KAJIAN UNJUK KERJA CuSO4 ANHIDRAT SEBAGAI PURIFIER BIOETANOL.
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier
Bioetanol
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat
untuk Memperoleh Gelar Sarjana Ilmu Pengetahuan Alam
Program Study Pendidikan Kimia
Disusun Oleh:
LIDYA DWI NURMALIA
0700642
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
BANDUNG, 2014
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
LEMBAR PENGESAHAN
KAJIAN UNJUK KERJA CuSO4anhidrat SEBAGAI PURIFIER
BIOETANOL
Oleh :
Lidya Dwi Nurmalia
0700642
Disetujui dan disahkan oleh,
Pembimbing I
Dr. Ijang Rohman, M.Si
NIP: 196310291987031001
Pembimbing II
Drs. Yaya Sonjaya, M.Si
NIP: 196502121990031002
Mengetahui
Ketua Jurusan Pendidikan Kimia
FPMIPA UPI
Dr. H. Ahmad Mudzakir, M. Si
NIP: 196611211991031002
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
KAJIAN UNJUK KERJA CuSO4 ANHIDRAT SEBAGAI
PURIFIER BIOETANOL
Oleh
Lidya Dwi Nurmalia
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sciense pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam
Lidya Dwi Nurmalia 2014
Universitas Pendidikan Indonesia
Februari 2014
Hak Cipta dilindungi undang-undang
Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian,
Dengan dicetak ulang, fotocopy, atau cara lainnya tanpa izin dari penulis.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ABSTRAK
Telah
dilakukan
penelitian
mengenai
pemurnian
bioetanol
hasilfermentasiubikayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja
CuSO4 anhidrat sebagai agen pemurnian bioetanol. Dalam penelitian ini
dilakukan pembuatan bioetanol berbahan dasar ubi kayu yang dihidrolisis
menggunakan Aspergilus Niger dan difermentasi oleh ragi. Dari hasil
fermentasi didapatkan bioetanol dengan kemurnian sebesar 14%. Hasil
fermentasi kemudian didestilasi hingga didapatkan kemurnian sebesar 22%,
sampel kemudian dimurnikan dengan menggunakan CuSO 4 anhidrat
secaraberulang,kemudiandidestilasikembali sehingga didapatkan bioetanol
yang memiliki titik didih 72,30oC dan indeks bias 1,3512, atau sebanding
dengan 99,51%. Hasil analisis instrumen AAS diperoleh kadar total ion Cu
sebesar 0,054mg/L. Berdasarkan kinerja tersebut diatas maka bisa
disimpulkan bahwa
anhidrat dapat digunakan sebagai purifier.
Kata kunci: Purifikasi, Destilasi, Adsorpsi, Bioetanol, CuSO4anhidrat
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ABSTRACT
Has conducted research on the purification of fermented cassava bioethanol.
This study aims to investigate the performance of CuSO 4anhydrous
bioethanol as apurification agent. In this research, the manufacture of
bioethanol made from cassava using Aspergillus Niger hydrolyzed and
fermented by yeast. Obtained from the fermentation of ethanol with a purity
of 14%. Fermented and then distilled to obtain purityof 22%, the sample is
then purified using anhydrous CuSO4 repeatedly, then distilled to obtain
bioethanol have boiling point 72,30oC and indeks bias 1,3512 or comparable
withre-grading 99.51%. The results of the analysis of the AAS instrumen to
btaineda total concentration of Cu ions of 0.054mg /L. Based on the
performance ofthe above it can be concluded that the CuSO4 Anhydrous can
be used as apurifier.
Keywords: Purification, Distillation, Adsorption, Bioethanol, CuSO4anhidrat
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .........................................................................................................
i
KATA PENGANTAR .......................................................................................
ii
UCAPAN TERIMA KASIH ............................................................................
iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL .............................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................
ix
BAB
PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ...........................................................
1
B. Rumusan Masalah .....................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ......................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ...................................................................
5
KAJIAN PUSTAKA DAN HIPOTESIS .................................
6
BAB
I
II
A. Bioetanol Sebagai Bahan Bakar ..........................................
6
1. Pemurnian Bioetanol ..........................................................
8
B. Pemurnian Bioetanol dengan Destilasi ................................
9
1. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat) .......................................
10
C. Pemurnian dengan Adsorpsi ................................................
11
1. Pengertian Adsorpsi .......................................................
11
2. Jenis-jenis Adsorben .......................................................
13
a. Adsorpsi Secara Fisik ........................................................
13
b. Adsorpsi Secara Kimia .................................................
14
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi ..................
14
1. Jenis Adsorbat .............................................................
14
2. Karakteristik Adsorbat ................................................
15
D. CuSO4 Anhidrat ...................................................................
16
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB
BAB
III
IV
PROSEDUR PENELITIAN ......................................................
21
A. Lokasi Penelitian .......................................................................
21
B. Sistematika Penelitian ...............................................................
21
C. Alat dan Bahan ..........................................................................
22
D. Prosedur Penelitian ...................................................................
23
1 Tahap Persiapan Bioetanol ....................................................
23
2. Tahap Pemurnian ..................................................................
23
a. Adsorpsi ...........................................................................
23
b. Destilasi ...........................................................................
24
3.Tahap Analisis .......................................................................
24
a) Uji Berat jenis Menggunakan Aerometer .................................
25
b) Uji Kadar Cu Menggunakan AAS .............................
25
PEMBAHASAN ...........................................................................
26
A. Tahap Preparasi Bioetanol ........................................................
26
1). Preparasi Ubi Kayu .............................................................
26
2). Gelatinasi .............................................................................
26
3). Hidrolisis ............................................................................
27
4). Fermentasi ..........................................................................
29
B. Pemurnian Bioetanol Hasil Purifikasi .......................................
29
1) Analisis Kinerja Adsorben CuSO4 Anhidrat yang Digunakan
dalam Pemurnian Bioetanol ...............................................
29
a. Hasil Purifikasi Menggunakan CuSO4 Anhidrat ............
29
b. Metode Pemurnian Etanol dengan Metode destilasi .....
33
c.Uji
Perbedaan
Tingkat
Kemurnian
Alkohol
yang
Menggunakan Metode Adsorben CuSO4 Anhidrat dan
Dengan Metode Destilasi ..............................................
35
d. Aspek Ekonomis ............................................................
35
1. Metode Destilasi ........................................................
35
2. Metode Adsorpsi .......................................................
36
C. Kadar Total ion Cu pada Bioetanol ..........................................
37
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB
V
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
38
A. Kesimpulan ............................................................................
38
B. Saran ......................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
39
LAMPIRAN .......................................................................................................
