KTI yang membawa banyak cerita dan manfa

(1)

ABSTRAK

Berdasarkan hasil yang didapatkan, dari hasi uji kadar etanol dapat disimpulkan bahwa variasi sampah dengan air 75 : 25 mempunyai kadar etanol yang lebih tinggi daripada variasi sampah dengan air 50:50. Pemanasan biasa dengan variasi sampah dengan air 75:25 setelah 5, 7, 9 dan 12 hari fermentasi adalah 6,30%; 8,43%; 9,51%; 10,21%.Pemanasan biasa dengan variasi sampah dengan air 50:50 setelah 5, 7, 9 dan 12 hari fermentasi adalah 6,15%;8,05%; 10,05%; 10,13%.

Pemanasan Autoclave dengan variasi sampah dengan air 75:25 setelah 5, 7, 9 dan 12 hari fermentasi adalah 7,05%; 9,20%; 9,57%; 10,35%. Pemanasan Autoclave dengan variasi sampah dengan air 50 : 50 setelah 5, 7, 9 dan 12 hari fermentasi adalah 6,92% ; 8,97% ; 9,56% ; 10,17%.

Kata kunci: Etanol, Fermentasi, Sampah, Zymomonas mobilis

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

(2)

Seperti yang diketahui, cadangan bahan bakar fosil seperti minyak bumi untuk cadangan nasional di prediksi hanya tersedia untuk 23 tahun mendatang. Untuk mengatasi masalah ini, perlu adanya sumber energi alternatif yang dapat menggantikan peran bahan bakar fosil di masa depan. Sumber energi alternatif yang baru, juga diharapkan dapat mengurangi polusi udara yang sebelumnya ditimbulkan oleh penggunaan bahan bakar fosil (Delima, 2008). Disamping itu banyak sekali sumber daya nabati yang belum banyak dimanfaatkan diantaranya adalah limbah pasar.

Limbah pasar berupa sisa buah-buahan dan sayur-sayuran yang sudah membusuk sering dijumpai di pasar tradisional. Karakteristik limbah ini tersusun atas bahan organik seperti protein, karbohidrat, dan lemak. Limbah padat yang mengandung bahan organik yang tinggi ini bila langsung dibuang ke tanah atau badan air akan menyebabkan pencemaran.

Berdasarkan hal tersebut, timbul ide untuk memanfaatkan limbah untuk dikonversi menjadi sumber energi alternatif yaitu bioetanol melalui proses

fermentasi bakteri. Fermentasi adalah semua proses bioenergetik atau katabolisme yang menggunakan senyawa organik sebagai akseptor elektron terakhirnya (Trihadiningrum,1995).

B. Rumusan Masalah

1. Apakah terkandung etanol pada sampah sayur dan buah melalui hidrolisis asam sulfat dan fermentasi bakteri Zymomonas mobilis. 2. Adakah perbedaan kandungan etanol dari sampah Pasar Segiri

Samarinda pada variasi komposisi sampah dan air serta jenis asam sebagai penghidrolisis.

(3)

1. Mengetahui adanya kandungan etanol pada sampah sayur dan buah melalui fermentasi oleh bakteri Zymomonas mobilis setelah proses hidrolisis menggunakan asam sulfat dan asam klorida.

2. Mengetahui variasi kandungan etanol yang terkandung pada sampah pasar Segiri Samarinda pada variasi komposisi sampah dan air serta variasi asam kuat sebagai penghidrolisis.

TINJAUAN PUSTAKA

Alkohol adalah senyawa hidrokarbon berupa gugus hydroxyl (-OH) dengan 2 atom karbon (C). Spesies alkohol yang banyak digunakan adalah CH3CH2OH yang disebut metil alkohol (metanol), C2H5OH yang diberi nama etil

alkohol (etanol), dan C3H7OH yang disebut iso propil alkohol (IPA) atau

propanol-2. Dalam dunia perdagangan yang disebut alkohol adalah etil alkohol atau metil karbinol dengan rumus kimia C2H5OH.

