PERFORMA ADSORBEN SG DAN KS DALAM PEMURNIAN BIOETANOL HASIL FERMENTASI SINGKONG (Manihot utilissima).

PERFORMA ADSORBEN SG DAN KS DALAM PEMURNIAN BIOETANOL HASIL FERMENTASI SINGKONG (Manihot utilissima)

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains di Bidang Kimia

Oleh :

PINGKY CHANDRA PRIYANKA 0807636

PROGRAM STUDI KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

PERFORMA ADSORBEN SG DAN KS DALAM PEMURNIAN BIOETANOL HASIL FERMENTASI SINGKONG (Manihot utilissima)

Oleh

Pingky Chandra Priyanka

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

© Pingky Chandra Priyanka di 2013 Universitas Pendidikan Indonesia

Juni 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

LEMBAR PENGESAHAN

PERFORMA ADSORBEN SG DAN KS DALAM PEMURNIAN BIOETANOL HASIL FERMENTASI SINGKONG (Manihot utilissima)

Oleh:

Pingky Chandra Priyanka 0807636

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH :

Pembimbing I

Dr. Ijang Rohman, M.Si NIP.

Pembimbing II

Drs. Yaya Sonjaya, M.Si NIP.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI

Dr. rer. nat. Ahmad Mudzakir, M.Si NIP. 196611211991031002

PERNYATAAN

“Dengan inisaya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “Performa Adsorben SG dan KS Dalam Pemurnian Bioetanol Hasil Fermentasi Singkong (Manihot utilissima)” ini beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya sendiri, dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan ini, saya siap menanggung resiko atau sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini.

Bandung, Juni 2013 Yang membuat pernyataan,

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pemurnian bioetanol dengan metode destilasi dan adsorpsi dengan batch system. Penelitian ini bertujuan untuk 1) mengetahui kemampuan adsorben (SG dan KS) sebagai agen untuk pemurnian bioetanol dan, 2) untuk mengetahui metode apakah yang baik digunakan dalam pemurnian bioetanol. Dalam penelitian ini, dilakukan pembuatan bioetanol dari singkong (Manihot Utilissima) yang dihidrolisis menggunakan Aspergillus niger dan di fermentasi menggunakan ragi. Hasil fermentasi dimurnikan melalui beberapa tahap, yaitu destilasi dan adsorpsi. Sebelum diaplikasikan terhadap bioetanol, adsorben di optimasi terlebih dahulu dengan menggunakan etanol teknis 96%. Berdasarkan hasil optimasi, diketahui bahwa waktu kontak adsorpsi dengan menggunakan adsorben SG adalah 20 menit dengan jumlah 15 gram, sedangkan waktu kontak adsorpsi adsorben KS adalah 5 menit dengan jumlah 5 gram. Hasil Adsorpsi dianalisis dengan instrument GC. Berdasarkan hasil analisis GC, diperoleh bahwa adsorben SG mampu memurnikan bioetanol hingga 99,962% dan adsorben SG-KS mampu memurnikan hingga 99,954%. Sementara itu, adsorben KS dan KS-SG dapat memurnikan bioetanol hingga 100%. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa, adsorben SG dan KS baik digunakan untuk pemurnian bioetanol sedangkan pengaruh dual adsorben (SG-KS dan KS-SG) ternyata tidak berbeda secara signifikan.

ABSTRACT

Bioethanol purification by distillation and batch system adsorption has done. This study aimed 1) to determine the ability of adsorbents (SG and KS) as an agent for the purification of bioethanol and, 2) to determine whether a good method to use in the purification of bioethanol. In this study, bioethanol produce from cassava (Manihot utilissima) which is hydrolyzed by Aspergillus niger and fermented by yeast. The fermentation result was purified through distillation and adsorption stage. Before applied to bioethanol, adsorbent was optimazed using technical ethanol 96%. The optimum contact time of adsorption using SG is 20 minutes with the amount of 15 grams, while the KS adsorption contact time is 5 minutes by the number of 5 grams. Adsorption results were analyzed by Gas Chromathography instruments. Based on the results of the analysis, found that the SG adsorbent capable of purifying up to 99.962% bioethanol and SG-KS adsorbents capable of purifying up to 99.954%. Meanwhile, the adsorbent KS and KS-SG can purify up to 100% bioethanol. It can be concluded that, both SG and KS was capable to be used for the purification of bioethanol while the dual effect of adsorbent (SG-KS and KS-SG) was not significantly different.

