PENGARUH PENAMBAHAN UREA DAN LAMA FERMENTASI

YANG BERBEDA TERHADAP KADAR BIOETANOL

DARI SAMPAH ORGANIK

SKRIPSI

Oleh:

SITI MUSLIHAH

NIM.07620013

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)

MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

2012

PENGARUH PENAMBAHAN UREA DAN LAMA FERMENTASI

YANG BERBEDA TERHADAP KADAR BIOETANOL

DARI SAMPAH ORGANIK

SKRIPSI

DiajukanKepada :

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri (UIN)

Maulana Malik Ibrahim Malang

UntukMemenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh:

SITI MUSLIHAH

NIM.07620013

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)

MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

2012

SURAT PERNYATAAN

ORISINALITAS PENELITIAN

Saya yang bertandatangan di bawahini:

Nama : Siti Muslihah

NIM : 07620013

Fakultas/Jurusan : Sains dan Teknologi/ Biologi

JudulPenelitian : Pengaruh Penambahan Urea Dan LamaFermentasi Yang

BerbedaTerhadap Kadar Bioetanol Dari Sampah Organik

Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwahasil penelitian saya ini tidak

terdapat unsur-unsur penjiplakan karya penelitian atau karya ilmiah yang pernah

dilakukan atau dibuat oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam

naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

Apabila ternyata hasil penelitian ini terbukti terdapat unsur-unsur jiplakan,

maka saya bersedia untuk mempertanggungjawabkan, serta diproses sesuai

peraturan yang berlaku.

Malang, Januari 2012

Yang MembuatPernyataan,

SitiMuslihah

NIM. 07620013

KaryaKecil Ini Kupersembahkan

Untuk Semua Insan Yang Mencintai

Ilmu dan Mengagungkan Ilmu.

Semoga Tulisan Ini dapat Bermanfaat Bagi Semua.

Amien..................

MOTTO:

HARI INI ADALAH IMPIAN HARI KEMARIN

HARI ESOK ADALAH IMPIAN HARI INI

Barang siapa mengerjakan kebaikan seberat dzarah,

niscaya dia akan melihat kebaikanya (Al-Zalzalah:7)

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb

Alhamdulilllah, puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan

inayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “PENGARUH

PENAMBAHAN UREA DAN LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA

TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI SAMPAH ORGANIK”.

Shalawat dan salam semoga tetap terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW

serta pengikutnya sampai akhir zaman. Atas segala bimbingan, petunjuk, dan

saran-saran selama masa pendidikan maupun selama penyusunan skripsi ini, maka

sebagai ungkapan rasa hormat yang tulus pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. H. Imam Suprayogo, selaku Rektor Universitas Islam Negeri

Maulana Malik Ibrahim Malang.

2. Prof. Drs. H. Sutiman Bambang Sumitro, Su., D.Sc Selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim

Malang.

3. Dr. Eko Budi Minarno, M.Pd, Selaku Ketua Jurusan Biologi Universitas Islam

Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

4. Dwi Suheriyanto, M.P, Selaku Dosen Pembimbing yang dengan sabar telah

membimbing dan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran disela-sela

i

kesibukannya untuk memberikan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan

skripsi.

5. Romaidi, M.Si selaku Dosen Pembimbing Agama yang telah memberikan

bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dalam Integrasi

Sains dan Agama.

6. Dr. Hj. Ulfah utami, M.Si selaku dosen wali serta para dosen di Jurusan

Biologi yang telah ikhlas memberikan ilmu pengetahuannya kepada penulis.

7. Anik Maunatin, M.P yang telah memberikan bantuan dan arahan kepada

penulis selama penelitian sehingga dapat terselesaikan dengan baik.

8. Sembah sujud dan bakti ananda kepada Ibu dan Bapak tercinta, kakak-

kakakku serta segenap keluarga yang dengan penuh keikhlasan memberikan

do’a, motivasi, dan memberikan bantuan moril maupun materil yang tak

terhingga demi terselesaikannya studi di perguruan tinggi ini.

9. Sahabatku seperjuangan team Bioetanol (Umi dan Cici) terima kasih atas

motivasi, kerjasama dan kekompakan kalian semoga ilmu yang kita dapatkan

bermanfaat dunia dan akhirat.

10. Segenap laboran Biologi (mas Basyar, mbak Retno, mas Ismail dan mas

Sholeh) dan laboran Kimia (mas Abi, mbak Susi, mas Taufik, mbak Rika dan

mbak Mei) terima kasih atas bantuannya selama ini dan dorongan

semangatnya semoga kesuksesan menyertai kalian.

11. Teman‐teman biologi yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu khususnya

IKABIO 2007 yang memberikan semangat dan dukungan selama masa

perkuliahan sampai terselesaikannya skripsi ini.

ii

12. Untuk semua pihak yang telah memberikan do’a, semangat, motivasi, saran

dan pemikiran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik

Hanya do’a yang penulis panjatkan semoga pihak yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan skripsi ini mendapatkan balasan yang berlipat ganda

dari Allah SWT, amin.

Akhir kata, besar harapan penulis semoga skripsi ini memberikan manfaat

khususnya bagi penulis dan umumnya bagi siapa saja yang membaca serta bagi

perkembangan ilmu pengetahuan.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, Januari 2012

Penulis

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................... i

DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv

DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... viii

ABSTRAK ............................................................................................................ ix

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1 Latar belakang .................................................................................................... 1

1.2 Rumusan masalah............................................................................................... 6

1.3 Tujuan penelitian ................................................................................................ 6

1.4 Manfaat penelitian .............................................................................................. 7

1.5 Hipotesis ............................................................................................................. 7

1.6 Batasan masalah ................................................................................................. 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 8 2.1 Bioetanol (C2H5OH) .......................................................................................... 8

2.2 Sampah Organik ............................................................................................... 11

2.3 Fermentasi ........................................................................................................ 13

2.5 Ragi .................................................................................................................. 18

2.5 Peranan Mikroba Ragi Tape dalam Proses Fermentasi.................................... 24

2.6 Kajian KeislamanTentang Pemanfaatan Sampah ............................................ 26

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 35

3.1 Waktu dan Tempat ........................................................................................... 35

3.2 Bahan dan Alat ................................................................................................. 35

3.2.1 Bahan.......................................................................................................... 35

3.2.2 Alat ............................................................................................................. 35

3.3 Variabel Penelitian ........................................................................................... 36

3.4 Rancangan Penelitian ....................................................................................... 36

3.5 Tahapan Penelitian ........................................................................................... 37

3.6 Cara Kerja ....................................................................................................... 37

3.6.1 Preparasi Sampel ........................................................................................ 37

3.6.2 Aktivasi Ragi .............................................................................................. 38

3.6.3 Proses Fermentasi ...................................................................................... 38

3.6.4 Pengukuran pH ........................................................................................... 39

3.6.5 Pengukuran Kadar Gula Reduksi ............................................................... 39

3.6.5.1 Pembuatan Kurva Standar Glukosa ........................................................... 39

3.6.5.2 Penentuan Kadar Gula Reduksi ................................................................. 39

3.6.6 Proses Destilasi .......................................................................................... 40

3.6.7 Penentuan Kadar bioethanol dengan Piknometer ...................................... 40

3.7 Analisa Data ................................................................................................... 41

iv

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 42

4.1 Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea terhadap

pH Setelah Fermentasi .................................................................................... 42

4.2 Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea terhadap

Kadar Gula Reduksi Setelah Fermentasi ........................................................ 45

4.3 Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea terhadap

Kadar Bioetanol dari Sampah Organik ........................................................... 50

4.4 Interelasi Ayat-Ayat Kauniyah dengan Hasil Penelitian ................................ 57

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 61

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 61

5.2 Saran ................................................................................................................. 62

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 63

LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................. 68

v

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Peranan Mikroba Ragi Tape dalam Proses Fermentasi ......................... 25

Tabel 3.1 Kombinasi Perlakuan Lama Fermentasi dan Variasi

Kadar Urea Terhadap Kadar Bioetanol dari Sampah Organik ............... 37

Tabel 4.1 Pengaruh Lama FermentasiTerhadap pH Setelah Fermentasi ............... 42

Tabel 4.2 Pengaruh Variasi Kadar Urea Terhadap pH Setelah Fermentasi ........... 44

Tabel 4.3 Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Gula Reduksi (%)

Setelah Fermentasi ................................................................................. 45

Tabel 4.4 Pengaruh Variasi Kadar Urea Terhadap Kadar Gula Reduksi (%)

Setelah Fermentasi ................................................................................. 47

Tabel 4.5 Interaksi Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea

Terhadap Kadar Gula Reduksi (%) Setelah Fermentasi ......................... 49

Tabel 4.6 Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol (%) ................. 50