40
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Spesifikasi Standard Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol .....................
7
4.1 Data Hasil Adsorpsi Pertama ......................................................................
28
4.2 Data Hasil Adsorpsi Kedua .........................................................................
29
4.3 Data Hasil Destilasi ......................................................................................
30
4.4 Data Hasil Destilasi Pertama ........................................................................
31
4.5 Data Hasil Destilasi Kedua ..........................................................................
31
4.6 Data Hasil Pengujian Statistik......................................................................
33
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR GAMBAR
Gambar dan Bagan
Halaman
2.1 Gambar Set Alat Destilasi ......................................................................
11
2.2 Gambar Proses Adsorpsi.........................................................................
12
3.1 Bagan Alur Penelitian ............................................................................
22
4.2 Gambar Hasil Adsorpsi Pertama .............................................................
27
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Kromatografi Hasil GC..........................................................................40
Kromatografi GC sampel 1 .....................................................................41
Kromatografi GC sampel 2 .....................................................................42
Kromatografi GC sampel 3 .....................................................................43
Lampiran 4. Hasil Analisis AAS ................................................................................44
Lampiran 5. Hasil Determinasi tumbuhan ubi kayu .................................................45
Lampiran 6. Perhitungan ............................................................................................47
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pemanfaatan etanol dan campuran bensin-etanol sebagai bahan bakar telah
lama dilakukan, bahkan pada tahun 1825 Henry Ford mengatakan dalam New
York Times bahwa etil alkohol akan menjadi bahan bakar masa depan dengan
bahan dasar bisa dari buah-buahan yang difermentasikan (Prihandan
dkk,2007). Pemanfaatan etanol murni sebagai bahan bakar kendaraan pertama
kali dikenalkan oleh Henry Ford pada tahun 1880 dengan mobil rakitannya
yang diberi nama quadrycle (Prihandan dkk, 2007), dan berkembang terus
hingga muncul lagi fungsi penggunaan etanol sebagai bahan bakar pada April
1933 di Nebraska, pada saat itu penggunaan etanol sebagai bahan bakar telah
mendapatkan modifikasi dengan dijual campuran 10% bioetanol dengan
premium (Praj Industries dalam Prihandan dkk, 2007).
Meskipun bioetanol telah lama ditemukan, namun penggunaannya sampai
saat ini khususnya di Indonesia masih belum mendapat tanggapan yang lebih
baik di beberapa kalangan pengguna bahan bakar premium, terutama kesadaran
pemerintah untuk mengeluarkan undang-undang mengenai konversi bahan
bakar fosil menjadi bahan bakar nabati.
Telah dilakukan penelitian mengenai bahan bakar bioetanol sebelumnya,
dengan bahan baku ubi kayu, keduanya melakukan tujuan penelitian yang sama
yaitu mencari kondisi optimasi untuk proses awal pembuatan bioetanol dan
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2
preparasi bahan baku, yang membedakan adalah bagian tanaman ubi kayu yang
diolahnya. Pada penelitian yang dilakukan Imanudin, I. (2011) adalah mencari
kondisi optimum dan preparasi bahan baku dari kulit ubi kayu, dan diperoleh
kondisi optimum yang digunakan dalam pembuatan bioetanol dari kulit ubi
kayu yaitu konsentrasi asam sulfat 0,4 M, konsentrasi ragi 5% b/v dan pH yang
di set 5 pada saat proses fermentasi, dan menghasilkan bioetanol sebesar 7,03
% v/v.
Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Saripah, I. (2011) adalah
mencari kondisi optimum dan preparasi bahan baku dari daging ubi kayu, dan
diperoleh kondisi optimum untuk pertumbuhan jamur Aspergillus Niger yaitu
pada pH 5, suhu 40oC, konsentrasi jamur 10% dan menghasilkan bioetanol
sebesar 9,69%.
Pada umumnya bioetanol hasil fermentasi memiliki kadar 7-9%
(Prihandan dkk, 2008), sedangkan standard yang harus dipenuhi agar bioetanol
dapat digunakan sebagai bahan bakar adalah bioetanol berkadar 99,5% (BSN,
2008). Hasil dari penelitian yang telah dilakukan oleh Imanudin dan Saripah
(2011) juga memberikan hasil masing-masing secara berturut-turut bioetanol
dengan kadar 7,03% dan 9,69% dari hasil optimasi dan preparasi awal sampel.
Oleh karena itu hasil tersebut perlu diolah lagi agar memenuhi standard yang
ditetapkan. Pada tahap pengolahan ini yang dibutuhkan adalah proses yang
mampu memperkecil kandungan air.
Ada beberapa cara yang dilakukan untuk menurunkan kadar air
diantaranya: a) Azeotropik destilation, b) Membran perpavoration dan
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3
c) Molecular sieve. Azeotropik destilation atau yang biasa disebut destilasi
azeotrop merupakan metode pemisahan campuran dua atau lebih komponen
yang sulit dipisahkan, biasanya pada prosesnya digunakan senyawa lain yang
dapat memecah azeotrop, senyawa yang digunakan biasanya adalah benzena,
sikloheksana, etilen glikol, pentana, dietil eter dan gliserin (Setyohadi, 2006).
Membran perpavoration merupakan metode pemisahan suatu campuran
dengan perubahan bentuk dari cair menjadi uap pada sisi membran, membran
yang biasanya digunakan adalah yang bersifat hidrofilik alias menyerap air
sehingga selektif terhadap air dan tidak mudah mengembang. Yang digunakan
adalah membran tidak berpori sehingga hanya uap air yang mampu
melewatinya, sedangkan larutan etanol ditolak oleh membran. Seperti
membran polivinil alkohol (PVA) (Harold, 1999).
Molecular sieves merupakan unit material yang memiliki pori-pori
kecil/halus dan ukurannya sudah sangat tersandarisasi dan seragam, jenis
molecular sieve yang banyak digunakan untuk menangkap H2O adalah silica
gel. Jenis-jenis lain yang banyak digunakan di industri adalah Zeolite, dan lime
(Rakhmatullah dkk, 2007). Penelitian ini akan difokuskan kepada pemanfaatan
zat kimia yang berfungsi untuk meningkatkan kadar bioetanol melalui salah
satu cara pemurnian yaitu Molecular sieves.
