Pengaruh Volume Starter dan Agitasi dalam Pembuatan Bioetanol dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr)

PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI
DALAM PEMBUATAN BIOETANOL DARI
NIRA AREN (ARENGA PINNATA MERR)

SKRIPSI

Oleh

MEILANI MANDHALENA MANURUNG
110405070

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI 2016

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI

DALAM PEMBUATAN BIOETANOL DARI
NIRA AREN (ARENGA PINNATA MERR)

SKRIPSI

Oleh

MEILANI MANDHALENA MANURUNG
110405070

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI 2016

Universitas Sumatera Utara


ii
Universitas Sumatera Utara

iii
Universitas Sumatera Utara

PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan
Skripsi dengan judul “Pengaruh Volume Starter Dan Agitasi Dalam Pembuatan
Bioetanol Dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr )”, 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 ditujukan untuk memanfaatkan nira dari pohon Aren menjadi
bioetanol. Dimana tanaman aren ini tumbuh subur di Indonesia khususnya di provinsi
Sumatera Utara. Berbagai penelitian tentang pembuatan bioetanol dari nira telah
dilakukan, namun masih rendahnya yield dan kadar bioetanol yang diperoleh menjadi
pokok permasalahan yang amat penting. Oleh karena itu, penulis berpikir untuk

melakukan suatu penelitian pengolahan nira aren menjadi bioetanol dengan variasi
volume starter dan agitasi untuk mencapai yield dan kadar bioetanol yang lebih besar.
Selain itu dengan menggunakan nira aren sebagai bahan baku pembuatan bioetanol,
diharapkan dapat memberikan bahan baku alternatif untuk pembuatan bahan bakar
terbarukan di masa yang akan datang.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima
kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada:
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Ir. Netti Herlina, M.T. selaku dosen pembimbing.
Ir. Renita Manurung, M.Sc. selaku koordinator skripsi.
Dr. Eng. Irvan, M.Si. selaku ketua departemen teknik kimia.
Dr. Ir. Iriany, M.Si.selaku dosen penguji I.

Dr. Maya Sarah, S.T., M.T. selaku dosen penguji II.
Keluarga penulis yaitu Ayahanda Jonniar Manurung, S.T., Ibunda Nismah br
Sinulingga, A.Md.Bid., Abangda Afrisa Nelson Manurung, S.E., dan Ariguna
Manurung yang tidak pernah lupa memberikan dukungan kepada penulis baik
berupa moril maupun materil.
7. Sahabat terbaik Gusti Handayani dan Maradona Simanjuntak yang selalu
memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.

iv
Universitas Sumatera Utara

8. Teman-teman seangkatan 2011 dan semua orang yang tidak dapat ditulis
namanya satu per satu, yang telah membantu penulis hingga penyusunan
skripsi ini selesai.
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, 27 Januari 2016


Penulis
Meilani Mandhalena Manurung

v
Universitas Sumatera Utara

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua penulis.

Jonniar Manurung, S.T.
Nismah br Sinulingga, A.Md.Bid.

Terimakasih telah mendidik, mencintai dan membimbing penulis dengan
penuh kasih tanpa batas.

vi
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS


Nama : Meilani Mandhalena Manurung
NIM : 110405070
Tempat/Tgl. Lahir : Batam, 12 Mei 1993
Nama orang tua
Ayah : Jonniar Manurung
Ibu : Nismah br Sinulingga
Alamat orang tua :
Tiban Housing B5 No.8, Sekupang, Batam
Asal Sekolah
 TK Kartini 1 Batam, tahun 1997-1999
 SD Kartini 1 Batam, tahun 1999-2005
 SMP Kartini 1 Batam, tahun 2005-2008
 SMAN 1 Batam, tahun 2008-2011
Pengalaman Organisasi/ Kerja:
1. Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode
2014-2015
2. Kerja Praktek di PT Ecogreen Oleochemicals Batam tahun 2014
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah
1. Pengaruh Volume Starter dan Agitasi dalam Pembuatan Bioetanol dari

Nira Aren (Arenga pinnata Merr ). Jurnal Teknik Kimia USU.
Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai :
1. Juara I Renang tingkat Kota Batam
2. Juara I Renang tingkat Provinsi Kepulauan Riau
3. Juara I Catur tingkat Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

vii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh volume starter dan agitasi
terhadap kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan dari Nira Aren (Arenga pinnata
Merr ). Biokatalis yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae . Variabel-variabel
yang diamati adalah volume starter dan kecepatan agitasi pada proses fermentasi.
Tahapan pertama adalah pembuatan starter yang kemudian dilanjutkan dengan proses
fermentasi secara anaerobik. Hasil fermentasi kemudian didistilasi pada temperatur
88 oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi volume starter dan
kecepatan agitasi maka kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan akan semakin
tinggi hingga mencapai titik tertinggi. Jika melebihi titik tersebut penambahan
volume starter dan kecepatan agitasi tidak meningkatkan kadar dan yield bioetanol

yang dihasilkan. Kadar dan yield bioetanol tertinggi yang dihasilkan dalam penelitian
ini adalah 47,618% (v/v) dan 48,1411% yang diperoleh pada volume starter 35%
dengan agitasi 100 rpm.
Kata kunci : bioetanol, fermentasi, nira aren, saccharomyces cerevisiae

