RSS
 

PEMBUATAN BIOETANOL DARI KULIT PISANG

21 Jun

PEMBUATAN BIOETANOL DARI KULIT PISANG

      TEORI DASAR
1. Bahan Baku
Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat dalam berbagai jenis tumbuh-tumbuhan yang disimpan dalam akar, batang buah, kulit, dan biji sebagai cadangan makanan. Pati adalah polimer D-glukosa dan ditemukan sebagai karbohidrat simpanan dalam tumbuh-tumbuhan, misalnya ketela pohon, pisang, jagung,dan lain-lain (Poedjiadi A, 1994).
Kulit pisang kepok digunakan karena mengandung karbohidrat. Karbohidrat tersebut diurai terlebih dahulu melalui proses hidrolisis kemudian di fermentasi dengan menggunakan Saccharomyces cereviseae menjadi alkohol. Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan dari fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Anonim, 2007). Bioetanol diartikan juga sebagai bahan kimia yang diproduksi dari bahan pangan yang mengandung pati, seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu. Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak premium (Khairani, 2007).
Komposisi kulit pisang ditunjukan pada tabel 1.
Tabel 1 Kandungan Kulit Pisang
Unsur
Komposisi
Air
69,80 %
Karbohidrat
18,50%
Lemak
2,11%
Protein
0,32%
Kalsium
715mg/100gr
Pospor
117mg/100gr
Besi
0,6mg/100gr
Vitamin B
0,12mg/100gr
Vitamin C
17,5mg/100gr
(Anynomous, 1978)
Berdasarkan tabel 1, komposisi terbanyak kedua pada kulit pisang adalah karbohidrat. Mengingat akan hal tersebut dan prospek yang baik di masa yang akan datang, maka penyusun mencoba mencari peluang untuk memanfaatkan kulit pisang sebagai bahan baku dalam pembuatan bioethanol (Prescott and Dunn, 1959).
2. Mikroorganisme pada Fermentasi
Alkohol dapat diproduksi dari beberapa bahan secara fermentasi dengan bantuan mikroorganisme, sebagai penghasil enzim zimosa yang mengkatalis reaksi biokimia pada perubahan substrat organic. Mikroorganisme yang dapat digunakan untuk fermentasi terdiri dari yeast (ragi), khamir,jamur, dan bakteri. Mikroorganisme tersebut tidak mempunyai klorofil, tidak mampu memproduksi makanannya dengan cara fermentasi, dan menggunakan substrat organic untuk sebagai makanan.
Saccharomyces cereviseae lebih banyak digunakanuntuk memproduksi alkohol secara komersial dibandingkan dengan bakteri dan jamur. Hal ini disebabkan karenaSaccharomyces cereviseae dapat memproduksi alkohol dalam jumlah besar dan mempunyai toleransi pada kadar alcohol yang tinggi. Kadar alcohol yang dihasilkan sebesar 8-20% pada kondisi optimum. Saccharomyces cereviseae yang bersifat stabil, tidak berbahaya atau menimbulkan racun, mudah di dapat dan malah mudah dalam pemeliharaan. Bakteri tidak banyak digunakan untuk memproduksi alkohol secara komersial, karena kebanyakan bakteri tidak dapat tahan pada kadar alkohol yang tinggi (Sudarmadji K., 1989).
3. Hidrolisis
Hidrolisis adalah reaksi kimia antara air dengan suatu zat lain yang menghasilkan satu zat baru atau lebih dan juga dekomposisi suatu larutan dengan menggunakan air. Proses ini melibatkan pengionan molekul air ataupun peruraian senyawa yang lain (Pudjaatmaka dan Qodratillah, 2002).Hidrolisis diterapkan pada reaksi kimia yang berupa organic atau anorganik dimana air mempengaruhi dekomposisi ganda dengan campuran yang lain, hydrogen akan membentuk satu komponen
Karena reaksi antara pati dengan air berlangsung sangat lambat, maka untuk memperbesar kecepatan reaksinya diperlukan penambahan katalisator. Penambahan katalisator ini berfungsi untuk memperbesar keaktifan air, sehingga reaksi hidrolisis tersebut berjalan lebih cepat. Katalisator yang sering digunakan adalah asam sulfat, asam nitrat, dan asam klorida.
Dalam reaksi ini menggunakan katalis asam klorida sehingga persamaan reaksi yang terbentuk
(C6H10O5)n+ nH2O   →          n(C6H12O6)
(Agra dkk, 1973)
4. Fermentasi
