BAB II TINJAUAN PUSTAKAdigilib.polban.ac.id/files/disk1/81/jbptppolban-gdl...Bab II Tinjauan Pustaka...

9

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Sorgum

Sorgum adalah salah satu tanaman serelia yang potensial untuk dibudidayakan

dan dikembangkan di Indonesia. Tanaman sorgum merupakan tanaman hari pendek

(120 hari) dimana kondisi optimum untuk penanaman sorgum adalah daerah dengan

temperatur 20-300C dengan kelembaban rendah dan curah hujan 400-600 mm

(Puspitasari, 2011).

Sorgum yang dibudidayakan di Indonesia mempunyai nama ilmiah Sorghum

bicolor L Moench (Alamsyah, 2007). Secara taksonomi sorgum merupakan tanaman

yang termasuk ke dalam kerajaan Plantae, famili Poales, ordo Poaceae, divisi

Magnoliophyta, kelas Liliopsida, genus Sorghum, species Sorghum bicolor L (Farabi,

2011). Tanaman sorgum dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Sorgum

Sumber : Wikipedia

Sorgum pertama kali diperkenalkan di Amerika dan Australia sekitar 100

tahun yang lalu. Sorgum menduduki peringkat ke lima antar tanaman padi-padian

setelah gandum, padi, jagung, dan barli. Daerah-daerah produksi utama tanaman

sorgum meliputi daerah dataran rendah di Amerika Utara, sub-Sahara Afrika, Cina

sebelah timur laut, plato Deccan di India bagian tengah dan Argentina. Pada saat ini

Bab II Tinjauan Pustaka 10

Optimasi Proses Hidrolisis dan Fermentasi Tepung Sorgum (Sorghum bicolor, L. Moench) Sebagai Bahan Baku Pembuatan Bioetanol

tanaman sorgum banyak terdapat di beberapa Negara, antara lain : India, Cina,

Nigeria, Amerika, Sudan, Argentina, Meksiko, Thailand, dan Indonesia (Farabi,

2011). Daerah persebaran sorgum di dunia dapat dilihat pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Persebaran Sorgum di Dunia

Sumber : Farabi (2011)

Di Indonesia tanaman sorgum dikenal dengan banyak nama, diantaranya :

1. Di Jawa Barat dan Sunda sorgum dikenal sebagai jagung cetrik, gandum,

degem, gandrung kumpay, gandrung terigu.

2. Di Jawa tengah dan jawa Timur sorgum dikenal sebagai jagung pati, jagung

cantel, gandum, dan oncer.

3. Di Flores, Sumatra Barat, dan Bugis sorgum dikenal sebagai enjelai, sela, dan

bata.

4. Di Minangkabau sorgum dikenal sebagai jagung garai atau gandum.

Sorgum merupakan salah satu tanaman multifungsi yang dapat digunakan

sebagai sumber pangan (pengganti nasi, pembuatan kue, biskuit, roti, mie, bir, dan

sirup), pakan, bioetanol dan bahan baku industri (pembuatan gula, kertas, lem dan

lain-lain). Sorgum sangat potensial untuk dikembangkan karena setiap bagian dari

sorgum dapat dimanfaatkan



2.1.1 Biji Sorgum

Kulit biji dan daging pada biji sorgum dilapisi oleh lapisan testa dan aleuron

(Gambar 2.3). Lapisan testa termasuk pada bagian kulit biji, dan lapisan aleuron

termasuk pada bagian dari endosperm. Jaringan kulit biji terikat oleh daging biji,

melalui lapisan tipis yang disebut lapisan semen.

Komposisi bagian biji sorgum terdiri atas kulit luar 8%, lembaga 10% dan

endosperm 82%.

Gambar 2.3 Diagram Biji Sorgum

Sumber : Puspitasari (2011)

1. Sifat Fisik

Pada umumnya biji sorgum berbentuk bulat dengan ukuran biji kira-kira 4x

2,5 x 3,5 mm. Berat biji bervariasi antara 8 mg-50 mg dengan berat rata-rata 28 mg.

Berdasarkan ukurannya sorgum dibagi atas :

a. Sorgum biji kecil (8-10 mg)

b. Sorgum biji sedang (12-24 mg)

c. Sorgum biji besar (25-35 mg)

Kulit biji memiliki warna yang bervariasi yaitu putih, merah atau cokelat.

