PENGARUH PENAMBAHAN RAGI ROTI DAN LAMA WAKTU
FERMENTASI TERHADAP GLUKOSA HASIL HIDROLISIS
SELULOSA AMPAS TEBU (Saccharum officanarum)
DENGAN HCl 30% DALAM PEMBUATAN
BIOETANOL
SKRIPSI
FERI SUSANTO
080802063
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PENGARUH PENAMBAHAN RAGI ROTI DAN LAMA WAKTU
FERMENTASI TERHADAP GLUKOSA HASIL HIDROLISIS
SELULOSA AMPAS TEBU (Saccharum officanarum)
DENGAN HCl 30% DALAM PEMBUATAN
BIOETANOL
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
FERI SUSANTO
080802063
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH PENAMBAHAN RAGI ROTI DAN LAMA WAKTU FERMENTASI TERHADAP GLUKOSA HASIL HIDROLISIS SELULOSA AMPAS TEBU (Saccharum Officanarum) DENGAN HCl 30% DALAM PEMBUATAN BIOETANOL Kategori : SKRIPSI
Nama : FERI SUSANTO Nomor Induk Mahasiswa : 080802063
Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Agustus 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 PENAMBAHAN RAGI ROTI DAN LAMA WAKTU
FERMENTASI TERHADAP GLUKOSA HASIL HIDROLISIS
SELULOSA AMPAS TEBU (Saccharum officanarum)
DENGAN HCl 30% DALAM PEMBUATAN
BIOETANOL
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa karya skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2012
FERI SUSANTO 080802063
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirabbil’alamin... Inilah kalimat indah untuk-Mu Ya Allah, kalimat yang menandakan rasa syukur ku sebagai hamba-Mu atas nikmat dan karunia yang tak henti-hentinya Engkau berikan. Sholawat dan salam untuk junjungan Nabi Muhammad SAW. Penulis mengakui setulus-tulusnya bahwa banyak pihak yang telah memberikan dorongan, bimbingan, semangat dan saran dalam penyelesaian penulisan skripsi ini yang berjudul “Pengaruh Penambahan Ragi Roti dan Lama Waktu Fermentasi Terhadap Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Ampas Tebu
(Saccharum Officanarum) Dengan HCl 30% Dalam Pembuatan Bioetanol” dalam
rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada program studi Kimia FMIPA USU. Oleh karena itu penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih sebesar-besarnya kepada : Ayahanda tercinta Sudirman dan Ibunda Zahara atas doa yang tiada henti, kesabaran dan kasih sayang yang tulus serta dukungan moril dan materil sehingga Ananda dapat mempersembahkan sebuah karya sebagai penyejuk hati. Kepada abang, kakak, dan keponakanku yang selalu memberikan tawa saat bersama dalam keluarga.
Penulis mengucapkan ribuan terima kasih atas segala kebesaran dan ketulusan hati yang telah memberikan saran, membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi ini serta untuk ilmu yang penulis dapatkan selama perkuliahan kepada : ibu Dr. Rumondang Bulan, MS, selaku Ketua Jurusan dan sebagai dosen pembimbing I dan ibu Dr. Yuniarti Yusak, MS, sebagai dosen pembimbing II, Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Sekretaris Jurusan Kimia, Bapak Drs. Firman Sebayang, MS, selaku kepala Laboratorium Biokimia/Kimia Bahan Makanan, Bapak Dr. Ribu Surbakti, MS dan Ibu Dra. Emma Zaidar, M.Si, sebagai dosen biokimia, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono,Ph.D, sebagai dosen wali serta bapak ibu dosen berserta semua staf Departemen Kimia FMIPA USU.
Dan tak lupa juga penulis mengucapkan terima kasih kepada keluarga Biokimia (Tiwi, Icha, Yhaya, Arau, Ari, Tika, Putri, Echa dan Saiful) serta Kak Pia dan Kak Vika yang telah banyak membantu dan memberikan semangat kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Sahabat-sahabat terbaikku (Jaka, Zefry, Jandri, Yohannes, Siti, Juju, Feby, Bethsy, Erin, Reni, Ria). Kawan-kawan seperjuangan stambuk 2008 yang banyak membantu Arif, Andreas, Enka, Bayu, Firman, Elisa, Tya. Dan untuk Nurul atas dukungan dan semangat kepada penulis. Kakak, Abang dan adik-adik satu almamater yang telah menjalin kerja sama, saling bertukar pikiran selama kuliah untuk menuju puncak keberhasilan bersama.
