Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap Bioetanol dari Biji Durian
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Ketersediaan energi merupakan syarat mutlak khususnya dalam pelaksanaan
pembangunan nasional baik pada saat ini maupun masa yang akan datang, guna
menjamin pemenuhan pasokan energi yang merupakan tantangan utama bagi bangsa
Indonesia. Kebutuhan energi umumnya didominasi oleh energi fosil seperti minyak
bumi, gas bumi dan batu bara. Sumber energi fosil ini merupakan sumber energi
yang terbatas yang memerlukan antisipasi untuk mengurangi ketergantungan
terhadap energi tersebut [26].
Sudah saatnya Indonesia mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
fosil dengan mengembangkan sumber energi alternatif terbarukan. Bioenergi
(biofuel) dirasa cocok untuk mengatasi masalah energi karena beberapa
kelebihannya. Kelebihan bioenergi, selain bisa diperbarui, adalah bersifat ramah
lingkungan, dapat terurai, mampu mengeliminasi efek rumah kaca dan kontinuitas
bahan bakunya terjamin [12].
Salah satu alternatif
pengganti bahan bakar fosil adalah dengan bioenergi
seperti bioetanol. Bioetanol adalah bahan bakar nabati yang tak pernah habis selama
mentari masih memancarkan sinarnya, air tersedia, oksigen berlimpah dan kita mau
melakukan budidaya pertanian. Sumber bioetanol dapat berupa singkong, ubi jalar,
tebu, jagung, sorgum biji, sorgum manis, sagu, aren, nipah, lontar, kelapa dan padi
[18].
Sebagai bahan pensubsidi motor bensin, bioetanol dapat diaplikasikan dalam
bentuk bauran dengan minyak bensin , misalnya gasohol E10 atau E100 sebagai
bahan bakar. Penggunaan E100 membutuhkan modifikasi mesin mobil. Brasil telah
sukses mengembangkan bioetanol sebagai bahan bakar alternatif pensubsidi bensin.
Bioetanol merupakan etanol yang terbuat dari tanaman yang mengandung pati, gula
dan tanaman berselulosa lainnya. Indonesia sangat kaya akan bahan mentah untuk
memproduksi bioetanol. Indonesia memiliki banyak tanaman yang berpotensi
menghasilkan nira bergula, tanaman berpati, ataupun tanaman berselulosa [12].
1
Universitas Sumatera Utara
Alasan penulis menggunakan biji durian sebagai bahan baku dalam
pembuatan etanol karena biji durian merupakan salah satu sumber pati yang mudah
diperoleh dan terus menerus dikembangkan. Pati merupakan senyawa karbohidrat
yang komplek yang dapat diubah menjadi alkohol. Menurut Indraswari (2003) biji
durian mengandung kadar amilum yang cukup tinggi yakni sebesar 43,6 % dari
bobot totalnya. Ini merupakan angka yang potensial guna pengolahan amilum
menjadi etanol. Amilum yang berbentuk polisakarida dapat dihidrolisis menjadi
glukosa dalam kadar yang tinggi melalui pemanasan. Glukosa inilah yang
selanjutnya difermentasi untuk menghasilkan etanol. Selain itu, biji durian
merupakan hasil samping dari buah durian itu sendiri yang belum dimanfaatkan
secara maksimal.
Dari penelitian yang dilakukan Nurfiana, dkk pada tahun 2009 [10] selain
tidak menyebutkan kadar etanol yang dihasilkan, penelitian tersebut juga melakukan
hidrolisis biji durian hanya dengan pemanasan tanpa penambahan katalis. Agar kadar
etanol yang dihasilkan optimal, biji durian (setelah dikukus) dan yeast
Saccharomyces cerevisiae (merk “DK”) yang digunakan memiliki perbandingan
25:1. Produksi bioetanol dengan bantuan mikroba dipengaruhi oleh kadar glukosa
sebagai substrat dan kondisi lingkungan proses fermentasi seperti suhu dan pH.
Peneliti terdahulu juga membuat bioetanol dengan menggunakan bahan baku
berpati (mengandung karbohidrat) dengan variasi jumlah ragi antara lain :
1. Elly Prasetyo (2011) [17] menggunakan biji durian sebagai bahan baku
bioetanol dan melalui tahap hidrolisis asam sulfat (H2SO4 0,03M)
menghasilkan rendemen bioetanol sebesar 5,8% kadar bioetanol 99,21%
dengan konsentrasi ragi 9% dan lama fermentasi 4 hari.
2. Joi Saputra (2011) [22] menggunakan kimpul sebagai bahan baku
bioetanol dan melalui tahap hidrolisis enzim (enzim alfa amilase)
menghasilkan kadar bioetanol 41% dengan konsentrasi ragi 7% dan lama
fermentasi 4 hari.