viii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
The purpose of this study was to determine the effect of agitation and volume of
starter on yield and concentration of bioethanol produced from Nira Aren (Arenga
pinnata Merr ). Biocatalyst used was Saccharomyces cerevisiae. Observed variables
was starter’s volume and agitation speed in anaerobic fermentation condition. It was
started by preparing the starter and then followed by anaerobic fermentation process.
Then the fermented result was distillated at temperature of 88 oC. The results showed
that the higher starter volume and agitation speed, the higher concentration and yield
of bioethanol produced until it reached its highest point. Adding starter’s volume and
increasing the agitation speed beyond its highest point did not increase levels and
yield of bioethanol produced. The highest concentration and yield of bioethanol
produced in this study amounted to 47.618% (v/v) and 48.1411% was obtained at

35% starter volume with agitation speed of 100 rpm.
Keywords : bioethanol, fermentation, nira aren, saccharomyces cerevisiae

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

ii

PENGESAHAN

iii

PRAKATA

iv


DEDIKASI

vi

RIWAYAT HIDUP PENULIS

vii

ABSTRAK

viii

ABSTRACT

ix

DAFTAR ISI

x


DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR TABEL

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1 LATAR BELAKANG

1

1.2 PERUMUSAN MASALAH

5

1.3 TUJUAN PENELITIAN

5

1.4 MANFAAT PENELITIAN

5

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

7

2.1 BIOETANOL

7

2.2 NIRA AREN

8

2.3 FERMENTASI

8

2.4 SACCHAROMYCES CEREVISIAE

10

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

11

3.1 LOKASI PENELITIAN

11

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

11

3.2.1 Bahan

11

3.2.2 Peralatan

11

3.3 PROSEDUR PENELITIAN

12

x
Universitas Sumatera Utara

3.3.1 Prosedur Pembuatan Starter

12

3.3.2 Prosedur Fermentasi

12

3.3.3 Prosedur Analisis

13

3.3.3.1 Prosedur Analisis Gula

13

3.3.3.2 Prosedur Analisis Oksidasi Bioetanol Dengan

13

Kalium Dikromat (K2Cr 2O 7)
3.3.3.3 Prosedur Analisis Densitas Bioetanol

13

3.3.3.4 Prosedur Analisis Spesific Gravity dan API Gravity

14

3.3.3.5 Prosedur Analisis Nilai Kalor

15

3.3.3.6 Analisis Kadar Bioetanol

15

3.4 FLOWCHART PENELITIAN

16

3.4.1 Flowchart Pembuatan Starter

16

3.4.2 Flowchart Fermentasi

17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

18

4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU DAN BIOETANOL

18

4.1.1 Hasil Analisis Kadar Gula Nira Aren

18

4.1.2 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) Etanol

18

4.1.3 Hasil Analisis Oksidasi Bioetanol Dengan Kalium Dikromat

19

(K2Cr2O7)
4.2 PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI TERHADAP
KADAR BIOETANOL
4.3 PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI TERHADAP
YIELD BIOETANOL
4.4 PERBANDINGAN STANDAR BAKU MUTU BIOETANOL
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

20

5.1 KESIMPULAN

23

5.2 SARAN

25

DAFTAR PUSTAKA

25

LAMPIRAN

25

22

26
32

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1

Flowchart Pembuatan Starter

16

Gambar 3.2

Flowchart Fermentasi

17

Gambar 4.1

Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red )
Etanol

18

Gambar 4.2

Hasil Analisis Oksidasi Bioetanol dengan Kalium

19

Dikromat
Gambar 4.3

Pengaruh Volume Starter Dan Agitasi Terhadap Kadar

20

Bioetanol
Gambar 4.4

Pengaruh Volume Starter Dan Agitasi Terhadap Yield

22

Bioetanol
Gambar L3.1

Bahan Baku Nira Segar

37

Gambar L3.2

Hasil Pembacaan Refraktometer untuk Kadar Gula

37

Nira
Gambar L3.3

Proses Fermentasi

38

Gambar L3.4

Proses Distilasi

38

xii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1

Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan

3

Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan
Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae

Tabel 3.1

Konversi Berat Jenis - Kadar Etanol

15

Tabel L1.1

Hasil Analisis Kadar Etanol

32

xiii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN

32

L1.1 Data Hasil Penelitian

32

LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN

33

L2.1 Contoh Perhitungan Densitas Bioetanol

33

L2.2 Contoh Perhitungan Kadar Bioetanol Berdasarkan Densitas

33

L2.3 Contoh Perhitungan Yield Bioetanol

34

L2.4 Contoh Perhitungan Spesific Grafity dan API Grafity Bioetanol

34

L2.5 Contoh Perhitungan Nilai Kalor Bioetanol

35

L2.6 Perhitungan Analisis Ekonomi

35

LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN

37

L3.1 Foto Bahan Baku Nira Segar

37

L3.2 Foto Analisis Kadar Gula Nira Dengan Refraktometer

37

L3.3 Foto Proses Fermentasi

38

L3.4 Foto Proses Dsitilasi

38

xiv
Universitas Sumatera Utara