OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG ( Musa Paradisiaca L) MENJADI BIOETANOL DENGAN MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE

  

OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG

( Musa Paradisiaca L) MENJADI BIOETANOL DENGAN

MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE SKRIPSI

  OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG ( Musa Paradisiaca L) MENJADI BIOETANOL DENGAN MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik

ILHAM RIAN FIRMANSYAH 1403020021 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO JANUARI 2019

KATA PENGANTAR

  Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT yang selalu memberikan ramat dan nikmat-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan penelitian serta dapat membuat larutan penelitian ini dengan judu l “Optimasi Fermentasi Pati Menjadi Bioetanol dari Bonggol Pohon Pisang (Musa Paradisiaca

  L ) Dengan Menggunakan Metode respon surface ”.

  Penelitian ini dibuat untuk memenuhi persyaratan akademik di Fakultas Teknik dan Sains Prodi Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto yang tersusun berkat adanya bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak dan Ibu yang telah memberikan dorongan dan doa serta bantuan moril maupun spiritual kepada penulis.

  2. Abdul Haris Mulyadi, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing penelitian yang dengan sabar memberikan motivasi dan bimbingan dari awal hingga akhir.

  3. Haryanto, Ph.,D. selaku ketua Program Studi Teknik Kimia dan penguji dalam sidang ini

  4. Neni Damajanti, S.T.,M.T. selaku Dosen Akademik dan penguji dalam sidang ini Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan laporan penelitian skripsi ini jauh dari kata sempurna, walaupun itu sudah merupakan usaha maksimal dari penulis. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Harapan penulis semoga penyusunan laporan penelitian ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan terutama bagi penulis sendiri.

  Purwokerto, 17 januari 19 Penulis OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG (MUSA

PARADISIACA) MENJADI BIOETANOL DENGAN MENGGUNAKAN

  METODE RESPONSE SURFACE

  1

  2 Ilham Rian Firmansyah , Abdul Haris Mulyadi

ABSTRAK

  Meningkatnya jumlah populasi manusia mengakibatkan banyaknya konsumsi energi. Sehingga menggunakan energi yang berasal dari fosil yang jumlahnya terbatas semakin meningkat. Bietanol sebagai hasil dar fermentasi gula, pati, atau bahan berselulosa diharapkan dapat menggantikan minyak bumi sebagai bahan bakar, karena bahannya yang dapat diperbarui dan ramah lingkungan. Bonggol pisang yang di dalamnya terdapat pati yang komponen penyusunya adalah kumpulan glukosa yang bergabung membentuk rantai panjang. Sehingga bonggol pisang baik digunakan pembuatan bioetanol. Saccharomiches cerevisiae adalah mikroorganisme yang biasa digunakan untuk fermentasi bioetanol, karena memiliki toleransi yang tinggi terhadap alkohol, laju fermentasi yang cepat, dan menghasilkan yield etanol yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai optimum dari kadar etanol dalam pembuatan bioetanol menggunakan pati bonggol pisang. Untuk mendapat kadar etanol yang optimum maka diperlukan optimasi terhadap variabel-variabel yang mempengaruhi proses fermentasi diantaranya, konsentrasi ragi dan waktu. Variasi dari masing-masing variabel dihasilkan dari pengolahan data menggunakan software minitab 16 dengan metode

  response surfase method. Berdasarkan hasil dari analisa regresi dan ANOVA

  didapatkan R-sq = 92,55 % dan p

• – value < 0.05 yang artinya kedua variabel yang diujikan memberikan pengaruh yang besar terhadap banyaknya gula reduksi yang dihasilkan. Dan gula reduksi yang paling optimum pada konsentrasi ragi 5.2 % dan lama waktu 159 jam dengan kadar etanol yang dihasilkan sebanyak 12,244%.

  Kata kunci : bonggol pisang, fermantasi, kadar etanol, response surface method central composite design.

