SEMINAR NASIONAL L TEKNIK KIIMIA SOEBA ARDJO BROTOHARDJO ONO IX Program Stu udi Teknik Kimia UPN “V Veteran” Jawaa Timur Surabayya, 21 Juni 20012
PROSES PENGOL LAHAN LIMBAH TETES T TE EBU MEN NJADI THANOL ET Lucky Ind drati Utami, E Erwan Adi S., Meida M Simatu upang Jurusaan Teknik Kimiia Universitas Peembangunan Nasional N (UPN)) “Veteran” Jaw wa Timur
Abstrak Molasses ataau tetes meruppakan limbah ppabrik gula pasir p yang tidaak dapat lagi dikristalkan dan d m g gula total yangg masih tinggi yaitu ± 56%. Dengan adanyya Kandungann gula total yanng masih mengandung cukup tinggi t tersebut,, sangat mungkkin untuk dimaanfaatkan sebaagai bahan bakku produksi etaanol. Cara unttuk mempro oduksi etanol dari molassees adalah denngan fermentaasi menggunakkan bantuan mikroorganism me sebagaii khamir. Pennelitian yang dilakukan inii menggunakaan bahan bakku molasses, dimana d sebeluum digunakkan molasses diphosphotasi terlebih dahhulu. Selanjutn nya dibuat m media fermenta asi dari laruttan molassees tersebut sesu uai dengan varriabel kadar ggula total, antarra lain : 6%; 8%; 8 10%;12% 14%. Kemudian dimokulasikan dengann Saccharomycces Cerevuisiaae. Percobaan diamati setiap hari selama 7 hari. Dari hasil penelitiian didapatkann bahwa Varia asi kadar gulaa dalam baha an molasses saangat mempenngaruhi produkksi etanol, dimana kadarr gula total ya ang baik untukk fermentasi ettanol adalah ≥ 10%. Konddisi terbaik yanng a penggunaan molasses denggan kadar gula total 10% dan waktu ferrmentasi 6 haari, dicapaii adalah pada dimanaa kadar etanol yang y dihasilkaan sebesar 11,775% dan kadarr gula total sisaa fermentasi seebesar 3,21%. 1. PEN NDAHULUAN N
Saat ini kebbutuhan etanoll didunia sem makin bertambaah. Selain berrfungsi sebagaai bahan pelarrut k, bahan baku produksi p industtri kimia, bahaan industri kosm metik, dan bahhan industri minnuman, sekaranng organik juga tenngah digalakkaan penggunaann etanol sebagaai bahan bakar kendaraan berrmotor penggaanti minyak bum mi (bio-preemium atau bioo-etanol). (Agu us Krisno, 2002). Hal ini mem micu makin beerkembangnya jumlah produkksi etanol diseluruh d duniaa. (Sentra Teknnologi Polimer-BIOETANO, 2002) 2 Secara umum m etanol dapat dibuat darii berbagai bah han hasil perttanian, dimanna salah satunnya dihasilk kan dari bahaan-bahan yang mengandung turunan gulaa contohnya : molasses (tettes). Dan untuuk menghaasilkan etanoll dari bahan tersebut dilaakukan dengaan proses ferrmentasi menggunakan yeaast Saccharromyces Cerevvisiae (Agus Krrisno, 2002) Proses pembbuatan etanol dari molasses lebih mudaah dan ekonom mis dibandingg dengan prosses pembuaatan etanol daari karbohidrat (contohnya jagung) dan dari sellulosa (conthnya kaayu). Selain ittu, tanamann tebu juga bannyak ditanami di Indonesia ddan dari segi ekkonomi termasuuk bahan sangat murah (Senttra Teknoloogi Polimer-BIIOETANOL, 20002) Molasses meerupakan limbaah pabrik gulaa pasir yang tiddak lagi dapat dikristalkan, dimana d molassses masih mempunyai m kaddar gula yang tinggi t yaitu ± 555% (I Erlies Sartini, S 2007) Limbah yang g identik denggan koor, menccemari, dan taak berharga, tiddak berlaku paada molasses ini i karena molasses m diperrebutkan berbaagai industri. (T Trubus, 2007) Peenelitian ini berrtujuan untuk Mengetahui M peengaruh kadar gula g bahan dann waktu yang diperlukan d untuuk memprooduksi etanol Mencarri kondisi terbaaik yang dapat menghasilkan etanol paling banyak b dengann bahan baku molasses m (tetes tebu) OSEDUR 2. PRO P Penelitian yangg dilakukan meenggunakan baahan baku residdu molasses (teetes tebu) dari pabrik gula. Kondisii yang di tetapk kan dalam pen nelitian ini adallah : Volume molasses m = 2 litter , Suhu optim mum fermentassi = 300C,, pH proses ferrmentasi = 4,5 ,Starter = 10% % ,Suspensi spo ora Saccharomyyces Cerevistaee . sedangkan
D.10-1
SEMINAR NASIONAL L TEKNIK KIIMIA SOEBA ARDJO BROTOHARDJO ONO IX Program Stu udi Teknik Kimia UPN “V Veteran” Jawaa Timur Surabayya, 21 Juni 20012 variablee yang digunak kan adalah : Kaadar gula dalam m molasses = 6%, 6 8%, 10%, 12%, 14% dann Waktu fermenttasi = 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 haari .
