Optimasi Produksi Bioetanol Kulit Bawang Putih Ditinjau dari Pengadukan dan Nisbah Ko-Kultur Ragi

(Bioethanol Production Optimation from Garlic Skin as Revealed by Stirring and Yeast Co-Culture Ratio)

Oleh : Valeri Stefania

652012009

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

2016

  

  

Optimasi Produksi Bioetanol Kulit Bawang Putih Ditinjau dari Pengadukan dan Nisbah Ko-Kultur Ragi

(Bioethanol Production Optimation from Garlic Skin as Revealed by Stirring and Yeast Co-Culture Ratio)

Oleh : Valeri Stefania

652012009

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

2016

  

  

  

  

  

  

  

Optimasi ProduksiBioetanolKulit Bawang Putih Ditinjau dari Pengadukan dan Nisbah Ko-Kultur Ragi

(Bioethanol Production Optimation from Garlic Skin as Revealed by Stirring and Yeast Co-Culture Ratio )

Valeri Stefania*, A. Ign Kristijanto dan A. Ign. Kristijanto**

*Mahasiswa Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika **Dosen Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Matematika

Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga Jln. Diponegoro no 52 – 60 Salatiga 50711 Jawa Tengah – Indonesia

652012009@student.uksw.edu  

ABSTRACT The objective of this study is to produce optimal bioethanol from garlic skin as

revealed by stirring and yeast co-culture ratio, and interaction between both. Data were analyzed by 4x2 Factorial Design and Randomized Completely Block Design (RCBD) with 4 replications. As the first factor is the ratio of tapai yeast and bread yeastwhich are (% v/v): (7,5 : 7,5) , (10 : 5), (15 : 5) and (20 : 5), respectively. The second factorsare processing with and without stirring, while as the block is the time analysis. Fermentation process was done in room temperature by tapai yeast addition first, then after 24 hours bread yeast was added and the fermentation continued until 72 hours. To test the differences between treatments means, the Honestly Significant of Differences (HSD) were used at 5% level of significant.

The results of the study showed that the yeast co-culture ratio of (15 : 5) tapai yeast and bread yeast with stirring process will produce the optimal yield of bioethanol which is21,38± 0,23% with concentration 7,43± 0,07 %, higher than without stirring process which is 18,58 ± 0,49% with concentration6,36 ± 0,09 %. Bioethanol from garlic skin producct has fulfilled SNI 7390:2012 about denaturated bioethanol for gasohol.

Keywords : Bioethanol, co-culture ratio, garlic skin, stirring.

1 

mailto:652012009@student.uksw.edu

2  

PENDAHULUAN

Kebutuhan energi dunia terus meningkat sejalan dengan pertambahan penduduk

dan pertumbuhan ekonomi terutama bahan bakar fosil dan menyebabkan penurunan

cadangan minyak dunia sehingga bahan bakar fosil menjadi langka dan harganya

semakin meningkat. Di sisi lain, bahan bakar fosil menyebabkan dampak lingkungan

dan pemanasan global untuk itu diperlukan BBN (bahan bakar nabati) (Samejima, 2008

dalam Daud dkk., 2012). Salah satu sumber energi alternatif yang ramah lingkungan

adalah bioetanol. Bioetanol dibedakan menjadi 2 generasi, generasi pertama adalah

bioetanol berbahan baku bahan pangan yang mengandung zat pati dan gula, sedangkan

bioetanol generasi kedua berbahan baku limbah hasil perkebunan, kehutanan dan

pertanian (Tunggal, 2012). Sekarang ini, bioetanol generasi kedua lebih dikembangkan

sehingga dapat menghindari persaingan dengan bahan pangan.

Bioetanol generasi kedua dapat dibuat dari bahan baku yang mengandung

polisakarida yang salah satunya adalah selulosa (Kodri dkk., 2010). Pada tanaman

biasanya selulosa akan berikatan dengan lignin sehingga disebut lignoselulosa. Salah

satu bahan berlignoselulosa yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah

kulit bawang putih. Kulit bawang putih merupakan limbah industri dan pertanian yang

belum termanfaatkan secara maksimal terutama dalam potensinya sebagai sumber

energi alternatif. Selama ini, kulit bawang hanya dijadikan lukisan kaligrafi dan

campuran pupuk organik padahal jika limbah ini tidak segera diolah, maka akan

menimbulkan polusi udara dan berpotensi sebagai sumber penyakit (Ma’arif, 2012).

Limbah kulit bawang putih ini menduduki angka yang cukup tinggi, pada tahun 2014

menurut Badan Pusat Statistik (BPS) produksi bawang putih di Indonesia mencapai

16,9 ton, menurut Anonim (2006) bagian yang dapat dikonsumsi sebesar 88%, dengan

  

3  

demikian terdapat 12% atau setara dengan 2,028 ton limbah, termasuk didalamnya

adalah kulit bawang yang belum termanfaatkan secara maksimal. Kulit bawang putih

menurut penelitian Sugave (2014) mengandung selulosa sebesar 18,62%, dan sebagai

bahan berlignoselulosa maka kulit bawang putih dapat dijadikan bahan baku dalam

pembuatan bioetanol.

