PEMBUATAN BIOETANOL MELALUI FERMENTASI NIRA TEBU (Saccharum officinarum) MENGGUNAKAN Saccharomyces cerevisiae DENGAN PENAMBAHAN VITAMIN B KOMPLEKS SEBAGAI NUTRISI FERMENTASI
*Email :wahyubudi.utama@yahoo.com
Bioenergi adalah bahan bakar alternatif yang dihasilkan oleh makhluk hidup seperti seperti bioethanol hasil fermentasi karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganiksme. Said [3] menjelaskan fermentasi karbohidrat oleh khamir adalah proses penghasil etanol dan karbon dioksida secara anaerob.
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium yang bertujuan untuk mengetahui kondisi optimal fermentasi untuk menghasilkan bioetanol hasil fermentasi dengan konsentrasi etanol tertinggi menggunakan dua variasi yaitu
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari hingga bulan Juni 2015 di Laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mulawarman, Samarinda.
dapat memberikan peningkatan tertinggi kadar protein dan pertumbuhan mikroorganisme selama proses fermentasi. Berdasarkan uraian di atas maka diketahui perlu penambahan sumber nutrisi terhadap mikroorganisme dalam berbagai proses fermentasi untuk meningkatkan produk dari proses fermentasi yang dilakukan dan pada kesempatan ini digunakan nutrisi Vitamin B kompleks dalam proses fermentasi nira tebu untuk menghasilkan bioethanol [2].
4
2 SO
)
4
Vitamin B kompleks dan (NH
Pada proses fermentasi mikroba memerlukan penambahan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakannya, yaitu: Unsur C, unsur N, unsur P, mineral-mineral dan vitamin-vitamin [1].
Melihat kondisi tersebut, pemerintah telah mengeluarkan Peraturan Presiden RI No. 5 Tahun 2006 mengenai Kebijakan Energi Nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif dan memberikan perhatian serius untuk pengembangan bahan bakar nabati (biofuel) dengan menerbitkan Instruksi Presiden No 1 Tahun. Oleh karena itu sangat dibutuhkan adanya eksplorasi dan eksploitasi terhadap berbagai sumber bahan bakar alternatif yang saat ini sengat dibutuhkan.
Wahyu Budi Utama, dkk Pembuatan Bioetanol
Saat ini Indonesia sedang mengalami permasalahan serius mengenai bahan bakar fosil baik ketersediaan cadangan yang mengalami penurunan secara alamiah di sumur-sumur produksi minyak yang telah ada maupun peningkatan pertumbuhan jumlah penduduk yang diiringi dengan peningkatan dan ketergantungan kebutuhan dan konsumsi bahan bakar fosil tersebut.
Keywords: Ethanol, Fermentation, Sugar cane juice, Vitamin B complex. PENDAHULUAN
ABSTRACT
Bioethanol is alternative energy produced from the fermentation of carbohydrates like sugar canejuice. The fermentation process is influenced by several factors like nutrition of fermentation. This research
to determine the addition weigh (g) of vitamin B complex gr and time of fermentation as
theoptimumconditions of fermentaced toproduceethanol with high concentrations. Sugar cane juice as raw
material fermented using Saccharomyces cereviceaea with variation additional of vitamin B complex are 0%;
0.1%; 0.2%; and 0.3% (w/v) sugar cane juice fermented during time of fermentation with the variation are 6
day, 7 day and 8 day. Purification of bioethanol by process of distillation.Alcohol content analysis using gas
chromatography. The results showed optimumconditions of fermentaced are addition of Vitamin B complex
is 0.1% (w/v) and time of fermentation is 7 days to produced ethanol 30.177%.2 Jurusan Kimia FMIPA Universitas Mulawarman
1 Laboratorium Biokimia Jurusan Kimia FMIPA Universitas Mulawarman
2
2 , Erwin Akkas
DENGAN PENAMBAHAN VITAMIN B KOMPLEKS SEBAGAI NUTRISI FERMENTASI
Wahyu Budi Utama 1* , Rudi KartikaKimia FMIPA Unmul
PEMBUATAN BIOETANOL MELALUI FERMENTASI
NIRA TEBU (Saccharum officinarum) MENGGUNAKAN Saccharomyces cerevisiae
METODOLOGI PENELITIAN
Jurnal Kimia Mulawarman Volume 13 Nomor 2 Mei 2016 P-ISSN 1693-5616
Kimia FMIPA UnmulE-ISSN 2476-9258
variasi konsentrasi penambahan vitamin B destilasi telah memisahkan seluruh bioetanol yang kompleks sebagai sumber nutrisi fermentasi dan berada pada medium fermentasi. Destilat yang variasi waktu fermentasi. Pada penelitian ini didapat dimasukkan ke dalam botol dan yang terdapat variabel tetap meliputi pH sampel, ditutup rapat. penambahan Saccharomyces cereviciae, volume
Analisa Konsenstrasi Etanol
Etanol yang dihasilkan dari proses sampel, penambahan (NH ) SO 0.3% ( ) sampel
4
2
4
fermentasi dipisahkan menggunakan metode yang akan difermentasi. Seadangkan variabel o destilasi pada temperatur 70-80
C. Destilat yang bebas yang yaitu variasi waktu fermentasi dengan diperoleh kemudian dianalisa kadar etanol variasi yaitu 6, 7, 8 hari dan variasi penambahan menggunakan kromatografi gas Simadzu 2010 vitamin B kompleks dengan variasi yaitu 0; 0,1; dengan kondisi kerja alat yaitu temperatur injektor
o o 0,2; dan 0,3% ( ) nira tebu yang difermentasi.
