Pembuatan Etil Asetat Dari Hasil Hidrolisis, Fermentasi Dan Esterifikasi Kulit Pisang Kepok (Musa Paradisiaca L.)
PEMBUATAN ETIL ASETAT DARI HASIL HIDROLISIS, FERMENTASI DAN ESTERIFIKASI KULIT PISANG KEPOK (Musa paradisiaca L.) SKRIPSI Oleh RENI SUTRI 100405016
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN DESEMBER 2014
PEMBUATAN ETIL ASETAT DARI HASIL HIDROLISIS, FERMENTASI DAN ESTERIFIKASI KULIT PISANG KEPOK (Musa paradisiaca L.) SKRIPSI Oleh RENI SUTRI 100405016 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN DESEMBER 2014
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PEMBUATAN ETIL ASETAT DARI HASIL HIDROLISIS, FERMENTASI DAN ESTERIFIKASI KULIT PISANG KEPOK (Musa paradisiaca L.)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Desember 2014 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Medan, Dosen Pembimbing Dosen Penguji I Dosen Penguji II
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada : 1.
Kedua orang tua penulis, Kapten Inf. Suherman dan Fitri Agusmainur S.Pd yang tak hentinya memberikan doa dan dukungan baik moral maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
2. Seluruh keluarga besar penulis terutama adikku, Ridwan Sutri serta Amak, Nenek dan Kakek yang tak hentinya memberikan doa kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan motivasi yang luar biasa dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku koordinator penelitian dan dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini.
5. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini.
6. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU.
7. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia USU.
8. Ibu Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan MT sebagai Dosen Pembimbing Akademik.
9. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang sangat berharga dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.
10. Sari Liza Azura Nst sebagai partner atas kerjasamanya yang luar biasa selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
11. Sahabat terbaikku Sari Andhika Putri, Najla Annisa, Rahmadia Pratiwi dan Fitri Istislaam Zafmi yang telah banyak memberikan doa dan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi.
12. Sahabat sekaligus keluarga terbaik selama di Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara, khususnya semua 58 orang stambuk 2010 tanpa terkecuali yang telah banyak memberikan banyak dukungan, semangat, doa, pembelajaran hidup, dan kenangan tak terlupakan kepada penulis.
13. Seluruh mahasiswa Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara baik junior maupun senior yang telah banyak memberi sokongan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
14. Teman-teman dari Ikatan Mahasiswa Payakumbuh Limapuluh Kota
(IMAPALIKO) yang telah memberikan dukungan moril dan semangat kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Reni Sutri NIM : 100405016 Tempat, tanggal lahir :Tanjung Pati, 30 Januari 1993 Nama orang tua : Suherman dan
Fitri Agusmainur Alamat orang tua : Kompleks SMAN 1 Harau, Tanjung Pati, Kec. Harau, Kab. Limapuluh Kota, Sumatera Barat
Asal Sekolah: SDN 01 Koto Tuo tahun 1998-2004 SMP Islam Raudhatul Jannah tahun 2004 – 2007 SMAN 1 Payakumbuh 2007 – 2010 Beasiswa yang diperoleh: Beasiswa PPA tahun 2012 Universitas Sumatera Utara Beasiswa PPA tahun 2013 Universitas Sumatera Utara Beasiswa PT. Gas Negara tahun 2013/2014 Pengalaman Organisasi: 1.
