PEMBUATAN BIOETANOL DARI JERAMI PADI GOG

PEMBUATAN BIOETANOL DARI JERAMI PADI GOGO (Oryza sativa
var. javanica) YANG BERASAL DARI DAERAH KOYA TIMUR
LAPORAN PENELITIAN LABORATORIUM

Disusun untuk Memenuhi Syarat Penyelesaian
Mata KuliahPenelitian Laboratorium

Oleh
FEBRIAN ANDI HIDAYAT
0100140305

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS CENDERAWASIH
JAYAPURA
2014

i

PERNYATAAN

Saya menyatakan bahwa Laporan Penelitian Laboratorium yang berjudul
“Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var. javanica) yang
Berasal dari Daerah Koya Timur” ini adalah sepenuhnya karya saya sendiri. Tidak
ada bagian di dalamnya yang merupakan plagiat dari karya orang lain dan saya
tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai
dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan
ini, saya siap menanggung resiko/sanksi akademik maupun pidana 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. Surat pernyataan ini saya buat dalam Keadaan Sadar dan
Tanpa Tekanan Apapun dan dari Siapapun.

Jayapura,

April 2014

Yang membuat pernyataan

Febrian Andi Hidayat

ii

LEMBAR PERSETUJUAN
Judul

: Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var.
javanica) yang Berasal dari Daerah Koya Timur

Nama

: Febrian Andi Hidayat

NIM

: 0100140305

Program Studi

: Pendidikan Kimia

Jenjang

: Strata satu (S1)

Telah Diseminarkan
pada Seminar Hasil Program Studi Pendidikan Kimia

Pembimbing,

Catur Fathonah Djarwo, M.Pd.
NIP. 19840108 200801 2 005

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul
Nama
NIM
Program Studi

Jenjang

: Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi Gogo (Oryza sativa
var. javanica) yang Berasal dari Daerah Koya Timur
: Febrian Andi Hidayat
: 0100140305
: Pendidikan Kimia
: Strata satu (S1)

Telah Diseminarkan pada Seminar Hasil
Program Studi Pendidikan Kimia
Tanggal 21 Juni 2014

Peneliti,

Febrian Andi Hidayat
NIM. 0100140305
Mengesahkan:
Ketua Program Studi P.Kimia,

Pembimbing

Lusia Narsia Amsad, S.Pd.,M.Si
NIP. 19810722 200505 1 004

Catur Fathonah Djarwo, M.Pd
NIP. 19840108 200801 2 005

iv

ABSTRAK
Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var. javanica) yang
Berasal dari Daerah Koya Timur
Etanol dapat dibuat dari bahan-bahan yang mengandung gula, pati, dan
selulosa. Bahan-bahan yang banyak dikembangkan dalam pembuatan etanol saat
ini berasal dari bahan yang mengandung pati (bahan pangan). Meningkatnya
penggunaan etanol maka bahan baku pembuatannya juga semakin meningkat,
sehingga menimbulkan kekhawatiran terjadinya persaingan antara bahan baku
untuk pangan dan bahan baku untuk pembuatan etanol. Bahan berselulosa dapat
digunakan sebagai bahan baku alternatif pengganti bahan berpati. Kandungan

bahan berselulosa yaitu polimer selulosa yang terikat pada lignin dan
hemiselulosa. Keberadaan bahan berselulosa melimpah di alam dan sebagian
besar merupakan limbah pertanian. Jerami padi gogo (Oryza sativa var. javanica)
adalah salah satu limbah pertanian pasca panen padi yang ada di daerah koya
timur. Pembuatan etanol menggunakan jerami padi gogo dilakukan dengan
memisahkan lignin dan hemiselulosa melalui perendaman dalam larutan NaOCl
1% sehingga didapat substrat selulosa. Substrat selulosa kemudian dihidrolisis
menggunakan HCl 1% pada suhu antara 100 – 120oC. Hasil hidrolisis yang
mengandung glukosa difermentasi dengan bantuan Saccaromyces cerevisiae (ragi
roti) selama tiga hari dalam kondisi anaerob. Proses distilasi dilakukan pada hasil
fermentasi dengan suhu antara 75 – 100oC dan akan dihasilkan distilat berupa
cairan yang mengandung etanol. Kadar etanol rata-rata yang diperoleh dari 50
gram serbuk jerami padi adalah 7,457%. Penelitian lanjutan dengan sampel yang
sama dapat dilakukan dengan lebih memperkecil ukuran sampel dan memodifikasi
metode yang digunakan.
Kata kunci : Jerami Padi, Selulosa, Glukosa, Etanol

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil
penelitian laboratorium dengan judul “Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi
Gogo (Oryza sativa var. javanica) yang Berasal dari Daerah Koya Timur” dengan
baik.
Penulisan laporan hasil penelitian laboratorium ini dibantu oleh beberapa
pihak baik dari segi materi maupun moril.Penulis mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Ibu Lusia Narsia Amsad, S.Pd., M.Si selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Kimia Universitas Cenderawasih Jayapura.
2. Ibu Catur Fathonah Djarwo, M.Pd selaku Kepala Laboratorium Pendidikan
Kimia Universitas Cenderawasih Jayapura dan sebagai dosen pembimbing.
3. Bapak/Ibu dosen Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Cenderawasih
Jayapura.
4. Keluarga tercinta di Nabire
5. Rekan mahasiswa Pendidikan Kimia Universitas Cenderawasih, angkatan
2010 (Ku_Kis), terkhusus Mambe, Mardi, Richardus, Rico’11, Nursamsi’11
dan Bagas’12.
6. Teman-teman yang meneliti tentang Bioetanol, Kak Nurlaila’08, Kak Wa
Janila’09, Kak Selvynia Panjaitan’09 dan KakHermince Kondokamop’09,.

Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca.
Jayapura,

vi

Juni 2014

Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................................. i
LEMBAR PENYATAAN ........................................................................................ ii
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... iv
ABSTRAK ................................................................................................................ v
KATA PENGANTAR ............................................................................................. vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL.................................................................................................... ix
DAFTAR BAGAN ................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii
BAB I

PENDAHULUAN ................................................................................... 1
A.
B.
C.
D.

BAB II

Latar Belakang .................................................................................... 1
Rumusan Masalah dan Batasan Masalah ............................................ 3
Tujuan Penelitian ................................................................................ 3
Manfaat Penelitian .............................................................................. 3

TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 4
A.
B.
C.

D.
E.
F.
G.
H.

Jerami Padi ......................................................................................... 4
Karbohidrat ......................................................................................... 4
Selulosa ............................................................................................... 6
Delignifikasi ....................................................................................... 6
Hidrolisis ............................................................................................ 7
Fermentasi .......................................................................................... 7
Saccharomyces cerevisiae ................................................................ 11
Distilasi ............................................................................................. 11
vii

I.
J.
K.
L.

M.