115
C, detektor FID dengan temperatur 200
C,
o Alat
temperatur kolom 45-125 C dengan tekanan 70
o
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian kPa dan kenaikan temperatur bertahap (25 C per ini antara lain : neraca analitik, lumpeng, alu, menit), gas pembawa He dengan laju alir 12 mL penggiling tebu, fermentor, sterilizer (autoklaf), per menit, fase diam polyethylene glycol, dan saringan kain, kondesor bola, labu alas bulat, heat injector sampel 1 μl. mantel, gas kromatografi Simadzu 2010, pH meter, oven, laminar, statif, klem, ose, bunsen,
HASIL DAN PENELITIAN
lemari pendingin, erlenmeyer, gelas ukur, buret, Dari hasil fermentasi diperoleh bioetanol viscometer Oswald, piknometer, gelas beker, dengan konsentrasi etanol sebagai berikut : corong kaca, pipet volume, bulp, dan tabung reaksi.
Bahan
Bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini antara lain : nira tebu,
saccharomyces cereviciae, vitamin B kompleks,
akuades, kapas, alumunium foil, (NH
4 )
2 SO 4(s) ,
NaOH 0,01N, Indikator PP, potato dextrose agar (PDA).
Prosedur Penelitian Gambar 1. Standar etanol 96%
Fermentasi
Proses fermentasi dilakukan dengan prosedur masing-masing sebanyak 200 mL nira tebu dimasukkan kedalam fermentor yang telah disterilkan terlebih dahulu. Kemudian masing- masing ditambahkan (NH
4 )
2 SO 4 0,3% ( ) nira
tebu, 2 ose Saccharomyces cereviciae secara aseptic, dan vitamin B kompleks dengan variasi berat sesuai yang telah ditetapkan sesuai rancangan penelitian. Campuran difermentasi
Gambar 2. Waktu 6 hari, nutrisi 0 %
pada temperatur ruang selama waktu yang telah ditetapkan sesuai rancangan penelitian.
Pada proses fermentasi terdapat kontrol negatif (-) fermentasi yaitu proses fermentasi tanpa penambahan vitamin B kompleks untuk mengetahui pengaruh variasi penambahan vitamin B kompleks.
Destilasi
Medium fermentasi yang terdapat didalam fermentor dipindahkan dan diitampung di dalam labu destilasi, labu destilat dipasang pada alat destilasi dan dilakukan destilasi pada temperatur
o
sekitar 78
C. Destilasi dihentikan ketika proses
Gambar 3. Waktu 6 hari, nutrisi 0,1 % Kimia FMIPA Unmul
74
Wahyu Budi Utama, dkk Pembuatan Bioetanol
Kimia FMIPA Unmul Gambar 4. Waktu 6 hari, nutrisi 0,2 % Gambar 5. Waktu 6 hari, nutrisi 0,3 %
Gambar 6. Waktu 7 hari, nutrisi 0 % Gambar 7. Waktu 7 hari, nutrisi 0,1 % Gambar 8. Waktu 7 hari, nutrisi 0,2 %
Gambar 9. Waktu 7 hari, nutrisi 0,3 % Gambar 10. Waktu 8 hari, nutrisi 0 %
Gambar 11. Waktu 8 hari, nutrisi 0,1 %
Jurnal Kimia Mulawarman Volume 13 Nomor 2 Mei 2016 P-ISSN 1693-5616
Kimia FMIPA UnmulE-ISSN 2476-9258
Dari hasil analisa diperoleh dengan adanya penambahan vitamin B kompleks sebagai nutrisi fermentasi dapat meningkatkan konsentrasi etanol, namun peningkatan konsentrasi etanol berbanding terbalik dengan peningkatan gr vitamin B kompleks yang mempengaruhi kondisi dari pH medium fermentasi sehingga terjadi penurunan kinerja dari mikroba untuk menghasilkan etanol sebagai produk fermentasi.