DAFTAR ISI

halaman

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 3

1.3. Tujuan Penelitian ... 3

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Bioetanol ... 4

2.1.1. Pembuatan bioetanol ... 4

2.1.2. Bioetanol sebagai bahan bakar ... 6

2.1.3 Pemurnian bioetanol ... 7

2.2.1. Adsorben ... 8

2.2.1.1.Material adsorben ... 9

2.2.2. Jenis-jenis adsorpsi ... 10

2.2.2. 1 Adsorpsi fisik ... 10

2.2.2. 2 Adsorpsi kimia ... 10

2.2.3. Kinetika adsorpsi ... 10

2.2.4. Kesetimbangan adsorpsi ... 10

2.3. Silika gel ... 10

2.4. Kulit Sapi ... 12

BAB III METODE PENELITIAN ... 13

3.1. Jenis Penelitian ... 13

3.2. Desain Penelitian ... 13

3.2. Waktu dan Tempat Penelitian ... 14

3.4. Alat dan Bahan ... 14

3.5. Alur Penelitian ... 15

3.6. Metode Penelitian ... 16

3.6.1. Tahap preparasi ... 16

3.6.2. Tahap Pembuatan bioetanol ... 17

3.6.3. Tahap Pemurnian bioetanol ... 17

3.6.4.1 Uji titik didih ... 18

3.6.4.2 Uji indeks bias ... 18

3.6.4.3 Uji analisis pH ... 18

3.6.4.4 Uji berat jenis ... 18

3.6.4.1 Analisis kadar etanol dengan instrumen GC ... 18

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 19

4.1. Tahap Preparasi bioetanol ... 19

4.1.1 Preparasi singkong ... 19

4.1.2 Gelatinasi ... 19

4.1.3 Hidrolisis ... 20

4.1.4 Fermentasi ... 23

4.2 Tahap preparasi adsorben ... 25

4.2.1 Preparasi adsorben ... 25

4.2.2 Optimasi adsorben ... 27

4.2.2.1 Optimasi SG ... 27

4.2.2.2 Optimasi KS ... 31

4.3 Tahap Pemurnian ... 35

4.3.1 Destilasi 1 ... 35

4.3.2 Adsorpsi 1 ... 37

4.3.3 Adsorpsi 2 ... 41

4.4 Analisis GC ... 41

4.5 Perhitungan Statistika ... 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 50

5.1. Kesimpulan ... 50

5.2. Saran ... 50

DAFTAR PUSTAKA ... 51

LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 54 RIWAYAT HIDUP

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 4.1 Data massa singkong dan pati ... 19

Tabel 4.2 Data gelatinasi ... 20

Tabel 4.3 Data hidrolisis ... 22

Tabel 4.4 Data fermentasi ... 23

Tabel 4.5 Data hasil destilasi ... 36

Tabel 4.6 Data hasil adsorpsi 1 ... 38

Tabel 4.7 Data hasil destilasi sampel 1 ... 39

Tabel 4.8 Data hasil destilasi sampel 2 ... 40

Tabel 4.9 Data hasil adsorpsi 2 ... 41

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1 Penyerapan suatu zat oleh zat pengadsorpsi ... 8

