Barometer.
Volume 5 No.
Juli 2020, 272-276
REVIEW
TEKNOLOGI FERMENTASI BIOETANOL DARI BERBAGAI BAHAN ORGANIK
Alwan Khoiri, 2Bima Ardana Syeh, 3Hanny Dian Kharisma, 4Luluatun Anwari, 5*Dessy Agustina Sari
1,2,3,4
Mahasiswa Program Studi Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Singaperbangsa Karawang Program Studi Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Singaperbangsa Karawang agustina8@staff.
INFO ARTIKEL
ABSTRAK
Diterima : 18 Juli 2020 Direvisi : 09 Agustus 2020 Disetujui : 06 September 2020 Kata Kunci :
Bahan organik.
Bioetanol.
Fermentasi Bioetanol sangat dibutuhkan untuk pemenuhan kebutuhan sehari-hari.
Proses produksi bioetanol dilakukan melalui teknologi fermentasi dari berbagai bahan organik.
Proses fermentasi bioetanol bertujuan untuk memanfaatkan bahan organik terutama limbah organik agar limbah tersebut tidak hanya menjadi limbah semata, tetapi bisa menghasilkan bioetanol dengan teknologi fermentasi.
Berbagai bahan organik telah difermentasikan seperti kulit pisang kepok, rumput gajah, biji durian, keladi liar, jerami padi, limbah tongkol jagung, air limbah cucian beras, tepung ampas tebu, limbah kulit singkong, dan nira aren.
Hasil yang didapat berbeda-beda sebab ada beberapa faktor yang mempengaruhi kandungan kadar etanol tersebut seperti waktu fermentasi, penambahan starter, dan lokasi pengambilan sampel.
DOI: http://dx.
org/10.
35261/barometer.
PENDAHULUAN
Fermentasi bioetanol bertujuan untuk memanfaatkan bahan organik terutama limbah organik agar limbah tersebut tidak hanya menjadi limbah semata tetapi bisa menghasilkan bioetanol dengan teknologi fermentasi.
Menurut Balai Besar Teknologi Pati (B2TP) ada tiga kelompok tanaman sumber bioetanol: tanaman yang mengandung pati .
eperti singkong, kelapa sawit, tengkawang, kelapa, kapuk, jarak pagar, rambutan, sirsak, malapari, dan nyamplun.
, bergula .
eperti: tetes tebu atau molase, nira aren, nira tebu, dan nira sorgum mani.
dan serat selulosa .
eperti: batang sorgum, batang pisang, jerami, kayu, dan baga.
Fermentasi adalah suatu cara untuk mendapatkan alkohol dengan cara melakukan pengendapan pada suatu zat yang terdapat karbohidrat atau suatu zat yang ketika diendapkan akan menghasilkan karbon dioksida atau asam amino di bawah kondisi Bioetanol merupakan hasil dari proses fermentasi biomassa dengan bantuan mikroorganisme .
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 .
Saccharomyces cerevisiae .
Akhir-akhir ini, bioetanol sangat diperlukan di bidang Oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan pasar, berbagai cara dilakukan agar dapat terpenuhi.
Salah satunya dengan cara fermentasi.
Tentu saja banyak bahan baku yang dapat digunakan dan ditemui di lingkungan sekitar seperti biji durian .
, rumput gajah .
, kulit pisang kepok .
, keladi liar .
, jerami padi .
, limbah tongkol jagung .
, air limbah cucian beras .
, tepung ampas tebu .
, limbah kulit singkong .
, dan nira aren .
ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
II.
BAHAN ORGANIK DALAM TEKNOLOGI FERMENTASI
Biji durian Salah satu bahan yang mengandung selulosa adalah biji Biji durian .
memiliki kandungan pati yang cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pengganti bahan makanan dan dapat dimanfaatkan sebagai bioetanol .
Biji durian adalah limbah biomassa yang kurang dimanfaatkan oleh Namun, hasil penelitian mengemukaan bahwa biji durian mengandung karbohidrat 43,6 - 46,2 gram tiap 100 gram biji durian yang diubah menjadi glukosa .
Biji durian telah diuji dengan teknologi fermentasi untuk menghasilkan bioetanol.
Fermentasi yang dilakukan selama 5 hari merupakan fermentasi yang memiliki kualitas baik.
