b BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN PEMBUATAN BIOETHANOL DARI RUMPUT GAJAH


BAB 5

HASIL DAN PEMBAHASAN PEMBUATAN BIOETHANOL DARI RUMPUT GAJAH

Pokok Bahasan :

Rumput gajah kering dianalisa terlebih dahulu kadar glukosa sebelum dilakukan proses hidrolisis. Setelah didapat hasil analisa kadar glukosa awal, selanjutnya dilakukan proses hidrolisis untuk memecah selulosa yang terkandung dalam rumput gajah menjadi glukosa.

Dengan kadar glukosa tertentu (maksimum 16%), selanjutnya dilakukan proses fermentasi, sebelumnya dilakukan pembuatan nutrient agar, pembuatan media cair untuk pembiakan kultur, pembuatan media cair untuk kurva pertumbuhan, pembuatan starter Saccharomyces Cerevisiae. Dari data yang diperoleh dibuat grafik, kemudian dilakukan pembahasan.

Tujuan Instruksional, pembaca diharapkan :

  1. Memahami contoh pembahasan hasil pada proses hidrolisis.
  2. Memahami contoh pembahasan hasil pada proses fermentasi.

5.1. Pendahuluan

Rumput gajah kering dianalisa terlebih dahulu kadar glukosa sebelum dilakukan proses hidrolisis. Setelah didapat hasil analisa kadar glukosa awal, selanjutnya dilakukan proses hidrolisis untuk memecah selulosa yang terkandung dalam rumput gajah menjadi glukosa. Dalam proses hidrolisis dicari pengaruh pH hidrolisis dan berat rumput gajah terhadap kadar glukosa, hubungan biomassa Saccharomyces Cerevisiae dengan waktu.

Dengan kadar glukosa tertentu (maksimum 16%), selanjutnya dilakukan proses fermentasi, sebelumnya dilakukan pembuatan nutrient agar, pembuatan media cair untuk pembiakan kultur, pembuatan media cair untuk kurva pertumbuhan, pembuatan starter Saccharomyces Cerevisiae. Dalam proses hidrolisis dicari hubungan antara kadar ethanol hasil fermentasi terhadap waktu fermentasi dan jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae, hubungan antara kadar glukosa sisa fermentasi terhadap lama fermentasi dan jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae.

5.2. Analisa Bahan Baku

         Rumput gajah kering dianalisa terlebih dahulu kadar glukosa sebelum dilakukan proses hidrolisis. Hasil analisa kadar glukosa dalam rumput gajah kering adalah sebagai berikut :

Tabel 5.1. Hasil Analisa Kadar Glukosa Awal

Sample

Kadar Glukosa ( % berat)

Rumput Gajah

2,84

(BBLK,Surabaya)

5.3. Proses Hidrolisis

Setelah didapat hasil analisa kadar glukosa awal, selanjutnya dilakukan proses hidrolisis untuk memecah selulosa yang terkandung dalam rumput gajah menjadi glukosa. Hasil analisa yang didapat untuk kadar glukosa setelah hidrolisis adalah sebagai berikut :

Tabel 5.2. Hasil Analisa Kadar Glukosa

No.

pH

Berat Bahan

Kadar Glukosa

( gram )

( % b/v )

1

1

25

20.939465

2

30

37.66994

3

35

19.82318

4

40

9.552063

5

45

10.149371

6

2

25

13.46955

7

30

12.69941

8

35

9.328094

9

40

11.82318

10

45

11.68566

11

3

25

12.04715

12

30

8.935167

( Lab. Instrumentasi UPN “Veteran” JATIM )

Tabel 5.3. Hasil Analisa Kadar Glukosa

No.

pH

Berat Bahan

Kadar Glukosa

( gram )

( % b/v )

13

3

35

10.10216

14

40

10.43615

15

45

8.157171

16

4

25

17.33595

17

30

18.78193

18

35

26.28684

19

40

7.858546

20

45

9.13556

21

5

25

5.866405

22

30

6.172888

23

35

7.253438

24

40

8.990177

25

45

2.184676

( Lab. Instrumentasi UPN “Veteran” JATIM )