Zat kimia lain yang potensial digunakan dalam proses purifikasi bioetanol
adalah CuSO4 anhidrat, karena CuSO4 anhidrat memiliki beberapa keunggulan,
yaitu mudah diregenerasi dan bisa digunakan sebagai indikator kapan adsorpsi
harus dihentikan, serta memiliki harga yang murah. Namun demikian karena
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
4
CuSO4 anhidrat dapat larut dalam metanol, sehingga kemungkinan besar Cu2+
yang larut dalam alkohol mempengaruhi kualitas bioetanol, sedangkan menurut
BSN kadar Cu maksimal yang wajar dimiliki oleh alkohol sebagai bahan bakar
adalah 0,1mg/L. Oleh karena itu fokus penelitian ini mengarah kepada kajian
kinerja CuSO4 anhidrat sebagai adsorben. Kinerja yang dimaksudkan dibagi
menjadi dua variabel yaitu berdasarkan persen kemurnian bioetanol yang
dihasilkan dan kadar total ion Cu yang terlarut dalam bioetanol.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang dikemukakan di atas, maka masalah dalam
penelitian ini difokuskan kepada bagaimana kinerja CuSO4 anhidrat sebagai
purifier bioetanol, kinerja tersebut dilihat dari beberapa variabel dibawah
ini, yaitu:
a. Bagaimanakah sifat fisik bioetanol yang dihasilkan dari proses
purifikasi?
b. Bagaimana kadar total ion Cu yang terlarut dalam bioetanol hasil
purifikasi menggunakan CuSO4 anhidrat?
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja
penggunaan CuSO4 anhidrat dilihat dari:
a. Mengetahui sifat fisik dari bioetanol yang dihasilkan dari proses adsorpsi
menggunakan CuSO4 anhidrat
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
b. Kadar ion total Cu yang dihasilkan dari proses adsorpsi menggunakan
CuSO4 anhidrat.
D. Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini, maka diharapkan timbul beberapa manfaat diantaranya:
a. Meningkatkan nilai guna bahan baku (ubi kayu) khususnya sebagai
bahan bakar pengganti fosil.
b. Memberikan sumbangan bagi perkembangan teknologi industri di
Indonesia terutama dalam memanfaatkan bioetanol sebagai bahan bakar
sesuai dengan fokus ristek dan mengurangi penggunaan bahan bakar
fosil.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
21
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian
Penelitian ini sebagian besar dilakukan di Labolatorium Riset Jurusan
Pendidikan Kimia FPMIPA UPI, diantaranya proses gelatinasi, hidrolisis,
fermentasi, pemurnian, dan analisis sampel (sifat fisik bioetanol yang dihasilkan,
kadar total ion Cu dan massa jenis). Pengujian determinasi tanaman dilakukan di
Labolatorium Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati ITB, selain itu untuk pengujian
kadar logam dilakukan di Labolatorium Kimia Instrumen Jurusan Pendidikan
Kimia FPMIPA UPI.
B. Sistematika Penelitian
Untuk mengetahui strategi pemurnian bioetanol, membandingkan hasil
permunian CuSO4 anhidrat dengan destilasi menggunakan kolom farksionasi,
berdasarkan bahan baku bioetanol yang diperoleh dari jamur Aspergilus niger ,
secara lebih lengkap digambarkan dengan gambar 3.1:
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
22
Persiapan pembuatan
bioetanol
Pengolahan pati
Destilasi
Sampel 1
Sampel 2
Sampel 3
Sampel 1
Adsorpsi menggunakan
CuSO 4 anhidrat
Adsorpsi menggunakan
CuSO 4 anhidrat
Sampel 2
Sampel 3
Destilasi
Destilasi
Hasil
Destilasi
Analisis
Gambar 3.1 Bagan Alur Penelitian
Pada setiap tahap dalam alur pekerjaan selalu dilakukan analisis sifat fisik dari
sampel yang dihasilkan, sifat fisik yang dianalisis diantaranya adalah titik didih
dan indeks biasnya.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
23
C. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini diataranya: pisau, parut,
kain penyaring, ember, neraca analitik, gelas kimia, spatula, water bath shaker
EYELA NTS-1300, bunsen, kasa asbes, inkubator SHIMADZU BITEC 300, set
alat destilasi, mantel heater, erlenmeyer vakum, pompa vakum, aerometer, alat
indeks bias,termometer, pipa kapiler, karet, statip, klem,tabung reaksi.
Adapun bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini diantaranya:
singkong, aquades, CuSO4.5H2O, ragi tape, dan Aspergillus niger dalam medium.
D. Prosedur Penelitian
1. Tahap Persiapan Pembuatan Bioetanol
Pada penelitian ini bioetanol yang digunakan berbahan dasar ubi
kayu, ubi kayu dikupas dari kulitnya kemudian diparut dan diperas hingga
diperoleh airnya. Air yang dihasilkan dari proses pemerasan dibiarkan
selama satu malam, setelah dibiarkan satu malam didapatkan endapan pati
basah. Kemudian pati basah dikeringkan dibawah sinar matahari hingga
membentuk serbuk pati.
2. Tahap Pengolahan Pati
Bioetanol yang digunakan dalam proses penelitian adalah bioetanol
yang dibuat langsung, dengan mengacu kepada penelitian sebelumnya
(Saripah, 2011), melalui tahap hidrolisis, penambahan Aspergilus niger
SP (gelatinasi),dan penambahan ragi (fermentasi), kemudian dari hasil
fermentasi didapatkan bioetanol dengan kadar sebesar 14% sebanyak
2900 mL.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
24
3. Destilasi
Hasil fermentasi kemudian didestilasi fraksinasi sehingga didapatkan
bioetanol berkadar 24% dan dihasilkan bioetanol sebanyak 710 mL, dari
710 mL sampel dibagi menjadi dua bagian sama besar, masing-masing
305 mL untuk dilakukan proses pemurnian dengan metode berbeda,
metode pertama di adsorpsi dan metode kedua di destilasi.
2. Tahap Pemurnian
a. Adsorpsi
Sampel sebanyak 305 mL dibagi menjadi tiga bagian yang sama
yaitu sebanyak 100 mL tiap sampel. Metode adsorpsi dengan
menggunakan
anhidrat
pada
penelitian
ini
masih
menggunakan sisem batch, yaitu dengan cara memasukkan sampel
sebanyak 350 mL kedalam corong pisah, kemudian ditambahkan
anhidrat dan didiamkan hingga
anhidrat berubah
warna dari abu-abu menjadi biru dan menjadi keras, setelah itu
sampel yang telah dipurifikasi menggunakan
dimasukkan
ditambahkan
kembali
kedalam
corong
pisah
anhidrat
dan
kembali
anhidrat, dan sebagai tahap finishing dilakukan
destilasi.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
25
b. Destilasi
Pada penelitian ini, untuk mengetahui seberapa baiknya
metode purifikasi pada pemurnian bioetanol menggunakan
anhidrat maka diperlukan metode pembanding.
