Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap Bioetanol dari Biji Durian
PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU
FERMENTASI TERHADAP BIOETANOL DARI BIJI
DURIAN
SKRIPSI
Oleh
RATIH PRIMADONY S.
070405042
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TEKNIK KIMIA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI TERHADAP
BIOETANOL DARI BIJI DURIAN
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan – kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Februari 2014
Ratih Primadony S.
NIM 070405042
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan
ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi
terhadap Bioetanol dari Biji Durian,” berdasarkan hasil penelitian yang penulis
lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakulatas Teknik Sumatera Utara. Skripsi ini
merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh kadar bioetanol tertinggi sebesar 84,205%.
Sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan. Manfaat lain yang diperoleh,
yaitu dapat meningkatkan nilai ekonomis dari biji durian dan mengurangi masalah
limbah biji durian.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat
pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis, untuk itu secara khusus
penulis mengucapakan terima kasih kepada Farida Hanum, ST, MT yang telah
banyak membantu.
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, Februari 2014
Penulis
Ratih Primadony S.
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua
penulis, R. Sipayung dan E. Purba yang selalu mendukung penulis dalam
melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan skripsi ini.
Dedikasi skripsi ini penulis tujukan kepada :
1.
Kedua orang tua penulis, R. Sipayung dan E. Purba
2.
Keluarga penulis.
3.
Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
4.
Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
5.
Mei Ulyana Tanjung atas kerjasamanya yang sangat baik selama melakukan
penelitian dan penulisan skripsi ini.
6.
Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, khususnya semua stambuk 2007
yang memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
7.
Seluruh teman-teman, adik-adik dan abang kakak yang turut memberikan
bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Ratih Primadony Sipayung
Nim : 070405042
Tempat/ tgl lahir : Simanabun, 17 Februari 1989
Nama orang tua : Rasiaman Sipayung
Alamat orang tua : Simanabun, Kec.Silau Kahean, Kab.
Simalungun
Asal sekolah
1.
SD Inpres No 094144 Simanabun tahun 1995 – 2001
2.
SMP Negeri 1 Silau Kahean tahun 2001 – 2004
3.
SMA Swasta St. Thomas 2 Medan tahun 2004 – 2007
Artikel yang telah dipublikasi dalam jurnal/ pertemuan ilmiah:
1.
Jurnal Teknik Kimia USU
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Bioetanol merupakan etanol yang terbuat dari tanaman yang mengandung pati, gula,
dan tanaman berselulosa lainnya. Penelitian ini menggunakan biji durian yang
mengandung karbohidrat dan gula yang cukup tinggi sebagai bahan baku dan
bertujuan untuk membuat bioetanol dari biji durian dengan variasi massa ragi yang
ditambahkan dan waktu fermentasi. Variabel yang digunakan adalah perubahan
massa ragi 3%; 6%; dan 9%, pH fermentasi 4,5 dan waktu fermentasi 0; 24; 48; 72;
dan 96 jam. Dari analisis yang dilakukan diperoleh hasil kadar bioetanol yang
tertinggi sebesar 84,205% pada massa ragi 6% dan waktu fermentasi 48 jam.
Kata Kunci : bioetanol, asam klorida, biji durian
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Bioethanol is the ethanol made from plants that contains starch, sugar, and the others
cellulose plants. This study uses durian seeds that contain carbohydrate and sugar as
basic material and the purpose is to make bioethanol from durian seeds with the
variation of yeast mass added and fermentation time. The variables used were the
changes of yeast mass 3%; 6%; and 9%, fermentation pH was 4,5, and fermentation
times were 0; 24; 48; 72; and 96 hours. The results of experiment were the
bioethanol concentration was 84.205% at the yeast mass 6% with 48 hour for the
fermentation.
