Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol Dari Biji Cempedak

PENGARUH KONSENTRASI RAGI DAN WAKTU
FERMENTASI PADA PEMBUATAN BIOETANOL
DARI BIJI CEMPEDAK
(Artocarpus Champeden, Spreng)

SKRIPSI
OLEH:

AYU WANDIRA PUTRI
130425003

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

i
Universitas Sumatera Utara

PENGARUH KONSENTRASI RAGI DAN WAKTU

FERMENTASI PADA PEMBUATAN BIOETANOL
DARI BIJI CEMPEDAK
(Artocarpus Champeden, Spreng)

SKRIPSI

OLEH:

AYU WANDIRA PUTRI
130425003

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESEMBER 2015

i

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH KONSENTRASI RAGI DAN WAKTU FERMENTASI PADA
PEMBUATAN BIOETANOL DARI BIJI CEMPEDAK
(Artocarpus Champeden, Spreng)

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, Desember 2015

Ayu Wandira Putri
NIM 130425003

i
Universitas Sumatera Utara

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Pada Pembuatan
Bioetanol Dari Biji Cempedak”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan
di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini:
1.

Penelitian ini memberikan informasi mengenai bagaimana proses produksi
bioetanol menggunakan metode fermentasi dengan bahan baku biji
cempedak.

2.

Penelitian ini memberikan sumbangan ilmu pengetahuan tentang
pengolahan limbah padat organik berupa Biji Cempedak.

3.

Penelitian ini mewujudkan proses zero emission dan zero waste .

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan
penghargaan yang sebesar–besarnya kepada:
1.

Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si. selaku Dosen Pembimbing sekaligus Ketua
Departemen Teknik Kimia FT USU.

2.

Ir. Renita Manurung, MT selaku koordinator skripsi.

3.

Dra. Rosmery Tobing selaku Kepala Laboratorium Kimia Fisika
Politeknik Teknologi Kimia Industri.

4. Elvri Melliaty Sitinjak, ST, MT selaku Kepala Laboratorium Kimia Fisika
Politeknik Teknologi Kimia Industri.
5.

Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku dosen penguji.

6.

Farida Hanum, ST, MT selaku dosen penguji.

i
Universitas Sumatera Utara

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga

skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, 15 Desember 2015

Penulis
Ayu Wandira Putri

i
Universitas Sumatera Utara

DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1.

Orang tua penulis, H.Muhammad Amin Lubis, Amd dan Ibunda Hj. Maimunah
yang memberikan dukungan moril maupun materil.

2.

Saudara penulis, adek tercinta selalu memberi semangat.

3.

Staff pengajar dan seluruh jajaran keluarga besar Departemen Teknik Kimia FT
USU.

4.

Rekan Penelitian, Sri Ulina Surbakti.

5.

Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior Teknik Kimia Ekstensi , terutama
stambuk 2013 yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan
penulisan skripsi ini.

6.

Teman terdekat penulis, Gunawan Syahputra, ST yang memberikan dukungan
moril dan waktu.

i
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Ayu Wandira Putri
NIM: 130425003
Tempat/ Tanggal Lahir: Deli Serdang/ 20 Maret
1993
Nama Orang Tua: H.Muhammad Amin Lubis,
Amd dan Hj.Maimunnah
Alamat Orang Tua: Villa Rizky Ilhami Blok A7 No.
52
Bojong Nangka. Kec. Kelapa Dua Tangerang

Asal Sekolah:


SD Negri Saptamarga III, Semarang 1997-2004



SMP Pramita, Tangerang 2004-2007



Sekolah Menengah Teknologi Industri, Padang 2007-2010



Politeknik Teknologi Kimia Industri, Medan 2010-2013

Pengalaman Organisasi/ Kerja


Kerja Praktek di PT. Indah Kiat, Tangerang 2009



Kunjungan Pabrik PT. Toba Pulp Lestari Porsea, 2011



Pendidikan

dan

Pelatihan

Achievement

Motivasion

Traning (AMT),

Kementrian Perindustrian, 2010
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/ Pertemuan Ilmiah:
1. Jurnal Kimia Industri 2013, Pendidikan Teknologi Kimia Industri
2. Jurnal Teknik Kimia USU 2015

i
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Kebutuhan bahan bakar minyak (BBM) sebagai sumber energi setiap harinya
semakin meningkat, sedangkan cadangan energi minyak bumi (fosil) semakin
menipis, oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar maka perlu
dikembangkan bahan bakar alternatif yang sifatnya dapat diberbaharui dan
rumah lingkungan (renewable). Salah satunya adalah bioetanol merupakan
etanol yang terbuat dari tanaman yang mengandung pati, gula dan tanaman
berselulosa lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk membuat bioetanol dari biji
cempedak dengan variasi konsentrasi ragi dan lama fermentasi. Proses
utamanya adalah hidrolisis fermentasi menggunakan ragi Saccharomyces
Cereviciae; dan pemurnian dengan destilasi. Variabel yang digunakan adalah
perubahan konsentrasi ragi 3, 6, 9%; dan lama fermentasi 2, 3, 4 hari. Dari
analisis yang dilakukan terhadap hasil penelitian didapat perolehan bioetanol
per jumlah bahan baku awal yang terbaik adalah 12,5 ml/kg dengan densitas
sebesar 0,962 gr/ml dan nilai kalor sebasar 181,925 kkal/kg, yaitu pada variasi
konsentrasi ragi 9% dan lama fermentasi 3 hari.
Kata kunci : biji cempedak, bioetanol, fermentasi, ragi tape

