PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

Transkripsi

1 PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ( Elaeis guineensis Jack ) DENGAN HCl 30% SKRIPSI ANNISA SURI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

2 PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ( Elaeis guineensis Jack ) DENGAN HCl 30% SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains ANNISA SURI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

3 PERSETUJUAN Judul : Pengaruh Lama Fermentasi Dan Berat Ragi Roti Terhadap Kadar Bioetanol Dari Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jack) Dengan HCl 30% Kategori : Skripsi Nama : Annisa Suri Nim : Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Sumatera Utara Disetujui di Medan, Oktober 2012 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Yuniarti Yusak, MS NIP Dr. Rumondang Bulan, MS NIP Diketahui/Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP

4 PERNYATAAN PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ( Elaeis guineensis Jack ) DENGAN HCl 30% SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing masing disebutkan sumbernya. Medan, Oktober 2012 ANNISA SURI

5 PENGHARGAAN Bismillahirrahmanirrahim. Syukur alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Dalam hal ini penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Daeng Sutrisno dan ibunda Syarifah Nurlili yang dengan doa dan kerja kerasnya telah ikhlas membesarkan, membiayai, dan mendidik penulis agar dapat menjadi manusia yang berguna bagi bangsa dan agama serta bermanfaat bagi orang lain. Terima kasih kepada kakanda Deny Handoko dan Lia Trisa Anggriani, yang selalu memberi dukungan baik moril maupun materil kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini serta keponakan tercinta M. Haidar Adly yang memberi keceriaan serta semangat bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Dosen pembimbing I dan Ketua Departemen Kimia FMIPA USU serta Ibu Dr.Yuniarti Yussak, MS selaku Dosen pembimbing II, yang telah memberikan arahan, bimbingan, dan dukungan penuh kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, kepada Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc selaku dosen wali penulis yang telah banyak membantu penulis selama masa studi untuk program sarjana (S1) di Departemen Kimia FMIPA USU serta kepada Bapak dan Ibu dosen di Departemen Kimia FMIPA USU yang telah banyak memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis. Terima kasih kepada sahabat - sahabat penulis Arini Aulia, Dian Pratiwi, Novitya Maulita Sinaga, Wimpy Prendika, Maysita Damayanti, Aisyah Gana Putri, Zoraya Mashithah Lubis, Feri, Arifin, Rizal, Okta, Ivo, Christou, Paulus, Samuel dan seluruh rekan rekan stambuk 2008 atas dukungan, perhatian dan doa yang diberikan kepada penulis. Terima kasih kepada seluruh asisten di Laboratorium Biokimia/KBM FMIPA USU, Kak Fia dan Kak Vika atas dorongan dan ide-ide yang diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan kuliah dan mencapai gelar Sarjana Sains. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Penulis

6 ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pengaruh lama fermentasi dan berat ragi roti terhadap kadar bioetanol dari fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa tandan kosong kelapa sawit ( Elaeis guineensis Jack ) dengan HCl 30%. Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh bahwa tandan kosong kelapa sawit mengandung selulosa sebesar 24,1298%. Selulosa diisolasi dari tandan kosong kelapa sawit yang kemudian dihidrolisis dengan HCl 30% untuk menghasilkan glukosa yang kadarnya dianalisa dengan metode Nelson-Somogyi dimana kadar glukosa yang diperolah sebesar 17,1051%. Fermentasi glukosa menggunakan variasi lama fermentasi 2 hari, 4 hari dan 6 hari dengan variasi penambahan ragi roti 2 g, 4 g dan 6 g. Kadar bioetanol dianalisa dengan titrasi volumetrik menggunakan metode oksidasi kalium dikromat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kadar etanol tertinggi yaitu 7,3922 % yang diperoleh pada lama fermentasi 6 hari dan penambahan ragi roti 6 gram.