Gambar 2.2 Silika Gel ... 11

Gambar 2.3 skema permukaan Silika Gel ... 12

Gambar 3.1 Desain penelitian ... 13

Gambar 3.2 Bagan Alur penelitian ... 15

Gambar 4.1 Singkong yang telah dibersihkan dan pati singkong ... 19

Gambar 4.2 Jamur Aspergilus niger dalam medium cair ... 21

Gambar 4.3 Jamur Aspergillus niger di atas permukaan substrat ... 22

Gambar 4.4 Hasil Fermentasi ... 25

Gambar 4.5 KS basah ... 26

Gambar 4.6 KS kering ... 26

Gambar 4.7 Adsorben KS ... 27

Gambar 4.8 Grafik optimasi waktu kontak SG vs massa jenis ... 28

Gambar 4.9 Grafik optimasi waktu SG vs indeks bias ... 28

Gambar 4.10 Grafik optimasi waktu SG vs pH ... 29

Gambar 4.11 Grafik optimasi jumlah SG vs massa jenis ... 29

Gambar 4.12 Grafik optimasi jumlah SG vs indeks bias ... 30

Gambar 4.14 Grafik optimasi waktu kontak KS vs massa jenis ... 32

Gambar 4.15 Grafik optimasi waktu kontak KS vs indeks bias ... 32

Gambar 4.16 Grafik optimasi waktu kontak KS vs pH ... 33

Gambar 4.17 Grafik optimasi jumlah KS vs massa jenis ... 33

Gambar 4.18 Grafik optimasi jumlah KS vs indeks bias ... 34

Gambar 4.19 Grafik optimasi jumlah KS vs pH ... 35

Gambar 4.20 Grafik hubungan waktu vs suhu destilasi hasil fermentasi ... 36

Gambar 4.21 SG sebelum dan sesudah adsorpsi ... 37

Gambar 4.22 Grafik waktu vs suhu destilasi sampel 1a dan 1b ... 39

Gambar 4.23 Grafik waktu vs suhu destilasi sampel 2a dan 2b ... 40

Gambar 4.24 Kromatogram bioetanol sampel 1 ... 42

Gambar 4.25 Kromatogram bioetanol sampel 2 ... 42

Gambar 4.26 Kromatogram bioetanol sampel 3 ... 43

Gambar 4.27 Kromatogram bioetanol sampel 4 ... 43

Gambar 4.28 Kromatogram bioetanol sampel 5 ... 44

DAFTAR LAMPIRAN

halaman

Lampiran 1. Tabel Data Optimasi ... 54

Lampiran 2. Konversi Indeks Bias ... 55

Lampiran 3. Tabel Data Indeks Bias Pada Suhu 20oC ... 56

Lampiran 4. Perhitungan Konversi Titik Didih ... 57

Lampiran 5. Tabel Data Titik Didih pada tekanan 760 mmHg ... 60

Lampiran 6. Tabel Data Pengukuran Suhu Destilasi 1 ... 61

Lampiran 7. Tabel Data Pengukuran Suhu Destilasi 2 ... 63

Lampiran 8. Hasil Analisis Gas Chromatography Standar Etanol ... 66

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Bioetanol merupakan etanol hasil dari fermentasi karbohidrat, yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Salah satu sumber bahan baku pembuatan bioetanol adalah singkong. Singkong (Manihot utilissima) sering juga disebut sebagai ubi kayu atau ketela pohon, merupakan tanaman yang sangat populer di seluruh dunia, khususnya di negara tropis.

Bioetanol yang didapatkan dari hasil fermentasi singkong ini mengandung persentasi etanol yang cukup rendah. Hal ini dibuktikan dengan beberapa penelitian yang sudah dilakukan. Diantaranya penelitian yang dilakukan oleh Ansori (2011). Dengan menggunakan bahan baku kulit singkong, didapatkan bioetanol dengan kadar 7,03%. Sedangkan penelitian lainnya dilakukan oleh Saripah (2011) yang berbahan baku singkong pahit, didapatkan bioetanol dengan kadar sebesar 9,69%. Hal ini seiring dengan hasil penelitian lainnya yang menyatakan bahwa kadar bioetanol hasil fermentasi singkong ini memiliki sekitar 7-15 %.

Selain itu, berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Jhiro Ch. Mailool, Robert Molenaar, DedieTooy, Ireine A. Longdong (2012), dengan menggunakan bahan baku 5 kg singkong dengan tiga kali proses destilasi telah dihasilkan 215 ml bioetanol dengan kadar etanol 53%. Sedangkan, menurut Badan Standarisasi Nasional, BSN (2008), bioetanol potensial untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, apabila sudah diolah menjadi fuel grade ethanol, dengan syarat bioetanol memiliki kadar kemurnian 99,5%. Syarat tersebut mutlak karena jika berkadar di bawah 90%, mesin tidak dapat menyala bahkan dapat menimbulkan kerusakan alat karena kandungan airnya terlampau tinggi. Keberadaan air dalam bahan bakar walaupun dengan kadar yang sedikit sangat berpengaruh terhadap performa mesin. Oleh karena itu diperlukan pengolahan khusus untuk memisahkan etanol dari air.

2

Ada beberapa cara untuk dapat memisahkan etanol-air yaitu dengan destilasi azeotrop, dan adsorpsi. Destilasi azeotrop membutuhkan biaya yang cukup tinggi, selain itu juga dibutuhkan solvent yang tidak ramah lingkungan seperti benzene atau sikloheksan. Cara lain untuk memisahkan campuran azeotrop ini adalah dengan metoda adsorpsi. Adsorben yang dapat digunakan bisa berupa adsorben organik maupun anorganik. Salah satu penelitian menggunakan adsorben organik adalah penelitian yang dilakukan oleh Chontira Boonfung dan PanaratRattanaphanee (2010). Dalam penelitiannya, digunakan adsorben berbasis pati sebagai bahan untuk mendehidrasi etanol. Berdasarkan penelitiannya, diketahui bahwa adsorpsi menggunakan adsorben berbasis pati mampu mendehidrasi etanol dengan produksi etanol yang didapat yaitu 0,3 gram etanol per gram adsorben. Adsorben organik seperti adsorben berbasis pati ini, cukup baik untuk adsorpsi air, namun baik tidaknya adsorben sangat bergantung pada bahan baku yang digunakan.

Sedangkan penggunaan adsorben anorganik, dilakukan oleh E.Ivanova, D. Damgaliev dan M. Kostova (2009). Dalam penelitianya, digunakan zeolit alam, clinoptilolite, yang merupakan molecular sieve, yang digunakan sebagai agen pengadsorpsi untuk memisahkan etanol dan air. Adsorben anorganik ini dipilih karena berasal dari bahan-bahan non pangan sehingga tidak terpengaruh oleh ketersediaan pangan. Namun untuk penggunaan molecular

sieve seperti zeolit, dibutuhkan biaya yang cukup mahal, selain itu energi yang

dibutuhkan untuk regenerasi adsorben cukup tinggi.

Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dikembangkan adsorben lain diantaranya SG dan KS. Adsorben ini dipilih karena biaya yang relatif murah dan baik untuk menyerap air.

3

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang dikemukakan diatas, maka masalah dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut :

1. Apakah KS dan SG dapat menjadi pengadsorpsi air yang baik dalam pemurnian bioetanol?

2. Bagaimana pengaruh dual adsorben (SG-KS) terhadap bioetanol?

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagaiberikut :

1. Untuk mengetahui kemampuan SG dan KS sebagai agen untuk pemurnian bioetanol

2. Untuk mengetahui apakah metode yang baik digunakan untuk pemurnian bioetanol

1.4. Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini,diharapkan:

1. Dapat memberi kontribusi untuk perkembangan teknologi dibidang pemurnian bioetanol untuk digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar fosil.

13 BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimen. 3.2 Desain Penelitian

Untuk memudahkan pelaksanaan penelitian ini, dibuat suatu desain penelitian seperti yang ditunjukan pada gambar 3.1, yang meliputi:

Gambar 3.1 Desain penelitian Tahap pemurnian dengan destilasi dan

adsorpsi dengan sistem batch

Karakteristik sifat fisik produk

Analisis kuantitatif etanol

Perbandingan hasil analisis masing masing produk

14

3.3 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Riset Kimia lingkungan Universitas Pendidikan Indonesia dan Laboratorium Riset Material dan Pangan Universitas Pendidikan Indonesia . Waktu penelitian dilakukan bulan Juli 2012 – Januari 2013.

3.4 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: gelas ukur 400ml, labu Erlenmeyer 250ml, kaca arloji , pipet tetes, gelas kimia, pipet mikro, set alat destilasi fraksinasi, refraktometer , corong dan erlenmeyer bunchner, aerometer dan set alat GC.

Bahan atau zat-zat kimia yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: Singkong, H2SO4 1M, NaOH 1M, ragi, jamur aspergillus niger, aquades, ethanol teknis 96%, adsorben KS, dan SG.

15

3.5 Alur Penelitian

Gambar 3.2 Bagan Alur Penelitian

Tahap Persiapan Bahan Baku Tahap Gelatinasi Tahap Hidrolisis Tahap Fermentasi Tahap Destilasi Tahap persiapan Adsorben KS Tahap Adsorpsi menggunakan SG

Tahap Destilasi 2

Tahap Adsorpsi menggunakan KS Tahap persiapan

Adsorben SG

Tahap Destilasi 2

Tahap Adsorpsi menggunakan SG Tahap Adsorpsi menggunakan SG Tahap Adsorpsi menggunakan KS Tahap Adsorpsi menggunakan KS Tahap analisis hasil Tahap analisis hasil Tahap analisis hasil Tahap analisis hasil

16

3.6. Metode Penelitian 3.6.1. Tahap Preparasi 3.6.1.1. Persiapan Alat

Alat-alat disterilisasi dengan cara merendam botol-botol tersebut dengan detergen selama satu malam, lalu dibersihkan bagian dalam dan luarnya, setelah dibilas, botol-botol tersebut direndam dengan larutan disinfektan selama 30 menit lalu dibilas dengan Aquadest steril dan ditiriskan.

3.6.1.2.Preparasi awal singkong

Singkong yang telah bersih dihaluskan kemudian diperas hingga mendapat sari singkong. Cairan kemudian didiamkan hingga terbentuk dua lapisan. Lapisan atas merupakan air dan lapisan bawah merupakan pati. Pati kemudian dipisahkan dan dikeringkan di bawah sinar matahari.

3.6.1.3.Persiapan Adsorben 3.6.1.3.1. SG

SG ditimbang, kemudian diletakkan di tempat yang tertutup rapat.

3.6.1.3.2. KS

KS dibersihkan, kemudian direbus, kemudian dikeringkan selama beberapa hari dibawah terik matahari, setelah kering KS disangrai lalu ditumbuk hingga menjadi serbuk.

3.6.1.3.3. Optimasi SG dan KS

Adsorben SG dioptimasi waktu kontakya dengan menggunakan umpan tetap yaitu 100 ml etanol teknis 96% dan jumlah 10 gram dengan variasi waktu 5,10,15,20,30,4 dan 60 menit. Sedangkan KS dioptimasi waktu kontak dengan menggunakan umpan 100 ml etanol teknis 96% dengan jumlah adsorben 5 gram dengan variasi waktu 5, 10,15 dan 20. Selanjutnya dilakukan optimasi jumlah dengan umpan tetap 100 ml etanol teknis dengan variasi jumlah untuk adsorben SG adalah

17

2, 5, 10, 15, 20 dan 25 sedangkan untuk KS adalah 2, 5, 10, 15, dan 20.

3.6.2. Tahap Pembuatan Bioetanol

3.6.2.1.Gelatinasi

Pati singkong diberi air kemudian dipanaskan dan dimasak pada suhu 80oC selama 30 menit dalam water bath shaker, pH dijaga pada suhu optimum dari Aspergillus niger, yaitu pada pH 5. 3.6.2.2.Hidrolisis

Ke dalam singkong yang telah digelatinasi, ditambahkan Aspergillus niger dan dikondisikan pada pH 5 dengan konsentrasi 10 % (v/v) pada suhu 40oC dan diinkubasikan selama 72 jam.

3.6.2.3. Fermentasi

Setelah proses hidrolisis ditambahkan ragi tape dengan konsentrasi 3% (b/v) dan diinkubasi pada suhu 30oC selama 10 hari.

3.6.3. Tahap Pemurnian

3.6.3.1. Destilasi

Bioetanol hasil fermentasi didestilasi menggunakan set alat destilasi bertingkat. Penampungan destilat dibagi menjadi dua bagian. Untuk destilasi pertama adalah destilat yang turun pada suhu pada suhu 70-80oC dan 90-100oC, sedangkan pada destilasi ke 2, destilat yang ditapung adalah pada suhu 60-70oC dan 80-90oC. Sebelum dilakukan ataupun setelah dilakukan proses destilasi selalu dilakukan pengukuran massa jenis menggunakan aerometer.