Identifikasi Alkohol .......................................................................... 13
Bioetanol ........................................................................................... 13
Penelitian yang Relevan ................................................................... 14
Rumusan Anggapan Dasar ............................................................... 15
Kerangka Konsep Penelitian ............................................................ 16

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 17
A.
B.
C.
D.
E.
F.

Jenis Penelitian ................................................................................. 17
Lokasi Penelitian .............................................................................. 17
Variabel Penelitian ........................................................................... 17
Populasi dan Sampel ......................................................................... 17
Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 17
Teknik Analisis Data ........................................................................ 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 23
A. Hasil Penelitian ................................................................................. 23
B. Pembahasan ...................................................................................... 32
BAB V

SIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 37
A. Simpulan ........................................................................................... 36
B. Saran ................................................................................................. 36

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 37
LAMPIRAN ............................................................................................................ 39
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................. 43

viii

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1. Data Volume dan Indeks Bias Distilat ................................................. 30
Tabel 4.2. Konsentrasi dan Indeks Bias Etanol ..................................................... 30
Tabel 4.3. Kadar Etanol dari Distilat ..................................................................... 31
Tabel 4.4. Volume Etanol ...................................................................................... 31
Tabel 4.5. Massa Etanol ......................................................................................... 32
Tabel 4.6. Persentasi Etanol dalam 50 gram Sampel ............................................ 32

ix

DAFTAR BAGAN

Halaman
Bagan 2.1. Kerangka Konsep Penelitian ................................................................. 16

x

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var. javanica) ................................. 4
Gambar 2.2. Struktur Selulosa ............................................................................... 6
Gambar 2.3. Reaksi Fermentasi Glukosa menjadi Etanol ...................................... 8
Gambar 2.4. Seperangkat Alat Distilasi Sebenarnya ........................................... 12
Gambar 4.1. Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var. javanica) ............................... 23
Gambar 4.2. Jerami yang Baru dan Setelah Dianginkan ...................................... 24
Gambar 4.3. Cacahan Jerami Padai dan Serbuk Jerami Padi ............................... 24
Gambar 4.4. Substrat hasil delignifikasi .............................................................. 25
Gambar 4.5. Substrat hasil ekstraksi hemiselulosa ................................................. 26
Gambar 4.6. Proses Hidrolisis Substrat Selulosa .................................................... 26
Gambar 4.7. Pengaturan pH dan Proses Fermentasi ............................................ 27
Gambar 4.8. Endapan yang dihasilkan pada proses fermentasi ........................... 28
Gambar 4.9. Rangkaian dan Proses distilasi hasil fermentasi .............................. 28
Gambar 4.10. Distilat ............................................................................................. 29
Gambar 4.11. Warna Distilat setelah dilakukan Uji menggunakan
perekasi Jones .................................................................................. 29
Gambar 4.12. Kurva Kalibrasi ............................................................................... 31

xi

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.

Perhitungan Kadar Etanol dari Distilat............................................. 39

Lampiran 2.

Volume Etanol dari Distilat ............................................................. 40

Lampiran 3.

Massa Etanol ................................................................................... 41

Lampiran 4.

Persentasi Etanol dalam 50 gram Sampel ....................................... 42

xii

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bioetanol adalah etanol yang dibuat dari bahan baku nabati melalui
proses enzimatik dan fermentasi (Richana, 2010: 11). Etanol atau etil alkohol
yaitu senyawa hidrokarbon yang mempunyai gugus hidroksil (-OH) dengan
rumus kimia C2H5OH. Sebagian besar etanol digunakan sebagai bahan bakar
yaitu sebesar 68%, sedangkan 32% lainnya digunakan sebagai industri seperti
campuran parfum, obat-obatan dan minuman (Murdiyatmo dikutip oleh
Prihandana dkk., 2007: 37). Indonesia melalui program pemerintah pada
proyeksi penggunaan bietanol semakin meningkat yaitu dari 1,71 juta/liter
pada tahun 2006 hingga mencapai 1,85 juta/liter pada tahun 2010
(Departemen ESDM dikutip oleh Prihandana dkk., 2006: 54). Penggunaan
etanol yang semakin meningkat maka sumber bahan baku untuk
pembuatannya juga akan semakin meningkat. Bahan baku yang banyak
dikembangkan saat ini berasal dari bahan-bahan berpati atau bahan baku
pangan sehingga menimbulkan kekhawatiran akan terjadi persaingan antara
ketersediaan bahan baku untuk pangan dan pembuatan etanol. Pembuatan
etanol selain berasal dari bahan berpati, juga dapat dibuat dari bahan-bahan
bergula dan berselulosa (Prihandana dkk., 2007: 26).
Bahan berselulosa (lignoselulosa) yaitu salah satu sumber bahan baku
alternatif yang dapat digunakan dalam pembuatan etanol. Kandungan bahan
berselulosa adalah suatu polimer selulosa yang tersusun atas monomer-

1

monomer dengan jumLah sekitar 8000-12000 unit (Fessenden dan Fessenden,
1986: 353). Ketersediaan bahan berselulosa melimpah di alam yang sebagian
besar terdapat pada limbah-limbah pertanian seperti jerami, tongkol jagung,
tandan kelapa sawit dan lainnya.
Limbah pertanian yang mengandung polisakarida dalam bentuk
selulosa salah satunya jerami padi gogo (Oryza sativa var.javanica). Jerami
padi adalah batang dan daun pada tanaman padi yang telah diambil butiranbutiran padinya. Kandungan jerami padi yaitu serat berupa polimer selulosa
yang dapat dihidrolisis menjadi monomer-monomer glukosa. Pemanfaatan
jerami padi di Indonesia khususnya di Jayapura dinilai masih belum optimal
karena selain untuk pakan ternak jerami padi hanya dibiarkan mengering dan
kemudian dibakar, sehingga sangat perlu untuk mengoptimalkan penggunaan
jerami padi yang salah satunya digunakan dalam pembuatan bioetanol.
Penelitian ini menggunakan jerami padi gogo (Oryza sativa var.
javanica) yang Tumbuh di daerah Koya Timur. Pemilihan jerami tersebut
karena di daerah koya timur sebagian besar petani membudidayakan padi
gogo atau padi ladang, dan merupakan limbah yang memiliki kandungan
selulosa cukup tinggi. Pengubahan jerami padi menjadi bioetanol melalui
penelitian yang dilakukan peneliti dengan judul “Pembuatan Bioetanol dari
Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var. javanica) yang Berasal dari Daerah Koya
Timur”.

2

B. Rumusan Masalah dan Batasan Masalah
1. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah berapa rendemen etanol
yang dihasilkan dari fermentasi jerami padi ?
2. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
a. Sampel pada penelitian ini adalah jerami padi jenis padi gogo (Oryza
sativa var. javanica) yang berasal dari daerah koya timur.
b. Hidrolisis selulosa menggunakan asam konsentrasi rendah pada suhu
tinggi.
c. Fermentasi dilakukan menggunakan Saccaromyces cerevisiae (ragi
roti) dengan lama fermentasi tiga hari.
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah, tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui
rendemen etanol yang dihasilkan dari fermentasi jerami padi.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Untuk meningkatkan nilai guna dari jerami padi
2. Untuk menambah wawasan, pengetahuan dan keterampilan bagi peneliti.