a Proses Penelitian Skema Analisa A kaadar gula awal
MOLA ASSE S
BIAKAN KULTUR MURNI
PENGE EMBAN GA AN KUL LTUR
PE ENGEMBA AN GAN KULTUR
RIC CH MED DIUM
RICH MEDIUM
STAR RTER
STARTER
A Analisa kaadar gula
Kurva Pertumbuha P n Sel kering
STA ARTER
Annalisa kadarr etanol
Analisa A kaadar gula sisa
Gaambar 1 Skeema Proses Penelitian TODE PENEL LITIAN 3. MET 3.1 Perrsiapan Bahan n Baku Mentukan kaadar gula total dari bahan bakku molasses aw wal kemudian E Encerkan dengaan aquadest sesuai dengan d Variasii penelitian . Molasses M diphossphatasi dengan n menambahkaan asam phosp phate 27%
D.10-2
SEMINAR NASIONAL L TEKNIK KIIMIA SOEBA ARDJO BROTOHARDJO ONO IX Program Stu udi Teknik Kimia UPN “V Veteran” Jawaa Timur Surabayya, 21 Juni 20012 volumee dan NaOH 10 0% hingga pH 4,5 4 . Kemudiann Panaskan hingga suhu 700C selama 30 menit, m lalu didinginnkan dan Amb bil filtrat yang terbentuk untuuk digunakan dalam d fermentaasi dan pembuaatan starter
mbuatan Startter Untuk Ferrmentasi 3.2 Pem Bahan-bahan n yang terdiri dari d : 1,25 gr K KH2PO4 : 0,5 gr g (NH4)2SO4 0,1 gr MgSO47H2O dan 0,5 gr yeast ekkstrak dilarutkan dalam Erlennmeyer dengann filtrate molassses yang telahh diencerkan dan diphosphataasi (kadar gula g sesuai sessuai varaibel) hingga h volume 250 ml dan pH H 4,5. Sterilkaan dalam autocclave selama 155 menit pada suuhu 1210C dann tekanan 15 pssi Kemud dian Didinginkaan setelah dinggin, ambil 1800 ml media staarter ditambah 20 ml rich meedium kemudiian dishakeer sampai awal fase eksponen nsial (akhir adaaptasi)
3.3 Pro osedur Fermen ntasi Mula-mula fermentor f diberrsihkan dengann larutan alcohhol 80% , dan B Bahan-bahan yang y terdiri darri : 10 gr KH K 2PO4 ; 4 gr (NH4)2SO4 ; 0,8 0 gr MgSO47H 7 2O dan 4 grr yeast ekstrak dilarutkan dallam beaker glaass dengan filtrate molassses yang telah diencerkan dann diphosphatassi (kadar gula ssesuai variabell) hingga volum me d pH 4,5, keemudian Sterillkan dalam anuutoclave selam ma 15 menit paada suhu 1210C dan tekanan 15 2 liter dan psi dan Didinginkan setelah s dingin masukkan 18000 ml medium m fermentasi dittambah 200 ml m medium startter m tormentor daan Lakukan ferrmentasi sesuaai dengan waktuu variabel ke dalam
