Pengaruh Konsentrasi Katalis Pada Hidrolisis Limbah Kulit Kakao Untuk Memperoleh Glukosa SebagaiBahan Pembuatan Bioetanol

PENGARUH KONSENTRASI KATALIS PADA HIDROLISIS
LIMBAH KULIT KAKAO UNTUK MEMPEROLEH GLUKOSA
SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN BIOETANOL
SKRIPSI

Oleh

RIZKA FIRSTY WINDA
100405060

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2015

PENGARUH KONSENTRASI KATALIS PADA HIDROLISIS
LIMBAH KULIT KAKAO UNTUK MEMPEROLEH GLUKOSA
SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN BIOETANOL
SKRIPSI

Oleh


RIZKA FIRSTY WINDA
100405060

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2015

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :

PENGARUH KONSENTRASI KATALIS PADA HIDROLISIS LIMBAH
KULIT KAKAO UNTUK MEMPEROLEH GLUKOSA SEBAGAI
BAHAN PEMBUATAN BIOETANOL

dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan, 6 oktober 2015

Rizka firsty winda
NIM 100405060

i

ii

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahanrahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan inimerupakan skripsi dengan judul
berjudul “Pengaruh Konsentrasi Katalis Pada Hidrolisis Limbah Kulit Kakao Untuk Memperoleh
Glukosa SebagaiBahan Pembuatan Bioetanol”,berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan

di Departemen Teknik KimiaFakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan
salah satusyarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini:




Penelitian ini membantu dalam pembuatan bahan pembuatan bioetanol dari tepung kulit
kakao sehingga dapat menjadi dasar rancangan produksi secara komersial.
Penelitian ini membantu pengolahan limbah padat kulit kakao yang dapat
mencemari lingkungan.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat pengarahan
dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu secara khususpenulis mengucapakan
terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada Ibuk Dra. Siswarni MZ.MS.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semogaskripsi ini
memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.


Medan,

Oktober 2015

Penulis,
Rizka Firsty Winda

iii

DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:

Kedua orang tua penulis tercinta, Arnis S.Pd dan Yetri S.Pd serta
saudara penulis, Rizka Dwi Hidayati dan Rizka Latifa Rahmi yang telah
banyak mendukung penulis.

Dra. Siswarni, MZ,MS selaku dosen pembimbing serta yang telah
memberikan bimbingan dan arahandalam menyelesaikan penelitian dan
penulisan skripsi ini.
Buat my best “didim, juli, liza, ayu, ricky” in DJLAWR makasi buat semua

semangat dan nasehatnya.

Buat semua temen temen seperjuangan di 2010 dan Seluruh pihak yang
telah memberi bantuan kepada penulis dalam penyelesaianSkripsi ini
yang tidak dapat ditulis satu per satu.

iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Rizka Firsty Winda
NIM: 100405060
Tempat/ Tgl Lahir : Bukittinggi, 4 Juli 1992
Nama Orang Tua : Arnis, S.P.d
Alamat Orang Tua : Jl. By Pass Kacang Kayu,
PadangPanjang,

Sumatera

Barat
Asal Sekolah :





SD N 05 Balai Gadang, Batipuh Tahun 1997-1999



MTsN Padang Panjang Tahun 2004 - 2007



SD N 03 Teladan, Padang Panjang Tahun 1999-2004

SMA N 1 Padang Panjang Tahun 2007-2010

Pengalaman Organisasi :