3

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN KERANGKA PENELITIAN
A. Jerami Padi
Jerami adalah tanaman padi yang telah diambil buahnya (gabah),
sehingga tinggal batang dan daunnya yang merupakan limbah pertanian.
Jerami selama ini hanya dikenal sebagai hasil ikutan dalam proses produksi
padi di sawah. Sebagian kecil petani menggunakan jerami sebagai pakan
alternatif pada saat musim kemarau karena sulitnya mendapatkan hijauan,
sedangkan sebagian besar lainnya jerami hanya dibiarkan mengering dan
kemudian dibakar (Hanafi, 2008:11). Selulosa dalam jerami padi mencapai
33%, hemiselulosa 26% dan 7% lignin (Jackson dan Komaryanti dikutip oleh
Sari dkk, 2008: 59). Tingginya kandungan selulosa tersebut maka jerami padi
berpotensi sebagai bahan pembuatan etanol. Jerami padi gogo yang digunakan
dalam penelitiani ini ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Jerami padi gogo (Oryza sativa var. javanica)
B. Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa karbon, hidrogen dan oksigen yang
terdapat di alam. Karbohidrat mempunyai rumus empiris CH2O, misalnya

4

rumus molekul glukosa ialah C6H12O6 (enam kali CH2O). Senyawa
karbohidrat awalnya diartikan sebagai “hidrat dari karbon,” sehingga disebut
karbohidrat. Pada tahun 1880an disadari bahwa gagasan “hidrat dari karbon”
sebagai gagasan yang salah dan karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi
aldehida dan keton atau turunan mereka (Fessenden dan Fessenden (1986:
318)).
Karbohidrat

digolongkan

berdasarkan

strukturnya

sebagai

monosakarida, disakarida, oligosakarida dan polisakarida. Istilah sakarida
berasal dari kata Latin (sakarum, gula) dan merujuk pada rasa manis dari
beberapa karbohidrat sederhana. Keempat golongan karbohidrat saling
berkaitan satu dengan lainnya lewat hidrolisis. Monosakarida adalah
karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih
sederhana lagi. Polisakarida adalah karbohidrat yang mengandung banyak unit
monosakarida yaitu mencapai ratusan atau bahkan ribuan. Dua dari
polisakarida yang paling penting yaitu pati dan selulosa, kedua polisakarida
ini mengandung unit-unit yang berhubungan dari monosakarida yang sama
yaitu glukosa. Disakarida adalah karbohidrat dengan dua unit monosakarida
yang berikatan, contoh disakarida yang sering dijumpai yaitu sukrosa di mana
mengandung

monomer

glukosa

dan

fruktosa.

Oligosakarida

adalah

karbohidrat yang mengandung sekurang-kurangnya dua dan tidak lebih dari
beberapa unit monosakarida yang bertautan. Oligosakarida dapat disebut
disakarida, trisakarida dan seterusnya, bergantung pada jumLah unit yang
dapat sejenis atau tidak sejenis (Hart et al., 2003: 486-487).

5

C. Selulosa
Selulosa yaitu senyawa organik yang paling melimpah di bumi.
Selulosa dibiosintesis tiap tahun sekitar 1011 ton, dan selulosa mencakup
sekitar 50% dari karbon tak bebas di bumi. Daun kering mengandung 10-20%
selulosa, kayu 50% dan kapas 90% (Wiratmaja dkk., 2011: 77).
Selulosa adalah polimer tak bercabang dari sejumLah glukosa yang
bergabung melalui ikatan 1,4-β-glikosidik. Molekul selulosa yaitu rantairantai atau mikrofibril dari D-glukosa sampai sebanyak 14.000 satuan yang
terdapat sebagai berkas-berkas terpuntir mirip tali yang terikat satu sama lain
oleh ikatan hidrogen. Selulosa dapat dihidrolisis dengan HCl 40% dalam air
yang akan menghasilkan D-glukosa. Struktur selulosa ditunjukkan pada
Gambar 2.2. berikut.
~~
CH2OH
OO
OH
CH2OH
OO

OH

OH
CH2OH
OO

OH

OH
O
~~

OH

Gambar 2.2. Struktur selulosa
(Fessenden dan Fessenden, 1986: 353).
D. Delignifikasi
Delignifikasi adalah proses penghilangan kandungan lignin dalam
serat. Proses delignifikasi dilakukan dengan memperkecil ukuran dan
perendaman dengan larutan tertentu untuk memutuskan rantai polimer yang
6

panjang menjadi rantai polimer yang lebih pendek, meningkatkan daerah
amorf atau menurunkan derajat kristalinitas dan memisahkan bagian lignin
dari selulosa. Perendaman dalam larutan tertentu mampu memecah ikatan
karbon dan struktur lignin sehingga dapat menurunkan kandungan lignin
hingga 19 %. Proses delignifikasi juga dapat meningkatkan efektivitas
hidrolisis selulosa (Richana, 2010: 36).
E. Hidrolisis
Menurut Grethlein (Subekti, 2006: 9), konversi selulosa menjadi
glukosa dapat dilakukan dengan menggunakan hidrolisis secara asam.
Hidrolisis asam dapat dilakukan dengan menggunakan asam pekat H2SO4
72% atau HCl 42% pada suhu ruang, selain itu juga dapat dilakukan dengan
larutan asam 1% pada suhu 100°C sampai 120°C selama 3 jam atau lebih.
Menurut Kosaric et al. (Subekti, 2006: 9) hidrolisis asam dapat dikategorikan
melalui dua pendekatan umum, yaitu hidrolisis asam konsentrasi tinggi pada
suhu rendah dan hidrolisis asam konsentrasi rendah pada suhu tinggi. Pilihan
kedua sering diterapkan secara komersial karena harga asam kuat cukup
mahal. Pemilihan antara dua cara tersebut pada umumnya didasarkan pada
beberapa pertimbangan yaitu laju hidrolisis, tingkat degradasi, produk dan
biaya total proses produksi.
F. Fermentasi
Fermentasi merupakan tahap paling kritis dalam produksi etanol.
Semua sumber bahan baku, yaitu sumber gula, pati dan serat, setelah menjadi
gula, prosesnya sama yaitu fermentasi. Fermentasi merupakan proses biokimia

