Volume 7, No 1, Jan - Jul 2019

(1)

Ruang Baca Prodi Pendidikan Fisika UIN Ar-Raniry Banda Aceh

Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Email : jurnalphy.uin@gmail.com

Alamat Redaksi;

“Phi Jurnal Pendidikan Fisika dan Terapan”

ISSN 2460-4348

E-ISSN 2549-7162

ISSN 2460-4348ISSN 2460-4348ISSN 2460-4348

Jurnal Pendidikan Fisika & T

erapan

Volume7,No1,Jan-Jul2019

(2)

i

Phi (Physics of Ar-Raniry)

JURNAL KEPENDIDIKAN FISIKA DAN TERAPAN Vol.7, No.1, Jan-Jul 2019

(3)

ii

SUSUNAN TIM PENYUSUN Phi (Physics Of Ar-Raniry)

JURNAL KEPENDIDIKAN FISIKA DAN TERAPAN Vol.7, No.1, Jan-Jul 2019

Penanggung Jawab Muslim Razali Redaktur Misbahul Jannah Editor Fitriyawany Juniar Afrida Desain Grafik Arusman Sekretariat Sabaruddin Rahmati Alamat Redaksi;

Ruang Baca Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah dan Keguruan (FTK)

Universitas Islam Negeri (UIN) Ar-Raniry Banda Aceh Email jurnalphy.uin@gmail.com

(4)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadhirat Allah SWT kami ucapkan atas tersusunnya Phi (Physics of Ar-Raniry) Jurnal Kependidikan Fisika dan Terapan edisi Januari-Juli 2018. Penyusunan artikel di dalam jurnal ini dilandasi dengan semangat untuk membangun semangat kependidikan kepada masyarakat terkait dengan perkembangan pendidikan dan teknologi.

Phi Jurnal Kependidikan Fisika dan Terapan mempublikasikan artikel hasil penelitian di bidang Pendidikan Fisika dan Sains Murni Fisika. Penelitian pada jurnal ini dilaksanakan oleh mahasiswa, guru, dan dosen bidang fisika dalam rangka meningkatkan pengetahuan tentang ilmu fisika.

Ucapan terimakasih kami sampaikan kepada segenap jajaran Jurnal Phi atas dedikasi dan kerjasamanya dalam upaya mewujudkan penerbitan Jurnal Phi edisi ini.

Salam,

(5)

iv DAFTAR ISI

Halaman Susunan Tim Penyusun ... ii Kata Pengantar ... iii Daftar Isi ... iv Eksperimen Menghitung Momen Inersia Dalam Pesawat Atwood Menggunakan Katrol Dengan Penambahan Massa Beban ... 1

Mulyadi Abdul Wahid (Fitria Rahmadhani)

Kajian Penerapan Metode Lattice Boltzmann Untuk Pemodelan Aliran Fluida 8

Nazaruddin Ahmad

Analisis pH Dan Daya Ikat Air (Water Holding Capacity) Dalam Proses

Bioremediasi Limbah Oli ... 17

Husnawati Yahya

Penerapan Model Pembelajaran Cooperative Script Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Siswa Dalam Mata Pelajaran Dasar Elektonika Pada Siswa Kelas X Di SMK Negeri 2 Banda Aceh ... 23

Fadhel Hidayat (Hadi Kurniawan, Malahayati)

Penurunan Kadar Polutan Pada Limbah Cair Tahu Dengan Menggunakan

Kombinasi Adsorpsi Dan Fitoremediasi ... 29

Muhammad Riza (T. Muhammad Ashari, Aulia Rohendi)

Pengaruh Metode Elektrokoagulasi Dalam Mendapatkan Air Bersih ... 36

Sri Nengsih(Elly Hartaty)

Pembuatan Bioetanol Dari Singkong Dan Ampas Tebu Secara Fermentasi Dengan Menggunakan Ragi Tape ... 39

Risnawati(Mulyadi Abdul Wahid)

Manajemen Proses Dan Manajemen Memori Pada Sistem Operasi Linux ... 48

Malahayati

Analisa Dan Perancangan Game Edukatif “Muslimah Adventure” Sebagai Media Dakwah Menggunakan Aplikasi Scratch 2.0 ... 56

(6)

v

Penentuan Panjang Gelombang Spektrum Dengan Menggunakan Spektrometer Kisi Difraksi ... 73

(7)

Jurnal Pendidikan Fisika & Terapan (PHI), Vol.7, No.1, Jan-Jun 2019. ISSN 2460-4348

39

PEMBUATAN BIOETANOL DARI SINGKONG DAN AMPAS

TEBU SECARA FERMENTASI DENGAN MENGGUNAKAN

RAGI TAPE

Risnawati1_{, Mulyadi Abdul Wahid}2

1_{Mahasiswa Prodi PFS FTK UIN Ar-Raniry Banda Aceh} 2_{Dosen Fakultas Sains dan Teknologi UIN Ar-Raniry Banda Aceh}

Abstrak

Minyak alam dibumi semakin menipis sedangkan kebutuhan kita dalam menggunakan bahan bakar semakin meningkat, maka perlu adanya bahan bakar alternatif selain diperoleh dari fosil yang ada dibumi yaitu yang dibuat dari campuran ampas tebu dan singkong. Produk industri gula dan dan produk industri tapioka selain dapat menghasilkan produk juga dapat menghasilkan limbah seperti ampas. Ampas yang telah diolah kemudian diolah kembali untuk dijadiakn sebagai produk yang lebih berguna yaitu etanol. Bioetanol adalah bahan bakar dari tumbuhan yang memiliki sifat menyerupai minyak premium (khairani 2007). Etanol juga disebut juga etil alkohol dengan rumus kimia C2H2OH dengan titik didih nya 78,40C untuk mendapatkan bioetanol harus dengan beberapa proses untuk mengubah pati menjadi selulosa dan fermentasi secara anaerob.

Keywords:Bioetanol, Fermentasi, C2H2OH

1. PENDAHULUAN

Energi memiliki peran penting dan tidak dapat dilepaskan dalam kehidupan manusia. Terlebih saat ini hampir semua aktivitas manusia sangat tergantung pada energi, berbagai alat pendukung seperti peralatan rumah tangga, motor penggerak dan mesin-mesin indrustri dapat difungsikan jika ada energi. Kebutuhan dan konsumsi energi semakin meningkat sejalan dengan bertambahnya populasi manusia dan meningkatnya perekonomian masyarakat. Secara umum dapat dikatakan bahwa laju pertumbuhan kebutuhan energi di negara berkembang lebih tinggi dibandingkan negara maju, kebutuhan energi didunia sampai saat ini masih bergantung pada sumber daya fosil, terutama minyak dan gas bumi serta batubara.

Kelangkaan bahan bakar minyak (BBM) di indonesia, disebabkan kebutuhan masyarakat yang semakin meningkat. Sedangkan kesediaan cadangan BBM semakin berkurang, karena merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbaruhi. Kusnadi dan yusuf (2009) menyatakan bahan bakar minyak yang berasal dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbaruhi1_.

1_{Zen,Energi Sumber Daya Lingkungan Hidup Dalam Pembangunan Berkesinambungan(Jakarta: Dian Rakyat,}

(8)

40

Penggunaan BBM tersebut juga dapat menimbulkan dampak pencemaran lingkungan dan sebagai pemicu terjadinya fenomena pemanasan global . Saat ini untuk mengatasi masalah tersebut, dibutuhkan energi alaternatif yang berpeluang sebagai pengganti BBM salah satunya ialah bioetanol.

Di Indonesia kebutuhan dan konsumsi energi terfokus kepada bahan bakar minyak yang cadangannya kian menipis. Salah satu gejala krisis energi yang terjadi akhir-akhir ini yaitu kelangkaan bahan bakar minyak (BBM), seperti minyak tanah bensin dan solar. Kelangkaan terjadi karena tingkat kebutuhan BBM sangat tinggi dan selalu meningkat setiap tahunnya.