Proses yang perlu diperhatikan dalam pembuatan bioetanol adalah hidrolisis dan

fermentasi, yaitu proses hidrolisis dapat mengkonversi polisakarida menjadi bentuk

monomer terutama glukosa sehingga persediaan glukosa yang dijadikan etanol tinggi.

Saat fermentasi, banyaknya substrat, nisbah ragi, dan kondisi lingkungan ragi akan

mempengaruhi hasil fermentasi. Salah satu cara meningkatkan efisiensi hidrolisis dan

fermentasi adalah dengan menggunakan teknik ko-kultur, sehingga dengan nisbah ko-

kultur diharapkan bioetanol dari kulit bawang putih lebih optimal.

Tujuan penelitian adalah:

1. Menghasilkan bioetanol optimal dari kulit bawang putih ditinjau dari

pengadukan dan nisbah ko-kultur ragi, dan interaksi antara keduanya.

2. Menentukan bioetanol kulit bawang putih agar sesuai SNI 7390:2012 mengenai

bioetanol terdenaturasi untuk gasohol.

  

4  

TINJAUAN PUSTAKA

BIOETANOL

Bioetanol adalah alkohol yang dihasilkan dari sumber daya hayati seperti

jagung, sorgum, kentang, gandum, tebu, batang jagung dan limbah sayuran yang

dikenal baik sebaik biofuel (Demates, 2014). Kebutuhan energi di Indonesia sebagian

besar masih ditopang oleh energi fosil. Menurut Dewan Energi Nasional (2014), 96%

kebutuhan energi nasional masih ditopang oleh energi fosil yaitu minyak bumi, gas

alam dan batu bara yang masing-masing menyumbang 48% ; 18% ; dan 30%, 4%

sisanya adalah dengan tenaga air dan panas bumi. Pemerintah mendukung usaha

ketergantungan energi pada bahan bakar fosil dan memberikan perhatian serius dalam

pengembangan biofuel dengan menerbitkan Instruksi Presiden No.1 Tahun 2006

(Perpres, 2006).

Penggunaan etanol sebagai bahan bakar mempunyai beberapa keunggulan

dibanding dengan BBM, yaitu : a) kandungan oksigen yang tinggi (35%) sehingga jika

dibakar sangat bersih, b) ramah lingkungan karena emisi gas karbonmonooksida lebih

rendah 19-25% dibanding BBM sehingga tidak memberikan kontribusi pada akumulasi

karbondioksida di atmosfer dan bersifat terbarukan (Costello and Chun, 1988 dalam

Kardono dan Broto, 2010).

Penelitian mengenai pembuatan bioetanol sudah banyak dilakukan baik

menggunakan bahan baku dari limbah maupun bahan baku yang mengandung

lignoselulosa. Retnoningtyas dkk (2013) menggunakan 1 gram tongkol jagung yang

mengandung 34,41% selulosa dan 3,90% pektin, menghasilkan etanol sebesar 1,28%.

Zely (2014) menggunakan 200 g serabut kelapa yang mengandung 44,44% selulosa,

0,25% hemiselulosa, 3% pektin, 40,4% lignin akan menghasilkan etanol sebesar 7,87%.

Fatma and Fadel (2010) menggunakan 10 g jerami padi yang mengandung 45%

selulosa, 30% hemiselulosa dan 15% lignin, menghasilkan etanol sebesar 5,1%.

Bahan untuk fermentasi bioetanol mengandung berbagai polifenol lignin dan

komponen lain yang terekstrak di dalamnya. Komponen ini tidak dapat langsung di-

fermentasikan oleh yeast tetapi diperlukan perlakuan awal untuk menghidrolisis

senyawa kompleks menjadi gula sederhana. Bioetanol yang optimal dapat diperoleh

dengan memperhatikan proses hidrolisis dan fermentasi. Pemilihan metode hidrolisis

baik secara kimiawi maupun enzimatik harus tepat terhadap bahan yang digunakan

  

5  

su

fe

su

upaya semu

ermentasi, k

uhu, pH, sum

ua bentuk gu

konsentrasi b

mber karbon

ula dapat te

bioetanol y

n, sumber n

erhidrolisis m

yang di hasi

nitrogen dan

menjadi glu

lkan sangat

n waktu inku

ukosa. Begi

t di pengaru

ubasi (Anin

tu pula pad

uhi oleh jen

ndyawati, 20

da proses

nis yeast,

009)

KKULIT BAWWANG PUTIH

ba

siu

be

ho

ta

m

ta

Bawa

atang berub

ung (Anoni

erserat dan

ortikultura

ahunnya. Se

merupakan k

ahunnya ang

ang putih m

bah bentuk

im, 2006). S

n tipis (Me

Indonesia

elain dari an

kebutuhan

gka konsum

merupakan t

menjadi um

Siung ini dib

eyers, 2006

yang dipr

ngka produk

pokok set

msi bawang p

tanaman se

mbi kecil a

bungkus sel

6). Bawang

roduksi cuk

ksi, angka k

tiap hariny

putih menin

emusim, be

atau umbi l

laput yang b

g putih me

kup tinggi

konsumsi ba

a dalam m

ngkat sekita

erbentuk rum

lapis dan te

bertekstur s

erupakan sa

dan terus

awang putih

memasak, d

ar 5% (Ma’a

mput denga

erdiri dari b

seperti kerta

alah satu k

meningka

h juga tingg

diperkirakan

arif, 2012).