Pemerintahan Mahasiswa (PEMA) FT USU periode 2010/2011 sebagai Staff Internal
2. Klub Kegiatan Kreatifitas Mahasiswa Islam (K3MI) Al-Hadiid FT USU periode 2011/2012 sebagai Bendahara Umum 3. Unit Kegiatan Mahasiswa Islam (UKMI) Ad-Dakwah Universitas
Sumatera Utara periode 2012 sebagai Staff Lembaga Mentoring Agama Islam (L-MAI) 4. Komisi Pemilihan Umum (KPU) FT USU periode 2012 sebagai
Sekretaris Umum 5. Klub Kegiatan Kreatifitas Mahasiswa Islam (K3MI) Al-Hadiid FT
USU periode 2012/2013 sebagai Sekretaris Departemen Kaderisasi 6. Covalen Study Grup (CSG) periode 2012/2013 sebagai Ketua Bidang
Keputrian 7. Ikatan Mahasiswa Payakumbuh Limapuluh Kota (IMAPALIKO) periode 2012/2013 sebagai Sekretaris Bidang Keanggotaan
8. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2013/2014 sebagai Staff Hubungan Masyarakat 9. Ikatan Mahasiswa Payakumbuh Limapuluh Kota (IMAPALIKO) tahun 2010-sekarang sebagai anggota
10. Forum Silaturahmi Lembaga Dakwah Kampus Teknik (FSLDKT) tahun 2012-sekarang sebagai anggota
ABSTRAK
Etil asetat merupakan bahan baku dalam pembuatan essence yang umumnya
diperoleh dari hasil reaksi esterifikasi antara etanol dan asam asetat. Etanol dapat dibuat dari kulit pisang yang merupakan limbah melalui proses hidrolisis dan fermentasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memanfaatkan limbah kulit kepok pisang untuk menghasilkan etil asetat. Variasi yang dilakukan dalam percobaan ini adalah perbandingan bahan baku dan air 1:4; 1:7; 1:10 dan suhu o o o hidrolisis 50C, 60
C, 70
C. Limbah kulit pisang ini dikerok, dikeringkan dan dihaluskan untuk membuat tepung kulit pisang. Tepung kulit pisang kepok mempunyai kadar karbohidrat sebesar 84,71% (b/b). Tepung kulit pisang dihidrolisis dengan air dan katalis asam klorida selama 180 menit. Hasil hidrolisis dif
ermentasi pada suhu ruangan dengan menggunakan ragi instan ‘Fermipan’
selama 24 jam dan selanjutnya didistilasi. Hasil distilasi diesterifikasi dengan o asam asetat dan katalis asam klorida selama 15 menit pada suhu 60C. Pada
kondisi terbaik diperoleh yield maksimum dari etil asetat adalah 82,7% yang
didapat dengan menggunakan perbandingan bahan baku dan air = 1:10 dan suhu o hidrolisis 60C. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini menunjukkan bahwa
kulit pisang kepok dapat digunakan sebagai bahan baku berbiaya murah untuk
memproduksi etil asetat. Kata kunci: etil asetat, kulit pisang kapok, hidrolisis, fermentasi, esterifikasiABSTRACT
Ethyl acetate is a raw material in essence making which is obtained from esterification reaction between ethanol and acetic acid. Ethanol can be produced from banana peel waste through hydrolysis and fermentation process. The objective of the study was to use ‘kepok’ banana peel waste to produce ethyl acetate. The variation in this experiment were the ratio of banana powder and
o
water 1:4 ; 1: 7 ; 1:10 and hydrolysis temperature 50, 60 and 70
C. The banana peel waste was scraped, dried and mashed to produce banana peel powder. The
contain of ‘Kepok’ banana peel powder is 84,71% carbohydrate. The banana peel
powder was hydrolyzed by water and chloride acid as catalyst for 180 minutes.The hydrolysis product was fermented in room temperature using instant yeast ‘Fermipan’ for 24 hours and then was distilled. The distillation product was esterified with acetic acid and chloride acid as catalyst within 15 minutes with o temperature 60
C. In the best condition, the maximum yield was obtained 74.21%
o from the ratio of banana powder and water 1:10 and hydrolysis temperature 60 C.
The result from this experiments s how that ‘kepok’ banana waste can be used as low cost raw material to produce ethyl acetate.
Keywords: ethyl acetate, ‘kepok’ banana peel, hydrolisys, fermentation, esterification
DAFTAR ISI
9
2.2 ETIL ASETAT (CH
3 COOC
2 H
5
)