Sehingga dilakukan juga pemurnian bioetanol dengan
menggunakan destilasi, jenis destilasi yang digunakan sama
dengan jenis destilasi pada proses destilasi tahap pertama dan
destilasi pada proses purifier, yaitu destilasi dengan menggunakan
kolom fraksionasi.
3. Tahap Analisis
Setiap tahapan pada proses adsorpsi maupun destilasi selalu
dilakukan analisis sifat fisik, diantaranya: a) Uji titik didih, uji titik
didih dilakukan dengan cara menyiapkan air sebagai penangas dan
sampel yang akan dianalisis dimasukkan kedalam tabung reaksi yang
telah
ditambahkan
termometer
dan
tabung
kapiler,
kemudian
gelembung awal, gelembung konstan dan gelembung pertama kali
masuk di amati terus menerus, b) Uji indeks bias, pengujian indeks
bias sampel dilakukan menggunakan alat refraktometer, dan, c)
Analisis pH Analisis pH dilakukan untuk sampel hasil pengolahan dan
sampel bioetanol yang telah fuel grade menggunakan indikator
universal.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
26
a) Uji Berat Jenis dengan Aerometer
Sampel yang akan diukur berat jenisnya dimasukkan ke
dalam gelas ukur 100 ml pada suhu 25oC. Aerometer dimasukkan
secara perlahan dan hati-hati ke dalam gelas ukur. Dibaca skala
pada Aerometer.
b) Uji kadar Cu menggunakan AAS
Sampel hasil adsorpsi menggunakan CuSO4 anhidrat
dianalisis kadar total ion Cu2+ nya menggunakan instrumen AAS.
c) Uji Analisis GC
Sampel hasil adsorpsi menggunakan CuSO4 anhidrat
dianalisis menggunakan instrumen GC.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
31
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan
bahwa
1.
anhidrat layak dijadikan purifier dengan dilihat dari kinerja:
Sifat fisik dari bioetanol yang dihasilkan dari proses purifikasin memiliki
indeks bias rata-rata 1,3611 dan titik didih rata-rata 72,30oC atau setara
dengan 99,51% berdasarkan hasil analisis GC.
2.
Kadar total ion Cu yang masik dibawah standar kadar Cu yang ditetapkan
BSN dengan rata-rata 0,054mg/L.
B. Saran
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, saran-saran yang diberikan
untuk penelitian berikutnya antara lain :
1. Perlu dikaji mengenai regenerasi
sebagai adsorben.
2. Perlu dikaji dengan sistem flow, karena pada penelitian ini penelitian
masih menggunakan sistem batch.
3. Perlu dilakukan penelitian untuk mencari jenis adsorben lain yang dapat
digunakan untuk proses purifikasi bioetanol dan tidak mempengaruhi
kualitas bioetanol hasil purifikasi.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standard Nasional. (2008). Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol.
Jakarta : Badan Standard Nasional.
Billah, Mu’tasim. (2009). Produksi Alkohol Fuel Grade dengan Proses Distilasi
Ekstraktif. Jurnal Penelitian Progdi teknik Kimia FTI-UPNV. Jawa Timur :
Juni 2009.
Brown, G.G., (1950), “Unit Operation”, John Wiley & Sons, Inc., New York.
Depdiknas. 2008. Sistem
pendidikan nasional.
[Online].
http://www.inherentdikti.net/files/sisdiknas.pdf (10 Mei 2013).
Tersedia:
Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986). Kimia Organik Jilid 1 (ed. Ketiga).
Jakarta : Erlangga.
Green, D. M. Dan Perry, R, H. (2008). Perry’s Chemical Engineeres’ Handbook
(Eight ed). New York : The McGraw-Hill Companies, Inc.
Hanley, and Seader, (1981). Equilibrium Separation Operations in Chemical
Engineering, John Wiley and Sons, Chapter 9.
Ivanova, E., Damgaliev D,. Kostova M. (2009). Adsorption Separation of Ethanol
Water Liquid Mixtures by Natural Clinoptilolite. Jurnal of the University
of Chemical technology and Metallurgy. 44 : 267-274.
Khaeruddin, J.Z., Cathaputra, E., dan Winoto, H.P,. (2007). Produksi Isopropyl
Alkohol Murni untuk Aditif Bensin yang Ramah Lingkungan sebagai
Wujud Pemanfaatan Produk Samping pada Industri Alam. Laporan Akhir
Karya Tulis. Institut Teknologi Bandung.
Mc Cabe, W.L., Unit Operation of Chemical Engineering, 3rd Edition, McGrawHill Book Co., New York, 1978, Chapter 19
Musanif J. (2008). Bioetanol. Jurnal Bio-fuel.
Poedjiadi, Anna dan Titin Supriyanti. (2009). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UIpress.
Saripah, Ipah. (2011). Pengaruh Pengolahan Awal pada Singkong Pahit
Terhadap Produksi Bioetanol dengan Menggunakan Jamur Aspergillus
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Niger pada Proses Hidrolisis. Skripsi Sarjana Sains Jurusan Pendidikan
Kimia FPMIPA UPI. Bandung “ tidak diterbitkan.
Sakinah, Siti. Modifikasi proses penyulingan dengan variasi tekanan uap untuk
memperbaiki karakteristik aroma minyak kelapa. WWW KMS IPB
[Online].
Tersedia:
http://kms.ipb.ac.id/nplib/index.php?t=view&c=Tesis&id=7795 (10 Mei
2013).
Seader, J.D., dan Z.M., Kurtyka. (1984). Distilation, dalam Perry’s Chemical
Engineer’s Handbook. Editor R.H., Perry, D.W., Greed dan J.o., Malrney,
6th edition, Mc. Graw Hill Book Co. Singapore. Seksi 13.
Tanaka, B. and l. Otten, (1986), Dehidration of Aqueous Ethanol. University of
Guelph, Canada.
