Alkohol

BAB IPENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Bioetanol merupakan salah satu biofuel (bahan bakar cair dari pengolahan tumbuhan) disamping biodiesel. Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi yang menggunakan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae. Bioetanol sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari, sebagai bahan bakar, bahan dasar industry farmasi, campuran dalam minuman dan makanan. Pada percobaan yang akan dilakukan sumber gula berasal dari air kelapa.

Air kelapa banyak terbuang sebagai limbah yang belum dimanfaatkan, menurut Atih ( 1979 ) menyatakan bahwa air kelapa yang dihasilkan di Indonesia mencapai 900 juta liter / tahun. Air kelapa tersebut dapat dimanfaatkan untuk dibuat

Laboratorium Mikrobiologi Industri 1

menjadi bahan makanan tambahan yang disebut dengan nata de coco. Kandungan nutrisi yang terdapat didalam air kelapa seperti sukrosa, dekstrosa, fruktosa dan vitamin B kompleks (Onifade, 2003)

I.2. Tujuan Percobaan1. Mempelajari cara pembuatan bioetanol dari air kelapa menggunakan

mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae2. Mempelajari pengaruh perbedaan pengaturan pH pada pembuatan starter3. Mempelajari pengaruh perbedaan penambahan jumlah starter terhadap kadar

glukosa pada proses fermentasi

I.3. Manfaat Percobaan


1. Mengetahui cara pembuatan bioetanol dari air kelapa menggunakan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae

2. Mengetahui pengaruh perbedaan pengaturan pH pada pembuatan starter 3. Mengetahui pengaruh perbedaan penambahan jumlah starter terhadap kadar

glukosa pada proses fermentasi

BAB II


TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Spesifikasi Bahan Baku

Air kelapa mengandung air 91,5 %, protein 0,14%, lemak 1,5 %, karbohidrat

4,6%, serta abu 1,06 %. Selain itu air kelapa mengandung berbagai nutrisi seperti

sukrosa, destrosa, fruktosa serta vitamin B kompleks yang terdiri dari asam nikotinat,

asam pantotenat, biotin, riboflafin dan asam folat.

II.2. Bioetanol


Bioetanol adalah bahan bakar nabati yang tak pernah habis selama mentari masih memancarkan sinarnya, air tersedia, oksigen berlimpah, dan kita mau melakukan budidaya pertanian. Sumber bioetanol dapat berupa singkong, ubi jalar, tebu, jagung, sorgum biji, sorgum manis, sagu, aren, nipah, lontar, kelapa dan padi.

Produksi bioetanol dari tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konveksi karbohidrat menjadi glukosa (gula). Bioetanol secara umum dapat digunakan sebagai bahan baku industry turunan alcohol dan campuran bahan bakar kendaraan.

Grade bioetanol berbeda sesuai dengan penggunaannya. Bioetanol yang mempunyai grade 90% - 96%, 5% volume digunakan pada industri. Sedangkan grade 96% - 99%, 5% volume digunakan dalam campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi.


II.3. Starter

Dalam pembentukan alcohol melalui proses fermentasi, peran mikroorganisme sangat besar dan biasanya mikroorganisme yang digunakan mempunyai beberapa syarat sebagai berikut (Ansory Rahman, 1992) :

a. Mempunyai kemampuan untuk menfermentasikan karbohidrat yang cocok secara cepat.

b. Bersifat membentuk flokulasi dan sedimentasi (misal sel-sel yeast selalu ada pada bagian bawah tangki fermentasi.

c. Mempunyai genetic yang stabil (tidak mudah mengalami mutasi).d. Mempunyai sifat regenerasi yang cepat.e. Toleran terhadap kadar alcohol yang tinggi (sampai dengan 14-15%).


Starter yang digunakan pada fermentasi alcohol adalah saccharomyces

cerevisiae. Saccharomyces cerevisiae merupakan salah satu jenis cendawan tergolong

khamir yang bermanfaat untuk manusia dan ternak . Pertama kali dimanfaatkan untuk

pembuatan makanan. Pada masa kini, khamir paling banyak digunakan untuk

keperluan berbagai industri dalam proses produksi minuman beralkohol, biomasa,

ekstrak untuk keperluan industry kimia, senyawa beraroma dan produksi protein

rekombinan untuk menunjang kegiatan bioteknologi khususnya bidang molekuler

biologi (Watson et al., 1988) .

Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir sejati tergolong eukariot yang

secara morfologi hanya membentuk blastospora berbentuk bulat lonjong, silindris,

oval atau bulat telur yang dipengaruhi oleh strainnya. Dapat berkembang biak dengan

membelah diri melalui "budding cell". Reproduksinya dapat dipengaruhi oleh


keadaan lingkungan serta jumlah nutrisi yang tersedia bagi pertumbuhan sel.

Komposisi kimia Saccharomyces cerevisiae terdiri atas : protein kasar 50-52%,

karbohidrat ; 30-37%; lemase 4-5%; dan mineral 7-8% (Reed dan Nagodawithana,

1991) .

Saccharomyces cerevisiae ini juga dapat digunakan untuk mengkonversi gula

menjadi etanol dengan kemampuan konversi yang baik, tahan terhadap etanol kadar

tinggi, tahan terhadap pH rendah, dan tahan terhadap temperatur tinggi.

Saccharomyces cerevisiae memerlukan suhu 30oC dan pH 4.0 – 4.6 agar dapat

tumbuh dengan baik. Selama proses fermentasi akan timbul panas, apabila tidak

dilakukan pendinginan, suhu akan meningkat sehingga proses fermentasi terhambat.

Saccharomyces cerevisiae tumbuh optimum pada suhu 25-30oC dan maksimum pada


suhu 35-47oC. pH pertumbuhan khamir yang baik antara 3-6. Perubahan pH dapat

mempengaruhi pembentukan hasil samping fermentasi.

II.4. Fermentasi

Fermentasi alcohol merupakan kombinasi kompleks yang melibatkan berbagai varietas, mikroorganisme, dan teknologi pembuatan alcohol. Suhu fermentasi


berpengaruh langsung pada pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi biokimia dari yeast.

Proses hidrolisis memecah selulosa dari biomassa menjadi senyawa gula yang dapat difermentasi menjadi alcohol. Yeast ditambahkan ke dalam media dan dipanaskan. Yeast mempunyai peran sebagai katalis dan membantu mengkonversi sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa.

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Fruktosa dan glukosa kemudian berekasi dengan enzim zymase yang dikandung oleh yeast untuk memproduksi etanol dan karbondioksida.

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2


Tahap-tahap proses fermentasi (Sri Kumalaningsih,1995) :

1. Pengolahan bahan baku.

2. Sterilisasi Bahan.

3. Pembibitan Khamir.

4. Fermentasi.

Fermentasi dilkakukan dalam tangki fermentasi, pH diatur antara 4-5. Untuk

terjadinya fermentasi alkohol, maka dibutuhkan kondisi anaerob hingga

diharapkan sel-sel ragi dapat melakukan fermentasi yang akan mengubah gula

menjadi alkohol. Padaproses fermentasi terjadi peningkatan panas, agar panas

yang timbul dapat diserap maka diperlukan pendinginan, untuk menjaga suhu

tetap pada 30oC selama proses fermentasi yang berlangsung selama 30-72

jam.


5. Distilasi.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN


III.1. Bahan 1. Air kelapa

2. Glukosa

3. KH2PO4 & MgSO4

4. NaOH

5. Ragi roti (Fermipan)

6. Urea

III.2. Alat


1. Erlenmeyer

2. Buret, Statif, Klem

3. Autoclave

4. Mikroskop

5. Hemositometer

III.3. Gambar Alat


Erlenmeyer Buret, Statif, Klem Autoclave


Mikroskop Hemositometer

III.4. Variabel Percobaan

a. Variabel Tetap


- Pembuatan Starter dan Proses FermentasiPenambahan nutrisi berupa:

Urea = 3 gr/l KH2PO4 = 2 gr/lMgSO4= 2 gr/l

Penambahan ragi roti 3 gr/l (hanya pada pembuatan starter)b. Variabel Berubah

- Pengaturan pH pada media pembuatan starterVariabel 1 = pH 6.5

- Volume penambahan starter pada fermentasi (basis 200 ml)Variabel 1 = 50% V (starter )Variabel 2 = 50% V (starter )Variabel 3 = 50% V (starter )


