I$S}.li': I SS3*3G44 .4;
€
l
l
LU[S^{ 2010 $ gLtu
[:ffi:ru::;.:J#3#lftmicar
Kode
Presenter
Ensineerins science and Apprications (chESA 2or0) syiah KuJta Universiry, Banda Aceh
Asal Instansi
Judul
Pertanian,
Tube Satu Haluan dengan Pengontrolan Suhu Outlet
Fakultas
Moderator
Pertanian,
Universitas Syiah Kuala, _{_
-
Banda Aceh i 7.00
ECR12
Darwin, Razali Thaib
Jurusan
Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Syiah Kual4 Banda Aceh
- - t7.25 _-
-
__;
-
ECR-
Mutia
13
Yuanita,Husin
Absorber
terhadap
Performansi Kolektor Surya Jenis Silindris Setengah Lingkaran n
e
Jurusan
Teknik Kimia,
Pembuatan Etanol dari Jagung
Ismayanda,
Fakultas
(Ze
Sofuan4 Yeni Afria Ningsih
Teknik,
dengan Proses Fermentasi
a
m ay s s
ct c c
a r a t as t u r
t)
Universitas Syiah Kual4 Banda Aceh
17.35
ECR-
Darmawi, Muhammad Hambal, Fakhrurrazi
-
Diameter
DISKUSI PANEL
14
- ::
Pengaruh
Tabung Kaca dan Pipa
17.50
Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh
DISKUSIPANEL
XIX
Purifikasi Imunoglobin
Yolk Anti-Avian Influenza dari Kuning Telur Ayam Arab
National Conference on Chemical Engineering Science and Applications (ChESA) 2010
PBMBUATAN BIOETANOL DARI JAGUNG (ZEA MAYS SACCARATA STURT) DENGAN PROSES FERMENTASI Mutia Yuanital*,Husin Ismayandat, Sofyanat, yeni Afria Ningsihl, tJurusan Teknik Kimia, Fakujtas Teknik Unsyiah, Universitas Syian
I
Kuala, Jl. Sy*ech Abdurrauf no.7, Darussalam Banda Aceh E-mai I :
[email protected]
l
I
I
Abstrak
S
Menipisnya ketersediaan bahan bakar berbasis fosil menimbulkan berbagai usaha untuk menghasilkan bahan bakar altematif dari sumber daya alam yang terbarukan. Bahan bakar alternatif ini dapat diproduksi dari pati yang terdapat pada tumbuh-tun.rbuhan. Penelitian produksi bioetanol darijagung dengan proses fermentasi telah dilakukan dengan rnenggunakan mikroorganisme Saccharomyces sp.
(ragi). Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu fermentasi. penambahan yeast terhadap kadar bioetanol yang dihasilkan dengan proses fermentasi. Waku fermentasi divariasikan 2,3, 4,5 dan 6 hari, berat yeast yang ditambahkan divariasikan seberat j
gram,5 gram,7 gram, l0gram,dan 12gram.Hasil penelitianmenunjukkanbahwaprosesfermentasi jagung menjadi bioetanol setelah distilasi menghasilkan konsentrasi bioetanol tertinggi sebesar 2,5ozi, pada penambahanyeast l0 gram dengan waktu fermentasi selama 3 hari.
t
Kata kunci : Jagung, Fermentasi, Saccharomyces sp, Bioetanol.
!
a
ir'l
F
l,
Abstract
S
Depletion of fuel based fossil availability raises many effort to produce alternative fuel frorn
natural resources renewable This alternative fuel can be produce from starch found ir: plants. The study of bioethanol production corn fermentation process was carried out using microorganism Saccharomyces sp. (Yeast). This research studies the effect of fermentatior
k
time, affect of yeast addition to bioethanol produce by fermentation. Fermentation time variec
2, 3, 4, 5 and 6 days and weigh of yeast varied 3 grams, 5 grams, Z grams, 10 grams, an: 12gram. The result proved that com fermentation process to bioethanol after distillation process resulted the highest bioethanol concentration that is 2,5 Yo al addition of yeast l0 ,s: and fermentation time for 3 days. Key word: Corn, Fermentation, Saccharomyces sp, Bioethanol.