Glukosa telah terurai sempurna menjadi etanol dengan kadar etanol yang dihasilkan sebesar 15,15% jika dibandingkan dengan proses fermentasi selama 8 , 11, dan 14 hari dengan kadar etanol 4,67.
5,48.
dan 2,30% secara berturut-turut .
Pengujian ini menunjukan bahwa lama waktu proses fermentasi mempengaruhi kadar etanol yang dihasilkan.
Rumput gajah Rumput gajah mempunyai kadar selulosa tinggi .
,85%) yang dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil etanol.
Rumput gajah dapat menghasilkan etanol karena mengandung Cara pembuatan etanol dari rumput gajah terlebih dahulu yaitu selulosa dihidrolisis menjadi glukosa , kemudian difermentasi menggunakan bakteri Saccharomyces cerevisiae.
Hasil fermentasi didestilasi pada suhu 80AC.
Tempat pengambilan sampel memberi pengaruh terhadap kadar selulosa rumput gajah dengan mengukur pH tanah dari setiap daerahnya, sehingga memiliki perbedaan kandungan selulosa, lignin dan hemiselulosa.
Waktu fermentasi pun berpengaruh terhadap kadar etanol yang Waktu fermentasi berpengaruh pada kadar etanol yang dihasilkan.
Terlalu lama rumput gajah difermentasi akan memberikan dampak penurunan kadar etanol yang dihasilkan.
Enam hari fermentasi memberikan kadar yang optimum sekitar TEKNOLOGI FERMENTASI BIOETANOL DARI BERBAGAI BAHAN ORGANIK 20-30%.
Kemudian, waktu 8 hari mengalami penurunan sekitar 7-11%.
Jadi dapat disimpulkan waktu optimum fermentasi etanol pada rumput gajah menggunakan bakteri Saccharomyces cerevisiae untuk menghasilkan kadar etanol paling tinggi berada di fermentasi 6 hari .
Kulit pisang kepok Beberapa penelitian pembuatan bioetanol menggunakan kulit pisang kepok pernah dilakukan sebelumnya.
Pisang dengan nama latin Musa paradisiacal merupakan jenis buah-buahan tropis yang sangat banyak dihasilkan di Indonesia.
Pulau Jawa dan Madura mempunyai kapasitas kira-kira 180.
153 ton per Pembuatan bioetanol dengan proses ekstrasi.
Sejumlah 5 kg kulit pisang kepok dihaluskan dan ditambahkan air Ii dari jumlah kulit pisang kepok sehingga diperoleh bubur A 1,5 liter.
Bubur dihidrolisis dengan penambahan HCl 10% pada temperatur 60C.
Selanjutnya, bahan tersebut difermentasi dengan bantuan Saccharomyces cereviceae pada temperatur 32C sehingga dihasilkan 15% etanol per 1,5 liter jumlah bubur.
Suhu memegang peranan penting karena secara langsung dapat mempengaruhi aktivitas Saccharomyces cerevisiae dan secara tidak langsung akan mempengaruhi kadar bioetanol yang Seperti pada penelitian lain, kulit pisang dihidrolisis menggunakan larutan HCl 37% pada pH 1.
Hidrolisis dilakukan pada suhu 50, 60, 70, dan 80C selama 1 jam.
Selanjutnya difermentasikan dengan Saccharomyces cereviceae dengan variable nutrien diamonium fosfat sebesar 10, 20, dan 30 gr/L selama 12 hari.
Hasilnya menunjukan glukosa optimum yang didapat dari hidrolisis adalah 83,021 gr/l pada suhu 70C selama 1 Kandungan bioetanol optimum yang didapatkan H2SO4 0,5 N dari fermentasi hari ke-8 sebesar 314,46 etanol /kg kulit pisang kepok kering .
Pada penelitian ini, pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae dijaga pada suhu 27oC.
Kulit pisang yang digunakan pada penelitian ini adalah kulit pisang yang sudah dikeringkan dan dihidrolisis menggunakan H2SO4 0,5 N.
Hasil yang didapatkan menunjukan bahwa semakin lama proses fermentasi maka semakin banyak etanol yang dihasilkan dan semakin banyak ragi yang ditambahkan akan menghasilkan etanol yang lebih rendah.