Variabel 4 = 60% V (starter )c. Variabel Respon

- Pada pembuatan starter:1. Jumlah mikroba2. Densitas

- Pada fermentasi:1. Densitas2. Kadar glukosa

III.5. Cara Kerja

A. Pembuatan Starter


a. Siapkan air kelapa 4 x 200 ml dan tambahkan 2 gr/l KH2PO4, 2 gr/l MgSO4, 3 gr/l ragi roti, dan urea sebanyak gr/l sebagai nutrient.

b. Larutan tersebut disterilkan dengan cara dididihkan.

c. Dinginkan pada suhu kamar.

d. Atur pHnya hingga6,5.

e. Menghitung banyaknya yeast menggnunakan hemositometer.

f. Larutan lalu didiamkan selama 3 hari (setiap hari dihitung yeastnya).

Cara Perhitungan Jumlah Mikroorganisme dengan Hemositometer

1. Pengenceran sempel 1ml 10ml (ambil 1ml) 10 ml.


2. Hitung jumlah mikroba dengan hemositometer.


Gambar 3.1 Tampilan hemositometer menggunakan mikroskop

Jumlah mikroorganisme per sempel:

1

80 x25.10−5 x10−3x fp x total volume starter x Ʃ sel

B. Fermentasi Media1. Analisa Glukosa Standar

a. Pembuatan glukosa standar


b. Larutkan 1,25 gram glukosa anhidrit sampai 500 ml.

c. Standarisasi kadar glukosa

1. Ambil 5 ml glukosa standar, encerkan sampai 100 ml, ambil 5 ml, netralkan pHnya.

2. Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B.

3. Panaskan hingga 60o s.d. 70oC.

4. Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60o s.d. 70oC sampai warna biru hampir hilang lalu tambahkan 2 tetes MB.

5. Titrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60o s.d. 70oC sampai warna biru menjadi merah bata


6. Catat kebutuhan titran

F = Vtitran

2. Persiapan sari buah

a. Siapkan sari buah yang telah bebas dari ampas sesuai variabel

b. Sari buah disterilkan dengan cara didihkan.

c. Dinginkan sampai suhu kamar, lalu atur pH

3. Mengukur kadar glukosa sari buah

a. Ukur densitas sari buah


b. Cari M [lihat langkah kerja terakhir]

c. Ukur kadar glukosa sari buah dengan rumus berikut :

%SB=(F−M ) x

VtotalVtitrasi

xVpengenceranVyang diambil

x 100 % x0.0025

Vtotal x ρ

4. Penentuan kadar glukosa substrat

a. Atur kadar glukosa substrat sebelum fermentasi sebesar 14 %

Contoh : Bila dalam substrat kita menginginkan kadar glukosanya 14% Bila %SB > 14 %, perlu diencerkan :

14 %= %SB x V SB x ρ SB(Vaq x ρaq )+(V SB x ρ SB)

x 100 %


Bila %SB <14%, perlu ditambah sukrosa :

14 %=180 X+(%SB xV SB x ρ S B)

342 X+(V SB x ρ SB)x100 %

Berat sukrosa =X mol . 342 gr/mol = Y gram Y gram dilarutkan ke dalam substrat tersebut

5. Fermentasi media sari buah

a. Ambil substrat yang telah diatur kadar glukosanya.

b. Tambahkan starter sesuai variabel

c. Ukur densitas dan volume konstan sebelum fermentasi

d. Fermentasi anaerob selama 4 hari


C. Analisa Hasil 1. Ukur densitas setelah fermentasi

2. Cari F dan M

3. Analisa kadar glukosa hasil fermentasi dengan rumus :

%h=(F−M ) x

VtotalVtitrasi

xVpengenceranVyang diambil

x100 % x0.0025

Vtotal x ρ

D. Cara penentuan M (M=Vtitran)


1. Ambil 5 ml sari buah, encerkan hingga 100 ml, ambil 5 ml dan netralkan pHnya.

2. Tambahkan 5 ml fehling A dan 5 ml fehling B, tambahkan 5 ml glukosa standar yang telah diencerkan.

3. Panaskan hinga 60o s.d. 70oC.

4. Titrasi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60o s.d. 70oC, sampai warna biru hampir hilang, lalu tambahkan 2 tetes MB .

