Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol dari Biji Nangka (Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)
PENGARUH KONSENTRASI RAGI DAN WAKTU
FERMENTASI PADA PEMBUATAN BIOETANOL
DARI BIJI NANGKA
(Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)
SKRIPSI
OLEH:
SRI ULINA SURBAKTI
130425007
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
i
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH KONSENTRASI RAGI DAN WAKTU
FERMENTASI PADA PEMBUATAN BIOETANOL
DARI BIJI NANGKA
(Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)
SKRIPSI
OLEH:
SRI ULINA SURBAKTI
130425007
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
ii
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu
Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol Dari Biji Nangka (Arthocarpus
Heterophyllus,Lmk)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini sangat baik untuk di publikasikan atau penelitian ini dapat
dimanfaatkan di masa yang akan datang, sebab limbah Biji Nangka yang selama
ini dikategorikan sebagai limbah padat organik yang hanya sebagian kecil
dimanfaatkan untuk pakan ternak dan sebagian besar dibuang begitu saja. Selain
dapat menghambat pencemaran lingkungan biji nangka dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku olahan lainnya yang tentunya akan memberi nilai tambah,
seperti menjadi bahan bakar alternatif yang diolah dengan cara fermentasi.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si. selakuDosen Pembimbing sekaligus Ketua
Departemen Teknik Kimia FT USU.
2.
Ir. Renita Manurung, MT selaku koordinator skripsi.
3.
Dra. Rosmery Tobingselaku Kepala Laboratorium Kimia Fisika
Politeknik Teknologi Kimia Industri.
4. Elvri Melliaty Sitinjak, ST, MTselaku Kepala Laboratorium Kimia
Fisika Politeknik Teknologi Kimia Industri.
5.
Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku dosen penguji.
6.
Farida Hanum, ST, MT selaku dosen penguji.
iii
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.Semoga
skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Mei 2016
Penulis
Sri Ulina Surbakti
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.
Orang tua penulis yaitu ayah saya tercinta Alm.H.Abdul Hamid Surbakti, BBA
dan Ibunda saya tersayang Emilia Ginting, Bsc yang memberikan dukungan moril
maupun materil.
2.
Saudara penulis yaitu kakak saya Nurhayati Surbakti dan adek sayaKhairul
Abidin Surbakti yang selalu memberi semangat.
3.
Staff pengajar dan seluruh jajaran keluarga besar Departemen Teknik Kimia FT
USU.
4.
Rekan Penelitian, Ayu Wandira Putri.
5.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior Teknik Kimia Ekstensi , terutama
stambuk 2013 yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan
penulisan skripsi ini.
6.
Sahabat penulis, Lindriany yang memberikan dukungan moril dan waktu.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Sri Ulina Br Surbakti
NIM : 130425007
Tempat/tgl lahir : Tebing Tinggi, 21 Juli 1992
Nama orang tua: Emilia Ginting,Bsc
Alamat Orang tua:
Komplek Rumah Sakit Sei Dadap PT. Perkebunan
Nusantara III Jalan Lintas Sumatera Utara Kisaran
Asal Sekolah
•
SD Swasta R.A. Kartini Tebing Tinggi tahun 1998-2004
•
SMP Negri 4 Tebing Tinggi tahun 2004-2007
•
SMA Negri 2 Tebing Tinggi tahun 2007-2010
•
D3 PTKI Medan tahun 2010-2013
Artikel yang telah dipublikasi dalam Jurnal:
Sri Ulina, ”Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Pada Pembuatan
Bioetanol Dari Biji Nangka (Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)”.
