LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA ORGANIK I
Produksi
Bioetanol dari Buah Apel
Disusun oleh Kelompok 2
Anggota kelompok:
Armila Mimity
Marzuki
Mia Adha
M. Ainul Yaqin
PUSAT LABORATORIUM TERPADU (PLT)
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF
HIDAYATULLAH JAKARTA
Bab
I
Pendahuluan
1.1 Latar
Belakang
Etanol diketahui merupakan salah satu senyawa yang banyak
digunakan dalam menunjang beragam kegiatan manusia. Senyawa ini diketahui
banyak digunakan dalam industri makanan, minuman, bahan bakar, dan bioteknologi
lain. Etanol dapat diperoleh dari tumbuhan yang mengandung gula atau
karbohidrat. Secara umum etanol biasa digunakan sebagai bahan baku industri
turunan alkohol, campuran untuk minuman keras, bahan dasar industri farmasi,
kosmetika, dan dewasa ini digunakan sebagai campuran bahan bakar untuk
kendaraan bermotor (Prakasham dan Ramakrishna, 1998). Penggunaan yang luas dari
etanol membuat senyawa ini menjadi potensial untuk selalu dikembangkan. Seperti
yang telah diuraikan di atas, bahan baku pembuatan etanol sangat luas dan dapat
dengan mudah ditemukan di sekitar kita seperti tumbuh-tumbuhan yang mengandung
banyak gula atau karbohidrat. Produksi etanol menggunakan prinsip fermentasi
dengan bantuan yeast atau khamir. Fermentasi adalah proses produksi energi
dalam sel pada keadaan anaerob (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi
merupakan salah satu bentuk respirasi anaerob, definisi fermentasi dapat juga
dikatakan sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa bakteri, khamir, dan
jamur. Contoh perubahan kimia dari fermentasi meliputi pengasaman susu,
dekomposisi pati gula menjadi alkohol dan karbon dioksida, serta oksidasi
senyawa nitrogen organik. Fermentasi diartikan pula sebagai pertumbuhan
mikroorganisme yang terjadi tanpa adanya oksigen. Dari mikroorganisme yang
berperan dalam proses fermentasi yang paling penting adalah bakteri pembentuk
asam laktat, asam asetat, asam sitrat dan beberapa jenis khamir penghasil
alkohol. Untuk hidup semua mikroorganisme membutuhkan sumber energi, sumber
energi diperoleh dari metabolisme bahan pangan di mana mikroorganisme tersebut
berada (Buckle, 1987). Pada praktikum ini akan digunakan bahan baku yaitu buah
apel untuk produksi etanol.
1.2 Rumusan
Masalah
Rumusan masalah yang dapat
diambil dari praktikum ini
adalah :
a. Bagaimana proses pembuatan
etanol dengan menggunakan prinsip
destilasi sederhana?
b. Berapa banyak etanol yang
dihasilkan dari buah apel?
1.3 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah
:
a. Memahami proses pembuatan
etanol dari buah apel menggunakan prinsip destilasi sederhana.
b. Mengetahui berapa banyak
etanol yang dihasilkan dari buah apel.
1.4 Manfaat
Manfaat yang didapat setelah
melakukan praktikum ini
adalah mampu membuat etanol dari
bahan-bahan yang ada di sekitar kita dengan menggunakan prinsip destilasi
sederhana yang dapat dikembangkan secara komersial nantinya.
1.5 Waktu dan
Tempat
Praktikum
kali ini dilaksanakan pada Kamis, 17 Oktober 2013 pukul 13.00 WIB di Pusat
Laboratorium Terpadu (PLT).
Bab
II
Dasar Teori
Etanol atau etil alkohol atau yang
di pasaran lebih dikenal sebagai alkohol merupakan senyawa organik yang
mempunyai rumus kimia C2H5OH (senyawa hidrokarbon dengan gugus Hydroxyl (-OH)
dengan 2 atom karbon). Secara umum etanol lebih dikenal sebagai bahan kimia
yang diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung karbohidrat (pati)
seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, sorgum, beras, ganyong, dan sagu yang
kemudian dipopulerkan dengan nama Bioetanol (Prakasham dan Ramakrishna, 1998).