Bioetanol adalah etanol yang bahan utama nya dari tumbuhan dan umum nya menggunakan proses fermentasi, etanol atau ethly alkohol CHOH berupa cairan bening tak bewarna terurai secara biologis toksitas rendah dan tidak menimbulkan populasi udara yang besar bila bocor. Etanol yang terbakar menghasilkan karbondioksida (CO) dan 2 air. Bioetanol biasanya dimanfaatkan sebagai bahan untuk membuat minuman keras untuk keperluan medis dan sebagai zat perlarut. Namun saat ini yang paling populer selain ketiga penggunaan diatas tersebut adalah pemanfaatan bioetanol sebagai bahan bakar alternatif.2

Masalah keterbatasan bahan bakar minyak (BBM) terjadi karena bahan baku yang berasal dari fosil semakin menipis sehingga dilakukan langkah-langkah penghemat energi dan mencari sumber-sumber energi baru untuk menggantikan minyak bumi. Untuk menggurangi konsumsi BBM jenis bensin, dapat dilakukan dengan menambahkan 10 % bioetanol ,bioetanol memiliki banyak manfaat karena dicampurkan dengan bensin pada komposisi beberapa pun memberikan dampak yang positif dalam mengurangi emisi yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak (bensin). Pencampuran bioetanol absolut sebanyak 10 % dengan bensin 90 % sering disebut gasohol E - 10 yang memiliki angka oktan 92 dibandingkan dengan premium hanya bioetanol yang dikenal sebagai octan enhance.

Permasalahan ini menjadikan pemerintah dan peneliti harus berpikir bagaimana caranya mengatasi bahan bakar yang murah dan tepat guna. Sebagai jawaban dari permasalahan tersebut peneliti mengolah campuran ampas singkong dan ampas tebu menjadi bioetanol. Bioetanol memiliki kelebihan dibandingkan BBM karena sumbernya terbarukan dan memiliki nilai oktan tinggi sehingga proses pembakaran menjadi lebih sempurna tingkat emisi gas CO2 nya menjadi 40-80% lebih rendah sehingga lebih ramah lingkungan.

2_{Nugraha, Karekteristik Termal Briket Orang Ampas Tebu denan Variasi Bahan perekat Lumpur Lapindo}

(9)

41

Pemanfaatan bioetanol sebagai bahan bakar tambahan juga dapat menurunkan emisi senyawa organik hidrokarbon, benzene karsinogonik, buta diena dan emisi partikel yang dihasilkan dari pembakaran minyak bumi. Jadi dapat disimpulkan bioetanol merupakan energi alternatif pengganti bahan bakar atau pensubsidi minyak bumi yang dibuat melalui proses fermentasi menggunakan bantuan mikroorganisme.3

Bioetanol dapat dibuat dari bahan yang mengandung gula sederhana, pati, maupun bahan berserat misalnya ubi jalar, pisang, ampas tebu, singkong, kulit nanas, jerami, bonggol jagung, dan kayu. Jadi pada penelitian ini peneliti memilih bahan baku pembuatan bioetanol menggunakan ampas tebu dan singkong. Yang mana kedua bahan tersebut merupakan salah satu bahan dasar pembuatan bioetanol. Ampas tebu mengandung kadar selulosa yang cukup tinggi dengan kandungan selulosa 52,7%, hemiselulosa 20,0% dan lignin 24,2%.singkong merupakan tanaman yang sangat populer khusus nya dinegara tropis kandungan pati dalam singkong yang tinggi sekitar 25-30 % sangat cocok untuk pembuatan bioetanol.

Penelitian ini bertujuan mengetahui bagaimana menghasilkan bioetanol dari singkong dan ampas tebu serta melihat bagaimana pengaruh penggunaan ragi terhadap volume bioetanol selama proses fermentasi.

