USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA HID
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
HIDROLISIS DAUN API-API (Avecenia Alba) MENGGUNAKAN ENZIM
SELULASE UNTUK PRODUKSI BIOETANOL
BIDANG KEGIATAN:
PKM-P
Diusulkan oleh:
Syafiul Rofik
Elok Khofiyanida
Khoirun Nisa’ AlMaghfur
Laili Fitriya Luthfa
(093020030/
Thn2009 )
(113020048 /Thn
2011)
(113020051 /Thn
2011)
(123020064 / Thn
2012 )
2
UNIVERSITAS WAHID HASYIM
SEMARANG
2012
3
HALAMAN PENGESAHAN
PROGRAM PENELITIAN INOVATIF MAHASISWA
1. Judul Kegiatan
: Hidrolisis Daun Api-Api
(Avecenia Alba) Menggunakan
Enzim Selulase Untuk Produksi
Bioetanol
2. Bidang Kegiatan
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
b. NIM
c. Jurusan
d. Universitas/Institut/Polit
eknik
: (√ ) PKMP
( ) PKMT
() PKMK
() PKMM
: Syafiul Rofik
: 093020030
: Teknik Kimia
:Universitas Wahid Hasyim
Semareang (UNWAHAS)
e. Alamat
Rumah/No :Ds. Purworejo,
Telp,HP
Kab.Demak59552 /
085727990463
f. Alamat E-mail
: rofikimia@gmail.com
4. Anggota
Pelaksana : 3 (tiga) orang
Kegiatan
5. Dosen Pendamping
: Indah Riwayati, ST., MT.
a. Nama
Lengkap dan : 19790305 200501 2 002
Gelar
:Ds. Jambearum Rt. 03 Rw.
b. NIP
03Patebon Kendal /
c. Alamat Rumah/No
08157772615
Telp,HP
6. Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
b. Sumber lain
7. Jangka Waktu Pelaksanaan
: Rp. 12.373.500,:: 5 (Lima) bulan
Semarang, 28 Oktober 2012
Menyetujui
Wakil Dekan Fakultas Teknik
Ketua Pelaksana Kegiatan
Rita Dwi Ratnani,ST., M.Eng.
NPP. 05.01.1.0067
Syafiul Rofik
NIM. 093020030
4
Wakil Rektor Bidang
Kemahasiswaan
Hj. Tri Handayani, SH., MH.
NPP. 08.00.2.0017
Dosen Pembimbing,
Indah Riwayati, ST., MT.
NIDN. 0005037902
DAFTAR ISI
ii
HALAMAN KULIT MUKA
..............................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN
..............................................................................................
ii
DAFTAR ISI
..............................................................................................
iii
LATAR BELAKANG MASALAH
..............................................................................................
1
PERUMUSAN MASALAH
..............................................................................................
3
TUJUAN
..............................................................................................
3
LUARAN YANG DIHARAPKAN
..............................................................................................
3
KEGUNAAN
..............................................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA
..............................................................................................
4
1. Bioetanol
.....................................................................................
4
5
2. Daun Api-api (Avicennia Alba)
............................................................................................................
4
3. Hidrolisa
............................................................................................................
6
4. Fermentasi
.....................................................................................
7
METODE PELAKSANAAN
..............................................................................................
8
1. Lokasi dan waktu penelitian
............................................................................................................
8
2. Bahan dan Alat yang Digunakan
.....................................................................................
8
3. Prosedur Percobaan
.....................................................................................
8
Tahap Persiapan
................................................................................
8
Tahap Hidrolisa
................................................................................
9
Tahap Fermentasi
................................................................................
9
Tahap Pengolahan Data
................................................................................
10
JADWAL KEGIATAN
..............................................................................................
10
RANCANGAN BIAYA
..............................................................................................
10
6
DAFTAR PUSTAKA
..............................................................................................
12
LAMPIRAN
..............................................................................................
13
iii
1
A. LATAR BELAKANG MASALAH
B. Dewasa
ini
masalah keterbatasan
Bahan
Bakar
Minyak (BBM) di dunia terjadi karena bahan baku yang
berasal dari fosil sudah mulai habis. Semakin berkurangnya
sumber bahan bakar minyak di Indonesia sedangkan laju
penggunaannya
pemerintah
semakin
harus
meningkat
memangkas
mengakibatkan
subsidi
BBM.
Selain
pemangkasan subsidi BBM, pemerintah juga melakukan
langkah-langkah penghematan energi dan mencari sumbersumber energi baru untuk menggantikan minyak bumi.
Karena itu pemerintah mengeluarkan Perpres No. 5 Tahun
2006
tentang
Kebijakan
Energi
Nasional,
dimana
pemanfaatan BBN (biofuel) ditargetkan 2% pada tahun 2010
dan 5% pada 2025. Untuk mengurangi konsumsi BBM jenis
bensin,
dapat
dilakukan
dengan
menambahkan
10%
bioetanol atau sering disebut E-10. Bioetanol dapat dengan
mudah diproduksi dari bahan bergula, berpati dan berserat.
Salah satu bahan berserat yang berpotensi untuk pembuatan
etanol yaitu adalah daun Api-api. Pohon Api-api adalah salah satu
jenis bakau, yang komunitas hidupnya dipinggir pesisir pantai, daratan, dan pinggir
sungai, dari pohon tersebut diambil daunya mengingat daun kandungan
proximate daun api-api dapat dilihat tabel 1.
C. Tabel 1. Analisa Proximate Daun Api-api
2
D.
E. Sumber: prosedding seminar hasil penelitian IPB (Cahyo, 2009)
F. Api-api
mengandung
banyak
karbohidrat
yaitu
sekitar 69,63 % bb, karbohidrat daun berasal dari selusase
dengan cara hidrolisa menggunakan enzim. Daun api-api
sangat melimpah didaerah pesisir biasanya masyarakat
sekitar hanya dibuang diambil kayunya sebagai bahan kayu
bakar
sedangkan
daunya
dimanfaatkan pun sebagai
dibuang
begitu
saja
kalau
campuran pakan ternak. Daun
Api-api merupakan salah satu sumber bioetanol dari bahan
berserat. Daun Api-api bisa berpotensi untuk diproduksi
menjadi bioetanol yang digunakan sebagai pengganti bahan
bakar minyak. Adapun Daun Api-api merupakan daun dari
tanaman mangrove yang memiliki kandungan serat yang
dapat
digunakan
pembuatan
sebagai
bioetanol
dari
sumber
daun
energi.
api-api
Teknologi
melalui
proses
hidrolisa asam dan enzimatis merupakan suatu alternatif
3
dalam rangka mendukung program pemerintah tentang
penyediaan bahan bakar non migas yang terbarukan yaitu
BBN ( bahan bakar nabati ) sebagai pengganti bensin,
sehingga
perlu
dilakukan
penelitian
tentang
proses
pembuatan bioetanol dari daun api-api melalui proses hirolisa
asam dan enzimatis yang berkualitas baik dan ramah
lingkungan.
G. Pembuatan bioetanol dari daun api-api melalui dua
tahap yaitu proses hidrolisa asam yang kemudian dilanjutkan
dengan proses fermentasi. Proses hidrolisa dilakukan untuk
mengubah selulosa dari daun api-api menjadi glukosa.
Hidrolisa dengan asam akan memutuskan ikatan polisakarida
dan sekaligus memasukkan elemen H2O. Fermentasi alkohol
merupakan proses pembuatan alkohol dengan memanfaatkan
aktivitas yeast (Saccharomyces cerevisiae). Proses fermentasi
etanol ini dilakukan secara anaerob, yaitu mengubah glukosa
menjadi
alkohol
tanpa
adanya
oksigen
tetapi
dalam
pembuatan starter dibutuhkan suasana aerob dimana oksigen
diperlukan untuk pembiakan sel.
H. RUMUSAN MASALAH
I. Berdasarkan uraian di atas, permasalahan yang timbul gagasan
untuk melakukan penelitian mengenai pembuatan bioetanol dari daun api-api
adalah bagaimana cara membuat bioetanol dari daun api-api melalui
proses hirolisa secara enzimatis sebagai bioetanol. Hidrolisa
dipengaruhi
oleh
beberapa
variabel
diantaranya
untuk
enzimatis adalah rasio substrat-enzim, Ph, suhu dan waktu
reaksi. Oleh karena itu diperlukan suatu penelitian untuk
memperoleh
kondisi
optimum
proses
hidrolisa
selulosa
4
enzimatis
untuk
menghasilkan
glukosa
yang
akan
dipergunakan untuk fermentasi bioetanol.