Berdasarkan hal tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk menghidrolisis
biji durian menggunakan katalis asam klorida, dengan variasi ragi S.cerevisiae dan
waktu serta mengatur pH fermentasi untuk mengetahui kadar etanol yang dihasilkan.
2
Universitas Sumatera Utara
1.2 PERUMUSAN MASALAH
1.
Apakah ragi tape dapat digunakan secara langsung tanpa mengisolasi
Saccharomyces cerevisiae terlebih dahulu dalam pembuatan bioetanol dari
fermentasi glukosa hasil hidrolisis tepung biji durian dengan HCl 1 M.
2.
Bagaimana pengaruh konsentrasi ragi dan lama waktu fermentasi terhadap
kadar bioetanol yang dihasilkan.
1.3
1.
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk:
Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi ragi dan lama waktu fermentasi
terhadap kadar bioetanol yang diperoleh
2.
Untuk memanfaatkan limbah biji durian menjadi suatu produk yang bernilai
ekonomi.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
Adapun hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi khususnya
kepada masyarakat tentang bagaimana kualitas bioetanol yang dihasilkan dari proses
fermentasi biji durian sebagai bahan akar alternatif dan juga dapat menjadi salah satu
solusi dalam penanganan limbah biji durian yang selama ini hanya dibuang begitu
saja khususnya di wilayah Sumatera Utara agar lebih bernilai guna
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Ruang lingkup penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknik
Kimia, Fakutas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Bahan-bahan yang
digunakan antara lain biji durian yang diperoleh dari pedagang durian yang berada di
jalan Jamin ginting, Padang bulan, Medan, tepung biji durian, asam klorida (HCl)
dan ragi (Saccharomyces Cerevisiae). Peralatan yang digunakan adalah rangkaian
alat fermentasi dan destilasi.
3
Universitas Sumatera Utara
Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi :
Variabel tetap
1.
Temperatur fermentasi 28-320C
2.
pH yang digunakan adalah pH optimum ragi yaitu 4,5
3.
massa tepung biji durian untuk tiap sampel 100 gr
4.
Konsentrasi HCl 1 M
Variabel berubah
1.
Konsentrasi ragi (3; 6; 9)%
2.
Lama fermentasi (24; 48; 72; 96) jam
Parameter uji yang dilakukan adalah
1.
Kadar alkohol setelah proses distilasi,
2.
Jumlah bioetanol,
3.
Densitas,
4.
Nilai kalor bioetanol.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Ketersediaan energi merupakan syarat mutlak khususnya dalam pelaksanaan
pembangunan nasional baik pada saat ini maupun masa yang akan datang, guna
menjamin pemenuhan pasokan energi yang merupakan tantangan utama bagi bangsa
Indonesia. Kebutuhan energi umumnya didominasi oleh energi fosil seperti minyak
bumi, gas bumi dan batu bara. Sumber energi fosil ini merupakan sumber energi
yang terbatas yang memerlukan antisipasi untuk mengurangi ketergantungan
terhadap energi tersebut [26].
Sudah saatnya Indonesia mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar
fosil dengan mengembangkan sumber energi alternatif terbarukan. Bioenergi
(biofuel) dirasa cocok untuk mengatasi masalah energi karena beberapa
kelebihannya. Kelebihan bioenergi, selain bisa diperbarui, adalah bersifat ramah
lingkungan, dapat terurai, mampu mengeliminasi efek rumah kaca dan kontinuitas
bahan bakunya terjamin [12].
Salah satu alternatif
pengganti bahan bakar fosil adalah dengan bioenergi
seperti bioetanol. Bioetanol adalah bahan bakar nabati yang tak pernah habis selama
mentari masih memancarkan sinarnya, air tersedia, oksigen berlimpah dan kita mau
melakukan budidaya pertanian. Sumber bioetanol dapat berupa singkong, ubi jalar,
tebu, jagung, sorgum biji, sorgum manis, sagu, aren, nipah, lontar, kelapa dan padi
[18].
Sebagai bahan pensubsidi motor bensin, bioetanol dapat diaplikasikan dalam
bentuk bauran dengan minyak bensin , misalnya gasohol E10 atau E100 sebagai
bahan bakar. Penggunaan E100 membutuhkan modifikasi mesin mobil. Brasil telah
sukses mengembangkan bioetanol sebagai bahan bakar alternatif pensubsidi bensin.
Bioetanol merupakan etanol yang terbuat dari tanaman yang mengandung pati, gula
dan tanaman berselulosa lainnya. Indonesia sangat kaya akan bahan mentah untuk
memproduksi bioetanol. Indonesia memiliki banyak tanaman yang berpotensi
menghasilkan nira bergula, tanaman berpati, ataupun tanaman berselulosa [12].
