BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan T

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Alam menyediakan begitu banyak kebutuhan manusia. Mulai dari kebutuhan untuk bangunan, makan, minum, dan lain sebagainya. Tak henti-hentinya manusia menggunakan kekayaan alam tersebut. Setelah menggunakannya, pasti ada bagian atau ampas dari bahan tersebut yang dibuang. Bagian yang dibuang tersebut antara lain adalah kulit, biji, bonggol dan bagian lain yang dianggap tidak dapat dimanfaatkan lagi.

Tanpa disadari, bagian yang dianggap tidak berguna tersebut ternyata menyimpan begitu banyak potensi untuk dimanfaatkan menjadi sesuatu yang bernilai lebih. Jika saja manusia mau sedikit lebih kreatif, semua bahan yang disediakan oleh alam ini tidak akan ada yang terbuang. Semua bagian dari bahan tersebut tentu akan berguna dan dapat lebih menunjang kehidupan.

Sebagai makhluk yang paling cerdas di antara makhluk lain, hendaknya manusia dapat lebih maksimal dalam memanfaatkan segala yang telah diberikan oleh alam. Dengan semakin majunya zaman dan semakin canggihnya teknologi akan lebih mempermudah manusia dalam melakukan berbagai penelitian.

Semua barang tak berguna jika diolah menjadi barang berguna tentunya akan mendatangkan banyak sekali keuntungan. Tidak hanya keuntungan pada diri sendiri namun juga terhadap sekitar. Antara lain dapat menambah pendapatan, membuka lapangan kerja baru, dan mengurangi pengangguran. Maka dari itu mulai sekarang barang-barang yang dianggap tak berguna harus lebih diperhatikan lagi. Karena tidak ada yang tidak berguna di dunia ini.

Salah satu bahan yang berpotensi untuk dimanfaatkan lagi adalah kulit pisang karena di dalam kulit pisang terdapat banyak sekali zat yang berguna, antara lain vitamin B, C, kalsium, protein, dan juga lemak yang cukup . Hasil analisis kimia menunjukkan bahwa komposisi

kulit pisang banyak mengandung air yaitu 68,9% dan karbohidrat sebesar 18,5%

(http://himdikafkippuntan.blogspot.com, 2008).

Adanya kandungan karbohidrat pada kulit pisang seperti yang disebutkan di atas, maka dapat diperkirakan bahwa kulit pisang dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Bioetanol adalah energi masa depan untuk bahan bakar bensin yang sangat aman digunakan. Pemanfaatan bioetanol sangatlah luas. Tak heran permintaannya pun sangat tinggi. Diantaranya sebagai bahan bakar kendaraan bermotor hingga kompor ramah lingkungan.

(2)

2

(http://bioetanol-seno.blogspot.com, 2008). Maka dari itu perlu adanya sebuah penelitian untuk mengkaji secara ilmiah tentang sampah organik seperti kulit pisang yang dapat dijadikan sebagai bahan baku bioetanol.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana proses pembuatan bioetanol dengan bahan dasar dari kulit pisang susu? 2. Apakah kulit pisang susu dapat dijadikan bioetanol?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui proses pembuatan bioetanol dari kulit pisang susu.

2. Untuk mengetahui apakah kulit pisang susu dapat dijadikan bioetanol. D. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Pemanfaatan kulit pisang susu agar mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.

(3)

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Bioetanol

“Bioetanol (C2H5OH) merupakan cairan biokimia yang diperolah dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme”

(http://baharudin26wordpress.com/2010/11/21/bioethanol). Bioetanol sering ditulis dengan EtOH dengan "Et" merupakan singkatan dari gugus etil (C2H5).

“Rumus empiris bioetanol adalah C2H6O atau rumus bangunnya adalah CH3-CH2-OH.

Bioetanol bersifat tidak berwarna, memiliki bau yang khas, dan mudah menguap. Bahan ini dapat memabukkan jika diminum” (http://energibio.wordpress.com/bioetanol/agustus2008). Dalam pembuatan bioetanol dibutuhkan bahan baku sebagai berikut:

1. Nira bergula (sukrosa): nira tebu, nira nipah, nira sorkum manis, nira kelapa, nira aren, nira siwalan, sari buah mete.

2. Bahan berpati antara lain tepung-tepung sorgum biji (jagung cantel), sagu, singkong/gaplek, ubi jalar, ganyong, garut, umbi dahlia.