Gambar 5.1. Pengaruh pH hidrolisis dan berat rumput gajah terhadap kadar glukosa

Dari Gambar 5.1 diketahui bahwa tidak adanya hubungan yang linier antara berat rumput gajah dengan kadar glukosa. Ketidaklinieran kadar glukosa dapat disebabkan kurang stabilnya kecepatan pengadukan,hal ini dikarenakan tidak tersedianya alat pengaduk yang memadai. Sesudah berat rumput gajah 40 gram cenderung terjadi stagnasi kadar glukosa dan penurunan kadar glukosa. Hal ini disebabkan oleh terlalu banyak rumput gajah yang dimasukkan ke dalam larutan asam sehingga rumput gajah tidak dapat terhidrolisis dengan sempurna.

Dari kondisi yang dijalankan dalam proses hidrolisis kadar glukosa terbaik sebesar 37,66994 % yang diperoleh dari proses hidrolisis pada pH 2 dengan berat rumput gajah sebesar 30 gram. Hasil hidrolisis ini sesuai dengan yang dijelaskan oleh Soebijanto bahwa pH terbaik untuk hidrolisis adalah 2,3. terbaik Kadar glukosa yang digunakan dalam proses fermentasi adalah sebesar 26,28684 % yang diperoleh dari proses hidrolisis pada pH 4 dengan berat rumput gajah sebesar 35 gram. Kondisi ini dipilih karena kadar glukosa optimum yang dikemukakan oleh Sardjoko untuk proses fermentasi adalah sebesar 25 %. Glukosa sebanyak 26,2864 % inilah yang akan difermentasi dengan variasi hari dan jumlah starter yang digunakan.

Pembiakan Bakteri Saccharomyces Cerevisiae

Tabel 5.4. Hasil Pengamatan Kurva Pertumbuhan

Waktu (jam)

Berat (gram)

2

0.0607

4

0.0754

6

0.0759

8

0.0764

10

0.0798

12

0.0842

14

0.0845

16

0.0849

18

0.1019

20

0.1413

22

0.1871

24

0.2015

Waktu (jam)

Berat (gram)

26

0.2019

28

0.202

30

0.2021

32

0.1435

34

0.0629

36

0.0531

38

0.0488

40

0.0463

42

0.0252

44

0.0117

46

0.0072

48

0.006

           

 

 

 

 

 

( Lab. Mikrobiologi UPN “Veteran” JATIM )

 

 

 

 

Gambar 5.2. Hubungan biomassa Saccharomyces Cerevisiae dengan waktu

        Pada Gambar 5.2. menunjukkan gambar yang sesuai dengan yang telah dijelaskan oleh Dwidjoseputo bahwa  kurva pertumbuhan bakteri mengalami empat fase yaitu fase lag yang mana Saccharomyces Cerevisiae mulai beradaptasi untuk tumbuh, ditunjukkan pada waktu 0 sampai 18 jam. Kemudian dilanjutkan dengan fase log pada waktu 18 sampai 24 jam. Setelah itu pada waktu 24 – 30 jam terjadi fase stasioner. Dan waktu selanjutnya merupakan fase kematian. Sehingga berdasarkan data, waktu yang terbaik untuk memasukkan starter ke dalam filtrat hidrolisis adalah pada waktu 20 jam. Hal ini dikarenakan pada waktu tersebut Saccharomyces Cerevisiae mulai tumbuh menjadi

gemuk dan siap untuk mengkonversi gukosa menjadi ethanol.