an tunas

beberapa

as karena

komoditi

at setiap

gi karena

n setiap

ba

to

ba

m

m

m

(2

da

Penel

aku bioetan

otal, 18,62%

awang puti

menjadi etan

menjadi gluk

maka dapat m

2013) meng

ari 15,96%

litian menge

nol dilakuk

% selulosa

ih dapat di

nol. Karboh

kosa seperti

menambah k

ghasilkan 45

glukosa, 12

enai kandun

kan oleh Su

dan 0,4%

ihidrolisis m

hidrat meng

i pati. Jika

keoptimalan

5,11% etano

2,58% pati d

ngan kulit b

ugave (2014

protein. K

menjadi glu

gandung po

polisakarid

n dari bioeta

ol dari limb

dan 11,73%

bawang put

4), dimana

Kandungan

ukosa yang

olisakarida

da ini dapat

anol kulit b

bah makana

% selulosa.

tih yang dap

terdapat 2

karbohidrat

g jika di f

lain yang

t dihidrolisi

bawang puti

an yang kar

pat dijadika

26,58% kar

t dan selul

fermentasik

dapat di h

is menjadi

ih. Rakhmad

rbohidratny

an bahan

rbohidrat

osa dari

kan akan

hidrolisis

glukosa,

dani dkk

ya terdiri

se

de

in

gl

Selulo

enyawa poli

engan ikatan

ni memiliki

lukosa. Stru

osa merupa

imer glukos

n β-1,4-Dgl

massa mo

uktur selulos

akan komp

sa yang ter

likosida (Ha

lekul relati

sa pada tana

ponen utam

rsusun dari

an et al., 19

f yang besa

aman ditunj

ma penyusu

nit-unit β-1

995 dalam A

ar karena t

jukkan pada

un dinding

1,4-glukosa

Anwar dkk.,

erdiri dari

a Gambar 1

sel tanama

yang dihub

, 2010).Poli

2.000-3.000

dibawah in

an yaitu

bungkan

isakarida

0 satuan

ni.

Gaambar 1. Sttruktur Kim

 

mia Selulosaa (Sixta, 20006 dalam Annwar dkk., 22010)

 

6  

Selulosa hampir tidak pernah ditemui dalam keadaan murni dialam, melainkan selalu

berikatan dengan bahan lain seperti lignin dan hemiselulosa. Ikatan dengan lignin dapat

mengganggu proses hidrolisis dan fermentasi, oleh karena itu perlu dilakukan tahap

delignifikasi (Anwar dkk., 2010). Selulosadapat dihidrolisis secara kimiawi yaitu

dengan menggunakan asam. Penggunaan asam pada proses hidrolisis dibagi 2 yaitu

dengan asam encer pada suhu tinggi dan asam pekat pada suhu rendah. Penggunaan

asam pekat dengan sumber asam sulfat lebih banyak digunakan karena dapat

mengkonversi gula cukup tinggi yaitu 90% (Badger, 2002 dalam Kardono dan Broto,

2010). Glukosa hasil hidrolisis selulosa dapat di fermentasikan menjadi etanol dengan

bantuan yeast seperti Saccharomyces cerevisiae(Fatmaand Fadel, 2010).

Ko-Kultur

Saat ini sudah terdapat beberapa teknologi proses produksi bioetanol yang

dikembangkan seperti proses hidrolisis dan fermentasi secara bertahap, proses

sakarifikasi fermentasi secara simultan dan hidrolisis ko-fermentasi. Proses produksi

bioetanol dapat dilakukan melalui konversi bahan baku dengan memanfaatkan mikroba

yang sesuai. Selama ini mikroba yang digunakan dalam proses fermentasi umumnya

adalah kultur tunggal S.cerevisiae. Arnata et al. (2009) menggunakan teknik ko-kultur

Trichoderma viride, Aspergillus niger dan S.cerevisiae pada proses fermentasi tepung

ubi kayu dan mampu menghasilkan konsentrasi bioetanol 7,41% atau meningkat

19,56% jika dibandingkan dengan menggunakan monokultur S.cerevisiae. Kondisi yang

diharapkan dengan teknik ko-kultur adalah adanya sinergisme antara konsorsium antara

mikroba dalam menghidrolisis dan memfermentasikan. Selain jenis kultur yang

digunakan, faktor lain yang harus diperhatikan adalah waktu pencampuran yang tepat

antara ragi dengan ragi atau khamir lainnya sehingga makromolekul glukosa dapat

terhidrolisis terlebih dahulu yang kemudian digunakan pada proses selanjutnya (Arnata

dan Anggreni, 2013).