Pada variasi waktu fermentasi diperoleh waktu optimum fermentasi diperoleh waktu optimumnya pada waktu 144 jam dengan kadar etanol 13,5406%.
Pada variasi penambahan berat ragi diperoleh kadar etanol 13,5353% dengan berat ragi 0,0624 gram .
Pada variasi waktu fermentasi diperoleh waktu 7 hari dengan kadar etanol 40% sebanyak 34 ml .
Keladi liar Pada penelitian pembuatan bioetanol dari umbi talas melalui metode hidrolisa dan fermentasi dihasilkan kadar pati sebesar 24,4% dan kadar bioetanol sebesar 12,71% .
Keladi liar merupakan tanaman sepanjang tahun yang mengandung kadar pati sebesar 18%, mudah ditemukan, dan tidak termasuk pada tanaman pangan.
Pada kondisi optimal, produktivitas keladi liar dapat mencapai 30 ton umbi/hektar.
Penelitian dilakukan dengan pretreatment pada umbi keladi liar, pembentukan tepung umbi keladi liar, tahap hidrolisis, pembuatan larutan Luff-Schoorl, tahap fermentasi, dan tahap destilasi melalui hidrolisis dengan katalis asam klorida dan fermentasi .
Semakin besar konsentrasi HCl sebagai katalis hidrolisis tidak menghasilkan kadar glukosa yang semakin meningkat, peningkatan kadar glukosa terjadi pada konsentrasi HCl 0,0 N sampai 0,1 N kemudian kadar glukosa mengalami penurunan pada konsentrasi 0,15 sampai 0,2 N.
Semakin lama waktu hidrolisis tidak menghasilkan kadar glukosa yang semakin besar, kadar glukosa yang dihasilkan semakin besar pada waktu hidrolisis 0 hingga 45 menit setelah itu waktu hidrolisis 45-60 menit menghasilkan kadar glukosa yang semakin kecil .
Pada hidrolisis dengan metode asam semakin lama proses hidrolisis maka gula reduksi akan semakin besar, namun jika terlalu lama maka akan terjadi penurunan kadar gula reduksi .
Penurunan kadar gula disebabkan karena glukosa akan terdegradasi menjadi hydroxyl methyl furfural dan bereaksi lebih lanjut membentuk asam formiat, sehingga menyebabkan kadar glukosa menurun.
Lama waktu hidrolisis yang menghasilkan kadar gula tertinggi adalah pada waktu hidrolisis 2,5 jam dengan kadar gula yang diperoleh sebesar 0,653% .
Hasil fermentasi dipengaruhi banyak faktor seperti bahan pangan atau substrat, jenis mikroba, dan kondisi sekitar .
Pada hasil fermentasi umbi talas, selanjutnya dievaporasi untuk memisahkan etanol dari campurannya pada suhu 80oC.
proses evaporasi senyawa yang menguap terlebih dahulu adalah etanol karena memiliki titik didih yang rendah yaitu 78,3oC dibandingkan dengan pelarutnya seperti air yang memiliki titik didih 100oC .
Semakin lama waktu fermentasi tidak menghasilkan kadar etanol yang meningkat peningkatan kadar etanol yang dihasilkan terjadi pada waktu fermentasi 18 jam sampai 72 jam kemudian mengalami penurunan pada waktu fermentasi 90 jam .
Jerami padi Jerami padi merupakan limbah pertanian yang masih jarang dimanfaatkan sebagai produk yang mempunyai nilai tambah.
jerami padi termasuk biomassa yang mengandung lignoselulosa yang dapat dimanfaatkan sebagai energi alternatif seperti Bahan lignoselulosa merupakan biomassa yang berasal dari tanaman dengan komponen utama lignin, selulosa, dan Jerami padi mengandung bahan polisakarida .
urang lebih 39% selulosa dan 27,5% hemiselulos.
Hemiselulosa merupakan satu kesatuan yang membangun komposisi serat dan mempunyai peranan yang penting karena bersifat hidrofilik sehingga berfungsi sebagai perekat antar selulosa yang menunjang kekuatan fisik serat .
Jerami padi selain mengandung selulosa juga mengandung lignin dan Oleh karena itu, selulosa dalam jerami padi diisolasi terlebih dahulu dengan cara menghilangkan lignin .
