LAPORAN TETAP REKAYASA BIOPROSES PEMBUATAN ETANOL (dari molasse)
Disusun Oleh
:
Kelompok II Kelas 1 KA Dwi Sandi Wahyudi (061330400297) Eka Anggraini (061330400298) Elvania Novianti (061330400299) Intan Nevianita (061330400300) Irda Agustina (061330400301) Nola Dwiayu Adinda (061330400304) Dosen Pembimbing
: Ir. H. Jaksen M. Amin M.Si
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 2013
Pembuatan Etanol (dari molasse)
I.
Tujuan Percobaan Mahasiswa dapat membuat etanol dari molasse secara fermentasi.
II.
Dasar Teori Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentukrespirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot. Selain air etanol merupakan senyawa yang paling banyak digunakan sebagai pelarut. Pada dasarnya terdapat dua macam cara pembuatan etanol, yaitu: 1. Secara sintesa, yaitu dengan melakukan reaksi elementer untuk mengubah bahan baku menjadi etanol. 2. Secara fermentasi, yaitu dengan bantuan aktifitas mikroorganisme. Pada pembuatan etanol secara fermentasi, merupakan cara yang konvensional, tetapi masih dipakai hingga sekarang pada industri fermentasi dapat digolongkan dalam tiga jenis, yaitu: a. Bahan sakarida : gula tebu, gula bit, molase, jus buah. b. Bahan pati : padi-padian, kentang, gandum. c. Bahan yang mengandung selilosa : limbah kayu Pemilihan bahan baku yang tepat adalah sangat penting, karena selain pertimbangan mudah tidaknya bahan tersebut diperoleh, juga karena alkohol yang diproduksi dengan bahan yang berbeda akan menghasilkan kualitas yang berbeda pula. Jenis mikroorganisme yang sering digunakan untuk proses ini adalah ragi Saccharomycse sp, seperti saccharomyces cereviseae dll. Selain itu juga, dapat digunakan schizosaccharomyces sp, zymonas mobilis. Jalur metabolik anaerobik untuk pengubahan gula menjadi etanol : C6H12O6
2C2H5OH + Energi
CARA 1 : FERMENTASI GULA ATAU MOLASE Untuk mendapatkan etanol, maka proses yang dilakukan adalah anaerobik (tanpa oksigen), sedangkan bila ingin memproduksi sel, maka dilakukan secara aerobik (dengan adanya oksigen). Kondisi pembuatan etanol yang digunakan adalah : -
Temperatur optimum : 28 – 32 oC Ph media : 4,5 – 4,8 Kadar gula : 10 – 14 %
Cara Kerja Proses pembuatan etanol dilakukan secara tiga tahap, dilanjutkan dengan analisa hasil yaitu : 1. 2. 3. 4.
Tahap pembuatan starter Tahap fermentasi dalam fermenor Tahap permurnian denagn alat destilasi fraksionasi Analisa hasil
a. -
Peralatan : Labu Erlemeyer 1000 ml Leher angsa Gelas kimia 1000 ml Spatula Termometer Neraca analitik Hot plate Kertas saring + funel
b. -
Bahan : ragi tape 5 gram gula pasir 50 gram molase 50 gram air bersih 500 ml tepung beras 0,5 g urea 0,6 gram KNO3 0.05 g Na3PO4 0.05 H2SO4 0,1N secukupnya
c. Pelaksanaan - Di dalam gelas kimia 1000 ml, larutkan 50 gram gula pasir di dalam 500 ml air. Pasteurisasikan pada 80 0C selama 10 menit, kemudian dinginkan hingga suhu ruang. - Saring larutan tersebut dan tambahkan ragi tape yang telah dihaluskan, tepung beras, urea, Kalsium nitrat dan natrium posfat. Aduk rata dan biarkan suhu ruang. - Siapkan labu Erlemeyer 1000 ml dan leher angsa. Pindahkan larutan tadi ke dalam labu Erlemeyer, tutup dengan leher angsa yang salah satu lehernya telah terisi dengan asam sulfat. - Inkubasi larutan selama 3 – 7 hari pada suhu kamar.
Tahap II : fermentasi di dalam Fermentor a. -
Peralatan dan Bahan 1 gelas kimia 2000 ml 1 pH meter atau kertas lakmus 1 termometer 1 set peralatan fermentor 1 hot plate 1 spatula 1 saringan atau kertas saring lebar + plastic funnel 600 g gula pasir - 6 g urea 6 g tepung beras - 30 g ragi tape 1 g g KNO3 - 1 g NA3PO4 250 ml H2SO40,1 N - 250 ml NaOH 0,1 N
b. Pelaksanaan Di dalam gelas kimia 2000ml, larutkan 600 g gula pasir di dalam 1000 ml air dan pasteurisasikan pada 80 0C selama 10 menitkemudian dinginkan hingga suhu ruang. Pada saat bersamaan, didihkan kemudian dinginkan air sebanyak 3500 ml. Saring larutan gula dan tambahkan ragi tape yang telah dihaluskan, tepung terigu, urea, kalsium nitrat, dan natrium posfat ke dalam gelas kimia tersebut. Aduk rata dan biarkan hingga suhu ruang. Gabungkan dengan air (3500) tadi. Periksakan larutan dengan pH berkisar 4,5-4,8. Tambahkan asam atau basa yang diperlukan. Siapkan alat fermentor, kemudian masukkan campuran gula + air ke dalam gelas reaktor, tambahkan larutan starter dan periksa kembali pH larutan. Inkubasikan dan fermentor selama 1 minggu pada suhu 30 0c.
