BAB I

PENDAHULUANA. LATAR BELAKANGMinyak bumi merupakan salah satu sumber energi yang tidak dapat diperbaharui atau renewable. Keberadaan hingga saat ini menempati urutan pertama sebagai sumber energi. Salah satu dari minyak bum yang banyak digunakan pada industri kecil dan rumah tangga adalah minyak tanah. Upaya pemerinta untuk mengalihkan penggunaan minyak tanah ke bahan bakar gas banyak menemui kendala antara lain banyaknya kasus kebakaran yang disebabkan oleh bahan bakar gas, karena sifat gas yang selalu memenuhi ruangan sehingga apabila terjadi percikan api dalam kompor akan memicu kebakaran di sekitarnya.Oleh karena itu pengalihan atau konversi minyak tanh tidak harus ke bahan bakar gas tetapi juga dapat ke bioetanol yang bersifat lebih ramah lingkungan dan tidak membahayakan lingkungan.Bioethanol adalah ethanol yang bahan utamanya dari tumbuhan dan umumnya menggunakan proses farmentasi. Ethanol atau ethyl alkohol C2H5OH berupa cairan bening tak berwarna, terurai secara biologis (biodegradable), toksisitas rendah dan tidak menimbulkan polusi udara yg besar bila bocor. Ethanol yg terbakar menghasilkan karbondioksida (CO2) dan air. Ethanol adalah bahan bakar beroktan tinggi dan dapat menggantikan timbal sebagai peningkat nilai oktan dalam bensin. Dengan mencampur ethanol dengan bensin, akan mengoksigenasi campuran bahan bakar sehingga dapat terbakar lebih sempurna dan mengurangi emisi gas buang (seperti karbonmonoksida/CO). Bioetanol bisa dihasilkan dari tanaman apa saja yang mengandung pati, gula dan serat selulosa. Serat selulosa adalah zat dalam tumbuhan yang tidak bisa dicerna oleh manusia. Contoh tanaman penghasil ketiga zat tersebut adalah singkong, ubi jalar, jagung, aren, tebu, sorgum, jerami padi dan tumbuhan lainnya.

Ada tiga langkah untuk membuat bioetanol yaitu menyiapkan bahan, melakukan fermentasi dan terakhir adalah pemurnian. Sebelum diolah, singkong,sorgum,tebu atau bahan lain yang digunakan dihancurkan terlebih dahulu menjadi bubur. Kemudian diberi zat yang disebut Enzim untuk mempermudah proses fermentasi. Fermentasiadalah proses produksienergidalamseldalam keadaan anaerobik (tanpaoksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentukrespirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagairespirasidalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalahetanol,asam laktat, danhidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi sepertiasam butiratdanaseton.Ragidikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggurdan minuman beralkohol lainnya.Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol.Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.

Reaksinya:

1. Gula (C6H12O6)>asam piruvat (glikolisis)

2. Dekarbeksilasi asam piruvat.Asampiruvat>asetaldehid + CO2. piruvat dekarboksilase(CH3CHO)

3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alcohol (etanol).

2 CH3CHO + 2 NADH2>2 C2HsOH + 2 NAD. alkohol dehidrogenaseenzimRingkasan reaksi :C6H12O6>2 C2H5OH + 2 CO2+ 2 NADH2+ Energi

B. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Dapat memahami prinsip kerja dari mesin fermentasi.2. Dapat membandingkan hasil fermentasi dari berbagai perbandingan antara air dengan bahan yang akan di fermentasi sehingga mendapatkan hasil fermentasi yang maksimal

BAB II

TINJAUAN PUSTAKAFermentasi adalah proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba untuk menghasilkan metabolit promer dan metabolit sekunder dalam suatu lingkungan yang dikendalikan. Proses pertumbuhan mikroba merupakan tahap awal proses fermentasi yang dikendalikan terutama dalam pengembangan inokulum agar dapat diperoleh sel yang hidup. Pengendalian dilakukan dengan pengaturan kondisi medium, komposisi medium, suplai O2, dan agitasi. Bahkan jumlah mikroba dalam fermentor juga harus dikendalikan sehingga tidak terjadi kompetisi dalam penggunaan nutrisi. Nutrisi dan produk fermentasi juga perlu dikendalikan, sebab jika berlebih nutrisi dan produk metabolit hasil fermentasi tersebut dapat menyebabkan inhibisi dan represi. Pengendalian diperlukan karena pertumbuhan biomassa dalam suatu medium fermentasi dipengaruhi banyak faktor baik ekstraselular maupun faktor intraselular. Kinetika pertumbuhan secara dinamik dapat digunakan untuk meramalkan produksi biomassa dalam suatu proses.Mikroba yang BerperanDalam Proses Fermentasi1.Fermentasi Asam AsetatBakteri Acetobacter aceti merupakan baktei yang mula pertama diketahui sebagai penghasil asam asetat dan merupakan jasad kontaminan pada pembuatanwine. Saat ini bakeri Acetobacter aceti digunakan pada produksi asam asetat karena kemampuanya mengoksidasi alkohol menjadi asam asetat.2.Fermentasi Asam LaktatFermentasi asam laktat banyak terjadi pada susu. Jasayang palingberperan dalam fermentasi ini adalah Lacobacillus sp. Laktosa diubah menjadiasam laktat. Kini asam laktat juga digunakan untuk produksi plastik dalam bentukPLA.1. Fermentasi Asam Sitrat

