FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae
Oleh:
Primajogi Hasibuan
NIM. 4123210026
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
iii
PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum
schumach) MENGGUNAKAN METODE HIDROLISIS ASAM
DAN FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae
Primajogi Hasibuan (NIM 4123210026)
ABSTRAK
Rumput gajah (pennisetum purpureum schumach) belum dimanfaatkan secara
maksimal oleh masyarakat di Sumatera Utara. Padahal rumput gajah mengandung
lignoselulosa yakni selulosa, hemiselulosa dan lignin yang dapat dimanfaatkan
menjadi produk yang bernilai yaitu sebagai bioetanol. Penelitian ini bertujuan
mempelajari manfaat rumput gajah (pennisetum purpureum schumach) untuk dibuat
etanol dengan proses hidrolisis dan fermentasi dengan mengetahui pengaruh tempat
pengambilan sampel terhadap kadar selulosa rumput gajah (pennisetum purpureum
schumach) yaitu daerah Lubuk Pakam, Tuntungan dan Stabat; pengaruh jenis katalis
asam H2SO4 dan HCl untuk proses hidrolisis serta waktu fermentasi 2, 4, 6 dan 8 hari
untuk menghasilkan etanol yang optimum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
kadar selulosa paling tinggi adalah sampel daerah Lubuk Pakam yang selanjutnya
digunakan dalam proses hidrolisis. Katalis yang lebih baik dalam proses hidrolisis
untuk menghasilkan etanol yang optimum adalah HCl dan waktu fermentasi yang
optimum untuk menghasilkan kadar etanol yang paling tinggi adalah 6 hari dengan
katalis HCl sebanyak 27,83%
Kata Kunci : Rumput gajah, Selulosa, Katalis, Hidrolisis, Fermentasi, Destilasi
iv
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah yang tak terhingga kepada Allah SWT atas segala
rahmat, hidayah dan Ridho-Nya kepada penulis sehingga penelitian ini dapat
diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan dengan skripsi
yang berjudul“Pembuatan Etanol dari Rumput Gajah(Pennisetum purpureum
schumach)
Menggunakan
Metode
Hidrolisis
Asam
dan
Fermentasi
Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces Cerevsiae”. Penulis menyadari tanpa
adanya dorongan pihak lain mungkin skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan
baik. Oleh karena itu, dengan segala hormat dan kerendahan hati penulis ingin
menyampaikan ucapan terimakasih mulai dari civitas akademik UNIMED kepada Ibu
Dra. Hafni Idriati Nasution,M.Si selaku dosen pembimbing skripsi dan Bapak
Eddiyanto, Ph.D selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing
penulis dalam perkuliahan serta Ibu Dra. Ratu Evina Dibyantini,M.Si, Bapak Drs.
Jasmidi, M.Si, dan Ibu Ratna Sari Dewi, S.Si., M.Si selaku dosen penguji yang telah
memberikan saran-saran ataupun masukan yang membangun mulai dari rencana
penelitian sampai terselesainya penulisan skripsi ini. Tak lupa penulis juga sampaikan
terimakasih kepada seluruh staf pengajar/ dosen jurusan Kimia FMIPA UNIMED
yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama mengikuti perkuliahan S1 dan
Kepala Laboratorium serta staf Laboratorium Kimia yang memberikan kemudahan
selama proses penelitian.
Teristimewa penulis sampaikan kepada orang tua tercinta, Papa (Saifuddin
Hasibuan) dan Mama (Alijah Harahap) yang telah bekerja keras membantu penulis
menyelesaikan studinya mulai dari tingkat SD sampai Perguruan Tinggi dengan jasa
yang tak terhingga baik dalam doa, kasih sayang dan dukungan moril maupun
material juga kepada keempat saudara-saudaraku tersayang penyemangat lelahku,
kepada kakak-kakak penulis Eva Fashillah, Evi Soraya, Ive Juliana dan adek saya
Henti Putri skripsi ini penulis persembahkan kepada mereka. Ucapan terimakasih
v
juga penulis
sampaikan
kepada
sahabat-sahabat
Kimia
Non
Kependidikan 2012 UNIMED terkhusus Mbak Citra Hazanah S, Dewi Triana Nst
yang telah berjuang bersama-sama dan saling mendukung dalam meraih gelar Sarjana
Sain juga yang telah membentuk karakter saya secara pribadi yang lebih baik lagi
selama bergaul dengan kenangan masa-masa perkuliahan yang tak terlupakan. Juga
terimakasih kepada sahabat saya Fenny Mailani Nst yang selalu menemani saya
mencari referensi di perpustakaan.
Terakhir penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak-pihak yang
terkait yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah turut membantu
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam penyusunan skripsi ini,
tetapi penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi isi maupun
tata bahasa. Oleh karena itu, penulis terbuka terhadap saran dan kritik yang bersifat
membangun guna penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi
pengembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi serta menambah wawasan bagi
pembaca. Sebagai akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, 22 Agustus 2016
Primajogi Hasibuan
vi
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
ix
x
BAB I: PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
1
3
3
4
4
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tumbuhan Rumput Gajah
2.1.1. Komposisi Kimia Rumput Gajah
2.2. Karbohidrat
2.2.1. Penggolongan Karbohidrat
2.2.1.1 Selulosa dan Lignin
2.2.2. Uji Benedict
2.3. Ragi (Saccharomyces Cerevisiae)
2.4. Urea dan NPK
2.5. Etanol (Bio-etanol)
2.5.1. Komposisi Kimia Etanol
2.5.2. Manfaat Etanol
2.6. Proses Produksi Bioetanol
2.6.1. Hidrolisis
2.6.2. Fermentasi Etanol
2.6.3. Pemurnian atau Destilasi
2.7. Piknometer
2.7.1. Penetapan Berat Jenis dengan Piknometer
5
5
6
7
8
8
10
11
12
13
14
15
16
16
18
21
22
22
vii
BAB III: METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
3.2. Alat dan Bahan
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Penentuan pH tanah menggunakan pH meter
3.3.2. Analisis Lignin dan Selulosa
3.3.3. Proses Pembuatan Etanol dari Rumput Gajah
3.3.4. Penentuan Kadar Etanol dengan Metode Piknometer
3.3.5. Uji Iodoform
3.4. Diagram Alir Penelitian
3.4.1. Penentuan pH tanah menggunakan pH meter
3.4.2. Persiapan bahan baku
3.4.3. Analisis Lignin dan Selulosa
3.4.4. Pembuatan etanol dari rumput gajah
3.4.5. Uji Iodoform
24
24
24
24
24
25
25
26
26
27
27
27
28
29
31
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Hasil pengukuran pH tanah dengan variasi tempat
pengambilan sampel
4.1.2. Hasil pengukuran kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin pada
sampel yang berasal dari berbagai daerah
4.1.3. Hasil pengukuran kadar etanol pada sampel Lubuk Pakam
menggunakan katalis HCl
4.1.4. Hasil pengukuran kadar etanol pada sampel Lubuk Pakam
menggunakan katalis H2SO4
4.1.5. Hasil uji iodoform terhadap etanol yang dihasilkan
4.2. Pembahasan Hasil Penelitian
4.2.1. Pengaruh variasi pH terhadap kadar selulosa rumput gajah
(pennisetum purpureum schumach)
4.2.2. Pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar etanol
rumput gajah (Pennisetum purpureum schumach)
Lubuk Pakam.