Peningkatan konsentrasi etanol dapat dilihat pada proses fermentasi dengan lama waktu 6 hari, kadar etanol terendah berada pada 0%
Gambar 12. Waktu 8 hari, nutrisi 0,2 % penambahan vitamin B kompleks dengan
konsentrasi sebesar 12,409% sedangkan kadar etanol tertingi berada pada penambahan 0,1% vitamin B kompleks dengan konsentrasi sebesar 27,028%. Pada proses fermentasi dengan lama waktu 7, kadar etanol terendah berada pada 0% penambahan vitamin B kompleks dengan konsentrasi sebesar 14,329% sedangkan kadar etanol tertingi berada pada penambahan 0,1% vitamin B kompleks dengan konsentrasi sebesar 30,177%. Pada proses fermentasi dengan lama waktu 8 hari, kadar etanol terendah berada pada 0% penambahan vitamin B kompleks dengan konsentrasi sebesar 8,429% sedangkan kadar
Gambar 13. Waktu 8 hari, nutrisi 0,3 %
etanol tertingi berada pada penambahan 0,1% vitamin B kompleks dengan konsentrasi sebesar
Konsentrasi etanol dapat dihitung 29,173%. menggunakan persamaan betikut:
Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Konsentrasi Etanol Kons.(%) = ×Kons. Std (%)
Pada penelitian ini terdapat variasi waktu fermentasi terhadap konsentrasi etanol dalam bioetanol hasil fermentasi, dari hasil analisa
Pengaruh Penambahan Vitamin B Kompleks
konsentrasi etanol tersebut diketahui sebagai
Terhadap Konsentrasi Etanol
berikut : Pada penelitian ini terdapat variasi penambahan berat vitamin B kompleks terhadap konsentrasi etanol dalam bioetanol hasil 0% Vit. 0.1% Vit. 0.2% Vit. 0.3% Vit. fermentasi, dari hasil analisa konsentrasi etanol
) %
tersebut diketahui sebagai berikut :
l ( 30.177 29.173 27.028 no
28.075 24.902 25.008 ta 25.146
21.061
6 Hari
7 Hari
8 Hari i E )
16.667 as 14.329
12.409 % tr
8.425 l ( 30.177 en no 29.173 28.075
25.146 ns
27.028 ta
25.008 21.061 Ko
24.902
i E
6
7
8 14.329 16.667 as
Waktu Fermentasi (Hari) tr 12.409 8.425 en
Gambar 15. Kurva Pengaruh Variasi Waktu
ns
Fermentasi Terhadap Kons. Etanol
Ko 0% 0,10% 0,20% 0,30% gr Vitamin B Kompleks (b/v) nira tebu
Dari hasil analisa diperoleh dengan adanya Gambar 14. Pengaruh Penambahan Vit.B variasi waktu fermentasi terjadi peningkatan dan
Kompleks Terhadap Kons. Etanol penurunan konsentrasi etanol dalam bioetanol hasil fermentasi, peningkatan konsentrasi etanol disebabkan saccaromices sereviciae telah melalui
Kimia FMIPA Unmul
76
Wahyu Budi Utama, dkk Pembuatan Bioetanol
Kimia FMIPA Unmul
fase adaptasi dan memasuki fase log sehingga
DAFTAR PUSTAKA
dapat bekerja dengan optimum sedangkan 2008. Pembuatan Alkohol , [1] Dinda. penurunan konsentrasi etanol disebabkan
Diakses
saccaromices sereviciae telah memasuki fase tanggal 28 September 2014.
strasioner sehingga terjadi penurunan kinerja.
[2] Ninis. 2009. Pengaruh Jenis Vitamin B dan Pada proses fermentasi dengan penambahan
Sumber Nitrogen dalam Peningkatan Kadar 0% vitamin B kompleks, kadar etanol terendah berada pada 8 hari fermentasi dengan konsentrasi Protein Kulit Ubi Kayu Melalui Proses sebesar 8,425% sedangkan kadar etanol tertingi Fermentasi. berada pada 7 hari fermentasi dengan konsentrasi
Said E.G. 1987. Bioindustri Penerapan [3]
sebesar 14,329%. Pada proses fermentasi dengan
Teknologi Fermentasi. Jakarta : Mediyatama
dengan penambahan 0,1% vitamin B kompleks,
Sarana Perkasa
kadar etanol terendah berada pada 6 hari fermentasi dengan konsentrasi sebesar 27,028% sedangkan kadar etanol tertingi berada pada 7 hari fermentasi dengan konsentrasi sebesar 30,177%. Pada proses fermentasi dengan dengan penambahan 0,2% vitamin B kompleks, kadar etanol terendah berada pada 7 hari fermentasi dengan konsentrasi sebesar 24,902% sedangkan kadar etanol tertingi berada pada 8 hari fermentasi dengan konsentrasi sebesar 28,075%. Pada proses fermentasi dengan dengan penambahan 0,3% vitamin B kompleks, kadar etanol terendah berada pada 6 hari fermentasi dengan konsentrasi sebesar 16,667% sedangkan kadar etanol tertingi berada pada 8 hari fermentasi dengan konsentrasi sebesar 25,146%.
KESIMPULAN Dari hasil penelitian diperoleh kesimpulan yaitu penambahan vitamin B kompleks sebagai nutrisi fermentasi dapat meningkatkan konsentrasi etanol dalam bioetanol hasil fermentasi dan kondisi fermentasi yaitu penambahan 0,1% vitamin B kompleks dengan waktu fermentasi 7 hari untuk menghasikan bioetanol dengan konsentrasi etanol tertinggi yaitu sebesar 30,177%.