3. Bahan berselulosa: kayu, jerami, batang pisang, bagas, dll. Dalam kehidupan ini bioetanol memiliki beberapa manfaat, antara lain:

1. Sebagai bahan bakar subtitusi BBM pada motor berbahan bakar bensin, digunakan dalam bentuk murni 100% (B100) atau dicampur dengan premium (EXX).

2. Gasohol s/d E10 bisa digunakan langsung pada mobil bensin biasa (tanpa mengharuskan mesin dimodifikasi).

3. Bioetanol juga diperlukan dalam industri kosmetik, minuman, farmasi, dan parfum (http://bioetanol-seno.blogspot.com, 2008).

B. Teknologi Pembuatan Bioetanol

1. Persiapan Bahan Baku

Bahan baku pembuatan bioetanol dapat berasal dari tanaman yang menghasilkan gula sederhana (tebu dan gandum manis) atau nama yang menghasilkan tepung (jagung, singkong, dan gandum). Proses dalam mengolah bahan baku sebagai berikut:

a. Tebu dan gandum harus digiling untuk mengekstrak gula.

(4)

4

c. Pemasakan: tepung dikonversi menjadi gula melalui proses pemecahan menjadi gula kompleks (liquefaction) dan sakarifikasi (Saccaharification) dengan penambahan air, enzim, dan panas.

Tahap pemecahan menjadi gula kompleks memerlukan beberapa penanganan, yaitu: a. Tepung dicampur dengan air secara merata sampai menjadi bubur.

b. pH diatur sehingga sesuai dengan kondisi kerja enzim.

c. Menambahkan enzim (alpha-amilase) dengan perbandingan yang sesuai.

d. Memanaskan bubur hingga suhu 80o s/d 90oC, dimana tepung-tepung yang bebas akan mengental seperti jelly seiring dengan naiknya suhu, sampai suhu optimum enzim bekerja memecahkan struktur tepung secara kimiawi menjadi gula kompleks. Proses ini dikatakan selesai jika bubur yang diproses menjadi lebih cair seperti sup.

Tahap pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana melibatkan beberapa proses di bawah ini:

a. Bubur didinginkan hingga suhu optimum enzim sakarifikasi bekerja . b. Pengaturan pH optimum enzim.

c. Enzim harus ditambahkan secara tepat.

d. pH dan temperatur harus dijaga pada rentang 50o s/d 60oC hingga proses pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana selesai.

2. Proses Fermentasi

Sebelum dilakukan fermentasi, kulit pisang susu yang telah dicincang harus ditambahkan air. Saat pencampuran tersebut terjadi reaksi hidrolisis. “Hidrolisis adalah reaksi kimia antara air dengan suatu zat lain yang menghasilkan satu zat baru atau lebih dan juga dikomposisi suatu larutan dengan menggunakan air” (http://repository.upnyk.ac.id/352/1/Pembuatan_Bioetanol_dari_Kulit_Pisang). Reaksi hidrolisis pati berlangsung menurut persamaan reaksi sebagai berikut:

(C6H10O5)n + nH2O n(C6H12O6)

Pati + Air Glukosa

Pada tahap fermentasi, tepung berubah menjadi gula sederhana dimana pada proses selanjutnya akan melibatkan enzim yang nantinya akan diletakkan pada ragi agar dapat bekerja pada suhu optimum. Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2.

(5)

sederhana, melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi

ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan. Proses fermentasi dapat dirumuskan dalam reaksi kimia sebagai berikut:

C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

Bubur kemudian dialirkan ke dalam gelas ukur dan didinginkan pada suhu optimum antara 27o s/d 32o C, dan dibutuhkan ketelitian agar bubur tidak terkontaminasi mikroba lain. Ragi akan menghasilkan etanol mencapai 8 s/d 12% dan selanjutnya ragi akan menjadi tidak aktif. Itu dikarenakan kelebihan etanol menyebabkan racun bagi ragi.

3. Pemurnian / Distilasi

Sebelum melakukan distilasi, harus dilakukan proses pemerasan terlebih dahulu agar padatan dan cairan terpisah dan untuk menghindari terjadinya penyumbatan selama proses distilasi.

Distilasi ini berguna untuk memisahkan etanol dari bir (sebagian besar merupakan air dan etanol). Etanol memiliki titik didih murni 78o C sedangkan air adalah 100o C. Dengan memanaskan larutan pada suhu 78o – 100oC akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap. Kemudian melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95% volume.

C. Kandungan Kulit Pisang

Buah banyak mengandung karbohidrat baik isinya maupun kulitnya. Di dalam kulit pisang ternyata memiliki kandungan vitamin C, B, kalsium, protein, dan juga lemak yang cukup. Hasil analisa kimia menunjukkan bahwa komposisi kulit pisang banyak mengandung air yaitu 68,90% dan karbohidrat sebesar 18,50%. “Karbohidrat adalah suatu zat gizi yang berfungsi sebagai asupan energi utama, dimana tiap gramnya menghasilkan 4 kalori (17 kilojoule) energi pangan per gram” (Leyla, Agustina. http://himdikafkippuntan.blogspot.com, 2008). Karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom karbon, hidrogen, dan oksigen.

Klasifikasi karbohidrat yang paling sering dipakai dalam ilmu gizi berdasarkan jumlah molekulnya:

1. Monosakarida, seperti Heksosa, Glukosa, Fruktosa, Galaktosa, Pentosa, Arabinosa, Xylosa

2. Disakarida, seperti Sukrosa, Maltosa, Laktosa

(6)

6

Karbohidrat atau hidrat arang yang terkandung dalam kulit pisang adalah pati. Amilum atau pati ialah jenis polisakarida karbohidrat (karbohidrat kompleks). Pati tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin dalam komposisi yang berbeda-beda yaitu 10-20% amilosa dan 80-90% amilopektin. Amilosa tersusun dari molekul-molekul α-glukosa dengan ikatan glikosida α (1-4) membentuk rantai linier. Sedangkan amilopektin terdiri dari rantai-rantai amilosa (ikatan α (1-4)) yang saling

terikat membentuk cabang dengan ikatan glikosida α (1-6). Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilum adalah jenis polisakarida (karbohidrat komplek). Polisakarida merupakan senyawa karbohidrat kompleks, dapat mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida yang tersususn membentuk rantai lurus ataupun bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), tidak seperti monosakarida dan disakarida. Pemecahan karbohidrat (misalnya pati) menghasilkan monosakarida dan disakarida, terutama glukosa. ( http://himdikafkimputan.blogspot.com/2008/05/pemnfaatan-limbah-kulit-pisang-sebagai.html). Kandungan pati pada pisang disajikan dalam Tabel 2.1 sebagai berikut:

Tabel 2.1 Kriteria Kematangan Pisang

Tingkat

Kematangan Warna Kulit Buah

Persen 4 Kuning lebih banyak

dari Hijau 13 7.5 -

(7)

D. Distilasi Sederhana

“Distilasi atau penyulingan adalah proses pemisahan zat kimia berdasarkan perbedaan titik didih atau berdasarkan perbedaan kecenderungan menguap (volatilitas) dari suatu cairan” (http://id.wikipedia.org/wiki/distilasi). Dalam proses distilasi, campuran zat dididihkan hingga menguap, kemudian uap tersebut didinginkan kembali dalam bentuk cairan. Zat yang terlebih dahulu menguap adalah zat yang memiliki titik didih lebih rendah. Uap tersebut bergerak menuju kondenser yaitu pendingin (perhatikan Gambar 2.1). Proses pendinginan terjadi karena air dialirkan kedalam dinding (bagian luar kondenser), sehingga uap yang dihasilkan akan kembali cair. Proses ini berjalan terus menerus hingga akhirnya seluruh senyawa-senyawa yang ada dalam campuran homogen tersebut dapat dipisahkan. Atas dasar tersebut maka perangkat peralatan distilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin (Gambar 2.1). Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal distilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton.

Dibawah ini merupakan contoh teknik pemisahan dengan cara distilasi yang dipergunakan oleh kalangan industri. Pada skala industri, alkohol dihasilkan melalui proses fermentasi dari sisa nira (tebu) yang tidak dapat diproses menjadi gula pasir. Hasil dari proses fermentasi adalah alkohol dan tentunya masih bercampur secara homogen dengan air. Atas dasar perbedaan titik didih air (100 oC) dan titik didih alkohol (78oC), sehingga yang akan menguap terlebih dahulu adalah alkohol karena titik didih alkohol lebih rendah dari air. Dengan menjaga distilasi maka hanya komponen alkohol saja yang akan menguap. Uap tersebut akan melalui pendingin dan akan kembali cair, proses distilasi alkohol merupakan distilasi yang sederhana, dan mempergunakan alat seperti pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Alat Distilasi Modern