Sifat etanol adalah jernih tak berwarna, beraroma khas,berfasa cair pada temperature kamar. Sifat Etanol mudah terbakar dengan nyala berwarna biru dan tidak berasap (Rama P,2007). Alkohol berbobot molekul rendah larut dalam air,sedangkan alkil halide padanannya tidak larut. Kelarutan dalam air ini langsung disebabkan oleh ikatan hidrogen antara alkohol dan air. Bagidran hiokarbon suatu alkohol bersifat hidrofob yakni menolak molekul molekul air. Makin panjang bagian hidrokarbon ini, makin rendah kelarutan alcohol dalam air. (Fessenden,1986).

Fermentasi merupakan proses perubahan dari glukosa menjadi alcohol (Lee,1992).Peruraian dari kompleks menjadi sederhana dengan bantuan mikroorganisme sehingga menghasilkan energy.

(4)

glukosa atau fruktosa, sehingga Zymomonas mobilis menguraikan gula dengan kecepatan tinggi supaya menghasilkan cukup energi untuk pertumbuhannya.

Bakteri Zymomonas mobilis itu sendiri merupakan bakteri gram negatif yang dapat ditemukan pada tumbuh-tumbuhan yang kaya akan gula. Pada umumnya bakteri ini mempunyai panjang 2-6 µm dan lebar 1-1.4 µm. Zymomonas mobilis mempunyai laju pertumbuhan yang tinggi dan tahan

terhadap konsentrasi etanol sekitar 14%. Hal ini yang membuat jumlah biomassa yang dihasilkan rendah karena sebagian besar karbon dari substrat digunakan untuk menghasilkan etanol. Di Industri Etanol sendiri Pemakaian bakteri

Zymomonas mobilis sangat menguntungan antara lain: kemampuan untuk tumbuh secara anaerob, hasil produksi lebih tinggi dan kemampuan fermentasi lebih spesifik dibandingkan dengan ragi. PH optimum untuk fermentasi Zymomonas mobilis adalah pH 4,5 (Ismail,dkk,2009). Sehingga Zymomonas mobilis adalah kandidat mikroorganisme terbaik untuk industri alcohol.

Proses fermentasi dengan larutan H2SO4 dan HCl sebagai penghidrolisis

menghasilkan etanol dengan konsentrasi yang bervariasi antara 5%-10%. Pengujian kadar etanol menggunakan metode berat jenis.

Berikut adalah hasil pengukuran kadar etanol dengan larutan H2SO4

sebagai penghidrolisis untuk variasi komposisi sampah 50% : 50% air.

T

waktu fermentasi(hari) kadar etanol (%)

3 5.05

5 6.9

7 7.74

9 9.35

(Prasetyo,A.K,2010 )

Untuk larutan HCl sebagai penghidrolisis ,variasi komposisi sampah 50% : 50% air

T A

(5)

B adalah 10 hari. Sedangkan pada penelitian ini, lama waktu fermentasi maksimal dari rentang waktu penelitian adalah 9 hari. Waktu fermentasi ini belum optimal karena belum terjadi penurunan kadar etanol yang disebabkan oleh mikroba Zymomonas mobilis mulai memasuki fase kematian akibat etanol yang dihasilkan bersifat toksin.

Proses destilasi dari cairan hasil fermentasi dilakukan untuk meningkatkan kadar etanol yang terbentuk dari hasil fermentasi. Prinsip yang digunakan berupa pemisahan zat-zat melalui perbedaan titik didih. Proses destilasi ini menggunakan labu destilasi sebagai destilator, kompor listrik sebagai pemanas dan erlenmeyer sebagai tempat hasil destilasi atau destilat. Proses destilasi ini membutuhkan waktu 4 jam dan dengan suhu 81ºC yang dijaga konstan. Berikut adalah kadar etanol yang didaptkan setelah destilasi :

o Variasi komposisi sampah 50% : 50 % air, dengan larutan H2SO4 sebagai

penghidrolisis:

3 42.28

5 44.25

7 48.07

9 55.01

o Variasi komposisi sampah 50% : 50 % air , dengan larutan HCl sebagai

penghidrolisis:

(6)

A

Tinggi rendahnya kadar etanol yang diperoleh disebabkan oleh besarnya kandungan etanol yang terkandung dalam cairan sampel setelah fermentasi. Jika kandungan etanol setelah proses fermentasi sedikit, maka setelah proses destilasi, kandungan etanol yang terdapat pada cairan sampel tetap sedikit (Munadjim,1990).