5.4. Hasil Fermentasi

Tabel 5.5. Tabel Hasil Fermentasi dan Distilasi

Waktu

Jumlah Starter

Kadar Ethanol

Kadar Ethanol

Kadar Glukosa Sisa

Fermentasi

(hari)

(%)

Sebelum

 distilasi (%)

Sesudah distilasi (%)

(%)

6

1.354

8.69

25.8

8

1.572

10.09

22.21

2

10

1.384

8.88

25.25

12

1.421

9.12

24.59

14

1.231

7.9

26.1

6

1.416

9.09

24.66

8

1.631

10.47

21.41

3

10

1.561

10.02

22.36

12

1.497

9.61

23.31

14

1.357

8.71

25.2

6

3.079

19.76

11.34

8

3.456

22.18

10.1

4

10

3.428

22

10.17

12

3.552

22.8

9.84

14

3.342

21.45

10.47

( Lab. Instrumentasi UPN “Veteran” JATIM )

 

 

 

 

 

Tabel 5.6. Tabel Hasil Fermentasi dan Distilasi

Waktu

Jumlah Starter

Kadar Ethanol

Kadar Ethanol

Kadar Glukosa Sisa

Fermentasi

(hari)

(%)

Sebelum

 distilasi (%)

Sesudah   distilasi

(%)

(%)

6

3.662

23.5

9.55

8

3.644

23.39

9.59

5

10

4.082

26.2

8.56

12

3.987

25.59

8.75

14

3.85

24.71

9.08

6

3.959

25.41

8.82

8

4.207

27

8.31

6

10

4.318

27.71

8.09

12

4.064

26.08

8.6

14

3.668

23.54

9.51

6

4.258

27.33

8.2

8

4.076

26.16

8.56

7

10

3.649

23.42

8.31

12

3.552

22.8

9.84

14

3.42

21.95

10.39

6

3.817

24.5

9.15

8

3.668

23.54

9.51

8

10

3.958

25.4

8.82

12

3.018

19.37

11.56

14

2.959

18.99

11.82

( Lab. Instrumentasi UPN “Veteran” JATIM )

 

 

 

 

 

Gambar 5.3. Hubungan antara kadar ethanol hasil fermentasi terhadap waktu fermentasi dan jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae

Pada gambar 5.3. diatas dapat dilihat bahwa peningkatan kadar ethanol sesuai dengan grafik kurva pertumbuhan. Untuk jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae yang sama, kadar ethanol semakin meningkat,tetapi pada saat kondisi tertentu kadarnya menurun. Pada waktu fermentasi yang sama, semakin besar prosentase starter Saccharomyces Cerevisiae maka semakin kecil kadar ethanolnya,tetapi pada saat kondisi tertentu (10 %) kadar ethanolnya terbaik. Penurunan kadar ethanol disebabkan karena terlalu banyak jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae yang digunakan, sedangkan jumlah substrat yang difermentasi sedikit, akibatnya Saccharomyces Cerevisiae tidak mendapat cukup makanan dan akhirnya mati sehingga fermentasi tidak berjalan dengan optimal. Hasil ethanol yang terbesar yaitu 27,71 % terjadi pada saat fermentasi berlangsung selama 6 hari dengan jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae 10 %. Sedangkan hasil yang paling rendah yaitu pada saat fermentasi berlangsung selama 2 hari dengan  jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae 14 % dan hasil ethanol yang didapat sebesar 7,9 %.

Kadar ethanol dari hasil fermentasi dengan menggunakan starter sebanyak 14 % ini kecil karena terlalu banyak jumlah starter yang digunakan sehingga Saccharomyces Cerevisiae hanya sedikit mendapat makanan dan akibatnya glukosa yang dikonversi menjadi ethanol juga sedikit. Penurunan kadar ethanol setelah fermentasi berlangsung selama 7 hari dikarenakan ethanol yang terkandung dalam larutan fermentasi sangat mudah berubah menjadi asam-asam organik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 5.4. Hubungan antara kadar glukosa sisa fermentasi terhadap lama fermentasi dan jumlah starter Saccharomyces Cerevisiae

Pada gambar 5.4. diatas dapat dilihat bahwa kadar glukosa sisa berkebalikan dengan kadar ethanol. Pada prosentase starter yang sama, semakin lama waktu fermentasi, kadar glukosa sisa semakin rendah. Kadar glukosa sisa paling kecil (8,09 %) pada fermentasi dengan menggunakan starter Saccharomyces Cerevisiae sebanyak 10 %. Sedangkan kadar glukosa sisa terbesar (26,1%) yaitu pada fermentasi yang menggunakan starter Saccharomyces Cerevisiae sebanyak 14%.

Dari grafik dapat dilihat bahwa pada waktu fermentasi 2 hari hingga 8 hari kadar glukosa sisa untuk jumlah starter yang berbeda-beda relatif menurun. Pada penelitian kali ini menunjukkan waktu fermentasi yang terbaik adalah 6 hari dengan menggunakan 10 % starter Saccharomyces Cerevisiae dengan kadar glukosa sisa sebesar 8,09 %.

Berdasarkan data dari pabrik ethanol PT.MOLINDO RAYA INDUSTRIAL dapat diketahui bahwa pada proses fermentasi dengan kadar glukosa 12 % dapat menghasilkan ethanol dengan kadar 9 %. Sedangkan dari hasil penelitian,proses fermentasi dengan kadar glukosa sebesar 26,2868 % dapat menghasilkan ethanol dengan kadar 4,318 %.

Dari hasil penelitian, seharusnya dengan kadar glukosa awal yang lebih tinggi dari glukosa awal di pabrik ethanol maka kadar ethanol yang diperoleh seharusnya lebih besar. Tetapi pada kenyataannya kadar ethanol dari penelitian lebih kecil daripada pabrik ethanol PT. MOLINDO RAYA INDUSTRIAL. Hal ini disebabkan pada proses fermentasi yang tidak berjalan dengan baik, yaitu karena pada pembuatan media dan starter yang tidak berjalan dengan baik serta kurangnya peralatan yang memadai. Kecilnya kadar ethanol disebabkan karena tidak adanya bahan penunjang yang ditambahkan ke dalam larutan fermentasi seperti urea, SP 36, asam sulfat, defoaming agent.

5.5. Kesimpulan Dan Saran

1. Kesimpulan

  1. Kadar Glukosa awal pada Rumput Gajah kering adalah 2,84 %
  2. Pada proses hidrolisis kadar glukosa yang terbaik untuk proses fermentasi adalah 26,28684 %. Kadar glukosa sebesar 26,28684 % ini diperoleh dengan menambahkan 35 gram rumput gajah kering ke dalam 700 mL larutahn HCL dengan pH 4
  1. Pada proses fermentasi kondisi terbaik untuk menghasilkan ethanol yaitu dengan menggunakan starter Saccharomyces Cerevisiae sebesar 10 % larutan glukosa. Proses fermentasi berlangsung selama 6 hari dan menghasilkan ethanol sebesar 4,318 % sebelum diidistilasi dan setelah didistilasi menghasilkan ethanol sebesar 27,71 %. Setelah proses fermentasi tersebut menghasilkan kadar glukosa sisa 8.09 %.
  2. Rumput Gajah dapat digunakan sebagai bahan baku alternatif pembuatan bio-ethanol.

2. Saran

   Pada penelitian ini kadar glukosa yang dihasilkan sudah maksimal, tetapi kadar ethanol yang dihasilkan tidak maksimal karena alat bioreaktor yang kurang memadai. Diharapkan untuk penelitian serlanjutnya menggunakan alat bioreaktor yang standart sehingga dapat dihasilkan kadar ethanol yang tinggi.

               Diharapkan penelitian ini dapat dikembangkan dengan mencoba untuk menggunakan variasi jumlah starter dan waktu fermentasi yang lebih lama guna melihat sejauh mana kemampuan mikroorganisme dalam mengkonvesi glukosa menjadi ethanol dengan sejumlah starter yang digunakan. Selain itu untuk mendapatkan kadar ethanol yang jauh lebih tinggi dan murni, ada baiknya dilakukan proses distilasi bertingkat.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: