Pengaruh Suhu dan Volume Starter Dalam Pembuatan Bioetanol Dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr)

(1)

PENGARUH SUHU DAN VOLUME STARTER

DALAM PEMBUATAN BIOETANOL DARI

NIRA AREN (

ARENGA PINNATA

MERR)

SKRIPSI

Oleh

GUSTI HANDAYANI

110405007

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

(2)

PENGARUH SUHU DAN VOLUME STARTER

DALAM PEMBUATAN BIOETANOL DARI

NIRA AREN (

ARENGA PINNATA

MERR)

SKRIPSI

Oleh

GUSTI HANDAYANI

110405007

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

JANUARI 2016

(3)

(4)

iii

(5)

iv

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan

Skripsi dengan judul “Pengaruh Suhu dan Volume Starter 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 segar untuk menghasilkan bioetanol melalui proses fermentasi. Tujuannya adalah untuk meningkatkan nilai ekonomi dari nira aren yang berpotensi untuk dijadikan bahan bakar nabati karena memiliki kandungan gula yang tinggi. Oleh karena itu, penulis berpikir untuk melakukan penelitian ini untuk dapat menghasilkan yield etanol terbaik dengan kondisi yang berbeda.

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 yang telah

membimbing penulis dari penentuan judul, penelitian dan penyusunan laporan.

2. Ir. Renita Manurung, M.Sc. selaku Koordinator Penelitian dan Skripsi.

3. Dr. Eng. Irvan, M.Si. sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia USU.

4. Dr. Ir. Fatimah, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU.

5. Dr. Ir. Iriany, M.Si. selaku Dosen Penguji I.

6. Dr. Maya Sarah, S.T.,M.T. selaku dosen penguji II.

7. Seluruh staf Dosen Teknik Kimia USU, yang telah mendidik dan membagikan ilmu kepada penulis.

(6)

v

9. Rekan mahasiswa Teknik Kimia USU, terutama kepada seluruh angkatan 2011 yang telah membantu dan mendukung penulis hingga menyelesaikan skripsi ini.

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, 2016

Penulis

Gusti Handayani

(7)

vi

DEDIKASI

Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada kedua orang tua penulis.

Abdul Luis Yusnani

(8)

vii

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: Gusti Handayani NIM: 110405007

Tempat/Tgl. Lahir: Tg. Balai Karimun, 12 Agustus 1992 Nama orang tua: Abdul Luis

Alamat orang tua:

Padang Pariaman, Sumatera Barat

Asal Sekolah

 SD Negeri 001 Batam, tahun 1999-2005  SMP Negeri 3 Batam, tahun 2005-2008  SMA Negeri 1 Batam, tahun 2008-2011 Pengalaman Organisasi/ Kerja:

1. Pengurus Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2014-2015 2. Pengurus Covalen Study Group (CSG) periode 2013-2014

3. Kerja Praktek di PT Ecogreen Oleochemicals Batam Tahun 2014 Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah:

1. Jurnal Teknik Kimia (Pengaruh Suhu dan Volume Starter dalam Pembuatan Bioetanol dari Nira Aren (Arenga Pinnata Merr)

Beasiswa yang Diperoleh: 1. PPA 2011/2012

2. Beasiswa KEPRI 2012/1013 3. Beasiswa KEPRI 2013/1014

(9)

viii

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan volume starter terhadap kadar dan yield bioetanol yang dihasilkan dari nira Aren (Arenga pinnata

Merr). Biokatalis yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae. Variabel-variabel yang diamati antara lain suhu dan volume starter pada proses fermentasi secara anaerobik. Penelitian ini diawali dengan persiapan pembuatan starter kemudian dilanjutkan dengan proses fermentasi. Hasil fermentasi kemudian didistilasi pada temperatur 85 oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada suhu rendah dengan penambahan volume starter maka kadar dan yield etanol yang dihasilkan akan semakin tinggi hingga mencapai titik maksimum, yang diperoleh pada suhu 32 oC dan volume starter 35% sebesar 43,3165 % (v/v) dan 38,1430 %. Jika melebihi titik tersebut maka perubahan suhu dan penambahan volume starter akan menurunkan kadar dan yield etanol yang dihasilkan.

(10)

ix

ABSTRACT

This research studies about determine the effect of temperature and volume of starter on yield and concentration of bioethanol produced from nira Aren (Arenga pinnata Merr). Biocatalyst used was Saccharomyces cerevisiae. The experimental variables were temperature and volume of starter doing anaerobic fermentation process. The experiment started with preparation of a starter followed by fermentation process. The product obtained from distillation process at temperature of 85 ° C. It can be conclude that high ethanol yield and concentration obtained at low temperature with the addition of the starter, it will produce the higher content and yield of ethanol until it reaches the maximum point, obtained on the condition at a temperature of 32 ° C and 35% starter amounted to 43.3165% (v / v) and 38.1430%. If it exceed that point, the changes of temperature and the addition of starter will decrease the concentration and yield of ethanol produced.