Tahap III : Permurnian dengan destilasi a. Peralatan dan bahan : - 1 set peralatan destilasi
- 1 saringan - Larutan hasil fermentasi b. Pelaksanaan : Keluarkan dan saring larutan dari erlenmeyer, kemudian pindahkan larutan tersebut ke dalam labu didih pada peralatan destilasi. Lakukan destilasi sesuai prosedur. Timbang produk yang didapat, dan simpan pada botol yang tertutup rapat. Tahap IV : Analisis hasil a. Peralatan dan bahan : - 10 tabung reaksi + rak - 1 set peralatan refraktometer - 1 pipet tetes - 5 ml etanol murni - 5 ml etanol hasil destilasi - 5 ml air destilasi b. Pelaksanaan : Siapkan tabung reaksi dan beri label 1-10, teteskan 0,1 ml etanol murni ke dalam tabung 1 dan seterusnya berselang 0,1 ml hingga tabung 10. Tambahkan air ke dalam tabung-tabung tersebut hingga volume total setiap tabung 1 ml. Tentukan indeks bias dari ke 10 campuran air dan etanol tersebut dengan menggunakan alat refraktometer. Tentukan indeks bias dari hasil percobaan.
III.
Data Pengamatan Hasil yang didapatkan setelah 7 hari cairan fermentasi etanol memiliki warna keruh dan terdapat endapan, dan berbau tape, yang berarti dalam cairan tersebut terkandung etanol.
IV.
Analisis Percobaan Dari hasil raktikum yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa pada pembuatan etanol menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae,pada pembuatan etanol ini tahap pertama merupakan pembuatan starter,pada pembuatan starter ini alat yang digunakan harus benar benar steril karena jika tidak maka akan berdampak pada terkontaminasinya etanol yang akan dibuat.pada pembuatan starter ini juga,etanol yang harus dibuat harus benarbenar tertutup karena pada pembuatan etanol merupakan proses anaerob(tidak menggunakan oksigen)serta untuk menjaga kontaminasi yang diakibatkan oleh hewan,seperti semut karena dalam percobaan kali ini,menggunakan gula dan hal lainnya yang perlu diperhatikan yaitu ph dari larutan yang dibuat. Pada percobaan yang telah kami lakukan,pada pembuatan starter ini pertama yaitu memanaskan air untuk membuat aquadest tersebut menjadi sterill,lalu memasukkan bahan bahan kimia seperti KNO 3, NaH2PO4,urea,tepung beras,serta gula pasir,tetapi untuk ragi belum dimasukkan karena jika tetap dimasukkan ketika masih dalam keadaan yang masih panas akan mengakibatkan mikroorganisme untuk fermentasi akan mati,jadi ragi dimasukkan ketika larutan telah mencapai suhu ruang. Pada tahap kedua yakni pembuatan etanol dalam skala besar dengan mengguanakan fermentor,hal yang dilakukan masih sama pada saat pembuatan starter tetapi dengan mengguanakan skala yang lebih besar.hal yang perlu diperhatikan yaitu pengaturan suhu dan kecepatan putar pada fermentor,karena
jika terlalu cepat ataupun terlalu lambat maka akan mempengaruhi hasil dari etanol yang dihasilkan nanti. Pada tahap ketiga yakni destilasi,yaitu teknik pemisahan suatu zat dengan menggunakan perbedaan titik didih,dalam hal ini untuk memisahkan etanol digunakan paraffin sebagai media panas,hal yang perlu diperhatikan yaitu titik didih dari suatu zat dalam hal ini etanol agar nantinya tidak tercampur dengan air. Tetapi pada percobaan kali ini kami tidak melakukan destilasi dikarenakan alat destilasinya yang tidak berfungsi bagus lagi.
V.
Kesimpulan Dari data percobaan,analisa hasil dan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Pada pembuatan etanol yaitu menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae,dalam keadaan anaerob yaitu tidak menggunakan oksigen. Penggunaan alat pada pembuatan etanol haruslah bear-benar sterill untuk menghindari terkontaminasinya etanol yang dibuat. pH media pada pembuatan etanol haruslah bekisar pada 4,5 – 4,8 temperature optimum untuk mikroorganisme berkembang yaitu berkisar pada 28 – 320c kadar gula yang digunakan pada media yaitu berkisar pada 10 -14 % Pada proses destilasi,mengunakan paraffin sebagai media panas dan titik didih etanol harus diperhatikan
VI.
Daftar Pustaka
Jobsheet Rekayasa Bioproses “Pembuatan Etanol dari molasse” Politeknik Negeri Sriwijaya 2013. id.wikipedia.org/wiki/Fermentasi satriomakalahskripsiproposal.blogspot.com/2011/11/proses-fermentasialkohol.html id.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces kimia45.blogspot.com/2013/05/sifat-fisik-dan-kimia-alkohol.html id.wikipedia.org/wiki/Etanol