2. LANDASAN TEORI

Bioetanol adalah cairan biokimia pada proses fermentasi gula dari sumber karbohidratyang menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioeatanol yaitu etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilnjutkan dengan proses distrilasi. Proses distrilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95 % volume untuk digunakan sebagi bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan mencapi 99 % yang alzim disebut fuel grade ethanol (FGE).Bioetanol merupakan salah satu bahan bakar yang tidak beracun dan cukup ramah lingkungan serta dihasilkan melalui proses yang cukup sederhana yaitu melaui proses fermentasi menggunakan mikrobia tertentu. Bioetanol sebagai bahan bakar memiliki nilai oktan lebih tinggi dari bensin sehingga dapat meghasilkan timbal (Pb) pada saat pembakaran. Bioetanol adalah salah satu energi alternatif yang dipertimbangkan sebagai pengganti bahan bakar atau pensubsitusi minyak bumi. Penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar atau

3_{Euis Hrmiati, dkk, pemanfaatan Biomassa Lignoselulosa Ampas Tebu Untuk Produksi Bioetanol, Jurnal}

(10)

42

substituent akan menurukan emisi gas berbahaya (CO, NO dan SO2) dan menghasilkan gas

rumah kaca yang sangat rendah bila dibandingkan dengan pembakaran minyak bumi.4

Menurut artikel di bisnis indonesia ( 25 desember 2013) populasi kendaran di Indonesia tidak kurang dari 100 juta unit dari jumlah tersebut 80 juta unit adalah sepeda motor.pertumbuhan kendaraan bermotor diindonesia, khusus nya sepeda motor melonjak secara signitifikan pada tahun belakangan dengan pertumbuhan eksponensial. Hal ini berakibat pada kebutuhan BBM yang meningkat pula dengan kondisi seperti ini dimana BBM semakin lama semakin menipis, bioetanol berpotensi menjadi bahan bakar alternatif pengganti bensin dengan keunggulannya seperti pembakaran lebih sempurna, mengurangi emisi karbon monoksida dan lain nya.5

Indonesia memiliki 60 jenis tanaman yang berpotensi menjadi sumber energi BBN. Bioetanol dapat dihasilkan dari bahan bergula (molasses, aren dan nira lain), bahan berpati (singkong, jagung, sagu, dan jenis umbi lainnya), dan bahan berserat (lignoselulosa). Salah satu bahan pokok yang baik digunakan untuk menghasilkan bioetanol adalah singkong/ubi kayu. Namun pada saat ini Badan Ketahanan Pangan Kementerian Pertanian Indonesia sedang mengadakan program “Mengangkat Gengsi Singkong untuk Memperkuat Ketahanan Pangan Alternatif” sehingga singkong lebih diutamakan untuk persediaan bahan pangan.6

Tumbuhan ubi kayu (Manihot utilissima Pohl.) merupakan tanaman pangan berupa perdu dengan nama lain ketela pohon, singkong, atau cassava, ubi kayu atau singkong berasal dari Brazil, Amerika Selatan, menyebar ke Asia pada awal abad ke-17 dibawa oleh pedagang Spanyol dari Mexico ke Philipina. Kemudian menyebar ke Asia Tenggara, termasuk Indonesia.Singkong merupakan bahan pangan yang banyak diproduksi di Indonesia. Singkong sangat potensial untuk diolah menjadi tepung.ditinjau dari segi komposisi kimia nya, singkong mengandung 1,57 g protein, 1,06 g lemak, 21,10 g serat dan 1,10 g abu. Serat pada serat yang berligneselulosa mengandung selulosa (36,6%), hemiselulosa (21,3%) dan lignin (17,3 %). Hemiselulosa pada singkong adalah komponen terbesar kedua setelah selulosa. Hemiselulosa merupakan heteropolisakarida yang tersusun atas satuan satuan gula pentosa dan hektosa.