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Energi sangat dibutuhkan oleh masyarakat tetapi cepat atau lambat cadangan
minyak bumi di dunia akan habis. Kebutuhan energi umumnya didominasi
oleh energi fosil seperti minyak bumi, gas bumi dan batu bara. Sudah saatnya
Indonesia mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dengan
mengembangkan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui serta ramah
lingkungan (renewable).Ada tiga jenis energi alternatif yang dapat diteliti dan
dikembangkan di dunia saat ini seperti biodisel, bioetanol dan biogas.Salah
satu alternatif yang potensial untuk dikembangkan adalah penggunaan
bioetanol. Bioetanol adalah sebuah bahan bakar alternatif yang diolah dari
tumbuhan (biomassa) dengan cara fermentasi. Dalam penelitian ini bahan
baku yang digunakan untuk membuat bioetanol adalah biji nangka. Selama
ini biji nangka hanya dijadikan limbah yang hanya sebagian kecil dimanfaat
sebagai pakan ternak dan malahan sebagian besar dibuang begitu saja.Padahal
jika diolah lebih lanjut biji nangka dapat memberikan nilai tambah.Penelitian
ini bertujuan untuk membuat bioetanol dengan variasi konsentrasi ragi dan
lama fermentasi. Proses utamanya adalah hidrolisis fermentasi menggunakan
ragi Saccharomyces Cereviciae; dan pemurnian dengan destilasi. Variabel
yang digunakan adalah perubahan
konsentrasi ragi 3, 6, 9%; dan lama
fermentasi 2, 3, 4 hari. Dari analisis yang dilakukan terhadap hasil penelitian
didapat perolehan bioetanol per jumlah bahan baku awal yang terbaik adalah
10,9 ml/kg dengan densitas sebesar 0,959 gr/ml dan nilai kalor sebesar
196,899 kkal/kg, yaitu pada variasi konsentrasi ragi 9% dan lama fermentasi
3 hari.
Kata kunci : biji nangka, bioetanol, fermentasi, ragi tape,
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Energy is needed by people but sooner or later the world's oil reserves will be
depleted. Generally energy needs are dominated by fossil fuels such as petroleum,
natural gas and coal. It is time for Indonesia to reduce dependence on fossil fuels
by developing alternative fuels that are renewable and environmentally friendly
(renewable). There are three types of alternative energy that can be researched and
developed in the world today such as biodiesel, bioethanol and biogas. One
potential alternative to be developed was the use of bioethanol. Bioethanol is an
alternative fuel that is processed from plants (biomass) by fermentation. In this
study, the raw material used to make bioethanol is jackfruit seeds. During this
time only used as a jackfruit seeds that only a small proportion of waste utilized as
livestock feed and even largely discarded. In fact, if further processed jackfruit
seeds can provide added value. This research aims to make bioethanol with
various concentrations of yeast and fermentation time. The main process is
hydrolysis fermentation using yeast Saccharomyces Cereviciae; and purification
by distillation. The variables used were changes in the concentration of yeast 3, 6,
9%; and fermentation time 2, 3, 4 days. From the analysis of the research results
obtained bioethanol yield per amount of raw materials best start was 10.9 ml/kg
with a density of 0.959 g/ml and the calorific value sebasar 196.899 kkal/kg, ie at
9% concentration variation yeast and fermentation time 3 days.
Keywords: jackfruit seeds, bioethanol, fermentation, yeast tape
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
SAMPUL DEPAN
i
SAMPUL DALAM
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
iii
PENGESAHAN
iv
PRAKATA
v
DEDIKASI
vii
RIWAYAT HIDUP
viii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xi
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
6
1.3 Tujuan Penelitian
6
1.4 Manfaat Penelitian
6
1.5 Ruang lingkup Penelitian
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
8
2.1 Pengenalan Tanaman Nangka Dan Biji Nangka Secara Umum
8
2.1.1 Klasifikasi Tanaman Nangka
8
2.1.2 Biji Nangka
