LAPORAN AKHIR KEGIATAN PENELITIANHIBAH DISERTASI DOKTOR

PRODUKTIVITAS BIOMASSA DAN GULA DARI SORGUMMANIS (Sorghum bicolor (L) Moench) SEBAGAI BAHAN

FERMENTASI BIOETANOL

Peneliti:

JASMAN, S.Pd, M.Si

DILAKSANAKAN ATAS BIAYA:Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional,sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Disertasi Doktor

Nomor: 481/SP2H/PP/DP2MN1/2010, tanggal11 Juni 2010

LEMBAGAPENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKATUNIVERSITAS GADJAH MADA

NOVEMBER2010

RINGKASAN

Saat ini dunia sedang mulai mengalami kelangkaan sumber energi daribahan bakar fosil. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha mencari sumber energialtematif terbarukan. Salah satu sumber energi altematif yang mulai banyakdigunakan adalah bioetanol yang dapat dihasilkan dari berbagai jenis tanamanmisalnya jagung, singkong, dan tebu. Sorgum manis atau sweet sorghum (Sorghumbico/or (L) Moench) adalah tanaman altematif baru yang sangat prospektif sebagaisumber bioetanol karena tanaman ini memiliki berbagai keunggulan dibandingkandengan tanaman lain seperti jagung, singkong, dan tebu. Sorgum manis termasuktanaman yang masih baru di Indonesia. Oleh karena itu, budidaya serta earapemanfaatannya masih perlu dikaji secara mendalam agar dapat memberikanmanfaat yang sebesar -besamya.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui produktivitas biomassa dangula dari batang sorgum manis, komposisi gula dalam perasan batang sorgummanis, dan produktivitas fermentasi alkohol dari gula yang dikandung sorgum manis.Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah data tentang produktivitasbiomassa dan gula darl batang sorgum manis darl tiga wilayah berbeda, yaknl BantulYogyakarta, Enrekang Sulawesi Selatan dan Kupang Nusa Tenggara Timur,kandungan dan konsentrasi gula. seperti su,krosa glukosa, dan fruktosa. di dalamperasan batang sorgum segar, serta data tentang produktivitas fermentasi etanol.Data tersebut diharapkan dapat dimanfaatkan untuk memperhitungkan potensibudidaya tanaman sorgum manis serta teknik fermentasi untuk produksi bioetanol dikemudian hari.

Penelitian ini mencakup penanaman sorgum manis, analisisproduktivitasnya, analisis kandungan gula secara kualitatif dan kuantitatif, sertafermentasi alkohol dari gula yang dikandung sorgum manis tersebut. Kegiatandimulai dengan penanaman sorgum manis di tiga lokasi berbeda di Indonesia, yakniBantul Yogyakarta, Enrekang Sulawesi Selatan, dan Kupang Nusa Tenggara Timur.Produktivitas biomassa dihitung berdasarkan berat batang sorgum per hektar danproduktlvltas gula dlhltung berdasarkan volume parasan yang dihasllkan per kilogrambatang sorgum serta kadar gula (brix) perasan segar yang diukur menggunakanpolarimeter. Analisis kualitatif dan kuantitatif jenis gula dilakukan menggunakan HighPerformance Liquid Chromatography (HPLC) dengan kolom Aminex @ HPX-78H,300mmx7,8mm dengan detektor UV A 210 nm. Selanjutnya perasan batang sorgummanis difermentasi meriggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae dan kadar alkoholyang dihasilkan ditentukan berdasarkan kadar maksimum etanol yang dihasilkan darifermentasi.

H~$il-h~$iI ~neliti~n ~d~l~h $eb~g~i berikut:1. Produktivitas biomassa sorgum manis di:a. Bantul Yogyakarta : KCS 105 = 33,03 ton ha"1, FS 501 = 29,99 ton ha'1, FS 902 =

39,27 ton ha-1b. Enrekang Sulawesi Selatan : KCS 105 = 32,37 ton ha-\ FS 501 = 27,85 ton ha-1

dan FS 902 = 33,08 ton ha'1c. Kupang Nusa Tenggara Timur: KCS 105 = 7,67 ton ha'1, FS 501=17,57 ton ha-1,

FS 902 = 17,37 ton ha.1dan Kazetuchi;: 24,45 ton ha-1.2. Produktivitas gula sorgum manis dl:a. Bantul Yogyakarta : KCS 105 = 1, 12 ton ha.1dengan nilai brix 17,43; FS 501 =

Q,a~ ~on ha.1 dengan nilai priX 1f),6.~; FS 9Q2 = Q,Q4 ton ha.1 dengan nilai brix16,00.

b. Enn:~kangSulawesi Selatc:in: KC$ 105 = 7,82 ton ha'1 dengan nilai brix 15.,30; FS5.01 = 676 ton h~'1deng~n nil~i brix 13,60; F$ ~02 =' 5.,12 ton h~-1deng~n nil~ibrix 13,30.

Hi

c. Kupang Nusa Tenggara Timur : KCS 105 =0,78 ton ha-1 dengan nilai brix 14,90;FS 501 =2,40 ton ha-1dengan nUaibrix 8,10; FS 902 =1,05 ton ha-1dengan nilaibrix 7,43; dan Kazetuchi =4,00 ton ha-1dengan nilai brix 8,75.

