PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI
TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI
GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN
KOSONG KELAPA SAWIT ( Elaeis guineensis Jack )
DENGAN HCl 30%
SKRIPSI
ANNISA
SURI 080802039DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2012
PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI
TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI
GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA TANDAN
KOSONG KELAPA SAWIT ( Elaeis guineensis Jack )
DENGAN HCl 30%
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ANNISA
SURI 080802039DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2012
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Lama Fermentasi Dan Berat Ragi Roti Terhadap Kadar Bioetanol Dari Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jack) Dengan HCl 30% Kategori : Skripsi
Nama : Annisa Suri
Nim : 080802039
Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Oktober 2012 Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dr. Yuniarti Yusak, MS Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 194901271980022001 NIP.195408301985032001
Diketahui/Disetujui Oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN
PENGARUH LAMA FERMENTASI DAN BERAT RAGI ROTI TERHADAP KADAR BIOETANOL DARI FERMENTASI GLUKOSA HASIL
HIDROLISIS SELULOSA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ( Elaeis guineensis Jack )
DENGAN HCl 30% SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2012
ANNISA SURI 080802039
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim.
Syukur alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Dalam hal ini penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Daeng Sutrisno dan ibunda Syarifah Nurlili yang dengan doa dan kerja kerasnya telah ikhlas membesarkan, membiayai, dan mendidik penulis agar dapat menjadi manusia yang berguna bagi bangsa dan agama serta bermanfaat bagi orang lain. Terima kasih kepada kakanda Deny Handoko dan Lia Trisa Anggriani, yang selalu memberi dukungan baik moril maupun materil kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini serta keponakan tercinta M. Haidar Adly yang memberi keceriaan serta semangat bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Terima kasih kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Dosen pembimbing I dan Ketua Departemen Kimia FMIPA USU serta Ibu Dr.Yuniarti Yussak, MS selaku Dosen pembimbing II, yang telah memberikan arahan, bimbingan, dan dukungan penuh kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Terima kasih kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, kepada Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc selaku dosen wali penulis yang telah banyak membantu penulis selama masa studi untuk program sarjana (S1) di Departemen Kimia FMIPA USU serta kepada Bapak dan Ibu dosen di Departemen Kimia FMIPA USU yang telah banyak memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis.
Terima kasih kepada sahabat - sahabat penulis Arini Aulia, Dian Pratiwi, Novitya Maulita Sinaga, Wimpy Prendika, Maysita Damayanti, Aisyah Gana Putri, Zoraya Mashithah Lubis, Feri, Arifin, Rizal, Okta, Ivo, Christou, Paulus, Samuel dan seluruh rekan – rekan stambuk 2008 atas dukungan, perhatian dan doa yang diberikan kepada penulis.
Terima kasih kepada seluruh asisten di Laboratorium Biokimia/KBM FMIPA USU, Kak Fia dan Kak Vika atas dorongan dan ide-ide yang diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Terima kasih kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan kuliah dan mencapai gelar Sarjana Sains.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pengaruh lama fermentasi dan berat ragi roti terhadap kadar bioetanol dari fermentasi glukosa hasil hidrolisis selulosa tandan kosong kelapa sawit ( Elaeis guineensis Jack ) dengan HCl 30%. Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh bahwa tandan kosong kelapa sawit mengandung selulosa sebesar 24,1298%. Selulosa diisolasi dari tandan kosong kelapa sawit yang kemudian dihidrolisis dengan HCl 30% untuk menghasilkan glukosa yang kadarnya dianalisa dengan metode Nelson-Somogyi dimana kadar glukosa yang diperolah sebesar 17,1051%. Fermentasi glukosa menggunakan variasi lama fermentasi 2 hari, 4 hari dan 6 hari dengan variasi penambahan ragi roti 2 g, 4 g dan 6 g. Kadar bioetanol dianalisa dengan titrasi volumetrik menggunakan metode oksidasi kalium dikromat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kadar etanol tertinggi yaitu 7,3922 % yang diperoleh pada lama fermentasi 6 hari dan penambahan ragi roti 6 gram.
THE EFFECT OF FERMENTATION TIME AND WEIGHT OF YEAST BREAD ON BIOETHANOLCONCENTRATION FROM FERMENTATION
THE GLUCOSE FROM HYDROLYSIS OF CELLULOSE OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHES (Elaeis Guineensis Jack )
WITH HCl 30%
ABSTRACT
The research about the effect of fermentation time and weight of yeast bread on bioethanol concentration from fermentation the glucose from hydrolysis of cellulose oil palmempty fruit bunches (Elaeis guineensis Jack ) with HCl 30% has done. From the research, it found that oil palm empty fruit bunches containing cellulose of 24.1298 %. The cellulose was isolated from oil palm empty fruit bunches. It was hidrolized by HCl 30% to yield glucose and was analized by Nelson-Somogyi Method and the rate of the glucose was 17,1051 %. The fermentation of glucose used various periods of fermentation were 2 days, 4 days and 6 days and various added baker yeast were 2 g, 4 g and 6 g. The percentage of bioethanol was analized by using pottassium dicromate titrations of oxidation volumetric method. The result of analysis show that the highest percentage was 7,3922% with period of fermentation was 6 days and baker yeast 6 g.