METODOLOGI

A. Tempat dan waktu penelitian

1. Tempat Penelitian : di SMA 3 Unggul Tenggarong, Kabupaten Kutai Kartanegara.

2. Waktu Penelitian : Penelitian ini mulai dilakukan pada 10 Oktober sampai dengan 30 oktober 2014.

B. Sampel Penelitian

Sampel penelitian adalah limbah sayur dan buah di pasar. C. Metode Penelitian

Metode dalam penelitian ini adalah studi literatur atau kajian kepustakaan dengan penyajian data deskriptif kualitatif.

D. Definisi Operasional

1. Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan bahan baku nabati.

2. Etanol adalah Senyawa Metana melepas H lalu berikatan dengan gugus –OH. Sehingga gugus fungsi -OH terikat pada gugus alkil, 3. Limbah Pasar meliputi seperti kangkung, wortel, kubis, atau kol, kulit

kacang merah, kulir kacang hijau, dan sisa kecambah, sisa kupasan bawang merah, dan putih, sawi, tongkol jagung, kulit jagung, kepala udang, sisa tulang belulang, ampas kelapa, dan berbagai persisaan lainnya.

(7)

Alat dan sumber data pada studi literatur adalah sebagai sumber data primer untuk menjaring data berupa hasil-hasil penelitian kimiawan atau peneliti-peneliti yang berkompeten dan di peroleh dari jurnal ilmiah, majalah, koran, buku-buku berkompeten, situs-situs yang dapat dipercaya.

F. Prosedur Penelitian

Pada penelitian ini, dilakukan penghalusan sampah pasar dengan variasi komposisi sampah 50% : 50% air. Jenis asam kuat yang digunakan sebagai penghidrolisis adalah H2SO4 dan HCl. Dengan variasi Lama waktu fermentasi

yang digunakan adalah 3 hari, 5 hari, 7 hari, dan 9 hari. Fermentasi menggunakan mikroorganisme Zymomonas mobilis. Setelah proses fermentasi

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.Kandungan pada limbah pasar yang menyebabkan dapat diolah menjadi bioethanol

Potensi yang membuat limbah pasar bisa dipakai karena limbah pasar mengandung Gas Metana (CH4), Glukosa (C6H12O6), dan Fruktosa sebelum di

Fermentasi dan Destilasikan

(8)

(Jeni,A.2005) 3.Reaksi-reaksi pembuatan bioethanol dari sampel

+ Ragi

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

(Glukosa) ( +Pupuk NPK, dan Urea) (Etanol)

Alkohol yang dihasilkan belum murni. Untuk memurnikannya dilakukan distilasi bertingkat sampai didapat alkohol 95,5% yang tidak dapat dimurnikan lagi, karena mempunyai titik didih tetap. (Jeni,A.2005)

4. Kendala-kendala pembuatan bioethanol

Kendala dalam Feremntasi ini adalah Waktu fermentasi karena fermentasi optimal menurut tinjauan pustaka (Jumari,A.2009) adalah 10 hari. Sedangkan pada penelitian ini, lama waktu fermentasi maksimal dari rentang waktu penelitian yaitu 9 hari. Padahal waktu 9 hari belum optimal karena belum terjadi

penurunan kadar etanol yang disebabkan oleh mikroba Zymomonas mobilis mulai memasuki fase kematian akibat etanol yang dihasilkan bersifat toksin.