7

di mana mikroba yang berperan dalam fermentasi akan menghasilkan enzim
yang mampu mengonversi substrat menjadi etanol (Richana, 2010: 37-38).
Fermentasi dapat diartikan juga sebagai perubahan gradual oleh enzim
beberapa bakteri, khamir dan jamur. Contoh perubahan kimia dari fermentasi
meliputi pengasaman susu, dekomposisi pati dan gula menjadi alkohol dan
karbon dioksida, serta oksidasi senyawa nitrogen organik (Hidayat dkk.
dikutip oleh Wiratmaja dkk. (2011: 79)). Perubahan gula pereduksi menjadi
etanol dilakukan oleh enzim invertase, yaitu enzim kompleks yang terkandung
dalam ragi. Reaksi fermentasi ditunjukkan pada Gambar 2.3. berikut.
C6H12O6
(Gula)

2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
(etanol)
(Karbon dioksida) (Energi)

Gambar 2.3. Reaksi fermentasi glukosa menjadi etanol
(Wiratmaja dkk. (2011: 79)).
Ditinjau dari reaksi di atas, terlihat O2 tidak diperlukan, hanya ada
pengubahan zat organik yang satu menjadi zat organik yang lain (glukosa
menjadi etanol). Selanjutnya apabila etanol telah melewati tentang waktu
fermentasinya maka akan terjadi proses fermentasi lanjutan berupa fermentasi
asam asetat di mana mula-mula terjadi pemecahan gula sederhana menjadi
etanol. Beberapa faktor yang mempengaruhi fermentasi etanol menurut
Richana (2010: 41-43) yaitu:
a. Pengaruh Konsentrasi Gula
Gula heksosa merupakan reaktan utama dalam metabolisme
khamir. Dalam kondisi fermentasi, laju produksi etanol berhubungan
dengan ketersediaan gula melalui persamaan Monod :
8

V

𝑉=

𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠 × 𝐶𝑠
𝐾𝑠 + 𝐶𝑠

: Spesifik produksi etanol (g/L/jam)

Vmaks : Kecepatan produksi (jam)
Cs

: Konsentrasi gula (g/L)

Ks

: Konstanta 0,2 – 0,4 (g/L)

Di bawah 3 g/L (konsentrasi gula rendah) produktivitas khamir menurun.
Di atas 150 g/L (konsentrasi tinggi) gula akan menghambat energi
fermentasi.
b. Pengaruh Etanol
Etanol merupakan racun bagi khamir. Untuk kebanyakan galur,
produksi etanol dan pertumbuhan etanol terhenti pada konsentrasi etanol
110 – 180 g/L.
c. Pengaruh O2
Gas O2 merupakan bahan yang penting untuk pertumbuhan sel, tapi
tidak untuk produksi etanol, Oleh karena itu gas oksigen hanya diperlukan
saat pembibitan (seeding) dan awal proses fermentasi. Proses selanjutnya
setelah 6 jam dilakukan secara anaerob untuk menghasilkan etanol.
d. Pengaruh pH
Laju fermentasi mikroba sangat sensitif terhadap perubahan pH.
Nilai pH yang optimum di dalam proses fermentasi etanol adalah 4,0
sampai 6,0.

9

e. Pengaruh Suhu
Khamir akan tumbuh pada suhu 30-35oC, sedangkan

proses

fermentasi yang optimum terjadi pada suhu tinggi antara 30-38oC. Selama
proses fermentasi, akan dihasilkan ATP yang menghasilkan panas,
sehingga terjadi kenaikan suhu. Kenaikan suhu selama fermentasi tersebut
akan menurunkan ketahanan khamir terhadap alkohol yang dihasilkan,
sehingga mempercepat pembentukan asam asetat yang bersifat racun.
Suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan rendahnya etanol yang
diperoleh, yang berhubungan dengan kinerja khamir, sebaliknya jika suhu
terlalu rendah akan menyebabkan proses fermentasi berjalan lambat dan
tidak ekonomis, oleh karena itu suhu harus dipertahankan pada titik
optimum sehingga aktivitas metabolik sel dan pertumbuhan berjalan
secara optimum.
f. Pengaruh Penambahan Nutrien
Pertumbuhan sel dan produksi etanol serta tingginya yield dapat
dicapai dengan penambahan NH4Cl, MgSO4, CaCl2 dan ekstrak khamir.
Ion ammonium menyediakan nitrogen untuk sintesa protein dan asam
nukleat. Ekstrak khamir mempunyai bahan pertumbuhan khamir berupa
asam amino, purin, pirimidin, vitamin serta mineral berupa fosfor,
potassium, magnesium dan kalsium, beakerja sama dalam sel untuk
memperbanyak dan pengaktifan enzim.

10

G. Saccharomyces cerevisiae
Saccaharomyces cerevisiae adalah salah satu jenis khamir. Khamir
adalah mikroorganisme bersel tunggal dengan ukuran antara 5 sampai 20
mikron. Dalam

proses fermentasi

etanol,

Saccharomyces

cerevisiae

merupakan mikroorganisme unggul yang sering digunakan. Saccharomices
cerevisiae membutuhkan suplai makanan, pH optimal dan suhu optimum
untuk tetap hidup. Suplai makanan menjadi sumber energi dan menyediakan
unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan. Unsur-unsur dasar tersebut
adalah karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, magnesium, zat besi
dan sejumLah kecil logam lainnya (Buckle et al. (1982: 31,37)). pH
pertumbuhan S. cerevisiae sekitar 2,0-8,6 dengan pH optimumnya antara 4,55,0 (Harisson dan Graham dikutip oleh Wiratmaja dkk. (2011: 79).

H. Distilasi
Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan berdasarkan
perbedaan kecepatan menguap (volatilitas) bahan. Tempat terjadinya
pemisahan komponen-komponen dari campuran fasa cair yang memiliki
perbedaan titik didih dan tekanan uap cukup besar dinamakan kolom disilasi.
Fasa yang memiliki lebih banyak komponen yang bertekanan uap lebih rendah
yaitu fasa uap, sedangkan yang memiliki komponen yang bertekanan uap
lebing tinggi yaitu fasa cair. Kolom distilasi memiliki bagian-bagian proses
yang berfungsi sebagai berikut:
a. Menguapkan campuran fasa cair
b. Menyatukan fasa cair dan fasa uap yang berbeda komposisinya
11

c. Mengkondensasikan fasa uap
Proses distilasi dilakukan dengan mendidihkakn campuran hingga
menguap, dan uap tersebut kemudian didinginkan kembali hingga berbentuk
cairan yang ditampung pada labu distilat. Zat dengan titik didih lebih rendah
akan menguap lebih dahulu. Proses distilasi didasarkan pada teori bahwa pada
suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya
(Wonoraharjo, 2013: 93). Alat distilasi yang digunakan ditunjukkan pada
Gambar 2.4. berikut.