J. TUJUAN
K. Tujuan
penelitian
ini
secara
umum
untuk
menghasilkan bioetanol dari daun api-api melalui proses
enzimatis sebagai bahan bakar terbarukan dan ramah
lingkungan. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk
menentukan
variabelyang
berpengaruh
terhadap
proses
hidrolisa enzimatis, optimasi proses dari variabel yang paling
berpengaruh
fermentasi
sertamenentukan
optimum
pada
variabel
proses
lama
waktu
fermentasi
untuk
mendapatkan bioetanol dari daun api-api.
L. LUARAN
M. Kajian tentang pemanfaatan daun Api-api (Avicennia Alba)
sebagai Bioetanol yang dapat dimanfaatkan untuk pengganti bahan bakar fosil
yang kondisi saat ini semakin hari semakin berkurang. Dan Artikel ilmiahnya
akan diterbitkan pada jurnal momentum milik Universitas Wahid Hasyim
Semarang.
N. KEGUNAAN
O. Dari penelitian ini diharapkan adalah sebagai berikut:
1. Bioetanol
dari daun api-api diharapkan mampu menjadi
alternatif bahan bakar terbarukan menggantikan bahan
bakar fosil karena bioetanol merupakan salah satu bahan
bakar yan terbarukan.
2. Bagi mahasiswa yaitu mendapatkan ilmu pengetahuan tentang bagaimana
membuat bioetanol dari daun api-api.
5
3.
Bagi masyarakat yaitu dapat mengetahui dan memanfaatkan bahwa
daun api-api selain sebagai tambahan pakan ternak juga dapat digunakan
untuk pembuatan bioetanol.
P. TINJAUAN PUSTAKA
1. Bioetanol
Q.
Bioethanol adalah ethanol yang bahan utamanya dari
tumbuhan dan umumnya menggunakan proses farmentasi. Ethanol atau
ethyl alkohol C2H5OH berupa cairan bening tak berwarna, terurai secara
biologis (biodegradable), toksisitas rendah dan tidak menimbulkan
polusi udara yg besar bila bocor.Ethanol yg terbakar menghasilkan
karbondioksida (CO2) dan air.Ethanol adalah bahan bakar beroktan
tinggi dan dapat menggantikan timbal sebagai peningkat nilai oktan
dalam bensin. Dengan mencampur ethanol dengan bensin, akan
mengoksigenasi campuran bahan bakar sehingga dapat terbakar lebih
sempurna
dan
mengurangi
emisi
gas
buang
(seperti
karbonmonoksida/CO).
R.
2. Daun Api-api (Avicennia Alba)
S.
Pohon api-api biasa adalah salah satu jenis bakau, yang
komunitas hidupnya dipinggir pesisir pantai, daratan, dan pinggir sungai.
Nama latinnya ialah
AvicenniaAlba.Pohon api-api adalah salah satu
tumbuhan yang hidup dipinggir laut yang dapat berfungsi menangkis
ombak dari lautan,karena komunitasya yang banyak dan cepat tumbuh
penduduk sekitar memanfaatkannya sebagai kayu bakar.
T.
Klasifikasi dari Avicennia Alba( Api-api Putih ) adalah
kingdom: plantae, divisi: magnoliophyta, kelas: magnoliopsida, ordo:
lamiales, family: acanthaceae, genus: avicennia, species: avicennia
alba.Daerah-daerah di Indonesia banyak terdapat bermacam-macam jenis
pohon Api-api yaitu pai, sia sia putih, pejapi, dan nyapi.Sedangkan di
Jawa adalah bernama kibalanak yang terdapat di Sunda, api-api brayu,
api-api kacang dan bogem terdapat di Jawa timur dan pe-ape terdapat di
Madura.Pohon itu bisa tumbuh di rawa-rawa air tawar, tepi pantai
6
berlumpur, daerah mangrove, hingga di substrat yang berkadar garam
sangat tinggi.Ketinggian pohon bisa mencapai sekitar30 meter.
U.
W.
V.
Gambar 1. Pohon api-api
habitat ditepi pantai berlumpur
Z.
X.
Gambar 2. Pohon api-api
habitat dirawa
Y.
Di Indonesia, api-api memiliki sejumlah nama, di antaranya
mangi-mangi, sia-sia, boak, koak, merahu, pejapi, papi, atau nyapi. Pada
gambar 1 dan 2 dapat dilihat pohon api-api yang tumbuh di tepi pantai
berlumpur dan pohon api-api yang tumbuh di rawa-rawa.
AA.
BB.
CC.
DD.
EE.
Gambar 3. Daun api-api
Pada tumbuhan ini mempunyai daun tunggal, bertangkai,
berhadapan, bertepi rata, berujung runcing atau membulat; helai daun
seperti kulit, hijau mengkilap di atas, abu-abu atau keputihan di sisi
bawahnya, sering dengan kristal garam yang terasa asin (Ini adalah
7
kelebihan garam yang dibuang oleh tumbuhan tersebut); pertulangan
daun umumnya tak begitu jelas terlihat. Kuncup daun terletak pada lekuk
pasangan tangkai daun teratas. Bentuk daun elliptical-lanceolata atau
ovate-elliptica panjang = 7 cm, lebar =4 cm.
3. Hidrolisa
FF. Hidrolisa adalah proses antara
reaktan
dengan
menggunakan air ditambah enzim selulase supaya suatu persenyawaan
pecah atau terurai.Glukosa memiliki 6 atom karbon di dalam rantai
molekulnya dan merupakan monosakarida yang paling banyak terdapat
di alam sebagai produk fotosintesa.Dalam bentuk bebas terdapat dalam
buah – buahan, tumbuh – tumbuhan, madu, darah dan cairan tubuh
binatang.Dalam
bentuk
ikatan
terdapat
sebagai
disakarida
dan
polisakarida di dalam tumbuhan.Glukosa juga dapat dihasilkan melalui
polisakarida atau disakarida, baik dengan enzim maupun asam
(Rhardiyan, 2006).Reaksi hidrolisa yaitu :
GG.
hidrolisa
HH. (C6H10O5)n+ n H2O + Selulase
n C6H12O6
II. Selulosa + Air
+ Enzim
Glukosa
JJ.
KK. Pemecahan selulosa yang kompleks menjadi molekul
monosakarida mudah dilakukan dalam laboratorium dengan mendidihkan
larutan atau suspensi karbohidrat dengan larutan yang ditambah dengan
enzim selulase. Selulase merupakan enzim kompleks yang terdiri dari
eksobiohidrolase atau eksobiohidrolase, endoselulase atau endo-β -1,4glukanase dan β-glukosidase atau selobiase. Ekso-β-1,4 glukanase atau
selobiohidrolase bekerja dengan cara melepas unit-unit selobiosa dari
ujung rantai selulosa. Aktivitasnya sangat tinggi pada selulosa kristal
tetapi sangat rendah pada selulosa amorf. Endo-β-1,4-glukanase mampu
menghidrolisis selulosa secara acak menghasilkan selodextrin, selobiosa
dan glukosa. Enzim ini sangat aktif memutus ikatan selulosa yang dapat
larut (amorf) seperti karboksil metil selulosa (CMC).Enzim β-1,4-
8
glukosidase atau selobiase dapat menghidrolisis selobiosa dan selooligomer pendek lainnya untuk menghasilkan glukosa.
4. Fermentasi
LL. Proses fermentasi sering didefinisikan sebagai
proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secara
aerobik, yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang
dapat dipecah dalam proses fermentasi terutama adalah
karbohidrat,
sedangkan
asam
amino
hanya
dapat
difermentasi oleh beberapa jenis bakteri tertentu(Faisal,
2009). Prinsip dasar fermentasi adalah mengaktifkan
kegiatan mikroba tertentu dengan tujuan mengubah sifat
bahan agar dihasilkan suatu yang bermanfaat. Perubahan
tersebut karena dalam proses fermentasi jumlah mikroba
diperbanyak
dan
digiatkan
metabolismenya
didalam
bahan tersebut dalam batas tertentu. Kali ini yang
digunakan
adalah
cerevisiae.Saccharomyces
Saccharomyces
cerevisiae
merupakan
organisme uniseluler yang bersifat makhluk mikroskopis
dan disebut sebagai jasad sakarolitik, yaitu menggunakan
gula sebagai sumber karbon untuk metabolisme.Perubahan
yang terjadi biasanya dinyatakan dalam persamaan berikut :
C6H12O6 + Sacharomyces cereviseae Fermentasi2 C2H5OH + 2 CO2
NN. Gula sederhana + yeast
Alkohol +
karbondioksida
OO. Saccharomyces cerevisiae merupakan mikrobia yang
MM.
paling banyak digunakan pada fermentasi alkohol karena
dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap kadar alkohol
yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan
tetap aktif melakukan aktivitasnya pada suhu 4 – 32 oC
(Faisal, 2009).