Sekretaris Bidang Kreatifitas Minat Dan Bakat CSG, Teknik Kimia USU
Anggota Bidang Bakat Hubungan Masyarakat Himatek USU
Asisten Laboratorium Kimia Organik, Teknik Kimia USU

v

ABSTRAK
Bioetanol adalah salah satu bentuk energi terbarukan yang menjanjikan.Sumber
energibioetanol dapat berasal dari limbah pertanian yang jarang dimanfaatkan seperti
limbah kulit kakao. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan
padatan : air dan konsentrasi katalis terhadap perolehan kadar gula reduksi dari tepung
kulit kakao. Bahan utama yang digunakan adalah limbahkulit kakao dari perkerbunan
kakao. Variabel-variabel yang diamati antaralain perbandingan padatan : air dan
konsentrasi katalis pada hidrolisis. Kulit kakao yang sudah dikeringkan di ball mill
hingga ukuran 100 mesh lalu ditambahkan katalis asam sulfat dengan konsentrasi 2M,
3M, dan 4M, lalu dihidrolisis dengan menggunakan pemanas hot plate.Proses hidrolisis
berlangsung pada suhu 100 °C dan waktu hidrolisis selama 2 jam. Kemudian hasil

hidrolisis (hidrolisat) dianalisa secara kualitatif dan kuantitatif. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa hidrolisat kulit kakao mengandung gula reduksi yang dapat
digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol.Analisa kuantitatif terhadap kadar
gula reduksi menunjukkan bahwa % kadar gula reduksi semakin besar seiring dengan
bertambahnya konsentrasi katalis dan berbanding terbalik dengan rasio bahan baku.
Kadar gula redusi yang paling baik yaitu 30,67 % didapatkan pada suhu 100°Cdalam
waktu 120 menit dengan perbandingan padatan: air 1:5 dan konsentrasi katalis 4 M.
Kata kunci: Bioetanol, kulit kakao, asam sulfat, hidrolisis asam, gula reduksi

vi

ABSTRACT
Bioethanol is one kind of renewable energy which promises in this world. The
energy source of bioethanol can be got from plantation wastes which are scarecely
useful such as husk cacao waste. The purpose of this research is knowing the ratio
effect of solid : water and the concentration of catalyst about the gain of the degree of
reducter sugar from husk cacao powder. The main substances used in this research are
husk cacao wastes from cacao plantation and sulphate acid. The variables used in this
research are the ratio of solid : water and the concentration of catalyst in hydrolysis
process. The husk cacao which had been dried by sun light were milled in a ball mill,

filtered by strainer 100 mesh, added with sulphate acid catalyst which had
concentration 2 M, 3 M, and 4 M, and afterwards done hydrolysis process by using hot
plate. The hydrolysis process took at 100 oC degree and two hours and then the
hydrolysates were analyzed in quantitative and qualitative. The result of this research
indicated that the hydrolysate of husk cacao contented reducted sugar.which can be
used as the main substance to produce bioethanol. The quantitative analysis about
reduction sugar degree indicated the reducted sugar degree increased as many as the
catalyst concentrations and had reverse proportion with the main substance ratio. The
best reducted sugar is 30,67% which was produced at at 100 oC degree in 120 minutes
by using ratio between solid : water was 1 : 5 and catalyst concentration was 4 M.
Key words: Bioethanol, husk cacao, sulphate acid, acid hydroysis, reducted sugar.

