METODOLOGI PENELITIAN
4.7 Prosedur Penelitian
Adapun langkah-langkah penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Sebanyak 90 kg limbah rumput laut jenis Eucheuma cottonii ditaruh pada baskom besar, lalu dicuci dan dibilas dengan air bersih untuk memisahkan butiran pengotor dan pasir.
2. Setelah itu limbah Eucheuma cottonii memasuki tahapan proses penghilangan garam yang bertujuan untuk menghilangkan kandungan garam yang ada di dalam limbah Eucheuma cottonii agar nantinya tidak menghambat/ mengganggu kerja yeast dalam proses fermentasi. Proses penghilangan kandungan garam dalam limbah Eucheuma cottonii ini dilakukan dengan menggunakan senyawa kapur (CaCO3) yang dicampur dengan air dimana dalam penelitian ini penulis menggunakan perbandingan 1 kg CaCO3 dilarutkan dalam 100 liter air. Selanjutnya limbah Eucheuma cottonii dimasukkan dan direndam selama 24 jam. Adapun persamaan reaksi secara teoritis yang terjadi dalam proses penghilangan garam adalah sebagai berikut :
3. Selanjutnya dilakukan pretreatment berupa proses delignifikasi. Proses delignifikasi disini merupakan proses degradasi lignin yang membungkus selulosa didalam matriks limbah Eucheuma cottonii, dimana keberadaan lignin ini akan menghambat aktifitas dari Saccharomyces cerevisiae yang terdapat dalam ragi dalam tahapan proses fermentasi. Adapun proses delignifikasi ini menggunakan proses delignifikasi secara kimia yaitu dengan menggunakan senyawa NaOH sebagai katalis dalam proses delignifikasi dengan variasi sebagai berikut:
a. 30 kg limbah Eucheuma cottonii di delignifikasi dengan larutan NaOH 10 % selama 1 jam.
b. 30 kg limbah Eucheuma cottonii di delignifikasi dengan larutan NaOH 15% selama 1 jam.
c. 30 kg limbah Eucheuma cottonii di delignifikasi dengan larutan NaOH 20 % selama 1 jam.
Pada proses delignifikasi pertama menggunakan 30 kg limbah Eucheuma cottonii yang di delignifikasi dengan larutan NaOH 10%. Untuk perbandingan antara media air dengan massa NaOH yang digunakan dapat diperoleh dengan rumus pengenceran sebagai berikut:
a) Pengenceran dengan menggunakan NaOH 10%
NaOH 10% = 10 gram NaOH dalam 100 ml air Mr NaOH = 40
Massa jenis (ρ) NaOH = 1,087 gr/ml
Molaritas NaOH per 100 ml = (10 gram / 40)/100 ml = 0.25 mol/0,1 liter = 2,5 M
Rumus Pengenceran : V1.M1 = V2.M2 V1. 2,5 M = 5 liter .0,1M V1 = 0,5 M liter/2,5 M V1 = 0,2 liter V1 = 200 ml Massa NaOH = 200 ml x 1.087 gr/ml
Jadi massa NaOH yang dibutuhkan untuk pengenceran dengan 5 liter air adalah 217,4 gram
b) Pengenceran dengan menggunakan NaOH 15%
NaOH 15% = 15 gram NaOH dalam 100 ml air Mr NaOH = 40
Massa jenis (ρ) NaOH = 1,087 gr/ml
Molaritas NaOH per 100 ml = (15 gram / 40)/100 ml = 0,375 mol/0,1 liter = 3,75 M Rumus Pengenceran : V1.M1 = V2.M2 V1. 3,75 M = 5 liter .0,1M V1 = 0,5 M liter/3,75 M V1 = 0,133 liter V1 = 133 ml
c) Dengan cara yang sama dilakukan untuk kadar NaOH 20 %
NaOH 20% = 20 gram NaOH dalam 100 ml air Mr NaOH = 40
Massa jenis (ρ) NaOH = 1,087 gr/ml
Molaritas NaOH per 100 ml = (20 gram / 40)/100 ml = 0,5 mol/0,1 liter = 5 M Rumus Pengenceran : V1.M1 = V2.M2 V1. 5 M = 5 liter .0,1M V1 = 0,5 M liter/5 M V1 = 0,1 liter V1 = 100 ml Massa NaOH = 100 ml x 1.087 gr/ml Massa NaOH = 108,7 gram
(a) (b)
4. Selanjutnya untuk setiap variasi pretreatment delignifikasi pada langkah nomor 3 diberikan treatment yang bertujuan untuk menghidrolisis selulosa menjadi gula sederhana. Adapun variasi yang digunakan dalam proses treatment ini adalah sebagai berikut:
a) 15 kg limbah Eucheuma cottonii di treatment secara fisika, yaitu dengan dikukus selama 30 menit di dalam basin stainless steel pada temperatur 100 °C, lalu ditiriskan selama 1 jam (dalam hal ini proses sakarifikasi untuk menstabilkan derajat keasaman) dalam suhu ruangan (27°C-30°C). Setelah itu barulah masuk pada tahapan proses fermentasi dengan penambahan ragi dengan variasi komposisi 1:0,0015, 1:0,003, 1:0,0045, 1:0,006, 1:0,0075 untuk limbah Eucheuma cottonii dan ragi.