PP.
METODOLOGI PENELITIAN
9
1. Lokasi dan waktu penelitian
QQ.Penelitian ini dilaksanakan Penelitian dilakukan
di laboratorium operasi teknik kimia jurusan teknik kimia,
labolatorium kimia farmasi dan labolatorium mikrobiologi
fakultas farmasi
Universitas Wahid Hasyim Semarang..
Penelitian dilakukan selama lima bulan pada tahun 2013.
2. Bahan dan Alat yang Digunakan
RR. Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah
Daun
Api-api,
cerevisiae),
Enzim
aquadest,
kertas
selulase,yeast(Saccharomycess
PH,
NPK,KH2PO4
dan
(NH4)2SO4 Sedangkan alat yang digunakan adalah
Erlenmeyer, Buret, Beaker glass, Pemanas, Statif klem,
Pendingin balik, Gelas ukur, Labu takar, Termometer,
Selang, Corong, Pompa vakum, Pipet, Adaptor, Kompor
listrik, Gelas arloji, Pendingin balik, Labu, Kertas saring,
Neraca analitis, Cawan porselen dan Pengaduk.
SS.
TT.
Keterangan :
1. Labu
2. Kondensor
3. Thermometer
4. Heating
5. Kompor Listrik
6. Erlenmeyer
7. Kaki Tiga
8. Statip
9. Water bath
UU.
Gambar .Rangkaian Alat
Destilasi
WW.
3. Prosedur Percobaan
VV.
10
Tahap Persiapan
XX. Daun Api-apidipanen pada waktu pagi dan sore
hari karena pada waktu itu daun belum menggunakan
komponennya
untuk
fotosintesis.
Kemudian
diambil
dicuci bersih,dikeringkan dengan draying, sesudah kering
baru
dihaluskan
menggunakan
belender
sehingga
terlihat seperti tepung yang biasa kita sebut simplisia.
Alur proses pembuatan bioetanol dapat dilihat pada
Simplisia
gambar dibawah ini.
YY.
Daun Api-api
ZZ.
AAA.
Aquadest
BBB.
Enzim Selulase
CCC.
DDD.
EEE.
Hidrolisa
FFF.
GGG.
Glukosa
HHH.
Yeast
III.
Fermentasi
JJJ.
CO2
KKK.
LLL.
Larutan Etanol
MMM.
NNN.
Gambar.
Diagam alir
Proses
Pemurnian/
Destilasi
H2O
Tahap Hidrolisa
OOO.
Tahap
awal
untuk
memulai
proses
(Bioetanol)proses hidrolisa,konsentrasi
pembuatan etanol Etanol
ini adalah
simplisia daun api-api dibuat sebesar 5%, 10%, 15%, dan 20% (b/v)
serta dibuat variasi rasio volume antara substrat dan enzim selulase
sebesar 1:1, 1:2, dan 1:3. Pada tahap ini disimpan dengan
variasi waktu 24, 48, 72, dan 96 jam. Kemudian hasil
hidrolisa dianalisa kadar glukosanya denganpereaktan
DNSkemudian baru masuk Spektrofotometer. Dari hasil
analisa glukosa paling tinggi kadarnya yang digunakan
11
dalam proses selanjutnya, lalu dilanjutkan dengan proses
Fermentasi.
Tahap Fermentasi
PPP.
cairan yang terbaik dari hasil hidrolisa,
sekarang
diambil
Fermentasi,
proses
fermentasi
Saccharomyces
labolatoriun
untuk
menggunakan
cerevisiaeyang
dengan
yeast
selanjutnya
asli
yaitu
yeast
dari
biakan
tersebutdivariasi
waktu
fermentasi yaitu 24; 48; 72; 96; 120 jam. Sebelum
dilakukan proses
disaring
dan
fermentasi,
diatur
larutan hasil
pHnya
sampai
hidrolisa
4,5-5
dan
ditambahkan nutrient KH2PO4 dan (NH4)2SO4 masingmasing sebanyak 3 gr/l. Sebelum proses fermentasi
dilakukan inokulasi yeast, ambil yeast Saccharomyces
cerevisiae 5 ml dimasukkan dalam larutan hasil hidrolisa
sebanyak 5% dari volume total, kemudian diaerasi
selama 24 jam. Inokulum ditambahkan ke dalam sisa
larutan hidrolisa dan dilakukan proses fermentasi secara
anaerob.
Pada
hasil
fermentasi
kemudian
disaring
menggunakan pompa vacum untuk memisahkan cairan
dengan simplisia, ampas simplisia dibuang kemudian
cairan diambil 300cc untuk masuk proses selanjutnya
yaitu
pemisahan
air
dengan
etanol
menggunakan
destilasi, pemanasan dalam destilasi dengan suhu 80 0C.
Hasil dari destilasi adalah etanol
Tahap Pengolahan Data
QQQ.
Analisa kadar alkohol dengan al koholi
meter sehingga muncul angka kemudian hasil data kami
akan olah dengan Matlab8 dan Microsoft excel, sehingga
data yang kami peroleh maximal hasilnya.
12
RRR.
JADWAL PELAKSANAAN PROGRAM
SSS.
TTT.
Jenis
N
Kegiatan
UUU.
Bulan
YYY. ZZZ. AAAA.
XXX.
BBBB.
I
I
I
I
V
CCCC.
DDDD. Observ
1
asi
EEEE.
FFFF.GGGG.
HHHH.
IIII.
JJJJ. KKKK. Pengu
2
mpulan Alat
dan
bahan
baku
QQQQ.
RRRR. Pelaks
3
anaan
Penelitian
XXXX.
YYYY. Analisa
4
LLLL.MMMM.
NNNN.
OOOO.
PPPP.
SSSS.
TTTT.UUUU.
VVVV.WWWW.
ZZZZ.
AAAAA.
BBBBB.
CCCCC.
DDDDD.
EEEEE.
FFFFF. Evalua
GGGGG.
HHHHH.
IIIII. JJJJJ. KKKKK.
5
si
dan
konsultasi
LLLLL.
MMMMM.
P
NNNNN.
OOOOO.
PPPPP.
QQQQQ.
RRRRR.
6
enyusunan
laporan
SSSSS.
TTTTT.
UUUUU.RANCANGAN BIAYA
13
VVVVV.
WWWWW.Total
ZZZZZ.
Bahan Habis Pakai
CCCCCC. Alat Penunjang
FFFFFF. Akomodasi da
Transportasi
IIIIII.
Lain-lain
LLLLLL. Jumlah
XXXXX.
AAAAAA. S
ub Total 1
DDDDDD. S
ub Total 2
GGGGGG. S
ub Total 3
JJJJJJ.
S
ub Total 4
MMMMMM.
OOOOOO.
PPPPPP.
YYYYY.
BBBBBB. Rp
2.121.000
EEEEEE. Rp
3.187.500
HHHHHH. Rp
3.300.000
KKKKKK. Rp
3.765.000
NNNNNN. Rp
12.373.500
DAFTAR PUSTAKA
QQQQQQ. Assegaf, Faisal. 2009 ”Prospek Produksi Bioetanol
Bonggol Pisang (Musa Paradisiacal) Menggunakan Metode
Hidrolisis Asam dan Enzimatis” Universitas Jenderal
Soedirman, Purwokerto.
RRRRRR.
Diana R dan Sulvia Prajuningtyas.2002 ”Bioetanol
dari Jerami” Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
SSSSSS.
Dyah, Nana. 2010 “Bioetanol dari Limbah Kulit Kopi
dengan Proses Fermentasi” Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional,
Surabaya.
14
TTTTTT.