10
2.2 Bioetanol
13
2.3 Proses Pembuatan Bioetanol
17
2.3.1 Tahap Persiapan Bahan Baku
17
2.3.2 Tahap Fermentasi
18
2.3.3 Tahap Pemurnian
22
2.3.4 Parameter Pengujian
24
2.4 Ragi
25
ix
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
28
3.1 Lokasi Penelitian
28
3.2 Bahan Dan Peralatan
28
3.2.1 Bahan
28
3.2.2 Peralatan
28
3.3 Prosedur Percobaan
29
3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Nangka
29
3.3.2 Tahap Persiapan Bahan Fermentasi
29
3.3.3 Tahap Fermentasi
29
3.3.4 Tahap Destilasi
30
3.3.5 Prosedur Analisa
30
3.3.5.1 Penentuan Jumlah Bioetanol (ml)
30
3.3.5.2 Penentuan Densitas Bioetanol (gr/ml)
30
3.3.5.3 Pengujian Indeks Bias
31
3.3.5.4 Menghitung Spesific Grafity (sg) Dan API Grafity (G)
31
3.3.5.5 Menghitung Nilai Kalor (NK)
31
3.3.5.6 Uji Kualitatif
32
3.3.5.7 Analisis Kadar Bioetanol Dngan Metode Berat Jenis
33
3.3.6 Flowchart Penelitian
35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
39
4.1 Uji Kualitatif
39
4.2 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Perolehan
Bioetanol
41
4.3 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Densitas
Bioetanol
42
4.4 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Spesific
Gravity Bioetanol
43
4.5 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Nilai
Kalor Bioetanol
44
4.6 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Indeks
Bias Bioetanol
45
4.7 Hasil Volume Bioetanol Murni
47
x
Universitas Sumatera Utara
4.8 Analisa Ekonomi
47
4.9 Tabel Perbandingan Standar Baku Mutu Bioetanol
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
DAFTAR PUSTAKA
52
LAMPIRAN
56
56
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Buah Nangka
9
Gambar 2.2
Biji Nangka
10
Gambar 2.3
Tepung Biji Nangka
12
Gambar 2.4
Kurva Pertumbuhan Mikroba
26
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Tepung Biji Nangka
35
Gambar 3.2
Flowchart Persiapan Bahan Fermentasi
36
Gambar 3.3
Flowchart Proses Fermentasi
37
Gambar 3.4
Flowchart Proses Destilasi
38
Gambar 4.1
Uji Kualitatif
39
A. Uji Identifikasi Kualitatif Dengan K2Cr2O7 Dan H2SO4
B. Uji Identifikasi Kualitatif Dengan KMnO4
Gambar 4.2
40
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Perolehan Bioetanol
Gambar 4.3
41
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Densitas Bioetanol
Gambar 4.4
43
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Spesific Grafity
Gambar 4.5
Pengaruh
44
Konsentrasi
Ragi
Dan
Waktu
Fermentasi
TerhadapNilai Kalor Bioetanol
Gambar 4.6
39
45
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Indeks Bias Bioetanol
46
Gambar L 3.1
Biji Nangka
61
Gambar L 3.2
Biji Nangka Yang Telah Dikeringkan
61
Gambar L 3.3
Proses Pengayakan Biji Nangka
62
Gambar L 3.4
Tepung Biji Nangka
62
Gambar L 3.5
Proses Pencampuran Tepung Biji Nangka
63
Gambar L 3.6
Proses Hidrolisis Tepung Biji Nangka
63
Gambar L 3.7 Proses Fermentasi Biji Nangka Menjadi Bioetanol
64
Gambar L 3.8 Proses Destilasi
64
Gambar L 3.9
65
Hasil Bioetanol
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Penelitian – Penelitian Sebelumnya Terkait Pembuatan Bioetanol
3
Tabel 2.1
Komposisi Bagian – Bagian Buah Nangka
10
Tabel 2.2 Komposisi Gizi Per 100 gram Nangka Muda, Nangka Masak, Dan Biji
Nangka
11
Tabel 2.3
Komposisi Kimia Tepung Biji Nangka (Tiap 100 g)
12
Tabel 2.4
Sifat Fisika Dari Etanol
14
Tabel 2.5
Standar Mutu Etanol
14
Tabel 3.1
Konversi Berat Jenis - Kadar Etanol
26
Tabel 3.2
Indeks Bias
34
Tabel 4.1 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Volume
Bioetanol Murni
47
Tabel 4.2
Rincian Biaya Pembuatan Bioetanol Dari Biji Nangka
48
Tabel 4.3
Syarat Mutu Bioetanol
49
Tabel L 1.1 Data Percobaan Volume Bioetanol
56
Tabel L 1.2 Data Percobaan Densitas Bioetanol
56
Tabel L 1.3 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Densitas Larutan Bioetanol
56
Tabel L 1.4 Data Percobaan Indeks Bias Bioetanol
Tabel L 1.5 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Indeks Bias Larutan
Bioetanol
Tabel L 1.6 Data Percobaan Spesifik Grafity