Keywords : ethanol, hydrochloric acid, durian seeds
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
DAFTAR RIWAYAT PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
DAFTAR SINGKATAN
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 BIOETANOL
5
2.1.1 Proses Pembuatan Bioetanol
8
2.1.2 Parameter Pengujian
9
2.2 DURIAN
11
ix
Universitas Sumatera Utara
2.2.1 Sejarah Singkat
11
2.2.2 Jenis Tanaman
11
2.2.3 Manfaat Tanaman
11
2.2.4 Karakteristik Biji Durian
12
2.3 FERMENTASI
13
2.4 DESTILASI
17
2.5 POTENSI EKONOMI BIOETANOL
18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
20
3.1 LOKASI PENELITIAN
20
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
20
3.2.1 Bahan
20
3.2.2 Peralatan
20
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
21
3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Durian
21
3.3.2 Tahap Persiapan Bahan Fermentasi
21
3.3.3 Tahap Fermentasi
22
3.3.4 Tahap Destilasi
22
3.3.5 Prosedur Analisa
22
3.3.5.1 Penentuan Volume Bioetanol
22
3.3.5.2 Penentuan Densitas Bioetanol
22
3.3.5.3 Menghitung sg dan API Grafity
23
3.3.5.4 Menghitung Nilai Kalor
23
3.3.5.5 Analisis Kadar Bioetanol dengan Metode Berat Jenis
23
3.4 FLOWCHART PENELITIAN
25
3.4.1 Flowchart Pembuatan Tepung Biji Durian
25
3.4.2 Flowchart Persiapan Bahan Fermentasi
x
26
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Flowchart Proses Fermentasi
27
3.4.4 Flowchart Proses Destilasi
28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
29
4.1 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP VOLUME BIOETANOL
29
4.2 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP DENSITAS BIOETANOL
30
4.3 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP KADAR BIOETANOL
31
4.4 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP NILAI KALOR BIOETANOL
32
4.5 PERBANDINGAN STANDAR BAKU MUTU BIOETANOL
33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
35
5.1 KESIMPULAN
35
5.2 SARAN
35
DAFTAR PUSTAKA
36
LAMPIRAN
38
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Tepung Biji Durian
25
Gambar 3.2 Flowchart Persiapan Bahan Fermentasi
26
Gambar 3.3 Flowchart Proses Fermentasi
27
Gambar 3.3 Flowchart Proses Destilasi
28
Gambar 4.1 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Volume Bioetanol
29
Gambar 4.2 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Densitas Bioetanol
30
Gambar 4.3 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Kadar Bioetanol
31
Gambar 4.4 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Nilai Kalor Bioetanol
32
Gambar L.1 Biji Durian
44
Gambar L.2 Biji Durian Yang Telah Dikeringkan
44
Gambar L.3 Tepung Biji Durian
44
Gambar L.4 Rangkaian Peralatan Proses Fermentasi
45
Gambar L.5 Timbangan
45
Gambar L.6 Rangkaian Peralatan Proses Analisa Kadar Bioetanol
45
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat-Sifat Fisika Etanol
6
Tabel 2.2 Komposisi Biji Durian
12
Tabel 2.3 Data Kebutuhan Import Bioetanol di Indonesia
18
Tabel 4.1 Syarat Mutu Bioetanol
33
Tabel L.1 Data Percobaan Densitas Bioetanol dengan Konsentrasi HCl 1 M
38
Tabel L.2 Data Percobaan Kadar Bioetanol dengan Konsentrasi HCl 1 M
39
Tabel L.3 Data Percobaan sg dan API Grafity Bioetanol dengan Konsentrasi
HCl 1 M
40
Tabel L.4 Data Percobaan Nilai Kalor Bioetanol dengan Konsentrasi HCl 1 M 41
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Data Percobaan
38
Lampiran 2 Contoh Perhitungan
42
Lampiran 3 Foto Percobaan
44
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
SG
Spesific Grafity
M
Molaritas
NK
Nilai Kalor
G
API Grafity
xv
Universitas Sumatera Utara
FERMENTASI TERHADAP BIOETANOL DARI BIJI
DURIAN
SKRIPSI
Oleh
RATIH PRIMADONY S.