Tabel 4.7 Pengaruh Variasi Kadar Urea Terhadap Kadar Bioetanol (%) ............. 52

Tabel 4.8 Interaksi Pengaruh Lama Fermentasi dan Variasi Kadar Urea

Terhadap Kadar Bioetanol (%) ............................................................... 54

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Fermentasi Alkohol................................................................. 15

Gambar 2.2 Kurva Fase Pertumbuhan Mikroba .................................................... 21

Gambar 4.8 Grafik Hubungan antara Lama Fermentasi dan Variasi

Kadar Urea Terhadap Kadar Bioetanol Hasil Fermentasi .................. 74

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Hasil Penelitian ......................................................................... 68

Lampiran 2.Hasil AnalisisVariansi (Anava) Faktorial........................................... 71

Lampiran 3.Foto-FotoHasil Penelitian ................................................................... 72

Lampiran 4.Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 74

viii

Abstrak

Muslihah, Siti. 2012. Pengaruh Penambahan Urea dan Lama Fermentasi yang

Berbeda Terhadap Kadar Bioetanol dari Sampah Organik. Skripsi. Jurusan Biologi,

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri (UIN) Maulana Malik Ibrahim

Malang. Pembimbing 1: DwiSuheriyanto, M.P. Pembimbing 2: Romaidi, M.Si

Kata Kunci: Bioetanol, Sampah Organik, Urea, Fermentasi

Bioetanol merupakan satu diantara bahan bakar nabati yang berpotensi digunakan

sebagai alternatif pengganti bahan bakar fosil. Bahan baku bioetanol yang telah

berkembang di Indonesia umumnya berasal dari bahan pangan. Hal ini tentunya akan

menimbulkan masalah baru terkait dengan pemenuhan kebutuhan pangan. Oleh karena itu

perlu bahan baku pengganti selain dari bahan pangan. Sampah organik mengandung

karbohidrat (pati, selulosa, hemiselulosa dan gula sederhana) sehingga berpotensi

digunakan sebagai bahan baku bioetanol. Dengan dihasilkannya bioetanol diharapkan

dapat meningkatkan daya guna sampah organik menjadi sesuatu yang jauh lebih

bermanfaat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan urea dan

lama fermentasi yang berbeda terhadap kadar bioetanol dari sampah organik.

Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni sampai dengan November 2011 di

Laboratorium Biokimia Jurusan Biologi dan Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak

kelompok (RAK) pola faktorial dengan 16 perlakuan dan 3 kali ulangan sehingga

diperoleh 48 unit percobaan. Faktor pertama adalah lama fermentasi yang terdiri dari 4

taraf perlakuan yaitu: lama fermentasi 48, 96, 144 dan 192 jam. Faktor kedua adalah

kadar urea yang terdiri dari 4 taraf perlakuan yaitu: tanpa urea, urea 2 g/l, urea 4 g/l dan

urea 6 g/l. Data yang diperoleh di análisis dengan anava dua arah (Two Way), jika ada

perbedaan pada lama fermentasi dan variasi kadar urea maka dilakukan uji DMRT

dengan taraf alpha 5 %.

Hasil penelitian menunjukkan penambahan urea dan lama fermentasi yang

berbeda berpengaruh nyata terhadap kadar bioetanol dari sampah organik. Kadar

bioethanol tertinggi yaitu 2,01 % diperoleh pada lama fermentasi 96 jam dengan

penambahan urea 4 g/l.

ix

Abstract

Muslihah, Siti. 2012. The Influence of Addition of Urea And Different

Fermentation Periods on Levels of Bioethanol From Organic Waste.

Thesis, Department of Biology, Faculty of Science and Technology of State

Islamic University (UIN) Maulana Malik Ibrahim Malang. Advisor 1:

DwiSuheriyanto,M.P. Advisor 2: Romaidi, M.Si.

Keywords: Bioethanol, Organic Waste, Urea, Fermentation

Bioethanol is one of the biofuels that could potentially be used as an

alternative to fossil fuels. The raw material of bioethanol that has grown in

Indonesia is generally derived from foodstuffs. This is certainly going to raise new

problems related to the fulfillment of food needs. Therefore it is necessary to

substitute raw materials aside from foodstuffs. Organic waste consist of

carbohydrates (starch, cellulose, hemicellulose and simple sugar) that could

potentially be used as raw material for bioethanol. The production of bioethanol is

expected to increase the usability of organic waste into something much more

useful. This research aims at determining the influence of addition of urea and

different fermentation periods on levels of bioethanol from organic waste.