3.6.3.2. Adsorpsi

Bioetanol yang sudah didestilasi, diadsorpsi dengan menggunakan adsorben SG , KS, SG-KS dan KS-SG. Sebanyak 100 ml etanol dimasukkan ke dalam beaker glass bersamaan dengan adsorben diaduk dengan waktu kontak dan jumlah yang sesuai dengan hasil optimasi.

18

3.6.4. Tahap Analisis

Sampel yang telah melalui tahap pemurnian kemudian di analisis sebelum menggunakan alat instrumentasi maka dilakukan beberapa tahap analisis sifat fisik dari sampel, diantaranya:

3.6.4.1. 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.

3.6.4.2. Uji Indeks Bias

Pengujian indeks bias sampel dilakukan menggunakan alat refraktometer, pengujian indeks bias dilakukan untuk setiap sampel hasil pengolahan dan etanol teknis.

3.6.4.3. Uji pH

Uji pH dilakukan untuk setiap sampel hasil pengolahan menggunakan indikator universal.

3.6.4.4. Uji Berat Jenis dengan Aerometer

Sampel yang akan diukur berat jenisnya dimasukkan ke dalam gelas ukur 100 ml pada suhu 20oC. Aerometer dimasukkan secara perlahan dan hati-hati ke dalam gelas ukur. Dibaca skala pada Aerometer.

3.6.4.5. Uji Kadar etanol menggunakan GC

Sampel bioetanol hasil akhir pemurnian, dikirim ke Laboratorium Instrumen Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI untuk dilakukan analisis kadar etanol menggunakan instrumen GC.

50 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan hal-hal berikut:

1. Adsorben SG dan KS baik digunakan untuk pemurnian bioetanol

2. pengaruh dual adsorben (SG-KS dan KS-SG) ternyata tidak berbeda secara signifikan. Adsorben SG mampu memurnikan bioetanol hingga 99,962% dan adsorben SG-KS mampu memurnikan hingga 99,954%. Sementara itu, adsorben KS dan KS-SG dapat memurnikan bioetanol hingga 100%

5.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan, saran-saran yang dapat diberikan untuk penelitian berikutnya antara lain :

1. Perlu ditemukan proses pemurnian yang lebih efektif dan efisien untuk memisahkan etanol yang dihasilkan dari senyawa-senyawa yang tidak diinginkan untuk memperoleh kadar etanol yang tinggi dengan jumlah yang banyak dengan biaya yang relatif rendah.

2. Sebaiknya dilakukan studi mengenai mengenai kapasitas adsorben dan termodinamik adsorpsi.

3. _{Sebaiknya dilakukan pengujian lebih lanjut terhadap bioetanol seperti} pengujian menggunakan spektrofotometri serapan atom (SSA) untuk penentuan kadar tembaga, Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry untuk penentuan belerang, dan penentuan kandungan getah menggunakan air jet evaporation sehingga dapat diketahui apakah bioetanol sudah memenuhi syarat mutu untuk menjadi bahan bakar.

DAFTAR PUSTAKA

Amerine,M.A., Cruess, W.V., dan Berg, H.W .(1987). Technology of Wine

Making. Connecticut: The AVI Publishing Co. Inc.,Westport.

Anonim. (2008). Adsorpsi Karbon Aktif . [online]. Tersedia : http://smk3ae. wordpress.com/2010/08/28/adsorpsi-karbon-aktif/, diakses pada tanggal 1 april 2013.

Ansori, I.I. (2011). Pemanfaatan Limbah Kulit Singkong Sebagai Bahan

Dasar Pembuatan Bioetanol. Skripsi Sarjana Sains Jurusan Pendidikan

Kimia FPMIPA UPI. Bandung : tidak diterbitkan.

Badan Standarisasi Nasional. (2008). Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional .

Bailey, B.K.,(1996). Performance of Ethanol as a Transportation Fuel dalam Hand Book on Bioethanol : Production and Utilization, editor C.E., Wayman, Taylor & Francis, Washington, hal.37-60.

Beuchart, L.R. (1987). Food and Beverage Mycology . 2nd Ed, Van Wostrand Company, Inc, New York.

Brown, G.G., (1950), “Unit Operation”, John Wiley & Sons, Inc., New York.

Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986). Kimia Organik Jilid 1(ed. Ketiga). Jakarta : Erlangga.

Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986). Kimia Organik Jilid 2(ed. Ketiga). Jakarta : Erlangga.

Green,D.W. dan Perry, R.H. (2008). Perry’s Chemical Engineers’ Handbook

(Eight ed.). New York : The McGraw-Hill Companies,Inc.

Hart,Harold. (1999).ORGANIC CHEMISTRY. Haughton Mifflin Company : New York.

Ivanova, E. , Damgaliev D., Kostova M. (2009). Adsorption Separation of Ethanol Water Liquid Mixtures by Natural Clinoptilolite. Journal of the

University of Chemical Technology and Metallurgy. 44 : 267-274.