Treybal, Robert E. (1980). Mass Transfer Operation. Third edition. By Mc
Graww-Hill International Book Company.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Bioetanol
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat
untuk Memperoleh Gelar Sarjana Ilmu Pengetahuan Alam
Program Study Pendidikan Kimia
Disusun Oleh:
LIDYA DWI NURMALIA
0700642
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
BANDUNG, 2014
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
LEMBAR PENGESAHAN
KAJIAN UNJUK KERJA CuSO4anhidrat SEBAGAI PURIFIER
BIOETANOL
Oleh :
Lidya Dwi Nurmalia
0700642
Disetujui dan disahkan oleh,
Pembimbing I
Dr. Ijang Rohman, M.Si
NIP: 196310291987031001
Pembimbing II
Drs. Yaya Sonjaya, M.Si
NIP: 196502121990031002
Mengetahui
Ketua Jurusan Pendidikan Kimia
FPMIPA UPI
Dr. H. Ahmad Mudzakir, M. Si
NIP: 196611211991031002
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
KAJIAN UNJUK KERJA CuSO4 ANHIDRAT SEBAGAI
PURIFIER BIOETANOL
Oleh
Lidya Dwi Nurmalia
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sciense pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam
Lidya Dwi Nurmalia 2014
Universitas Pendidikan Indonesia
Februari 2014
Hak Cipta dilindungi undang-undang
Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian,
Dengan dicetak ulang, fotocopy, atau cara lainnya tanpa izin dari penulis.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ABSTRAK
Telah
dilakukan
penelitian
mengenai
pemurnian
bioetanol
hasilfermentasiubikayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja
CuSO4 anhidrat sebagai agen pemurnian bioetanol. Dalam penelitian ini
dilakukan pembuatan bioetanol berbahan dasar ubi kayu yang dihidrolisis
menggunakan Aspergilus Niger dan difermentasi oleh ragi. Dari hasil
fermentasi didapatkan bioetanol dengan kemurnian sebesar 14%. Hasil
fermentasi kemudian didestilasi hingga didapatkan kemurnian sebesar 22%,
sampel kemudian dimurnikan dengan menggunakan CuSO 4 anhidrat
secaraberulang,kemudiandidestilasikembali sehingga didapatkan bioetanol
yang memiliki titik didih 72,30oC dan indeks bias 1,3512, atau sebanding
dengan 99,51%. Hasil analisis instrumen AAS diperoleh kadar total ion Cu
sebesar 0,054mg/L. Berdasarkan kinerja tersebut diatas maka bisa
disimpulkan bahwa
anhidrat dapat digunakan sebagai purifier.
Kata kunci: Purifikasi, Destilasi, Adsorpsi, Bioetanol, CuSO4anhidrat
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
ABSTRACT
Has conducted research on the purification of fermented cassava bioethanol.
This study aims to investigate the performance of CuSO 4anhydrous
bioethanol as apurification agent. In this research, the manufacture of
bioethanol made from cassava using Aspergillus Niger hydrolyzed and
fermented by yeast. Obtained from the fermentation of ethanol with a purity
of 14%. Fermented and then distilled to obtain purityof 22%, the sample is
then purified using anhydrous CuSO4 repeatedly, then distilled to obtain
bioethanol have boiling point 72,30oC and indeks bias 1,3512 or comparable
withre-grading 99.51%. The results of the analysis of the AAS instrumen to
btaineda total concentration of Cu ions of 0.054mg /L. Based on the
performance ofthe above it can be concluded that the CuSO4 Anhydrous can
be used as apurifier.
Keywords: Purification, Distillation, Adsorption, Bioethanol, CuSO4anhidrat
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK .........................................................................................................
i
KATA PENGANTAR .......................................................................................
ii
UCAPAN TERIMA KASIH ............................................................................
iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................
vi
DAFTAR TABEL .............................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................
ix
BAB
PENDAHULUAN .........................................................................
1
A. Latar Belakang Masalah ...........................................................
1
B. Rumusan Masalah .....................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ......................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ...................................................................
5
KAJIAN PUSTAKA DAN HIPOTESIS .................................
6
BAB
I
II
A. Bioetanol Sebagai Bahan Bakar ..........................................
6
1. Pemurnian Bioetanol ..........................................................
8
B. Pemurnian Bioetanol dengan Destilasi ................................
9
1. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat) .......................................
10
C. Pemurnian dengan Adsorpsi ................................................
11
1. Pengertian Adsorpsi .......................................................
11
2. Jenis-jenis Adsorben .......................................................
13
a. Adsorpsi Secara Fisik ........................................................
13
b. Adsorpsi Secara Kimia .................................................
14
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi ..................
14
1. Jenis Adsorbat .............................................................
14
2. Karakteristik Adsorbat ................................................
15
D. CuSO4 Anhidrat ...................................................................
16
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB
BAB
III
IV
PROSEDUR PENELITIAN ......................................................
21
A. Lokasi Penelitian .......................................................................
21
B. Sistematika Penelitian ...............................................................
21
C. Alat dan Bahan ..........................................................................
22
D. Prosedur Penelitian ...................................................................
23
1 Tahap Persiapan Bioetanol ....................................................
23
2. Tahap Pemurnian ..................................................................
23
a. Adsorpsi ...........................................................................
23
b. Destilasi ...........................................................................
24
3.Tahap Analisis .......................................................................
24
a) Uji Berat jenis Menggunakan Aerometer .................................
25
b) Uji Kadar Cu Menggunakan AAS .............................
25
PEMBAHASAN ...........................................................................
26
A. Tahap Preparasi Bioetanol ........................................................
26
1). Preparasi Ubi Kayu .............................................................
26
2). Gelatinasi .............................................................................
26
3). Hidrolisis ............................................................................
27
4). Fermentasi ..........................................................................
29
B. Pemurnian Bioetanol Hasil Purifikasi .......................................
29
1) Analisis Kinerja Adsorben CuSO4 Anhidrat yang Digunakan
dalam Pemurnian Bioetanol ...............................................
29
a. Hasil Purifikasi Menggunakan CuSO4 Anhidrat ............
29
b. Metode Pemurnian Etanol dengan Metode destilasi .....
33
c.Uji
Perbedaan
Tingkat
Kemurnian
Alkohol
yang
Menggunakan Metode Adsorben CuSO4 Anhidrat dan
Dengan Metode Destilasi ..............................................
35
d. Aspek Ekonomis ............................................................
35
1. Metode Destilasi ........................................................
35
2. Metode Adsorpsi .......................................................
36
C. Kadar Total ion Cu pada Bioetanol ..........................................
37
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB
V
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
38
A. Kesimpulan ............................................................................
38
B. Saran ......................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
39
LAMPIRAN .......................................................................................................