F'
ri i\
ut bi
Banda Aceh, 22Desember 2010
s30
B
National Conference on
Ch"*i"ut Engineering
1.
Science and Appiications (ChESA) 2010
Pendahuluan
Indonesia, sumber utama energi bertumpu kePada jenis bahan bakar lainnya yang daPat dimanfaatkan tersebut. Bioetanol fuel grade (FGE'
Di
gi (BPPT) adalah penggunaan- campuran "menghasilkan 1 liter gasohol masih 10% 20"/o etanol' atau 90oh premium dan
Indonesia mempunyai Potensi Y i bioetanol mengingat bahan bakar nabati nabati dan sumber bahan baku minyak Indonesia. Menurut hasil riset Badan Pen y Indonesia memiliki 60 jenis tanaman
difermentasi untuk menghasilkan etanol' pengubahan dalam b yaitu penggilingan, -dan denaturasi' Proses ini bany iehidiasi
bioetanol 1'ang dihasilkan jagung temy
Banda Aceh.
2l Desember
2010
531
National Conference on Chemical Engineering Science and Applications (ChESA) 2010
ubi kayu, ubijalar, sagu dan tebu. Jagung seberat I ton dapat menghasilkan 400 liter bioetanol sementara ubi kayu, ubi jarar, sagu, dan tebu untuk berat yang sama menghasilkan masing-masing 166,6 liter, 125 liter,90 liter d,an 250litei bioetanol. Darijagung dapat dibuat etanol 9g,5yo atau fuel grade ethanol yang bisa digunakan untuk campuran gasohol (Shintarvaty ,2006). Secara umum produksi bioetanol ini mencakup 3 (tiga) rangkaian proses. yaitu: persiapan bahan baku, fermentesi, dan pemurnran. I
.
Proses Fermentasi
Proses fermentasi dimaksudkan untuk mengubah glukosa menjadi etanoi (alkolrol) dengan menggurrakan ragi Q,,east) Alkohol yung cipproleh iari proses fermentasi ini, biasanya alkohol dengan kadar 8 sampai i0 p".r"n volum. Sementara itu, bila fermentasi tersebLrt digunakan bahan baku guia (moiasses),proses pembuatan etanol dapat lebih cepat. Pembuatan etanol dari iolasses tersebut juga mempunra, keuntungan lain yaitu memerlukan bak fermentasi yang lebih t ptanoi yon_, "lit. dihasilkan proses fermentasi tersebut perlu ditingkatkan kualitasnya dengan membersihkannya dari zat-zal yarig tidak diperlukan. Produksi etanol dari substrat gula oleh khamir (Saccharomyces cerevisia. merupakan proses fernrentasi dengan kinetika sangat sederhana, karena han,,, melibatkan satu fasa pertumbuhan dan produksi. Pada fasa tersebut glukosa diubesecara simultan menjadi biomassa, etanol, dan co2 (Mangunwidjaja, r6qs). Pada umumnya hasil fermentasi adalah bioetanol atau alkohol ,i: _\ mempunyai kemurnian sekitar 30 40% dan belum dapat dikategorikan sebagai.r:,. hased ethanol' Agar dapat mencapai kemurnian di aias 95%o, maka alkohol h:. fermentasi harus melalui proses distilasi. 2. Proses Distilasi Sebagaimana disebutkan diatas, untuk memurnikan bioetanol agar mem,, -ulkohoi kadar lebih dari 95% sehingga dapat dipergunakan sebagai bahan bakar, i,.. fermentasi yang memiliki kemurnian sekitar 40% haius melewati pior.. dis- ,, untuk memisahkan alkohol dengan air dengan memperhitungkan ierbedaan . didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali. Distilasi merupakan salah satu cara untuk melakukan pemisahan r: komponen-komponen yang semula tercampur dalam fasa cair. pada prinsipnYa s_: campuran dapat dipisahkan dengan cara distilasi apabila campuran tersebut 13:: dari dua atau lebih zat catr yang masing-masing zat-atau komponen tersebut ber:.-titik didihnya. Dasar pelaksanaan proses distilasi adalah: 1. campuran homogen yang ada dalam fasa cair dipanaskan, sehingga berubah menjadi fasa uap. 2. Fasa cair dan fasa uap yang terbentuk itu mempunyai susunan yang be:: Maka .jika kedua fasa tersebut dipisahkun ,""u.u mekanik dipeioter campuran yang berasal dari fasa uap dan fasa cair tersebut. Untuk memurnikan bioetanol menjadi berkadar iebih dari 95yo asar :, dipergunakan sebagai bahan bakar, alkohor hasil fermentasi yang ,oJn'p, .