Keywords : biocatalyst, ethanol, fermentation, palm juice, Saccharomyces cerevisiae

(11)

x

DAFTAR ISI

Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

PENGESAHAN PRAKATA DEDIKASI

RIWAYAT HIDUP PENULIS ABSTRAK

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR TABEL

1.2PERUMUSAN MASALAH 5

1.3TUJUAN PENELITIAN 5

1.4MANFAAT PENELITIAN 5

1.5RUANG LINGKUP PENELITIAN 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7

2.1BIOETANOL 7

2.2NIRA AREN 8

2.3FERMENTASI 9

2.4SACCHAROMYCES CEREVISIAE 10

2.5PUPUK MAJEMUK (NPK)

2.6POTENSI EKONOMI BIOETANOL DARI NIRA AREN

10 11 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 13

3.1LOKASI PENELITIAN 13

3.2BAHAN DAN PERALATAN 13

(12)

xi

3.2.2Peralatan 13

3.3PROSEDUR PENELITIAN 14

3.3.1Prosedur Pembuatan Starter 14 3.3.2Prosedur Fermentasi

3.3.3Prosedur Analisis

3.3.3.1 Analisis Kadar Gula Nira Segar Dengan

Refraktometer

3.3.3.2 Analisis Densitas

3.3.3.3 Analisis Spesific Gravity dan API Gravity

3.3.3.4 Analisis Nilai Kalor

3.3.3.5 Analisis Kadar Bioetanol dengan Metode Densitas

3.3.3.6 Analisis Oksidasi K2Cr2O7 Terhadap Bioetanol

14

3.4FLOWCHART PENELITIAN 18

3.4.1Flowchart Pembuatan Starter 3.4.2Flowchart Fermentasi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1HASIL ANALISIS KADAR GULA NIRA AREN

4.2KARAKTERISASI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA RED) ETANOL

4.3HASIL ANALISIS ETANOL DENGAN REAKSI OKSIDASI KALIUM DIKROMAT (K2Cr2O7)

4.4PENGARUH SUHU DAN VOLUME STARTER TERHADAP KADAR ETANOL

4.5PENGARUH SUHU DAN VOLUME STARTER TERHADAP

YIELD ETANOL

4.6PERBANDINGAN STANDAR BAKU MUTU BIOETANOL BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA 28

(13)

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Starter

Gambar 3.2 Flowchart Proses Fermentasi

Gambar 4.1 Spektrum FTIR(Fourier Transform Infra Red) Etanol Dari Nira Aren

Gambar 4.2 Perubahan Warna Pada Oksidasi Etanol Dengan K2Cr2O7

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Suhu dan Volume Starter Terhadap Kadar Etanol

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Suhu dan Volume Starter Terhadap Yield Etanol

Gambar L3.1 Nira Segar

Gambar L3.2 Hasil Pembacaan Refraktometer untuk Kadar Gula Nira Segar

Gambar L3.3 Proses Fermentasi a. Saccharomyces cerevisiae b.Starter c. Hasil Fermentasi

Gambar L3.4 Proses Distilasi

(14)

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1.1 Penelitian yang Telah Dilakukan Tentang Pembuatan

Bioetanol dari Berbagai Bahan Baku dan Penggunaan Mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae

Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Sifat Kimia Etanol Tabel 3.1 Konversi Berat Jenis - Kadar Etanol Tabel 4.1 Standar Etanol Nabati

Tabel 4.2 Syarat Mutu Bioetanol Bahan Bakar Tabel L1.1 Hasil Analisis Perolehan Bioetanol

3 8 16 25 26 35

(15)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 Data Percobaan

Lampiran 2 Contoh Perhitungan 2.1 Densitas Bioetanol

2.2 Kadar Bioetanol Berdasarkan Densitas

2.3 Yield Bioetanol

2.4 Specific Gravity dan API Gravity Bioetanol

2.5 Nilai Kalor Bioetanol 2.6 Analisis Ekonomi Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian

3.1 Foto Bahan Baku Nira Segar

3.2 Foto Analisis Kadar Gula Nira Segar Dengan Refraktometer

3.3 Foto Proses Fermentasi 3.4 Foto Proses Distilasi

3.5 Foto Analisis Oksidasi K2Cr2O7 Terhadap Bioetanol

(16)

xv

DAFTAR SINGKATAN

API American Petroleum Institute

FTIR Fourier Transform Infra Red

GC Gas Chromatography

HPLC High Performance Liquid Chromatography

NK Nilai Kalor

NPK Nitrogen Posfor Kalium

SG Specific Gravity