4.2.3. Pengaruh jenis katalis terhadap kadar etanol(%) rumput gajah
(Pennisetum purpureum schumach) Lubuk Pakam
32
32
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
32
32
33
33
34
35
35
36
38
40
40
41
42
44
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Rumput Gajah(pennisetum purpureum schumach)
6
Gambar 2.2. Struktur selulosa
10
Gambar 2.3. Sturuktur urea
13
Gambar 2.4. Reaksi Hidrolisis Selulosa
18
Gambar 3.1. Skema alir penentuan pH tanah menggunakan pH meter
27
Gambar 3.2. Skema alir persiapan bahan baku rumput gajah
27
Gambar 3.3. Skema alir analisis lignin dan selulosa berdasarkan metode
Chesson-Datta
28
Gambar 3.4. Skema alir pembuatan bioetanol dari rumput gajah
29
Gambar 3.6. Skema alir uji iodoform etanol
31
Gambar 4.1. Hasil Positif Uji Iodoform
34
Gambar 4.2. Grafik hubungan antara tempat pengambilan sampel
dengan pH Tanah
35
Gambar 4.3. Grafik hubungan antara pH tanah dengan kadar
selulosa sampel
36
Gambar 4.4. Grafik hubungan antara waktu fermentasi VS
kadar etanol(%)
37
Gambar 4.5. Grafik hubungan antara waktu fermentasi VS
kadar etanol(%)
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara waktu fermentasi vs kadar etanol
37
38
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Kompisi kimia rumput gajah
7
Tabel 4.1. Data pH tanah dengan variasi tempat pengambilan sampel
32
Tabel 4.2. Hasil pengukuran kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin
32
Tabel 4.3. Data Kadar Etanol dengan variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis H2SO4
33
Tabel 4.4. Data Kadar Etanol dengan variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis HCl
34
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1: Penentuan kadar Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin
pada sampel rumput gajah(Pennisetum purpureum
schumach)
44
Lampiran 2: Perhitungan kadar etanol dari variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis H2SO4
46
Lampiran 3: Perhitungan kadar etanol dari variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis HCl
Lampiran 4 : Dokumentasi penelitian
54
63
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah,
sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah
merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Dewasa ini rumput gajah
hanya digunakan sebagai makanan ternak, terkadang rumput gajah juga dianggap
sebagai tanaman pengganggu. Tetapi rumput gajah mempunyai kadar selulosa tinggi
(40,85%) yang dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil etanol (Sari,
2009).
Rumput gajah selama ini belum dimanfaatkan secara maksimal dan dapat
mengganggu lingkungan apabila dibiarkan begitu saja. Indonesia memiliki beberapa
tempat penghasil rumput gajah seperti di Aceh, Sumatera Utara, Jawa Barat dan Jawa
Timur serta akan dikembangkannya dibeberapa daerah lainnya, dengan potensi
tersebut dipastikan sumber bahan baku pembuatan etanol akan tersedia dalam jumlah
yang cukup besar. Dalam mengembangkan produk etanol yang tinggi perlu dikaji
mengenai bahan dan teknologi yang diperlukan. Faktor yang sangat berpengaruh
adalah bahan baku, proses hidrolisis dan proses fermentasi.
Etanol atau etil alkohol kadang disebut juga spiritus. Etanol digunakan dalam
beragam industri seperti campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan
baku obat-obatan dan kosmetika, campuran bahan bakar kendaraan (peningkatan
oktan), bensin etanol (gasohol) dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang
lebih bersih pengganti (methyl tertiary-butyl ether/MTBE). Karena etanol
mengandung 35 persen oksigen, dapat meningkatkan efisiensi pembakaran. Etanol
juga ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah kadar karbon
monoksidanya, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan serta
mudah terurai dan aman karena tidak mencemari lingkungan. Sampai saat ini
konsumsi etanol dunia sekitar 63 persen untuk bahan bakar, terutama di Brazil,
Amerika Utara, Kanada, Uni Eropa, dan Australia.
2
Menurut penelitian Sakius dengan judul pembuatan bioetanol dari batang
rumput gajah (Pennisetum purpureum Schumach) dengan sistem fermentasi simultan
menggunakan bakteri Clostridium acetobutylicum. Pada penelitian ini digunakan
selulosa dari batang rumput gajah yang difermentasi dengan menggunakan metode
Sakarifikasi dan Fermentasi Secara Simultan. Selama fermentasi, proses hidrolisis
selulosa menjadi glukosa dan selanjutnya menjadi bioetanol berlangsung secara
serempak dengan menggunakan bakteri Clostridium acetobutylicum. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa kondisi optimum fermentasi diperoleh pada pH 6,5 selama
waktu fermentasi 10 hari. Nilai konversi selulosa batang rumput gajah dari satu
kilogram selulosa menghasilkan 33,30 gram bioetanol dengan kadar 96,24%.