5
1
6
7

2
3

9
10

4

8

Gambar 2.4. Seperangkat alat distilasi sederhana
Keterangan :
1. Thermometer

6. Kondensor

2. Pipa penghubung

7. Adaptor

3. Labu didih

8. Labu distilat

4. Elektromantel

9. Saluran keluar air pendingin

5. Statif

10. Saluran masuk air pendingin

12

I. Identifikasi Alkohol
Alkohol dapat diidentifikasi menggunakan test oksidasi asam kromat.
Asam karboksilat akan dihasilkan ketika alkohol primer dioksidasi oleh asam
kromat. Alkohol sekunder akan menghasilkan keton jika dioksidasi oleh asam
kromat. Alkohol tersier tidak dapat dioksidasi. Reaksi oksidasi menggunakan
asam kromat terjadi selama 15 menit dan akan memberikan perubahan warna
yang jelas dari oranye (warna asam kromat) menjadi biru kehijauan atau
endapan dari krom (III) (Rusdiyanto dan Amsad, 2014: 14). Reaksi alkohol
dengan pereaksi Jones (Widyawati, 2008: 11) ditunjukkan sebagai berikut:
RCH2OH + 4CrO3 + 6H2SO4 → RCO2H + 2Cr(SO4)3 + 9H2O

3R2CHOH + 2CrO3 + 3H2SO4 → 3R2CO + Cr2(SO4)3 + 6H2O
R3COH + 2CrO3 + 3H2SO4 →

J. Bioetanol

Bioetanol berasal dari dua kata yaitu “bio” dan “etanol” yang berarti
sejenis alkohol yang merupakan bahan kimia yang terbuat dari bahan baku
tanaman yang mengandung pati, misalnya ubi kayu, ubi jalar, jagung dan
sagu. Etanol merupakan senyawa alkohol dengan dua atom karbon (C2H5OH).
Rumus kimia umumnya adalah CnH2n+1OH.Karena merupakan senyawa
alkohol, etanol memiliki beberapa sifat yaitu larutan yang tidak berwarna
(jernih), berfase cair pada temperatur kamar, mudah menguap serta mudah
terbakar.
Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi
menggunakan bahan baku nabati (Richana, 2010:11). Bioetanol bersumber

13

dari gula sederhana, pati dan selulosa. Etanol adalah senyawa organik yang
terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, sehingga dapat dilihat sebagai
turunan senyawa hidrokarbon yang mempunyai gugus hidroksil dengan rumus
C2H5OH. Etanol merupakan zat cair, tidak berwarna, berbau spesifik, mudah
terbakar dan mudah menguap, serta dapat bercampur dalam air dengan segala
perbandingan. Menurut Murdiyatmo (Prihandana dkk., 2007: 37) sebagian
besar produksi etanol di dunia digunakan sebagai bahan bakar yaitu sebesar
68%, sedangkan 32% lainnya digunakan sebagai industri seperti campuran
parfum, perasa, pewarna makanan, obat-obatan dan minuman.
K. Penelitian yang Relevan
a. Penelitian yang dilakukan oleh Sari dkk. (2008) dengan judul
“Pemanfaatan Jerami Padi dan Alang-Alang dalam Fermentasi Etanol
menggunakan Kapang Trichoderma Viride dan Khamir Saccharomycess
Cerevisiae”. Pada penelitian ini metode yang digunakan yaitu fermentasi
menggunakan dua mikroorganisme yang berbeda, Hasil analisis waktu
inkubasi pada fermentasi gula hari ke 0, 3, 6 dan 9 berbeda nyata (p <
0.05) terhadap kadar gula yang dihasilkan oleh kapang T. viride. Kadar
gula sederhana jerami padi lebih tinggi dibandingkan kadar gula sederhana
yang dihasilkan oleh substrat alang-alang. Kadar etanol yang dihasilkan
oleh susbstrat jerami padi lebih tinggi dibandingkan dengan substrat alangalang.
b. Hendro Subekti (2006) dengan judul “Produksi Etanol dari Hidrolisat
Fraksi Selulosa Tongkol Jagung oleh Saccharomyces Cerevisiae”. Pada

14

penelitian ini digunakan metode delignifikasi menggunakan NaOCl 1%,
hidrolisis secara asam dan enzim serta fermentasi. Hasil yang didapatkan
yaitu total gula hasil hidrolisis enzim lebih tinggi dibanding hasil hidrolisis
asam, sehingga kadar etanol yang dihasilkan lebih tinggi pada fermentasi
hidrolisat enzim.
Penelitian dengan judul “Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi
Gogo (Oryza sativa var. javanica) yang Berasal dari Daerah Koya Timur”
ini bertujuan untuk mengetahui kadar etanol yang dihasilkan dari
fermentasi jerami padi gogo. Delignifikasi dilakukan dengan perendaman
sampel dalam larutan NaOCl 1%, kemudian dilanjutkan dengan
perendaman menggunakan NaOH 15%. Hidrolisis substrat dilakukan
dengan mencampurkannya dalam larutan HCl 1% dan dipanaskan pada
suhu antara 100 – 120oC selama 3 jam. Selanjutnya hasil hidrolisis
difermentasi dengan bantuan Saccaromyces cerevisiae selama 3 hari. Hasil
fermentasi didistilasi dan didapatkan cairan yang mengandung etanol.
L. Rumusan Anggapan Dasar
Jerami padi (Oryza sativa L.) mengandung karbohidrat berupa selulosa yang
dapat dihidrolisis menjadi glukosa dan selanjutnya difermentasi menjadi
etanol.

15

M. Kerangka Konsep Penelitian
Energi Bahan Bakar

Dapat
diperbaharui

Tidak dapat
diperbaharui
Krisis Energi

Tumbuhan

Bahan
berpati

Bahan
berselulosa

Fosil

Minyak
Bumi

Bahan
bergula

Jerami Padi
Konsumen

•
•
•
•
•
•
•

Delignifikasi
Ekstraksi hemiselulosa
Hidrolisis asam
Fermentasi
Distilasi
Uji Pereaksi Jones
Pengukuran indeks bias

Bioetanol

Bagan 2.1. Kerangka Konsep Penelitian

16

BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimen dengan mendeskripsikan data-data yang
diperoleh dari hasil penelitian serta studi kepustakaan.
B. Lokasi Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Pendidikan Kimia,
Universitas Cenderawasih Jayapura.
C. Variabel Penelitian
Variabel dalam penelitian ini adalah Bioetanol dari jerami padi (Oryza sativa
var. javanica)
D. Populasi dan Sampel
1. Populasi
Populasi dalam penelitian ini adalah jerami padi (Oryza sativa var.
javanica)
2. Sampel
Sampel bersifat homogen, sehingga dalam pengambilannya dilakukan
secara acak (random sampling) yang disesuaikan dengan kebutuhan dalam
penelitian.
E. Teknik Pengumpulan Data
Langkah-langkah yang dilakukan untuk memperoleh data sebagai berikut :

17

1. Alat dan Bahan
a. Alat
1) Baskom

12) Corong

2) Gelas kimia 250 mL

13) Neraca analitik

3) Gelas ukur 500 mL

14) Gelas arloji

4) Gelas ukur 100 mL

15) Aluminium foil

5) Batang pengaduk

16) Blender

6) Spatula

17) Botol plastic

7) Thermometer

18) Selang

8) Penangas air

19) pH universal

9) Hot plate

20) Pipet tetes

10) Satu set alat distilasi

21) Hand refraktometer

11) Tabung reaksi
b. Bahan
1) Jerami Padi

6) Larutan NaOCl 1%

2) Ragi Roti

7) Larutan NaOH 0,1M

3) Larutan HCl Pekat

8) Aquades

4) Larutan H2SO4 pekat

9) Tisu

5) Padatan CaO

10) Pupuk NPK dan Urea

2. Prosedur Kerja
a. Pembuatan Larutan Jenuh Kalsium hidroksida Ca(OH)2
1) Memasukkan 300 mL akuades ke dalam gelas beaker.

18

2) Memasukkan CaO ke dalam akuades kemudian mengaduk hingga
larutan jenuh.
b. Preparasi Sampel
1) Mengambil jerami padi berdasarkan kriteria yang telah ditentukan.
2) Mengeringkan pada suhu kamar hingga warna berubah menjadi
kecoklatan kemudian mencacah menggunakan gunting.
3) Mengeringkan cacahan dalam oven pada suhu 50oC selama 30
menit.
4) Menggiling cacahan jerami menggunakan mesin penggiling beras.
c. Tahap Delignifikasi (modifikasi dari Richana (2010: 36) dan Sari dkk.,
(2008: 55)).
1) Menimbang 1 kg serbuk jerami padi menggunakan neraca ohaus.
2) Mencampurkan serbuk jerami padi dengan 5liter Na-hipoklorit 1%,
kemudian mengaduk dan merendam selama 5 jam pada suhu
kamar.
3) Menyaring substrat hasil perendaman
4) Membilas substrat sebanyak 3 kali menggunakan akuades,
kemudian menganginkan hingga terlihat kering.
5) Mengeringkan substrat dengan oven.
d. Ekstraksi Hemiselulosa
1) Merendam kembali substrat dalam NaOH 15% selama 24 jam
kemudian menyaring.

19

2) Mencuci hasil penyaringan dengan akuades dan mengeringkan
hingga kering.
e. Tahap Hidrolisis (modifikasi dari Subekti (2006: 19) dan Sari, dkk.
(2008: 55)).
1) Menimbang sebanyak 50 g substrat dan memasukkan ke dalam
gelas beaker.
2) Menambahkan 250mLlarutan HCl 1% ke dalam gelas beaker.
3) Memanaskan campuran dengan suhu antara 100 – 120oC, selama 3
jam sambil mengaduk.
4) Mendinginkan campuran pada suhu kamar.
5) Mengulang langkah 1) s/d 4) sebanyak tiga kali.
f. Tahap Fermentasi (modifikasi dari Sari dkk. (2008: 57)).
1) Mengatur pH larutan sampel pada pH 4 dengan menambahkan
NaOH 0,1M sedikit demi sedikit.
2) Menambahkan pupuk NPK dan Urea masing-masing 0,04% dan
0,15% dari volume campuran.
3) Mempasteurisasicampuran selama 5 menit dengan suhu antara 80 –
85oC dan didinginkan hingga suhu 30oC.
4) Menambahkan Saccaromyces cerevisiae (ragi tape) sebanyak 10%
dari massa substrat ke dalam campuran.
5) Memasukkan campuran ke dalam botol fermentor, menutup
dengan aluminium foil kemudian menghubungkan dengan botol
yang berisi larutan kalsium hidroksida jenuh melalui selang plastik.

20

6) Memfermentasi campuran selama tiga hari.
g. Tahap Distilasi
1) Memasukkan campuran hasil fermentasi dalam labu didih.
2) Mendistilasi campuran pada suhu 78 – 100 oC menggunakan alat
distilasi sederhana.
3) Menghentikan distilasi setelah 2 jam proses distilasi, kemudian
mengukur volume distilat yang diperoleh.
h. Identifikasi Pereaksi Jones
1) Membuat Pereaksi Jones
Melarutkan ± 5 g Cr2O3 ke dalam 5 mL asam sulfat pekat
kemudian menambahkan 15 mL aquades dan mengaduk dan
menyimpan ke dalam botol yang bersih.
2) Uji Pereaksi Jones
1) Memasukkan sebanyak lima tetes distilat ke dalam tabung
reaksi.
2) Menambahkan dua tetes pereaksi jones.
3) Mengamati perubahan warna yang terjadi.
i. Mengukur Kadar Etanol
1) Membuat kurva kalibrasi larutan etanol standar.
2) Mengukur volume distilat.
3) Mengukur

indeksbias

dari

refraktometer.

21

distilat

menggunakan

hand

4) Mengamati indeks bias yang ditunjukan pada skala hand
refraktometer.
F. Teknik Analisis Data
Untuk

mengetahui

kadar

etanol

yang

dihasilkan,

dianalisis

menggunakan persamaan regresi yang diperoleh dari kurva kalibrasi larutan
standar dengan rumus sebagai berikut :

𝒀 = 𝒂𝒙 + 𝒃

Keterangan :
Y = indeks bias
x = konsentrasi
a = titik potong sumbu y
b = koefisien regresi
(Arikunto, 2010: 338).

Kemudian menghitung rendemen bioetanol dengan rumus sebagai berikut :
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 =

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑏𝑖𝑜𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙
× 100%
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙

22

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Gambaran Umum Jerami Padi
Jerami adalah batang dan daun dari tanaman padi yang telah
diambil gabahnya. Batang padi tersusun atas ruas-ruas yang berongga dan
berbentuk bulat. Bentuk bulat pada batang padi semakin ke bawah
semakin pendek. Ruas yang terpendek terdapat dibagian bawah dari
batang padi. Daun dari tanaman padi memiliki bentuk lanset (sempit
memanjang) dengan urat daun sejajar dan memiliki pelepah daun berwarna
hijau kekuningan dengan panjang 20 – 50 cm.
Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah jerami yang
berasal dari tanaman padi gogo setelah dua hari panen. Jerami yang
digunakan telah diambil butiran-butiran gabahnya. Seluruh bagian dari
jerami padi dijadikan sebagai sampel dalam penelitian ini. Jerami padi
yang digunakan dalam penelitian ini yaitu jerami padi gogo yang berasal
dari daerah koya timur, seperti pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Jerami Padi Gogo (Oryza sativa var. javanica)

23

2. Data dan Hasil Pengamatan
a. Data Penyiapan Sampel
Jerami padi yang telah dipilih dianginkan pada suhu kamar
hingga warna jerami berubah menjadi kecoklatan seperti pada Gambar
4.2.

(a)

(b)

Gambar 4.2. Jerami yang baru diambil (a) dan jerami yang telah
dianginkan
Jerami yang telah berubah warna kemudian dicacah dengan
ukuran ± ½ cm. Cacahan jerami dikeringkan dalam oven pada suhu
50oC selama 30 menit. Setelah dikeringkan cacahan jerami kemudian
digiling hingga berbentuk seperti ampas kelapa. Hasil cacahan dan
serbuk jerami padi ditunjukkan pada Gambar 4.3.