i
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

Needs Fuel (BBM) as a source of energy every day is increasing, while the energy
reserves of petroleum (fossil) dwindling, therefore, to meet the needs of the fuel it
is necessary to develop alternative fuels that are renewable and home environment
(renewable ). Etonal Bioethanol is made from plants containing starch, sugar and
other plant cellulose. Where in this study using jackfruit seeds that contain high
enough carbohydrates as raw materials. This research aims to make bioethanol from
cempedak seeds with various concentrations of yeast and fermentation time. The
main process is hydrolysis; fermentation using yeast Saccharomyces Cereviciae;
and purification by distillation and condensation. Variables used are changes in the
concentration of yeast 3,6,9%; and 2,3,4-day fermentation period. From the analysis
of the research results obtained bioethanol yield per amount of raw materials is the
best starting 12,5ml / kg with a density of 0.962 g / ml and the calorific value sebasar
181.925 kcal / kg, which is the variation of the concentration of 9% and long yeast
fermentation 3 day.
Keywords : ethanol, cempedak seeds, tape yeast, fermentation

i
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI.................................................................. ii
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI ........................................................... iii
PENGESAHAN ........................................................................................................ iv
PRAKATA................................................................................................................. v
DEDIKASI................................................................................................................. vii
RIWAYAT HIDUP

viii

ABSTRAK ................................................................................................................. ix
ABSTRACT .............................................................................................................. x
DAFTAR ISI ............................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xii
xiii

DAFTAR TABEL
1.1

Latar

Belakang
------------------------------------------------------------------------------------------------------------1
1.2

Perumusan

Masalah

------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
1.3

Tujuan

Penelitian
------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
1.4

Manfaat

Penelitian
------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
1.5

Ruang

Lingkup

Penelitian

i
Universitas Sumatera Utara

------------------------------------------------------------------------------------------------------------7
BAB

II

TINJAUAN

PUSTAKA

--------------------------------------------------------------------------------------------------9
2.1 Mengenalkan Cempedak Dan Biji Cempedak Secara Umum------------------------- 9
2.1.1 Klasifikasi Tanaman Cempedak--------------------------------------------------- 9
2.1.2 Biji Cempedak---------------------------------------------------------------------- 11
2.2 Bioetanol------------------------------------------------------------------------------------ 12
2.3 Ragi------------------------------------------------------------------------------------------ 15
2.4 Proses Pembuatan Bioetanol------------------------------------------------------------- 21
2.4.1 Tahap Persiapan Bahan Baku----------------------------------------------------- 21
2.4.2 Tahap Fermentasi------------------------------------------------------------------- 23
2.4.2.1 Pengendalian Kondisi Fermentasi--------------------------------------- 25
2.4.3 Tahap Pemurnian-------------------------------------------------------------------- 27
2.4.4 Parameter Pengujian---------------------------------------------------------------- 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN-------------------------------------------------- 32
3.1 Lokasi Penelitian ------------------------------------------------------------------------------------- 32
3.2 Bahan Dan Peralatan------------------------------------------------------------------------ 32
3.2.1 Bahan----------------------------------------------------------------------------------- 32
3.2.2 Peralatan------------------------------------------------------------------------------- 32
3.2.3 Peralatan Analisa-------------------------------------------------------------------- 33
3.3 Prosedur Penelitian------------------------------------------------------------------------- 33
3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Cempedak------------------------------------------------ 33
3.3.2 Tahap Persiapan Bahan Fermentasi ---------------------------------------------- 33
3.3.3 Tahap Fermentasi ------------------------------------------------------------------- 34
3.3.4 Tahap Destilasi ---------------------------------------------------------------------

34

3.3.5 Prosedur Analisa -------------------------------------------------------------------

34

3.3.5.1 Penentuan Jumlah Bioetanol (ml) ---------------------------------------------

34

3.3.5.2 Penentuan Densitas Bioetanol (gr/ml) ----------------------------------------- 35
3.3.5.3 Menghitung Spesific Grafity (sg) dan API Grafity (G)---------------------- 35
3.3.5.4 Menghitung Nilai Kalor (NK) ------------------------------------------------- 36

i
Universitas Sumatera Utara

3.3.5. 5 Pengujian Indeks Bias ---------------------------------------------------------- 36
3.3.5. 6 Uji kualitatif---------------------------------------------------------------------- 36
3.3.5.6 Analisis Kadar Bioetanol Dengan Metode Berat Jenis---------------------