Edy, M. 2008 “Hidrolisis Tongkol Jagung oleh Bakteri
Selulolitik untuk Produksi Bioetanol dalam Kultur Campuran”
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor,Bogor.
UUUUUU. Febrianto, Luddy.2009.”Studi Pendahuluan Hidrolisis
Jerami Padi (Oryzasativa) Menggunakan Konsorsium Enzim
untuk Produksi Bioetanol “Sains dan Teknologi, Kimia.
VVVVVV.
Hafimi, Retina. 2011” Kajian Hidrolisis Enzimatis
Selulosa dari Alga Merah (euchema spinosum dan
eucheuma cottoni) Menggunakan Enzim Selulase dari
aspergillus niger”
Jurusan Kimia, Fakultas Sains Dan
Teknologi, Universitas Islam Negeri (Uin) Maulana Malik
Ibrahim, Malang.
WWWWWW.
Hikmiyati, N dan Noviea S.Y. 2010
“Pembuatan Bioetanol dari Limbah Kulit Singkong Melalui
Proses Hidrolisa Asam dan Enzimatis” Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang.
XXXXXX.
Muryid, Ali dkk. “ Fermentasi Etanol
dari Jerami Padi” Fakultas Pertanian, Universitas Gajah Mada,
Yogyakarta.
YYYYYY.
Mustika,
Iris
dkk.
2008
“Pemanfaatan Jerami Padi Dan Alang-Alang Dalam
Fermentasi Etanol Menggunakan Kapang Trichoderma Viride
dan
Khamir
Saccharomycess
cerevisiae”
FakultasBiologiUniversitasNasional, Jakarta.
ZZZZZZ.
Tri R, Dyah dan Nuri Wasir.2011”
Pembuatan Bioetanol dari Kulit Pisang” Jurusan Teknik Kimia
FTI UPN, Yogyakarta.
AAAAAAA.
Wibowo,
Cahyo
dkk.
2009
”Pemanfaatan Pohon Mangrove Api-api (Avicennia spp.)
Sebagai Bahan Pangan dan Obat” Dep. Silvikultur, Fakultas
Kehutanan IPB, Bogor.
BBBBBBB.
15
A. LAMPIRAN
1. Biodata Ketua Serta Anggota Kelompok
CCCCCCC.
Ketua Pelaksana Kegiatan
DDDDDDD.
Nama
: Syafiul Rofik
EEEEEEE.
NIM
: 093020030
FFFFFFF.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
GGGGGGG.
Semester
: VII (Tujuh)
HHHHHHH.
Waktu Kegiatan PKM : 6 jam/minggu
IIIIIII.
No. Telepon
: 0856 4025 7743
JJJJJJJ.
E-mail
: rofikimia@gmail.com
KKKKKKK.
Pengalaman
LLLLLLL.
MMMMMMM.
N0
.
Jenis Kegiatan
NNNNNNN.
RRRRRRR. Ekstrak Daun Api-Api (Avecennia Marina)
1. Untuk Pembuatan Bioformalin Sebagai Antibakteri Ikan
Segar
OOOOOOO.
PPPPPPP.
SSSSSSS.
Pelatihan pembuatan Control and energy for
2. comercial refrigeration system
QQQQQQQ.
TTTTTTT.
Pengembangan Produksi Bioplastik untuk kajian
3. asesoris dari gliserol sebagai pemanfaatan limbah industri
biodiesel
UUUUUUU. Mengetahui
,
VVVVVVV. Ttd
WWWWWWW.
XXXXXXX.
YYYYYYY.
ZZZZZZZ. (Syafiul
Rofik )
AAAAAAAA. Anggota Pelaksana
BBBBBBBB. Anggota 1
CCCCCCCC.
Nama
: Elok Khofiyanida
DDDDDDDD.
NIM
: 113020048
EEEEEEEE.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
FFFFFFFF.
Semester : III (Tiga)
GGGGGGGG.
Waktu Kegiatan PKM : 3 jam/minggu
HHHHHHHH.
No. Telepon
: 085641152927
IIIIIIII.
E-mail
:
elok.khofiyanida@yahoo.com
16
JJJJJJJJ.Mengetahui,
KKKKKKKK. Ttd
LLLLLLLL.
MMMMMMMM.
NNNNNNNN.
OOOOOOOO.
(Elok
Khofiyanida)
PPPPPPPP. Anggota 2
QQQQQQQQ.
Nama
:Khoirun
Nisa’
AlMaghfur
RRRRRRRR.
NIM
: 113020051
SSSSSSSS.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
TTTTTTTT.
Semester
: III (Tiga)
UUUUUUUU.
Waktu Kegiatan PKM : 3 jam/minggu
VVVVVVVV.
No. Telepon
: 0896 6821 0649
WWWWWWWW.
E-mail
: nieza_28@ymail.com
XXXXXXXX.
Meng
YYYYYYYY. Ttd
ZZZZZZZZ.
AAAAAAAAA.
BBBBBBBBB.
CCCCCCCCC.
(Khoir
etahui,
un Nisa’ Al- Maghfur)
DDDDDDDDD.
Anggota3
EEEEEEEEE.
Nama
:Laili Fitriya Luthfa
FFFFFFFFF.
NIM
: 123020064
GGGGGGGGG.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
HHHHHHHHH.
Semester
: I (Satu)
IIIIIIIII.
Waktu Kegiatan PKM : 3 jam/minggu
JJJJJJJJJ.
Mengetahui
,
KKKKKKKKK.
Ttd
LLLLLLLLL.
MMMMMMMMM.
NNNNNNNNN.
(Laili
Fitriya Luthfa)
2. Nama Dan Biodata Dosen Pendamping
17
OOOOOOOOO.
MT
PPPPPPPPP.
QQQQQQQQQ.
RRRRRRRRR.
SSSSSSSSS.
TTTTTTTTT.
UUUUUUUUU.
hasyim Semarang
VVVVVVVVV.
WWWWWWWWW.
/ Minggu
XXXXXXXXX.
YYYYYYYYY.
ZZZZZZZZZ.
AAAAAAAAAA.
BBBBBBBBBB.
CCCCCCCCCC.
Nama
: Indah Riwayati, ST.,
Golongan : Penata Muda
Pangkat : IIIa
NIDN
: 0005037902
Jabatan Sekarang : Lektor
Fakultas
: Teknik Kimia
Perguruan Tinggi : Universitas Wahid
Bidang Keahlian : Rekayasa Proses
Waktu untuk Kegiatan PKM
: 2 Jam
Pengalaman Riset
DDDDDDDDDD. EEEEEEEEEE. Judul Riset
N
FFFFFFFFFF.
Ta
GGGGGGGGGG.
OOOOOOOOOO.
Pengaruh Jumlah Adsorben
1
Karbon Aktif dan Waktu Proses Bleaching pada
Pengolahan Gondorukem
TTTTTTTTTT.
2
HHHHHHHHHH.
PPPPPPPPPP.
Pengembangan Plastik Ramah
Lingkungan
(Polihidroksialkanoat)
Dari Limbah
IIIIIIIIII.
Cair Industri Pangan Berbahan Baku Tepung
2
Terigu (Dosen Muda Kopertis)
UUUUUUUUUU.
QQQQQQQQQQ.
Produksi
bioetanol
dari
JJJJJJJJJJ.
Bonggol jagung melalui proses hidrolisa
selulosa
secara
enzymatis
menggunakan
KKKKKKKKKK.
Trichordema reesei (Penelitian Pemula Diknas
3
Jateng)
RRRRRRRRRR. Penurunan
Kandungan
Amonia
LLLLLLLLLL.
dalam Air dengan Elektrolisa Menggunakan
MMMMMMMMMM.
Elektroda Stainless steel/Platina
4
SSSSSSSSSS.
VVVVVVVVVV.
2
WWWWWWWWW
XXXXXXXXXX.
2
YYYYYYYYYY.
ZZZZZZZZZZ.
2
18
NNNNNNNNNN.
AAAAAAAAAAA.
BBBBBBBBBBB.
S
CCCCCCCCCCC.
M
DDDDDDDDDDD.
D
emarang, 25 Oktober 2012
enyetuji,
osen Pembimbing,
EEEEEEEEEEE.
FFFFFFFFFFF.
GGGGGGGGGGG.
ndah Riwayati, ST., MT.
HHHHHHHHHHH. NIDN.