Etanol dalam suhu kamar, berbentuk cairan yang tidak berwarna, mudah terbakar,
mudah menguap, mudah larut dalam air, serta tembus cahaya. Etanol adalah
senyawa organik golongan alkohol primer. Sifat fisik dan kimia dari etanol bergantung
pada gugus hidroksil. Reaksi yang dapat terjadi pada etanol antara lain
oksidasi, dehidrasi, dehidrogenasi, dan esterifikasi (Rizani, 2000). Secara
umum etanol biasa digunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran
untuk minuman keras, bahan dasar industri farmasi, kosmetika, dan dewasa ini
digunakan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan bermotor. Selain dapat
diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat,
etanol juga dapat diproduksi dari bahan tanaman yang mengandung selulosa,
misalnya jerami padi, namun dengan adanya lignin mengakibatkan proses
penggulaannya menjadi lebih sulit, sehingga pembuatan etanol dari selulosa sementara
ini tidak direkomendasikan. Meskipun teknik produksi etanol/bioetanol merupakan
teknik yang sudah lama diketahui, namun penggunaan etanol untuk bahan bakar
kendaraan memerlukan etanol dengan karakteristik tertentu yang memerlukan
teknologi yang relatif baru di Indonesia antara lain mengenai neraca energi (energy
balance) dan efisiensi produksi, sehingga penelitian lebih lanjut mengenai
teknologi proses produksi ethanol masih perlu dilakukan. Secara singkat
teknologi proses produksi etanol/bioetanol tersebut dapat dibagi dalam tiga
tahap, yaitu persiapan bahan baku, liquefikasi dan sakarifikasi,
fermentasi, distilasi, dan dehidrasi (Palmqvist, 1998).
Destilasi merupakan salah satu
metode pemisahan campuran disamping metode yang lain seperti filtrasi,
kristalisasi, sublimasi, Kromatografi. Destilasi didasarkan pada perbedaan
titik didih campuran. Destilasi atau penyulingan digunakan untuk memisahkan campuran
homogen (serba sama), seperti campuran air dan alkohol, air laut. Secara
teoritis, destilasi juga dapat digunakan untuk memurnikan air sadah. Distilasi
dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan
etanol). Titik didih etanol murni adalah 78 C sedangkan air adalah 100 C
(kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 - 100 C akan
mengakibatkan
sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan
etanol dengan konsentrasi 95 % volume. Hasil perasan tape kemudian dialirkan ke
dalam tangki
fermentasi dan
didinginkan pada suhu optimum kisaran 27 sd 32 C, dan membutuhkan ketelitian
agar tidak terkontaminasi oleh mikroba lainnya. Karena itu keseluruhan
rangkaian proses dari liquefaction, sakarifikasi dan fermentasi haruslah
dilakukan pada kondisi bebas kontaminan.
Saccharomyces adalah salah
satu genus dalam kerajaan jamur yang mencakup banyak jenis ragi. Kata Saccharomyces
berasal dari bahasa Latin yang berarti gula jamur. Banyak anggota dari genus
ini dianggap sangat penting dalam produksi makanan. Salah satu contoh adalah Saccharomyces
cerevisiae, yang digunakan dalam pembuatan anggur, roti, dan bir. Saccharomyces
cerevisiae adalah jamur bersel tunggal yang telah banyak dikenal dalam berbagai
bidang ilmu, seperti industri makanan dan bioteknologi. Jamur ini merupakan
mikroorganisme pertama yang dikembangbiakkan oleh manusia untuk membuat makanan
(sebagai ragi roti, sekitar 100 SM, Romawi kuno) dan minuman (sebagai jamur
fermentasi bir dan anggur, sekitar 7000 SM, di Assyria, Caucasia, Mesopotamia,
dan Sumeria). Jamur Saccharomyces cerevisiae, atau di Indonesia
lebih dikenal dengan nama jamur ragi, telah memiliki sejarah yang luar biasa di
industri fermentasi. Karena kemampuannya dalam menghasilkan alkohol inilah, Saccharomyces
cerevisiae disebut sebagai
mikroorganisme yang aman (Generally Regarded as Safe/GRAS) yang paling
komersial saat ini. Dengan menghasilkan berbagai minuman beralkohol, Saccharomyces
cerevisiae banyak dikembangkan dalam proses bioteknologi di dunia.
Seiring dengan berkembangnya genetika molekuler, S. cerevisiae juga
digunakan untuk menciptakan revolusi terbaru manusia di bidang rekayasa
genetika. S. cerevisiae yang sering mendapat julukan sebagai
super jamur telah menjadi mikroorganisme frontier di berbagai
bioteknologi modern.
Bab
III
Metodologi
3.1 Alat dan Bahan
Dalam praktikum kali ini, bahan yang
digunakan adalah buah apel, ragi tape, aquades, dan urea. Peralatan yang
digunakan adalah beaker glass 1000 ml, gelas ukur, timbangan analitik, wadah
plastik, kain, tali rapia, penangas, spatula, thermometer dan alat destilasi.