  

FERMENTATION OPTIMIZATION OF BANANA CORM

(Moses Paradisiaca L) INTO BIOETHANOL USING RESPONSE SURFACE

  1

  2 Ilham Rian Firmansyah , Abdul Haris Mulyadi

ABSTRACK

  The increasing number of human populations results in a large amount of energy consumption. So that using limited amounts of energy derived from fossils is increasing. Bioethanol as a result of fermentation of sugar, starch, or cellulose material is expected to replace petroleum as a fuel because the material is renewable and environmentally friendly. The banana corm in which there is starch, the component of which is a collection of glucose that joins to form a long chain. So that the banana corm is good for making bioethanol. Saccharomyces cerevisiae is a microorganism commonly used for bioethanol fermentation, because it has a high tolerance for alcohol, fast fermentation rate, and produces high ethanol yield. This study aims to obtain the optimum value of ethanol content in the manufacture of bioethanol using banana weevil starch. To get the optimum ethanol level, optimization of the variables that affect the fermentation process is needed, including yeast concentration and time. Variations of each variable are generated from data processing using Minitab 16 software with the response method of surface method. Based on the results of regression analysis and ANOVA, R-sq = 92.55% and p-value <0.05, which means that the two variables tested give a large influence on the amount of reducing sugars produced. And the most optimum reducing sugar at 5.2% yeast concentration and 159 hours long with ethanol content produced as much as 12.244%.

  Keywords: banana corm, fermentation, ethanol content, response surface method of central composite design.

  DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL.................................................................................................i HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS.....................................................ii HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................iii HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................iv KATA PENGANTAR..............................................................................................v ABSTRAK..............................................................................................................vi ABSTRACK..........................................................................................................vii DAFTAR ISI.........................................................................................................viii DAFTAR TABEL...................................................................................................xi DAFTAR GAMBAR.............................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................xiii

  BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang....................................................................................................1 I.2 Rumusan Masalah...............................................................................................4 I.3 Tujuan Penelitian................................................................................................4 I.4 Manfaat Penelitian..............................................................................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Bioetanol............................................................................................................6 II.2 Bonggol Pohon Pisang.......................................................................................9 II.3 Hidrolisis Asam................................................................................................13 II.4 Fermentasi........................................................................................................16 II.5 Saccharomyces Cereviseae..............................................................................20 II.6 Distilasi............................................................................................................22 II.7 Optimasi Fermentasi........................................................................................26

  II.9 Penelitian Terdahulu........................................................................................28

  BAB III METODE PENELITIAN III.1 Rancangan Percobaan.....................................................................................30 III.2 Tempat dan Waktu penelitian.........................................................................30 III.3 Penentuan Variabel Bebas..............................................................................30 III.4 Variabel Berubah............................................................................................30 III.5 Bahan dan Alat III.5.1 Bahan...............................................................................................31 III.5.2 Alat..................................................................................................31 III.6 Prosedur III.6.1 Rancang Percobaan menggunakan Response Surface Method.......32 III.6.2 Tahap Penelitian..............................................................................35 III.6.2.1 Tahap Persiapan Sampel...................................................35 III.6.2.2 Tahap Hidrolisis Bonggol Pisang.....................................36 III.6.2.3 Tahap Fermentasi..............................................................37 III.6.2.4 Tahap Distilasi..................................................................38 III.6.2.5 Tahap Optimasi.................................................................39 III.6.3 Pembuatan Larutan Standar.............................................................40 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.I Kadar Etanol....................................................................................................41 IV.2 Optimasi Response Surface Method...............................................................42 IV.3 Pengaruh Penggunaan Konsentrasi Ragi dan Waktu......................................47 IV.4 Penentuan Nilai Optimum dan Titik Optimum..............................................50

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan......................................................................................................51 V.2 Saran................................................................................................................51 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Kimia Etanol..................................................................7Tabel 2.2 Komposisi Kimia Bonggol Pisang per 100gr........................................13Tabel 3.1 Kode Level vs Nilai Level.....................................................................33Tabel 3.2 Matriks Rancangan Percobaan Menggunakan Respone Surface Method

  ( RSM) dengan kode..............................................................................33

Tabel 3.2 Matriks Rancangan Percobaan Menggunakan Respone Surface Method

  ( RSM) Tanpa kode...............................................................................34

Tabel 4.1 Kadar Etanol Menggunakan Metode Densitas......................................41Tabel 4.2 Rentang dan Level Berdasarkan central composite design...................43Tabel 4.3 Matriks Hasil CCD Berdasarkan Run dari Response Surface method tanpa Kode.............................................................................................43Tabel 4.3 Matriks Hasil CCD Berdasarkan Run dari Response Surface method dengan Kode..........................................................................................44Tabel 4.5 Estimasi Koefisien Regresi Terhadap Kadar Etanol..............................45Tabel 4.6 Analisis variant terhadap Model (ANOVA)..........................................46

  

DAFTAR GAMBAR