Ivanova, E., dan Karsheva, M.(2007). Ethanol vapours adsorption by natural clynoptilolite, Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 42, 4, 2007, 391-398.

52

Jhiro Ch.Mailool, Molenaar R,Tooy D dan Ireine A.(2012). Produksi bioetanol dari singkong (Manihot utilissima) dengan skala laboratorium. COCOS, Vol 2, Nomor 1.

Juan,Camilo Diaz, Ivan D.G,Liliana,dan G.,Juan C.M.P.(2010). Separation of

ethanol-water mixture using Type-A Zeolite Molecular shieve , Volume

7, Nomor 2, hal. 483-495 ISSN: 0973-4945 .

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.

Kosaric, N., Z.,Duvnjak, A., Farkas, H., Sahm, S., Bringer-Meyer, O., Goebel dan D., Mayer, 1993. Ethanol dalam Ullmann’s Encyclopedia of

Industrial Chemistry, edisi ke-5, Vol. A9., Verlag-Chemie, weinheim,

Jerman, hal. 587-653

Kusuma, Dona S., dan Dwiatmoko, A.A . (2009). Pemurnian ethanol untuk bahan bakar. Jakarta : Majalah berita ilmu pengetahuan dan teknologi, Vol : 47(1) : 48-56.

Musanif J. 2008. Bioetanol. Jurnal Bio-fuel.

Negara A.K. 2011. Kebutuhan akan Minyak Bumi Dunia Meningkat. [online]. Tersedia :http://www.alpensteel.com/article/53-101-energi-terbarukan--renewable-energy/2846--kebutuhan-akan-minyakbumiduniameningkat .html, diakses : Desember 2011.

Pikiran Rakyat. 1 Mei, 2012. Perhutani Kebakaran Jenggot, Kawasannya

Dijadikan Pembuangan Limbah Kulit. Hlm 9.

Poedjiadi, Anna dan Titin Supriyanti . (2009). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press.

Ramadhani, Rista. (2011). Harga minyak RI turun kenaikan BBM sulit

terealisasi . [online]. Tersedia : http://finance.detik.

com/read/2012/05/01/191153/1906480 /1034/harga-minyak-ri-turun-kenaikan-bbm-sult-terealisasi?991104topnews,diakses paada tanggal 1 Mei 2011.

Rakhmatullah, Dwi Karsa Agung dkk. (2007). Pembuatan adsorben dari zeolit alam dengan karakteristik adsorption properties untuk kemurnian

etanol. Laporan Akhir Penelitian Bidang Energi. Institut Teknologi

53

Renewable Fuels Association, (2010). 2010 Ethanol Industry Outlook: Cimate of Opportunity. [Online] . Tersedia: http://www.ethanolrfa. org/industry/outlook/RFAoutlook2010_fin.pdf, diakses : 10 Mei 2011. Sari L, Purwadaria T. (2004). Pengkajian nilai gizi hasil fermentasi mutan

Aspergillus niger pada substrat bungkil kelapa dan bungkil inti sawit. Biodiversitas 5(2): 48-51.

Saripah, Ipah. (2011). Pengaruh Pengolahan Awal Pada Singkong Pahit Terhadap Produksi Bioetanol Dengan Menggunakan Jamur Aspergillus

niger Pada Proses Hidrolisis. Skripsi Sarjana Sains Jurusan Pendidikan

Kimia FPMIPA UPI. Bandung : tidak diterbitkan.

Seader, J.D., dan Z.M., Kurtyka, 1984. Distillation, dalam Perry’s Chemical

Engineer’s HandBook Editor R.H., Perry, D.W., Green dan J.O.,

Malrney”,6th edition, Mc. Graw Hill Book Co. Singapore.Seksi 13.

Sulistiani, I A. (2008). Kadar Glukosa dan Bioetanol Pada Fermentasi Gaplek Ketela Pohon (Manihot utilissima, Pohl) Varietas Mukibat

Pada Dosis Ragi dan Lama Fermentasi yang Berbeda. Skripsi Sarjana

Sains Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Surakarta. Solo : tidak diterbitkan.

Tanaka, B. and L. Otten, (1986), Dehydration of Aqueous Ethanol. University of Guelph, Canada.

Treybal, Robert E. (1980). Mass Transfer Operation. Third edition. by Mc Graww-Hill International Book Company.

Utomo, Priyo dan Priyanto, Ragil. (2009). Pemurnian Ethanol Teknis Menjadi Ethanol Absolut Secara Batch Dan Kontinyu Dengan Adsorbent

17

2, 5, 10, 15, 20 dan 25 sedangkan untuk KS adalah 2, 5, 10, 15, dan 20.

3.6.2. Tahap Pembuatan Bioetanol 3.6.2.1.Gelatinasi

Pati singkong diberi air kemudian dipanaskan dan dimasak pada suhu 80oC selama 30 menit dalam water bath shaker, pH dijaga pada suhu optimum dari Aspergillus niger, yaitu pada pH 5. 3.6.2.2.Hidrolisis

Ke dalam singkong yang telah digelatinasi, ditambahkan Aspergillus niger dan dikondisikan pada pH 5 dengan konsentrasi 10 % (v/v) pada suhu 40oC dan diinkubasikan selama 72 jam.