(b)

(a)
24

Gambar 4.3. Sampel (a) Cacahan jerami padi dan (b) Serbuk jerami
padi
b. Data Hasil Pemisahan Lignin dari Selulosa
Serbuk jerami kering diambil sebanyak

1 Kg, kemudian

dimasukkan dalam ember dan direndam dalam 5 liter larutan NaOCl
1% selama 5 jam. Serbuk jerami hasil perendaman kemudian disaring
dan dibilas menggunakan akuades sebanyak tiga kali. Larutan yang
digunakan untuk merendam sampel berubah warna menjadi coklat
kehitaman. Substrat hasil delignifikasi ditunjukkan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Substrat hasil delignifikasi
c. Data Hasil Ekstraksi Hemiselulosa
Substrat hasil delignifikasi kemudian dimasukkan kembali
dalam ember dan direndam dalam larutan NaOH 15% selama 24 jam.
Hasil perendaman kemudian disaring dan dibilas sebanyak tiga kali
menggunakan akuades dan diperoleh substrat selulosa. Substrat yang
dihasilkan bertekstur lebih halus dibanding sebelumnya, dan sedikit
menggumpal. Warna larutan NaOH yang digunakan untuk merendam

25

berubah dari tidak berwarna menjadi coklat kehitaman. Substrat
selulosa yang dihasilkan seperti pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Substrat hasil ekstraksi hemiselulosa
d. Data Hasil Hidrolisis
Substrat yang diperoleh pada proses sebelumnya kemudian
diambil sebanyak 50 gram dan ditambahkan 250 mL larutan HCl 1%.
Campuran dipanaskan pada suhu antara 100 – 120 oCselama 3 jam.
Proses pemanasan diikuti dengan pengadukan secara terus menerus.
Proses hidrolisis ditunjukkan pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Proses hidrolisis substrat selulosa

26

e. Data Hasil Fermentasi
Sampel hasil hidrolisis kemudian diatur pHnya menjadi 4
dengan menambahkan sedikit demi sedikit larutan NaOH 0,1M.
Sampel kemudian difermentasi dengan menambahkan ragi roti
(Saccaromyces cerevisiae) sebanyak 5 gram, pupuk NPK 0,08 gram
dan urea sebanyak 0,3 gram pada masing-masing gelas beaker.
Campuran diaduk dan dimasukkan dalam botol fermentor yang
dihubungkan dengan larutan kalsium hidroksida (Ca(OH)2) jenuh
menggunakan selang plastik. Persiapan dan proses fermentasi
ditunjukkan pada Gambar 4.6.

(b)

(a)

Gambar 4.7. Pengaturan pH menggunakan indicator Universal (a) dan
Proses fermentasi (b).

Proses fermentasi dilakukan selama tiga hari. Berlangsungnya proses
fermentasi ditandai dengan terbentuknya endapan putih pada larutan
Ca(OH)2 jenuh yang ditunjukkan pada Gambar 4.7.

27

Gambar

4.8.

Endapan putih yang terbentuk
berlangsungnya proses fermentasi

menunjukkan

f. Data Hasil Distilasi
Hasil fermentasi kemudian disuling menggunakan alat distilasi
sederhana. Proses distilasi dihentikan setelah 2 jam proses distilasi
berlangsung. Proses distilasi ditunjukkan pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9. Rangkaian dan proses distilasi hasil fermentasi
Distilat yang dihasilkan tidak berwarna, ditunjukkan pada Gambar
4.10.

28

Gambar 4.10. Distilat
Distilat yang dihasilkan diidentifikasi alkoholnya menggunakan uji
pereaksi Jones. Uji ini menghasilkan perubahan warna dari orange
kecoklatan menjadi biru kehijauan.Perubahan warna ditunjukkan pada
Gambar 4.11.

Gambar 4.11. Warna distilat setelah dilakukan uji menggunakan
pereaksi Jones

Distilat

diukur

volumenya,

kemudian

diukur

indeks

biasnya

menggunakan hand refraktometer. Data volume dan indeks bias
ditunjukkan pada Tabel 4.1.
29

Tabel 4.1. Data volume dan indeks bias distilat
No
Distilat ke
1
I
2
II
3
III

Volume
115 mL
119 mL
120 mL

Indeks bias
0,8
0,8
0,8

g. Data Indeks Bias Etanol Murni untuk Kurva Kalibrasi
Kadar etanol dihitung dengan mensubstitusikan persamaan
garis yang diperoleh dari kurva kalibrasi. Kurva kalibrasi diukur
dengan mengukur indeksbias dari etanol yang memiliki konsentrasi
berbeda. Data konsentrasi dan indeks bias etanol ditunjukkan pada
Tabel 4.2.
Tabel 4.2. Konsentrasi dan Indeks bias Etanol
Indeks Bias
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

Kadar Etanol (%)
8
7
6
5
4
3
2
1
0

30

Kurva kalibrasi dibuat berdasarkan data indeks bias etanol 0-8 %.
Kurva kalibrasi ditunjukkan pada Gambar 4.12.

Indeks Bias

Kurva Kalibrasi
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

y = 0.2x
R² = 1

Indeks Bias
Linear (Indeks Bias)

0

5

10

Kadar Etanol

Gambar 4.12. Kurva Kalibrasi
h. Data Kadar Etanol dari Distilat
Indeks bias distilat kemudian disubstitusikan dengan persamaan
garis 𝑦 = 0,2𝑥 yang diperoleh dari kurva kalibrasi dan dihasilkan
kadar etanol hasil distilasi seperti pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Kadar Etanol dari Distilat
No
Distilat ke
1
I
2
II
3
III
Kadar rata-rata

Kadar etanol (%)
4%
4%
4%
4%

i. Data Volume Etanol
Volume etanol yang dihasilkan, ditunjukkan pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4. Volume etanol
No Distilat ke
Volume distilat
1
I
115 mL
2
II
119 mL
3
III
120 mL
rata-rata
118 mL
31

Volume Etanol
4,6 mL
4,76 mL
4,8 mL
4,72 mL

j. Data Massa Etanol
Massa etanol yang dihasilkan dari distilat dihitung dengan
mengalikan volume distilat dan massa jenis etanol (0,790 gram/mL).
Data massa etanol ditunjukkan pada Tabel 4.5.
No Distilat ke
Volume Etanol
1
I
4,6 mL
2
II
4,76 mL
3
III
4,8 mL
rata-rata
4,72 mL
Tabel 4.5. Massa Etanol

Massa Etanol
3,634 gram
3,760 gram
3,792 gram
3,728gram

k. Data Rendemen Etanol dalam Sampel
Persentasi etanol yang diperoleh dalam sampel ditunjukkan
pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6. Persentasi Etanol dalam 50 gram Sampel
No Distilat ke
1
I
2
II
3
III
rata-rata