7 THE EFFECT OF FERMENTATION TIME AND WEIGHT OF YEAST BREAD ON BIOETHANOLCONCENTRATION FROM FERMENTATION THE GLUCOSE FROM HYDROLYSIS OF CELLULOSE OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHES (Elaeis Guineensis Jack ) WITH HCl 30% ABSTRACT The research about the effect of fermentation time and weight of yeast bread on bioethanol concentration from fermentation the glucose from hydrolysis of cellulose oil palmempty fruit bunches (Elaeis guineensis Jack ) with HCl 30% has done. From the research, it found that oil palm empty fruit bunches containing cellulose of %. The cellulose was isolated from oil palm empty fruit bunches. It was hidrolized by HCl 30% to yield glucose and was analized by Nelson-Somogyi Method and the rate of the glucose was 17,1051 %. The fermentation of glucose used various periods of fermentation were 2 days, 4 days and 6 days and various added baker yeast were 2 g, 4 g and 6 g. The percentage of bioethanol was analized by using pottassium dicromate titrations of oxidation volumetric method. The result of analysis show that the highest percentage was 7,3922% with period of fermentation was 6 days and baker yeast 6 g.

8 DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN Halaman iii iv v vi vii viii xi xii xiii BAB 1 : PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian Metode Penelitian 4 BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tanaman Kelapa Sawit Morfologi Tanaman Kelapa Sawit Bagian Vegetatif Tanaman Kelapa Sawit 8 a. Akar 8 b. Batang 8 c. Daun Bagian Generatif Tanaman Kelapa Sawit 8 a. Bunga 8 b. Buah Tandan Kosong Kelapa Sawit Lignin Selulosa Hidrolisis Glukosa Analisa Kualitatif Dan Kuantitatif Glukosa Analisa Kualitatif Glukosa 14 a. Uji Fehling 14 b. Uji Barfoed 15 c. Uji Benedict 15 d. Uji Iodin 15

9 e. Uji Molisch Analisa Kuantitatif Glukosa 16 a. Metode Nelson Somogyi 16 b. Metode Luff Schoorl 17 c. Metode Munson Walker 17 d. Metode Lane Eynon Fermentasi Khamir Ragi Roti Jenis Jenis Ragi Roti 21 a. Fresh Yeast 21 b. Dry Yeast 22 c. Instan Yeast Cara Pemakaian Ragi Berasarkan Jenis Ragi 22 a. Fresh Yeast 22 b. Dry Yeast Bioetanol 22 BAB 3 : BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Alat dan Bahan Alat Bahan Prosedur Penelitian Pengambilan Sampel Pembuatan Larutan 26 a. Larutan K 2 Cr 2 O 7 0,689 N 26 b. Larutan Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2. 6H 2 O 0,393 N 26 c. Indikator Feroin 27 d. Pereaksi Benedict 27 e. Larutan HCl 30% 27 f. Larutan NaOH 10 % 27 g. Larutan HNO 3 3,5 % 27 h. Larutan NaSO 3 2% 27 i. Larutan NaOH 2% 27 j. Larutan NaOH 17,5 % 28 k. Larutan Na-Hipoklorit 1,75% 28 l. Larutan pereaksi Nelson 28 m. Larutan Arsenomolibdat Prosedur Percobaan Isolasi Selulosa dari TKKS Hidrolisis Selulosa TKKS Menjadi Glukosa Serta Uji Kualitatif Glukosa Pengukuran Panjang Gelombang Maksimum Larutan Glukosa Standar Penyiapan Kurva Standar Glukosa Analisa Kandungan Glukosa Sampel Fermentasi Glukosa Hasil hidrolisis Selulosa TKKS Menjadi Etanol 30

10 Destilasi Larutan Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa TKKS Penenetuan Kurva Kalibrasi Etanol Analisa Kadar Etanol Sampel Dengan Metode Oksidasi Kalium Dikromat Bagan Penelitian Isolasi Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Hidrolisis Selulosa TKKS Serta Uji Kualitatif dan Kuantitatif Glukosa Pembuatan Larutan Fermentasi Destilasi Larutan Hasil Fermentasi dan Uji Kuantitatif Etanol 35 BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasi Penelitian Perhitungan Kadar Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit Perhitungan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Menggunakan HCl 30 % Perhitungan Kadar Bioetanol Analisa Data Pembahasan Isolasi Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Hidrolisis Selulosa dan Analisis Glukosa Hasil Hidrolisis Secara Kualitatif dan Kuantitatif Pengaruh Variasi Lama Fermentasi Terhadap Kadar Bioetanol Pengaruh Variasi Penambahan Ragi Roti Terhadap Kadar Bioetanol 49 BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 50 DAFTAR PUSTAKA 51 LAMPIRAN 53