3. Komposisi gula dari nira sorgum manis yang dianalisis adalah: a) KCS 105:sukrosa 30,46%; glukosa 12,40%; fruktosa 10,35%; b) FS 501: sukrosa 39,61%,glukosa 18,64%, fruktosa 18,42%; c) FS 902: sukrosa 43,26%, glukosa 19,90%,fruktosa 15,78%.

4. Kadar etanol hasil fermentasi berkisar antara 8% -13%.

Kata kunci: sorgum manis, bioetanol, biomassa, gula, fermentasi

SUMMARY

Since today until unpredictable time, the world is lack of energy resourceswhich the material derived from fossil combusting. Hence, it needs to do someefforts to find the new alternatives sources of energy. One of the alternativessources of energy that was begun to be conducted is bioethanolthat derived fromvarious kinds of plants such as com, cassava, and sugar cane. Sweet sorghum(Sorghum bico/or (L) Moench) is a new alternative plant having prospect to betreated as bioethanol source because of this kind of plant has better qualitycompared to the others such as com, cassava, and sugar cane. It is new here inIndonesia. Therefore, the cultivationand its manner to use are stillneed to learndeeply so that itcan givea greatest benefit.

This study was conducted to know the productivityof biomass and sugarderived fromsweet sorghum sticks, the kindof sugar and its concentrate inside, andthe productivityof alcoholicfermentationof sugar that presented in sweet sorghum.The expected results of this study are some data about biomass productivityandsweet sorghum's sugar that the data were collected from three different regions:Bantul in Yogyakarta, Enrekang in South Sulawesi, and Kupang in East NusaTenggara, some data about sugar content and its concentration in sweet sorghumstalk such as sucrose, glucose, and fructose, and the data about the productivityofethanolfermentation.It is expectedthat the datacouldbe used in measuringthepotential of sweet sorghum cultivationand the fermentation technique to producebioethanolinthe future.

This study involved the sweet sorghum cultivation, the analysis ofproductivity,the analysis of sugar content both qualitativelyand quantitatively,andthe alcoholicfermentationof sugar that presented in sweet sorghum. This studywasstarted by the cultivationof sweet sorghum in three differentregions in Indonesia:6.antul \11Yogyakarta. Enrekaog io SQuth S.ulawe$i. and Kypang in Ea.~t.Ny.~Tenggara. The biomass productivitywas measured as the weightof sorghum stalkper hectare and the sugar productivitywaS measured by the volume of distillationthat was derivedper kilogramof sorghum stalkand the levelof fresh sugar distillatiQn(brix)was measuredby polarimeter.The qualitativeand quantitaveanalysiswasconducted by using High Performance LiquidChromatography (HLPC)with thecolumn of AmineX@HPX-78H,300mmx7.8mmwith the detector of UV A 210 nm.Furthermore,itwas fermentedthe distillationof sweet sorghum stickusing the yeastof Saccharomycescerevisiaeand the resulted levelof alcoholwas determinedby themaximumlevelof ethanolthat was derivedinthe fermentation.

The studyfoundsome followingresults :1. Biomassproductivityof sweet sorghum :a. BantulinYogyakarta:KCS105=33.03 ton ha-1,FS 501 =29.99 ton ha-1,FS 902

=39.27 ton ha-1.b. Enrekangin South Sulawesi:KCS105 = 32.37ton ha-1,FS 501 = 27.85 ton ha-1,

FS 902 = 33.08ton ha-1.

iv

c. Kupang in East Nusa Tenggara: KCS 105 - 7.67 ton ha-1,FS 501 - 17.57 ton ha-1, FS 902 = 17.37ton ha-1and Kazetuchi= 24,45ton ha-1.

2. Sweet sorgum productivity:a. Bantul in Yogyakarta: KCS 105 = 1.12 ton ha-1,with the brix value of 17.43; FS

501 = 0.62 ton ha-1with the brlx value of 15.63; FS 902 = 0.04 ton ha-1with thebrix value of 16.00.

b. Enrekang in South Sulawesi: KCS 105 = 7.82 ton ha-\ with the brix value of15.30; FS 501 = 6.78 ton ha-1with the brix value of 13.80; FS 902 = 5.12 ton ha-1with the brix value of 13.30.

c. Kupang in East Nusa Tenggara: KCS 105 = 0.78 ton ha-1,with the brix value of14.90; FS 501'" 2.40 ton ha"1with the brix value of 15.63; FS 902" 1.05 ton ha"1with the brix value of 7.43; and Kazetuchi:4.00 ha-1with the brixvalue of 8.75.

3. Sugar composition of sweet sorghum nira that was analysed:a. KCS 105: sucrose 30.46%; glucose 12.40%; fructose 10.35%.b. FS 501: sucrose 39.61%; glucose 18.64%; fructose 18.42%.c. FS 902: sucrose 43.26%; glucose 19.90%; fructose 15.78%.4. Ethanol concentrations of fennented juice range from 8% to 13%.

Key word: sweet sorghum. bioethanol, biomass, sugar, fermentation

v