Fermentasi adalah suatu proses oksidasi karbohidrat anaerob jenih atau anaerob sebagian. Dalam suatu proses fermentasi bahan pangan seperti natrium klorida bermanfaat untuk membatasi pertumbuhan organisme pembusuk dan mencegah pertumbuhan sebagian besar organisme yang lain. Suatu fermentasi yang busuk biasanya adalah fermentasi yang mengalami kontaminasi, sedangkan fermentasi yang normal adalah perubahan karbohidrat menjadi alkohol.
Mikroba yang digunakan untuk fermentasi dapat berasal dari makanan tersebut dan dibuat pemupukan terhadapnya. Tetapi cara tersebut biasanya berlangsung agak lambat dan banyak menanggung resiko pertumbuhan mikroba yang tidak dikehendaki lebuh cepat. Maka untuk mempercepat perkembangbiakan biasanya ditambahkan mikroba dari luar dalam bentuk kultur murni ataupun starter (bahan yang telah mengalami fermentasi serupa).
Manusia memanfaatkan Saccharomyces cereviseae untuk melangsungkan fermentasi, baik dalam makanan maupun dalam minuman yang mengandung alcohol. Jenis mikroba ini mampu mengubah cairan yang mengandung gula menjadi alcohol dan gas CO2 secara cepat dan efisien (Sudarmadji K., 1989).
Proses metabolisme pada Saccharomyces cereviseae merupakan rangkaian reaksi yang terarah yang berlangsung pada sel. Pada proses ini terjadi serangkaian reaksi yang bersifat merombak suatu bahan tertentu dan menghasilkan energy serta serangkaian reaksi lain yang bersifat mensintesis senyawa-senyawa tertentu dengan membutuhkan energi. Saccharomyces cereviseae sebenarnya tidak mampu langsung melakukan fermentasi terhadap makromolekul seperti karbohidrat, tetapi karena mikroba tersebut memiliki enzim yang disekresikan mampu memutuskan ikatan glikosida sehingga dapat difermentasi menjadi alcohol atau asam.
Fermentasi bioethanol dapat didefenisikan sebagai proses penguraian gula menjadi bioethanol dan karbondioksida yang disebabkan enzim yang dihasilkan oleh massa sel mikroba.
Perubahan yang terjadi selama proses fermentasi adalah:Perubahan glukosa menjadi bioethanol oleh sel-sel Saccharomyces cereviseae.
C6H12O6     saccharomyces cereviseae            C2H5OH + 2CO2
Glukosa     enzim zimosa           etanol
 (Sudarmadji K., 1989)
Fermentasi bioethanol dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain :
a. Media
Pada umumnya bahan dasar yang mengandung senyawa organik terutama glukosa dan pati dapat digunakan sebagai substrat dalam proses fermentasi bioethanol (Prescott and Dunn, 1959)
b. Suhu
Suhu optimum bagi pertumbuhan Saccharomyces cereviseae dan aktivitasinya adalah 25-35oC. suhu memegang peranan penting, karena secara langsung dapat mempengaruhi aktivitas Saccharomyces cereviseae dan secra tidak langsung akanmempengaruhi kadar bioethanol yang dihasilkan (Prescott and Dunn, 1959).Pada penelitian ini pertumbuhan Saccharomyces cereviseae dijaga pada suhu 27oC (Rhonny.A dan Danang J.W, 2003).
c. Nutrisi
Selain sumber karbon, Saccharomyces cereviseae juga memerlukan sumber nitrogen, vitamin dan mineral dalam pertumbuhannya. Pada umumnya sebagian besarSaccharomyces cereviseae memerlukan vitamin seperti biotin dan thiamin yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Beberapa mineral juga harus ada untuk pertumbuhanSaccharomyces cereviseae seperti phospat, kalium, sulfur, dan sejumlah kecil senyawa besi dan tembaga (Prescott and Dunn,1959).
d. pH
pH substrat atau media fermentasi merupakan salah  satu  faktor  yang  menentukan kehidupan Saccharomyces cereviseae. Salah satu sifat Saccharomyces cereviseaeadalah bahwa pertumbuhan dapat berlangsung dengan baik pada kondisi pH 4 – 6 (Prescott and Dunn, 1959).
e. Volume starter
Volume starter yang ditambahkan 3-7% dari volume media fermentasi. Jumlah volume starter tersebut sangat baik dan efektif untuk fermentasi serta dapat menghasilkan kadar alcohol yang relative tinggi (Monick, J. A., 1968).