5. Kadar etanol yang diperoleh dan jumlah volume etanol dalam setiap kg sampel Setiap 100 kg sampah organic akan menghasilkan 20 liter cairan organic. Dari cairan tersebut akan diperoleh sekitar 5,3% liter bioethanol dengan kadar 45 % (Fattah,2011)

KESIMPULAN

Limbah Pasar

Galentinasi Galentinasi

Saccharifikasi Saccharifikasi

Fermentasi, Fermentasi,

(9)

1. Cairan sampel hasil proses fermentasi sampah Pasar Segiri mengandung etanol.

2. Kadar etanol tertinggi setelah proses fermentasi dengan larutan H2SO4

sebagai penghidrolisis untuk variasi komposisi sampah 50 %: 50 % air kadar etanol yang tertinggi adalah 9,35 %. Sedangkan larutan HCl sebagai penghidrolisis untuk variasi komposisi sampah 50 %: 50 % air dengan kadar etanol yang tertinggi adalah 9,20 %.

3. Kadar etanol tertinggi setelah proses destilasi dengan larutan H2SO4sebagai

penghidrolisis untuk setelah proses destilasi untuk variasi komposisi sampah 50 % : 50 % air adalah 55,01 %. Sedangkan kadar etanol tertinggi setelah proses destilasi dengan larutan HCl sebagai penghidrolisis untuk variasi komposisi sampah 50 % : 50 % air adalah 47,10 %.

4. Waktu fermentasi berpengaruh pada peningkatan kadar etanol, dari lama waktu fermentasi, di dapatkan kesimpulan bahwa semakin lama waktu fermentasi, maka kadar etanol yang dihasilkan juga semakin besar. Hal ini dikarenakan selama proses berjalannya fermentasi mikroba Zymomonas mobilis memasuki fase pertumbuhan sehingga etanol yang dihasilkan semakin meningkat. Kadar etanol yang terbentuk dengan penambahan larutan HCl sebagai penghidrolisis lebih kecil dibandingkan penambahan larutan H2SO4 sebagai penghidrolisis.

DAFTAR KEPUSTAKAAN

(10)

(S2).Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITS.Surabaya

Tontowi,I.Iksanti,L.Jayanti N.D.2009.Etanol Dari Molasses Menggunakan Zymomonas Mobilis Yang Diamobilisasi Dengan k-Karaginan Pada Reaktor Kontinyu. Jurnal Fakultas Teknik Kimia ITS.Surabaya

Prasetyo,A.K,.2010. Pembuatan Etanol dari Sampah Pasar Melalui Proses Hidrolisis Asam Dan Fermentasi Bakteri Zymomonas mobilis. Tugas Akhir Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya

Trihadiningrum,Y. 1995.Mikrobiologi Lingkungan.Jurusan Teknik Lingkungan ITS.Surabaya.

Fessenden, R.J. dan Fessenden, J.S. 1986. Kimia Organik. Jilid 1 Edisi Ketiga.Erlangga. Jakarta

FORMAT PENILAIAN NASKAH LKTI SMA/SMK

(11)

Jurusan : MIPA

Judul Karya Tulis : Kemulaunya Bioetanol dari Limbah Pasar

Tim Lomba :

1. Nama Ketua Tim Lomba : Khusnul Khotimah 2. Anggota : Cyntia Diana Putri

N

- Tata tulis: ukuran kertas, kerapihan ketik, tata letak, jumlah halaman.

- Penyajian: sistematika tulisan, ragam bahasa ilmiah, ketepatan dan kejelasan ungkapan,

10

2 Kreativitas dan Inovatif Topik/ Gagasan

Relevansi topic dengan tema Keunikan dan Keaktualitasan

25

3 Kebermanfaatan/Kontri busi

- Nilai tambah keilmuwan

- Nilai tambah bagi kerjasama/pragmatis - Nilai tambah dalam pemecahan masalah

konservasi energi

20

4 Data dan Sumber _Informasi

- Relevansi data dan infrormsi yang diacu - Keakuratan dan integritas data dan

informasi

- Kemampuan menghubungakan berbagai data dan informasi

15

5 Pembahasan, simpulan, serta Transfer Gagasan

- Kemampuan Menganalisis dan mensintesis pembahasan serta merumuskan simpulan - Prediksi transfer gagasan dan

prosesadopsi

20

6

. Keterkaitan Program

Keterkaitan materi dengan program tema

lomba 10

JUMLAH 100

- Setiap kriteria diberi skor : 1 (sangat kurang), 2 (kurang), 4 (baik) dan 5 (sangat baik) - Minimal nilai total lulus : 350

Catatan Penilai : ……… ...………

Penilai,

...