vii

DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

i


PENGESAHAN

ii

PRAKATA

iii

DEDIKASI

iv

RIWAYAT HIDUP

v

ABSTRAK

vi


ABTRACT

vii

DAFTAR ISI

viii

DAFTAR GAMBAR

x

DAFTAR TABEL

xi

DAFTAR LAMPIRAN

xii

DAFTAR SINGKATAN

xiii

DAFTAR SIMBOL

xiv

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1 LATAR BELAKANG

1

1.2 PERUMUSAN MASALAH

3

1.3 TUJUAN PENELITIAN

3

1.4 MANFAAT PENELITIAN

4

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1 KAKAO

6

2.2 SELULOSA

7

2.3 BIOETANOL

8

2.4 HIDROLISIS SELULOSA

10

2.5 ANALISA GULA REDUKSI

13

2.5.1 Analisa Kualitatif

13

2.5.2 Analisa Kuantitatif

14

viii

2.6 FERMENTASI

15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

17

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

17

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

17

3.2.1 Bahan – Bahan

17

3.2.2 Peralatan

17

3.3 PROSEDUR

18

3.3.1 Prosedur Penelitian

18

3.3.2 Prosedur Analisa

19

3.3.2.1 Analisa kuantitatif kadar gula reduksi
3.3.2.2 Analisa kualitatif kadar gula reduksi
3.4 FLOWCHART PENELITIAN

19
19
21

3.4.1 Flowchart Hidrolisis Kulit Buah Kakao

21

3.4.2 Flowchart Uji Benedict

22

3.4.3 Flowchart Uji Barfoed

22

3.4.4 Flowchart Uji Fehling

23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

24

SIL ANALISIS KUALITATIF GULA REDUKSI

24

4.2 HASIL ANALISIS KUANTITATIF GULA REDUKSI

26

4.3 PEMBAHASAN

27

4.3.1 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Kadar Gula

27

Reduksi
4.3.2 Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Yield Gula

28

Reduksi
4.4 ANALISA EKONOMI

29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

31

5.1 KESIMPULAN

31

5.2 SARAN

31

DAFTAR PUSTAKA

32

ix

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1

Tanaman Kakao

6

Gambar 2.2

Struktur molekul selulosa

8

Gambar 2.3

Hidrolisis Glukosa

11

Gambar 3.1

Kulit Kakao Dan Tepung Kulit Kakao

19

Gambar 3.2

Flowchart Hidrolisis Kulit Buah Kakao

21

Gambar 3.3

Flowchart Uji Benedict

22

Gambar 3.4

Flowchart Uji Barfoed

22

Gambar 3.5

Flowchart Uji Fehling

23

Gambar 4.1

Pengaruh Konsentrasi KatalisTerhadap Kadar Gula
Reduksi

Gambar 4.2

27

Pengaruh Konsentrasi Katalis Terhadap Yield Gula
Reduksi

28

Gambar L2.1

Kulit Kakao Kering

38

Gambar L2.2

Tepung Kulit Kakao

39

Gambar L2.3

Hidrolisis Kulit Kakao

39

Gambar L2.4

Hidrolisat Tepung Kulit Kakao

40

x

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1

Penelitian Pendahulu tentang Produksi Bioetanol

Tabel 4.1

Hasil Uji Kualitatif Gula Reduksi Hidrolisat KuliT
24

Kakao
Tabel 4.2

Hasil Uji Kuantitatif Gula Reduksi Hidrolisat Kulit
25

Kakao
Tabel 4.3

Rincian Biaya Pembuatan Glukosa dari

Limbah
29

Kulit Buah Kakao
Tabel L1.1

Hasil Uji Kualitatif Gula Reduksi Hidrolisat Kulit
35

Kakao
Tabel L1.2

2

Hasil Uji Kuantitatif Gula Reduksi Hidrolisat Kulit
36

Kakao

xi

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1

Lampiran 2

Lampiran 3

Data Hasil Penelitian

35

1.1 Data Analisa Kualitatif Gula Reduksi

35

1.2 Data Analisa Kuantitatif Gula Reduksi

36

Data Perhitungan

37

Perhitungan Molaritas Asam Sulfat

37

Dokumentasi Penelitian

38

3.1 Kulit Kakao Kering

38

3.2 Tepung Kulit Kakao

38

3.3 Hidrolisis Tepung Kulit Kakao

39

3.4 Hidrolisat Tepung Kulit Kakao

40

xii

DAFTAR SINGKATAN
BNN

Bahan Bakar Nabati

TEL

Tetraethyl Lead

Ph

Power of Hydrogen

rpm

Rotasi Per Menit

xiii

DAFTAR SIMBOL

Simbol

Keterangan

Dimensi

e

Bilangan Pokok Logaritma Natural

E

Energi Aktivasi

A

Faktor Frekuensi Tumbukan

R

Konstanta Gas

J mol-1 K-1

T

Suhu Absolut

K

k

Konstanta Kecepatan Reaksi

M

Molaritas

kJ Mol-1

mol/L

xiv