Penambahan volume starter yang sesuai pada proses fermentasi adalah 5% dari volume fermentasi (Prescott and Dunn, 1959).Volume starter yang terlalu sedikit akan mengakibatkan produktivitas menurun karena menjadi lelah dan keadaan ini memperbesar terjadinya kontaminasi. Peningkatan volume starter akan mempercepat terjadinya fermentasi terutama bila digunakan substrat berkadar tinggi. Tetapi jika volume starter berlebihan akan mengakibatkan hilangnya kemampuan bakteri untuk hidup sehingga tingkat kematian bakteri sangat tinggi.
f. waktu fermentasi
Waktu fermentasi yang normal yaitu 3-14 hari, jika waktunya terlalu cepat, bakteri Saccharomyces cerevisiae masih dalam masa pertumbuhan, dan jika terlalu lama maka bakteri akan mati dan etanol yang dihasilkan tidak maksimal.
            g. konsentrasi gula
Konsentrasi gula yang cocok adalah 10-18 %, jika konsentrasi gulanya rendah menyebabkan fermentasi tidak optimal sedangkan apabila konsentrasi gulanya terlalu tinggi akan menyebabkan terhambatnya perkembangan Saccharomyces cereviseae.
5. Alkohol
Alkohol           dapat   dihasilkan        dari      tanaman           yang  banyak mengandung     pati dengan            menggunakan bantuan           dari aktivitas mikroba.            Bioethanol merupakan senyawa organik yang mengandung gugus hidroksida  dan  mempunyai  rumus  umum  CnHn+1OH. Istilah   bioethanol   dalam  industri   digunakan   untuk senyawa   etanol  atau  etil  bioethanol  dengan  rumus kimia C2H5OH.  Etanol  termasuk  bioethanol  primer yaitu bioethanol yanh gugus hidroksinya terikat pada atom karbon primer. Sifat-sifat bioethanol yang mudah menguap, udah terbakar,  berbau  spesifik,  cairannya  tidak  berwarna, dan  mudah  larut  dalam  :  air, eter,  khloroform,  dan aseton (Rhonny. A dan Danang J.W., 2003).
  ALAT DAN BAHAN
1.      Alat :
ü  Timbangan elektrik
ü  Kertas pH
ü  Pipet tetes
ü  Gelas piala
ü  Blender
ü  Batang pengaduk
ü  Gelas ukur
ü  Kertas saring
ü  Oven
ü  Kompor listrik
ü  Erlenmeyer
ü  Labu leher tiga
ü  Tabung reaksi
ü  Kaca arloji
ü  Corong
ü  Penyumbat gabus
ü  Autoklav
2.      Bahan
ü  Kulit pisang raja
ü  Bakteri Saccharomyces cereviseae
ü  Larutan H2SO4 0,5 N
ü  Ammonium sulfat
ü  Urea
     CARA KERJA
1.      Persiapan Bahan
Kulit pisang raja
Dipotong kecil
Diblender
Disaring
         Filtrat
Diendapkan
Disaring dan dikeringkan pada oven suhu 45-500C
Analisis kadar air dan kadar pati
2.      Hidrolisis Pati
Pati kulit pisang
Ditambahkan H2SO4 0,5 N
Panaskan sampai suhu 1000C selama 2,5 jam
Dinginkan pada suhu ruangan
Saring
        Filtrat
Atur pada pH=5
3.      Fermentasi
100 mL filtrat
Dimasukkan dalam erlenmeyer
Tambahkan 6 gr amonium sulfat
Tambahkan 6 gr urea
Pasteurisasi pada suhu 1200C selama 15 menit
Dinginkan
Inkolum awal ke dalam medium fermentasi
Inkubasi pada 27-300C
Ulangi dengan waktu dan berat pati bervariasi
Analisis kadar bioetanolnya
4.      Uji kandungan alkohol
1 mL hasil fermentasi
Ditambahkan 1 mL Na2Cr2O7
Ditambahkan 1 tetes H2SO4 pekat
       Amati perubahan yang terjadi
Note: adanya perubahan warna larutan dari oren ke hijau menandakan adanya alkohol di dalam larutan tersebut.
    
http://floweriza.blogspot.com
 
 

Leave a Reply

 
*

 
  1. SEM Web Coach

    22 June 2012 at 11:57

    Hello Website Owner! I really like your website. I noticed you were using WordPress. I am a domain investor. I figure I would share a tip with you. There’s a plugin for WordPress I use on my own web sites that will help you drastically increase your traffic – guaranteed. If you’re serious about making money online, check out http://tinyurl.com/786bhu7. Keep up the good work! – Marvin A.

     
  2. Article Directory

    15 July 2012 at 00:46

    lpxVEy I truly appreciate this article.Really looking forward to read more. Will read on…

     
  3. ontario farmland real estate

    24 July 2012 at 04:00

    Awesome article post.Much thanks again. Much obliged.

     
  4. farm property for sale

    24 July 2012 at 13:22

    Thanks for the blog post.Much thanks again. Really Great.