Waktu pencampuran merupakan salah satu faktor kritis yang mempengaruhi

sinergisme konsorsium mikroba dalam teknik ko-kultur. Faktor ini berpengaruh

langsung terhadap laju hidrolisis dan pertumbuhan mikroorganisme. Konsentrasi

substrat yang terlalu tinggi dapat menjadi faktor penghambat kinerja enzim hidrolitik,

penghambat pertumbuhan ragi dan bahkan menyebabkan inaktifnya sel ragi.

  

7  

Sebaliknya, konsentrasi yang rendah menjadi faktor pembatas yang menyebabkan sel

ragi kekurangan substrat untuk metabolisme pertumbuhan sel (Park et al., 2012).

Arnata dan Anggreni (2013) melakukan penelitian pada ubi kayu dengan

menggunakan teknik ko-kultur, kadar etanol tertinggi pada proses fermentasi didapat

dengan pemberian 5% ragi tape untuk 1 hari pertama dan dilanjutkan dengan pemberian

kultur 5% S.cerevisiae untuk 2 hari berikutnya. Tingkat efisiensi fermentasi cukup

tinggi yaitu 52,94% dan menghasilkan etanol 11%, hasil ini lebih besar dibanding

menggunakan S.cerevisiae saja (4,2%) maupun dengan ragi tape saja (3,07%). Swain et

al. (2013) memproduksi bioetanol dari ubi dengan menggunakan ko-kultur dari

Trichoderma sp. dan S.cerevisiaemendapatkan etanol 17,2% ubi dengan perbandingan

Trichoderma sp. dan S.cerevisiae1:4 dengan inokulum sebesar 10% dari substrat.

Menurut penelitiannya, produksi etanol dengan teknik ko-kultur ini lebih tinggi 65%

dibanding kultur tunggal S.cerevisiae.

Ragi tape

Ragi adalah suatu inokulum atau starter untuk melakukan fermentasi dalam

pembuatan produk tertentu. Ragi umumnya dibuat dari tepung beras yang dijadikan

adonan dan ditambah dengan ramuan rempah-rempah tertentu. Jenis mikroflora pada

ragi tape bergantung pada komposisi pembuatannya. Menurut Setyowati (2004, dalam

Anonim, 2013) ragi tape merupakan salah satu mikrobia yang mempunyai kecepatan

dan daya tahan yang baik serta mampu menghasilkan alkohol dengan kadar yang tinggi.

Mikroorganisme yang terdapat dalam ragi tape meliputi kapang (Amylomyces

sp., Mucor sp., dan Rhizopus sp.), khamir (Saccharomyces sp. dan Pichia burtonii) dan

bakteri (Pediococcus sp. dan Bacillus sp.) (Nur (2010) dalam Anonim, 2013). Penelitian

dari Merican dan Queeland (2004 dalam Arnata dan Anggreni, 2013) menunjukkan

bahwa ragi tape mengandung sekitar 8x107 sel/g-3x108 sel/g kapang, 3x106-3x107 sel/g

yeast dan 103 sel bakteri. Kapang yang terdapat pada ragi tape mempunyai kemampuan

untuk menghasilkan enzim amilolitik sehingga ragi tape dapat menghidrolisis pati yang

terdapat pada bahan baku. Dalam teknik ko-kultur, mikroba amilolitik dari ragi tape

akan terlebih dulu menghidrolisis pati menjadi glukosa dan selanjutnya glukosa akan

difermentasikan oleh S.cerevisiae untuk dijadikan alkohol (Arnata dan Anggreni, 2013)

  

8  

S.cerevisiae

S.cerevisiaeadalah khamir yang digunakan untuk fermentasi alkohol dari pati

dan gula. Saccharomyces berasal dari bahasa Mesir yaitu saccharos yang berarti gula

dan mycos yang berarti jamur. Ragi ini merupakan jasad renik yang fakultatif anaerobik

(dapat hidup dengan dan tanpa oksigen). Pemilihan mikroorganisme bergantung pada

medium yang digunakan dengan tujuan supaya mikroorganisme pada medium yang

tepat akan mampu tumbuh dengan cepat dan memiliki toleransi terhadap konsentrasi

gula yang tinggi sehingga mampu menghasilkan alkohol dalam jumlah yang banyak dan

tahan terhadap alkohol tersebut (Sa’id (1987) dalam Simanjuntak, 2009).

S.cerevisiaedapat berkembang biak dalam gula sederhana seperti glukosa,

maupun gula kompleks disakarida yaitu sukrosa. Fermentasi oleh S.cerevisiaedapat

menghasilkan etanol 8-12% dan biasa disebut cairan beer. Keadaan lingkungan optimal

untuk fermentasi oleh S.cerevisiaeadalah pada suhu 25- 300C, pH 4,5-5,5 dengan lama

waktu fermentasi 36-72 jam (Retno, 2006 dalam Zely, 2014). Reaksi fermentasi glukosa

menjadi etanol adalah:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (Blanch (1996) dalam Kardono 2010)

Fermentasi ini dapat terjadi karena S.cerevisiae menghasilkan enzim zimase dan

invertase. Enzim invertase berfungsi untuk memecah sukrosa maupun polisakarida yang

belum terhidrolisis sedangkan enzim zimase berfungsi untuk mengubah monosakarida

menjadi etanol (Judoamidjojo (1990) dalam Zely, 2014).