b) Treatment secara biologi dilakukan dengan menggunakan 15 kg limbah Eucheuma cottonii yang di panaskan selama 30 menit di dalam basin stainless steel pada temperatur 100° C lalu ditiriskan selama 1 jam dalam suhu ruangan (27°C-30°C). Setelah itu ditambahkan cairan EM4 dengan perbandingan 1 kg limbah Eucheuma cottonii ditambahkan dengan 50 ml EM4 yang selanjutnya masuk pada tahapan proses fermentasi dengan penambahan ragi dengan variasi komposisi 1:0,0015, 1:0,003, 1:0,0045, 1:0,006, 1:0,0075 untuk limbah Eucheuma cottonii dan ragi.
(a) (b)
Gambar 4.4 Proses Perlakuan Limbah Eucheuma Cottonii (a) Perlakuan Secara Fisika, (b) Perlakuan Secara Biologi
Kelima variasi campuran ragi dan limbah Eucheuma cottonii pada setiap pembagian treatment tersebut dimasukkan kedalam toples kaca agar tidak terjadi kontaminasi dengan udara luar dan ditutup dengan rapat, sehingga tercipta kondisi anaerob sehingga Saccharomyces cerevisiae dapat bekerja dengan baik dalam proses fermentasi.Proses fermentasi ini dilakukan dengan menggunakan media topless kaca untuk menjaga kondisi anaerob (tanpa udara) dengan pH awal 6, didalam ruang tertutup dalam suhu kamar (27-30°C). Tahapan proses fermentasi ini berlangsung selama 9 hari dimana pencatatan data dilakukan setiap 3 hari sekali untuk mengukur volume produk fermentasi dan kadar alkohol yang dihasilkan.
Gambar 4.5 (a) Proses Fermentasi Limbah Anaerob Pada Perlakuan Fisika, (b)
cottonii dalam Kondisi
5. Dalam setiap rentang waktu 3 hari ditampung dalam gelas
dari setiap variasi treatment variasi konsentrasi ragi.
Gambar 4.6 Proses Penekanan Limbah Memperoleh
(a) (b)
Proses Fermentasi Limbah Eucheuma cottonii Pada Perlakuan Fisika, (b) Proses Fermentasi Limbah
dalam Kondisi Anaerob Pada Perlakuan Biologi
Dalam setiap rentang waktu 3 hari, hasil fermentasi limbah Eucheuma cotto tampung dalam gelas ukur, lalu diukur volume produk fermentasi
treatment (fisika dan biologi), variasi delignifikasi variasi konsentrasi ragi.
Proses Penekanan Limbah Eucheuma cottoni Memperoleh Volume Produk Fermentasi
dalam Kondisi Proses Fermentasi Limbah Eucheuma
Pada Perlakuan Biologi
Eucheuma cottonii produk fermentasi yang dihasilkan variasi delignifikasi NaOH dan
6. Selanjutnya dilakukan proses pengukuran kadar alkohol dengan menggunkan alat ukur vinometer, yang penggunaannya dapat dijabarkan sebagai berikut :
a) Masukkan produk fermentasi kedalam vinometer hingga penuh, diamkan beberapa saat sehingga berada dalam keadaan steady, kemudian vinometer yang sudah terisi penuh dengan produk fermentasi tersebut dibalik, sehingga akan terjadi proses penurunan cairan, tunggu sesaat hingga penurunan cairan berhenti dan dari angka yang tertera pada skala vinometer dapatlah ditentukan berapa kadar alkohol dari produk fermentasi tersebut, dalam satuan persen volume (% abv).
Gambar 4.7 Skema Proses Pengukuran Kadar Alkohol
7. Selanjutnya adalah menghitung laju fermentasi dalam satuan (kg/hari) dari setiap rentang waktu fermentasi dari setiap variasi delignifikasi, variasi perlakuan fisika dan biologi dan variasi perbandingan konsentrasi limbah Eucheuma cottonii dengan ragi (yeast).