.
Banda Aceh, 22Desember 2010
)
n
b
li
d
d a
-
Naiional Conference
on
Applications (ChESA) 2010 Chemical Engineering Science and
kemurnianSekitar40o^tadiharusmelewatiproses-distilasiuntukmemisahkan p.ru"daan titik didih kedua bahan *.*p.rnituigtun dengan air alkohol dengan al i' ;;;;"b* v"" g' r."."dian diembunkan kemb 99'5o/o alau A"nlin ft"*urnian lebih tinggi dari "yu"-tbioetanol Untuk ,n.*p.ror.h sulitnya masalah .yang timbul adalah ethanZl, Uorra disebui yang umum alkohol dengan cara distilasi yang terikat Oufu*"'itufttur kimia memisahkan hidrogen biasa, oleh karena
i;'"ttil
lebih lanj ut
de n gan
J^i
^ f*G:ie
e,t'lanol-dilaksanakan mendapatk 1 9 8 6)' opi c'di sti l ari . 1'fi o noud ikoesoemo,
pemumian
^-.-".t
3.DistilasiAtkoholAbsotut
.
r,
-^--^r^ ' Sejumlaht.,",".."aifikasidanpatenuntukpengolahanalkoholabsoluttelah tersebut dapat t""Jinil^imodifikasi pada prin lp[]u dikembangkan orang. . poKoK' dikembalikan kepada tiga metoda ;. Dehidrasi dengan reaksi kimia Sebagai bahan dehidrasi sec kg'liter alkohol absolut Yan rtiuat
bahan imiawi
enangannya yang b
sukar'
kg/liter alko.hol absolut igunakan dalarn Praktek di u"n k"hilungan etanol
k
dalam Prosesjuga ctrkuP besar' . larutan azeotropik Dehidrasi dengan pembentukan
Padadasarnyap.o,.,iniadalah,uu'."todulistilasikontinyudengan didistilasi' dalam campuran yang akan
I
ketiga.ke menambahkan suatu komponen baru d camPuran suatu ;ilg; terbentuk sistem ilffi (azeotrop)' Dengan demikian b titik didih alkohol rnu"p'ut"t air' Bermacam-macam atau (bi1La disebut carier sebagai komponen ketiga adalah: Benzen l;h;" yang paling banyak dikena.l l o ro etile a dan 3 5Vo'" i"v"t bumi (m e lle), Trikh b
enzen
arah Ekstraksi cara arus berlarvanan
Untuksisteminidigunakankomponenketiga,baikb tekanan uap dari air' dengan tujuan untu"k menekan komponel-ket tekanan uap alkohol' Macam-macam kalsium l' dengan gliserol adalah: in.", kaliu"m asetat dan natrium asetat, kalsium .