Akhirnya dengan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kata sempurna dan penulis persembahkan skripsi ini kepada para pembaca semoga ada manfaatnya dan terima kasih.
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh penambahan ragi roti dan lama waktu fermentasi terhadap glukosa hasil hidrolisis selulosa ampas tebu dengan HCl 30% dalam pembuatan bioetanol. Ampas tebu mengandung selulosa sebesar 29,81%. Selulosa diisolasi dari ampas tebu yang dihidrolisis dengan HCl 30% untuk menghasilkan glukosa yang dianalisa dengan metode Nelson-Somogyi dan kadar gula reduksi yang diperolah sebesar 9,15%. Fermentasi glukosa menggunakan variasi lama fermentasi 2 hari, 4 hari, 6 hari dan 8 hari dengan variasi penambahan ragi roti 1 g, 2 g dan 3 g. Kadar bioetanol dianalisa dengan titrasi volumetrik menggunakan metode oksidasi kalium dikromat. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kadar etanol tertinggi diperoleh pada fermentasi sebesar 5,12% dengan lama fermentasi 6 hari dan penambahan ragi roti 2 gram.
THE INFLUENCE ADDED BAKER YEAST AND PERIODS OF FERMENTATION TOWARD GLUCOSE YIELD
HYDROLYSIS CELLULOSE SUGARCANE BAGASSE WITH HCl 30% TO MAKE
BIOETHANOL
ABSTRACT
The research on the influence added baker yeast and periods of fermentation toward glucoce yield hydrolysis sugarcane bagasse with HCl 30% to make bioethanol.. Sugarcane baggase was contained that cellulose was content was 29,81%. The cellulose was isolated from sugarcane baggase. It was hidrolized by HCl 30% to yield glucose and was analized by Nelson-Somogyi Method and the obtained data of the reduction glucose was 9,15%. The fermentation of glucose used various periods of fermentation were 2 days, 4 days, 6 days and 8 days and various added baker yeast were 1 g, 2, and 3 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 5,12% with period of fermentation was 6 days and baker yeast 2 g.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstark v Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
Daftar Lampiran xii
Bab I Pendahuluan 1 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 Metodologi Penelitian 4
Bab II Tinjauan Pustaka 6
2.1 Tanaman Tebu 6 2.1.1 Klasifikasi Tebu 6 2.2 Karbohidrat 7 2.2.1 Klasifikasi Karbohidrat 9 2.2.1.1 Monosakarida 9 2.2.1.2 Oligosakarida 9 2.2.1.3 Polisakarida 10 2.2.2 Lignin 11 2.2.3 Selulosa 12 2.2.4 Glukosa 14
2.3 Analisa Kualitatif dan Kuantitatif Gula Pereduksi 15 2.3.1 Analisa Kualitatif Gula Pereduksi 15
2.3.1.1 Uji Molisch 15 2.3.1.2 Uji Seliwanof 15 2.3.1.3 Uji Anthrone 16 2.3.1.4 Uji Barfoed 16 2.3.1.5 Uji Iodin 16 2.3.1.6 Uji Osazon 16 2.3.1.7 Uji Fehling 17 2.3.1.8 Uji Benedict 17
2.3.2.1 Metode Luff-Schroll 17 2.3.2.2 Metode Munson Walker 18
2.3.2.3 Metode Lane-Eynon 19
2.4 Glikolisis 19
2.5 Fermentasi 21
2.6 Ragi 22
2.6.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kehidupan Ragi 22
2.7 Bioetanol 23
Bab III Metoda Penelitian 25
3.1 Alat dan Bahan 25