0005037902
I
HIDROLISIS DAUN API-API (Avecenia Alba) MENGGUNAKAN ENZIM
SELULASE UNTUK PRODUKSI BIOETANOL
BIDANG KEGIATAN:
PKM-P
Diusulkan oleh:
Syafiul Rofik
Elok Khofiyanida
Khoirun Nisa’ AlMaghfur
Laili Fitriya Luthfa
(093020030/
Thn2009 )
(113020048 /Thn
2011)
(113020051 /Thn
2011)
(123020064 / Thn
2012 )
2
UNIVERSITAS WAHID HASYIM
SEMARANG
2012
3
HALAMAN PENGESAHAN
PROGRAM PENELITIAN INOVATIF MAHASISWA
1. Judul Kegiatan
: Hidrolisis Daun Api-Api
(Avecenia Alba) Menggunakan
Enzim Selulase Untuk Produksi
Bioetanol
2. Bidang Kegiatan
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
b. NIM
c. Jurusan
d. Universitas/Institut/Polit
eknik
: (√ ) PKMP
( ) PKMT
() PKMK
() PKMM
: Syafiul Rofik
: 093020030
: Teknik Kimia
:Universitas Wahid Hasyim
Semareang (UNWAHAS)
e. Alamat
Rumah/No :Ds. Purworejo,
Telp,HP
Kab.Demak59552 /
085727990463
f. Alamat E-mail
: rofikimia@gmail.com
4. Anggota
Pelaksana : 3 (tiga) orang
Kegiatan
5. Dosen Pendamping
: Indah Riwayati, ST., MT.
a. Nama
Lengkap dan : 19790305 200501 2 002
Gelar
:Ds. Jambearum Rt. 03 Rw.
b. NIP
03Patebon Kendal /
c. Alamat Rumah/No
08157772615
Telp,HP
6. Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
b. Sumber lain
7. Jangka Waktu Pelaksanaan
: Rp. 12.373.500,:: 5 (Lima) bulan
Semarang, 28 Oktober 2012
Menyetujui
Wakil Dekan Fakultas Teknik
Ketua Pelaksana Kegiatan
Rita Dwi Ratnani,ST., M.Eng.
NPP. 05.01.1.0067
Syafiul Rofik
NIM. 093020030
4
Wakil Rektor Bidang
Kemahasiswaan
Hj. Tri Handayani, SH., MH.
NPP. 08.00.2.0017
Dosen Pembimbing,
Indah Riwayati, ST., MT.
NIDN. 0005037902
DAFTAR ISI
ii
HALAMAN KULIT MUKA
..............................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN
..............................................................................................
ii
DAFTAR ISI
..............................................................................................
iii
LATAR BELAKANG MASALAH
..............................................................................................
1
PERUMUSAN MASALAH
..............................................................................................
3
TUJUAN
..............................................................................................
3
LUARAN YANG DIHARAPKAN
..............................................................................................
3
KEGUNAAN
..............................................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA
..............................................................................................
4
1. Bioetanol
.....................................................................................
4
5
2. Daun Api-api (Avicennia Alba)
............................................................................................................
4
3. Hidrolisa
............................................................................................................
6
4. Fermentasi
.....................................................................................
7
METODE PELAKSANAAN
..............................................................................................
8
1. Lokasi dan waktu penelitian
............................................................................................................
8
2. Bahan dan Alat yang Digunakan
.....................................................................................
8
3. Prosedur Percobaan
.....................................................................................
8
Tahap Persiapan
................................................................................
8
Tahap Hidrolisa
................................................................................
9
Tahap Fermentasi
................................................................................
9
Tahap Pengolahan Data
................................................................................
10
JADWAL KEGIATAN
..............................................................................................
10
RANCANGAN BIAYA
..............................................................................................
10
6
DAFTAR PUSTAKA
..............................................................................................
12
LAMPIRAN
..............................................................................................
13
iii
1
A. LATAR BELAKANG MASALAH
B. Dewasa
ini
masalah keterbatasan
Bahan
Bakar
Minyak (BBM) di dunia terjadi karena bahan baku yang
berasal dari fosil sudah mulai habis. Semakin berkurangnya
sumber bahan bakar minyak di Indonesia sedangkan laju
penggunaannya
pemerintah
semakin
harus
meningkat
memangkas
mengakibatkan
subsidi
BBM.
Selain
pemangkasan subsidi BBM, pemerintah juga melakukan
langkah-langkah penghematan energi dan mencari sumbersumber energi baru untuk menggantikan minyak bumi.
Karena itu pemerintah mengeluarkan Perpres No. 5 Tahun
2006
tentang
Kebijakan
Energi
Nasional,
dimana
pemanfaatan BBN (biofuel) ditargetkan 2% pada tahun 2010
dan 5% pada 2025. Untuk mengurangi konsumsi BBM jenis
bensin,
dapat
dilakukan
dengan
menambahkan
10%
bioetanol atau sering disebut E-10. Bioetanol dapat dengan
mudah diproduksi dari bahan bergula, berpati dan berserat.
Salah satu bahan berserat yang berpotensi untuk pembuatan
etanol yaitu adalah daun Api-api. Pohon Api-api adalah salah satu
jenis bakau, yang komunitas hidupnya dipinggir pesisir pantai, daratan, dan pinggir
sungai, dari pohon tersebut diambil daunya mengingat daun kandungan
proximate daun api-api dapat dilihat tabel 1.
C. Tabel 1. Analisa Proximate Daun Api-api
2
D.
E. Sumber: prosedding seminar hasil penelitian IPB (Cahyo, 2009)
F. Api-api
mengandung
banyak
karbohidrat
yaitu
sekitar 69,63 % bb, karbohidrat daun berasal dari selusase
dengan cara hidrolisa menggunakan enzim. Daun api-api
sangat melimpah didaerah pesisir biasanya masyarakat
sekitar hanya dibuang diambil kayunya sebagai bahan kayu
bakar
sedangkan
daunya
dimanfaatkan pun sebagai
dibuang
begitu
saja
kalau
campuran pakan ternak. Daun
Api-api merupakan salah satu sumber bioetanol dari bahan
berserat. Daun Api-api bisa berpotensi untuk diproduksi
menjadi bioetanol yang digunakan sebagai pengganti bahan
bakar minyak. Adapun Daun Api-api merupakan daun dari
tanaman mangrove yang memiliki kandungan serat yang
dapat
digunakan
pembuatan
sebagai
bioetanol
dari
sumber
daun
energi.
api-api
Teknologi
melalui
proses
hidrolisa asam dan enzimatis merupakan suatu alternatif
3
dalam rangka mendukung program pemerintah tentang
penyediaan bahan bakar non migas yang terbarukan yaitu
BBN ( bahan bakar nabati ) sebagai pengganti bensin,
sehingga
perlu
dilakukan
penelitian
tentang
proses
pembuatan bioetanol dari daun api-api melalui proses hirolisa
asam dan enzimatis yang berkualitas baik dan ramah
lingkungan.
G. Pembuatan bioetanol dari daun api-api melalui dua
tahap yaitu proses hidrolisa asam yang kemudian dilanjutkan
dengan proses fermentasi. Proses hidrolisa dilakukan untuk
mengubah selulosa dari daun api-api menjadi glukosa.
Hidrolisa dengan asam akan memutuskan ikatan polisakarida
dan sekaligus memasukkan elemen H2O. Fermentasi alkohol
merupakan proses pembuatan alkohol dengan memanfaatkan
aktivitas yeast (Saccharomyces cerevisiae). Proses fermentasi
etanol ini dilakukan secara anaerob, yaitu mengubah glukosa
menjadi
alkohol
tanpa
adanya
oksigen
tetapi
dalam
pembuatan starter dibutuhkan suasana aerob dimana oksigen
diperlukan untuk pembiakan sel.
H. RUMUSAN MASALAH
I. Berdasarkan uraian di atas, permasalahan yang timbul gagasan
untuk melakukan penelitian mengenai pembuatan bioetanol dari daun api-api
adalah bagaimana cara membuat bioetanol dari daun api-api melalui
proses hirolisa secara enzimatis sebagai bioetanol. Hidrolisa
dipengaruhi
oleh
beberapa
variabel
diantaranya
untuk
enzimatis adalah rasio substrat-enzim, Ph, suhu dan waktu
reaksi. Oleh karena itu diperlukan suatu penelitian untuk
memperoleh
kondisi
optimum
proses
hidrolisa
selulosa
4
enzimatis
untuk
menghasilkan
glukosa
yang
akan
dipergunakan untuk fermentasi bioetanol.