Novia dkk (2014) memfermentasikan 2,5 g jerami yang telah dihilangkan

ligninnya dengan 40 % S.cerevisiae yang ditambah dengan 25 mL larutan nutrisi selama

7 hari pada pH 5 dan di shake 100 rpm menghasilkan etanol sebesar 5,65336%. Limbah

industri agar juga berpotensi dijadikan bioetanol. Limbah agar mengandung 20,17%

selulosa yang difermentasikan dengan 10% S.cerevisiae menghasilkan 0,47% etanol

(Sari dkk., 2010). Ampas sagu yang mengandung selulosa sebesar 19,55% dan gula

pentosa 11,70%, difermentasikan oleh Idral dkk (2012) dengan konsentrasi S.cerevisiae

10 % pada pH 5,5 selama 4 hari pada suhu 250C dan diaduk dengan kecepatan 180 rpm

akan menghasilkan etanol sebesar 7,69%. Bahan lignoselulosa lainnya yang dapat

digunakan adalah serbuk kayu gmelina yang mengandung 85,96% selulosa, 8,96%

hemiselulosa dan 2,07% lignin. Dari 200 g serbuk kayu yang difermentasikan dengan

10% S.cerevisiae, dihasilkan 4,60% etanol (Daud dkk., 2012).

  

9  

BAHAN DAN METODA

Bahan dan Piranti

Bahan :

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit bawang putih diperoleh

dari pabrik kacang di Pati, ragi tape dan ragi roti dari pasar Salatiga, dan molase.

Bahan kimia yang digunakan adalah NaOH (PA, E-Merck, Germany) , HCl (PA,

E-Merck, Germany), NB, dan reagensia DNSA.

Piranti :

Piranti yang digunakan antara lain peralatan refluks, 1 set peralatan gelasPyrex,

drying cabinet, autoclaveTOMY SS-240, inkubatorAutonics TC45, magneticstirrer,

spektrofotometer Optizen 2120 UV-Vis, 1 set peralatan distilasi, dan alkoholmeter.

Metoda

Delignifikasi dan Hidrolisis (Sukumaran et al., 2009 yang dimodifikasi )

Serbuk kulit bawang putih didelignifikasi dengan NaOH 15% (1:10) (b/v) dalam

autoclave 1210C selama 15 menit kemudian dibilas sampai pH netral lalu dikeringkan

dalam drying cabinet 500C selama 24 jam. Serbuk kulit bawang hasil proses

delignifikasi lalu dihidrolisis dengan HCl 4N (1:10) (b/v) dalam refluks 1000C selama

120 menit.

Fermentasi (Arnata dan Anggreni, 2013 yang dimodifikasi)

Hasil hidrolisis dinetralkan sampai pH 4,7 lalu ditambah molase dan akuades

dengan perbandingan substrat:molase:akuades (6:2:2). Selanjutnya larutan difermentasi

dengan berbagai variasi nisbah ragi tape : ragi roti (% v/v) 7,5:7,5 ; 10:5 ; 15:5 ; dan

20;5. Penambahan ragi tape dilakukan terlebih dahulu pada 24 jam pertama dilanjutkan

  

10  

dengan ragi roti sampai 72 jam. Semua nisbah diberi perlakuan pengadukan dan tanpa

pengadukan

Destilasi

Larutan hasil fermentasi didestilasi untuk memperoleh larutan etanol yang lebih

murni dan kadar etanol diukur dengan alkoholmeter.

Analisa Data

Data fermentasi bioetanol kulit bawang putih dianalisis dengan menggunakan

Rancangan Perlakuan Faktorial (4x2) dan Rancangan Dasar Rancangan Acak

Kelompok (RAK) dengan 4 kali ulangan. Sebagai faktor pertama adalah nisbah ragi

tape dan ragi roti yaitu (% v/v) (7,5:7,5), (10:5), (15:5), dan (20:5). Sedangkan sebagai

faktor kedua adalah tanpa pengadukan dan dengan pengadukan. Sebagai kelompok

adalah waktu analisis. Pengujian rataan antar perlakuan dilakukan dengan uji Beda

Nyata Jujur (BNJ) dengan tingkat kebermaknaan 5% (Steel dan Torrie, 1989)

  

11  

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar Bioetanol Ditinjau dari Interaksi Antara Nisbah dan Pengadukan

Purata kadar bioetanol dalam ( % ± SE ) hasil interaksi antar berbagai nisbah ko-kultur

ragi dan pengadukan berkisar antara 4,19± 0,16 % sampai 7,43± 0,07 % (Tabel 1 dan

Lampiran 1).