57
57
57
Tabel L 1.7 Data Perhitungan API Grafity
58
Tabel L 1.8 Data Perhitungan Nilai Kalor
58
Tabel L 1 9 Data Volume Bioetanol Murni
41
Tabel L.4
66
Standar Baku Bioetanol
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 DATA PERCOBAAN
56
L 1.1 Data Percobaan Volume Bioetanol
56
L 1.2 Data Percobaan Densitas Bioetanol
56
L 1.3 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Densitas Larutan Bioetanol
56
L 1.4 Data Percobaan Indeks Bias Bioetanol
57
L 1.5 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Indeks Bias Larutan Bioetanol
57
L 1.6 Data Percobaan Specific Gravity
57
L 1.7 Data Perhitungan API Gravity
58
L 1.8 Data Perhitungan Nilai Kalor
58
L 1.9 Data Volume Bioetanol Murni
58
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
59
L 2.1 Contoh Perhitungan Densitas Bioetanol
59
L 2.2 Contoh Perhitungan Kadar Bioetanol Berdasarkan Densitas
59
L 2.3 Contoh Perhitungan Indeks Bias Bioetanol
59
L 2.4 Contoh Perhitungan Spesific Gravity dan API Gravity Bioetanol
60
L 2.5 Contoh Perhitungan Nilai Kalor Bioetanol
60
L 2.6 Contoh Perhitungan Volume Bioetanol Murni
60
LAMPIRAN 3 GAMBAR PERCOBAAN
61
L 3.1 Biji Nangka
61
L 3.2 Biji Nangka Yang Telah Dikeringkan
61
L 3.3 Proses Pengayakan Biji Nangka
62
L 3.4 Tepung Biji Nangka
62
L 3.5 Proses Pencampuran Tepung Biji Nangka
63
L 3.6 Proses Hidrolisis Tepung Biji Nangka
63
L 3.7 Proses Fermentasi Biji Nangka Menjadi Bioetanol
64
L 3.8 Proses Destilasi
64
L 3.9 Hasil Bioetanol
65
LAMPIRAN 4 STANDART BAKU BIOETANOL
66
xiv
Universitas Sumatera Utara
FERMENTASI PADA PEMBUATAN BIOETANOL
DARI BIJI NANGKA
(Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)
SKRIPSI
OLEH:
SRI ULINA SURBAKTI
130425007
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
i
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH KONSENTRASI RAGI DAN WAKTU
FERMENTASI PADA PEMBUATAN BIOETANOL
DARI BIJI NANGKA
(Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)
SKRIPSI
OLEH:
SRI ULINA SURBAKTI
130425007
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
ii
Universitas Sumatera Utara
i
Universitas Sumatera Utara
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan
rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini
merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu
Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol Dari Biji Nangka (Arthocarpus
Heterophyllus,Lmk)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini sangat baik untuk di publikasikan atau penelitian ini dapat
dimanfaatkan di masa yang akan datang, sebab limbah Biji Nangka yang selama
ini dikategorikan sebagai limbah padat organik yang hanya sebagian kecil
dimanfaatkan untuk pakan ternak dan sebagian besar dibuang begitu saja. Selain
dapat menghambat pencemaran lingkungan biji nangka dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku olahan lainnya yang tentunya akan memberi nilai tambah,
seperti menjadi bahan bakar alternatif yang diolah dengan cara fermentasi.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1.
Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si. selakuDosen Pembimbing sekaligus Ketua
Departemen Teknik Kimia FT USU.
2.
Ir. Renita Manurung, MT selaku koordinator skripsi.
3.
Dra. Rosmery Tobingselaku Kepala Laboratorium Kimia Fisika
Politeknik Teknologi Kimia Industri.
4. Elvri Melliaty Sitinjak, ST, MTselaku Kepala Laboratorium Kimia
Fisika Politeknik Teknologi Kimia Industri.
5.
Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku dosen penguji.
6.
Farida Hanum, ST, MT selaku dosen penguji.
iii
Universitas Sumatera Utara
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.Semoga
skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Mei 2016
Penulis
Sri Ulina Surbakti
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.
Orang tua penulis yaitu ayah saya tercinta Alm.H.Abdul Hamid Surbakti, BBA
dan Ibunda saya tersayang Emilia Ginting, Bsc yang memberikan dukungan moril
maupun materil.