3.4 Mettode Analisis Analisaa Kadar Etanool Ambil 150 1 ml larutan hasil fermentaasi, lalu tambahhkan 50 ml aqu uadest Masukkkan dalam labuu distilat dan diidistilasi sampaai diperoleh haasil etanol Etanol yang y dihasilkaan dimasukkan dalam piknom meter dan diukuur berat jenisnyya Dari haasil berat jenis tersebut, t kemuudian dilihat paada kadar etanool dari tabel 2.1110 Pery 7 ed 4. HAS SIL DAN PEM MBAHASAN Dari haasil penelitian didapat d data-daata dan tabel-taabel dari semuaa Variasi penellitian, sebagai berikut b : Tabel 1. Hasil analisaa kadar gula tottal awal (Molassses murni) dan n kadar gula tootal setelah perrlakuan phosphaatasi Bahaan
Molassses
Vaariabel yang
% Kadar Gula G
diteliti
Total
Murni
56,62
6%
6,40
8%
8,21
10%
10,52
12%
12,21
14%
14,10
Tabel 2. Hasil An nalisa Kadar Etanol Setelah Proses Fermentaasi Baahan
Molassses 6%
Hari ke 1
Kadar etanool % 2,23
2 3 4 5 6 7
4,42 5,32 6,54 7,68 8,14 8,16
D.10-3
SEMINAR NASIONAL L TEKNIK KIIMIA SOEBA ARDJO BROTOHARDJO ONO IX Program Stu udi Teknik Kimia UPN “V Veteran” Jawaa Timur Surabayya, 21 Juni 20012
Molassses 8%
Molassses 10%
Molassses 12%
Molassses 14%
1
2,12
2 3 4 5 6 7 1
3,68 5,41 6,16 7,97 8,83 8,89 3,15
2 3 4 5 6 7 1
5,11 7,05 9,87 11,24 11,75 11,75 3,04
2 3 4 5 6 7 1
5,27 6,19 8,08 9,60 10,85 10,85 3,10
2 3 4 5 6 7
5,43 7,56 8,80 10,34 11,23 11,23
Dari table di atas dapat dillihat bahwa daari hari ke 1 sam mpai dengan hhari ke 6 tabel kadar k etanol daari berbagaaia variabel molasses m cendeerung naik daan kemudian dari d hari ke 6 sampai harii ke 7 nilaim mya mendek kati. Ini menun njukkan bahwaa pada hari ke 1 sampai hari ke 5 jumlah SSacharomycex cereevisiae c yanng aktif memproduksi m etanol e masih banyak dan m mulai dari haari ke 5 samppai dengan haari ke 6 jumllah Sacharoomycex cereevvisiae yang akttif memprodukksi etanol mulaai berkurang, hhingga akhirny ya pada hari kee 7 Sacharoomycex cereevvisiae berhenti memproduksi etanol. Pada bahan b molassess dengan kadarr gula total 10% %, 12% daan 14% hal inni terjadi karenna dilingkungaan tempat hidu up Sacharomyccex cereevisiaee telah tercemaari oleh etaanol fermentassi dengan kadar yang tinggii (10% - 12%)) sehingga sell-sel klamir tiddak dapat hiduup. Sedang pada bahan molasses m dengaan kadar gula total 6% dan 8% hal ini terrjadi karena suumber energinnya (gula to otal) tidak meencukupi sehingga sel-sel klamir k banyakk yang mati kkarena tidak mendapat m cukuup makanaan. Kadar etanool tertinggi seb besar 11,75% ddihasilkan dari fermentasi moolasses dengann kadar gula tottal 10% selama 6 hari.