Warna biji dipengaruhi oleh warna dan ketebalan kulit (pericarp), terdapatnya testa



serta tekstur dan warna endosperm (Puspitasari, 2011). Sorgum putih disebut sorgum

kafir dan yang berwarna merah atau cokelat biasanya termasuk varietas Feterita.

Warna biji merupakan salah satu kriteria untuk menentukan kegunaannya.

Varietas yang berwarna lebih terang akan menghasilkan tepung yang lebih putih dan

tepung ini cocok digunakan sebagai makanan lunak, roti, dan lain-lainnya. Varietas

yang berwarna gelap akan menghasilkan tepung yang berwarna gelap dan rasanya

lebih pahit, tepung jenis ini cocok untuk bahan dasar pembuatan minuman

(Laimeheriwa, 1990).

2. Sifat Kimia dan Gizi

Biji sorgum mengandung gizi yang tidak lebih rendah dari kandungan

tanaman serealia lainnya. Kandungan kimia biji sorgum (utuh) dapat dilihat pada

Tabel 2.1

Tabel 2.1 Kandungan Kimia Biji Sorgum

Zat Komposisi (%)

Protein 9,01

Lemak 3,6

Abu 1,49

Serat 2,5

Sumber : Jurnal Litbang Pertanian (2004)

Penggilingan sorgum dengan menggunakan alat penyosoh beras

mengakibatkan masih banyak lembaga yang tertinggal pada endosperm. Hal ini

ditandai oleh kandungan lemak dalam biji sorgum giling yang masih relatif tinggi

yaitu sekitar 1-2,7 %. Maka dari itu dalam proses penggilingan harus diusahakan agar

lemak dalam biji sorgum yang telah dikuliti menjadi lebih rendah yaitu di bawah 1% ,

dengan demikian tepung sorgum yang dihasilkan akan lebih tahan lama.



Lemak dalam biji sorgum sangat berguna bagi hewan dan manusia, akan

tetapi dapat menyebabkan bau yang tidak enak dan tengik dalam produk bahan

pangan (Laimeheriwa, 1990).

2.1.2 Pati Sorgum

Pati adalah senyawa yang mengandung karbohidrat, dan banyak ditemukan

pada tanaman. Senyawa ini merupakan salah satu sumber makanan yang disimpan

oleh tanaman, biasanya disimpan di akar, biji, daun, buah, dan batang tanaman. Pati

adalah suatu polimer glukosa dengan rumus umum (C6H12O5)n dimana setiap unitnya

dihubungkan dengan ikatan α-1,4-glikosida dan ikatan α-1,6-glikosida. Pati tersusun

dari dua jenis struktur polimer glukosa yaitu amilosa dan amilopektin. Perbedaan

antara dua jenis struktur polimer penyusun pati tersebut terletak pada jenis ikatan

glikosida.

Amilosa adalah suatu polimer rantai lurus yang tidak bercabang serta

terbentuk dari 500-2000 monomer glukosa yang hanya dihubungkan dengan ikatan α-

1,4- glikosida. Amilosa merupakan komponen pati yang menentukan sifat gelatin

pati. Semakin banyak komposisi amilosa di dalam pati maka pati akan semakin sulit

larut di dalam air. Hal ini disebabkan karena amilosa memerlukan temperatur yang

relatif tinggi (1200C) untuk proses dispersinya. Struktur amilosa dapat dilihat pada

Gambar 2.4.

Amilopektin adalah suatu polimer rantai bercabang serta terbentuk dari

100.000 monomer glukosa yang dihubungkan dengan ikatan α-1,4-glikosida dan

percabangannya. Percabangan dalam amilopektin terjadi setiap 12 monomer glukosa.

Amilopektin merupakan komponen yang memiliki komposisi terbesar dalam pati.

Amilopektin adalah komponen pati yang menentukan struktur granula dari tepung.

Komponen ini cukup stabil di dalam air dan membentuk gel yang sangat lunak dan

encer dengan mengabsorpsi air kecuali pada konsentrasi yang tinggi (Alamsyah,

2007). Struktur amilopektin dapat dilihat pada Gambar 2.5.



