BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Penyiapan Bahan Baku Klasifikasi etanol secara mikrobiologis dipengaruhi oleh bahan bakunya, bahan baku berupa sumber pati prosesnya lebih panjang di banding dengan berbahan baku sumber gula. Pati di ubah dulu menjadi glukosa melalui hidrolisis asam ataupun enzimatis untuk menghasilkan glukosa, kemudian gula difermentasikan untuk menghasilkan etanol. Pada penelitian tentang proses pembuatan bioetanol dari biji jagung varietas motoro kiki yang merupakan jenis lokal yang hanya terdapat di Gorontalo. Pati tersusun paling sedikit oleh tiga komponen utama yaitu amilosa, amilopektin, dan material antara seperti protein dan lemak. Dibanding sumber pati lain, jagung mempunyai beragam jenis pati, mulai dari amilopektin rendah sampai tinggi. Jagung dapat digolongkan menjadi empat jenis berdasarkan sifat patinya, yaitu jenis normal mengandung 74-76% amilopektin dan 24-26% amilosa, jenis waxy mengandung 99% amilopektin, jenis amilomaize mengandung 20% amilopektin atau 40-70% amilosa, dan jagung manis mengandung sejumlah sukrosa di samping pati. Jagung normal mengandung 15,3-25,1% amilosa, jagung jenis waxy hampir tidak beramilosa, jagung amilomaize mengandung 42,6-67,8% amilosa, jagung manis mengandung 22,8% amilosa (Afdi, 1989, dalam Ahmad 2009). 15
Gambar 1. Jagung motorokiki yang sudah di hancurkan (digiling kasar) Produk pertanian yang memenuhi kriteria tersebut di gorontalo adalah jagung. Jagung merupakan bahan berpati yang sangat melimpah di gorontalo. Selain produktivitas yang tinggi, jagung sangat bermanfaat untuk meningkatkan prospek jagung varietas motorkiki sebagai potensi lokal Provinsi Gorontalo. Terutama dalam mengelola hasil pertanian berupa jagung dalam konsep masyarakat agribisnis. Maksud secara spesifik adalah bahwa biji jagung dapat dijadikan bahan bakar pengganti ataupun substitusi minyak (bensin). Dengan demikian berpeluang meningkatkan perekonomian masyarakat secara luas. 4.2 Penyiapan Bahan Pembantu Bahan pembantu dalam produksi bioetanol disesuaikan dengan bahan baku yang digunakan. Kebutuhan bahan pembantu pada bahan baku sumber pati dapat di bagi menjadi beberapa bagian seperti : Enzim Nocook Enzim nocook berfungsi mempercepat penguraian pati menjadi glukosa. 16
Gambar 2. Enzim Nocook Bahan pembantu berupa zat kimia Bahan pembantu lainnya yaitu urea, NPK, dan ragi (Fermipan). Pupuk urea merupakan bahan pembantu guna menyediakan kebutuhan nitrogen bagi pertumbuhan khamir dalam proses fermentasi, dan untuk menghidupkan mikrob, sedangkan ragi (fermipan) berfungsi sebagai khamir (mikroba). Gambar 3. pupuk NPK 17
Gambar 4. pupuk urea Gambar 5. ragi (fermipan) 4.3 Liquifikasi Liquifikasi adalah pengubahan bahan bakar padat menjadi bahan bakar cair. Pembuatan suspensi pati jagung dilakukan pada tong pencampuran. Cara yang dilakukan adalah dengan mencampurkan pati jagung sebanyak 25 kg/tong dan 12,5 kg/tong di tambahkan air dengan perbandingan 1 kg jagung berbanding 2,5 liter air. Gambar 6. Proses pembuatan suspensi jagung 18
Suspensi pati dalam tong tersebut harus di aduk untuk mencapai kehomongen yang maksimal. Selanjutnya kedalam tong tersebut dimasukkan sejumlah enzim nocook dengan perbandingan 1kg jagung : 1 ml enzim nocok. Fungsi enzim nocook untuk penguraian dari pati menjadi gula, dan gula tersebut yang menjadi etanol. Setelah pencampuran enzim nocook dengan perbandingan 1 kg jagung : 1 ml enzim nocook bahan di tutup dan di biarkan selama 14 jam dengan kondisi suhu 32 ºC. Gambar 7. Penambahan Enzim Nocook Gambar 8. Pencampuran Enzim Nocook 19