40
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Spesifikasi Standard Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol .....................
7
4.1 Data Hasil Adsorpsi Pertama ......................................................................
28
4.2 Data Hasil Adsorpsi Kedua .........................................................................
29
4.3 Data Hasil Destilasi ......................................................................................
30
4.4 Data Hasil Destilasi Pertama ........................................................................
31
4.5 Data Hasil Destilasi Kedua ..........................................................................
31
4.6 Data Hasil Pengujian Statistik......................................................................
33
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR GAMBAR
Gambar dan Bagan
Halaman
2.1 Gambar Set Alat Destilasi ......................................................................
11
2.2 Gambar Proses Adsorpsi.........................................................................
12
3.1 Bagan Alur Penelitian ............................................................................
22
4.2 Gambar Hasil Adsorpsi Pertama .............................................................
27
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Kromatografi Hasil GC..........................................................................40
Kromatografi GC sampel 1 .....................................................................41
Kromatografi GC sampel 2 .....................................................................42
Kromatografi GC sampel 3 .....................................................................43
Lampiran 4. Hasil Analisis AAS ................................................................................44
Lampiran 5. Hasil Determinasi tumbuhan ubi kayu .................................................45
Lampiran 6. Perhitungan ............................................................................................47
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pemanfaatan etanol dan campuran bensin-etanol sebagai bahan bakar telah
lama dilakukan, bahkan pada tahun 1825 Henry Ford mengatakan dalam New
York Times bahwa etil alkohol akan menjadi bahan bakar masa depan dengan
bahan dasar bisa dari buah-buahan yang difermentasikan (Prihandan
dkk,2007). Pemanfaatan etanol murni sebagai bahan bakar kendaraan pertama
kali dikenalkan oleh Henry Ford pada tahun 1880 dengan mobil rakitannya
yang diberi nama quadrycle (Prihandan dkk, 2007), dan berkembang terus
hingga muncul lagi fungsi penggunaan etanol sebagai bahan bakar pada April
1933 di Nebraska, pada saat itu penggunaan etanol sebagai bahan bakar telah
mendapatkan modifikasi dengan dijual campuran 10% bioetanol dengan
premium (Praj Industries dalam Prihandan dkk, 2007).
Meskipun bioetanol telah lama ditemukan, namun penggunaannya sampai
saat ini khususnya di Indonesia masih belum mendapat tanggapan yang lebih
baik di beberapa kalangan pengguna bahan bakar premium, terutama kesadaran
pemerintah untuk mengeluarkan undang-undang mengenai konversi bahan
bakar fosil menjadi bahan bakar nabati.
Telah dilakukan penelitian mengenai bahan bakar bioetanol sebelumnya,
dengan bahan baku ubi kayu, keduanya melakukan tujuan penelitian yang sama
yaitu mencari kondisi optimasi untuk proses awal pembuatan bioetanol dan
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
2
preparasi bahan baku, yang membedakan adalah bagian tanaman ubi kayu yang
diolahnya. Pada penelitian yang dilakukan Imanudin, I. (2011) adalah mencari
kondisi optimum dan preparasi bahan baku dari kulit ubi kayu, dan diperoleh
kondisi optimum yang digunakan dalam pembuatan bioetanol dari kulit ubi
kayu yaitu konsentrasi asam sulfat 0,4 M, konsentrasi ragi 5% b/v dan pH yang
di set 5 pada saat proses fermentasi, dan menghasilkan bioetanol sebesar 7,03
% v/v.
Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Saripah, I. (2011) adalah
mencari kondisi optimum dan preparasi bahan baku dari daging ubi kayu, dan
diperoleh kondisi optimum untuk pertumbuhan jamur Aspergillus Niger yaitu
pada pH 5, suhu 40oC, konsentrasi jamur 10% dan menghasilkan bioetanol
sebesar 9,69%.
Pada umumnya bioetanol hasil fermentasi memiliki kadar 7-9%
(Prihandan dkk, 2008), sedangkan standard yang harus dipenuhi agar bioetanol
dapat digunakan sebagai bahan bakar adalah bioetanol berkadar 99,5% (BSN,
2008). Hasil dari penelitian yang telah dilakukan oleh Imanudin dan Saripah
(2011) juga memberikan hasil masing-masing secara berturut-turut bioetanol
dengan kadar 7,03% dan 9,69% dari hasil optimasi dan preparasi awal sampel.
Oleh karena itu hasil tersebut perlu diolah lagi agar memenuhi standard yang
ditetapkan. Pada tahap pengolahan ini yang dibutuhkan adalah proses yang
mampu memperkecil kandungan air.
Ada beberapa cara yang dilakukan untuk menurunkan kadar air
diantaranya: a) Azeotropik destilation, b) Membran perpavoration dan
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3
c) Molecular sieve. Azeotropik destilation atau yang biasa disebut destilasi
azeotrop merupakan metode pemisahan campuran dua atau lebih komponen
yang sulit dipisahkan, biasanya pada prosesnya digunakan senyawa lain yang
dapat memecah azeotrop, senyawa yang digunakan biasanya adalah benzena,
sikloheksana, etilen glikol, pentana, dietil eter dan gliserin (Setyohadi, 2006).
Membran perpavoration merupakan metode pemisahan suatu campuran
dengan perubahan bentuk dari cair menjadi uap pada sisi membran, membran
yang biasanya digunakan adalah yang bersifat hidrofilik alias menyerap air
sehingga selektif terhadap air dan tidak mudah mengembang. Yang digunakan
adalah membran tidak berpori sehingga hanya uap air yang mampu
melewatinya, sedangkan larutan etanol ditolak oleh membran. Seperti
membran polivinil alkohol (PVA) (Harold, 1999).
Molecular sieves merupakan unit material yang memiliki pori-pori
kecil/halus dan ukurannya sudah sangat tersandarisasi dan seragam, jenis
molecular sieve yang banyak digunakan untuk menangkap H2O adalah silica
gel. Jenis-jenis lain yang banyak digunakan di industri adalah Zeolite, dan lime
(Rakhmatullah dkk, 2007). Penelitian ini akan difokuskan kepada pemanfaatan
zat kimia yang berfungsi untuk meningkatkan kadar bioetanol melalui salah
satu cara pemurnian yaitu Molecular sieves.