070405042
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TEKNIK KIMIA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI TERHADAP
BIOETANOL DARI BIJI DURIAN
Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan – kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, Februari 2014
Ratih Primadony S.
NIM 070405042
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan
ini merupakan skripsi dengan judul “Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi
terhadap Bioetanol dari Biji Durian,” berdasarkan hasil penelitian yang penulis
lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakulatas Teknik Sumatera Utara. Skripsi ini
merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Melalui penelitian ini diperoleh kadar bioetanol tertinggi sebesar 84,205%.
Sehingga hasil yang diperoleh dapat dimanfaatkan. Manfaat lain yang diperoleh,
yaitu dapat meningkatkan nilai ekonomis dari biji durian dan mengurangi masalah
limbah biji durian.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat
pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis, untuk itu secara khusus
penulis mengucapakan terima kasih kepada Farida Hanum, ST, MT yang telah
banyak membantu.
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, Februari 2014
Penulis
Ratih Primadony S.
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua
penulis, R. Sipayung dan E. Purba yang selalu mendukung penulis dalam
melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan skripsi ini.
Dedikasi skripsi ini penulis tujukan kepada :
1.
Kedua orang tua penulis, R. Sipayung dan E. Purba
2.
Keluarga penulis.
3.
Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
4.
Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
5.
Mei Ulyana Tanjung atas kerjasamanya yang sangat baik selama melakukan
penelitian dan penulisan skripsi ini.
6.
Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia, khususnya semua stambuk 2007
yang memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
7.
Seluruh teman-teman, adik-adik dan abang kakak yang turut memberikan
bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Ratih Primadony Sipayung
Nim : 070405042
Tempat/ tgl lahir : Simanabun, 17 Februari 1989
Nama orang tua : Rasiaman Sipayung
Alamat orang tua : Simanabun, Kec.Silau Kahean, Kab.
Simalungun
Asal sekolah
1.
SD Inpres No 094144 Simanabun tahun 1995 – 2001
2.
SMP Negeri 1 Silau Kahean tahun 2001 – 2004
3.
SMA Swasta St. Thomas 2 Medan tahun 2004 – 2007
Artikel yang telah dipublikasi dalam jurnal/ pertemuan ilmiah:
1.
Jurnal Teknik Kimia USU
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Bioetanol merupakan etanol yang terbuat dari tanaman yang mengandung pati, gula,
dan tanaman berselulosa lainnya. Penelitian ini menggunakan biji durian yang
mengandung karbohidrat dan gula yang cukup tinggi sebagai bahan baku dan
bertujuan untuk membuat bioetanol dari biji durian dengan variasi massa ragi yang
ditambahkan dan waktu fermentasi. Variabel yang digunakan adalah perubahan
massa ragi 3%; 6%; dan 9%, pH fermentasi 4,5 dan waktu fermentasi 0; 24; 48; 72;
dan 96 jam. Dari analisis yang dilakukan diperoleh hasil kadar bioetanol yang
tertinggi sebesar 84,205% pada massa ragi 6% dan waktu fermentasi 48 jam.
Kata Kunci : bioetanol, asam klorida, biji durian
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Bioethanol is the ethanol made from plants that contains starch, sugar, and the others
cellulose plants. This study uses durian seeds that contain carbohydrate and sugar as
basic material and the purpose is to make bioethanol from durian seeds with the
variation of yeast mass added and fermentation time. The variables used were the
changes of yeast mass 3%; 6%; and 9%, fermentation pH was 4,5, and fermentation
times were 0; 24; 48; 72; and 96 hours. The results of experiment were the
bioethanol concentration was 84.205% at the yeast mass 6% with 48 hour for the
fermentation.