3.6.2.3. Fermentasi

Setelah proses hidrolisis ditambahkan ragi tape dengan konsentrasi 3% (b/v) dan diinkubasi pada suhu 30oC selama 10 hari.

3.6.3. Tahap Pemurnian 3.6.3.1. Destilasi

Bioetanol hasil fermentasi didestilasi menggunakan set alat destilasi bertingkat. Penampungan destilat dibagi menjadi dua bagian. Untuk destilasi pertama adalah destilat yang turun pada suhu pada suhu 70-80oC dan 90-100oC, sedangkan pada destilasi ke 2, destilat yang ditapung adalah pada suhu 60-70oC dan 80-90oC. Sebelum dilakukan ataupun setelah dilakukan proses destilasi selalu dilakukan pengukuran massa jenis menggunakan aerometer.

3.6.3.2. Adsorpsi

Bioetanol yang sudah didestilasi, diadsorpsi dengan menggunakan adsorben SG , KS, SG-KS dan KS-SG. Sebanyak 100 ml etanol dimasukkan ke dalam beaker glass bersamaan dengan adsorben diaduk dengan waktu kontak dan jumlah yang sesuai dengan hasil optimasi.

18

3.6.4. Tahap Analisis

Sampel yang telah melalui tahap pemurnian kemudian di analisis sebelum menggunakan alat instrumentasi maka dilakukan beberapa tahap analisis sifat fisik dari sampel, diantaranya:

3.6.4.1. 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.

3.6.4.2. Uji Indeks Bias

Pengujian indeks bias sampel dilakukan menggunakan alat refraktometer, pengujian indeks bias dilakukan untuk setiap sampel hasil pengolahan dan etanol teknis.

3.6.4.3. Uji pH

Uji pH dilakukan untuk setiap sampel hasil pengolahan menggunakan indikator universal.

3.6.4.4. Uji Berat Jenis dengan Aerometer

Sampel yang akan diukur berat jenisnya dimasukkan ke dalam gelas ukur 100 ml pada suhu 20oC. Aerometer dimasukkan secara perlahan dan hati-hati ke dalam gelas ukur. Dibaca skala pada Aerometer.

3.6.4.5. Uji Kadar etanol menggunakan GC

Sampel bioetanol hasil akhir pemurnian, dikirim ke Laboratorium Instrumen Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI untuk dilakukan analisis kadar etanol menggunakan instrumen GC.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan hal-hal berikut:

1. Adsorben SG dan KS baik digunakan untuk pemurnian bioetanol

2. pengaruh dual adsorben (SG-KS dan KS-SG) ternyata tidak berbeda secara signifikan. Adsorben SG mampu memurnikan bioetanol hingga 99,962% dan adsorben SG-KS mampu memurnikan hingga 99,954%. Sementara itu, adsorben KS dan KS-SG dapat memurnikan bioetanol hingga 100%

5.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan, saran-saran yang dapat diberikan untuk penelitian berikutnya antara lain :

1. Perlu ditemukan proses pemurnian yang lebih efektif dan efisien untuk memisahkan etanol yang dihasilkan dari senyawa-senyawa yang tidak diinginkan untuk memperoleh kadar etanol yang tinggi dengan jumlah yang banyak dengan biaya yang relatif rendah.

2. Sebaiknya dilakukan studi mengenai mengenai kapasitas adsorben dan termodinamik adsorpsi.

3. _{Sebaiknya dilakukan pengujian lebih lanjut terhadap bioetanol seperti} pengujian menggunakan spektrofotometri serapan atom (SSA) untuk penentuan kadar tembaga, Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry untuk penentuan belerang, dan penentuan kandungan getah menggunakan air jet evaporation sehingga dapat diketahui apakah bioetanol sudah memenuhi syarat mutu untuk menjadi bahan bakar.

DAFTAR PUSTAKA

Amerine,M.A., Cruess, W.V., dan Berg, H.W .(1987). Technology of Wine Making. Connecticut: The AVI Publishing Co. Inc.,Westport.

Anonim. (2008). Adsorpsi Karbon Aktif . [online]. Tersedia : http://smk3ae. wordpress.com/2010/08/28/adsorpsi-karbon-aktif/, diakses pada tanggal 1 april 2013.

Ansori, I.I. (2011). Pemanfaatan Limbah Kulit Singkong Sebagai Bahan Dasar Pembuatan Bioetanol. Skripsi Sarjana Sains Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI. Bandung : tidak diterbitkan.

Badan Standarisasi Nasional. (2008). Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol. Jakarta : Badan Standarisasi Nasional .

Bailey, B.K.,(1996). Performance of Ethanol as a Transportation Fuel dalam Hand Book on Bioethanol : Production and Utilization, editor C.E., Wayman, Taylor & Francis, Washington, hal.37-60.

Beuchart, L.R. (1987). Food and Beverage Mycology . 2nd Ed, Van Wostrand Company, Inc, New York.

Brown, G.G., (1950), “Unit Operation”, John Wiley & Sons, Inc., New York. Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986). Kimia Organik Jilid 1(ed.