3.1.1 Alat-alat 25 3.1.2 Bahan-bahan 26 3.2 Prosedur Penelitian 27 3.2.1 Pengambilan Sampel 27 3.2.2 Pembuatan Larutan 27 1. Larutan K2Cr2O7 0689 N 27 2. Larutan Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O 0,393 N 28 3. Indikator Ferroin 28 4. Pereaksi Benedict 28 5. Larutan HCl 30% 28 6. Larutan NaOH 10% 28 7. Larutan HNO3 3,5% 28 8. Larutan Na2SO3 2% 29 9. Larutan NaOH 2% 29 10. Larutan NaOH 17,5% 29 11. Larutan Na-Hipoklorit 1,75% 29 12. Larutan Pereaksi Nelson 29 13. Larutan Arsenomolibdat 30
3.2.3 Cara Kerja 30
3.2.3.1 Isolasi Selulosa dan Uji Kualitatif Selulosa 30 3.2.3.2 Hidrolisis Selulosa Ampas Tebu dan 31
Uji Kualitatif Glukosa
3.2.3.3 Pengukuran Panjang Gelombang Maksimum 31 Larutan Glukosa Standar
3.2.3.4 Penyiapan Kurva Standar Glukosa 31 3.2.3.5 Analisa Kadar Glukosa dari Hidrolisis 32
Selulosa Ampas Tebu
3.2.3.6 Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa 32 Ampas Tebu Menjadi Bioetanol
3.2.3.7 Destilasi Larutan Fermentasi Glukosa Hasil 32 Hidrolisis Selulosa Ampas Tebu
3.2.3.8 Penentuan Kurva Kalibrasi Etanol Standar 33 3.2.3.9 Analisa Kadar Bioetanol Dengan Metode 33
Oksidasi Kalium Dikromat
3.3 Bagan Penelitian 34
3.3.1 Isolasi Selulosa dari Ampas Tebu dan Uji Kualitatif 34 Selulosa
3.3.2 Hidrolisis Selulosa Ampas Tebu dan Uji Kualitatif 35 Glukosa
3.3.3 Pembuatan Larutan Fermentasi 36 3.3.4 Destilasi Larutan Hasil Fermentasi dan Uji 37
Kuantitatif Bioetanol
Bab IV Hasil dan Pembahasan 38
4.1 Hasil Penelitian 38
4.2 Perhitungan 39
4.2.1 Perhitungan Kadar Selulosa Dalam Ampas Tebu 39 4.2.2 Perhitungan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis 39
Selulosa Ampas Tebu
4.2.3 Perhitungan Kadar Bioetanol 42
4.3 Pembahasan 44
4.3.1 Variasi Lama Fermentasi Terhadapa Kadar 44 Bioetanol
4.3.2 Variasi Penambahan Ragi Roti Terhadap 45 Kadar Bioetanol
4.3.3 Reaksi Kalium Dikromat Dengan Bioetanol 47
Bab V Kesimpulan dan Saran 48
5.1 Kesimpulan 48
5.2 Saran 48
DAFTAR PUSTAKA 49
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Hasil Analisis Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa 38 Ampas Tebu
Tabel 4.2 Data Penentuan Larutan Glukosa Standar (mg/mL) Pada 40 Berbagai Konsentrasi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Struktur Selulosa 12
Gambar 2.2 Reaksi Hidrolisis Selulosa Dengan Asam 14 Gambar 2.3 Resorcinol (1,3 dihidroksi benzen) 15 Gambar 2.4 Reaksi Gula Pereduksi Dengan Pereaksi benedict 17
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A Data Penentuan λ Maksimum dari Larutan Glukosa 52
0,05 mg/mL
Lampiran B Data Larutan Glukosa Standar Pada λ 760 nm 52 Lampiran C Data Volume Titrasi Fe(NH4)2(SO4)2 0,393 N dan Kadar 53
Bioetanol Dari Fermentasi Glukosa Hasil Hidrolisis Selulosa Ampas Tebu
Lampiran D Data Penentuan Ybaru 53
Lampiran E Kurva Penentuan λ Maksimum dari Larutan Glukosa 54 0,05 mg/mL
Lampiran F Kurva Larutan Glukosa Standar Pada λ 760 nm 54 Lampiran G Kurva Larutan Etanol Standar Dengan Berbagai Konsentrasi 55 Lampiran H Kurva Kadar Bioetanol Dengan Variasi Penambahan 55