Keywords : ethanol, hydrochloric acid, durian seeds
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
DAFTAR RIWAYAT PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR TABEL
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
DAFTAR SINGKATAN
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 BIOETANOL
5
2.1.1 Proses Pembuatan Bioetanol
8
2.1.2 Parameter Pengujian
9
2.2 DURIAN
11
ix
Universitas Sumatera Utara
2.2.1 Sejarah Singkat
11
2.2.2 Jenis Tanaman
11
2.2.3 Manfaat Tanaman
11
2.2.4 Karakteristik Biji Durian
12
2.3 FERMENTASI
13
2.4 DESTILASI
17
2.5 POTENSI EKONOMI BIOETANOL
18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
20
3.1 LOKASI PENELITIAN
20
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
20
3.2.1 Bahan
20
3.2.2 Peralatan
20
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
21
3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Durian
21
3.3.2 Tahap Persiapan Bahan Fermentasi
21
3.3.3 Tahap Fermentasi
22
3.3.4 Tahap Destilasi
22
3.3.5 Prosedur Analisa
22
3.3.5.1 Penentuan Volume Bioetanol
22
3.3.5.2 Penentuan Densitas Bioetanol
22
3.3.5.3 Menghitung sg dan API Grafity
23
3.3.5.4 Menghitung Nilai Kalor
23
3.3.5.5 Analisis Kadar Bioetanol dengan Metode Berat Jenis
23
3.4 FLOWCHART PENELITIAN
25
3.4.1 Flowchart Pembuatan Tepung Biji Durian
25
3.4.2 Flowchart Persiapan Bahan Fermentasi
x
26
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Flowchart Proses Fermentasi
27
3.4.4 Flowchart Proses Destilasi
28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
29
4.1 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP VOLUME BIOETANOL
29
4.2 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP DENSITAS BIOETANOL
30
4.3 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP KADAR BIOETANOL
31
4.4 PENGARUH MASSA RAGI DAN WAKTU FERMENTASI
TERHADAP NILAI KALOR BIOETANOL
32
4.5 PERBANDINGAN STANDAR BAKU MUTU BIOETANOL
33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
35
5.1 KESIMPULAN
35
5.2 SARAN
35
DAFTAR PUSTAKA
36
LAMPIRAN
38
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Tepung Biji Durian
25
Gambar 3.2 Flowchart Persiapan Bahan Fermentasi
26
Gambar 3.3 Flowchart Proses Fermentasi
27
Gambar 3.3 Flowchart Proses Destilasi
28
Gambar 4.1 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Volume Bioetanol
29
Gambar 4.2 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Densitas Bioetanol
30
Gambar 4.3 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Kadar Bioetanol
31
Gambar 4.4 Pengaruh Massa Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap
Nilai Kalor Bioetanol
32
Gambar L.1 Biji Durian
44
Gambar L.2 Biji Durian Yang Telah Dikeringkan
44
Gambar L.3 Tepung Biji Durian
44
Gambar L.4 Rangkaian Peralatan Proses Fermentasi
45
Gambar L.5 Timbangan
45
Gambar L.6 Rangkaian Peralatan Proses Analisa Kadar Bioetanol
45
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat-Sifat Fisika Etanol
6
Tabel 2.2 Komposisi Biji Durian
12
Tabel 2.3 Data Kebutuhan Import Bioetanol di Indonesia
18
Tabel 4.1 Syarat Mutu Bioetanol
33
Tabel L.1 Data Percobaan Densitas Bioetanol dengan Konsentrasi HCl 1 M
38
Tabel L.2 Data Percobaan Kadar Bioetanol dengan Konsentrasi HCl 1 M
39
Tabel L.3 Data Percobaan sg dan API Grafity Bioetanol dengan Konsentrasi
HCl 1 M
40
Tabel L.4 Data Percobaan Nilai Kalor Bioetanol dengan Konsentrasi HCl 1 M 41
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Data Percobaan
38
Lampiran 2 Contoh Perhitungan
42
Lampiran 3 Foto Percobaan
44
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
SG
Spesific Grafity
M
Molaritas
NK
Nilai Kalor
G
API Grafity
xv
Universitas Sumatera Utara