D.10-4
SEMINAR NASIONAL L TEKNIK KIIMIA SOEBA ARDJO BROTOHARDJO ONO IX Program Stu udi Teknik Kimia UPN “V Veteran” Jawaa Timur Surabayya, 21 Juni 20012 Tabel 3. Hasil Analiisa Kadar Etaanol Setelah Prroses Fermenttasi Bahan
Moolasses 6%
Moolasses 8%
Molasses 10%
Molasses 12%
Molasses 14%
Hari ke 1
Kadar etanol e % 5,45
2 3 4 5 6 7 1
4,56 3,84 2,96 1,73 0,31 09 0,00 7,31
2 3 4 5 6 7 1
6,55 4,98 3,43 2,15 0,84 0,03 8,98
2 3 4 5 6 7 1
7,23 6,31 5,47 4,58 3,21 3,21 11,2 29
2 3 4 5 6 7 1
10,5 51 9,75 8,56 7,32 5,84 5,84 84 12,8
2 3 4 5 6 7
11,9 95 10,7 76 9,36 8,63 7,21 7,21
Untuk tabel bahan b molassees dengan kadaar gula total 6% % dan 8% mulaai dari ke 1 sam mpai dengan haari k gulanya cenderung c turuun. Ini menunjjukkan bahwa semakin lamaa waktu fermenntasi maka kaddar ke 7 kadar gula tottalnya semakin n berkurang. Hal H ini terjadi karena semakiin banyak jum mlah Sacharomy mycex cereevisiiae yang akktif sehingga makin m banyak pula p kadar gulaa total yang terk konversikan m menjadi etanol. Untuk tabel bahan molasses dengan kaddar gula total 10%, 1 12% dann 14% mulai dari d ke 1 samppai dengan hari ke 6 tabeel kadar gulany ya cenderung tuurun dan kemuudian dari hari ke 6 sampai hari h ke 7 nilainnya hamperr sama . Hal inni dikarenakan pada hari ke 6 sampai dengaan hari ke 7, S Sacharomycex cereevisiae tellah bekerjaa (mati) karena kondisi dilingkkungan hidupnnya yang menggandung kadar etanol terlalu tinggi. t Saat kadar gula menunjukkkan angka yang tetap, menan ndakan bahwa proses fermenntasi telah selessai (sudah tidak t terjadi laagi perubahan gula g menjadi ettanol).
D.10-5
SEMINAR NASIONAL L TEKNIK KIIMIA SOEBA ARDJO BROTOHARDJO ONO IX Program Stu udi Teknik Kimia UPN “V Veteran” Jawaa Timur Surabayya, 21 Juni 20012 5. KES SIMPULAN y telah dilakkukan dapat diiambil kesimpu ulan : Dari haasil penelitian yang Vaariasi kadar gulla dalam bahann molasses mem mpengaruhi pro oduksi etanol, dimana kadar gula g total yangg baik unntuk fermentasii etanol adalah ≥ 10%. Kondiisi terbaik yang g dicapai adalaah pada pengguunaan molassess dengan kadar gula total 10% dan waaktu fermentasii 6 hari, diman na kadar etanol yang dihasilkaan sebesar 11,75% % dan kadar gulla total sisa ferrmentasi sebesaar 3,21%
AR PUSTAKA A DAFTA
Balai Penelitian Kiimia, 1978, Pemanfaatan P Tetes Untuk k Pembuatan n Asam Sitrrat, Departem men P Perindustrian P Pusat Penelitiann dan Pengembbangan Aneka Industri dan K Kerajinan : Suraabaya ki & Noer Kam mari, 1975, Laporan Penelitiaan Kemungkin nan Pembuatan n Sirop/Minum man Enteng daari Basoek M Molasses, Dep partemen Perindustrian Balai Penelitian Kim mia Surabaya U Inddonesia (UI – Press) P : Jakarta Buckle,, K.A, 1987, Illmu Pangan, Universitas Budiyannto, Moch. Aggus Krisno, 200 02, Mikrobioloogi Terapan. Universitas U Muhhammadiyah Malang M : Malanng onesia (SII 2454-90), Cara Uj Uji Gula, Deparrtemen Perinduustrian Republiik Indonesia. Standarrt Industri Indo 92, Mikrobiolo ogi Pangan, eddisi I, PT. Gram media Pustaka U Utama : Jakartta Fardiazz, Srikandi, 199 Mangunnwidjaja, Djum mali, 1994, “Teeknologi Bioprroses”, PT. Pennebar Swadayaa, Anggota Ikappi : Jakarta n Laboratorium m Instrusional I/II, Teknik Fermentasi, Deppartemen Teknnik Kimia ITB B: Panduaan Pelaksanaan B Bandung
ar Teknologi Fermentasi, Departemen Pendidikan dan d Kebudayaaan Rahmann, Ansori, 19989, Penganta D Direktorat Jendderal Pendidikan Tinggi Pusaat Antar Univeersitas Pangan Dan D Gizi IPB : Bogor
D.10-6