glikol, khlorid
kroadikoesoemo' 1986)'
2. METODOLOGI PENELITIAN 533 Banda Aceh, 22 Desember 2010
National Conference on Chemical Engineering Science and Applicaticns (ChESA) 2010
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. Peralatan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah : Bioreaktor dan peralatan distilasi. Bioreaktor digunakan untuk proses fermentasi dan peralatan distilasi untuk proses pemurnian dari bioetanol yang diperoleh dari hasil fermentasi. Bioetanol yang dihasilkan dianalisa menggunakan Gas chromatography. Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah jagung, ragi atau yeast, aquadest , NPK dan Urea. Berat sampel ditetapkan seberat 1 kg. Pupuk urea ditambahkan sebanyak 1,3 gram dan pupuk NPK sebanyak 0,3 gram. Suhu proses rnengikuti suhu ruang. Pada penelitian ini divariasikan: beratyeast (3,5,7,10. dan 12 gram) dan waktu tinggal (2,3,4,5, dan 6 hari). r 2.1 Prosedur Percobaan l. Persiapan Bahan Baku Jagung dikupas kulitnya kemudian dicuci dengan menggunakan air pencuci.
Selanjutnya jagung yang telah dicuci tersebut digerus agar terpisah dari tongkolnya selanjutnya ditimbang beratnya dan direbus hingga matang. 2. Proses Fermentasi
Jagung yang telah masak didinginkan selama 2 jam. Kemudian ditambahkan pupuk urea, NPK dan yeast sesuai dengan takaran yang diinginkan. Lalr: disimpan di dalam tangki fermentasi dan ditutup rapat.Didiamkan sesuai dengan variasi rvaktu tinggalnya. Hasil fermentasi ini selanjutnya dianalisa kadar
-
:
etanolnya.
l
3. Proses Distilasi
-
Filtrat fermentasi disaring dan dimasukkan kedalam tabung distilasi. Prose. distilasi dilakukan sampai terbentuk atau diperoleh distilat. Distilat van-
L.
F
diperoleh dianalisa kadar etanolnya.
lt
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian yang dilakukan ini kadar bioetanol dianalisa setelah prosr.
fermentasi dan analisa berikutnya dilakukan setelah proses distilasi.
j
J
ll
S
ri .'
ri
3.1 Pengaruh Waktu
Fermentasi dan Berat Ragi Terhadap Kadar Bioetan':,1
Sebclum Proses Distilasi Kadar etanol setelah proses fermentasi (tanpa dilanjutkan dengan distilasi) ditunjukkan pada gambar dibawah ini .
k
Ir
a
p
b
d
n
d
ir
Banda Aceh, 22 Desember 2010
National Cont-erence on
and Applications (ChESA) 2010 Chemical Engineering Science
70 60 40 30
20 10 0
34 Waktu tinggal (hari)
I
l
Gamb arl
Terhadap Kadar Bioetanol C."i.r. p""g"Jh w"rtt" Fermentasi berba gai betat Y e a s t
P"r*.nruS
Berdasarkan
Pada
Gambar
l',,|;;ilTtnl.1,'?,l,"T"ltl Hal ini tr:rjadi karena
dan komPosisi sakarida Y dan suhu selama Proses
bioetanol adanya k Hal ini menurun. dan 45o/oSelain dis
iit menurun
pada hari ke 4'
bekerja dan mulai 1 ,1--:L^^ *il-.nnroqn,"me sudah mikroorganlsme sr aktivitas enurunan kadar sme sudah mem
me, hal ini juga yang berapaJum lah mikroorganisme tidak diketahui secara pastr ragi, ::?:"i1':r""1"H:l_il"'*,' :roleh dengan menggunakan kadar etanol berdasarkan b rra distilasi' Sehingga kadar dila refraktometer sebelum air yang terkandung pada etanol, karena eatno be'sin yang bersifat non bertolak belakang J".tgun sifat
meskipun,::::'ffit"? daran
l]lnoli3irlil"JT:.'triiill
a Proses fermentasi'
535 2010 Banda Aceh, 22 Desemtrer
National Conference on Chemical Engineering Science and Applications (ChESA) 2010
3.2 Pengaruh
Waktu Fermentasi dan Berat Ragi Terhadap Kadar Bioetanol
Setelah Proscs Distilasi
Garnbar 2. Grafik Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol Hasil Fermentasi pada Berbagai Berat Yeast.