Menurut penelitian Sari (2009), kadar etanol yang diperoleh dari kajian
produksi bioetanol dari rumput gajah antara 7-11%. Dalam penelitian, kajian
produksi bioetanol dari rumput gajah dilakukan proses hidrolisis pada kondisi tetap
suhu 30°C dengan waktu hidrolisis 1 jam, 7 liter aquades, Volume HCl terbaik yaitu
20mL. Kemudian dilanjutkan proses fermentasi pada kondisi tetap suhu 30°C, pH
4,5, volume fermentasi 500 mL dan kondisi berubah yaitu waktu fermentasi terbaik
yaitu 6 hari, dan starter terbaik yaitu 10 %. menghasilkan etanol sebesar 27,71%.
Sehingga rumput gajah dapat digunakan sebagai bahan baku alternatif pembuatan
bioetanol.
Menurut penelitian Setiawati,dkk (2013) tentang pembuatan bioetanol dari
limbah kulit pisang kepok yang belum dimanfaatkan oleh masyarakat. Dalam limbah
kulit pisang kepok mengandung karbohidrat yang cukup tinggi (yaitu 18,5%)
kandungan monosakarida terutama glukosa sebesar 8,16 %, oleh karena itu limbah
kulit pisang kepok berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam
pembuatan bioetanol melalui proses fermentasi. Penelitian ini mempelajari proses
pembuatan bioetanol dengan mencari kondisi optimum. Dengan menggunakan ragi
roti kadar bioetanol yang dihasilkan lebih baik yaitu sebesar 6,1277% dibanding ragi
tape yang hanya menghasilkan kadar bioetanol sebesar 5,2897%. Pada konsentrasi
ragi 3% berat sampel, dihasilkan kadar bioetanol yang baik yaitu sebesar 7,0774%.
3
Pada pH 4, dihasilkan bioetanol yang baik yaitu sebesar 7,5995%. Pada waktu
fermentasi 2 hari dihasilkan bioetanol yang baik yaitu sebesar 6,2646%.
Menurut penelitian Iryani (2013) tentang katalis asam terhadap kinetika
proses hidrolisis pati dalam ubi kayu. Menurut Iryani reaksi antara air dan pati
jalannya sangat lambat sehingga diperlukan bantuan katalisator untuk memperbesar
keaktifan air. Katalisator yang biasa digunakan berupa asam yaitu asam klorida
(HCl), asam nitrat (HNO3), dan asam sulfat (H2SO4). Berdasarkan hasil penelitian
yang telah dilakukan bahwa reaksi hidrolisis pati dalam ubi kayu mengikuti reaksi
orde satu, dimana semakin lama waktu yang digunakan maka semakin besar pula
konversi yang dihasilkan. Pada penambahan katalis HNO3 0,1 N diperoleh glukosa
yang paling besar yaitu 59,4 mL.
Berdasarkan latar belakang tersebut akan sangat menguntungkan apabila
dapat memanfaatkan rumput gajah menjadi suatu produk yang lebih mempunyai nilai
jual, karena adanya selulosa yang berpotensi sebagai bahan alternatif dalam
pembuatan etanol. Maka penulis tertarik untuk mengadakan penelitian dengan judul
“PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum
schumach)
MENGGUNAKAN
METODE
HIDROLISIS
ASAM
DAN
FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae”.
1.2 Batasan Masalah
Agar dalam penelitian terarah dan menghindari meluasnya permasalahan
maka perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut: Penelitian ini dibatasi hanya
pada pengaruh tempat pengambilan sampel rumput gajah di Lubuk Pakam, Stabat dan
Tuntungan, waktu fermentasi yaitu 2,4,6,8 hari untuk menghasilkan bioetanol yang
optimum dan jenis asam yang digunakan sebagai katalis yaitu HCl dan H2SO4.
4
1.3 Rumusan Masalah
Dari latar belakang dan pembatasan masalah yang telah diuraikan diatas,
maka dapat diambil suatu rumusan masalah yaitu:
1) Bagaimana cara pembuatan bioetanol dari rumput gajah?
2) Bagaimana pengaruh lokasi tempat pengambilan sampel terhadap kadar
selulosa rumput gajah?
3) Bagaimana pengaruh variasi waktu fermentasi terhadap kadar etanol yang
diperoleh?
4) Bagaimana pengaruh jenis katalis asam terhadap kadar etanol yang diperoleh?
1.4 Tujuan Penelitian
Dari rumusan masalah dan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka
tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
1) Mengetahui cara pembuatan bioetanol dari rumput gajah
2) Mengetahui pengaruh lokasi tempat pengambilan sampel terhadap kadar
selulosa rumput gajah
3) Mengetahui pengaruh variasi waktu fermentasi terhadap kadar etanol yang
diperoleh
4) Mengetahui pengaruh jenis katalis asam terhadap kadar etanol yang diperoleh
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai informasi kepada pembaca tentang pengolahan atau pembuatan
bioetanol dari rumput gajah.
2. Sebagai informasi kepada pembaca tentang kadar etanol dan kondisi optimum
fermentasi rumput gajah yang berasal dari berbagai daerah di Sumatera utara.
3. Sebagai tambahan ilmu pengetahuan bagi peneliti dalam mengembangkan
pengetahuan dan pengalaman ilmiah.
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1. Rumput gajah dapat menghasilkan etanol karena mengandung selulosa. Cara
pembuatan etanol dari rumput gajah yaitu terlebih dahulu selulosa dihidrolisis
menjadi glukosa. Kemudian difermentasi menggunakan bakteri Saccharomyces
cerevisiae dan hasil fermentasi di destilasi pada suhu 80°C.
2. Tempat pengambilan sampel memberi pengaruh terhadap kadar selulosa rumput
gajah dengan mengukur pH tanah dari setiap daerah yaitu Lubuk Pakam dengan
pH 5,7 dan kadar selulosa 30%; Tuntungan dan Stabat memiliki pH dan kadar
selulosa yang sama yaitu pH 4,8 dan kadar selulosa 20%. Jadi dapat disimpulkan
bahwa lokasi tempat pengambilan sampel memiliki pengaruh terhadap
pertumbuhan rumput gajah sehingga memiliki perbedaan kandungan selulosa,
lignin dan hemiselulosa.