1
Universitas Sumatera Utara
Alasan penulis menggunakan biji durian sebagai bahan baku dalam
pembuatan etanol karena biji durian merupakan salah satu sumber pati yang mudah
diperoleh dan terus menerus dikembangkan. Pati merupakan senyawa karbohidrat
yang komplek yang dapat diubah menjadi alkohol. Menurut Indraswari (2003) biji
durian mengandung kadar amilum yang cukup tinggi yakni sebesar 43,6 % dari
bobot totalnya. Ini merupakan angka yang potensial guna pengolahan amilum
menjadi etanol. Amilum yang berbentuk polisakarida dapat dihidrolisis menjadi
glukosa dalam kadar yang tinggi melalui pemanasan. Glukosa inilah yang
selanjutnya difermentasi untuk menghasilkan etanol. Selain itu, biji durian
merupakan hasil samping dari buah durian itu sendiri yang belum dimanfaatkan
secara maksimal.
Dari penelitian yang dilakukan Nurfiana, dkk pada tahun 2009 [10] selain
tidak menyebutkan kadar etanol yang dihasilkan, penelitian tersebut juga melakukan
hidrolisis biji durian hanya dengan pemanasan tanpa penambahan katalis. Agar kadar
etanol yang dihasilkan optimal, biji durian (setelah dikukus) dan yeast
Saccharomyces cerevisiae (merk “DK”) yang digunakan memiliki perbandingan
25:1. Produksi bioetanol dengan bantuan mikroba dipengaruhi oleh kadar glukosa
sebagai substrat dan kondisi lingkungan proses fermentasi seperti suhu dan pH.
Peneliti terdahulu juga membuat bioetanol dengan menggunakan bahan baku
berpati (mengandung karbohidrat) dengan variasi jumlah ragi antara lain :
1. Elly Prasetyo (2011) [17] menggunakan biji durian sebagai bahan baku
bioetanol dan melalui tahap hidrolisis asam sulfat (H2SO4 0,03M)
menghasilkan rendemen bioetanol sebesar 5,8% kadar bioetanol 99,21%
dengan konsentrasi ragi 9% dan lama fermentasi 4 hari.
2. Joi Saputra (2011) [22] menggunakan kimpul sebagai bahan baku
bioetanol dan melalui tahap hidrolisis enzim (enzim alfa amilase)
menghasilkan kadar bioetanol 41% dengan konsentrasi ragi 7% dan lama
fermentasi 4 hari.
Berdasarkan hal tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk menghidrolisis
biji durian menggunakan katalis asam klorida, dengan variasi ragi S.cerevisiae dan
waktu serta mengatur pH fermentasi untuk mengetahui kadar etanol yang dihasilkan.
2
Universitas Sumatera Utara
1.2 PERUMUSAN MASALAH
1.
Apakah ragi tape dapat digunakan secara langsung tanpa mengisolasi
Saccharomyces cerevisiae terlebih dahulu dalam pembuatan bioetanol dari
fermentasi glukosa hasil hidrolisis tepung biji durian dengan HCl 1 M.
2.
Bagaimana pengaruh konsentrasi ragi dan lama waktu fermentasi terhadap
kadar bioetanol yang dihasilkan.
1.3
1.
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk:
Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi ragi dan lama waktu fermentasi
terhadap kadar bioetanol yang diperoleh
2.
Untuk memanfaatkan limbah biji durian menjadi suatu produk yang bernilai
ekonomi.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
Adapun hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi khususnya
kepada masyarakat tentang bagaimana kualitas bioetanol yang dihasilkan dari proses
fermentasi biji durian sebagai bahan akar alternatif dan juga dapat menjadi salah satu
solusi dalam penanganan limbah biji durian yang selama ini hanya dibuang begitu
saja khususnya di wilayah Sumatera Utara agar lebih bernilai guna
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Ruang lingkup penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknik
Kimia, Fakutas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Bahan-bahan yang
digunakan antara lain biji durian yang diperoleh dari pedagang durian yang berada di
jalan Jamin ginting, Padang bulan, Medan, tepung biji durian, asam klorida (HCl)
dan ragi (Saccharomyces Cerevisiae). Peralatan yang digunakan adalah rangkaian
alat fermentasi dan destilasi.
3
Universitas Sumatera Utara
Variabel-variabel yang diamati dalam penelitian ini meliputi :
Variabel tetap
1.
Temperatur fermentasi 28-320C
2.
pH yang digunakan adalah pH optimum ragi yaitu 4,5
3.
massa tepung biji durian untuk tiap sampel 100 gr
4.
Konsentrasi HCl 1 M
Variabel berubah
1.
Konsentrasi ragi (3; 6; 9)%
2.
Lama fermentasi (24; 48; 72; 96) jam
Parameter uji yang dilakukan adalah
1.
Kadar alkohol setelah proses distilasi,
2.
Jumlah bioetanol,
3.
Densitas,
4.
Nilai kalor bioetanol.
4
Universitas Sumatera Utara