Nilai = Bobot x skor

FORMAT PENILAIAN PRESENTASI LKTI SMA/SMK

(12)

Jurusan : MIPA

Judul Karya Tulis : Kemilaunya Bioetanol dari Limbah Pasar

Tim Lomba :

No. Kriteria Penilaian

1. Penyajian/Presentasi (maksimal 10 menit)

- Sistematikan Penyajian dan Isi

- Alat Bantu/Media Penyajian: OHP. LCD, tape recorderdll.

- Penggunaan Ragam Bahasa Tutur yang Baku

- Sikap/Cara Presentasi - Ketepatanwaktu

40

2. Tanya Jawab (maksimal 20 menit)

- Penguasaan materi

- Kebenaran dan KetepatanJawaban - Sikap/Cara Menjawab

- Keterbukaan Peserta dalam Tanya Jawab.

60

NILAI TOTAL 100

Catatan :

- Skor setiap kriteria : 1 (sangat kurang), 2 (kurang), 4 (baik) dan 5 (sangat baik)

- Minimal nilai total lulus : 350

………….., ………

Juri,

………

FORMAT PENILAIAN AKHIR LKTIM

(13)

Jurusan : MIPA

Judul Karya Tulis : Kemilaunya Bioetanol dari Limbah Sampah

Tim Lomba :

No. Kriteria Penilaian

(KP)

Nilai

(N)

1. Nilai Naskah Karya Tulis LKTIM (60 %)

2. Nilai Presentasi LKTIM (40%)

3. NILAI TOTAL (100%)

………,

………

Juri,

` ………

(14)

1. Judul Naskah : Kemilaunya Bioetanol dari Limbah Pasar 2. Bidang Kajian : Bioetanol dari limbah

3. Ketua Tim

a. Nama Lengkap : Khusnul Khotimah b. Nomor Induk Siswa (NIS) : 9982287322. c. Program Studi : MIPA

d. SMA/SMK/MA : SMA Negeri 3 Tenggarong

e. Alamat Rumah : Jln. Ahmad Yani RT : 22, Rw: 05 Kecamatan Sangasanga

f. Telepon/ Handphone : 082357832989 g. E-mail : [email protected] 4. Anggota Tim : Cyntia Diana Putri

5. Guru Pembimbing

a. Nama Lengkap dan Gelar :. b. NIP : 19810502 200312 2 005

(Tenggarong), (30 November 2014)

Menyetujui

Guru Pembimbing, Ketua Tim,

Rita Widi Asmara S. Pd Khusnul Khotimah

NIP : 19810502 200312 2 005 NIS . 9982287322

Mengetahui:

Kepala Sekolah, SMA/SMK/MA

... NIP...

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH

(15)

Nama : KHUSNUL KHOTIMAH

Alamat Rumah : Jln. Ahmad Yani RT : 22, Rw: 05 Kecamatan Sangasanga

Alamat Sekolah : Jln. Perum KOPPRI No. 1 Desa Perjiwa – Tenggarong Seberang

No. Identitas (KTP/Kartu Pelajar) : 9982287322.

dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah dengan judul:

“Kemilaunya Bioetanol dari Limbah Pasar”

adalah merupakan hasil karya saya sendiri yang belum pernah dipublikasikan baik secara keseluruhan maupun sebagian, dalam bentuk jurnal, working paper atau bentuk lain yang dipublikasikan secara umum. Karya ilmiah ini sepenuhnya merupakan karya intelektual saya dan seluruh sumber yang menjadi rujukan dalam karya ilmiah ini telah saya sebutkan sesuai kaidah akademik yang berlaku umum, termasuk para pihak yang telah memberikan kontribusi pemikiran pada isi, kecuali yang menyangkut ekspresi kalimat dan disain penulisan. Demikian

pernyataan ini saya nyatakan secara benar dengan penuh tanggung jawab dan integritas.

13 November, 2014

Yang menyatakan

Materai 6000