Delignifikasi merupakan suatu proses pembebasan lignin dari suatu senyawa kompleks .
Dan dilanjutkan dengan hidrolisis .
Setelah jerami padi dihidrolisis menggunakan H2SO4 hidrolisat jerami tersebut difermentasi .
Potensi etanol dari jerami padi sebesar 0,28 L/kg jerami .
Limbah tongkol jagung Tongkol jagung adalah tempat pembentukan lembaga dan gudang penyimpanan makanan untuk pertumbuhan biji.
Jagung mengandung kurang lebih 30% tongkol jagung sedangkan sisanya adalah kulit dan biji .
Limbah pertanian .
ermasuk tongkol jagun.
, mengandung selulosa .
-60%), hemiselulosa .
-30%) dan lignin .
-30%) komposisi kimia tersebut membuat tongkol jagung dapat digunakan sebagai sumber energi, bahan pakan ternak dan sebagai sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme .
Karakteristik Kimia dan fisika dari tongkol jagung sangat cocok untuk pembuatan tenaga alternatif .
Beberapa faktor seperti pH, berpengaruh terhadap jumlah produk hidrolisis, pH ini erat hubungannya dengan konsentrasi asam, dimana pH semakin rendah bila konsentrasi asam yang digunakan lebih besar, pH optimum adalah 2-3 dan faktor tekanan juga berpengaruh terhadap jumlah produk hidrolisis.
tekanan untuk titik didih 120oC tekanan atmosfernya adalah 1 atm .
Air limbah cucian beras Air cucian beras biasanya akan langsung dibuang karena dianggap tidak memiliki nilai apapun, kualitas air cucian beras masih tergolong baik dan tidak akan mencemari lingkungan.
Hal ini dikarenakan kualitas air limbah ditentukan oleh jenis Ae jenis air yang terlarut .
Tidak banyak diketahui sebenarnya air cucian tersebut masih mengandung karbohidrat, protein, dan vitamin B.
Produksi etanol atau bioetanol dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat, dilakukan dengan proses konversi karbohidrat menjadi glukosa .
Glukosa yang dihasilkan dari hidrolisis selulosa dapat digunakan untuk memproduksi etanol .
Hidrolisis selulosa adalah proses pemecahan suatu senyawa dengan air.
Ada 4 tipe hidrolisis, yaitu hidrolisis tanpa katalis, hidrolisis dengan asam, hidrolisis dengan basa, dan hidrolisis dengan enzim .
Adapun faktor yang mempengaruhi hidrolisis salah satunya yaitu waktu reaksi, waktu optimum untuk menghidrolisis pati menjadi gula berkisar jam .
waktu proses hidrolisa pada air limbah cucian beras selama 6 jam menghasilkan kadar glukosa 93,02 mg/L dan waktu optimum fermentasi cucian air beras adalah 4 hari yang menghasilkan kadar etanol 11,177% .
Tepung ampas tebu Energi sangat diperlukan dalam menjalankan aktivitas perekonomian Indonesia, baik untuk kebutuhan konsumsi maupun untuk aktivitas produksi berbagai sektor perekonomian.
Perkembangan energi selaras dengan perkembangan manusia, dunia akan terus meningkatkan kebutuhan energi seiring dengan meningkatnya jumlah manusia .
Sebagai sumber daya alam, energi harus dimanfaatkan bagi kemakmuran masyarakat dan pengelolaannya harus mengacu pada asas pembangunan Dari aspek penyediaan.
Indonesia merupakan negara yang kaya dengan sumber daya energi baik energi yang bersifat unrenewable resources maupun yang bersifat renewable Namun demikian, eksplorasi sumberdaya energi lebih banyak difokuskan pada energi fosil yang bersifat unrenewable resources, sedangkan energi yang bersifat renewable relatif belum banyak dimanfaatkan.
Kondisi ini menyebabkan ketersediaan energi fosil, khususnya minyak mentah, semakin langka yang menyebabkan Indonesia saat ini menjadi net importir minyak mentah dan produk-produk turunannya.
Komponen utama ampas tebu adalah lignin .
%), selulosa .
%), dan hemiselulosa .
%) .
Selama ini ampas tebu digunakan sebagai energi utama pabrik gula.