DAFTAR ISI
Halaman PERSETUJUAN iii PERNYATAAN iv PENGHARGAAN v ABSTRAK vi ABSTRACT viiDAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
BAB 1 : PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Perumusan Masalah 3 1.3. Pembatasan Masalah 3 1.4. Tujuan Penelitian 3 1.5. Manfaat Penelitian 4 1.6. Lokasi Penelitian 4 1.7.Metode Penelitian 4 BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tanaman Kelapa Sawit 6
2.2. Morfologi Tanaman Kelapa Sawit 7 2.2.1. Bagian Vegetatif Tanaman Kelapa Sawit 8 a. Akar 8
b. Batang 8 c. Daun 8
2.2.2. Bagian Generatif Tanaman Kelapa Sawit 8 a. Bunga 8
b. Buah 9
2.3. Tandan Kosong Kelapa Sawit 9
2.4. Lignin 10
2.5. Selulosa 11 2.6. Hidrolisis 12 2.7. Glukosa 13 2.8. Analisa Kualitatif Dan Kuantitatif Glukosa 14 2.8.1. Analisa Kualitatif Glukosa 14 a. Uji Fehling 14
b. Uji Barfoed 15
c. Uji Benedict 15
e. Uji Molisch 16 2.8.2. Analisa Kuantitatif Glukosa 16 a. Metode Nelson – Somogyi 16
b. Metode Luff Schoorl 17
c. Metode Munson Walker 17
d. Metode Lane – Eynon 18
2.9. Fermentasi 18
2.10. Khamir 20
2.11. Ragi Roti 21
2.11.1. Jenis – Jenis Ragi Roti 21
a. Fresh Yeast 21
b. Dry Yeast 22
c. Instan Yeast 22
2.11.2. Cara Pemakaian Ragi Berasarkan Jenis Ragi 22
a. Fresh Yeast 22
b. Dry Yeast 22
2.12. Bioetanol 22
BAB 3 : BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan 24
3.1.1. Alat 24 3.1.2. Bahan 25 3.2. Prosedur Penelitian 26 3.2.1. Pengambilan Sampel 26 3.2.2. Pembuatan Larutan 26 a. Larutan K2Cr2O7 0,689 N 26 b. Larutan Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 0,393 N 26
c. Indikator Feroin 27 d. Pereaksi Benedict 27 e. Larutan HCl 30% 27 f. Larutan NaOH 10 % 27 g. Larutan HNO3 3,5 % 27 h. Larutan NaSO3 2% 27 i. Larutan NaOH 2% 27 j. Larutan NaOH 17,5 % 28 k. Larutan Na-Hipoklorit 1,75% 28
l. Larutan pereaksi Nelson 28
m. Larutan Arsenomolibdat 28
3.3. Prosedur Percobaan 29
3.3.1. Isolasi Selulosa dari TKKS 29 3.3.2. Hidrolisis Selulosa TKKS Menjadi Glukosa
Serta Uji Kualitatif Glukosa 29 3.3.3. Pengukuran Panjang Gelombang Maksimum
Larutan Glukosa Standar 29
3.3.4. Penyiapan Kurva Standar Glukosa 30 3.3.5. Analisa Kandungan Glukosa Sampel 30
3.3.7. Destilasi Larutan Fermentasi Glukosa Hasil
Hidrolisis Selulosa TKKS 31
3.3.8. Penenetuan Kurva Kalibrasi Etanol 31 3.3.9. Analisa Kadar Etanol Sampel Dengan Metode
Oksidasi Kalium Dikromat 31
3.4. Bagan Penelitian 32
3.4.1 Isolasi Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit 32 3.4.2. Hidrolisis Selulosa TKKS Serta Uji Kualitatif
dan Kuantitatif Glukosa 33
3.4.3. Pembuatan Larutan Fermentasi 34 3.4.5. Destilasi Larutan Hasil Fermentasi
dan Uji Kuantitatif Etanol 35 BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasi Penelitian 36
4.1.1. Perhitungan Kadar Selulosa Tandan Kosong
Kelapa Sawit 37
4.1.2. Perhitungan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit
Dengan Menggunakan HCl 30 % 38 4.1.3. Perhitungan Kadar Bioetanol 41
4.1.4. Analisa Data 42
4.2. Pembahasan 45
4.2.1. Isolasi Selulosa dari Tandan Kosong Kelapa Sawit 45 4.2.2. Hidrolisis Selulosa dan Analisis Glukosa Hasil
Hidrolisis Secara Kualitatif dan Kuantitatif 46 4.2.3. Pengaruh Variasi Lama Fermentasi Terhadap
Kadar Bioetanol 47
4.2.4. Pengaruh Variasi Penambahan Ragi Roti Terhadap
Kadar Bioetanol 49