(8)

8

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Kimia SMA Negeri 1 Karanganom dan waktu penelitian dapat dijabarkan dalam Tabel 3.1 sebagai berikut:

Tabel 3.1 Waktu Penelitian

No. Tanggal Penelitian Kegiatan 1. 11 April 2011 Proses pencampuran bahan 2. 11 s/d 14 April 2011 Proses fermentasi dan pemerasan 3. 15 April 2011 Proses distilasi

4. Mei s/d Juni 2011 Pembuatan laporan penelitian

B. Alat dan Bahan Penelitian

Alat dan bahan untuk pembuatan distilator sederhana:

1. Botol plastik bekas (1 buah dibagi 2)

2. Selang plastik (1,7 m, dibagi menjadi 2 yaitu 80cm, 90cm) 3. Sandal jepit bekas (1 pasang)

4. Malam/Plastisin (6 buah)

Alat dan bahan untuk pembuatan bioetanol:

1. Kulit pisang susu(400 ml)

2. NPK(0,2 gr) dan Urea(0,5 gr) untuk makanan ragi

3. Ragi(0,5 gr) sebagai enzim untuk proses kimiawi dalam fermentasi

4. Aquades (200 ml) sebagai bahan pengencer kulit pisang saat dihancurkan/diblender. 5. Blender untuk menghancurkan kulit pisang susu menjadi bubur.

6. Alat pengaduk untuk mengaduk campuran NPK, Urea, Ragi, dan bubur kulit pisang. 7. Pisau untuk mengiris kulit pisang susu.

(9)

9. Baskom untuk wadah kulit pisang sebelum diproses.

10.Plastik untuk menutup campuran bubur kulit pisang susu dalam proses fermentasi. 11.Karet dan isolasi untuk mempererat tutup gelas ukur.

12.Neraca timbang untuk menimbang bahan yang diperlukan. 13.Kain saring untuk menyaring hasil fermentasi.

C. Prosedur Penelitian

1. Pembuatan Alat Distilasi Sederhana

a. Menyiapkan alat-alat dan bahan-bahan yang diperlukan untuk pembuatan alat distilasi sederhana.

b. Memotong selang menjadi dua bagian dengan ukuran 80 cm dan 90 cm.

c. Memotong botol bekas air mineral menjadi dua bagian. Bagian yang atas dilubangi tutupnya sampai diameternya sama dengan diameter selang. Begitu juga bagian bawah dibuat dua lubang sejajar seukuran diameter selang.

d. Membuat lingkaran dari sandal bekas sampai diameternya sama dengan diameter potongan bagian bawah botol bekas air mineral. Kemudian membuat dua lubang pada karet sandal seukuran diameter selang.

e. Merangkai alat dengan langkah-langkah berikut:

1) Memasang sandal yang sudah dilubangi pada botol air mineral bagian bawah dari potongan tadi, sehingga tertutup rapat. Memasukkan selang yang berukuran 90 cm sebagai selang pengembunan ke lubang 1 dilanjutkan sampai lubang 2, kemudian diteruskan ke lubang 3, diteruskan ke lubang 5. Kemudian untuk selang ukuran 80 cm dimasukkan pada lubang 4 yang digunakan sebagai saluran pembuangan.

2) Meletakkan labu untuk menampung hasil proses distilasi tepat dibawah selang pengembunan.

(10)

10

2. Pembuatan Bioetanol Dari Kulit Pisang Susu

a. Mengiris kulit pisang susu dengan menggunakan pisau.

Gambar 3.2. Kulit Pisang Susu

b. Menghancurkan kulit pisang susu ditambah aquades dengan blender, dengan perbandingan 2:1.

c. Menuang kulit pisang yang sudah hancur kedalam gelas ukur. d. Menambah NPK, urea, dan ragi kedalam gelas ukur.

Gambar 3.3. Proses pencampuran e. Mengaduk semua bahan hingga merata.

f. Menutup gelas ukur dengan plastik yang diikat dengan karet dan isolasi.

Gambar 3.4 Penutupan Gelas Ukur Dengan Plastik

g. Memfermentasi selama 3 hari.

(11)

i. Menuang filtrat kedalam labu. j. Menyiapkan alat distilasi.

k. Melakukan proses distilasi terhadap filtrat pada suhu antara 78° C - 100° C secara berulang.

Gambar 3.5 Proses Distilasi Terhadap Filtrat

(12)

12

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan Dan Hasil Penelitian

Dalam proses pembuatan bioetanol harus melalui fermentasi. Fermentasi dalam penelitian ini menggunakan urea dan NPK untuk makanan ragi tape. Proses kimiawi berlangsung saat proses fermentasi yaitu mengubah glukosa menjadi alkohol atau etanol, karbon dioksida, dan energi. Hasil fermentasi bubur kulit pisang susu dapat disajikan dalam Tabel 4.1 dan dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Fermentasi Ekstrak Kulit Pisang Susu

Komposisi Hasil Fermentasi Hasil Filtrasi

Kulit Pisang Susu 400 ml

Bau menyengat,

Setelah fermentasi dilakukan proses distilasi untuk memisahkan alkohol dan air pada hasil fermentasi karena pada proses distilasi setelah suhu mencapai 78 oC alkohol akan mulai menguap. Hasil distilasi dari penelitian ini dapat disajikan dalam Tabel 4.2

Tabel 4.2 Hasil Distilasi Dari Fermentasi Ekstrak Kulit Pisang Susu Bahan Hasil Distilasi

(13)

B. Analisis Hasil Penelitian

Proses pertama dari pembuatan bioetanol adalah hidrolisis pada kulit pisang susu yang sudah dicincang. Tahap hidrolisis ini dimaksudkan untuk memecah senyawa kimia (dari pati menjadi glukosa dan untuk memudahkan dalam proses penghancuran kulit pisang susu. Pada tahap kedua dilakukan fermentasi untuk mengubah glukosa menjadi etanol/alkohol, karbondioksida dan energi. Dalam proses fermentasi menggunakan ragi, urea dan NPK. Pada tahap terakhir yaitu tahap distilasi dimaksudkan untuk memisahkan alkohol dan air yang ada pada hasil filtrasi.

Dari Tabel 4.2 dapat dikatakan bahwa hasil distilasi dari filtrat fermentasi kulit pisang susu berupa bioetanol. Hal ini didasarkan pada hasil distilasi yang berupa cairan berwarna jernih, berbau menyengat, dan setelah didiamkan beberapa hari tanpa ditutup dalam gelas kimia ternyata cairan tersebut menguap. Ketiga pernyataan hasil distilasi tersebut merupakan ciri-ciri dari bioetanol maka dapat dikatakan bahwa hasil dari distilasi merupakan bioetanol.

(14)

14

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Proses pembuatan bioetanol melalui tiga tahap yaitu hidrolisis, fermentasi, dan distilasi. Cairan hasil distilasi dalam penelitian yaitu tidak berwarna, baunya khas menyengat, dan didiamkan beberapa hari tanpa ditutup cairan menguap.

2. Kulit pisang susu dapat dijadikan bioetanol.

B. Saran

Dalam penelitian ini dapat diberikan beberapa saran yaitu:

1. Masyarakat diharapkan mampu memanfaatkan barang-barang yang tidak berguna di lingkungan sekitar menjadi barang yang bermanfaat.

(15)

DAFTAR PUSTAKA

---. ---. Proses Produksi Bioetanol. http://www.alpensteel.com/article/51-113-energi-lain-lain/510-proses-produksi-bioetanol.html (diakses tanggal ---) Leyla Noviagustin, Riin Sandra Yanti, dan Utin Febri Yantika. 2008. Pemanfaatan Limbah

Kulit Pisang Sebagai Substituen Tepung.

Seno.2008. Mengenal Alternatif Bahan Baku Bioetanol. http://bioetanol-seno.blogspot.com. (diakses Sabtu, 4 April 2008)

http://baharudin26wordprss.com/2010/11/21/bioethanol

Ronquillo, Ulysses. ---. http://chaacin.wordpress.com/kandungan-manfaat-pisang/ Nagtegaal, Stefan dan Wittens, Steven.

---.http://energibio.wordpress.com/bioetanol/Agustus 2008

http://himdikafkipuntan.blogspot.com/2008/05/pemnfaatan-limbah-kulit-pisang-sebagai.html. (diakses tanggal 12 Mei 2008)

http://repository.upnyk.ac.id/352/1/Pembuatan_Bioetanol_dari_Kulit_Pisang

www.situshijau.co.id/tanaman/buah/p.htm

(16)

16

Lampiran1

DOKUMENTASI PENELITIAN