Umumnya dalam pengolahan tebu, dihasilkan ampas tebu dalam skala besar .
encapai 240 kg bagas dengan 50% kelembaban per 1 ton teb.
, yang sekarang dibakar di boiler untuk pembangkitan steam dan Ada 4 fase pertumbuhan yang meliputi fase adaptasi, fase tumbuh cepat, stasioner, dan kematian .
Teknologi yang baik untuk membangkitkan dan mengoptimalisasi proses produksi etanol memberikan nilai surplus ampas yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar untuk pembangkitan listrik atau bahan baku bioetanol dan produk berbasis bio lainnya .
ISSN: 1979-889X .
ISSN: 2549-9041 .
http://w.
Limbah kulit singkong Penggunaan bahan bakar fosil menyebabkan pencemaran Oleh karena itu perlu untuk menemukan bahan bakar alternatif, salah satunya adalah bioetanol.
Bioetanol dapat dibuat dengan fermentasi karbohidrat.
Karbohidrat ini dapat ditemukan di kulit singkong (Manihot esculenta crantz atau Manihot utilissim.
Kulit singkong mengandung karbohidrat cukup tinggi .
Hasil analisis kulit singkong yaitu mengandung 36,5% pati atau amilum .
Kandungan pati kulit singkong yang cukup tinggi, memungkinkan digunakan sebagai sumber energi bagi mikroorganisme .
Penggunaan singkong sebanyak 18,9 juta ton per tahun.
Kulit dalam yang berwarna putih dapat mencapai 1,5-2,8 juta ton, sedangkan limbah kulit luar yang berwarna cokelat mencapai 0,04-0,09 juta ton .
Nira aren Bioetanol atau etil alkohol (C2H5OH) sebagai bahan bakar ramah lingkungan dan juga terbarukan menjadi perhatian dunia dewasa ini.
Hal ini dibuktikan dengan semakin meningkatnya produksi bioetanol dari tahun sebelumnya ke tahun sekarang, dan juga mendatang.
Perkiraan untuk tahun 2020 ini sebanyak 125 Bahan baku utama dari bioetanol salah satunya adalah nira aren (Arenga pinnata mer.
Pembuatan bioetanol dari nira aren dibantu oleh bakteri Saccharomyces cerevisiae dengan proses Jumlah sel dalam media fermentasi sangat mempengaruhi konversi gula menjadi bioetanol .
Hal ini dipengaruhi oleh banyaknya persentase starter.
Semakin banyak kadarnya yang dicampurkan ke dalam substrat maka jumlah Saccharomyces cerevisiae juga akan semakin banyak sehingga glukosa yang dikonversi menjadi etanol juga akan semakin meningkat .
Volume starter yang semakin tinggi akan menghasilkan kadar bioetanol yang semakin tinggi juga untuk waktu fermentasi 24 jam dengan menggunakan bahan baku nira aren dan Saccharomyces cerevisiae sebagai katalisnya .
Pengadukan terlalu cepat dapat mengganggu metabolisme yeast .
Kecepatannya pada penelitian berbanding lurus dengan kadar dan yield bioetanol, sehingga mencapai titik maksimum .
Waktu kontak mikroorganisme dengan substrat lebih cepat sehingga glukosa yang terdapat pada substrat tidak termanfaatkan dengan baik.
KESIMPULAN
Teknologi fermentasi bioetanol dari berbagai bahan organik menghasilkan kadar etanol yang beragam karena metode yang digunakan berbeda-beda.
Namun umumnya, fermentasi pada bahan organik bisa menghasilkan kadar etanol yang cukup tinggi ketika sebelum proses fermentasi, terlebih dahulu dilakukan penambahan starter pada bahan organik sehingga etanol yang dihasilkan semakin banyak.
Faktor lain yang mempengaruhi kadar etanol yang dihasilkan adalah lokasi pengambilan sampel terutama pada bahan organik rumput gajah dengan mengukur pH setiap tanah, tempat pengambilan sampel rumput gajah.
Kemudian, waktu fermentasi berpengaruh pada penelitian kadar etanol dari bahan organik limbah tongkol jagung.
TEKNOLOGI FERMENTASI BIOETANOL DARI BERBAGAI BAHAN ORGANIK
UCAPAN TERIMA KASIH