Tabel 1. Rataan Kadar Bioetanol ( %±SE ) Ditinjau dari Interaksi Antara Nisbah Ragi dan Pengadukan

Pengadukan Ragi Tape : Ragi Roti (%) 7,5 : 7,5 10 : 5 15 : 5 20 : 5

Tanpa diaduk W= 0,20

4,49± 0,12 (a) (b)

5,30± 0,17 (a) (c)

6,36± 0,09 (a) (d)

4,19± 0,16 (a) (a)

Diaduk W= 0,20

5,05± 0,07 (b) (a)

W= 0,15

6,14± 0,17 (b) (b)

W= 0,15

7,43± 0,07 (b) (c)

W= 0,15

5,19± 0,05 (b) (a)

W= 0,15 Keterangan : *W = BNJ 5% *Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama baik pada baris maupun lajur

yang sama menunjukkan antar perlakuan tidak berbeda secara bermakna sebaliknya angka-angka yang diikuti oleh huruf yang tidak sama antar baris atau lajur yang sama menunjukkan antar perlakuan berbeda bermakna. Keterangan ini juga berlaku untuk Tabel 2 dan Tabel 3.

Dari Tabel 1terlihat bahwa kadar bioetanol kulit bawang putih sebesar7,43± 0,07

%pada nisbah ragi tape 15% : ragi roti 5% dengan pengadukan sedangkan tanpa

pengadukan sebesar6,36± 0,09 %.Peningkatan konsentrasi ragi tape meningkatkankadar

etanol dan penambahan ragi roti tidak berpengaruh terhadap kadar etanol. Nilai ini lebih

rendah jika dibandingkan dengan penelitian yang menggunakan bahan dasar ubi kayu,

dengan nisbah ragi tape 5% dan ragi roti 5% menghasilkan etanol dengan kadar 11%

(Arnata dan Anggreni, 2013). Selanjutnya juga terlihat bahwa pengadukan

meningkatkan kadar etanol sebesar 7,43± 0,07 % yang lebih tinggi daripada tanpa

pengadukan. Nilai ini lebih rendah jika daripada penelitian Idral dkk. (2012) dengan

bahan dasar ampas sagu dengan pengadukan 180 rpm yang menghasilkan etanol

berkadar 7,69%.

  

12  

Adanya pengadukan berfungsi untuk meratakan kontak sel dan substrat, menjaga

agar mikroorganisme tidak mengendap di bawah dan meratakan temperatur sehingga

ragi dapat bekerja lebih optimal(Kurniawan dkk., 2011). Kadar bioetanol pada nisbah

ragi tape 15% : ragi roti 5% yang tinggi didukung oleh kadar sisa gula reduksi yang

lebih rendah daripada nisbah lainnya (Tabel 2 dan Lampiran 2).

Tabel 2. Rataan Sisa Gula Reduksi ( g/L ±SE ) Ditinjau dari Interaksi Antara Nisbah Ragi dan Pengadukan

Pengadukan Ragi Tape : Ragi Roti (%) 7,5 : 7,5 10 : 5 15 : 5 20 : 5 Tanpa diaduk

W= 1,60 20,83±1,66(a)

(c) 14,97±1,17(a)

(b) 12,12±1,10(a)

(a) 10,97±0,58(a)

(a) Diaduk

W= 1,60 16,15±0,79(b)

(c) W= 1,20

13,81±0,83(a) (b)

W= 1,20

10,37±0,66(a) (a)

W= 1,20

9,60±0,69(b) (a)

W= 1,20

DariTabel 2 terlihat bahwa sisa gula reduksi terendah terjadi pada nisbah ragi tape

15% : ragi roti 5% dengan pengadukan sebesar 11,37±0,66 g/L dan tanpa pengadukan

sebesar 12,12±1,10 g/L. Semakin rendah konsentrasi sisa gula reduksi maka semakin

tinggi pula gula yang digunakan dalam proses fermentasi sehingga kadar bioetanol

semakin tinggi.

YieldBioetanolDitinjau dari Interaksi Antara Nisbah dan Pengadukan

Purata hasil (yield) bioetanol (% ± SE) hasil interaksi antar berbagai nisbah ko-

kultur ragi dan pengadukan berkisar antara 11,97±0,47 % sampai 21,38 ± 0,23%(Tabel

3 dan Lampiran 3).

  

13  

Tabel 3.RataanYield Bioetanol ( % ±SE ) Ditinjau dari Interaksi AntaraNisbah Ragidan Pengadukan

Pengadukan Nisbah Ragi Tape : Ragi Roti (%) 7,5 : 7,5 10 : 5 15 : 5 20 : 5 Tanpa diaduk

W = 0,68 12,96± 0,35(a)

(b) 15,47± 0,73(a)

(c) 18,58± 0,49(a)

(d) 11,97± 0,47(a)

(a) Diaduk

W = 0,68 14,42± 0,20(b)

(a) W= 0,51

17,67± 0,43(b) (b)

W= 0,51

21,38± 0,23(b) (c)

W= 0,51

15,05± 0,34(b) (a)

W= 0,51

Dari Tabel 3terlihat bahwa hasil (yield) bioetanol antar nisbah akan meningkat

sejalan dengan penambahan ragi tape sampai 15% baik tanpa diaduk maupun diaduk,

kemudian menurun pada penambahan ragi tape 20%. Selanjutnya jika ditelaah dari

setiap nisbah maka hasil (yield)bioetanol lebih tinggi dengan pengadukan daripada

tanpa diaduk. Hasil (yield) bioetanol tertinggi 21,38± 0,23% diperoleh pada nisbah ragi

tape 15% : ragi roti 5% dengan pengadukan. Hasil (yield) bioetanol terkait dengan

banyaknya sisa gula reduksi setelah proses fermentasi. Hal yang sama terjadi seperti

halnya kadarbioetanol dimana penurunan hasil (yield)bioetanol dengan ragi tape lebih

dari 15% terkait dengan ketersediaan glukosa yang difermentasi sudah tidak lagi

mencukupi untuk dikonversi menjadi etanol.