37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN---------------------------------------------------- 43
4.1 Uji Kualitaif---------------------------------------------------------------------------------- 43
4.2 Pengaruh Jumlah Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Indeks Bias Bioetanol-- 40
4.3 Hasil Bioetanol Murni----------------------------------------------------------------------- 46
4.4 Pengaruh Konsentrasi Ragi Fermentasi Terhadap Perolehan Volume Bioetanol ---48
4.5 Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Perolehan Volume Bioetanol----------------- 38
4.6 Pengaruh Konsentrasi Ragi Dan Waktu Fermentasi Terhadap Densitas Bioetanol- 50
4.7 Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Terhadap Spesifik Gr afity----- 51
4.8 Analisa Ekonomi------------------------------------------------------------------------ ---- 51
4.7 Perbandingan Standar Baku Mutu Bioetanol ------------------------------------------- 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ----------------------------------------------------- 54
5.1 Kesimpulan ---------------------------------------------------------------------------------- 54
5.2 Saran ------------------------------------------------------------------------------------------ 54
DAFTAR PUSTAKA-------------------------------------------------------------------------- 56

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Batang, Daun, Daun Buah Cempedak-------------------------------------- 9
Gambar 2.2 Buah Cempedak -------------------------------------------------------------- 10
Gambar 2.3 Kurva Pertumbuhan Mikroba----------------------------------------------- 19
Gambar 2.4 Diagram Alir Pembuatan Bioetanol Secara Sederhana Dari Bahan Baku
Gula, Pati, Lignoselulosa ---------------------------------------------------- 22
Gambar 4.1 Uji Kualitatif------------------------------------------------------------------ 43
A. Uji Identifikasi Kualitatif dengan K2Cr2O7 dan H2SO4 ----------

43

B. Uji Identifikasi Kualitatif dengan KMnO 4 ---------------------------- 44
Gambar 4.2 Pengaruh Jumlah Ragi dan Waktu Fermentasi Terhadap Indeks Bias
Bioetanol---------------------------------------------------------------------- 45
Gambar 4.3 Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Terhadap Volume
Bioetanol Murni------------------------------------------------------------

46

i
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.4 Pengaruh Konsentrasi Ragi Fermentasi(% berat) Terhadap Perolehan
Volume Bioetanol------------------------------------------------------------ 47
Gambar 4.5 Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Perolehan Volume Bioetanol- 48
Gambar 4.6 Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Terhadap Densitas
Bioetanol--------------------------------------------------------------------- 37
Gambar 4.7 Pengaruh Konsentrasi Ragi dan Waktu Fermentasi Terhadap Spesific
Grafity------------------------------------------------------------------

51

Gambar LB.1 Biji Cempedak -------------------------------------------------------------- LB-1
Gambar LB.2 Pengecilan Ukuran Menggunakan Pisau & Lumpang Kayu --------- LB-1
Gambar LB.3 pengeringan Biji Cempedak Dengan Matahari 2 Hari------------------ LB-2
Gambar LB.4 Pengayakan Serbuk Biji Cempedak Menggunakan Ayakan---------- LB-2
Gambar LB.5 Proses Pencampuran Dengan Aquadest---------------------------------- LB-3
Gambar LB.6 Proses Hidrolisis Dengan Asam Dan Pengukusan--------------------- LB-3
Gambar LB.7 Proses Fermentasi Selama 2,3,4 Hari----------------------------------- LB-4
Gambar LB.8 Proses Destilasi Untuk Mendapatkan Destilat------------------------- LB-4
Gambar LB.9 Hasil Bioetanol Dari Biji Cempedak------------------------------------ LB-5

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1. Penelitian-Penelitian Sebelumnya terkait Pembuatan Bioetanol………..4
Tabel 2.1. Sifat Fisika Dari Bioetanol----------------------------------------------------11
Tabel 2.2. Standart Mutu Etanol---------------------------------------------------------11
Tabel 2.3. Gizi Biji Buah Cempedak Dengan Gandum Per 100 gram-------------19
Tabel 3.1. Konversi Berat Jenis-Kadar Etanol----------------------------------------36
Tabel 4.1. Standart Etanol Nabati------------------------------------------------------42
Tabel 4.2 Standart Etanol Bahan Bakar-----------------------------------------------43
Tabel LA.1 Data Percobaan Volume Larutan Bioetanol------------------------LA.1
Tabel LA.2 Data Percobaan Indeks Bias Larutan Bioetanol---------------------LA.1

i
Universitas Sumatera Utara

Tabel LA.3 Data Percobaan Dengan Indeks Bias Larutan Bioetanol---------LA.1
Tabel LA.4 Data Percobaan Densitas Larutan Bioetanol----------------------LA.2
Tabel LA.5 Data Percobaan Kadar Bioetanol Dengan Densitas Larutan Bioetanol------------------------------------------------------------------------------------------LA.2
Tabel LA.6 Data Percobaan Spesifik Gravity------------------------------------LA.2
Tabel LA.7 Data Percobaan API Gravity (G)------------------------------------LA.4
Tabel LA.8 Data Percobaan Nilai Kalor Bioetanol------------------------------LA.4

i
Universitas Sumatera Utara