J. TUJUAN
K. Tujuan
penelitian
ini
secara
umum
untuk
menghasilkan bioetanol dari daun api-api melalui proses
enzimatis sebagai bahan bakar terbarukan dan ramah
lingkungan. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk
menentukan
variabelyang
berpengaruh
terhadap
proses
hidrolisa enzimatis, optimasi proses dari variabel yang paling
berpengaruh
fermentasi
sertamenentukan
optimum
pada
variabel
proses
lama
waktu
fermentasi
untuk
mendapatkan bioetanol dari daun api-api.
L. LUARAN
M. Kajian tentang pemanfaatan daun Api-api (Avicennia Alba)
sebagai Bioetanol yang dapat dimanfaatkan untuk pengganti bahan bakar fosil
yang kondisi saat ini semakin hari semakin berkurang. Dan Artikel ilmiahnya
akan diterbitkan pada jurnal momentum milik Universitas Wahid Hasyim
Semarang.
N. KEGUNAAN
O. Dari penelitian ini diharapkan adalah sebagai berikut:
1. Bioetanol
dari daun api-api diharapkan mampu menjadi
alternatif bahan bakar terbarukan menggantikan bahan
bakar fosil karena bioetanol merupakan salah satu bahan
bakar yan terbarukan.
2. Bagi mahasiswa yaitu mendapatkan ilmu pengetahuan tentang bagaimana
membuat bioetanol dari daun api-api.
5
3.
Bagi masyarakat yaitu dapat mengetahui dan memanfaatkan bahwa
daun api-api selain sebagai tambahan pakan ternak juga dapat digunakan
untuk pembuatan bioetanol.
P. TINJAUAN PUSTAKA
1. Bioetanol
Q.
Bioethanol adalah ethanol yang bahan utamanya dari
tumbuhan dan umumnya menggunakan proses farmentasi. Ethanol atau
ethyl alkohol C2H5OH berupa cairan bening tak berwarna, terurai secara
biologis (biodegradable), toksisitas rendah dan tidak menimbulkan
polusi udara yg besar bila bocor.Ethanol yg terbakar menghasilkan
karbondioksida (CO2) dan air.Ethanol adalah bahan bakar beroktan
tinggi dan dapat menggantikan timbal sebagai peningkat nilai oktan
dalam bensin. Dengan mencampur ethanol dengan bensin, akan
mengoksigenasi campuran bahan bakar sehingga dapat terbakar lebih
sempurna
dan
mengurangi
emisi
gas
buang
(seperti
karbonmonoksida/CO).
R.
2. Daun Api-api (Avicennia Alba)
S.
Pohon api-api biasa adalah salah satu jenis bakau, yang
komunitas hidupnya dipinggir pesisir pantai, daratan, dan pinggir sungai.
Nama latinnya ialah
AvicenniaAlba.Pohon api-api adalah salah satu
tumbuhan yang hidup dipinggir laut yang dapat berfungsi menangkis
ombak dari lautan,karena komunitasya yang banyak dan cepat tumbuh
penduduk sekitar memanfaatkannya sebagai kayu bakar.
T.
Klasifikasi dari Avicennia Alba( Api-api Putih ) adalah
kingdom: plantae, divisi: magnoliophyta, kelas: magnoliopsida, ordo:
lamiales, family: acanthaceae, genus: avicennia, species: avicennia
alba.Daerah-daerah di Indonesia banyak terdapat bermacam-macam jenis
pohon Api-api yaitu pai, sia sia putih, pejapi, dan nyapi.Sedangkan di
Jawa adalah bernama kibalanak yang terdapat di Sunda, api-api brayu,
api-api kacang dan bogem terdapat di Jawa timur dan pe-ape terdapat di
Madura.Pohon itu bisa tumbuh di rawa-rawa air tawar, tepi pantai
6
berlumpur, daerah mangrove, hingga di substrat yang berkadar garam
sangat tinggi.Ketinggian pohon bisa mencapai sekitar30 meter.
U.
W.
V.
Gambar 1. Pohon api-api
habitat ditepi pantai berlumpur
Z.
X.
Gambar 2. Pohon api-api
habitat dirawa
Y.
Di Indonesia, api-api memiliki sejumlah nama, di antaranya
mangi-mangi, sia-sia, boak, koak, merahu, pejapi, papi, atau nyapi. Pada
gambar 1 dan 2 dapat dilihat pohon api-api yang tumbuh di tepi pantai
berlumpur dan pohon api-api yang tumbuh di rawa-rawa.
AA.
BB.
CC.
DD.
EE.
Gambar 3. Daun api-api
Pada tumbuhan ini mempunyai daun tunggal, bertangkai,
berhadapan, bertepi rata, berujung runcing atau membulat; helai daun
seperti kulit, hijau mengkilap di atas, abu-abu atau keputihan di sisi
bawahnya, sering dengan kristal garam yang terasa asin (Ini adalah
7
kelebihan garam yang dibuang oleh tumbuhan tersebut); pertulangan
daun umumnya tak begitu jelas terlihat. Kuncup daun terletak pada lekuk
pasangan tangkai daun teratas. Bentuk daun elliptical-lanceolata atau
ovate-elliptica panjang = 7 cm, lebar =4 cm.
3. Hidrolisa
FF. Hidrolisa adalah proses antara
reaktan
dengan
menggunakan air ditambah enzim selulase supaya suatu persenyawaan
pecah atau terurai.Glukosa memiliki 6 atom karbon di dalam rantai
molekulnya dan merupakan monosakarida yang paling banyak terdapat
di alam sebagai produk fotosintesa.Dalam bentuk bebas terdapat dalam
buah – buahan, tumbuh – tumbuhan, madu, darah dan cairan tubuh
binatang.Dalam
bentuk
ikatan
terdapat
sebagai
disakarida
dan
polisakarida di dalam tumbuhan.Glukosa juga dapat dihasilkan melalui
polisakarida atau disakarida, baik dengan enzim maupun asam
(Rhardiyan, 2006).Reaksi hidrolisa yaitu :
GG.
hidrolisa
HH. (C6H10O5)n+ n H2O + Selulase
n C6H12O6
II. Selulosa + Air
+ Enzim
Glukosa
JJ.
KK. Pemecahan selulosa yang kompleks menjadi molekul
monosakarida mudah dilakukan dalam laboratorium dengan mendidihkan
larutan atau suspensi karbohidrat dengan larutan yang ditambah dengan
enzim selulase. Selulase merupakan enzim kompleks yang terdiri dari
eksobiohidrolase atau eksobiohidrolase, endoselulase atau endo-β -1,4glukanase dan β-glukosidase atau selobiase. Ekso-β-1,4 glukanase atau
selobiohidrolase bekerja dengan cara melepas unit-unit selobiosa dari
ujung rantai selulosa. Aktivitasnya sangat tinggi pada selulosa kristal
tetapi sangat rendah pada selulosa amorf. Endo-β-1,4-glukanase mampu
menghidrolisis selulosa secara acak menghasilkan selodextrin, selobiosa
dan glukosa. Enzim ini sangat aktif memutus ikatan selulosa yang dapat
larut (amorf) seperti karboksil metil selulosa (CMC).Enzim β-1,4-
8
glukosidase atau selobiase dapat menghidrolisis selobiosa dan selooligomer pendek lainnya untuk menghasilkan glukosa.
4. Fermentasi
LL. Proses fermentasi sering didefinisikan sebagai
proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secara
aerobik, yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang
dapat dipecah dalam proses fermentasi terutama adalah
karbohidrat,
sedangkan
asam
amino
hanya
dapat
difermentasi oleh beberapa jenis bakteri tertentu(Faisal,
2009). Prinsip dasar fermentasi adalah mengaktifkan
kegiatan mikroba tertentu dengan tujuan mengubah sifat
bahan agar dihasilkan suatu yang bermanfaat. Perubahan
tersebut karena dalam proses fermentasi jumlah mikroba
diperbanyak
dan
digiatkan
metabolismenya
didalam
bahan tersebut dalam batas tertentu. Kali ini yang
digunakan
adalah
cerevisiae.Saccharomyces
Saccharomyces
cerevisiae
merupakan
organisme uniseluler yang bersifat makhluk mikroskopis
dan disebut sebagai jasad sakarolitik, yaitu menggunakan
gula sebagai sumber karbon untuk metabolisme.Perubahan
yang terjadi biasanya dinyatakan dalam persamaan berikut :
C6H12O6 + Sacharomyces cereviseae Fermentasi2 C2H5OH + 2 CO2
NN. Gula sederhana + yeast
Alkohol +
karbondioksida
OO. Saccharomyces cerevisiae merupakan mikrobia yang
MM.
paling banyak digunakan pada fermentasi alkohol karena
dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap kadar alkohol
yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan
tetap aktif melakukan aktivitasnya pada suhu 4 – 32 oC
(Faisal, 2009).