Massa Etanol
3,634 gram
3,760 gram
3,792 gram
3,728 gram

Persentasi etanol
7,268%
7,520 %
7,584 %
7,457 %

B. Pembahasan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar etanol yang
dihasilkan dari jerami padi gogo (Oryza sativa var. javanica). Jerami yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu jerami pasca dua hari panen yang berasal
dari daerah koya timur. Pembuatan etanol dari jerami diawali dengan
pengecilan ukuran menggunakan mesin penggiling beras karena tidak tersedia
mesin penggiling yang dapat mengubah jerami berukuran lebih kecil lagi.
Pengecilan ukuran jerami bertujuan untuk memperluas permukaan sampel,
sehingga mempermudah dalam proses delignifikasi dan hidrolisis. Serbuk
32

jerami kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 50oC untuk
menghilangkan sisa-sisa air yang kemungkinan terserap pada proses
pengecilan sampel.
Delignifikasi (pemisahan lignin) dilakukan dengan merendam serbuk
jerami padi dalam larutan NaOCl 1% selama 5 jam. Hasil perendaman
disaring, dan terlihat perubahan warna pada larutan NaOCl 1% yang
digunakan

menjadi

kuning

kecoklatan.

Perubahan

warna

tersebut

menunjukkan bahwa lignin telah larut dalam larutan NaOCl 1%. Substrat yang
diperoleh kemudian dibilas menggunakan akuades sebanyak tiga kali.
Pembilasan bertujuan memisahkan substrat dengan larutan NaOCl yang
tersisa. Substrat kemudian dianginkan pada suhu kamar dan dilanjutkan
dengan pengeringan menggunakan oven selama 30 menit pada suhu 100 oC.
Ekstraksi hemiselulosa dilakukan untuk memisahkan selulosa dengan
hemiselulosa. Proses ekstraksi ini dilakukan dengan merendam substrat hasil
delignifikasi dengan larutan NaOH 15% selama 24 jam. Larutan NaOH
setelah 24 jam berubah warna menjadi merah kecoklatan dan substrat
bertekstur lebih lembut. Perubahan warna pada larutan NaOH disebabkan
karena hemiselulosa larut di dalamnya. Substrat yang diperoleh pada
perendaman tahap ini kemudian disaring dan dibilas menggunakan akuades
sebanyak tiga kali. Pengeringan substrat kemudian dilakukan menggunakan
oven.
Substrat selulosa yang dihasilkan kemudian dihidrolisis dengan
mencampurkan 50 gram substrat dengan 250 mL larutan HCl 1%. Campuran

33

tersebut dipanaskan pada suhu sekitar 100 – 120 oC selama tiga jam dengan
pengadukan untuk memecah polimer selulosa menjadi monomer-monomer
glukosa.
Setelah proses hidrolisis, dilanjutkan dengan fermentasi. Persiapan
dilakukan dengan mendinginkan campuran hasil hidrolisis dan diatur pHnya
menjadi 4. Pupuk NPK dan Urea selanjutnya ditambahkan ke dalam campuran
dan dipasteurisasi selama 30 menit dengan suhu 80 – 85 oC dengan tujuan
untuk mematikan mikroba yang dapat mengganggu proses fermentasi.
Campuran kemudian didinginkan hingga suhu kamar dan ditambahkan ragi
roti (Sacaromyces cerevisiae). Fermentasi dilakukan selama tiga hari secara
anaerob yang dihubungkan dengan larutan kalsium hidroksida. Pupuk NPK
dan Urea berfungsi sebagai sumber makanan untuk ragi. Larutan kalsium
hidroksida berfungsi untuk menandai berlangsung atau tidaknya fermentasi.
Fermentasi berlangsung jika terbentuk endapan putih CaCO3.
Hasil fermentasi kemudian didistilasi menggunakan alat distilasi
sederhana. Proses distilasi dilakukan dengan menjaga suhu antara 75 – 100 oC
selama 2 jam. Distilat yang dihasilkan pada proses distilasi yaitu: 115 mL
pada botol fermentor pertama, 119 mL pada botol fermentor kedua, dan 120
mL pada botol fermentor terakhir. Indeks bias dari ketiga distilat yaitu 0,8.
Kadar etanol ditentukan dengan mensubstitusikan indeks bias dan persamaan
regresi dari kurva kalibrasi.
Rata-rata kadar etanol yang diperoleh berdasarkan perhitungan
menggunakan persamaan regresi yaitu sebesar 4%. Volume rata-rata etanol

34

yang dihasilkan dari distilat sebesar 4,72 mL. Massa etanol rata-rata yang
diperoleh adalah sebesar 3,728 gram. Rendemen rata-rata etanol yang
diperoleh dari 50 gram sampel adalah 7,457%. Kadar etanol yang dihasilkan
cukup rendah, hal ini disebabkan ukuran jerami padi yang sedikit lebih besar
sehingga berpengaruh pada proses hidrolisis. Faktor lain yang kemungkinan
berpengaruh yaitu suhu yang digunakan untuk mengeringkan sampel ketika
proses delignifikasi dan ekstraksi hemiselulosa yang menyebabkan sebagian
selulosa terhidrolisis.
Rendemen etanol rata-rata yang dihasilkan yaitu sebesar 7,457% lebih
rendah dibanding penelitian sebelumnya yaitu sebesar 12%. Perbedaan ini
disebabkan karena jerami yang digunakan dari jenis padi yang berbeda dan
metode-metode yang digunakan juga berbeda. Selain sampel dan metode,
Saccaromyces cerevisiae yang digunakan juga berbeda. Penelitian sebelumnya
menggunakan Saccaromyces cerevisiae murni, sedangkan penelitian ini
menggunakan Saccaromyces cerevisiae yang terdapat pada ragi roti.
Penelitian selanjutnya dapat dilakukan dengan lebih memperkecil ukuran
jerami dan menggunakan Saccaromyces cerevisiae murni.

35

BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
rendemen etanol yang dihasilkan dari fermentasi substrat jerami padi gogo
(Oryza sativa var. javanica) sebesar 7,415%.
B. Saran
Saran yang diberikan berdasarkan hasil penelitian adalah:
1. Metode hidrolisis yang digunakan sebaiknya menggunakan hidrolisis
secara enzymatis
2. Ukuran jerami perlu diperkecil lagi hingga seperti tepung.
3. Pada proses pengeringan baik setelah delignifikasi maupun ekstraksi
hemiselulosa sebaiknya dilakukan pada suhu kamar.

36

DAFTAR PUSTAKA

Arikunto, Suharsini. (2010). Prosedur Penelitian. Jakarta: Rineka Cipta.
Buckle, A. K et al. (1987). Ilmu Pangan. Jakarta: Universitas Indonesia.
Fessenden. Ralp. J., Fessenden. Joan. S. (1986).K