Zat kimia lain yang potensial digunakan dalam proses purifikasi bioetanol
adalah CuSO4 anhidrat, karena CuSO4 anhidrat memiliki beberapa keunggulan,
yaitu mudah diregenerasi dan bisa digunakan sebagai indikator kapan adsorpsi
harus dihentikan, serta memiliki harga yang murah. Namun demikian karena
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
4
CuSO4 anhidrat dapat larut dalam metanol, sehingga kemungkinan besar Cu2+
yang larut dalam alkohol mempengaruhi kualitas bioetanol, sedangkan menurut
BSN kadar Cu maksimal yang wajar dimiliki oleh alkohol sebagai bahan bakar
adalah 0,1mg/L. Oleh karena itu fokus penelitian ini mengarah kepada kajian
kinerja CuSO4 anhidrat sebagai adsorben. Kinerja yang dimaksudkan dibagi
menjadi dua variabel yaitu berdasarkan persen kemurnian bioetanol yang
dihasilkan dan kadar total ion Cu yang terlarut dalam bioetanol.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian yang dikemukakan di atas, maka masalah dalam
penelitian ini difokuskan kepada bagaimana kinerja CuSO4 anhidrat sebagai
purifier bioetanol, kinerja tersebut dilihat dari beberapa variabel dibawah
ini, yaitu:
a. Bagaimanakah sifat fisik bioetanol yang dihasilkan dari proses
purifikasi?
b. Bagaimana kadar total ion Cu yang terlarut dalam bioetanol hasil
purifikasi menggunakan CuSO4 anhidrat?
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja
penggunaan CuSO4 anhidrat dilihat dari:
a. Mengetahui sifat fisik dari bioetanol yang dihasilkan dari proses adsorpsi
menggunakan CuSO4 anhidrat
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
5
b. Kadar ion total Cu yang dihasilkan dari proses adsorpsi menggunakan
CuSO4 anhidrat.
D. Manfaat Penelitian
Dari penelitian ini, maka diharapkan timbul beberapa manfaat diantaranya:
a. Meningkatkan nilai guna bahan baku (ubi kayu) khususnya sebagai
bahan bakar pengganti fosil.
b. Memberikan sumbangan bagi perkembangan teknologi industri di
Indonesia terutama dalam memanfaatkan bioetanol sebagai bahan bakar
sesuai dengan fokus ristek dan mengurangi penggunaan bahan bakar
fosil.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
21
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian
Penelitian ini sebagian besar dilakukan di Labolatorium Riset Jurusan
Pendidikan Kimia FPMIPA UPI, diantaranya proses gelatinasi, hidrolisis,
fermentasi, pemurnian, dan analisis sampel (sifat fisik bioetanol yang dihasilkan,
kadar total ion Cu dan massa jenis). Pengujian determinasi tanaman dilakukan di
Labolatorium Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati ITB, selain itu untuk pengujian
kadar logam dilakukan di Labolatorium Kimia Instrumen Jurusan Pendidikan
Kimia FPMIPA UPI.
B. Sistematika Penelitian
Untuk mengetahui strategi pemurnian bioetanol, membandingkan hasil
permunian CuSO4 anhidrat dengan destilasi menggunakan kolom farksionasi,
berdasarkan bahan baku bioetanol yang diperoleh dari jamur Aspergilus niger ,
secara lebih lengkap digambarkan dengan gambar 3.1:
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
22
Persiapan pembuatan
bioetanol
Pengolahan pati
Destilasi
Sampel 1
Sampel 2
Sampel 3
Sampel 1
Adsorpsi menggunakan
CuSO 4 anhidrat
Adsorpsi menggunakan
CuSO 4 anhidrat
Sampel 2
Sampel 3
Destilasi
Destilasi
Hasil
Destilasi
Analisis
Gambar 3.1 Bagan Alur Penelitian
Pada setiap tahap dalam alur pekerjaan selalu dilakukan analisis sifat fisik dari
sampel yang dihasilkan, sifat fisik yang dianalisis diantaranya adalah titik didih
dan indeks biasnya.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
23
C. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini diataranya: pisau, parut,
kain penyaring, ember, neraca analitik, gelas kimia, spatula, water bath shaker
EYELA NTS-1300, bunsen, kasa asbes, inkubator SHIMADZU BITEC 300, set
alat destilasi, mantel heater, erlenmeyer vakum, pompa vakum, aerometer, alat
indeks bias,termometer, pipa kapiler, karet, statip, klem,tabung reaksi.
Adapun bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini diantaranya:
singkong, aquades, CuSO4.5H2O, ragi tape, dan Aspergillus niger dalam medium.
D. Prosedur Penelitian
1. Tahap Persiapan Pembuatan Bioetanol
Pada penelitian ini bioetanol yang digunakan berbahan dasar ubi
kayu, ubi kayu dikupas dari kulitnya kemudian diparut dan diperas hingga
diperoleh airnya. Air yang dihasilkan dari proses pemerasan dibiarkan
selama satu malam, setelah dibiarkan satu malam didapatkan endapan pati
basah. Kemudian pati basah dikeringkan dibawah sinar matahari hingga
membentuk serbuk pati.
2. Tahap Pengolahan Pati
Bioetanol yang digunakan dalam proses penelitian adalah bioetanol
yang dibuat langsung, dengan mengacu kepada penelitian sebelumnya
(Saripah, 2011), melalui tahap hidrolisis, penambahan Aspergilus niger
SP (gelatinasi),dan penambahan ragi (fermentasi), kemudian dari hasil
fermentasi didapatkan bioetanol dengan kadar sebesar 14% sebanyak
2900 mL.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
24
3. Destilasi
Hasil fermentasi kemudian didestilasi fraksinasi sehingga didapatkan
bioetanol berkadar 24% dan dihasilkan bioetanol sebanyak 710 mL, dari
710 mL sampel dibagi menjadi dua bagian sama besar, masing-masing
305 mL untuk dilakukan proses pemurnian dengan metode berbeda,
metode pertama di adsorpsi dan metode kedua di destilasi.
2. Tahap Pemurnian
a. Adsorpsi
Sampel sebanyak 305 mL dibagi menjadi tiga bagian yang sama
yaitu sebanyak 100 mL tiap sampel. Metode adsorpsi dengan
menggunakan
anhidrat
pada
penelitian
ini
masih
menggunakan sisem batch, yaitu dengan cara memasukkan sampel
sebanyak 350 mL kedalam corong pisah, kemudian ditambahkan
anhidrat dan didiamkan hingga
anhidrat berubah
warna dari abu-abu menjadi biru dan menjadi keras, setelah itu
sampel yang telah dipurifikasi menggunakan
dimasukkan
ditambahkan
kembali
kedalam
corong
pisah
anhidrat
dan
kembali
anhidrat, dan sebagai tahap finishing dilakukan
destilasi.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
25
b. Destilasi
Pada penelitian ini, untuk mengetahui seberapa baiknya
metode purifikasi pada pemurnian bioetanol menggunakan
anhidrat maka diperlukan metode pembanding.