Hasil bioetanol yang diperoleh selanjutnya diuji apakah memenuhi SNI 7390:2012

tentang bioetanol terdenaturasi untuk gasohol (Tabel 4).

Tabel 4.Kesesuaian Hasil Bioetanol dengan Parameter SNI 7390:2012 mengenai Bioetanol Terdenaturasi untuk Gasohol

Parameter Uji Satuan Min/Maks PersyaratanBioetanol

Uji Status

Kadar tembaga (Cu) ppm, maks 0,1 0 M Keasaman sebagai asam asetat mg/kg, maks 30 28,50± 2,04 M Kadar ion klorida ppm, maks 20 8,00± 0,96 M Kandungan belerang (S) ppm, maks 50 9,50± 0,68 M Keterangan : M = Memenuhi

Dari Tabel 4 terlihat bahwa bioetanol kulit bawang putih telah memenuhi

parameter SNI 7390 : 2012 tentang bioetanol terdenaturasi untuk gasohol.

  

14  

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1) Hasil (yield) bioetanol kulit bawang putih = 21,38± 0,23% dengan kadar bioetanol

7,43± 0,07%diperoleh pada nisbah ragi tape 15% : ragi roti 5% dengan

pengadukan, dan hasil bioetanol ini lebih tinggi dari pada tanpa pengadukan yaitu

18,58 ± 0,49%, dengan kadar 6,36 ± 0,09 %.

2) Hasil bioetanol kulit bawang putih telah memenuhi SNI.

SARAN

Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya proses fermentasi dilakukan dengan kultur

biakan murni.

  

15  

DAFTAR PUSTAKA Anindyawati, Trisanti. 2009. Prospek Enzim Dan Limbah Lignoselulosa Untuk

Produksi Bioetanol. BS, Vol. 44, No.1: 49-56 Anonim. 2006. Khasiat dan Pengelolaan Bawang (Teori dan Praktek).

UNIMAS:ebookpangan. Anonim. 2013. Pemanfaatan Limbah Bonggol Pisang Sebagai Bahan Baku Pembuatan

Bioetanol Sebagai Alternatif Energi Terbarukan. UNY: Yogyakarta Anwar, N., A. Widjaja dan S. Winardi. 2010. Peningkatan Unjuk Kerja Hidrolisis

Enzimatik Jerami Padi Menggunakan Campuran Selulase Kasar dan Trichoderma reesei dan Aspergillus niger. Mara Sains 14(2) : ITS

Arnata, I Wayan., Dwi S., and Richana N., 2009. Bioprocess Technology to Produce Bioethanol from Cassava by Co-Culture Trichoderma viride, Aspergillus niger and Saccharomyces . Prossiding. International Conference on Biotechnology for Sustainable Future.

Arnata, I Wayan., dan A.A.M. Dewi Anggreni., 2013. Rekayasa Bioproses Produksi Bioetanol Dari Ubi Kayu Dengan Teknik Ko-Kultur Ragi Tape Dan Saccharomyces . AGROINTEK Volume 7, No.1

Badan Standarisasi Nasional. 2012. SNI 7390:2012 tentang Bioetanol Terdenaturasi untuk Gasohol.

BPS.2014. Tabel Output Dinamis. http://www.bps.go.id/ Diakses pada 30 Juni 2015 pukul

20.00 WIB Daud, Muhhamad., Wasrin Safii., dan Khaswar Syamsu., 2012. Biokonversi Bahan

Berlignoselulosa Menjadi Bioetanol Menggunakan Aspergillus Niger dan Saccharomyces cereviciae. Bogor: Jurnal Perennial

Demates, L., 2014. Apa Perbedaan Biofuel, Bioetanol, Biodiesel dan Biogas? (berita dari bioenerginusantara.com/apa-perbedaan-biofuel-bioetanol-biodiesel-dan-biogas/ diakses 5 agustus 2015 pukul 19.57)

Dewan Energi Nasional, 2014. Outlook Energi Indonesia. Jakarta: Dewan Energi Nasional

Fatma, H.Abd El-Zaher., dan Fadel M., 2010. Production of Bioethanol Via Enzymatic Saccharification of Rice Straw by Cellulase Produced by Trichoderma reseei Under Solid State Fermentation. New York: New York Science Journal

Idral, Daniel De., Marniati Salim., dan Elida Mardiah., 2012. Pembuatan Bioetanol Dari Ampas Sagu Dengan Proses Hidrolisis Asam Dan Menggunakan Saccharomyces . Jurnal Kimia Unand, Volume 1 Nomor 1