This research was conducted in June to November 2011 in the Laboratory

of Biochemistry of Biology Department and Laboratory of Organic Chemistry

Department of Chemistry Faculty of Science and Technology of State Islamic

University of Maulana Malik Ibrahim Malang. The research design used in this

study is a randomized design group (RAK) factorial pattern with 16 treatments

and 3 replications in order to obtain 48 units of the experiment.The first factor is

the fermentation period that consists of four standard of treatments: 48, 96, 144

and 192 hours. The second factor is the level of urea which consists of four

standard of treatment: without urea, urea 2 g / l, urea 4 g / l and urea 6 g / l. The

data obtained were analyzed by two-way anava, if there is a difference in the

fermentation period and urea levels of variation then it was continued with DMRT

test with alpha level of 5%.

The research results showed that the addition of urea and different

fermentation period significantly affect toward levels of bioethanol from organic

waste. The highest levels of bioethanol is 2,01% it is at 96 hours fermentation

period with the addition of urea 4 g/ l.

x

ملخص

االيثانول من قدروريا وطول التخمير من مستويات مختلفة من أتأثير إضافة . ٢۰١٢، سييت.مصلحةكلية العلوم والتكنولوجيا جامعة اإلسالمية احلكومية ت،. قسم علم احليابحث اجلامعى. الالنفايات العضوية

روميدى ادلاجستري.۰٢شرفادل سوقرييانتو ادلاجستري.دوي ١۰موالنا مالك إبراهيم ماالنج. ادلشرف

.وريا، والتخمريأ : بيوإيثانول، نفايات عضوية، والكلمات الرئيسية

للوقود االحفوري. بيوإيثانول اليت منت يف بدالك استخداماا متحد الوقود احليوي اليت منأإيثانول بيو ولذلك فم الغذائية. حباجيةمشاكل جديدة تتعلق يسبب اذا بالتأكيدفاندونيسيا مشتق عموما م الطعام.

م الغذائية. النفايات العضوية اليت حتتوي على الكربوهيدرات )النشا، األخرى م ادلواد خنتارالضروري أن ام لبيوإيثانول.و إنتاج اإليثانول اخلك استخداماا كمادة متالسيليلوز، هيميسيلولوز والسكريات البسيطة( اليت

. هتدف هذه الدراسة اىل حتديد تأثري لزيادة قابليتاا لالستعمال النفايات العضوية إىل شيء أكثر فائدةً يساعد ف وقت التخمري على مستويات اإليثانول م النفايات العضوية.ختالا وريا وأإضافة

التكنولوجيا كلية العلوم و تفى الكيمياء وعلم احليا شعبةيف خمترب ٢۰١١نوفمرب شارجريت التجربة يف أ تلة التصميم باستخدام تصميم الدراسة ادلستخدمة يف هذه الدراسةأما جامعة موالنا ملك ابراهيم اإلسالمية.

وحدة م هذه التجربة. العامل األول ٤۸صل على بثالث مراحتىت حي منط العالجات وتكرارها ١٦مضروب بساعة. ١٦٢و ١٤٤، ٦٦، ٤۸طويلة المستويات العالج هو: التخمري ٤هو طول التخمري الذي يتكون م

ورياباستخدام أ وريا وأعالج القياسية: بدون أربع مرات ىف وريا الذي يتكون م أوالعامل الثاين هو مستوى صل يف حيوريا. البيانات اليت أ غرام/ لًت٦غرام/ لًت و ٤بقدر ورياأ غرام/ لًت، و ٢بقدروريا م التباي أ طويلة والإذا كان هناك اختالف يف مستويات التخمري و ، ANAVA:اابطريقنيحتليل

٪. ٥قدر ستوى ألفا م مباالختبار اليت أجريت و هو DMRTيستخدم طريقف وقت التخمري تؤثر تأثريا كبريا على مستويات اإليثانول م ختالا وريا ولزيادة أظارت النتائج إضافة

ع سآعة٦٦بقدر ٪ اليت مت احلصول علياا يف التخمري ١١،٢هو أعلى مستويات البيوإيثانولالنفايات العضوية. . لًت٤بقدر ورياطريق إضافة األ

xi