PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI
DALAM PEMBUATAN BIOETANOL DARI
NIRA AREN (
ARENGA PINNATA MERR
)
SKRIPSI
Oleh
MEILANI MANDHALENA MANURUNG
110405070
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI
2016
PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI
DALAM PEMBUATAN BIOETANOL DARI
NIRA AREN (
ARENGA PINNATA MERR
)
SKRIPSI
Oleh
MEILANI MANDHALENA MANURUNG
110405070
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JANUARI
2016
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengaruh Volume Starter Dan Agitasi Dalam Pembuatan Bioetanol Dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana
teknik.
Hasil penelitian ini ditujukan untuk memanfaatkan nira dari pohon Aren menjadi
bioetanol. Dimana tanaman aren ini tumbuh subur di Indonesia khususnya di provinsi
Sumatera Utara. Berbagai penelitian tentang pembuatan bioetanol dari nira telah
dilakukan, namun masih rendahnya yield dan kadar bioetanol yang diperoleh menjadi
pokok permasalahan yang amat penting. Oleh karena itu, penulis berpikir untuk
melakukan suatu penelitian pengolahan nira aren menjadi bioetanol dengan variasi
volume starter dan agitasi untuk mencapai yield dan kadar bioetanol yang lebih besar.
Selain itu dengan menggunakan nira aren sebagai bahan baku pembuatan bioetanol,
diharapkan dapat memberikan bahan baku alternatif untuk pembuatan bahan bakar
terbarukan di masa yang akan datang.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima
kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Netti Herlina, M.T. selaku dosen pembimbing. 2. Ir. Renita Manurung, M.Sc. selaku koordinator skripsi. 3. Dr. Eng. Irvan, M.Si. selaku ketua departemen teknik kimia. 4. Dr. Ir. Iriany, M.Si.selaku dosen penguji I.
5. Dr. Maya Sarah, S.T., M.T. selaku dosen penguji II.
6. Keluarga penulis yaitu Ayahanda Jonniar Manurung, S.T., Ibunda Nismah br Sinulingga, A.Md.Bid., Abangda Afrisa Nelson Manurung, S.E., dan Ariguna Manurung yang tidak pernah lupa memberikan dukungan kepada penulis baik berupa moril maupun materil.
v
8. Teman-teman seangkatan 2011 dan semua orang yang tidak dapat ditulis namanya satu per satu, yang telah membantu penulis hingga penyusunan skripsi ini selesai.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis
mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini
memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 27 Januari 2016
Penulis
Meilani Mandhalena Manurung
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua penulis.
Jonniar Manurung, S.T.
Nismah br Sinulingga, A.Md.Bid.
Terimakasih telah mendidik, mencintai dan membimbing penulis dengan
vii
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Meilani Mandhalena Manurung NIM : 110405070
Tempat/Tgl. Lahir : Batam, 12 Mei 1993 Nama orang tua
Ayah : Jonniar Manurung Ibu : Nismah br Sinulingga Alamat orang tua :
Tiban Housing B5 No.8, Sekupang, Batam Asal Sekolah
TK Kartini 1 Batam, tahun 1997-1999 SD Kartini 1 Batam, tahun 1999-2005 SMP Kartini 1 Batam, tahun 2005-2008 SMAN 1 Batam, tahun 2008-2011 Pengalaman Organisasi/ Kerja:
1. Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2014-2015
2. Kerja Praktek di PT Ecogreen Oleochemicals Batam tahun 2014 Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah
1. Pengaruh Volume Starter dan Agitasi dalam Pembuatan Bioetanol dari Nira Aren (Arenga pinnata Merr). Jurnal Teknik Kimia USU.
Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai : 1. Juara I Renang tingkat Kota Batam
2. Juara I Renang tingkat Provinsi Kepulauan Riau
3. Juara I Catur tingkat Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh volume starter dan agitasi terhadap kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan dari Nira Aren (Arenga pinnata Merr). Biokatalis yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae. Variabel-variabel yang diamati adalah volume starter dan kecepatan agitasi pada proses fermentasi. Tahapan pertama adalah pembuatan starter yang kemudian dilanjutkan dengan proses fermentasi secara anaerobik. Hasil fermentasi kemudian didistilasi pada temperatur 88 oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi volume starter dan kecepatan agitasi maka kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan akan semakin tinggi hingga mencapai titik tertinggi. Jika melebihi titik tersebut penambahan volume starter dan kecepatan agitasi tidak meningkatkan kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan. Kadar dan yield bioetanol tertinggi yang dihasilkan dalam penelitian ini adalah 47,618% (v/v) dan 48,1411% yang diperoleh pada volume starter 35% dengan agitasi 100 rpm.