4.4 Proses Fermentasi Fermentasi merupakan tahap paling kritis dalam proses produksi etanol. Fermentasi adalah proses biokimia dimana mikroba yang berperan dalam fermentasi akan menghasilkan enzim yang mampu mengkonversi substrat menjadi etanol. pada esok harinya bahan kemudian di tambahkan pupuk urea 6,25 gram untuk 25 kg berat bahan (25% dari berat bahan) dan 3,125 gram untuk 12,5 kg berat bahan, Lalu di tambahkan NPK 3,125 gram untuk 25 kg berat bahan dan 1.5625 gram untuk 12,5 kg berat bahan, dicampur hingga homogen. Setelah itu di diamkan selama 15 menit ditutup rapat, kemudian ditambahkan ragi (fermipan) 4 % dari berat bahan (1gram), diaduk hingga homogen, Lalu tong di tutup dengan menggunakan plastik yang di lengkapi dengan selang pernapasan An Aerob di tengah plastiknya, yang di hubungkan kedalam botol aqua 600 mlr yang berisi air bersih,( untuk pernapasan ), Lalu di diamkan selama 7 hari. Gambar 9. Proses Fermentasi 20
4.5 Pemisahan Proses pemisahan ini dilakukan agar limbah jagung bisa terpisahkan dengan cairan hasil fermentasi. Pemisahan di lakukan dengan menggunakan saringan berupa kain tipis atau di peras limbah jagungnya. Gambar 10. Proses pemisahan limbah jagung dengan cairan 4.6 Destilasi Destilasi merupakan proses pemisahan dan permunian produk dari hasil fermentasi etanol. Hasil fermentasi selanjutnya didistilasi untuk memisahkan etanol dengan larutan lainnya. Proses distilasi mengunakan alat reboiler, reboiler di panaskan menggunakan kayu bakar dengan panas yang terkontrol dengan suhu pemanasan antara 70 90 dan suhu penguapan berkisar antara 60 70. Alkohol hasil penyulingan di tampung di gelas ukur, setiap 350 ml alkohol yang tertampung di ukur kadar alkoholnya menggunakan alkohol meter. 21
Gambar 11. Reboiler Gambar 12. Proses pemanasan reboiler Gambar 13. Hasil etanol Pada pembuatan bioetanol dengan bahan baku sumber pati prosesnya lebih panjang di banding yang berbahan baku sumber gula. Pati di ubah dulu menjadi glukosa melalui hidrolisis asam ataupun enzimatis untuk menghasilkan glukosa, kemudian gula di fermentasi untuk menghasilkan etanol. 22
Tabel 2 pengamatan hasil proses pembuatan bioetanol dari varietas jagung motorokiki Volume cairan Suhu broiler Suhu kondensator Kadar alkohol Volume etanol 130 Ltr 95 ºC 48 ºC 96 % 350 ml 95 ºC 50 ºC 95 % 2.100 ml 95 ºC 60 ºC 94 % 3.850 ml 95 ºC 60 ºC 93 % 2.450 ml 95 ºC 60 ºC 90 % 1.400 ml 95 ºC 62 ºC 88 % 350 ml 95 ºC 62 ºC 83 % 700 ml 95 ºC 62 ºC 80 % 700 ml 95 ºC 64 ºC 72 % 350 ml 95 ºC 64 ºC 71 % 350 ml 98 ºC 70 ºC 60 % 350 ml 98 ºC 70 ºC 55 % 700 ml 98 ºC 70 ºC 45 % 1.400 ml Total 14.050 ml Bahan baku utama berupa jagung motorokiki sebanyak 50 kg yang sudah di fermentasi menghasilkan 130 liter cairan dan setelah di destilasi menghasilkan etanol sebanyak 14.050 ml (14 liter). Hal ini berarti 1 kg jagung menghasilkan 0,28 liter etanol, dengan demikian rasio bahan baku utama terhadap hasil sebesar 1 kg jagung : 0,28 liter etanol, sedangkan rendemen hasil destilasi etanol sebesar 10,8%. Sebagai mana data pada tabel di dapat bahan baku yang sudah di fermentasi sebanyak 130 liter yang di tempatkan pada 2 buah tong besar, hasil fermentasi selanjutnya di destilasi untuk memisahkan etanol dengan larutan lainnya, kemudian bahan yang sudah di fermentasi di taruh di dalam reboiler untuk di destilasi. Pada proses destilasi di dapat etanol murni yang berbeda beda kadar alkoholnya, hal itu di sebabkan karena suhu broiler, suhu kondensator yang tidak stabil dan sirkulasi air pendingin yang tidak lancar. Jumlah cairan yang di 23
peroleh setelah fermentasi 130 liter sedangkan hasil etanol yang di peroleh hanya 14050 ml (14 liter), hal tersebut di sebabkan karena cairan etanol murni telah terpisahkan dengan larutan lainnya. Kenaikkan suhu selama fermentasi tersebut akan menurunkan ketahanan khamir terhadap alkohol yang dihasilkan, sehingga mempercepat pembentukan asam asetat yang bersifat racun racun. Suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan rendahnya etanol yang diperoleh. 24