PP.
METODOLOGI PENELITIAN
9
1. Lokasi dan waktu penelitian
QQ.Penelitian ini dilaksanakan Penelitian dilakukan
di laboratorium operasi teknik kimia jurusan teknik kimia,
labolatorium kimia farmasi dan labolatorium mikrobiologi
fakultas farmasi
Universitas Wahid Hasyim Semarang..
Penelitian dilakukan selama lima bulan pada tahun 2013.
2. Bahan dan Alat yang Digunakan
RR. Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah
Daun
Api-api,
cerevisiae),
Enzim
aquadest,
kertas
selulase,yeast(Saccharomycess
PH,
NPK,KH2PO4
dan
(NH4)2SO4 Sedangkan alat yang digunakan adalah
Erlenmeyer, Buret, Beaker glass, Pemanas, Statif klem,
Pendingin balik, Gelas ukur, Labu takar, Termometer,
Selang, Corong, Pompa vakum, Pipet, Adaptor, Kompor
listrik, Gelas arloji, Pendingin balik, Labu, Kertas saring,
Neraca analitis, Cawan porselen dan Pengaduk.
SS.
TT.
Keterangan :
1. Labu
2. Kondensor
3. Thermometer
4. Heating
5. Kompor Listrik
6. Erlenmeyer
7. Kaki Tiga
8. Statip
9. Water bath
UU.
Gambar .Rangkaian Alat
Destilasi
WW.
3. Prosedur Percobaan
VV.
10
Tahap Persiapan
XX. Daun Api-apidipanen pada waktu pagi dan sore
hari karena pada waktu itu daun belum menggunakan
komponennya
untuk
fotosintesis.
Kemudian
diambil
dicuci bersih,dikeringkan dengan draying, sesudah kering
baru
dihaluskan
menggunakan
belender
sehingga
terlihat seperti tepung yang biasa kita sebut simplisia.
Alur proses pembuatan bioetanol dapat dilihat pada
Simplisia
gambar dibawah ini.
YY.
Daun Api-api
ZZ.
AAA.
Aquadest
BBB.
Enzim Selulase
CCC.
DDD.
EEE.
Hidrolisa
FFF.
GGG.
Glukosa
HHH.
Yeast
III.
Fermentasi
JJJ.
CO2
KKK.
LLL.
Larutan Etanol
MMM.
NNN.
Gambar.
Diagam alir
Proses
Pemurnian/
Destilasi
H2O
Tahap Hidrolisa
OOO.
Tahap
awal
untuk
memulai
proses
(Bioetanol)proses hidrolisa,konsentrasi
pembuatan etanol Etanol
ini adalah
simplisia daun api-api dibuat sebesar 5%, 10%, 15%, dan 20% (b/v)
serta dibuat variasi rasio volume antara substrat dan enzim selulase
sebesar 1:1, 1:2, dan 1:3. Pada tahap ini disimpan dengan
variasi waktu 24, 48, 72, dan 96 jam. Kemudian hasil
hidrolisa dianalisa kadar glukosanya denganpereaktan
DNSkemudian baru masuk Spektrofotometer. Dari hasil
analisa glukosa paling tinggi kadarnya yang digunakan
11
dalam proses selanjutnya, lalu dilanjutkan dengan proses
Fermentasi.
Tahap Fermentasi
PPP.
cairan yang terbaik dari hasil hidrolisa,
sekarang
diambil
Fermentasi,
proses
fermentasi
Saccharomyces
labolatoriun
untuk
menggunakan
cerevisiaeyang
dengan
yeast
selanjutnya
asli
yaitu
yeast
dari
biakan
tersebutdivariasi
waktu
fermentasi yaitu 24; 48; 72; 96; 120 jam. Sebelum
dilakukan proses
disaring
dan
fermentasi,
diatur
larutan hasil
pHnya
sampai
hidrolisa
4,5-5
dan
ditambahkan nutrient KH2PO4 dan (NH4)2SO4 masingmasing sebanyak 3 gr/l. Sebelum proses fermentasi
dilakukan inokulasi yeast, ambil yeast Saccharomyces
cerevisiae 5 ml dimasukkan dalam larutan hasil hidrolisa
sebanyak 5% dari volume total, kemudian diaerasi
selama 24 jam. Inokulum ditambahkan ke dalam sisa
larutan hidrolisa dan dilakukan proses fermentasi secara
anaerob.
Pada
hasil
fermentasi
kemudian
disaring
menggunakan pompa vacum untuk memisahkan cairan
dengan simplisia, ampas simplisia dibuang kemudian
cairan diambil 300cc untuk masuk proses selanjutnya
yaitu
pemisahan
air
dengan
etanol
menggunakan
destilasi, pemanasan dalam destilasi dengan suhu 80 0C.
Hasil dari destilasi adalah etanol
Tahap Pengolahan Data
QQQ.
Analisa kadar alkohol dengan al koholi
meter sehingga muncul angka kemudian hasil data kami
akan olah dengan Matlab8 dan Microsoft excel, sehingga
data yang kami peroleh maximal hasilnya.
12
RRR.
JADWAL PELAKSANAAN PROGRAM
SSS.
TTT.
Jenis
N
Kegiatan
UUU.
Bulan
YYY. ZZZ. AAAA.
XXX.
BBBB.
I
I
I
I
V
CCCC.
DDDD. Observ
1
asi
EEEE.
FFFF.GGGG.
HHHH.
IIII.
JJJJ. KKKK. Pengu
2
mpulan Alat
dan
bahan
baku
QQQQ.
RRRR. Pelaks
3
anaan
Penelitian
XXXX.
YYYY. Analisa
4
LLLL.MMMM.
NNNN.
OOOO.
PPPP.
SSSS.
TTTT.UUUU.
VVVV.WWWW.
ZZZZ.
AAAAA.
BBBBB.
CCCCC.
DDDDD.
EEEEE.
FFFFF. Evalua
GGGGG.
HHHHH.
IIIII. JJJJJ. KKKKK.
5
si
dan
konsultasi
LLLLL.
MMMMM.
P
NNNNN.
OOOOO.
PPPPP.
QQQQQ.
RRRRR.
6
enyusunan
laporan
SSSSS.
TTTTT.
UUUUU.RANCANGAN BIAYA
13
VVVVV.
WWWWW.Total
ZZZZZ.
Bahan Habis Pakai
CCCCCC. Alat Penunjang
FFFFFF. Akomodasi da
Transportasi
IIIIII.
Lain-lain
LLLLLL. Jumlah
XXXXX.
AAAAAA. S
ub Total 1
DDDDDD. S
ub Total 2
GGGGGG. S
ub Total 3
JJJJJJ.
S
ub Total 4
MMMMMM.
OOOOOO.
PPPPPP.
YYYYY.
BBBBBB. Rp
2.121.000
EEEEEE. Rp
3.187.500
HHHHHH. Rp
3.300.000
KKKKKK. Rp
3.765.000
NNNNNN. Rp
12.373.500
DAFTAR PUSTAKA
QQQQQQ. Assegaf, Faisal. 2009 ”Prospek Produksi Bioetanol
Bonggol Pisang (Musa Paradisiacal) Menggunakan Metode
Hidrolisis Asam dan Enzimatis” Universitas Jenderal
Soedirman, Purwokerto.
RRRRRR.
Diana R dan Sulvia Prajuningtyas.2002 ”Bioetanol
dari Jerami” Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
SSSSSS.
Dyah, Nana. 2010 “Bioetanol dari Limbah Kulit Kopi
dengan Proses Fermentasi” Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional,
Surabaya.
14
TTTTTT.