Gambar 2.4 Struktur Amilosa

Sumber: Alamsyah (2007)

Gambar 2.5 Struktur Amilopektin

Sumber: Alamsyah (2007)

Komposisi kedua komponen ini berbeda-beda pada setiap tanaman. Perbedaan

komposisi inilah yang menentukan sifat fisik dan kimia pada pati.(Alamsyah, 2007).

Komposisi amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Tabel 2.2

Pati sorgum memiliki karakteristik yang mirip dengan pati jagung, dengan

ukuran granul 10-16 mikron. Pati sorgum memiliki suhu gelatinasi tertinggi di antara

jenis pati lainnya, mencapai 68-780C. Hal ini diduga oleh panjangnya rantai

amilopektin “a” yang saling berikatan satu sama lainnya. Tingginya suhu gelatinisasi

menyebabkan dibutuhkannya waktu lebih lama dan energi panas yang lebih tinggi

untuk memasak. Pati sorgum mengandung 20-30% amilosa dan 70-80% amilopektin.

Perbandingan amilosa dan amilopektin berpengaruh terhadap suhu gelatinasi,

viskositas pasta pati dan pencernaan α-amilase (Puspitasari, 2011).



Tabel 2.2 Komposisi Amilosa dan Amilopektin

Properti Amilosa Amilopektin

Struktur Lurus Bercabang

Ikatan α-1,4 α-1,4 dan α-1,6

Panjang rantai rata-rata ~103nm 20-25nm

Derajat Polimerisasi ~ 103 104-105

Kompleks dengan iod Biru(~650 nm) Ungu-coklat (~550 nm)

Produk Hidrolisis Maltotriosa, Glukosa,

maltosa, Oligosakarida

Gula pereduksi (sedikit)

Oligosakarida (dominan)

Sumber : Waktya Jati (2006)

2.2 Hidrolisis

Hidrolisis adalah pemecahan suatu senyawa kimia menjadi dua atau lebih

senyawa sederhana dengan cara mereaksikannya dengan air (Science Dictionary,

2005).

Menurut Widyastuti dan Rosirda (2010) terdapat 250 satuan glukosa atau

lebih permolekul amilosa. Hidrolisis lengkap amilosa hanya menghasilkan D-

glukosa, sedangkan hidrolisis parsial manghasilkan maltosa sebagai satu-satunya

disakarida. Amilopektin mengandung 1000 satuan glukosa atau lebih per molekul.

Hidrolisis lengkap amilopektin hanya menghasilkan D-glukosa. Tetapi hidrolisis tak

lengkap menghasilkan suatu campuran disakarida maltosa dan isomaltosa.

Reaksi hidrolisis pati berlangsung menurut persamaan reaksi sebagai berikut :

(C6H10O5)n + 1/2H2O 1/2n(C12H22O11)

Pati Maltosa

1/2n(C12H22O11) +1/2nH2O 1/2n(C6H12O6)

Maltosa Glukosa

Reaksi hidrolisis tepung sangat lambat sehingga diperlukan katalisator untuk

mempercepat hidrolisis. Katalisator yang digunakan dapat berupa enzim atau asam.



2.2.1 Hidrolisis Asam

Hidrolisis asam dapat dilakukan dengan mempergunakan asam kuat

anorganik, seperti HCl, HNO3 dan H2SO4 yang dipanaskan pada suhu mendidih, dan

dilakukan untuk beberapa jam (Machbubatul, 2008).

Diantara asam-asam tersebut yang sering digunakan dalam industri adalah

asam khlorida (HCl) karena garam yang terbentuk tidak berbahaya yaitu garam dapur

(Murni, 2011). Selain itu asam khlorida (HCl) memiliki sifat mudah menguap

sehingga memudahkan dalam pemisahan dari produknya, HCl juga menghasilkan

produk yang berwarna terang (Endah R, 2007).

Menurut Widyastuti dan Rosirda (2010) HCl digunakan sebagai katalis

dengan pertimbangan bahwa HCl merupakan salah satu jenis oksidator kuat,

harganya relatif murah dan mudah diperoleh, lebih aman jika dibandingkan dengan

jenis asam yang lain seperti HNO3. Penggunaan katalis HNO3 dapat menyebabkan

terbentuknya gas NO2 selama proses hidrolisis berlangsung yang dapat

membahayakan kesehatan dan keselamatan. Sedangkan penggunaan H2SO4

memberikan laju reaksi hidrolisis yang lebih lambat dibandingkan HCl.