5. Titrasi lagi dengan glukosa standar sambil dipanaskan 60o s.d. 70oC sampai warna biru menjadi merah bata.

6. Catat kebutuhan titran.


DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Riza Zainuddin. 2007. Pemanfaatan Khamir Saccharomyces

cerevisiae Untuk Ternak. Bogor : Balai Penelitian Veteriner.

Anonim. Fermentasi. http://id.wikipedia.org/wiki/Fermentasi

Hapsari, Mira Amalia, dkk. 2013. Pembuatan etanol dari singkong sebagai

upaya mempercepat konversi minyak tanah ke bahan bakar nabati. Semarang :

Universitas Diponegoro.

Rahim, Dicha Ar. 2008. Produksi Etanol oleh Saccharomyces Cerevisiae

Var.ellipsoideus dari sirup Dekstrim Pati Sagu (Metroxylon sp) Menggunakan

Metode Aerasi Penuh dan Aerasi dihentikan. Bogor : Institut Pertanian Bogor.


http://id.wikipedia.org/wiki/Fermentasi

Santi, Sintha Soraya. 2008. Pembuatan Alkohol dengan Proses Fermentasi

Buah Jambu Mete oleh Khemir Saccharomyces cerevisiae. Jawa Timur : Teknik

Kimia FTI_UPN “Veteran”.

Titta et al. 2010. Blood Orange Juice Inhibits Fat Accumulation in Mice.

Itali : Department of Experimental Oncology, European Institute of Oncology (IEO),

Milan, Italy; Department of Food Science and Microbiology (DISTAM), Division of

Human Nutrition University of Milan, Milan, Italy; Congenia Srl, Milan, Italy;

Department of Biomolecular Sciences and Biotechnology, University of Milan,

Milan, Italy and Research Center for Citric culture and Mediterranean Crops (CRA-

ACM), Acireale, Italy.


Yakinudin, Andal. 2013. Bioetanol Singkong sebagai Sumber Bahan Bakar

Terbarukan dan Solusi untuk Meningkatkan Penghasilan Petani Singkong. Bogor

Agricultural University.


ρ=82.5−3052.1

=1.00766 gr/ml

∑koloni = 108

80 x25x 100 x200 x 88= 88.109koloni

Starter II (pH 6)

ρ=84.8−3052.1

=1.05150 gr/ml

∑koloni = 108

80 x25x 100 x200 x 44 = 44.109koloni


A. Fermentasi Media

ρ=84.6−3052.1

=1.0472 gr/ml

F = 12 ml

M = 2.3 ml

%SB=F−Mρ

=12−2.31.0472

=9,26 %

14 %=180 X+(%SB xV SB x ρ SB)

342 X+(V SB x ρ SB)x 100%


14 %=180 X+(9.26 x200 x 1.0472)

342 X+(200 x1.0472)x 100 %

X = 0.066 mol x 342 gr/mol = 22.64 gr sukrosa yang harus ditambahkan

B. Hasil Fermentasi1. Fermentasi hari ke 0

Variabel 1 (Starter I 25% V)

ρ=85.5−3052.1

=1.06465 gr/ml

%h=14 %



ρ=85.9−3052.1

=1.07327 gr/ml

%h=14 %


ρ=85.2−3052.1

=1.06034 gr/ml

%h=14 %

Variabel 4 (Starter II 25% V)

ρ=86.1−3052.1

=1.07758 gr/ml

%h=14 %



ρ=86.1−3052.1

=1.07758 gr/ml

%h=14 %


ρ=86.4−3052.1

=1.08189ml

%h=14 %


2. Fermentasi hari ke 1Variabel 1 (Starter I 25% V)

ρ=83.5−3052.1

=1.02586 gr/ml

%h= 23−2.81.02586

=19.69 %


ρ=83−3052.1

=1.01724 gr/ml

%h= 23−7.41.01724

=15.34 %



ρ=82.3−3052.1

=1.00431 gr/ml

%h= 23−91.00431

=13,94 %


ρ=86.4−3052.1

=1.08189 gr/ml

%h= 23−101.08189

=12.02%


ρ=85.9−3052.1

=1.07327 gr/ml


%h= 23−91.07327

=13.04 %


ρ=85.7−3052.1

=1.06896gr/ml

%h= 23−81.06896

=14.03 %

3. Fermentasi hari ke 4Variabel 1 (Starter I 25% V)


Alkohol

Documents

Transcript of Alkohol