Kardono., dan L.Broto.S., 2010. Teknologi Pembuatan Etanol Berbasis Lignoselulosa Tumbuhan Tropis untuk Produksi Biogasoline. LIPI

Kodri., Bambang Dwi Argo., dan Rini Yulianingsih., 2010. Pemanfaatan Enzim Selulase dari Tricoderma Reseei dan Aspergillus Niger sebagai Katalisor Hidrolisis Enzimatik Jerami Padi dengan Pretreatment Microwave. LIPI

Kurniawan, S., Juhanda, S., Syamsudin, R., & Lukman, M.A. 2011. Pengaruh Jenis dan Kecepatan Pengaduk pada Fermentasi Etanol Secara Sinambung dalam Bioreaktor Tangki Berpengaduk Sel Tertambat. Prosiding Sumber Daya Alam Indonesia: Peranan Pendidikan dan Teknologi Kimia dalam Pemanfaatannya Secara Berkelanjutan. Bandung, 10 November 2011. 102-108

Ma’arif, R., 2012. Pengelolahan Bawang Putih dan Bawang Merah Sebagai Industri Kerajinan Kreatif. Amikom

  

http://www.bps.go.id/

16  

  

Meyers, Michele., 2006. Garlic Guide. America: The Herb Society of America Novia., Astriana Windarti., dan Rosmawati., 2014. Pembuatan Bioetanol Dari Jerami

Padi Dengan Metode Ozonolisis – Simultaneous Saccharification And Fermentation (SSF). Palembang: Jurnal Teknik Kimia No.3, Vol. 20, Page 38-48

Park, Enoch Y., Kazuya Naruse., Tatsuya Kato., 2012. One-pot Bioethanol Production From Cellulose by Co-Culture of Acremonium Cellulolyticus and Saccharomyces . Biotechnology for Biofuels 5:64: Japan

Perpres, 2006. Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 Tentang Kebijakan Energi Nasional. Jakarta: Deputi Sekretaris Kabinet Indonesia

Rakhmadani, Hijri Agista., Endro Sutrisno., Badrus Zaman., 2013. Studi Pemanfaatan Limbah Makanan Sebagai Bahan Penghasil Etanol untuk Biofuel Melalui Proses Hidrolisis pada Kecepatan Pengadukan dan Waktu Fermentasi yang Berbeda. UNDIP:Semarang

Retnoningtyas, Ery Susiany., Antaresti., dan Aylianawati., 2013. Aplikasi Crude Enzim Selulase Dari Tongkol Jagung (Zea mays L) Pada Produksi Etanol Dengan Metode Simultaneous Saccharification And Fermentation (SSF). Reaktor, Vol. 14 No.4, Hal 272-276

Sari, Rodiah Nurbaya., Sugiyono., Luthfi Assadad., 2013. Optimasi Waktu Proses Hidrolisis Dan Fermentasi Dalam Produksi Bioetanol Dari Limbah Pengolahan Agar (Gracilaria sp.) Industri. JPB Perikanan Vol.8 No.2: 133-142

Simanjuntak, R., 2009. Studi Pembuatan Etanol dari Limbah Gula (Molase). Sumatera: USU Repository Sugave, Dattaram. 2014. Characterization of Garlic Skin And Its Evaluation As Biomaterial. National Institute of Technology Rourkela

Sukumaran, R.K., R.R. Singhania, G.M. Mathew, and A. Pandey. 2009. Cellulase Production Using Biomass Feed Stock and its Application in Lignocellulose Saccharification for Bioethanol Production. Renewable Energy 34 (2) : 421-424.

Steel, R.G.D dan J.H. Torrie, 1989. Prinsip dan Prosedur Statistika. PT. Gramedia, Jakarta

Swain, Manas Ranjan., Jyoti Mishra., Hrudayanath Thatoi., 2013. Bioethanol Production from Sweet Potato (Ipomea batatas L.) Flour using Co-Culture of Trichoderma sp. And Saccharomyces in Solid-State Fermentation. An International Journal of Brazilian Archives of Biology and Technology Vol.56, n.2:pp.171-179.

Tunggal, 2012. Bioetanol Generasi Kedua. http://nasional.kompas.com/read/2012/04/27/03381941/Bioetanol.Generasi.Kedua. Diakses 11 Agustus 2015 pukul 13.03 WIB

Yonas, M. Ikbal, I. Isa, dan H. Iyabu. 2013. Pembuatan Bioetanol Berbasis Sampah Organik Batang Jagung. Gorontalo: Universitas Negeri Gorontalo.

Zely, F.D., 2014. Pengaruh Waktu dan Kadar Saccharomyces Terhadap Produksi Etanol dari Serabut Kelapa Pada Proses Sakarifikasi dan Fermentasi Simultan Dengan Enzim Selulase. Bengkulu: Universitas Bengkulu.

http://nasional.kompas.com/read/2012/04/27/03381941/Bioetanol.Generasi.Keduahttp://nasional.kompas.com/read/2012/04/27/03381941/Bioetanol.Generasi.Kedua