Pada hidrolisis dengan asam hasil potongan patinya lebih tidak teratur

dibandingkan dengan hasil pemotongan rantai pati oleh enzim. Oleh karena itu

sebagian gula yang dihasilkan berupa gula pereduksi. Sehingga pengukuran

kandungan gula pereduksi tersebut dapat dijadikan sebagai alat pengontrol kualitas

hasil. Mekanisme reaksi hidrolisis asam dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Proses hidrolisis dengan menggunakan asam kuat berkonsentrasi rendah

selain memberikan hasil penguraian glukosa juga menghasilkan produk samping

yang dapat menghambat proses fermentasi. Penghambat yang potensial adalah

senyawa Hidroksi Metil Furfural (HMF). Banyaknya inhibitor yang terbentuk pada

hidrolisis asam dipengaruhi oleh suhu, waktu, dan konsentrasi asam yang digunakan.

Pada suhu dan tekanan yang tinggi, glukosa akan terdegradasi menjadi HMF.

Inhibitor tersebut akan mengurangi hasil dan produktivitas mikroorganisme yang

digunakan selama proses fermentasi karena bersifat toksik (Yuliana, 2011).



Gambar 2.6 Mekanisme Reaksi Hidrolisis Asam

Sumber : Parmadi Waktya Jati (2006)

2.2.2 Hidrolisa Enzimatis

Hidrolisa enzimatis bekerja dengan memecah rantai pati baik amilosa maupun

amilopektin. Enzim bekerja secara spesifik, sehingga diharapkan bahwa kandungan

bahan penyusun glukosa yang dihasilkan dapat diatur perbandingannya sesuai dengan

spesifikasi yang telah ditetapkan terlebih dahulu. Enzim yang banyak digunakan di

industri pengolahan pati antara lain α-amilase, ß-amilase, glukoamilase, pullanase,

dan isoamilase.

Hidrolisis pati secara enzimatis merupakan proses sakarifikasi, yaitu proses

pemutusan seluruh rantai molekul pati sehingga didapatkan perolehan glukosa yang

maksimal. Karena itu pada proses pembuatan glukosa secara asam biasanya diikuti

oleh proses enzim dengan tujuan agar produk yang dihasilkan benar-benar murni

glukosa (Mastuti, Endang, 2010).



2.3 Bioetanol

Bioetanol (C2H5OH) merupakan etanol yang diperoleh melalui proses

fermentasi biomassa dengan bantuan mikroorganisme. Bioetanol yang mengandung

35% oksigen dapat meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi emisi gas

rumah kaca. Keuntungan lain dari bioetanol adalah nilai oktannya lebih tinggi dari

premium sehingga dapat menggantikan fungsi bahan aditif seperti Methyl Tetrtiary

Butyl Ether (MTBE) dan Tetra Ethyl Lead (TEL). Bioetanol dapat langsung dicampur

dengan premium pada berbagai komposisi sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan

emisi gas buang yang lebih ramah lingkungan (Alamsyah, 2007).

Bioetanol adalah etanol yang diperoleh dari proses fermentasi bahan baku

yang mengandung pati atau gula seperti singkong dan tetes tebu. Bahan bakar nabati

(BBN) ini digunakan sebagai pengganti premium (gasoline). Etanol yang dapat

digunakan sebagai bahan bakar nabati adalah alkohol murni yang bebas air

(Anhydrous alkohol) dan berkadar lebih dari 99,5 % atau disebut dengan Fuel Grade

Ethanol (FGE). Campuran premium menghasilkan emisi gas buang yang lebih ramah

terhadap lingkungan karena oksigennya dapat meningkatkan efisiensi pembakaran

(Anonim).