Edy, M. 2008 “Hidrolisis Tongkol Jagung oleh Bakteri
Selulolitik untuk Produksi Bioetanol dalam Kultur Campuran”
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor,Bogor.
UUUUUU. Febrianto, Luddy.2009.”Studi Pendahuluan Hidrolisis
Jerami Padi (Oryzasativa) Menggunakan Konsorsium Enzim
untuk Produksi Bioetanol “Sains dan Teknologi, Kimia.
VVVVVV.
Hafimi, Retina. 2011” Kajian Hidrolisis Enzimatis
Selulosa dari Alga Merah (euchema spinosum dan
eucheuma cottoni) Menggunakan Enzim Selulase dari
aspergillus niger”
Jurusan Kimia, Fakultas Sains Dan
Teknologi, Universitas Islam Negeri (Uin) Maulana Malik
Ibrahim, Malang.
WWWWWW.
Hikmiyati, N dan Noviea S.Y. 2010
“Pembuatan Bioetanol dari Limbah Kulit Singkong Melalui
Proses Hidrolisa Asam dan Enzimatis” Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang.
XXXXXX.
Muryid, Ali dkk. “ Fermentasi Etanol
dari Jerami Padi” Fakultas Pertanian, Universitas Gajah Mada,
Yogyakarta.
YYYYYY.
Mustika,
Iris
dkk.
2008
“Pemanfaatan Jerami Padi Dan Alang-Alang Dalam
Fermentasi Etanol Menggunakan Kapang Trichoderma Viride
dan
Khamir
Saccharomycess
cerevisiae”
FakultasBiologiUniversitasNasional, Jakarta.
ZZZZZZ.
Tri R, Dyah dan Nuri Wasir.2011”
Pembuatan Bioetanol dari Kulit Pisang” Jurusan Teknik Kimia
FTI UPN, Yogyakarta.
AAAAAAA.
Wibowo,
Cahyo
dkk.
2009
”Pemanfaatan Pohon Mangrove Api-api (Avicennia spp.)
Sebagai Bahan Pangan dan Obat” Dep. Silvikultur, Fakultas
Kehutanan IPB, Bogor.
BBBBBBB.
15
A. LAMPIRAN
1. Biodata Ketua Serta Anggota Kelompok
CCCCCCC.
Ketua Pelaksana Kegiatan
DDDDDDD.
Nama
: Syafiul Rofik
EEEEEEE.
NIM
: 093020030
FFFFFFF.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
GGGGGGG.
Semester
: VII (Tujuh)
HHHHHHH.
Waktu Kegiatan PKM : 6 jam/minggu
IIIIIII.
No. Telepon
: 0856 4025 7743
JJJJJJJ.
: rofikimia@gmail.com
KKKKKKK.
Pengalaman
LLLLLLL.
MMMMMMM.
N0
.
Jenis Kegiatan
NNNNNNN.
RRRRRRR. Ekstrak Daun Api-Api (Avecennia Marina)
1. Untuk Pembuatan Bioformalin Sebagai Antibakteri Ikan
Segar
OOOOOOO.
PPPPPPP.
SSSSSSS.
Pelatihan pembuatan Control and energy for
2. comercial refrigeration system
QQQQQQQ.
TTTTTTT.
Pengembangan Produksi Bioplastik untuk kajian
3. asesoris dari gliserol sebagai pemanfaatan limbah industri
biodiesel
UUUUUUU. Mengetahui
,
VVVVVVV. Ttd
WWWWWWW.
XXXXXXX.
YYYYYYY.
ZZZZZZZ. (Syafiul
Rofik )
AAAAAAAA. Anggota Pelaksana
BBBBBBBB. Anggota 1
CCCCCCCC.
Nama
: Elok Khofiyanida
DDDDDDDD.
NIM
: 113020048
EEEEEEEE.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
FFFFFFFF.
Semester : III (Tiga)
GGGGGGGG.
Waktu Kegiatan PKM : 3 jam/minggu
HHHHHHHH.
No. Telepon
: 085641152927
IIIIIIII.
:
elok.khofiyanida@yahoo.com
16
JJJJJJJJ.Mengetahui,
KKKKKKKK. Ttd
LLLLLLLL.
MMMMMMMM.
NNNNNNNN.
OOOOOOOO.
(Elok
Khofiyanida)
PPPPPPPP. Anggota 2
QQQQQQQQ.
Nama
:Khoirun
Nisa’
AlMaghfur
RRRRRRRR.
NIM
: 113020051
SSSSSSSS.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
TTTTTTTT.
Semester
: III (Tiga)
UUUUUUUU.
Waktu Kegiatan PKM : 3 jam/minggu
VVVVVVVV.
No. Telepon
: 0896 6821 0649
WWWWWWWW.
: nieza_28@ymail.com
XXXXXXXX.
Meng
YYYYYYYY. Ttd
ZZZZZZZZ.
AAAAAAAAA.
BBBBBBBBB.
CCCCCCCCC.
(Khoir
etahui,
un Nisa’ Al- Maghfur)
DDDDDDDDD.
Anggota3
EEEEEEEEE.
Nama
:Laili Fitriya Luthfa
FFFFFFFFF.
NIM
: 123020064
GGGGGGGGG.
Fakultas/Jurusan
: TEKNIK / Teknik
Kimia
HHHHHHHHH.
Semester
: I (Satu)
IIIIIIIII.
Waktu Kegiatan PKM : 3 jam/minggu
JJJJJJJJJ.
Mengetahui
,
KKKKKKKKK.
Ttd
LLLLLLLLL.
MMMMMMMMM.
NNNNNNNNN.
(Laili
Fitriya Luthfa)
2. Nama Dan Biodata Dosen Pendamping
17
OOOOOOOOO.
MT
PPPPPPPPP.
QQQQQQQQQ.
RRRRRRRRR.
SSSSSSSSS.
TTTTTTTTT.
UUUUUUUUU.
hasyim Semarang
VVVVVVVVV.
WWWWWWWWW.
/ Minggu
XXXXXXXXX.
YYYYYYYYY.
ZZZZZZZZZ.
AAAAAAAAAA.
BBBBBBBBBB.
CCCCCCCCCC.
Nama
: Indah Riwayati, ST.,
Golongan : Penata Muda
Pangkat : IIIa
NIDN
: 0005037902
Jabatan Sekarang : Lektor
Fakultas
: Teknik Kimia
Perguruan Tinggi : Universitas Wahid
Bidang Keahlian : Rekayasa Proses
Waktu untuk Kegiatan PKM
: 2 Jam
Pengalaman Riset
DDDDDDDDDD. EEEEEEEEEE. Judul Riset
N
FFFFFFFFFF.
Ta
GGGGGGGGGG.
OOOOOOOOOO.
Pengaruh Jumlah Adsorben
1
Karbon Aktif dan Waktu Proses Bleaching pada
Pengolahan Gondorukem
TTTTTTTTTT.
2
HHHHHHHHHH.
PPPPPPPPPP.
Pengembangan Plastik Ramah
Lingkungan
(Polihidroksialkanoat)
Dari Limbah
IIIIIIIIII.
Cair Industri Pangan Berbahan Baku Tepung
2
Terigu (Dosen Muda Kopertis)
UUUUUUUUUU.
QQQQQQQQQQ.
Produksi
bioetanol
dari
JJJJJJJJJJ.
Bonggol jagung melalui proses hidrolisa
selulosa
secara
enzymatis
menggunakan
KKKKKKKKKK.
Trichordema reesei (Penelitian Pemula Diknas
3
Jateng)
RRRRRRRRRR. Penurunan
Kandungan
Amonia
LLLLLLLLLL.
dalam Air dengan Elektrolisa Menggunakan
MMMMMMMMMM.
Elektroda Stainless steel/Platina
4
SSSSSSSSSS.
VVVVVVVVVV.
2
WWWWWWWWW
XXXXXXXXXX.
2
YYYYYYYYYY.
ZZZZZZZZZZ.
2
18
NNNNNNNNNN.
AAAAAAAAAAA.
BBBBBBBBBBB.
S
CCCCCCCCCCC.
M
DDDDDDDDDDD.
D
emarang, 25 Oktober 2012
enyetuji,
osen Pembimbing,
EEEEEEEEEEE.
FFFFFFFFFFF.
GGGGGGGGGGG.
ndah Riwayati, ST., MT.
HHHHHHHHHHH. NIDN.
0005037902
I