perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pembuatan Bioetanol dari Limbah Buah Jeruk (Citrus sp) dengan Hidrolisis Asam dan Fermentasi oleh Saccharomyces cerivisiae
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh : Citra Andini NIM. M 0409012
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.
Surakarta, April 2013
Citra Andini NIM. M 0409012
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PEMBUATAN BIOETANOL DARI LIMBAH BUAH JERUK (Citrus sp) DENGAN HIDROLISIS ASAM DAN FERMENTASI OLEH Saccharomyces cerevisiae.
CITRA ANDINI Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
ABSTRAK Bioetanol adalah salah satu bentuk energi terbarukan yang menjanjikan. Sumber energi bioetanol dapat berasal dari limbah buah jeruk yang jarang dimanfaatkan.Selulosa yang terkandung dalam limbah buah jeruk dapat diubah menjadi etanol melalui proses kimia dan biologi. Untuk mengubah selulosa menjadi glukosa diperlukan proses hidrolisis dengan bantuan asam sulfat (H2SO4), sedangkan untuk mengubah gula menjadi bioetanol melalui proses fermentasi secara curah menggunakan khamir Saccharomyces cereviseae. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui gula reduksi tertinggi dari hidrolisis asam dengan 4 konsentrasi asam 0, 3, 7, 10%, untuk mengetahui kadar bioetanol tertinggi dan lama waktu inkubasi yang optimum. Ekstrak dibuat dari limbah buah jeruk tanpa kulit kemudian untuk menghasilkan gula reduksi dihidrolisis menggunakan asam H2S04 1 M dengan 4 konsentrasi yaitu 0, 3, 7, 10%. Gula reduksi dianalisis menggunakan metode Nelson-somogyi. Hasil hidrolisis yang difermentasi mengunakan khamir S. Cerevisiae dengan variasi waktu inkubasi hari ke-0, 2, 4, 6, 8 dan bioetanol dimurnikan dengan metode destilasi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hidrolisis asam menghasilkan gula reduksidengan kadar 3,50 % pada konsentrasi asam optimum 3%. Hasil proses fermentasi menggunakan khamir S. Cerevisiae pada lama waktu inkubasi yang optimum yaitu hari ke-6 kadar bioetanol sebesar 9,75%.
Kata kunci :Bioetanol, Limbah buah jeruk, Saccharomyces cerevisiae, fermentasi curah.
commit to user iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PRODUCTION OF BIOETHANOL FROM CITRUS FRUIT (Citrus sp) WASTE BY ACID HYDROLYSIS AND FERMENTATION USING Saccharomyces cerevisiae
CITRA ANDINI Departement of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Sebelas Maret University, Surakarta. ABSTRACT One of the promising biofuel is bioethanol which can be produced from agricultural waste cellulosic biomass such as citrus fruit waste. Bioethanol can be derived from citrus fruit waste that is rarely used. Cellulosecontained in citrus fruit waste can be converted into ethanol through a process of chemical and biological. Sulfuric acid ( H2SO4) can be used in hydrolysis of cellulose material in citrus fruit waste to producesugars and batch fermentation by Saccharomyces cereviseae can be used to convert sugars into bioethanol.The purpose of this research were to determine the highest reducing sugar from acid hydrolisis with different acid concentration levels of 0, 3, 7, and 10% and to know the highest levels of bioethanol and optimum incubation time. Extracts made from citrus fruit waste without peel. Citrus fruits were hydrolyse using a variation of 1 M H2SO4 acid concentration of 0, 3, 7, and 10 % to produce reducing sugars. Reducing sugars were analyzed using the Nelson Somogyi method. The optimum reducing sugar is used for fermentation by yeast Saccharomyces cerevisiae using a variation of the long incubation days 0, 2, 4, 6, 8 and bioethanol purified by distillation method. Acid hydrolysis resulted reduction sugar 3,5%, at an optimum concentration of 3% is used for fermentation by yeast S. cerevisiae. The highest level of fermentation time of 6 days produced bioethanol having the content 9,75% . Kata kunci : Bioethanol, Citrus acid waste, Saccharomyces cerevisiae,Batch Fermentation .
commit to user v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Kerja Keras dan Doa selalu Beriringan dengan Kesuksesan
Cukuplah Allah SWT menjadi Penolong kami dan Allah SWT adalah sebaik-baik Pelindung (Q.S. Ali Imran 173)
Strive not to be a success, but rather to be of value
Albert Einstein.
Kepuasan Terletak Pada Usaha Bukan Pada Hasil, Berusaha dengan Keras adalah Kemenangan yang Hakiki Mahatma Ghandi
Bukan Kesulitan Yang Membuat Kita Takut Tapi Ketakutanlah Yang Membuat Kita Sulit
commit to user vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Dengan mengucap syukur Alhamdulillah, Skripsi iniKupersembahkan untuk: Dua malaikat saya didunia Ayah dan ibu Adik saya Tegar Adi Wicaksono Sahabat saya Elvega,Majedha,Aken,Isnaniar, Theressa, Reni, dan Alan. Semua Teman-teman Biologi 2009. Almamaterku Universitas Sebelas Maret.
commit to user vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah. Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat,
karunia,
serta
segala
kemurahan-Nya
sehingga
penulis
dapat
Jeruk (Citrus sp) dengan Hidrolisis Asam dan Fermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae.
Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna
memperoleh gelar Sarjana Sains di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret. Dalam penulisan skripsi ini tentunya tak lepas dari bantuan, bimbingan, dan dukungan berbagai pihak, sehingga penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih kepada : 1.
Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc. (Hons)., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.
2.
Dr. AgungBudiharjo,M.Si.selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi ini.
3.
Dr. Edwi Mahajoeno,M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan bimbingan kepada penulis selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
4.
Dr. Ratna Setyaningsih,M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan kepada penulis hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.
commit to user viii
perpustakaan.uns.ac.id
5.
digilib.uns.ac.id
Dr. Sunarto,M.Si. dan Dr.Ari Susilowati, M.Si selaku penelaah I dan II yang telah memberikan banyak saran dan masukan kepada penulis.
6.
Prof.Drs Suranto M.Sc, Ph.Dselaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama masa perkuliahan.
7.
Staff Laboratorium Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam serta Staff Sub Laboratorium Biologi UPT Laboratorium Pusat MIPA, Universitas Sebelas Maret yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian.
8.
Bapak, Ibu, Adik serta seluruh keluarga penulis yang telah mencurahkan kasih sayang begitu besar, dukungan semangat, dan doa tiada henti.
9.
Sahabat-sahabat Biologi 2009 dan berbagai pihak yang banyak memberikan bantuan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa skripsi ini kurang sempurna, oleh karena itu
saran dan kritik yang membangun senantiasa penulis harapkan untuk perbaikan lebih lanjut. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis, pembaca dan untuk perkembangan ilmu pengetahuan khususnya di bidang biologi.
Surakarta, 22 April 2013
Penulis
commit to user ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv ABSTRACT ..................................................................................................... v HALAMAN MOTTO...................................................................................... vi HALAMAN PERSEMBAHAN...................................................................... vii KATA PENGANTAR..................................................................................... viii DAFTAR ISI.................................................................................................... x DAFTAR TABEL............................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................... xiv BAB I.
PENDAHULUAN ............................................................................ 1 A. Latar Belakang Masalah ............................................................ 1 B. Perumusan Masalah ................................................................... 5 C. Tujuan Penelitian ....................................................................... 5 D. Manfaat Penelitian ..................................................................... 6
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................ 7 A.
Tinjauan Pustaka........................................................................ 7 1. Buah Jeruk ........................................................................... 7 2. Bioetanol. ............................................................................. 8 3. Fermentasi Bioetanol ........................................................... 9 a)Fermentasi etanol secara batch dan kontinyu..................
10
b)Faktor-faktor yang mempengaruhi fermentasi................
11
4. Saccharomyces cerevisisae .................................................. 13
commit to user x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
5. Pertumbuhan Mikroba ......................................................... 15 6. Hidrolisis Asam................................................................... 17 7. Destilasi............................................................................... 20 B.
Kerangka Pemikiran .................................................................. 21
C.
Hipotesis .................................................................................... 23
BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................. 24 A. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................... 24 B. Alat dan Bahan Penelitian .......................................................... 24 C. Prosedur Penelitian...................................................................... 25 D. Analisis Data ............................................................................... 31 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.......................................................
32
A. Proses Hidrolisis dan Kadar Gula Reduksi...............................
32
B. Kurva Pertumbuhan Khamir Saccharomyces cerevisiae........... 35 C. Proses Fermentasi Bioetanol.....................................................
38
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN........................................................
43
A. Kesimpulan...............................................................................
43
B. Saran.........................................................................................
43
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... 44 LAMPIRAN.................................................................................................... 52 RIWAYAT HIDUP PENULIS....................................................................... 56
commit to user xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.
Kadar Gula Reduksi Pada Perbedaan Konsentrasi Asam H2SO4 1 M.......................................................................
Tabel 2.
32
Kadar bioetanol setelah proses fermentasi dengan Saccharomyces cerevisiae.................................................
commit to user xii
39
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Halaman
Gambar 1.
Grafik fase pertumbuhan mikroba.......................................
17
Gambar 2.
Bagan Alur Pemikiran.........................................................
22
Gambar 3.
Perbedaan kadar gula reduksi hasil hidrolisis limbah buah jeruk (Citrus sp) oleh adanya perbedaan konsentrasi H2S04...................................................................................
Gambar 4.
34
Kurva Pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae yang Menunjukkan hubungan antara waktu pertumbuhan Dengan OD (Optical Density)...............................................
Gambar 5.
36
Hubungan antara waktu fermentasi dan kadar etanol pada proses fermentasi.........................................................
commit to user xiii
40
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Anava oneway konsentrasi asam H2SO 4 1 M terhadap kadar gula reduksi .......................................................
52
Lampiran 2. Anava oneway lama waktu fermentasi oleh Saccharomyces cerevisiae terhadap kadar bioetanol............................................
53
Lampiram 3. Tabel AOAC ..............................................................................
54
Lampiran 4. Gambar uji gula reduksi menggunakan metode Nelson-Somogyi .......................................................................
55
Lampiran 5. Gambar Hasil destilasi dari etanol .............................................
55
commit to user xiv