Bahan baku pembuatan bioetanol ini dibagi menjadi tiga kelompok yaitu,

bahan bersukrosa seperti nira, tebu, nira nipah, nira sorgum manis, nira kelapa, nira

aren, dan sari buah mete. Bahan berpati yaitu bahan yang mengandung pati atau

karbohidrat seperti tepung ubi, tepung ubi ganyong, sorgum biji, jagung, cantel, sagu,

ubi kayu, ubi jalar, dan lain–lain. Bahan berselulosa atau lignoselulosa seperti

tanaman yang mengandung selulosa atau serat seperti kayu, jerami, batang pisang,

dan lain-lain (Anonim).

Bioetanol merupakan cairan yang tidak berwarna (jernih) seperti air, mudah

larut dalam air dan eter, berbau khas dan bersifat volatile (mudah menguap). Sifat

kimia dari bioetanol disajikan pada Tabel 2.3.



Tabel 2.3 Sifat Kimia Bioetanol

Sifat Kandungan

Berat molekul 46.07 g/mol

Berat jenis 0.7905 g/mol (suhu 200C)

Viskositas 0.0122 poise (suhu 200C)

Titik didih 78.90C

Titik leleh -1220C

Panas laten penguapan 204 kal/g.

Sumber : Alamsyah (2007)

Bioetanol dapat digunakan sebagai bahan dasar pada pembuatan pereaksi kimia-kimia

lainnya, seperti : asetaldehida, ethyl asetat, asam asetat dan lain-lain, sebagai pelarut,

terutama dalam industri farmasi, fernis, desinfektan, plastik, dan sebagainya, dan

bahan bakar.

Kegunaan bioetanol sebagai bahan bakar mempunyai pengaruh untuk

meningkatkan nilai oktan dan peniadaan tambahan zat-zat yang diperlukan agar

mesin dapat berjalan lebih halus. Sebagai bahan bakar, bioetanol memiliki beberapa

kelebihan, seperti ramah lingkungan dan dapat diperbaharui. Spesifikasi standar

bioetanol untuk gasohol dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Produksi bioetanol berbahan baku tanaman sorgum dapat berkompetisi

mengingat beberapa kelebihan tanaman sorgum dibandingkan tanaman lain. Sorgum

(Sorghum bicolor, L Moench) adalah tanaman serealia yang potensial untuk

dibudidayakan dan dikembangkan, pada daerah-daerah marginal dan kering

khususnya di Indonesia karena sorgum memiliki daya adaptasi arkeologi yang luas,

tahan terhadap kekeringan, produksinya tinggi. Umur panen tanaman sorgum lebih

cepat yaitu hanya 4 bulan dan untuk sekali tanam dapat dipanen beberapa kali. Selain

itu, tanaman sorgum memiliki kandungan karbohidrat yang tinggi.

Pemenuhan sumber energi terutama pada sektor transportasi yang merupakan

sektor paling kritis yang perlu mendapat perhatian khusus. Kebutuhan bahan bakar



yang ramah lingkungan semakin dibutuhkan. Salah satu alternatif bahan bakar yang

saat ini banyak dikembangkan adalah menggunakan bioetanol yang bahan dasarnya

diperoleh dengan mudah misalnya menggunakan sorgum, jagung, ketela, singkong,

dan lain-lain (Alamsyah, 2007).

Tabel 2.4 Spesifikasi Standar Bioetanol Terdenaturasi Untuk Gasohol

No Sifat Unit, min/max Spesifikasi

1 Kadar etanol %-v, min99,5 (sebelum denaturasi)

94,0 (setelah denaturasi)

2 Kadar metanol mg/L, max 300

3 kadar air %-v, max 1

4 Kadar denaturan%-v, min

%-v, max

2

5

5 Kadar tembaga (Cu) mg/kg, max 0,1

6 Keasaman sebagai CH3COOH mg/L, max 30

7 TampakanJernih dan terang, tidak ada

endapan dan kotoran

8 Kadar ion klorida (Cl-) mg/L, max 40

9 Kandungan belerang (S) mg/L, max 50

10 Kadar getah (gum), dicuci mg/100, max 5,0

11 pHe 6,5-9,0

Sumber: Badan Standarisasi Indonsia (2008)

2.3.1 Fermentasi

Fermentasi adalah suatu proses perubahan kimia pada substrat organik, baik

karbohidrat, protein, lemak atau lainnya, melalui kegiatan biokatalis dan dikenal

sebagai enzim yang dihasilkan oleh jenis mikroorganisme spesifik. Fermentasi

anaerob adalah fermentasi yang tidak memerlukan oksigen, sedangkan fermentasi

aerob adalah fermentasi yang memerlukan oksigen. Fermentasi mempunyai

pengertian aplikasi metabolisme mikroba untuk mengubah bahan baku menjadi

produk yang bernilai tinggi, seperti asam-asam organik, etanol, dan biopolymer

(Wahono,dkk., 2011).

Prinsip dasar fermentasi adalah mengaktifkan kegiatan mikroba tertentu

dengan tujuan mengubah sifat bahan agar dihasilkan suatu yang bermanfaat.



Perubahan ini terjadi karena dalam proses fermentasi jumlah mikroba diperbanyak

dan digiatkan metabolismenya didalam bahan tersebut dalam batas tertentu (Assegaf,

2009).

Yeast merupakan tumbuhan mikroskopik bersel satu dan merupakan golongan

fungi, tidak bercabang dan tidak mempunyai klorofil serta memperbanyak diri dengan

cara budding (pertunasan). Yeast memfermentasi gula untuk menghasilkan etanol dan

CO2 serta produk samping lainnya. Yeast atau ragi yang digunakan dalam pangan

adalah Saccharomyces cereviceae yang pada umumnya dinamakan ragi roti.

Saccharomyces cereviceae merupakan yeast yang termasuk dalam kelas

Hemiascomycetes, ordo Endomycetes, family Saccharomycetaceae, sub family

Saccharoycoideae, dan genus Saccharomyces. Saccharomyces cerevisiae merupakan

organisme uniseluler yang bersifat makhluk mikroskopis dan disebut sebagai jasad

sakarolitik, yaitu menggunakan gula sebagai sumber karbon untuk metabolisme.

Saccharomyces cerevisiae mampu menggunakan sejumlah gula, diantaranya sukrosa,

glukosa, fruktosa, galaktosa, mannosa, maltosa dan maltotriosa.

Saccharomyces cerevisiae merupakan mikrobia yang paling banyak

digunakan pada fermentasi alkohol karena dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap

kadar alkohol yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif

melakukan aktivitasnya pada suhu 4-32oC (Assegaf, 2009). Khamir Saccharomyces

cerevisiae dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Pada saat fermentasi berlangsung Saccharomyces cerevisiae akan

menghasilkan enzim zimase dan enzim invertase. Enzim zimase berfungsi sebagai

pemecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. Enzim invertase mengubah glukosa

menjadi etanol (Alamsyah, 2007). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

1. Inversi

Zimase

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

(Sukrosa) (glukosa) (fruktosa)



2. Fermentasi

Invertase

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

(Glukosa) (Alkohol)

Gambar 2.7 Khamir Saccharomyces cerevisiae

Sumber : www.scientistlive.com

Ragi tidak akan menjalankan fungsinya mengubah pati menjadi gula, dan

kemudian akan diubah menjadi etanol apabila faktor-faktor yang berpengaruh pada

kehidupannya tidak terpenuhi. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kehidupan

ragi, antara lain nutrisi (zat gizi), keasaman (pH), temperatur, oksigen, dan air.

Berhasil tidaknya proses fermentasi sangat tergantung dari perlakuan awal,

meliputi:

1. Kadar gula

Bahan dengan konsentrasi gula tinggi mempunyai efek negatif pada yeast,

baik pada pertumbuhan maupun aktivitas fermentasinya. Kadar glukosa yang baik

berkisar 10 - 18%. Apabila terlalu pekat, aktivitas enzim akan terhambat sehingga

waktu fermentasi menjadi lambat disamping itu terdapat sisa gula yang tidak dapat

terpakai dan jika terlalu encer maka hasilnya berkadar alkohol rendah (Eka, 2008).

Menurut Alamsyah (2007) kadar gula yang baik untuk proses fermentasi adalah 12-

18%.

http://www.scientistlive.com/



2. Nilai keasaman

Saccharomycess Cereviseae dapat tumbuh baik pada range pH 4.0-5.0,

apabila pH lebih kecil dari 3 maka proses fermentasi akan berkurang kecepatannya.