2.
Saudara penulis yaitu kakak saya Nurhayati Surbakti dan adek sayaKhairul
Abidin Surbakti yang selalu memberi semangat.
3.
Staff pengajar dan seluruh jajaran keluarga besar Departemen Teknik Kimia FT
USU.
4.
Rekan Penelitian, Ayu Wandira Putri.
5.
Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior Teknik Kimia Ekstensi , terutama
stambuk 2013 yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan
penulisan skripsi ini.
6.
Sahabat penulis, Lindriany yang memberikan dukungan moril dan waktu.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Sri Ulina Br Surbakti
NIM : 130425007
Tempat/tgl lahir : Tebing Tinggi, 21 Juli 1992
Nama orang tua: Emilia Ginting,Bsc
Alamat Orang tua:
Komplek Rumah Sakit Sei Dadap PT. Perkebunan
Nusantara III Jalan Lintas Sumatera Utara Kisaran
Asal Sekolah
•
SD Swasta R.A. Kartini Tebing Tinggi tahun 1998-2004
•
SMP Negri 4 Tebing Tinggi tahun 2004-2007
•
SMA Negri 2 Tebing Tinggi tahun 2007-2010
•
D3 PTKI Medan tahun 2010-2013
Artikel yang telah dipublikasi dalam Jurnal:
Sri Ulina, ”Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Pada Pembuatan
Bioetanol Dari Biji Nangka (Arthocarpus Heterophyllus,Lmk)”.
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Energi sangat dibutuhkan oleh masyarakat tetapi cepat atau lambat cadangan
minyak bumi di dunia akan habis. Kebutuhan energi umumnya didominasi
oleh energi fosil seperti minyak bumi, gas bumi dan batu bara. Sudah saatnya
Indonesia mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dengan
mengembangkan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui serta ramah
lingkungan (renewable).Ada tiga jenis energi alternatif yang dapat diteliti dan
dikembangkan di dunia saat ini seperti biodisel, bioetanol dan biogas.Salah
satu alternatif yang potensial untuk dikembangkan adalah penggunaan
bioetanol. Bioetanol adalah sebuah bahan bakar alternatif yang diolah dari
tumbuhan (biomassa) dengan cara fermentasi. Dalam penelitian ini bahan
baku yang digunakan untuk membuat bioetanol adalah biji nangka. Selama
ini biji nangka hanya dijadikan limbah yang hanya sebagian kecil dimanfaat
sebagai pakan ternak dan malahan sebagian besar dibuang begitu saja.Padahal
jika diolah lebih lanjut biji nangka dapat memberikan nilai tambah.Penelitian
ini bertujuan untuk membuat bioetanol dengan variasi konsentrasi ragi dan
lama fermentasi. Proses utamanya adalah hidrolisis fermentasi menggunakan
ragi Saccharomyces Cereviciae; dan pemurnian dengan destilasi. Variabel
yang digunakan adalah perubahan
konsentrasi ragi 3, 6, 9%; dan lama
fermentasi 2, 3, 4 hari. Dari analisis yang dilakukan terhadap hasil penelitian
didapat perolehan bioetanol per jumlah bahan baku awal yang terbaik adalah
10,9 ml/kg dengan densitas sebesar 0,959 gr/ml dan nilai kalor sebesar
196,899 kkal/kg, yaitu pada variasi konsentrasi ragi 9% dan lama fermentasi
3 hari.
Kata kunci : biji nangka, bioetanol, fermentasi, ragi tape,
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Energy is needed by people but sooner or later the world's oil reserves will be
depleted. Generally energy needs are dominated by fossil fuels such as petroleum,
natural gas and coal. It is time for Indonesia to reduce dependence on fossil fuels
by developing alternative fuels that are renewable and environmentally friendly
(renewable). There are three types of alternative energy that can be researched and
developed in the world today such as biodiesel, bioethanol and biogas. One
potential alternative to be developed was the use of bioethanol. Bioethanol is an
alternative fuel that is processed from plants (biomass) by fermentation. In this
study, the raw material used to make bioethanol is jackfruit seeds. During this
time only used as a jackfruit seeds that only a small proportion of waste utilized as
livestock feed and even largely discarded. In fact, if further processed jackfruit
seeds can provide added value. This research aims to make bioethanol with
various concentrations of yeast and fermentation time. The main process is
hydrolysis fermentation using yeast Saccharomyces Cereviciae; and purification
by distillation. The variables used were changes in the concentration of yeast 3, 6,
9%; and fermentation time 2, 3, 4 days. From the analysis of the research results
obtained bioethanol yield per amount of raw materials best start was 10.9 ml/kg
with a density of 0.959 g/ml and the calorific value sebasar 196.899 kkal/kg, ie at
9% concentration variation yeast and fermentation time 3 days.