3. Waktu fermentasi berpengaruh terhadap kadar etanol yang dihasilkan yaitu waktu
fermentasi 2 hari memiliki kadar sekitar 10-12%; waktu fermentasi 4 hari
memiliki kadar sekitar 13-15%; waktu fermentasi 6 hari memiliki kadar yang
optimum sekitar 20-30%; waktu fermentasi 8 hari mengalami penurunan sekitar
7-11%. Jadi dapat disimpulkan waktu optimum fermentasi etanol pada rumput
gajah menggunakan bakteri Saccharomyces cerevisiae untuk menghasilkan kadar
etanol paling tinggi yaitu fermentasi 6 hari.
4. Hidrolisis dengan katalis H2SO4 memiliki kadar etanol yang lebih rendah
dibanding dengan katalis HCl karena HCl terionisasi sempurna di dalam air dan
harga pKa HCl lebih rendah sehingga kekuatan asamnya lebih besar sedangkan
H2SO4 memiliki harga pKa lebih tinggi sehingga kekuatan asamnya lebih rendah
sehingga HCl menghasilkan kadar etanol yang lebih tinggi.
41
5.2 Saran
Berkaitan dengan penelitian ini makan disarankan:
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan penggunaan katalis hidrolisis
menggunakan enzim sehingga diketahui mana yang lebih optimum untuk
memperoleh kadar etanol yang lebih optimum.
2. Perlu dilakukan penelitain tentang jenis ragi yang digunakan supaya fermentasi
maksimal sehingga etanol yang dihasilkan memiliki kadar yang tinggi.
42
DAFTAR PUSTAKA
Anonim., (2005), Prospek Pertanian Biodisel dan Bioetanol
http://www.bppt.go.id (Diakses 5 Februari 2016)
Anonim., (2011), Bioetanol sebagai Energi Alternatif
http//investorbia.blogspot.com/ (Diakses 5 Februari 2016)
Chang, R., (2005), Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1, Penerbit
Erlangga, Jakarta
Djojonegoro,W., (2005), Pemanfaatan Bio-Etanol sebagai Bahan Bakar
Kendaraan Berbahan Bakar Premium
http://www.renewableenergypartners.org/ethanol.html (Diakses 5 Februari
2016)
Fuson, R.C., Tullock, C.W., (2008), Haloform Reaction XIV. An Improved Iodoform
Test, Contribution from The Chemical Laboratory of The University of
Illinois
Ibrahim, S., Sitorus, M., (2013), Teknik Laboratorium Kimia Organik,Penerbit Graha
Ilmu, Yogyakarta
Iryani, A.S., (2013), Pengaruh Jenis Katalis Asam Terhadap Studi Kinetika Proses
Hidrolisis Pati Dalam Ubi Kayu, Jurnal Teknik Kimia Vol 8 No 15
Isroi, dkk., (2013), Effect of Manganese and Copper on Biological Pretreaatment of
Oil Palm Empty Fruit Bunches by Pleurotus Floridanus LIPIMC99
Okaraonye, C.C., and Ikewuchi, J.C., (2009), Nutritional and antinutritional
components of Pennisetum purpureum Schumach, Pakistan journal of
nutritional
Oktavianus, F., Sigiro, R.M., Bustan, M.D., (2013), Pembuatan Bioetanol Dari
Batang Jarak Menggunakan Metode Hidrolisa Dengan Katalis Asam Sulfat,
Jurnal Teknik Kimia
Poedjiadi, A., Supriyanti, T., (2006), Dasar-dasar Biokimia, PenebitUI-Press, Jakarta
RSC (2015), http://pubs.rsc.org/en/content/chapterhtml/2015/ (Diakses 22 Agustus
2016)
Rukmana, R., (2005), Budi Daya Rumput Unggul Hijauan Pakan Ternak, Penerbit
Kanisius, Yogyakarta
Rochayti, S.,(2009), Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air dan Pupuk, Balai
Penelitian Tanah
Sakius, R., Ahyar, A., Nursiah, L.N., (-), Pembuatan Bioetanol dari Rumput
Gajah(Pennisetum purpureum Schumach) dengan Sistem Fermentasi
Simultan Menggunakan Bakteri Clostridium acetobutylicum
Sari, N.K., (2009), Pembuatan Bioetanol Dari Rumput Gajah Dengan Destilasi Batch,
Jurnal Teknik Kimia Vol 8 No 3 94-103
43
Setiawati , D.R., Sinaga, A.R., Dewi, T.K., (2013), Proses Pembuatan Bioetanol dari
Kulit Pisang Kepok, Jurnal Teknik Kimia
Sukowati, A., Sutikno., Rizal, S., (2014), Produksi Bioetanol dari Kulit Pisang
Melalui Hidrolisis Asam Sulfat, Jurnal Teknologi Industri Pertanian
Sumardjo, D., (2006), Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa
Kedokteran dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta, Penerbit Kedokteran
ECG, Jakarta
ii
RIWAYAT HIDUP
Primajogi Hasibuan dilahirkan di Sobar, Kecamatan Padangbolak Julu, Kabupaten
Padang Lawas Utara pada tanggal 18 Juli 1994. Ayah bernama Saipuddin
Hasibuan dan Ibu Alijah Harahap dan merupakan anak keempat dari 5 bersaudara.