Sehingga dilakukan juga pemurnian bioetanol dengan
menggunakan destilasi, jenis destilasi yang digunakan sama
dengan jenis destilasi pada proses destilasi tahap pertama dan
destilasi pada proses purifier, yaitu destilasi dengan menggunakan
kolom fraksionasi.
3. Tahap Analisis
Setiap tahapan pada proses adsorpsi maupun destilasi selalu
dilakukan analisis sifat fisik, diantaranya: a) Uji titik didih, uji titik
didih dilakukan dengan cara menyiapkan air sebagai penangas dan
sampel yang akan dianalisis dimasukkan kedalam tabung reaksi yang
telah
ditambahkan
termometer
dan
tabung
kapiler,
kemudian
gelembung awal, gelembung konstan dan gelembung pertama kali
masuk di amati terus menerus, b) Uji indeks bias, pengujian indeks
bias sampel dilakukan menggunakan alat refraktometer, dan, c)
Analisis pH Analisis pH dilakukan untuk sampel hasil pengolahan dan
sampel bioetanol yang telah fuel grade menggunakan indikator
universal.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
26
a) Uji Berat Jenis dengan Aerometer
Sampel yang akan diukur berat jenisnya dimasukkan ke
dalam gelas ukur 100 ml pada suhu 25oC. Aerometer dimasukkan
secara perlahan dan hati-hati ke dalam gelas ukur. Dibaca skala
pada Aerometer.
b) Uji kadar Cu menggunakan AAS
Sampel hasil adsorpsi menggunakan CuSO4 anhidrat
dianalisis kadar total ion Cu2+ nya menggunakan instrumen AAS.
c) Uji Analisis GC
Sampel hasil adsorpsi menggunakan CuSO4 anhidrat
dianalisis menggunakan instrumen GC.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
31
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan
bahwa
1.
anhidrat layak dijadikan purifier dengan dilihat dari kinerja:
Sifat fisik dari bioetanol yang dihasilkan dari proses purifikasin memiliki
indeks bias rata-rata 1,3611 dan titik didih rata-rata 72,30oC atau setara
dengan 99,51% berdasarkan hasil analisis GC.
2.
Kadar total ion Cu yang masik dibawah standar kadar Cu yang ditetapkan
BSN dengan rata-rata 0,054mg/L.
B. Saran
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, saran-saran yang diberikan
untuk penelitian berikutnya antara lain :
1. Perlu dikaji mengenai regenerasi
sebagai adsorben.
2. Perlu dikaji dengan sistem flow, karena pada penelitian ini penelitian
masih menggunakan sistem batch.
3. Perlu dilakukan penelitian untuk mencari jenis adsorben lain yang dapat
digunakan untuk proses purifikasi bioetanol dan tidak mempengaruhi
kualitas bioetanol hasil purifikasi.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standard Nasional. (2008). Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol.
Jakarta : Badan Standard Nasional.
Billah, Mu’tasim. (2009). Produksi Alkohol Fuel Grade dengan Proses Distilasi
Ekstraktif. Jurnal Penelitian Progdi teknik Kimia FTI-UPNV. Jawa Timur :
Juni 2009.
Brown, G.G., (1950), “Unit Operation”, John Wiley & Sons, Inc., New York.
Depdiknas. 2008. Sistem
pendidikan nasional.
[Online].
http://www.inherentdikti.net/files/sisdiknas.pdf (10 Mei 2013).
Tersedia:
Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986). Kimia Organik Jilid 1 (ed. Ketiga).
Jakarta : Erlangga.
Green, D. M. Dan Perry, R, H. (2008). Perry’s Chemical Engineeres’ Handbook
(Eight ed). New York : The McGraw-Hill Companies, Inc.
Hanley, and Seader, (1981). Equilibrium Separation Operations in Chemical
Engineering, John Wiley and Sons, Chapter 9.
Ivanova, E., Damgaliev D,. Kostova M. (2009). Adsorption Separation of Ethanol
Water Liquid Mixtures by Natural Clinoptilolite. Jurnal of the University
of Chemical technology and Metallurgy. 44 : 267-274.
Khaeruddin, J.Z., Cathaputra, E., dan Winoto, H.P,. (2007). Produksi Isopropyl
Alkohol Murni untuk Aditif Bensin yang Ramah Lingkungan sebagai
Wujud Pemanfaatan Produk Samping pada Industri Alam. Laporan Akhir
Karya Tulis. Institut Teknologi Bandung.
Mc Cabe, W.L., Unit Operation of Chemical Engineering, 3rd Edition, McGrawHill Book Co., New York, 1978, Chapter 19
Musanif J. (2008). Bioetanol. Jurnal Bio-fuel.
Poedjiadi, Anna dan Titin Supriyanti. (2009). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UIpress.
Saripah, Ipah. (2011). Pengaruh Pengolahan Awal pada Singkong Pahit
Terhadap Produksi Bioetanol dengan Menggunakan Jamur Aspergillus
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Niger pada Proses Hidrolisis. Skripsi Sarjana Sains Jurusan Pendidikan
Kimia FPMIPA UPI. Bandung “ tidak diterbitkan.
Sakinah, Siti. Modifikasi proses penyulingan dengan variasi tekanan uap untuk
memperbaiki karakteristik aroma minyak kelapa. WWW KMS IPB
[Online].
Tersedia:
http://kms.ipb.ac.id/nplib/index.php?t=view&c=Tesis&id=7795 (10 Mei
2013).
Seader, J.D., dan Z.M., Kurtyka. (1984). Distilation, dalam Perry’s Chemical
Engineer’s Handbook. Editor R.H., Perry, D.W., Greed dan J.o., Malrney,
6th edition, Mc. Graw Hill Book Co. Singapore. Seksi 13.
Tanaka, B. and l. Otten, (1986), Dehidration of Aqueous Ethanol. University of
Guelph, Canada.
Treybal, Robert E. (1980). Mass Transfer Operation. Third edition. By Mc
Graww-Hill International Book Company.
Lidya Dwi Nurmalia, 2014
Kajian Unjuk Kerja CuSO4 Anhidrat Sebagai Purifier Bioetanol
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu