Bioetanol Limbah Kulit Durian Dengan Metode Sakarifikasi dan Liquifikasi

(1)

Serambi Engineering, Volume II, No.3, Juli 2017 ISSN : 2528-3561

1. Pendahuluan

Durian (Durio zibethinus Murr) adalah buah klimakterik yang memiliki umur waktu penyimpanan yang singkat. Suhu penyimpanan tidak boleh lebih

rendah dari 15°C karena suhu dingin yang lebih rendah menginduksi kerusakan, dimana, kulit berubah coklat gelap, daging buah kehilangan aroma dan pelunakan buah tertunda (Ketsa dan Paull, 2008). Kulit buah

Bioetanol Limbah Kulit Durian Dengan Metode Sakarifikasi dan Liquifikasi

Irhamni^*1, Dewi Mulyati², Diana³, Saudah⁴

1Fakultas Teknik, Universitas Serambi Mekkah, Banda Aceh Indonesia

3Fakultas MIPA Kimia, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia

4Fakultas MIPA Biologi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia *Koresponden email: irhamni@serambimekkah.ac.id

Abstrak.Limbah kulit durian dapat dianggap sebagai bahan baku utama untukfermentasi lanjutdalam pembuatan bioetanol, yang memiliki aplikasi lebih luas sebagai bahan bakar terbarukan, baik dalam industri dan masyarakat pedesaandi negara-negaraberkembang. Penelitian ini bertujuan mempelajari proses produksi bioetanol yang dihasilkan dari limbah kulit durian dan dengan melihat proses sakarifikasi yang tepat pada limbah kulit durian menjadi pilihan bahan baku yang tepat untuk fermentasi lanjut sebagai penghasil bioetanol yang baik.Penelitian dilakukanfermentasi limbah kulit durian selama 48 jam. Enzim α-amilase dan glukoamilase digunakan pada proses sakarifikasi dan liquifikasi untuk menghasilkan bioetanol.

Hasil penelitian menunjukkan pH 4.5 merupakan pH fermentasi sampel limbah kulit durian yang memiliki persentase maksimum produksi bioetanol. pH 4,5 menunjukkan kadar etanol tertinggi dalam air yaitu sebesar 16,69%. Kemurnian bioetanol dianalisis menggunakan GC-MS.Puncak kromatogram tertinggi berada pada area 96,99% dimenit ke 2,163 terdeteksi pada puncak pertama adalah bioetanol. Diikuti puncak kedua asam asetat 3,01% menit ke 13,279. Diatas kemurnian bioetanol yang dapat digunakan untuk bahan bakar yaitu 95%. Dari hasil penelitian bahwa bioetanol dari limbah kulit durian sangat baik digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang bersumber dari tumbuhan, disamping bersifat terbarukan juga ramah lingkungan untuk kendaraan bermotor.

Kata kunci: kulit durian, bioetanol, sakarifikasi, liquifikasi, dan GC-MS

Abstract. Durian leather waste can be considered as the main raw material for advanced fermentation in the manufacture of bioethanol, which has a wider application as a renewable fuel, both in industrial and rural communities in developing countries. This study aims to study the process of bioethanol production resulting from durian leather waste and by looking at the proper saccharification process on the durian leather waste into a choice of appropriate raw materials for further fermentation as a good bioethanol producer. The research was carried out fermentation of durian skin waste for 48 hours. Enzyme α-amylase and glucoamylase are used in the process of saccharification and liquification to produce bioethanol. The results showed pH 4.5 is a pH fermentation of durian leather waste samples that have the maximum percentage of bioethanol production. PH 4.5 shows the highest ethanol content in water that is equal to 16,69%. The purity of bioethanol was analyzed using GC-MS. The highest peak of chromatogram is in an area of 96.99% in 2,163 minutes detected at the first peak is bioethanol. Followed the second peak of acetic acid 3.01% minutes to 13,279. Above the purity of bioethanol that can be used for fuel that is 95%. From the results of research that bioethanol from durian leather waste is very well used as an alternative fuel sourced from plants, in addition to renewable nature is also environmentally friendly for motor vehicles.

Keywords: durian leather, bioethanol, saccharification, liquification, and GC-MS

114

(2)

1. Pendahuluan

Durian (Durio zibethinus Murr) adalah buah klimakterik yang memiliki umur waktu penyimpanan yang singkat. Suhu penyimpanan tidak boleh lebih

rendah dari 15°C karena suhu dingin yang lebih rendah menginduksi kerusakan, dimana, kulit berubah coklat gelap, daging buah kehilangan aroma dan pelunakan buah tertunda (Ketsa dan Paull, 2008). Kulit buah

Bioetanol Limbah Kulit Durian Dengan Metode Sakarifikasi dan Liquifikasi

Irhamni^*1, Dewi Mulyati², Diana³, Saudah⁴

3Fakultas MIPA Kimia, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia

4Fakultas MIPA Biologi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia *Koresponden email: irhamni@serambimekkah.ac.id

Abstrak.Limbah kulit durian dapat dianggap sebagai bahan baku utama untukfermentasi lanjutdalam pembuatan bioetanol, yang memiliki aplikasi lebih luas sebagai bahan bakar terbarukan, baik dalam industri dan masyarakat pedesaandi negara-negaraberkembang. Penelitian ini bertujuan mempelajari proses produksi bioetanol yang dihasilkan dari limbah kulit durian dan dengan melihat proses sakarifikasi yang tepat pada limbah kulit durian menjadi pilihan bahan baku yang tepat untuk fermentasi lanjut sebagai penghasil bioetanol yang baik.Penelitian dilakukanfermentasi limbah kulit durian selama 48 jam. Enzim α-amilase dan glukoamilase digunakan pada proses sakarifikasi dan liquifikasi untuk menghasilkan bioetanol.

Hasil penelitian menunjukkan pH 4.5 merupakan pH fermentasi sampel limbah kulit durian yang memiliki persentase maksimum produksi bioetanol. pH 4,5 menunjukkan kadar etanol tertinggi dalam air yaitu sebesar 16,69%. Kemurnian bioetanol dianalisis menggunakan GC-MS.Puncak kromatogram tertinggi berada pada area 96,99% dimenit ke 2,163 terdeteksi pada puncak pertama adalah bioetanol. Diikuti puncak kedua asam asetat 3,01% menit ke 13,279. Diatas kemurnian bioetanol yang dapat digunakan untuk bahan bakar yaitu 95%. Dari hasil penelitian bahwa bioetanol dari limbah kulit durian sangat baik digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang bersumber dari tumbuhan, disamping bersifat terbarukan juga ramah lingkungan untuk kendaraan bermotor.

Kata kunci: kulit durian, bioetanol, sakarifikasi, liquifikasi, dan GC-MS

Abstract. Durian leather waste can be considered as the main raw material for advanced fermentation in the manufacture of bioethanol, which has a wider application as a renewable fuel, both in industrial and rural communities in developing countries. This study aims to study the process of bioethanol production resulting from durian leather waste and by looking at the proper saccharification process on the durian leather waste into a choice of appropriate raw materials for further fermentation as a good bioethanol producer. The research was carried out fermentation of durian skin waste for 48 hours. Enzyme α-amylase and glucoamylase are used in the process of saccharification and liquification to produce bioethanol. The results showed pH 4.5 is a pH fermentation of durian leather waste samples that have the maximum percentage of bioethanol production. PH 4.5 shows the highest ethanol content in water that is equal to 16,69%. The purity of bioethanol was analyzed using GC-MS. The highest peak of chromatogram is in an area of 96.99% in 2,163 minutes detected at the first peak is bioethanol. Followed the second peak of acetic acid 3.01% minutes to 13,279. Above the purity of bioethanol that can be used for fuel that is 95%. From the results of research that bioethanol from durian leather waste is very well used as an alternative fuel sourced from plants, in addition to renewable nature is also environmentally friendly for motor vehicles.

Keywords: durian leather, bioethanol, saccharification, liquification, and GC-MS

114

durian menunjukkan tingkat yang lebih tinggi dari produksi etilena dari daging buah.

Dalam dekade terakhir, terjadi peningkatan yang signifikan dalam produksi, pemasaran, dan asupan buah-buahan tropis yang eksotis di pasar lokal dan internasional seperti durian. Selain itu, buah ini kaya akan mikro esensial dan makro nutrien serta mengandung kadar mineral dan vitamin tinggi yang sangat penting (A, C, dan E) (Contreras, 2011).

Limbah kulit durian dapat dianggap sebagai bahan baku utama untuk fermentasi lanjut dalam pembuatan bioetanol, yang memiliki aplikasi yang lebih luas sebagai bahan bakar terbarukan, baik dalam industri dan masyarakat pedesaan di negara-negara berkembang. Penambahan enzim melalui proses sakarifikasi dan liquifikasi untuk menghasilkan bioetanol. Bioetanol murni diperoleh melalui proses destilasi menggunakan rotary evaporator. Kemurnian bioetanol dianalisis menggunakan alat GC-MS.

Permintaan minyak diperkirakan akan meningkat 57% dari tahun 2002 ke tahun 2030. Akibatnya, produksi bioetanol sebagai pengganti bahan bakar

fosil. Semakin rendah biaya untuk menghasilkan bioetanol yang berasal dari biomassa limbah karena tersedianya bahan baku yang berlimpah.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses produksi bioetanol yang dihasilkan dari limbah kulit durian dan tujuan khusus yang ingin dicapai adalah untuk mempelajari variabel-variabel proses, diantaranya untuk memgetahui proses sakarifikasi yang tepat pada limbah kulit durian menjadi pilihan bahan baku yang tepat untuk fermentasi lanjut sebagai penghasil bioetanol yang baik. Dengan melihat tujuan umum dari penelitian ini, maka manfaat yang ingin diharapkan adalah sebagai berikut :Mendapatkan pengetahuan tentang proses produksi bioetanol dari limbah kulit durian melalui proses fermentasi, dan meningkatkan nilai ekonomi pada tanaman durian yang merupakan flora identitas Indonesia.

Sampai saat ini, para peneliti memiliki berfokus terutama pada ekstraksi enzim bromelain dan yang sekunder pada penggunaan limbah sebagai bahan baku murah untuk produksi antioksidan fenolik, asam organik, bioetanol, biogas dan serat. Selain itu, sampah juga bisa menjadi sumber potensial untuk produksi cuka karena gula yang ditemukan dalam serat adalah bahan baku utama untuk fermentasi (Roda et al., 2014).

2. Metode Penelitian

Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah GC-MS, aluminium foillabu ukur, erlenmeyer, gelas kimia, pipet volum, pipet tetes, timbangan digital, Bahan yang digunakan adalah enzim α-amilase, enzim gluko amilase, Saccharaomyces cerevisiae (ragi), limbah kulit durian, aquadest, buffer

Gambar. 1 Liquifikasi dan sakarifikasi tepung kulit durian.

Gambar. 2 Kromatogram GCMS Bioetanol Kulit Durian.

115

(3)

fosfat, buffer natrium dan NaOH.

2.1. Pengumpulan dan Seleksi Limbah Kulit Durian

Tahapan persiapan sampel atau bahan baku diawali dengan proses preetreatment yang terdiri dari proses pengumpulan limbah kulit durian, penghilangan tanah atau pengotor lainnya yang ada pada kulit durian, pencucian, pencacahan, penggeraian, pengeringan, penumbukan, penggilingan dan pengayakan hingga limbah kulit durian menjadi tepung sehingga lebih mudah untuk melakukan proses pembuatan bioetanol.

2.2. Fermentasi Limbah Kulit Durian

Fermentasi limbah kulit durian pada penelitian ini berlangsung selama 48 jam. Enzim α-amilase dan glukoamilase digunakan pada proses sakarifikasi dan liquifikasi untuk menghasilkan bioetanol.

3. Hasil Dan Pembahasan

Penelitian ini menggunakan sampel limbah kulit durian untuk memperoleh bioetanol melalui proses fermentasi.. Hasil kulit durian yang telah dikumpulkan dan diseleksi dicuci dengan aquadest agar kulit durian bebas dari zat pengotor, kemudian kulit durian dikeringkan ke dalam oven pada suhu 60ºC selama 3 hari. Dilakukan pada suhu 60ºC karena jika suhu lebih tinggi, akan mempengaruhi enzim dalam limbah kulit durian (Wong, et.all).

Hasil penggilingan limbah kulit durian di dalam blender dilakukan secara bertahap, kemudian kulit durian yang sudah diblender diayak dengan ayakan 100 mesh supaya ukuran partikel dari tepung limbah kulit durian memiliki ukuran yang sama sehingga mempercepat reaksi kimia didalam tahap- tahap proses pembuatan bioetanol seperti tahap liquifikasi, sakarifikasi hingga tahap fermentasi untuk memperoleh bioetanol.

Sampel limbah kulit durian ini menunjukkan hasil dimana pH 4.5 merupakan pH fermentasi sampel limbah kulit durian yang memiliki persentase maksimum produksi bioetanol. pH 4,5 menunjukkan kadar etanol tertinggi dalam air yaitu sebesar 16,69%.

suhu yang digunakan untuk fermentasi adalah suhu 35ºC dan produksi bioetanol yang dihasilkan juga sangat baik karena menurut (Frazier dan

Westhoff, 1978 dalam Rahim, 2009) bahwa Saccharomyces cerevisiae tumbuh minimum pada suhu 25-30ºC dan maksimum pada suhu 35-47ºC.

Hasil fermentasi limbah kulit durian didestilasi menggunakan rotary evaporator. Sampel dipanaskan pada suhu 65ºC untuk memperoleh bioetanol murni. Bioetanol dari hasil destilasi berwarna bening.

Kemurnian bioetanol dianalisis menggunakan GC- MS.Puncak kromatogram tertinggi berada pada area 96,99% dimenit ke 2,163 terdeteksi pada puncak pertama adalah bioetanol. Diikuti oleh puncak kedua yaitu asam asetat 3,01% menit ke 13,279.

Selama proses fermentasi terjadi pembentukan asam seperti asam asetat, asam piruvat dan asam laktat yang dapat menurunkan pH cairan.

Dari hasil GC-MS diatas, bioetanol limbah kulit durian diperoleh sebesar 96,99% diatas kemurnian bioetanol yang dapat digunakan untuk bahan bakar yaitu 95%. Dari hasil ini diketahui bahwa bioetanol dari limbah kulit durian sangat baik digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang bersumber dari tumbuhan, disamping bersifat terbarukan juga ramah lingkungan untuk kendaraan bermotor.

4. Kesimpulan

Hasil analisa dalam penelitian ini adalah bioetanol dari limbah kulit durian diperoleh pada pH optimum 4,5 dan suhu 35°C. % kadar bioetanol dalam air sebesar 16,69%. Kemurnian bioetanol dari hasil destilasi menggunakan rotary evaporator dan dianalisis menggunakan GC-MS diperoleh kemurniannya sebesar 96.99% dan kemungkinan layak digunakan sebagai bahan bakar karena bioetanol yang dapat dipergunakan sebagai bahan bakar adalah bioetanol dengan kemurnian 95%.

5. Daftar Pustaka

Amin, A. M., Jaafar, Z., & Khim, L. N. (2004).

Effect of salt on tempoyak fermentation and sensory evaluation. Journal of Biological Sciences, 4, 650–653.

Arianna. R., Dante, M. F., Simone, G., Roberta, D., dan Milena, L, (2015). Effect of pre-treatments on the saccharification of pineaple waste as a potential source for vinegar production. Journal Elsevier journal of cleaner production 112.

115 116

(4)