Pada tahun 2000, penulis masuk SD Negeri 104820 Pamuntaran dan lulus pada
tahun 2006. Pada tahun 2006, penulis melanjutkan sekolah di MTs. YPKS
Padangsidimpuan dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009, penulis
melanjutkan sekolah di SMA Negeri 1 Padangbolak Julu dan lulus pada tahun
2012. Penulis diterima di Program Studi Kimia Jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan melalui ujian
tertulis SNMPTN pada tahun 2012. Kegiatan intrakurikuler di UniversitasNegeri
Medan yang pernah diikuti antara lain Kunjungan Industrike PT Inalum (Persero),
kunjungan industry ke Laboratorium Forensik POLDA Sumatera Utara, dan
kunjungan industri ke PT. Nippon Indosari Corpindo (Sari Roti). Penulis
melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT Indonesia Asahan Aluminium
(Persero) dan melakukan penelitian di Laboratorium Kimia Universitas Negeri
Medan.
iii
PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum
schumach) MENGGUNAKAN METODE HIDROLISIS ASAM
DAN FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae
Oleh:
Primajogi Hasibuan
NIM. 4123210026
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
iii
PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum
schumach) MENGGUNAKAN METODE HIDROLISIS ASAM
DAN FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae
Primajogi Hasibuan (NIM 4123210026)
ABSTRAK
Rumput gajah (pennisetum purpureum schumach) belum dimanfaatkan secara
maksimal oleh masyarakat di Sumatera Utara. Padahal rumput gajah mengandung
lignoselulosa yakni selulosa, hemiselulosa dan lignin yang dapat dimanfaatkan
menjadi produk yang bernilai yaitu sebagai bioetanol. Penelitian ini bertujuan
mempelajari manfaat rumput gajah (pennisetum purpureum schumach) untuk dibuat
etanol dengan proses hidrolisis dan fermentasi dengan mengetahui pengaruh tempat
pengambilan sampel terhadap kadar selulosa rumput gajah (pennisetum purpureum
schumach) yaitu daerah Lubuk Pakam, Tuntungan dan Stabat; pengaruh jenis katalis
asam H2SO4 dan HCl untuk proses hidrolisis serta waktu fermentasi 2, 4, 6 dan 8 hari
untuk menghasilkan etanol yang optimum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
kadar selulosa paling tinggi adalah sampel daerah Lubuk Pakam yang selanjutnya
digunakan dalam proses hidrolisis. Katalis yang lebih baik dalam proses hidrolisis
untuk menghasilkan etanol yang optimum adalah HCl dan waktu fermentasi yang
optimum untuk menghasilkan kadar etanol yang paling tinggi adalah 6 hari dengan
katalis HCl sebanyak 27,83%
Kata Kunci : Rumput gajah, Selulosa, Katalis, Hidrolisis, Fermentasi, Destilasi
iv
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah yang tak terhingga kepada Allah SWT atas segala
rahmat, hidayah dan Ridho-Nya kepada penulis sehingga penelitian ini dapat
diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan dengan skripsi
yang berjudul“Pembuatan Etanol dari Rumput Gajah(Pennisetum purpureum
schumach)
Menggunakan
Metode
Hidrolisis
Asam
dan
Fermentasi
Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces Cerevsiae”. Penulis menyadari tanpa
adanya dorongan pihak lain mungkin skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan
baik. Oleh karena itu, dengan segala hormat dan kerendahan hati penulis ingin
menyampaikan ucapan terimakasih mulai dari civitas akademik UNIMED kepada Ibu
Dra. Hafni Idriati Nasution,M.Si selaku dosen pembimbing skripsi dan Bapak
Eddiyanto, Ph.D selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing
penulis dalam perkuliahan serta Ibu Dra. Ratu Evina Dibyantini,M.Si, Bapak Drs.
Jasmidi, M.Si, dan Ibu Ratna Sari Dewi, S.Si., M.Si selaku dosen penguji yang telah
memberikan saran-saran ataupun masukan yang membangun mulai dari rencana
penelitian sampai terselesainya penulisan skripsi ini. Tak lupa penulis juga sampaikan
terimakasih kepada seluruh staf pengajar/ dosen jurusan Kimia FMIPA UNIMED
yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama mengikuti perkuliahan S1 dan
Kepala Laboratorium serta staf Laboratorium Kimia yang memberikan kemudahan
selama proses penelitian.
Teristimewa penulis sampaikan kepada orang tua tercinta, Papa (Saifuddin
Hasibuan) dan Mama (Alijah Harahap) yang telah bekerja keras membantu penulis
menyelesaikan studinya mulai dari tingkat SD sampai Perguruan Tinggi dengan jasa
yang tak terhingga baik dalam doa, kasih sayang dan dukungan moril maupun
material juga kepada keempat saudara-saudaraku tersayang penyemangat lelahku,
kepada kakak-kakak penulis Eva Fashillah, Evi Soraya, Ive Juliana dan adek saya
Henti Putri skripsi ini penulis persembahkan kepada mereka. Ucapan terimakasih
v
juga penulis
sampaikan
kepada
sahabat-sahabat
Kimia
Non
Kependidikan 2012 UNIMED terkhusus Mbak Citra Hazanah S, Dewi Triana Nst
yang telah berjuang bersama-sama dan saling mendukung dalam meraih gelar Sarjana
Sain juga yang telah membentuk karakter saya secara pribadi yang lebih baik lagi
selama bergaul dengan kenangan masa-masa perkuliahan yang tak terlupakan. Juga
terimakasih kepada sahabat saya Fenny Mailani Nst yang selalu menemani saya
mencari referensi di perpustakaan.
Terakhir penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak-pihak yang
terkait yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah turut membantu
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam penyusunan skripsi ini,
tetapi penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi isi maupun
tata bahasa. Oleh karena itu, penulis terbuka terhadap saran dan kritik yang bersifat
membangun guna penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi
pengembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi serta menambah wawasan bagi
pembaca. Sebagai akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, 22 Agustus 2016
Primajogi Hasibuan
vi
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
viii
ix
x
BAB I: PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
1
3
3
4
4
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tumbuhan Rumput Gajah
2.1.1. Komposisi Kimia Rumput Gajah
2.2. Karbohidrat
2.2.1. Penggolongan Karbohidrat
2.2.1.1 Selulosa dan Lignin
2.2.2. Uji Benedict
2.3. Ragi (Saccharomyces Cerevisiae)
2.4. Urea dan NPK
2.5. Etanol (Bio-etanol)
2.5.1. Komposisi Kimia Etanol
2.5.2. Manfaat Etanol
2.6. Proses Produksi Bioetanol
2.6.1. Hidrolisis
2.6.2. Fermentasi Etanol
2.6.3. Pemurnian atau Destilasi
2.7. Piknometer
2.7.1. Penetapan Berat Jenis dengan Piknometer
5
5
6
7
8
8
10
11
12
13
14
15
16
16
18
21
22
22
vii
BAB III: METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
3.2. Alat dan Bahan
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Penentuan pH tanah menggunakan pH meter
3.3.2. Analisis Lignin dan Selulosa
3.3.3. Proses Pembuatan Etanol dari Rumput Gajah
3.3.4. Penentuan Kadar Etanol dengan Metode Piknometer
3.3.5. Uji Iodoform
3.4. Diagram Alir Penelitian
3.4.1. Penentuan pH tanah menggunakan pH meter
3.4.2. Persiapan bahan baku
3.4.3. Analisis Lignin dan Selulosa
3.4.4. Pembuatan etanol dari rumput gajah
3.4.5. Uji Iodoform
24
24
24
24
24
25
25
26
26
27
27
27
28
29
31
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.1.1. Hasil pengukuran pH tanah dengan variasi tempat
pengambilan sampel
4.1.2. Hasil pengukuran kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin pada
sampel yang berasal dari berbagai daerah
4.1.3. Hasil pengukuran kadar etanol pada sampel Lubuk Pakam
menggunakan katalis HCl
4.1.4. Hasil pengukuran kadar etanol pada sampel Lubuk Pakam
menggunakan katalis H2SO4
4.1.5. Hasil uji iodoform terhadap etanol yang dihasilkan
4.2. Pembahasan Hasil Penelitian
4.2.1. Pengaruh variasi pH terhadap kadar selulosa rumput gajah
(pennisetum purpureum schumach)
4.2.2. Pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar etanol
rumput gajah (Pennisetum purpureum schumach)
Lubuk Pakam.
4.2.3. Pengaruh jenis katalis terhadap kadar etanol(%) rumput gajah
(Pennisetum purpureum schumach) Lubuk Pakam
32
32
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
32
32
33
33
34
35
35
36
38
40
40
41
42
44
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Rumput Gajah(pennisetum purpureum schumach)
6
Gambar 2.2. Struktur selulosa
10
Gambar 2.3. Sturuktur urea
13
Gambar 2.4. Reaksi Hidrolisis Selulosa
18
Gambar 3.1. Skema alir penentuan pH tanah menggunakan pH meter
27
Gambar 3.2. Skema alir persiapan bahan baku rumput gajah
27
Gambar 3.3. Skema alir analisis lignin dan selulosa berdasarkan metode
Chesson-Datta
28
Gambar 3.4. Skema alir pembuatan bioetanol dari rumput gajah
29
Gambar 3.6. Skema alir uji iodoform etanol
31
Gambar 4.1. Hasil Positif Uji Iodoform
34
Gambar 4.2. Grafik hubungan antara tempat pengambilan sampel
dengan pH Tanah
35
Gambar 4.3. Grafik hubungan antara pH tanah dengan kadar
selulosa sampel
36
Gambar 4.4. Grafik hubungan antara waktu fermentasi VS
kadar etanol(%)
37
Gambar 4.5. Grafik hubungan antara waktu fermentasi VS
kadar etanol(%)
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara waktu fermentasi vs kadar etanol
37
38
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Kompisi kimia rumput gajah
7
Tabel 4.1. Data pH tanah dengan variasi tempat pengambilan sampel
32
Tabel 4.2. Hasil pengukuran kadar selulosa, hemiselulosa dan lignin
32
Tabel 4.3. Data Kadar Etanol dengan variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis H2SO4
33
Tabel 4.4. Data Kadar Etanol dengan variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis HCl
34
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1: Penentuan kadar Selulosa, Hemiselulosa dan Lignin
pada sampel rumput gajah(Pennisetum purpureum
schumach)
44
Lampiran 2: Perhitungan kadar etanol dari variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis H2SO4
46
Lampiran 3: Perhitungan kadar etanol dari variasi waktu fermentasi
menggunakan katalis HCl
Lampiran 4 : Dokumentasi penelitian
54
63
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah,
sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah
merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Dewasa ini rumput gajah
hanya digunakan sebagai makanan ternak, terkadang rumput gajah juga dianggap
sebagai tanaman pengganggu. Tetapi rumput gajah mempunyai kadar selulosa tinggi
(40,85%) yang dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil etanol (Sari,
2009).
Rumput gajah selama ini belum dimanfaatkan secara maksimal dan dapat
mengganggu lingkungan apabila dibiarkan begitu saja. Indonesia memiliki beberapa
tempat penghasil rumput gajah seperti di Aceh, Sumatera Utara, Jawa Barat dan Jawa
Timur serta akan dikembangkannya dibeberapa daerah lainnya, dengan potensi
tersebut dipastikan sumber bahan baku pembuatan etanol akan tersedia dalam jumlah
yang cukup besar. Dalam mengembangkan produk etanol yang tinggi perlu dikaji
mengenai bahan dan teknologi yang diperlukan. Faktor yang sangat berpengaruh
adalah bahan baku, proses hidrolisis dan proses fermentasi.
Etanol atau etil alkohol kadang disebut juga spiritus. Etanol digunakan dalam
beragam industri seperti campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan
baku obat-obatan dan kosmetika, campuran bahan bakar kendaraan (peningkatan
oktan), bensin etanol (gasohol) dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang
lebih bersih pengganti (methyl tertiary-butyl ether/MTBE). Karena etanol
mengandung 35 persen oksigen, dapat meningkatkan efisiensi pembakaran. Etanol
juga ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah kadar karbon
monoksidanya, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan serta
mudah terurai dan aman karena tidak mencemari lingkungan. Sampai saat ini
konsumsi etanol dunia sekitar 63 persen untuk bahan bakar, terutama di Brazil,
Amerika Utara, Kanada, Uni Eropa, dan Australia.
2
Menurut penelitian Sakius dengan judul pembuatan bioetanol dari batang
rumput gajah (Pennisetum purpureum Schumach) dengan sistem fermentasi simultan
menggunakan bakteri Clostridium acetobutylicum. Pada penelitian ini digunakan
selulosa dari batang rumput gajah yang difermentasi dengan menggunakan metode
Sakarifikasi dan Fermentasi Secara Simultan. Selama fermentasi, proses hidrolisis
selulosa menjadi glukosa dan selanjutnya menjadi bioetanol berlangsung secara
serempak dengan menggunakan bakteri Clostridium acetobutylicum. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa kondisi optimum fermentasi diperoleh pada pH 6,5 selama
waktu fermentasi 10 hari. Nilai konversi selulosa batang rumput gajah dari satu
kilogram selulosa menghasilkan 33,30 gram bioetanol dengan kadar 96,24%.
Menurut penelitian Sari (2009), kadar etanol yang diperoleh dari kajian
produksi bioetanol dari rumput gajah antara 7-11%. Dalam penelitian, kajian
produksi bioetanol dari rumput gajah dilakukan proses hidrolisis pada kondisi tetap
suhu 30°C dengan waktu hidrolisis 1 jam, 7 liter aquades, Volume HCl terbaik yaitu
20mL. Kemudian dilanjutkan proses fermentasi pada kondisi tetap suhu 30°C, pH
4,5, volume fermentasi 500 mL dan kondisi berubah yaitu waktu fermentasi terbaik
yaitu 6 hari, dan starter terbaik yaitu 10 %. menghasilkan etanol sebesar 27,71%.
Sehingga rumput gajah dapat digunakan sebagai bahan baku alternatif pembuatan
bioetanol.
Menurut penelitian Setiawati,dkk (2013) tentang pembuatan bioetanol dari
limbah kulit pisang kepok yang belum dimanfaatkan oleh masyarakat. Dalam limbah
kulit pisang kepok mengandung karbohidrat yang cukup tinggi (yaitu 18,5%)
kandungan monosakarida terutama glukosa sebesar 8,16 %, oleh karena itu limbah
kulit pisang kepok berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam
pembuatan bioetanol melalui proses fermentasi. Penelitian ini mempelajari proses
pembuatan bioetanol dengan mencari kondisi optimum. Dengan menggunakan ragi
roti kadar bioetanol yang dihasilkan lebih baik yaitu sebesar 6,1277% dibanding ragi
tape yang hanya menghasilkan kadar bioetanol sebesar 5,2897%. Pada konsentrasi
ragi 3% berat sampel, dihasilkan kadar bioetanol yang baik yaitu sebesar 7,0774%.
3
Pada pH 4, dihasilkan bioetanol yang baik yaitu sebesar 7,5995%. Pada waktu
fermentasi 2 hari dihasilkan bioetanol yang baik yaitu sebesar 6,2646%.
Menurut penelitian Iryani (2013) tentang katalis asam terhadap kinetika
proses hidrolisis pati dalam ubi kayu. Menurut Iryani reaksi antara air dan pati
jalannya sangat lambat sehingga diperlukan bantuan katalisator untuk memperbesar
keaktifan air. Katalisator yang biasa digunakan berupa asam yaitu asam klorida
(HCl), asam nitrat (HNO3), dan asam sulfat (H2SO4). Berdasarkan hasil penelitian
yang telah dilakukan bahwa reaksi hidrolisis pati dalam ubi kayu mengikuti reaksi
orde satu, dimana semakin lama waktu yang digunakan maka semakin besar pula
konversi yang dihasilkan. Pada penambahan katalis HNO3 0,1 N diperoleh glukosa
yang paling besar yaitu 59,4 mL.
Berdasarkan latar belakang tersebut akan sangat menguntungkan apabila
dapat memanfaatkan rumput gajah menjadi suatu produk yang lebih mempunyai nilai
jual, karena adanya selulosa yang berpotensi sebagai bahan alternatif dalam
pembuatan etanol. Maka penulis tertarik untuk mengadakan penelitian dengan judul
“PEMBUATAN ETANOL DARI RUMPUT GAJAH (Pennisetum purpureum
schumach)
MENGGUNAKAN
METODE
HIDROLISIS
ASAM
DAN
FERMENTASI Saccharomyces cerevsiae”.
1.2 Batasan Masalah
Agar dalam penelitian terarah dan menghindari meluasnya permasalahan
maka perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut: Penelitian ini dibatasi hanya
pada pengaruh tempat pengambilan sampel rumput gajah di Lubuk Pakam, Stabat dan
Tuntungan, waktu fermentasi yaitu 2,4,6,8 hari untuk menghasilkan bioetanol yang
optimum dan jenis asam yang digunakan sebagai katalis yaitu HCl dan H2SO4.
4
1.3 Rumusan Masalah
Dari latar belakang dan pembatasan masalah yang telah diuraikan diatas,
maka dapat diambil suatu rumusan masalah yaitu:
1) Bagaimana cara pembuatan bioetanol dari rumput gajah?
2) Bagaimana pengaruh lokasi tempat pengambilan sampel terhadap kadar
selulosa rumput gajah?
3) Bagaimana pengaruh variasi waktu fermentasi terhadap kadar etanol yang
diperoleh?
4) Bagaimana pengaruh jenis katalis asam terhadap kadar etanol yang diperoleh?
1.4 Tujuan Penelitian
Dari rumusan masalah dan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka
tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
1) Mengetahui cara pembuatan bioetanol dari rumput gajah
2) Mengetahui pengaruh lokasi tempat pengambilan sampel terhadap kadar
selulosa rumput gajah
3) Mengetahui pengaruh variasi waktu fermentasi terhadap kadar etanol yang
diperoleh
4) Mengetahui pengaruh jenis katalis asam terhadap kadar etanol yang diperoleh
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Sebagai informasi kepada pembaca tentang pengolahan atau pembuatan
bioetanol dari rumput gajah.
2. Sebagai informasi kepada pembaca tentang kadar etanol dan kondisi optimum
fermentasi rumput gajah yang berasal dari berbagai daerah di Sumatera utara.
