Pengaruh Suhu dan Volume Starter Dalam Pembuatan Bioetanol Dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr)

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

SKRIPSI

Oleh

GUSTI HANDAYANI
110405007

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI 2016

Universitas Sumatera Utara

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


SKRIPSI

Oleh

GUSTI HANDAYANI
110405007

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 panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan
Skripsi dengan judul “Pengaruh Suhu dan Volume Starter 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 segar untuk menghasilkan
bioetanol melalui proses fermentasi. Tujuannya adalah untuk meningkatkan nilai
ekonomi dari nira aren yang berpotensi untuk dijadikan bahan bakar nabati karena
memiliki kandungan gula yang tinggi. Oleh karena itu, penulis berpikir untuk
melakukan penelitian ini untuk dapat menghasilkan yield etanol terbaik dengan
kondisi yang berbeda.


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. Ir. Netti Herlina, M.T. selaku Dosen Pembimbing yang telah
membimbing penulis dari penentuan judul, penelitian dan penyusunan
laporan.
2. Ir. Renita Manurung, M.Sc. selaku Koordinator Penelitian dan Skripsi.
3. Dr. Eng. Irvan, M.Si. sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
4. Dr. Ir. Fatimah, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU.
5. Dr. Ir. Iriany, M.Si. selaku Dosen Penguji I.
6. Dr. Maya Sarah, S.T.,M.T. selaku dosen penguji II.
7. Seluruh staf Dosen Teknik Kimia USU, yang telah mendidik dan
membagikan ilmu kepada penulis.
8. Pegawai Departemen Teknik Kimia USU, yang telah membantu penulis
dalam hal administrasi selama kuliah.

iv
Universitas Sumatera Utara

9. Rekan mahasiswa Teknik Kimia USU, terutama kepada seluruh angkatan

2011 yang telah membantu dan mendukung penulis hingga menyelesaikan
skripsi ini.

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,

2016

Penulis
Gusti Handayani

v
Universitas Sumatera Utara

DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua penulis.


Abdul Luis
Yusnani

Sebagai tanda bakti, hormat dan terimakasih telah mendidik mendoakan
dan membimbing penulis dengan cinta dan kasih

vi
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: Gusti Handayani
NIM: 110405007
Tempat/Tgl. Lahir: Tg. Balai Karimun, 12 Agustus 1992
Nama orang tua: Abdul Luis
Alamat orang tua:
Padang Pariaman, Sumatera Barat

Asal Sekolah
 SD Negeri 001 Batam, tahun 1999-2005

 SMP Negeri 3 Batam, tahun 2005-2008
 SMA Negeri 1 Batam, tahun 2008-2011
Pengalaman Organisasi/ Kerja:
1. Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2014-2015
2. Pengurus Covalen Study Group (CSG) periode 2013-2014
3. Kerja Praktek di PT Ecogreen Oleochemicals Batam Tahun 2014
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:
1. Jurnal Teknik Kimia (Pengaruh Suhu dan Volume Starter dalam Pembuatan Bioetanol
dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr)
Beasiswa yang Diperoleh:
1. PPA 2011/2012
2. Beasiswa KEPRI 2012/1013
3. Beasiswa KEPRI 2013/1014

vii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan volume starter
terhadap kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan dari nira Aren (Arenga pinnata

Merr). Biokatalis yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae. Variabelvariabel yang diamati antara lain suhu dan volume starter pada proses fermentasi
secara anaerobik. Penelitian ini diawali dengan persiapan pembuatan starter
kemudian dilanjutkan dengan proses fermentasi. Hasil fermentasi kemudian
didistilasi pada temperatur 85 oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada suhu
rendah dengan penambahan volume starter maka kadar dan yield etanol yang
dihasilkan akan semakin tinggi hingga mencapai titik maksimum, yang diperoleh
pada suhu 32 oC dan volume starter 35% sebesar 43,3165 % (v/v) dan 38,1430 %.
Jika melebihi titik tersebut maka perubahan suhu dan penambahan volume starter
akan menurunkan kadar dan yield etanol yang dihasilkan.
Kata kunci : biokatalis, etanol, fermentasi, nira aren, Saccharomyces cerevisiae

viii
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
This research studies about determine the effect of temperature and volume of
starter on yield and concentration of bioethanol produced from nira Aren (Arenga
pinnata Merr). Biocatalyst used was Saccharomyces cerevisiae. The experimental
variables were temperature and volume of starter doing anaerobic fermentation
process. The experiment started with preparation of a starter followed by

fermentation process. The product obtained from distillation process at
temperature of 85 ° C. It can be conclude that high ethanol yield and concentration
obtained at low temperature with the addition of the starter, it will produce the
higher content and yield of ethanol until it reaches the maximum point, obtained
on the condition at a temperature of 32 ° C and 35% starter amounted to 43.3165%
(v / v) and 38.1430%. If it exceed that point, the changes of temperature and the
addition of starter will decrease the concentration and yield of ethanol produced.
Keywords : biocatalyst,
cerevisiae