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Komposisi Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit 9 Tabel 4.1. Hasil Isolasi Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit 36 Tabel 4.2. Hasil Analisis Kadar Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit 36 Tabel 4.3. Hasil Analisis Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa TKKS 37 Tabel 4.4. Data Kurva Kalibrasi Dan Regresi Dari Absorbansi Larutan Glukosa Standar Dengan Berbagai Konsentrasi 39 Tabel 4.5. Data Kurva Kalibrasi Dan Regresi Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Menggunakan Pentiter Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2. 6H 2 O 41

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Tanaman Kelapa Sawit 7 Gambar 2.2. Bunga Jantan Dan Bunga Betina Tanaman Kelapa Sawit 9 Gambar 2.3. Struktur Lignin 10 Gambar 2.4. Struktur Molekul Selulosa 11 Gambar 2.5. Metabolisme Hidrolisis Selulosa Dengan Asam 13 Gambar 2.6. Struktur Glukosa 14 Gambar 2.7. Reaksi Glukosa Dengan Reagen Benedict 15 Gambar 2.8. Skema Fermentasi Glukosa Menjadi Alkohol (Embden Meyerhof Parnas Pathway 19 Gambar 2.9. Kurva Pertumbuhan Mikroba 20 Gambar 4.1. Reaksi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa TKKS Dengan Reagen Benedict 46 Gambar 4.2. Kurva Kadar Bioetanol Dengan Variasi Penambahan Ragi Roti Terhadap Lama Fermentasi 47 Gambar TKKS Kering 62 Gambar TKKS Halus 62 Gambar Selulosa TKKS 62 Gambar Hidrolisis Selulosa TKKS 62 Gambar Glukosa Hasil Hidrolisis TKKS 62 Gambar Uji Kualitatif Glukosa Dengan Benedict 62 Gambar Bioetanol Dengan Berbagai Variasi Fermentasi 62

13 DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1. Data Penentuan λ Maksimum Dari Larutan Glukosa Standart (0,05 mg/ml) 54 LAMPIRAN 2. Data Pengukuran Absorbansi Larutan Glukosa Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Pada λ Maksimum 760 nm 54 LAMPIRAN 3. Data Penentuan Y baru Kurva Kalibrasi Dari Absorbansi Larutan Glukosa Standar Dengan Berbagai Konsentrasi 55 LAMPIRAN 4. Data penentuan Y baru Untuk Kurva Kalibrasi Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Menggunakan Pentiter Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2. 6H 2 O 55 LAMPIRAN 5. Data Volume Titrasi FeSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 0,393N dan Kadar Bioetanol Dari Hasil Fermentasi Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit 56 LAMPIRAN 6. Data Harga T(yi), TA Dan Tij Dari Analisis Varian Lama Fermentasi Terhadap Berat Ragi Roti Pada Pembuatan Bioetanol 56 LAMPIRAN 7. Data Harga T(yi), TA Dan Tij Dari Analisis Varian Berat Ragi Roti Terhadap Lama Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol 57 LAMPIRAN 8. Data Perhitungan AnalisaVarian Lama Fermentasi Terhadap Berat Ragi Roti Pada Pembuatan Bioetanol 58 LAMPIRAN 9. Data Perhitungan Analisa Varian Berat Ragi Roti Terhadap Lama Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol 58 LAMPIRAN 10. Tabel Distribusi f 59 LAMPIRAN 11. Kurva Penentuan λ Maksimum Dari Larutan Glukosa Standart (0,05 mg/ml ) 60 LAMPIRAN 12. Kurva Absorbansi Larutan Glukosa Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Pada λ 760 nm 60 LAMPIRAN 13. Kurva Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Menggunakan Pentiter Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2. 6H 2 O 61 LAMPIRAN 14. Gambar Penelitian 62