Ketiga). Jakarta : Erlangga.

Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. (1986). Kimia Organik Jilid 2(ed. Ketiga). Jakarta : Erlangga.

Green,D.W. dan Perry, R.H. (2008). Perry’s Chemical Engineers’ Handbook (Eight ed.). New York : The McGraw-Hill Companies,Inc.

Hart,Harold. (1999).ORGANIC CHEMISTRY. Haughton Mifflin Company : New York.

Ivanova, E. , Damgaliev D., Kostova M. (2009). Adsorption Separation of Ethanol Water Liquid Mixtures by Natural Clinoptilolite. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 44 : 267-274. Ivanova, E., dan Karsheva, M.(2007). Ethanol vapours adsorption by natural

clynoptilolite, Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 42, 4, 2007, 391-398.

52

Jhiro Ch.Mailool, Molenaar R,Tooy D dan Ireine A.(2012). Produksi bioetanol dari singkong (Manihot utilissima) dengan skala laboratorium. COCOS, Vol 2, Nomor 1.

Juan,Camilo Diaz, Ivan D.G,Liliana,dan G.,Juan C.M.P.(2010). Separation of ethanol-water mixture using Type-A Zeolite Molecular shieve , Volume 7, Nomor 2, hal. 483-495 ISSN: 0973-4945 .

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.

Kosaric, N., Z.,Duvnjak, A., Farkas, H., Sahm, S., Bringer-Meyer, O., Goebel dan D., Mayer, 1993. Ethanol dalam Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, edisi ke-5, Vol. A9., Verlag-Chemie, weinheim, Jerman, hal. 587-653

Kusuma, Dona S., dan Dwiatmoko, A.A . (2009). Pemurnian ethanol untuk bahan bakar. Jakarta : Majalah berita ilmu pengetahuan dan teknologi, Vol : 47(1) : 48-56.

Musanif J. 2008. Bioetanol. Jurnal Bio-fuel.

Negara A.K. 2011. Kebutuhan akan Minyak Bumi Dunia Meningkat. [online]. Tersedia :http://www.alpensteel.com/article/53-101-energi-terbarukan--renewable-energy/2846--kebutuhan-akan-minyakbumiduniameningkat .html, diakses : Desember 2011.

Pikiran Rakyat. 1 Mei, 2012. Perhutani Kebakaran Jenggot, Kawasannya Dijadikan Pembuangan Limbah Kulit. Hlm 9.

Poedjiadi, Anna dan Titin Supriyanti . (2009). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press.

Ramadhani, Rista. (2011). Harga minyak RI turun kenaikan BBM sulit terealisasi . [online]. Tersedia : http://finance.detik. com/read/2012/05/01/191153/1906480 /1034/harga-minyak-ri-turun-kenaikan-bbm-sult-terealisasi?991104topnews,diakses paada tanggal 1 Mei 2011.

Rakhmatullah, Dwi Karsa Agung dkk. (2007). Pembuatan adsorben dari zeolit alam dengan karakteristik adsorption properties untuk kemurnian etanol. Laporan Akhir Penelitian Bidang Energi. Institut Teknologi Bandung.

53

Renewable Fuels Association, (2010). 2010 Ethanol Industry Outlook: Cimate of Opportunity. [Online] . Tersedia: http://www.ethanolrfa. org/industry/outlook/RFAoutlook2010_fin.pdf, diakses : 10 Mei 2011. Sari L, Purwadaria T. (2004). Pengkajian nilai gizi hasil fermentasi mutan

Aspergillus niger pada substrat bungkil kelapa dan bungkil inti sawit. Biodiversitas 5(2): 48-51.

Saripah, Ipah. (2011). Pengaruh Pengolahan Awal Pada Singkong Pahit Terhadap Produksi Bioetanol Dengan Menggunakan Jamur Aspergillus niger Pada Proses Hidrolisis. Skripsi Sarjana Sains Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI. Bandung : tidak diterbitkan.

Seader, J.D., dan Z.M., Kurtyka, 1984. Distillation, dalam Perry’s Chemical Engineer’s HandBook Editor R.H., Perry, D.W., Green dan J.O., Malrney”,6th edition, Mc. Graw Hill Book Co. Singapore.Seksi 13. Sulistiani, I A. (2008). Kadar Glukosa dan Bioetanol Pada Fermentasi

Gaplek Ketela Pohon (Manihot utilissima, Pohl) Varietas Mukibat Pada Dosis Ragi dan Lama Fermentasi yang Berbeda. Skripsi Sarjana Sains Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Surakarta. Solo : tidak diterbitkan.

Tanaka, B. and L. Otten, (1986), Dehydration of Aqueous Ethanol. University of Guelph, Canada.

Treybal, Robert E. (1980). Mass Transfer Operation. Third edition. by Mc Graww-Hill International Book Company.

Utomo, Priyo dan Priyanto, Ragil. (2009). Pemurnian Ethanol Teknis Menjadi Ethanol Absolut Secara Batch Dan Kontinyu Dengan Adsorbent Tepung Jagung. Makalah Seminar , Universitas Diponegoro Semarang.