KADAR BIOETANOL LIMBAH PADAT BASAH TAPIOKA (DIENDAPKAN 5 HARI) DENGAN DOSIS RAGI DAN WAKTU FERMENTASI YANG BERBEDA SKRIPSI Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Mencapai Derajat Sarjana S-1 Program Studi Biologi Diajukan oleh : Disusun oleh : NURUL DIYANITA A 420 050 088 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2009 i
BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Perkembangan industri di Indonesia banyak mendatangkan keuntungan, disamping membawa dampak negatif yang perlu diperhatikan. Limbah industri yang dibuang ke lingkungan dapat mengganggu keseimbangan ekosistem. Pencemaran adalah perubahan yang tidak diinginkan pada udara, daratan, dan air. Secara fisik, kimiawi ataupun biologis yang mungkin akan merupakan bahaya bagi kehidupan manusia atau jenis-jenis penting, proses industri, lingkungan hidup dan nilai-nilai kebudayaan. Penyebab pencemaran adalah sisa-sisa benda yang dibuat, dipakai dan dibuang manusia (Odum, 1993). Tepung tapioka merupakan salah satu bahan baku untuk keperluan industri makanan, industri farmasi, industri tekstil, industri kertas dan lain-lain. Di Indonesia pembuatan tepung tapioka telah lama dikenal yang diawali dengan industri kecil yang dikerjakan secara manual menggunakan tenaga manusia. Seiring dengan kemajuan teknologi, perkembangan industri tepung tapioka juga meningkat dimana dalam proses pembuatannya digunakan tenaga mesin dan hanya sedikit melibatkan tenaga manusia secara langsung. Industri tepung tapioka menggunakan bahan baku ketela pohon mempunyai kandungan karbohidrat yang tinggi sebagai sumber energi. Disamping itu ketela pohon juga mengandung senyawa sianida yang bersifat racun. Pengolahan industri tepung tapioka dari ketela pohon akan menghasilkan limbah 1
2 Limbah tersebut apabila dibuang langsung kelingkungan akan memberikan suatu masalah. Proses pengolahan singkong menjadi tepung tapioka, menghasilkan limbah sekitar 2/3 bagian atau sekitar 75 % dari bahan mentahnya, limbah ini biasanya disebut dengan onggok. Menurut Childyal dan Lonsanse (1990), bahwa limbah padat industri tapioka masih mengandung pati cukup tinggi yaitu 63 %. Badan Penelitian dan Pengkajian Teknologi Indonesia menyatakan bahwa kandungan pati pada ampas tapioka sebesar 67,8 %. Upaya meminimalisasi limbah dari proses pembuatan tepung ubi kayu salah satunya dengan memanfaatkan kembali limbah. Teknologi biokonversi merupakan konvers i bahan enzimatik melalui fermentasi yang dapat untuk meningkatkan nilai ekonomi onggok. Perkembangan bioteknologi melalui pemanfaatan mikroba dengan proses fermentasi dapat mengkonversi bahan secara enzimatik, misalnya onggok dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya dan mengurangi pencemaran udara atau gas yang terjadi (Rahman, 1989). Salah satu produk dari hasil fermentasi yang menghasilkan alkohol dan gula adalah tape, dalam pembuatannya menggunakan ragi sebagai sumber mikrobanya. Didalam ragi terdapat 3 golongan mikroba yaitu: jamur, bakteri, dan yeast. Ragi merupakan campuran populasi atas spesies-spesies dari genus Aspergillus, Saccharomyces, Candida dan Hansenulla serta Acetobacter (Tarigan, 1988).
3 Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir yang banyak digunakan dalam industri fermentasi alkohol. Sebagai industri modern, khamir tersebut dalam bioteknologi konvensional telah digunakan untuk memproduksi beberapa pangan tradisional seperti: bir, anggur, wiski, sake, pengembang roti, tape dan sebagainya. Dalam bioteknologi modern khamir tersebut telah digunakan sebagai jasad inang eukariotik untuk memproduksi protein-protein heterolog seperti vaksin hepatitis B yang telah ada di pasaran, hemoglobin, serum albumin dan glisisn betain (Rahmawati, 2004). Menurut penelitian yang dilakukan oleh Sriyanti (2003), bahwa tinggi rendahnya kadar gula dan kadar alkohol pada ketela pohon setiap gramnya dipengaruhi oleh banyak sedikitnya kandungan pati atau amilum. Hal tersebut menunjukkan bahwa kadar pati yang tinggi mempengaruhi kadar alkohol yang dihasilkan dalam proses fermentasi karbohidrat. Menurut penelitian Khorida (2007), bahwa ampas ketela pohon yang dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam proses fermentasi etanol menghasilkan kadar alkohol terendah sebanyak 11,70 % pada waktu fermentasi 9 hari dan kadar alkohol tertinggi sebanyak 41,67 % pada waktu fermentasi 15 hari. Limbah padat (Onggok) ketela pohon sebagai sisa pembuatan tepung tapioka dianggap kurang berguna bagi masyarakat tetapi masih adanya beberapa kandungan nutrisi didalamnya, maka perlu diadakan penelitian lebih lanjut mengenai pemanfaatan limbah padat (onggok) pabrik tepung tapioka. Oleh karena itu, peneliti mengambil judul KADAR BIOETANOL LIMBAH PADAT
4 BASAH PABRIK TAPIOKA (DIENDAPKAN 5 HARI) DENGAN DOSIS RAGI DAN WAKTU FERMENTASI YANG BERBEDA. B. Pembatasan Masalah Agar permasalahan tidak melebar dan rancu, maka perlu diadakan pembatasan masalah, yaitu sebagai berikut: 1. Subyek penelitian adalah waktu fermentasi dan dosis ragi 2. Obyek penelitian adalah limbah padat basah (onggok) industri tepung tapioka 3. Parameter yang digunakan adalah kadar alkohol dari fermentasi yang dilakukan. 4. Fermentasi dilakukan setelah limbah padat basah diendapkan selama 5 hari. C. Perumusan Masalah Berdasarkan pembatasan masalah diatas, maka dapat dibuat perumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh waktu fermentasi dan dosis ragi terhadap kadar alkohol pada fermentasi limbah padat tapioka? 2. Berapa kadar alkohol tertinggi yang dapat diperoleh dari hasil perbandingan waktu fermentasi dan dosis ragi pada fermentasi limbah padat tapioka? D. Tujuan Penelitian Berdasarkan perumusan masalah diatas, maka penelitian ini bertujuan untuk:
5 1. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi dan dosis ragi terhadap kadar alkohol pada fermentasi limbah padat tapioka. 2. Mengetahui kadar alkohol tertinggi yang dapat diperoleh dari hasil perbandingan waktu fermentasi dan dosis ragi pada fermentasi limbah padat tapioka. E. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah 1. Memberikan informasi mengenai keefektifan perbandingan waktu fermentasi dan dosis ragi yang dapat digunakan untuk memperoleh kualitas bioetanol pada fermentasi limbah padat yang baik. 2. Diharapkan dengan penelitian ini, pengelola industri pengolahan tepung tapioka dapat mengelola limbahnya agar tidak berbahaya bagi lingkungan. 3. Bagi para peneliti berikutnya dapat digunakan sebagai dasar untuk meneliti lebih lanjut.