Endang Kusumawati, Dianty Rosirda Dewi Kurnia POLBAN

Transkripsi

1 PENGARUH WAKTU FERMENTASI TERHADAP KADAR BIOETANOL YANG DIHASILKAN DARI TEPUNG SORGUM (SORGHUM BICOLOR, L MOENCH) SECARA FERMENTASI MENGGUNAKAN RAGI ROTI Endang Kusumawati, Dianty Rsirda Dewi Kurnia Jurusan Teknik Kimia Pliteknik Negeri Bandung Jl. Gegerkalng Hilir, Ds.Ciwaruga, kusumawati_uk@yah.c.uk diantyrsirda@gmail.cm Abstrak:Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Bietanl Yang Dihasilkan Dari Tepung Srgum (Srghum Biclr,L Mench) Secara Fermentasi Menggunakan Ragi Rti. Tepung srgum merupakan salah satu tanaman yang memiliki ptensi sebagai sumber Bahan Bakar Nabati (BBN). BBN merupakan sumber energi alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak (BBM). Tepung srgum memiliki kandungan pati cukup tinggi, sehingga dapat dijadikan bahan baku pembuatan bietanl. Tepung srgum diknversikan menjadi bietanl melalui teknlgi hidrlisis asam dan fermentasi memanfaatkan Saccharmyces cerevisiae yang terkandung dalam ragi rti. Penelitian dilakukan dengan menggunakan ragi rti sebanyak 5% terhadap substrat dengan nutrien NPK 0,15 g/l dan urea 0,026 g/l, pada suhu +30 C dan ph 4-5 dengan kecepatan pengadukan 100 rpm. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar bietanl yang dihasilkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlehan bietanl tertinggi pada jam ke-72 sebesar 0,452% (v/v). Pemurnian dilakukan dengan destilasi selama 3 jam pada suhu 78 C dengan perlehan bietanl sebesar 15,69% (v/v). Hasil analisis fisik menunjukkan bahwa indeks bias dan massa jenis bietanl berturut-turut adalah 01,3382 dan 0,905 g/ml. Kata kunci : Tepung srgum, Bietanl, Fermentasi, Ragi rti Kebijakan tersebut telah menetapkan PENDAHULUAN sumber daya yang dapat diperbaharui seperti Bahan Bakar Nabati (BBN) sebagai alternatif pengganti BBM. Bahan bakar berbasis nabati diharapkan dapat mengurangi terjadinya kelangkaan BBM, sehingga kebutuhan akan bahan bakar dapat terpenuhi. Bietanl merupakan salah satu bahan bakar nabati yang dapat dijadikan alternatif pengganti BBM. Bahan bakar memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia. Krisis energi yang terjadi di dunia dan peningkatan ppulasi manusia sangat kntradiktif dengan kebutuhan energi bagi kelangsungan hidup manusia beserta aktivitas eknmi dan ssialnya. P e m e r i n t a h I n d n e s i a mengeluarkan Peraturan Presiden Republik Indnesia Nmr 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasinal untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti BBM (Assegaf, 2009). Bietanl diprduksi dengan teknlgi bikimia melalui fermentasi bahan baku kemudian hasilnya berupa etanl yang dipisahkan dari air melalui destilasi dan dehidrasi. 8

2 Endang Kusumawati, Dianty Rsirda Dewi Kurnia, Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Bietanl Yang Dihasilkan Dari Tepung Srgum (srghum Biclr, L Mench) Secara Fermentasi Menggunakan Ragi Rti 9 Tanaman srgum (Srghum biclr, L Mench) sangat berptensi sebagai bahan baku pada industri bietanl. Umumnya prduksi bietanl ini memanfaatkan nira srgum manis sebagai bahan baku, namun biji srgum dapat dimanfaatkan karena memiliki kandungan pati yang cukup tinggi, yaitu 86,56% (Rahmi E. dan Tri P, 2009). Fermentasi merupakan prses pemecahan gluksa menjadi etanl dan karbn diksida. Destilasi dilakukan untuk memperleh etanl dengan kemurnian yang lebih tinggi, biasanya mencapai 95%. Untuk dapat digunakan sebagai bahan bakar, etanl harus mempunyai kemurnian paling tidak 99%, yaitu melalui adsrpsi menggunakan zelit untuk memisahkan air dan etanl (Annim). dari kulitnya dihaluskan menjadi tepung dan dilakukan penyeragaman ukuran hingga 100 mesh menggunakan ayakan getar (Rahmi E, S. & Tri P, A, 2009). Tepung srgum yang sudah seragam ukurannya, kemudian dianalisis kadar air dan kadar patinya. Prses Hidrlisis Prses hidrlisis dilakukan secara batch menggunakan serangkaian alat pada suhu 100 C (Endah, R, Phing, S & Berta, 2007), knsentrasi 30% DS menggunakan katalis asam klrida (HCl) 1% sebanyak 15 ml selama 100 menit (Kurnia dkk, 2012). Sampel kemudian dianalisis secara kuantitatif menggunakan metde refraktmetri dan Spektftmetri. Hasil analisis kuantitatif berupa knsentrasi gula dan gluksa (g/l). Menurut Ojimri (2012) ragi rti atau yeast adalah mikrrganisme hidup jenis khamir yang sering disebut Saccharmyces cerevisiae yang berkembang biak melalui cara membelah diri atau budding. Saccharmyces cerevisiae mengubah gluksa menjadi alkhl dengan memprduksi enzim zimase dan enzim invertase. Enzim zimase mengubah sukrsa menjadi gluksa, enzim invertase mengubah gluksa menjadi etanl. Diharapkan hasil penelitian ini akan membawa dampak yang luas untuk selama 24 jam di dalam incubatr shaker pada suhu 30 C ± 2 (Alamsyah, 2007) dengan kecepatan pengadukan 100 rpm mendukung jaminan ketersediaan bahan (Retnwati dan Sutanti, 2009). bakar nabati dan terciptanya peluang Pembuatan starter ini dilakukan pada kerja bagi masyarakat pedesaan kndisi aerbik. (petani) sebagai penyedia bahan baku prduksi bietanl. Fermentasi METODE Persiapan Bahan Baku Biji srgum diperleh dari daerah Banjaran Kabupaten Bandung. Biji srgum kemudian dilepas dari kulit biji dengan alat penysh yang dimiliki petani srgum. Biji srgum yang telah terpisah Prses Fermentasi Pembuatan starter Pada substrat hasil hidrlisis sebanyak 25 ml ditambahkan urea 0,15 g/l dan NPK 0,026 g/l sebagai nutrisi mikrrganisme, kemudian diaduk dan di sterilisasi pada suhu 121 C selama 15 menit menggunakan autclave (Alamsyah, 2007). Hasil dari sterilisasi ditambahkan ragi rti sebanyak 3,5% terhadap substrat kemudian diinkubasi Fermentasi dilakukan secara batch pada kndisi anaerb dengan suhu 30 C ±2, ph 4-5, menggunakan starter 5% dan penambahan nutrien urea 0,15 gr/l, NPK 0,026 g/l (Alamsyah, 2007) serta kecepatan pengadukan 100 rpm (Retnwati dan Sutanti, 2009). Untuk menciptakan kndisi anaerb dilakukan purging dengan menggunakan nitrgen (N ). 2

3 10 Jurnal Fluida Vl.8, N.1, Mei 2012 hlm Prses Fermentasi Bietanl dimurnikan dengan cara destilasi pada titik didih etanl yaitu 78 C selama 3 jam (Suryant, 1999). HASIL DAN PEMBAHASAN Biji srgum yang diperleh d i s i a p k a n d e n g a n m e l a k u k a n penghilangan kulit biji, penggilingan dan penyeragaman ukuran menggunakan ayakan getar pada ukuran 100 mesh. Hasil analisis kadar air dan pati tepung srgum yang telah dikeringkan adalah 10,21% dan 79,37%. Tepung srgum kemudian dihidrlisis menggunakan asam agar t e r j a d i k n v e r s i p a t i m e n j a d i gula/gluksa. Knsentrasi gula dan gluksa yang diperleh dari hasil hidrlisis adalah 160,08 g/l dan 135,66 g/l. Waktu mempunyai peranan penting dalam prses fermentasi, sebab dalam perkembangannya mikrrganisme memerlukan waktu untuk menghasilkan enzim sebagai bikatalis yang berperan dalam perubahan gula menjadi etanl. Prses pembuatan etanl dilakukan dengan menambahkan starter 5% ke dalam substrat dengan variasi waktu fermentasi 48,72,96, dan 120 jam (Alamsyah, 2007). Data hasil analisis perlehan etanl dapat dilihat pada Gambar 1. Berdasarkan Gambar 1 dapat diketahui bahwa waktu fermentasi berpengaruh terhadap etanl yang dihasilkan, semakin lama waktu fermentasi kadar etanl semakin meningkat, namun jika fermentasi terlalu lama kadar etanl yang dihasilkan mengalami penurunan. Waktu ptimum prses fermentasi yang diperleh pada penelitian ini yaitu 72 jam dengan perlehan bietanl sebesar 0,45%. Kenaikan knsentrasi etanl selama prses fermentasi berhubungan dengan pengurangan jumlah gluksa setiap waktu fermentasi. Dari hasil penelitian didapat bahwa semakin lama waktu fermentasi, jumlah pengurangan gluksa juga semakin besar. Hal ini dikarenakan pada prses fermentasi terjadi pengurangan gluksa sebagai substrat. Gluksa digunakan sebagai m a k a n a n u n t u k p e r t u m b u h a n mikrrganisme Saccharmyces cerevisiae dan pembentukan etanl sebagai prduk fermentasi. Setelah jam ke-72 penurunan kadar gluksa tidak diikuti dengan peningkatan kadar etanl, karena gluksa digunakan sel khamir untuk mempertahankan hidup. Data hasil analisis kadar gluksa sisa dapat dilihat pada Gambar 2. Berkurangnya jumlah gluksa ini juga sebanding dengan penurunan kadar gula seperti yang terlihat pada Gambar 3. Gambar 1. Kurva Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Etanl Gambar 2. Kurva Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Penurunan Knsentrasi Gula

4 Endang Kusumawati, Dianty Rsirda Dewi Kurnia, Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Kadar Bietanl Yang Dihasilkan Dari Tepung Srgum (srghum Biclr, L Mench) Secara Fermentasi Menggunakan Ragi Rti 11 Gambar 3. Kurva Pengaruh Waktu Fermentasi Terhadap Penurunan Knsentrasi Gluksa P e m u r n i a n p r d u k e t a n l (bietanl) dari cairan hasil fermentasi dilakukan untuk mendapatkan bietanl dengan knsentrasi yang lebih tinggi. Prses pemurnian dilakukan dengan metde destilasi selama 3 jam pada titik didih etanl yaitu 78 C (Suryant, 1999). Pada kndisi ini terjadi peningkatan perlehan bietanl menjadi 15,69% sebanyak 6 ml setelah melalui prses destilasi. Hasil analisis fisika terhadap bietanl diperleh nilai indeks bias 1,3382 dan berat jenis 0,905 g/ml. Berdasarkan stikimetri, bietanl yang seharusnya diperleh adalah 22,49 gram, sedangkan perlehan bietanl dari penelitian ini sebesar 5,43 gram, sehingga diperleh yield sebesar 24,13%. Berdasarkan perlehan vlume bietanl dari hasil penelitian sebelumnya menyebutkan bahwa perlehan bietanl SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian dan pengujian hasil, maka dapat disimpulkan bahwa waktu fermentasi hidrlisa bubur srgum tertinggi diperleh pada jam ke- 72 dengan knsentrasi bietanl sebesar 0,45%. Setelah melewati prses destilasi selama 3 jam pada suhu 78 C knsentrasi bietanl meningkat menjadi 15,69%. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai ptimasi prses fermentasi tepung srgum menggunakan ragi rti sehingga diperleh knsentrasi bietanl yang lebih tinggi. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada sdri Retni Astrini, dan Debby Nur Adrianti mahasiswi Jurusan Teknik Kimia Plban angkatan 2009 yang telah berpartisipasi dalam penelitian ini. DAFTAR RUJUKAN Alamsyah Prduksi Bietanl Dari Biji Srgum (Srghum biclr, L Mech) Secara Fermentasi Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Makassar: Pliteknik Negeri Ujung Pandang. Annim.2010.Pemanfaatan Tanaman dari biji srgum adalah 333,4 l/tn S rg h u m U n t u k P e m b u a t a n (Annim, 2005 dan Assegaf, 2009), Biethanl Melalui Prses Hidrlissi sedangkan pada penelitian ini diperleh 6 E n z i m d a n F e r m e n t a s i ml bietanl dari 100 gram tepung Saccharmyces cerevisiae. (nline). srgum (6 ml/100 g), dengan yield sebesar 29,94% /12266 (12 Maret Yield yang dihasilkan dari 2012). penelitian ini masih sangat rendah, hal ini Anggriani, Dini dan Erika Ariane disebabkan gluksa yang terknversi Susil Hidrlisis Biji Srgum menjadi bietanl pada prses fermentasi Menjadi Bietanl Menggunakan kecil, hal ini ditandai dengan jumlah gula NaOH Papain Dengan Metde dan gluksa sisa yang tinggi. Sakarifikasi dan Fermentasi (13 Maret 2012).

5 12 Jurnal Fluida Vl.8, N.1, Mei 2012 hlm Assegraf, Faisal Prspek Prduksi Bietanl Bnggl Pisang (Musa paradisiacal) Menggunakan Metde Hidrlisis Asam dan Enzimatis. Semarang: Universitas Jenderal S e d i r m a n ( n l i n e ). Endah, R dkk Kinetika Reaksi Tepung Srgum dengan Katalis Asam Klrida (HCl). Surakarta: Universitas Sebelas Maret. Farabi, Aldian Pengembangan Desa Srgum (Srghum biclr, L) Mandiri Sebagai Slusi Krisis Pangan, Energi, dan Pakan di Daerah Lahan Kering di Indnesia. Bgr: Institut Pertanian Bgr. F a i r u s, S i r i n P e n g a r u h Knsentrasi HCL dan Waktu Hidrlisis Terhadap Perlehan Gluksa yang Dihasilkan dari Pati Biji Nangka.Ygyakarta: Institut Teknlgi Nasinal. Herdiawan, Lucky dan Rika Nita Utami Pembuatan Bietanl dari Singkng. Bandung : Teknik Kimia Pliteknik Negeri Bandung. Kmarayati, Sri & Gusmailina Prspek Bietanl Sebagai Pengganti Minyak Tanah. Bgr: Pusat Penelitian dan Pengembangan K e t e k n i k a n K e h u t a n a n d a n Penglahan Hasil Hutan. Laimeheriwa,Jantje Teknlgi Budidaya Srgum. Irian Jaya: Balai Infrmasi Pertanian Prvinsi Irian Jaya. Machbubatul.2008.Pembuatan Kaldu dari Kepala Ikan Tuna dengan Cara Hidrlisis Asam (Kajian Penambahan Air dan ph). Malang: Universitas Brawijaya. M a s t u t i, E n d a n g P e n g a r u h Temperatur dan Knsentrasi Katalis Pada Reaksi Hidrlisis Tepung Kulit Ketela Phn. Surakarta: Universitas Negeri Sebelas Maret. Perry, Rbbery H. Dan Dn W. Green. Perry's Chamical Engineers Handbk. Puspitasari,Winda.(2011).Pendugaan Parameter Genetik dan Seleksi Karakter Agrnmi dan Kualitas Srgum di Lahan Masam. Bgr: Institut Pertanian Bgr. Rahmi E, Silvia dan Tri P, A Pembuatan Etanl Dari Srgum (Shrghum Biclr l. Mench) Melalui Hidrlisis Enzimatik Diikuti F e r m e n t a s i M e n g g u n a k a n S a c c h a r m y c e s C e re v i s i a e. Surabaya: Labratrium Teknlgi Bikimia Institut Teknlgi Sepeluh Nvember. Rsadi, Dadang dkk Optimasi Prses Hidrlisis Biji Srgum untuk F e r m e n t a s i B i e t a n l d a n P e m a n f a a t a n K m p n e n Padatannya. Balai Besar Teknlgi Pati Badan Pengkajian dan Penerapan Teknlgi.