ix
ABSTRACT
The purpose of this study was to determine the effect of agitation and volume of starter on yield and concentration of bioethanol produced from Nira Aren (Arenga pinnata Merr). Biocatalyst used was Saccharomyces cerevisiae. Observed variables was starter’s volume and agitation speed in anaerobic fermentation condition. It was started by preparing the starter and then followed by anaerobic fermentation process. Then the fermented result was distillated at temperature of 88 oC. The results showed that the higher starter volume and agitation speed, the higher concentration and yield of bioethanol produced until it reached its highest point. Adding starter’s volume and increasing the agitation speed beyond its highest point did not increase levels and yield of bioethanol produced. The highest concentration and yield of bioethanol produced in this study amounted to 47.618% (v/v) and 48.1411% was obtained at 35% starter volume with agitation speed of 100 rpm.
Keywords : bioethanol, fermentation, nira aren, saccharomyces cerevisiae
DAFTAR
ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
PENGESAHAN
PRAKATA
DEDIKASI
RIWAYAT HIDUP PENULIS
ABSTRAK
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xiii
DAFTAR LAMPIRAN
BAB I PENDAHULUAN
xiv
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7
2.1 BIOETANOL 7
2.2 NIRA AREN 8
2.3 FERMENTASI 8
2.4 SACCHAROMYCES CEREVISIAE 10
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 11
3.1 LOKASI PENELITIAN 11
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 11
3.2.1 Bahan 11
3.2.2 Peralatan 11
xi
3.3.1 Prosedur Pembuatan Starter 12
3.3.2 Prosedur Fermentasi 12
3.3.3 Prosedur Analisis 13
3.3.3.1 Prosedur Analisis Gula 13
3.3.3.2 Prosedur Analisis Oksidasi Bioetanol Dengan
Kalium Dikromat (K2Cr2O7)
3.3.3.3 Prosedur Analisis Densitas Bioetanol
13
13
3.3.3.4 Prosedur Analisis Spesific Gravity dan API Gravity 14
3.3.3.5 Prosedur Analisis Nilai Kalor
3.3.3.6 Analisis Kadar Bioetanol
3.4 FLOWCHART PENELITIAN
15
15
16
3.4.1 Flowchart Pembuatan Starter
3.4.2 Flowchart Fermentasi
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
16
17
18
4.1 HASIL ANALISIS BAHAN BAKU DAN BIOETANOL
4.1.1 Hasil Analisis Kadar Gula Nira Aren
4.1.2 Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) Etanol
4.1.3 Hasil Analisis Oksidasi Bioetanol Dengan Kalium Dikromat
(K2Cr2O7)
4.2PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI TERHADAP KADAR BIOETANOL
4.3PENGARUH VOLUME STARTER DAN AGITASI TERHADAP YIELD BIOETANOL
4.4PERBANDINGANSTANDAR BAKU MUTU BIOETANOL BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Starter 16
Gambar 3.2 Flowchart Fermentasi 17
Gambar 4.1
Hasil Analisis Oksidasi Bioetanol dengan Kalium
Dikromat
Pengaruh Volume Starter Dan Agitasi Terhadap Kadar
Bioetanol
Pengaruh Volume Starter Dan Agitasi Terhadap Yield
Bioetanol
Bahan Baku Nira Segar
Hasil Pembacaan Refraktometer untuk Kadar Gula
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Tabel 3.1
Tabel L1.1
Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan
Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan
Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae
Konversi Berat Jenis - Kadar Etanol
Hasil Analisis Kadar Etanol
3
15
32
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN
L1.1 Data Hasil Penelitian
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
L2.1 Contoh Perhitungan Densitas Bioetanol
L2.2 Contoh Perhitungan Kadar Bioetanol Berdasarkan Densitas
L2.3 Contoh Perhitungan Yield Bioetanol
L2.4 Contoh Perhitungan Spesific Grafity dan API Grafity Bioetanol
L2.5 Contoh Perhitungan Nilai Kalor Bioetanol
L2.6 Perhitungan Analisis Ekonomi
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN
L3.1 Foto Bahan Baku Nira Segar
L3.2 Foto Analisis Kadar Gula Nira Dengan Refraktometer
L3.3 Foto Proses Fermentasi
L3.4 Foto Proses Dsitilasi