8
2.2.1 Karakteristik Asam Asetat
8
2.2.2 Kegunaan Etil Asetat
2.2.3 Pembuatan Etil Asetat
2.1 KULIT PISANG KEPOK (Musa paradisiacal L.)
9
2.3 ETANOL
12
2.3.1 Karakteristik Etanol
13
2.3.2 Hidrolisis
13
2.3.3 Fermentasi
15
7
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DAFTAR SIMBOL xviii
DEDIKASI iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
DAFTAR SINGKATAN xvii
BAB I PENDAHULUAN
5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
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
7
2.4 ANALISIS EKONOMI
34
32
4.1 ANALISIS KARBOHIDRAT TEPUNG KULIT PISANG KEPOK
33
4.2 PENGARUH VARIABEL PERCOBAAN
34
4.2.1 Pengaruh Perbandingan Bahan Baku Terhadap Kadar Etil Asetat Terbentuk
4.2.2 Pengaruh Perbandingan Bahan Baku Terhadap
3.5.2 Flowchart Analisis
Yield Etil Asetat Terbentuk
35
4.2.3 Pengaruh Suhu Hidrolisis Terhadap Yield Etil Asetat Terbentuk
36
4.3 ETIL ASETAT TERBANYAK
38 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
39 DAFTAR PUSTAKA
30 BAB IV HASIL PEMBAHASAN
26
18 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
19
19
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
19
3.2 BAHAN
19
3.3 PERALATAN
3.4 PROSEDUR
3.5.1 Flowchart Penelitian
21
3.4.1 Prosedur Penelitian
21
3.4.2 Prosedur Analisis
22
3.5 FLOWCHART
26
40
DAFTAR GAMBAR
30 Gambar 3.6 Flowchart Analisis Densitas
47 Gambar L2.4 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:10
o
46 Gambar L2.3 Hasil Analisa GC Etanol Pada Distilat Dengan Kondisi Suhu Hidrolisis 60
46 Gambar L2.2 Hasil Analisis Glukosa Pada Hidrolisat
36 Gambar L2.1 Hasil Analisis Pati Kulit Pisang Kepok
36 Gambar 4.4 Hubungan Suhu Terhadap Yield Etil Asetat yang Terbentuk
35 Gambar 4.3 Reaksi Hidrolisis Pati dengan Air
34 Gambar 4.2 Hubungan Perbandingan Bahan Baku Terhadap Yield Etil Asetat yang Terbentuk
32 Gambar 4.1 Hubungan Perbandingan Bahan Baku Terhadap Kadar Etil Asetat yang Terbentuk
31 Gambar 3.7 Flowchart Analisis Viskositas
29 Gambar 3.5 Flowchart Analisis Kandungan Karbohidrat dalam Tepung Kulit Pisang Kepok
Halaman
28 Gambar 3.4 Flowchart Proses Esterifikasi
27 Gambar 3.3 Flowchart Proses Fermentasi
26 Gambar 3.2 Flowchart Hidrolisis Tepung Kulit Pisang
17 Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku Tepung Kulit Pisang
17 Gambar 2.7 Reaksi Penguraian Glukosa
15 Gambar 2.6 Saccharomyces Cerevisiae
14 Gambar 2.5 Reaksi Proses Fermentasi
12 Gambar 2.4 Reaksi Hidrolisis Pati
10 Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Dehidrogenasi Hidrogen
8 Gambar 2.2 Reaksi Esterfikasi
Gambar 2.1 Pisang Kepok47 Hidrolisis 50
o
58 Gambar L4.5 Foto Kulit Pisang Setelah Diayak
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:10
51 Gambar L2.13 Hasil Analisis GC Etil Asetat Standard
52 Gambar L4.1 Foto Kulit Pisang Kepok
57 Gambar L4.2 Foto Kulit Pisang Setelah Dikerok
57 Gambar L4.3 Foto Kulit Pisang Setelah Dikeringkan
57 Gambar L4.4 Foto Kulit Pisang Setelah Diblender
58 Gambar L4.6 Foto Rangkaian Alat Hidrolisis
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:10
58 Gambar L4.7 Foto Proses Penyaringan
59 Gambar L4.8 Foto Hidrolisat Hasil Saringan
59 Gambar L4.9 Foto Pengaturan pH Hidrolisat dengan NaOH
59 Gambar L4.10 Foto Penambahan Ragi Pada Hidrolisat
60 Gambar L4.11 Foto Proses Pengadukan
60 Gambar L4.12 Foto Setelah Proses Pengadukan
60 Gambar L4.13 Foto Rangkaian Alat Esterifikasi
61 Gambar L4.14 Foto Hasil Esterifikasi
51 Gambar L2.12 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 70
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:4 Gambar L2.5 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:7
Hidrolisis 60
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:4
48 Gambar L2.6 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 70
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:4
48 Gambar L2.7 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 50
o
49 Gambar L2.8 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 60
50 Gambar L2.11 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 60
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:7
49 Gambar L2.9 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 70
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:7
50 Gambar L2.10 Hasil Analisis GC Etil Asetat Pada Kondisi Suhu Hidrolisis 50
o
C dan Perbandingan Bahan Baku 1:10
61 Gambar L4.15 Foto Analisis Densitas
62 Gambar L4.16 Foto Analisis Viskositas
62 Gambar L4.17 Foto Etil Asetat
62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Mengenai Hidrolisis2 Tabel 2.1 Komposisi Kulit Pisan Kepok
8 Tabel 2.2 Perbandingan Penggunaan Katalis Asam dan Enzim Dalam Hidolisis
14 Tabel 2.3 Perhitungan Biaya Pembelian Bahan Baku
18 Tabel 2.4 Perhitungan Biaya Kebutuhan Listrik
19 Tabel 3.1 Rancangan Percobaan
20 Tabel 3.2 Program Pengatur GC
23 Tabel L1.1 Data Kemurnian Etil Asetat
44 Tabel L1.2 Data Volume Etil Asetat
44 Tabel L1.3 Data Yield Etil Asetat
45 Tabel L3.1 Jumlah Asam Klorida Sebagai Katalis
53