Gani:'rar 2 diatas menunjukkan bahwa pada variasi waktLr tinggal 2 hari dengan berai yeast 10 gram diperoleh kadar bioetanol 0,8o/o. Pada waktu tinggal 3 hari, dengan berat yeas'l 70 gram diperoleh kadar bioetanol 2,5o , yang merupakan kadar bioetanol tertinggi. Hal ini sesuai dengan perhitungan secara teoritis. sebagaimantl yang dinyatakan oleh peneliti sebelumnya yaitu Darmayanna (2009) bahwa fermentasi untuk menghasilkan bioetanol dibutuhkan waktu yang optimum selama 72 jan. Maka jika dilakukan fermcntasi lcbih dari waktu tersaebut akan mengalami pcnurunan dari titik optimumnya karena kelebihan kadar bioetanol pada sampel akan menjadi racun bagi ragi. Pada proses fermentasi dengan waktu 5 hari dengan beral yeast yang sama diperoleh bioetanol loh, hal ini menunjukkan adanya penurunan aktifltas mikroorganisme dengan menurunnya kadar bioetanol, namun pada hari ke 6 terjadi peningkatan kadar bioetanol yang diperoleh mencapai 1,59,o. dari hasil ini terjadi fluktuasi, dimana setelah mengalami proses penurunan kadar bioetanol, kemudian terjadi peningkatan kembali, sehingga produk yang dihasilkar mengalami peningkatan. Peningkalan pada tahap ini disebabkan terjadinya proses fermentasi glukosa, fermentasi glukosa terjadi dalam 2 tahapan proses, yaitu pad: tahap awal terjadi oksidasi atom hidrogen sehingga terjadi penurunan aktivitas 1'ea-ri kemudian pada tahap kedua terjadi proses reduksi kembali dari pada atom hidroeer yang telah dilepaskan, hal ini mengakibatkan terjadi peningkatan aktivitas 1,ea,r. sehingga etanol yang dihasilkan mengalami peningkatan.
KESIMPULAN Dari hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan maka dap,. diarnbil beberapa kesimpulan sebagai berikut: l. I-Iasil analisa kadar bioetanol dengan analisa sebelum proses menunjukkan kadar bioetanol tertinggi diperoleh 72,50 dengan operasi waktu tinggal 3 hari dan beratyeast 10 gram.
Banda Aceh, 22 Desember 2010
National Conference on
2010 and Apptications (ChESA) Chemical Engineering Science
tertinggi menunjukkT .kuqu: etanol distilasi prose.s setelah 2. Kadar bioetanol 3 hari dan berat yeast l0 *;k;;;il;gal operasi dengankondisi diperoleh 2,5oh pada waktu sram. kondisi operasi optimum teriadi diperoleh penelitian bari hasil dengan hasil etanol dan b"'^';:;;;"i0 ;';t tins.sal 72 iam atau 3 hari 2' 570 tert"i-n ggi mencaPai
le
DAFTAR PUSTAKA Darmayana, R,( 2009) ' Pengar.uh terhadap etanol hasit fe Teknik Jurusan Teknik K
nulrisi tttsi dan pe'nambahan unsur Fakultas kayu (miyihot esu'rlenta)' Aceh' as Syiah Kuala' Br rda
Goldemberg,J.(2007).Ethanolforsustainableenerg,,future.S';:j:nce315:808-810.
Hill, J., E. Nelson, D' Tilman'
S'
economic,and energetic ,cosls ,an eto"""Oing of the National Academ
,';22'r,f:;:7TiJX"!l; ,'rrr*U-.rrrr'.
Marris,E.(2006).Sugarcaneandethanol:Drinkthebestanddrivetherest.Nature 444 670-679'
Sanderson,K.(2006)'usbiofuels:Afietdinferment'Nature444:673-676' Sebagai Bio'cliesel dan Bioethanol Prospe^k-.Pengembangan (2006 A, ), 203' Shintawaty, No' naonn'io' fr"onomic Review' Bahan Baknr Alternatif di dan Industri (l9g 6). High Fructose syrup Tjokroadikoesoemo, 'J hinnYa' Gramedia' Jakarta'
p. s,
ubi
Kayu
537 2010 Banda Aceh' 22 Desember