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 50
5.2. Saran 50
DAFTAR PUSTAKA 51
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Komposisi Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit 9 Tabel 4.1. Hasil Isolasi Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit 36 Tabel 4.2. Hasil Analisis Kadar Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit 36 Tabel 4.3. Hasil Analisis Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa TKKS 37 Tabel 4.4. Data Kurva Kalibrasi Dan Regresi Dari Absorbansi
Larutan Glukosa Standar Dengan Berbagai Konsentrasi 39 Tabel 4.5. Data Kurva Kalibrasi Dan Regresi Larutan Etanol
Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Menggunakan
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Tanaman Kelapa Sawit 7 Gambar 2.2. Bunga Jantan Dan Bunga Betina Tanaman Kelapa Sawit 9
Gambar 2.3. Struktur Lignin 10
Gambar 2.4. Struktur Molekul Selulosa 11 Gambar 2.5. Metabolisme Hidrolisis Selulosa Dengan Asam 13
Gambar 2.6. Struktur Glukosa 14
Gambar 2.7. Reaksi Glukosa Dengan Reagen Benedict 15 Gambar 2.8. Skema Fermentasi Glukosa Menjadi Alkohol (Embden
Meyerhof – Parnas Pathway 19 Gambar 2.9. Kurva Pertumbuhan Mikroba 20 Gambar 4.1. Reaksi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa TKKS Dengan
Reagen Benedict 46
Gambar 4.2. Kurva Kadar Bioetanol Dengan Variasi Penambahan
Ragi Roti Terhadap Lama Fermentasi 47
Gambar 14.1. TKKS Kering 62
Gambar 14.2. TKKS Halus 62
Gambar 14.3. Selulosa TKKS 62
Gambar 14.4. Hidrolisis Selulosa TKKS 62 Gambar 14.5. Glukosa Hasil Hidrolisis TKKS 62 Gambar 14.6. Uji Kualitatif Glukosa Dengan Benedict 62 Gambar 14.7. Bioetanol Dengan Berbagai Variasi Fermentasi 62
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1. Data Penentuan λ Maksimum Dari Larutan
Glukosa Standart (0,05 mg/mL) 54 LAMPIRAN 2. Data Pengukuran Absorbansi Larutan Glukosa
Standar Dengan Berbagai Konsentrasi Pada λ
Maksimum 760 nm 54
LAMPIRAN 3. Data Penentuan Ybaru Kurva Kalibrasi Dari Absorbansi Larutan Glukosa Standar Dengan
Berbagai Konsentrasi 55
LAMPIRAN 4. Data penentuan Ybaru Untuk Kurva Kalibrasi
Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai Konsentrasi
Menggunakan Pentiter Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 55 LAMPIRAN 5. Data Volume Titrasi FeSO4(NH4)2SO4 0,393Ndan
Kadar Bioetanol Dari Hasil Fermentasi Hidrolisis
Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit 56 LAMPIRAN 6. Data Harga T(yi), TA Dan Tij Dari Analisis Varian Lama
Fermentasi Terhadap Berat Ragi Roti Pada Pembuatan
Bioetanol 56
LAMPIRAN 7. Data Harga T(yi), TA Dan Tij Dari Analisis Varian
Berat Ragi Roti Terhadap Lama Fermentasi Pada Pembuatan
Bioetanol 57
LAMPIRAN 8. Data Perhitungan AnalisaVarian Lama Fermentasi
Terhadap Berat Ragi Roti Pada Pembuatan Bioetanol 58 LAMPIRAN 9. Data Perhitungan Analisa Varian Berat Ragi Roti
Terhadap Lama Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol 58 LAMPIRAN 10. Tabel Distribusi f 59 LAMPIRAN 11. Kurva Penentuan λ Maksimum Dari Larutan Glukosa
Standart (0,05 mg/mL ) 60
LAMPIRAN 12. Kurva Absorbansi Larutan Glukosa Standar Dengan
Berbagai Konsentrasi Pada λ 760 nm 60 LAMPIRAN 13. Kurva Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai
Konsentrasi Menggunakan Pentiter Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 61