Keywords: jackfruit seeds, bioethanol, fermentation, yeast tape
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
SAMPUL DEPAN
i
SAMPUL DALAM
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
iii
PENGESAHAN
iv
PRAKATA
v
DEDIKASI
vii
RIWAYAT HIDUP
viii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xi
DAFTAR GAMBAR
xiv
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
6
1.3 Tujuan Penelitian
6
1.4 Manfaat Penelitian
6
1.5 Ruang lingkup Penelitian
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
8
2.1 Pengenalan Tanaman Nangka Dan Biji Nangka Secara Umum
8
2.1.1 Klasifikasi Tanaman Nangka
8
2.1.2 Biji Nangka
10
2.2 Bioetanol
13
2.3 Proses Pembuatan Bioetanol
17
2.3.1 Tahap Persiapan Bahan Baku
17
2.3.2 Tahap Fermentasi
18
2.3.3 Tahap Pemurnian
22
2.3.4 Parameter Pengujian
24
2.4 Ragi
25
ix
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
28
3.1 Lokasi Penelitian
28
3.2 Bahan Dan Peralatan
28
3.2.1 Bahan
28
3.2.2 Peralatan
28
3.3 Prosedur Percobaan
29
3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Nangka
29
3.3.2 Tahap Persiapan Bahan Fermentasi
29
3.3.3 Tahap Fermentasi
29
3.3.4 Tahap Destilasi
30
3.3.5 Prosedur Analisa
30
3.3.5.1 Penentuan Jumlah Bioetanol (ml)
30
3.3.5.2 Penentuan Densitas Bioetanol (gr/ml)
30
3.3.5.3 Pengujian Indeks Bias
31
3.3.5.4 Menghitung Spesific Grafity (sg) Dan API Grafity (G)
31
3.3.5.5 Menghitung Nilai Kalor (NK)
31
3.3.5.6 Uji Kualitatif
32
3.3.5.7 Analisis Kadar Bioetanol Dngan Metode Berat Jenis
33
3.3.6 Flowchart Penelitian
35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
39
4.1 Uji Kualitatif
39
4.2 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Perolehan
Bioetanol
41
4.3 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Densitas
Bioetanol
42
4.4 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Spesific
Gravity Bioetanol
43
4.5 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Nilai
Kalor Bioetanol
44
4.6 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Indeks
Bias Bioetanol
45
4.7 Hasil Volume Bioetanol Murni
47
x
Universitas Sumatera Utara
4.8 Analisa Ekonomi
47
4.9 Tabel Perbandingan Standar Baku Mutu Bioetanol
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
DAFTAR PUSTAKA
52
LAMPIRAN
56
56
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Buah Nangka
9
Gambar 2.2
Biji Nangka
10
Gambar 2.3
Tepung Biji Nangka
12
Gambar 2.4
Kurva Pertumbuhan Mikroba
26
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Tepung Biji Nangka
35
Gambar 3.2
Flowchart Persiapan Bahan Fermentasi
36
Gambar 3.3
Flowchart Proses Fermentasi
37
Gambar 3.4
Flowchart Proses Destilasi
38
Gambar 4.1
Uji Kualitatif
39
A. Uji Identifikasi Kualitatif Dengan K2Cr2O7 Dan H2SO4
B. Uji Identifikasi Kualitatif Dengan KMnO4
Gambar 4.2
40
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Perolehan Bioetanol
Gambar 4.3
41
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Densitas Bioetanol
Gambar 4.4
43
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Spesific Grafity
Gambar 4.5
Pengaruh
44
Konsentrasi
Ragi
Dan
Waktu
Fermentasi
TerhadapNilai Kalor Bioetanol