Asam sitrat dihasilkan melalui fermentasi menggunakan jamurAspergillus niger. Meskipun beberapa bakteri mampu melakukan, namun yang paling umum digunakan adalah jamur ini. Pada kondisi aerob jamur ini mengubah gula atau pati menjadi asam sitrat melalui pengubahan pada TCA.2. Fermentasi Asam Glutamat

Asam glutamat digunakan untuk penyedap makanan sebagai penegas rasa. Mula pertama dikembangkan di Jepang.Organisme yang kini banyak digunakan adalah mutan dari Corynebacterium glutamicu.

C.Faktor-Faktor yang Mempengaruhi FermentasiFaktor-faktoryang mempengaruhiproses fermentasi untuk menghasilkan etanol adalah: sumber karbon, gas karbondioksida, pH substrat, nutrien, temperatur, dan oksigen.

Untuk pertumbuhannya, yeast memerlukan energi yang berasal dari karbon. Gula adalah substrat yang lebih disukai. Oleh karenanya konsentrasi gula sangat mempengaruhi kuantitas alkohol yang dihasilkan.

Kandungan gas karbondioksida sebesar 15 gram per liter (kira-kira 7,2atm) akan menyebabkan terhentinya pertumbuhan yeast, tetapi tidak menghentikan fermentasi alkohol. Pada tekanan lebih besar dari 30 atm, fermentasi alcohol baru terhenti sama sekali.

1.pHPH dari media sangat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Setiap mikroorganisme mempunyai pHminimal, maksimal, dan optimal untuk pertumbuhannya. Untuk yeast, pH optimal untuk pertumbuhannya ialah berkisar antara 4,0sampai 4,5. Pada pH 3,0 atau lebih rendah lagi fermentasi alcohol akan berjalan dengan lambat.

2.NutrienDalam pertumbuhannya mikroba memerlukannutrient.Nutrien yang dibutuhkan digolongkan menjadi dua yaitu nutrient makro dan nutrient mikro. Nutrien makro meliputi unsur C, N, P, K. Unsur C didapat dari substratyang mengandung karbohidrat, unsur N didapat dari penambahan urea, sedang unsur P dan K dari pupuk NPK. Unsur mikro meliputi vitamin dan mineral-mineral lain yang disebut trace element seperti Ca, Mg, Na, S, Cl, Fe, Mn, Cu, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al.

3.TemperaturMikroorganisme mempunyaitemperaturemaksimal, optimal, dan minimal untuk pertumbuhannya. Temperatur optimal untuk yeast berkisarantara 25-30C dan temperature maksimal antara 35-47C. Beberapa jenis yeast dapat hidup pada suhu 0C. Temperatur selama fermentasi perlu mendapatkan perhatian, karena di samping temperature mempunyai efek yang langsung terhadap pertumbuhan yeast juga mempengaruhi komposisi produk akhir. Pada temperature yang terlalu tinggi akan menonaktifkan yeast. Pada temperature yang terlalu rendah yeast akan menjadi tidak aktif.Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan fermentor. Fermentor adalah sebuah alat yang digunakan untuk memproduksi mikrobia untuk melakukan fermentasi. Produk-produk berbasis mikrobaseperti biofertilizer, biokontrol, biopestisida, biodekomposer, ataupunproduk biomassa mikroba memerlukan fermentor untukmemproduksinya. Fermentor untuk memproduksi mikroba ini tidak harusberteknologi tinggi. Fermentor dapat dibuat dengan peralatan sederhana,namun fungsional. Bahkan bisa dibuat sendiri dengan biaya yang terjangkau.Ada banyak pertimbangan untuk memilih fermentor, antara lain:a. tingkat kesulitan dan kerumitan proses,b. nilai produk yang dihasilkan,c. biaya investasid. biaya yang dibutuhkan untuk memproduksi mikroba tersebut.Fungsi bioreaktor/fermentor adalah untuk menghasilkan produk oleh mikrobia baik kultur murni atau campuran, yang dikendalikan menggunakan sistem komputer dalam mengatur faktor lingkungan danpertumbuhan serta kebutuhan nutriennya. Menurut Pujaningsih (2005), fungsi dasar fermentor/ bioreactor yaitu menyediakan kondisi lingkungan yang cocok bagi mikrobia didalamnyauntuk:a.Menghasilkan biomassab.Menghasilkan enzimc.Menghasilkan metabolit, dsb.Fungsi utama bioreaktor adalah memberikan lingkungan terkontrol bagipertumbuhan mikroorganisme atau campuran tertentu mikroorganisme untuk memperoleh produk yang diinginkan. Bioreaktor hendaknya mencegah kontaminasi produksi dari lingkungan pada kultur sambil mencegah pelepasan kultur ke lingkungan.Menurut Pujaningsih (2005), macam-macam reactor adalah sebagai berikut:

Bioreaktor tanki adukan (stirres tank bioreactor) : udara disirkulasikan melalui medium yang diaduk dengan impeller.

Biorekator kolum gelembung (Bubble column bioreactor) : udara dialirkan melalui sparger di dasar bejana.

Bioreaktor dengan pancaran udara (Airlift bioreactor) : terdiri dari dua kolum yang dimasukkan ke dalam kolum yang lain. Udara dipaksa masuk melewati pipa sehingga udara dapat terpancar keatas dan medium ikut terbawa.

Bioreaktor terkemas padat diisi dengan bahan padatan yang dapat menjaring mikrobia masuk kedalamnya.

Menurut Andhiko (2008), Berdasarkan proses penyebaran organisme dan media dalam bejana mengelompokkan jenis fermentor ke dalam 3 grup :

Reaktor dengan agitasi internal. Merupakan biorekator yang paling lazim digunakan di berbagai industri fermentasi. Grup ini termasuk stirred tank reactor.

Bubble column bioreactor. Merupakan bioreaktor paling sederhana. Terdiri dari tabung panjang dengan beberapa sparger di bagian dasarnya.

Loop reactor. Merupakan collumn reactor di tnana percampuran dan sirkulasi diinduksi dengan alat-alat tertentu.

Berdasarkan penggunaan alat tersebut, fermentor ini dikelompokkan atas tiga jenis:a. Air lift loop reactor .

b. Pro pellerloop reactor.

c. Jet loop reactor .

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A. BAHAN

1. Air2. Bagian tumbuh tumbuhan yang mengandung glukosa yang sudah dihaluskan (singkong, kulit nangka, dll)

3. Ragi

B. ALAT

1. Alat Fermentasi

C. RANGKAIAN PERALATAN DALAM PRAKTIKUM

D. PROSEDUR PRAKTIKUM1. Siapkan alat dan bahan untuk melakukan fermentasi2. Siapkan perbandingan antara air dan bahan yang glukosa yang akan di bua fermentasi. Dengan perbandingan 4:1 (4 lt air dan 1 kg bahan fermentasi)

3. Siapkan ragi tape sebanyak 5 keping

4. masukkan campuran air dan bahan fermentasi terlebih dahulu kedalam tabung fermentasi, kemudian yang terakhir masukkan 5 keping ragi tape

5. tutup rapat tabung fermentasi (dalam keadaan vacum)

6. tunggu sampai ragi bekerja kurang lebih sekitar 4 hari

7. tampung hasil fermentasi berupa biodiesel kedalam bejana

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASANKomposisi dari tabung fermentasi adalah adalah

1. Ampas (dasar tabung)

2. Cairan Biodiesel (Tengah tabung)

3. Gas Co2 (atas tabung)

Untuk mengeluarkan Gas Co2 (atas tabung) Untuk mengeluarkan Cairan Biodiesel

(Tengah tabung)

Untuk mengeluarkan Ampas (dasar tabung)

Fermentasi adalah proses peragian atau proses penguraian makanan oleh jamur dan bakteri yang berlangsung dalam keadaan anaerob (tidak memerlukan oksigen dari udara bebas) dengan bantuan enzim. Selain itu fermentasi juga berarti pemecahan senyawa organik oleh mikroba yang berlangsung dalam suasana anaerob dengan menghasilkan energi.

Dalam praktikum fermentasi, campuran air bahan fermentasi dimasukkan kedalam tabung yang ada di alat fermentasi, kemudian setelah campuran tadi masukkan ditambahkan 5 keping ragi, karena proses fermentasi 1 ltr membutuhkan 5 keping ragi. Waktu fermentasi yang dibituhkan kurang lebih sekitar 4 hari, dari 4 hari tersebut di hasilkan CO2, hasil (cairan) dan ampas.Untuk gas CO2 bisa dibuang melalui katup paling atas dan hasil berupa cairan bisa ditampung di gelas bejana ukur melalui katup yang bawah,Sedangkan ampas bisa dibuang melaui katup bawah sendiri pada tabung. Hasil yang akan didapatkan berupa cairan biodiesel kurang lebih 1.6 liter dari perbandingan air dan bahan fermentasi sekitar 4 : 1.

BAB V

KESIMPULAN Dari fermentasi di atas dapat disimpulkan bahwa:

Perbandingan air dengan bahan fermentasi 4:1 didpatkan hasil fermentasi berupa cairan kurang lebih 1.6 liter yang dapat digunakan untuk biodiesel.

Lampiran

SHAPE \* MERGEFORMAT