Pada pH yang lebih tinggi, adaptasi yeast lebih rendah dan aktivitas fermentasinya

juga meningkat, walaupun ternyata berpengaruh pada pembentukan produk samping

(Alamsyah, 2007).

3. Temperatur

Suhu berpengaruh terhadap proses fermentasi melalui dua hal secara tidak

langsung mempengaruhi aktivitas enzim khamir dan secara langsung mempengaruhi

hasil alkohol karena adanya penguapan (Eka, 2008). Suhu yang baik untuk proses

fermentasi adalah 25-300C. Semakin rendah suhu fermentasi semakin tinggi alkohol

yang dihasilkan, karena pada suhu rendah proses fermentasi akan berjalan dengan

sempurna dan alkohol yang terbawa oleh gas CO2 akan lebih sedikit (Alamsyah,

2007).

4. Nutrien

Nutrien diperlukan sebagai tambahan makanan bagi pertumbuhan yeast.

Nutrien yang diperlukan biasanya adalah urea dan NPK (Alamsyah, 2007).

5. Aerasi

Oksigen diperlukan pada proses pembuatan starter tetapi tidak diperlukan

dalam proses produksi alkohol, karena proses fermentasi alkohol bersifat anaerob

(Eka, 2008).

6. Waktu

Waktu fermentasi pada umumnya sekitar 7 hari atau lebih tergantung kadar

gula, suhu, dan faktor-faktor lain (Eka, 2008).

2.3.2 Pemurnian Bioetanol

Kadar bioetanol hasil proses fermentasi umumnya 6-12%. Untuk

meningkatkan kadar bioetanol hingga ± 95%, perlu dilakukan destilasi pada kondisi

operasi yang sesuai dengan karakteristik bioetanol. Destilasi adalah salah satu metode



dari pemurnian dengan cara memisahkan dua atau lebih komponen-komponen dalam

suatu cairan berdasarkan perbedaan tekanan uap masing-masing komponen.

Pemisahan bahan dengan metode destilasi ini dapat dilakukan jika komposisi fase uap

memiliki perbedaan dengan komposisi fase cair. Jika komposisi fase uap sama

dengan komposisi fase cair, maka pemisahan dengan jalan destilasi tidak dapat

dilakukan.

Proses destilasi adalah salah satu metode yang paling umum digunakan dalam

pemisahan larutan dengan titik didih rendah seperti etanol. Pada proses ini, energi

yang dibutuhkan cukup besar jika cairan (etanol) yang akan dipisahkan mempunyai

konsentrasi yang kecil didalam larutannya.

Pada proses destilasi etanol, larutan fermentasi yang terdiri dari campuran

etanol, air dan bahan- bahan lainnya dipisahkan pada tekanan atmosfir dengan suhu

tertentu. Pada suhu 1000C air mendidih dan akan menguap, sedangkan etanol

mendidih pada suhu sekitar 77oC. Perbedaan titik didih inilah yang memungkinkan

pemisahan campuran etanol dan air. Jika larutan campuran etanol air dipanaskan,

maka akan lebih banyak molekul etanol menguap dari pada air.

Waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan rendemen rata-rata 19% pada

pemurnian etanol menggunakan destilasi dengan suhu antara 78-900C adalah 3 jam.

Waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan 25 liter bahan baku sampai penetesan

pertama dengan menggunakan pemanas kompor minyak tanah rata-rata adalah 43

menit. Biasanya diperoleh kadar alkohol tertinggi hasil destilasi fraksinasi adalah

90% dan yang paling rendah adalah 82 %, sedangkan untuk destilasi sederhana

adalah 40%. (Suryanto, 1999)

Untuk memperoleh bioetanol dengan kemurnian lebih tinggi dari 99,5% atau

yang umum disebut fuel based ethanol dapat dilakukan pemurnian lebih lanjut

dengan cara Azeotropic destilasi. Azeotropic adalah keadaan di mana suatu larutan

mempunyai fasa uap dan fasa cair yang sama saat dididihkan (Suryanto, 1999).

BAB II TINJAUAN PUSTAKAdigilib.polban.ac.id/files/disk1/81/jbptppolban-gdl...Bab II Tinjauan Pustaka...

Documents

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKAdigilib.polban.ac.id/files/disk1/81/jbptppolban-gdl...Bab II Tinjauan Pustaka...