Gambar 4.6
39
45
Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap
Indeks Bias Bioetanol
46
Gambar L 3.1
Biji Nangka
61
Gambar L 3.2
Biji Nangka Yang Telah Dikeringkan
61
Gambar L 3.3
Proses Pengayakan Biji Nangka
62
Gambar L 3.4
Tepung Biji Nangka
62
Gambar L 3.5
Proses Pencampuran Tepung Biji Nangka
63
Gambar L 3.6
Proses Hidrolisis Tepung Biji Nangka
63
Gambar L 3.7 Proses Fermentasi Biji Nangka Menjadi Bioetanol
64
Gambar L 3.8 Proses Destilasi
64
Gambar L 3.9
65
Hasil Bioetanol
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1
Penelitian – Penelitian Sebelumnya Terkait Pembuatan Bioetanol
3
Tabel 2.1
Komposisi Bagian – Bagian Buah Nangka
10
Tabel 2.2 Komposisi Gizi Per 100 gram Nangka Muda, Nangka Masak, Dan Biji
Nangka
11
Tabel 2.3
Komposisi Kimia Tepung Biji Nangka (Tiap 100 g)
12
Tabel 2.4
Sifat Fisika Dari Etanol
14
Tabel 2.5
Standar Mutu Etanol
14
Tabel 3.1
Konversi Berat Jenis - Kadar Etanol
26
Tabel 3.2
Indeks Bias
34
Tabel 4.1 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Volume
Bioetanol Murni
47
Tabel 4.2
Rincian Biaya Pembuatan Bioetanol Dari Biji Nangka
48
Tabel 4.3
Syarat Mutu Bioetanol
49
Tabel L 1.1 Data Percobaan Volume Bioetanol
56
Tabel L 1.2 Data Percobaan Densitas Bioetanol
56
Tabel L 1.3 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Densitas Larutan Bioetanol
56
Tabel L 1.4 Data Percobaan Indeks Bias Bioetanol
Tabel L 1.5 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Indeks Bias Larutan
Bioetanol
Tabel L 1.6 Data Percobaan Spesifik Grafity
57
57
57
Tabel L 1.7 Data Perhitungan API Grafity
58
Tabel L 1.8 Data Perhitungan Nilai Kalor
58
Tabel L 1 9 Data Volume Bioetanol Murni
41
Tabel L.4
66
Standar Baku Bioetanol
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 DATA PERCOBAAN
56
L 1.1 Data Percobaan Volume Bioetanol
56
L 1.2 Data Percobaan Densitas Bioetanol
56
L 1.3 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Densitas Larutan Bioetanol
56
L 1.4 Data Percobaan Indeks Bias Bioetanol
57
L 1.5 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Indeks Bias Larutan Bioetanol
57
L 1.6 Data Percobaan Specific Gravity
57
L 1.7 Data Perhitungan API Gravity
58
L 1.8 Data Perhitungan Nilai Kalor
58
L 1.9 Data Volume Bioetanol Murni
58
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
59
L 2.1 Contoh Perhitungan Densitas Bioetanol
59
L 2.2 Contoh Perhitungan Kadar Bioetanol Berdasarkan Densitas
59
L 2.3 Contoh Perhitungan Indeks Bias Bioetanol
59
L 2.4 Contoh Perhitungan Spesific Gravity dan API Gravity Bioetanol
60
L 2.5 Contoh Perhitungan Nilai Kalor Bioetanol
60
L 2.6 Contoh Perhitungan Volume Bioetanol Murni
60
LAMPIRAN 3 GAMBAR PERCOBAAN
61
L 3.1 Biji Nangka
61
L 3.2 Biji Nangka Yang Telah Dikeringkan
61
L 3.3 Proses Pengayakan Biji Nangka
62
L 3.4 Tepung Biji Nangka
62
L 3.5 Proses Pencampuran Tepung Biji Nangka
63
L 3.6 Proses Hidrolisis Tepung Biji Nangka
63
L 3.7 Proses Fermentasi Biji Nangka Menjadi Bioetanol
64
L 3.8 Proses Destilasi
64
L 3.9 Hasil Bioetanol
65
LAMPIRAN 4 STANDART BAKU BIOETANOL
66
xiv
Universitas Sumatera Utara