Tanaman tebu (Saccharum Officinarum) dikategorikan sebagai tanaman berserat yang memiliki kandungan polisakarida yang cukup tinggi dan kandungan lignin yang relatif rendah

4_{Sri Komarayati, Prospek Bioetanol Sebagai Pengganti Minyak Tanah, (Bogor:2010) hal.32}

5_{Dyah Pratiwi M., Dahlia Qadari, Nurul Utami SM, potensi pembuatan Etanol Dari eceng gondok Melalui}

proses Hidrothermal ( Makassar:2013) hal.6-10

6_{Rayhan M.W Surya Pratama dan T. R Sutardi, Fermentasi Ampas Tebu menggunakan Phamerochacle}

chrysosporium Sebagai Upaya Meningkatkan Kecernaan bahan Kering dan Kecernaan Bahan Organik Secara Intitro, Jurnal Ilmiah Peternakan:2013 hal.42

(11)

43

sehingga pemanfaatan terbesarnya adalah untuk industry gula. Diperkirakan kandungan polisakarida pada tebu mencapai 70%.Ampas tebu temasuk biomassa berlignoselulosa yang dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi alternatif seperti bioetanol dan biogas. Ampas tebu mengandung kadar selulosa yang cukup tinggi dengan kandungan selulosa 52,7%, hemiselulosa 20,0% dan lignin 24,2% . Ampas tebu adalah suatu residu dari proses penggilingan tanaman tebu (saccharum oficinarum) setelah diexstrak atau dikeluarkan nira nya pada industri pemurnian gula sehingga diperoleh hasil samping sejumlah besar produk limbah berserat yang dikenal dengan ampas tebu (bagasse).7

3. METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif. Sejak awal, persiapan dilakukan dengan mempersiapkan banyak alat dan bahan seperti singkong, ampas tebu. Kemudian kegiatan selanjutnya dilakukan eksperimen dengan cara memasak adonan yang terdiri dari bahan ampas tebu dan singkong dan kemudian dilakukan observasi terhadap pembentukan bioetanol selama proses eksperimen tersebut.

7_{Tarmidi A. R. Pengaruh Pemberian Ransum Yang Mengandung Ampas Tebu Hasil Biokonversi Oleh Jamur}

Tiram Putih Tehadap Performans Domba Priyanga, Jurnal penelitian Ilmu Peternakan Universitas Padjajaran

(12)

44

Gambar 1. Proses pembuatan bioatanol dari singkong dan ampas tebu

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dimana pada hari ke 1 - 3 proses fermentasi bioetanol dari singkong dan ampas tebu belum terdapat perubahan, selanjutnya pada hari ke 4 volume bioetanol sudah mulai kelihatan, dimana adonan singkong dan ampas tebu yang ada didalam botol tempat fermentasi sudah mulai mengeluarkan cairan bioetanol dan selanjutnya pada hari ke 5 cairan bioetanol yang berada pada botol yang beriisi adonan sudah mulai mengalir keselang menuju ke botol yang kosong sampai hari ke 6 - 7. Hasil pengamatan dalam bentuk tabel dapat dilihat dibawah ini :

Tabel 1. Hasil observasibioetanol selama dalam proses fermentasi

No Hari Keterangan

1. Hari ke 1 Belum terdapat perubahan 2. Hari ke 2 Belum terdapat perubahan

(13)

45 3. Hari ke 3 Belum terdapat perubahan

4. Hari ke 4 Sudah mulai ada perubahan, dimana adonan campuran singkong dan tebu sudah mulai mengeluarkan cairan.

5. Hari ke 5 Cairan bioetanol yang terdapat dalam botol yang berisi adonan sudah mulai mengalir melalui selang menuju ke botol yang kosong

6. Hari ke 6 Bioetanol sudah mulai terisi kedalam botol 7. Hari ke 7 Bioetanol sudah mulai terisi setengah botol

Setelah dilakukan fermentasi, ternyata bioetanol dari bahan singkong dan ampas tebu baru diperoleh hasil setelah 6 hari. Kemudian bioetanol yang dihasilkan diukur densitasnya dan didapatkan sebesar 1013,6 gr/l. Dari percobaan yang telah dilakukan peneliti maka dapat dibahas bahwa proses pembuatan bioetanol pada prinsipnya adalah proses pengolahan singkong dan ampas tebu dengan cara fermentasi , dari hasil yang di dapat dilihat bahwa terjadi fluktuasi selama rentang waktu 7 hari. Yang mana pada hari 1 sampai 3 belum terdapat perubahan tetapi pada hari ke 4 sudah mulai nampak perubahan yaitu terdapat cairan didalam adonan, dan pada hari ke 5 air dalam selang mulai menetes ke dalam botol yang kosong sampai hari ke 7.