ethanol, fermentation, palm juice,

Saccharomyces

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

DAFTAR SINGKATAN

xv

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

9

2.4 SACCHAROMYCES CEREVISIAE

10

2.5 PUPUK MAJEMUK (NPK)

10

2.6 POTENSI EKONOMI BIOETANOL DARI NIRA AREN

11

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

13

3.1 LOKASI PENELITIAN

13

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

13

3.2.1 Bahan

13

x
Universitas Sumatera Utara

3.2.2 Peralatan

13

3.3 PROSEDUR PENELITIAN

14

3.3.1 Prosedur Pembuatan Starter

14

3.3.2 Prosedur Fermentasi

14

3.3.3 Prosedur Analisis

15

3.3.3.1 Analisis Kadar Gula Nira Segar Dengan

15

Refraktometer
3.3.3.2 Analisis Densitas

15

3.3.3.3 Analisis Spesific Gravity dan API Gravity

16

3.3.3.4 Analisis Nilai Kalor

16

3.3.3.5 Analisis Kadar Bioetanol dengan Metode Densitas

16

3.3.3.6 Analisis Oksidasi K2Cr 2O 7 Terhadap Bioetanol

17

3.4 FLOWCHART PENELITIAN

18

3.4.1 Flowchart Pembuatan Starter

18

3.4.2 Flowchart Fermentasi

19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

20

4.1 HASIL ANALISIS KADAR GULA NIRA AREN

20

4.2 KARAKTERISASI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA
RED) ETANOL

20

4.3 HASIL ANALISIS ETANOL DENGAN REAKSI OKSIDASI
KALIUM DIKROMAT (K2Cr2O7)

21

4.4 PENGARUH SUHU DAN VOLUME STARTER TERHADAP
KADAR ETANOL

22

4.5 PENGARUH SUHU DAN VOLUME STARTER TERHADAP
YIELD ETANOL

24

4.6 PERBANDINGAN STANDAR BAKU MUTU BIOETANOL

25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

27

5.1 KESIMPULAN

27

5.2 SARAN

27

DAFTAR PUSTAKA

28

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1

Flowchart Pembuatan Starter

18

Gambar 3.2

Flowchart Proses Fermentasi

19

Gambar 4.1

Spektrum FTIR(Fourier Transform Infra Red) Etanol
Dari Nira Aren

Gambar 4.2

20

Perubahan Warna Pada Oksidasi Etanol Dengan
K2Cr2O7

Gambar 4.3

21

Grafik Pengaruh Suhu dan Volume Starter Terhadap
Kadar Etanol

Gambar 4.4

22

Grafik Pengaruh Suhu dan Volume Starter Terhadap
Yield Etanol

24

Gambar L3.1

Nira Segar

40

Gambar L3.2

Hasil Pembacaan Refraktometer untuk Kadar Gula
40

Nira Segar
Gambar L3.3

Proses Fermentasi a. Saccharomyces cerevisiae
b.Starter c. Hasil Fermentasi

41

Gambar L3.4

Proses Distilasi

41

Gambar L3.5

Foto Analisis Oksidasi K2Cr2O7 Terhadap Bioetanol
a. Kalium Dikromat b. Kalium Dikromat + Etanol

42

xii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1

Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan
Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan
Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae

3

Tabel 2.1

Sifat Fisika dan Sifat Kimia Etanol

8

Tabel 3.1

Konversi Berat Jenis - Kadar Etanol

16

Tabel 4.1

Standar Etanol Nabati

25

Tabel 4.2

Syarat Mutu Bioetanol Bahan Bakar

26

Tabel L1.1 Hasil Analisis Perolehan Bioetanol

35

xiii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Data Percobaan

35

Lampiran 2 Contoh Perhitungan

36

2.1

Densitas Bioetanol

36

2.2

Kadar Bioetanol Berdasarkan Densitas

36

2.3

Yield Bioetanol

37

2.4

Specific Gravity dan API Gravity Bioetanol

37

2.5

Nilai Kalor Bioetanol

38

2.6

Analisis Ekonomi

38

Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian

40

3.1

Foto Bahan Baku Nira Segar

40

3.2

Foto Analisis Kadar Gula Nira Segar Dengan
Refraktometer

40

3.3

Foto Proses Fermentasi

41

3.4

Foto Proses Distilasi

41

3.5

Foto Analisis Oksidasi K2Cr2O7 Terhadap Bioetanol

42

xiv
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN
API

American Petroleum Institute

FTIR

Fourier Transform Infra Red

GC

Gas Chromatography

HPLC

High Performance Liquid Chromatography

NK

Nilai Kalor

NPK

Nitrogen Posfor Kalium

SG

Specific Gravity

xv
Universitas Sumatera Utara