3. Sebagai tambahan ilmu pengetahuan bagi peneliti dalam mengembangkan
pengetahuan dan pengalaman ilmiah.
40
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1. Rumput gajah dapat menghasilkan etanol karena mengandung selulosa. Cara
pembuatan etanol dari rumput gajah yaitu terlebih dahulu selulosa dihidrolisis
menjadi glukosa. Kemudian difermentasi menggunakan bakteri Saccharomyces
cerevisiae dan hasil fermentasi di destilasi pada suhu 80°C.
2. Tempat pengambilan sampel memberi pengaruh terhadap kadar selulosa rumput
gajah dengan mengukur pH tanah dari setiap daerah yaitu Lubuk Pakam dengan
pH 5,7 dan kadar selulosa 30%; Tuntungan dan Stabat memiliki pH dan kadar
selulosa yang sama yaitu pH 4,8 dan kadar selulosa 20%. Jadi dapat disimpulkan
bahwa lokasi tempat pengambilan sampel memiliki pengaruh terhadap
pertumbuhan rumput gajah sehingga memiliki perbedaan kandungan selulosa,
lignin dan hemiselulosa.
3. Waktu fermentasi berpengaruh terhadap kadar etanol yang dihasilkan yaitu waktu
fermentasi 2 hari memiliki kadar sekitar 10-12%; waktu fermentasi 4 hari
memiliki kadar sekitar 13-15%; waktu fermentasi 6 hari memiliki kadar yang
optimum sekitar 20-30%; waktu fermentasi 8 hari mengalami penurunan sekitar
7-11%. Jadi dapat disimpulkan waktu optimum fermentasi etanol pada rumput
gajah menggunakan bakteri Saccharomyces cerevisiae untuk menghasilkan kadar
etanol paling tinggi yaitu fermentasi 6 hari.
4. Hidrolisis dengan katalis H2SO4 memiliki kadar etanol yang lebih rendah
dibanding dengan katalis HCl karena HCl terionisasi sempurna di dalam air dan
harga pKa HCl lebih rendah sehingga kekuatan asamnya lebih besar sedangkan
H2SO4 memiliki harga pKa lebih tinggi sehingga kekuatan asamnya lebih rendah
sehingga HCl menghasilkan kadar etanol yang lebih tinggi.
41
5.2 Saran
Berkaitan dengan penelitian ini makan disarankan:
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan penggunaan katalis hidrolisis
menggunakan enzim sehingga diketahui mana yang lebih optimum untuk
memperoleh kadar etanol yang lebih optimum.
2. Perlu dilakukan penelitain tentang jenis ragi yang digunakan supaya fermentasi
maksimal sehingga etanol yang dihasilkan memiliki kadar yang tinggi.
42
DAFTAR PUSTAKA
Anonim., (2005), Prospek Pertanian Biodisel dan Bioetanol
http://www.bppt.go.id (Diakses 5 Februari 2016)
Anonim., (2011), Bioetanol sebagai Energi Alternatif
http//investorbia.blogspot.com/ (Diakses 5 Februari 2016)
Chang, R., (2005), Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1, Penerbit
Erlangga, Jakarta
Djojonegoro,W., (2005), Pemanfaatan Bio-Etanol sebagai Bahan Bakar
Kendaraan Berbahan Bakar Premium
http://www.renewableenergypartners.org/ethanol.html (Diakses 5 Februari
2016)
Fuson, R.C., Tullock, C.W., (2008), Haloform Reaction XIV. An Improved Iodoform
Test, Contribution from The Chemical Laboratory of The University of
Illinois
Ibrahim, S., Sitorus, M., (2013), Teknik Laboratorium Kimia Organik,Penerbit Graha
Ilmu, Yogyakarta
Iryani, A.S., (2013), Pengaruh Jenis Katalis Asam Terhadap Studi Kinetika Proses
Hidrolisis Pati Dalam Ubi Kayu, Jurnal Teknik Kimia Vol 8 No 15
Isroi, dkk., (2013), Effect of Manganese and Copper on Biological Pretreaatment of
Oil Palm Empty Fruit Bunches by Pleurotus Floridanus LIPIMC99
Okaraonye, C.C., and Ikewuchi, J.C., (2009), Nutritional and antinutritional
components of Pennisetum purpureum Schumach, Pakistan journal of
nutritional
Oktavianus, F., Sigiro, R.M., Bustan, M.D., (2013), Pembuatan Bioetanol Dari
Batang Jarak Menggunakan Metode Hidrolisa Dengan Katalis Asam Sulfat,
Jurnal Teknik Kimia
Poedjiadi, A., Supriyanti, T., (2006), Dasar-dasar Biokimia, PenebitUI-Press, Jakarta
RSC (2015), http://pubs.rsc.org/en/content/chapterhtml/2015/ (Diakses 22 Agustus
2016)
Rukmana, R., (2005), Budi Daya Rumput Unggul Hijauan Pakan Ternak, Penerbit
Kanisius, Yogyakarta
Rochayti, S.,(2009), Analisis Kimia Tanah, Tanaman, Air dan Pupuk, Balai
Penelitian Tanah
Sakius, R., Ahyar, A., Nursiah, L.N., (-), Pembuatan Bioetanol dari Rumput
Gajah(Pennisetum purpureum Schumach) dengan Sistem Fermentasi
Simultan Menggunakan Bakteri Clostridium acetobutylicum
Sari, N.K., (2009), Pembuatan Bioetanol Dari Rumput Gajah Dengan Destilasi Batch,
Jurnal Teknik Kimia Vol 8 No 3 94-103
43
Setiawati , D.R., Sinaga, A.R., Dewi, T.K., (2013), Proses Pembuatan Bioetanol dari
Kulit Pisang Kepok, Jurnal Teknik Kimia
Sukowati, A., Sutikno., Rizal, S., (2014), Produksi Bioetanol dari Kulit Pisang
Melalui Hidrolisis Asam Sulfat, Jurnal Teknologi Industri Pertanian
Sumardjo, D., (2006), Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa
Kedokteran dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta, Penerbit Kedokteran
ECG, Jakarta