Bioetanol yang diperoleh setelah fermentasi dengan menggunakan ragi tape hasilnya masih belum murni karena kadar bioetanol yang dihasilkan dari fermentasi biasanya hanya mencapai 8 sampai 10% saja. Sehingga untuk memperoleh ethanol yang berkadar alkohol 95% diperlukan proses lainnya, yaitu proses distilasi tetapi pada penelitian ini tidak ada proses distilasi di karenakan keterbatasan alat distilasi, dan untuk menjadikan bioetanol sebagai bahan bakar maka perlu dilakukan pengujian lanjutan.8_{Pada umumnya hasil}

fermentasi bioetanol yang mempunyai kemurnian 30-40% belum dapat dikategorikan sebagai fuel based ethanol.9

Setelah bioetanal dihasilkan maka diukur kekentalannya (viskositas) mengan mangujinya dengan cara :

8_{Sutijastogo,kebijakan energi mix (jakarta:BPTT,2005)}

(14)

46

Gambar 2. Mengukur viskositas bioatanol dan dibandingkan dengan tanah

Berdasarkan percobaan tersebut, maka didapatkan kekentalan dari bioetanol adalah 22,3751 Pa.S. adalah 17,1553 Pa.S.

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan yaitu untuk menguji bioetanol dari campuran singkong dan ampas tebu secara fermentasi dengan menggunakan ragi tape yang mana pada hari 1 sampai 3 belum terdapat perubahan tetapi pada hari ke 4 sudah mulai nampak perubahan yaitu terdapat cairan didalam adonan, dan pada hari ke 5 air dalam selang mulai menetes ke dalam botol yang kosong sampai hari ke 6 - 7. Didapat visikositas pada bioetanol diperoleh 22,375 Pa.S sedangkan visikositas pada minyak tanah 17,155 Pa.S Jadi, dapat dilihat bahwa bioetanol lebih kental dibandingkan minyak tanah.

REFERENSI

Zen,Energi sumber daya lingkungan hidup dalam pembangunan bersinambungan (Jakarta: Dian Rakyat,1988),Hal.1

Nugraha, Karakteristik termal briket orang ampas tebu denan variasi bahan perekat lumpur

lapindo skripsi (Surabaya:institusi teknologi,2013),Hal 20

Euis Hermiati, Dkk,Pemanfaatan biomassa lignoselulosa ampas tebu untuk produksi

bioetanol,Jurnal litbang pertanian (2010)Hal :121

Darrotun qoni’ah,Pembuatan bioetanol dari ampas tebu,(Universitas internasional semen

indonesia(2007)Hal:17

(15)

47

Dyah Pratiwi M.,Dahlia Qadari.,Nurul Utami SM,Potensi pembuatan etanol dari enceng

gondok melalui proses hidrothermal (Makassar,2013) Hal :6-10

Rayhan M.W Surya pratama dan T.R Sutardi Fermentasi ampas tebu menggunakan

phamerochale chrysosporium sebagai upaya meningkatkan kecernaan bahan kering dan kecernaan bahan organik secara intitro, Jurnal ilmiah pertanian (2013) Hal:42

Tarmidi A.R Pengaruh pemberian ransum yang mengandung ampas tebu hasil biokonversi

oleh jamur tiram putih terhadap performans domba priyanga,jurnal penelitian ilmu pertenakan Universitas padjajaran (Bandung :2014) Hal :50-53)

Sutjastogo,Kebijakan energi mix(Jakarta:BPTT,2005)