3.2 Cara Kerja
Persiapan Substrat. Substrat adalah media pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae, berbentuk cair yang di dalamnya mengandung
nutrisi untuk pertumbuhan Saccharomyces
cerevisiae. Substrat dalam penelitian ini adalah buah apel 500 gram. Buah
apel terlebih dahulu direbus.
Proses fermentasi. Sejumlah 10% starter (ragi) dan 2% urea diinokulasikan ke dalam
substrat (buah apel) fermentasi dalam keadaan yang aseptis maka proses
selanjutnya adalah melakukan fermentasi substrat yang telah diinokulasi dengan
starter. Proses fermentasi dilakukan di dalam ruangan khusus yang sudah diatur
agar tetap memenuhi persyaratan optimal pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae. Proses fermentasi dilaksanakan selama 5
hari. Pengujian kadar alcohol dilakukan dengan proses destilasi.
Variabel penelitian. Variabel yang diamati dalam penelitian adalah kadar alkohol.
Prosedur pengujian
kadar alkohol. Prosedur pengujian kadar
alcohol dilakukan destilasi. Air hasil fermentasi dari buah apel diperas
menggunakan saringan. Setelah didapat substrat dalam bentuk cairan, substrat
dimasukkan ke dalam teko listrik yang terdapat pada alat destilasi rancangan.
Selanjutnya didestilasi pada suhu 800C. Destilat ditampung di dalam
wadah. Kemudian dihitung volume destilat yang dihasilkan.
Bab
IV
Hasil dan
Pembahasan
Jenis
|
Volume
Destilat
|
Apel
|
1,5
ml
|
Praktikum kali ini tentang produksi bioethanol dari buah apel. Pertama buah
apel direbus terlebih dahulu kemudian ditimbang sebanyak 500gram. Sejumlah
10% ragi tape dan 2% urea diinokulasikan ke dalam substrat (buah apel) fermentasi
dalam keadaan yang aseptis, pada saat proses fermentasi ini harus dalam keadaan
tertutup (tanpa cahaya) agar proses fermentasi tersebut memenuhi persyaratan
optimal pertumbuhan Saccharomyces
cerevisiae. Proses fermentasi
dilaksanakan selama 5 hari. Ada
banyak faktor yang mempengaruhi fermentasi antara lain substrat, suhu, pH, oksigen,
dan mikroba yang digunakan. kemudian hasil hasil dari fermentasi buah apel
tersebut didapat substrat dalam bentuk cairan, substrat dimasukkan ke botol
kecil kemudian dimasukkan kedalam dalam teko listrik yang berisi air yang
terdapat pada alat destilasi rancangan. Selanjutnya didestilasi pada suhu 770C.
Seperti yang telah diketahuibahwa prinsip kerja dari alat
destilasi adalah memakai titik didih.maka percobaan kali ini memanfaatkan
perbedaan titik didih dari air dan alkohol. Alkohol yang memiliki titik didih
kurang lebih
Destilat
ditampung di dalam wadah,seletah proses detilasi selesai didapatkan destilat
(etanol) sebanyak 1,5 ml. Substrat
merupakan bahan baku fermentasi yang mengandung nutrien-nutrien yang dibutuhkan
oleh mikroba untuk tumbuh maupun menghasilkan produk fermentasi. Nutrient yang paling
dibutuhkan oleh mikroba baik untuk tumbuh maupun untuk menghasilkan produk
fermentasi adalah karbohidrat. Karbohidrat merupakan sumber karbon yang berfungsi
sebagai penghasil energy bagi mikroba, sedangkan nutrisi lain seperti protein
dibutuhkan dalam jumlah lebih sedikit daripada karbohidrat. Gula-gula tersebut kemudian
akan dikonversi menjadi bioethanol dengan bantuan Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces
cerevisiae dapat mengkonversi gula menjadi etanol karena adanya enzim invertase
dan zimase. Dengan adanya enzim-enzim ini Saccharomyces cerevisiae memiliki
kemampuan untuk mengkonversi baik gula dari kelompok monosakarida maupun dari
kelompok disakarida. Jika gula yang tersedia dalam substrat merupakan gula
disakarida maka enzim invertase akan bekerja menghidrolisis disakarida menjadi
monosakarida. Setelah itu, enzim zymase akan mengubah monosakarida tersebut
menjadi alkohol dan CO2. Kedua enzim tersebut dihasilkan oleh Saccharomyces cerevisiae.
Bab
V
Penutup
5.1 Kesimpulan
Produksi senyawa etanol dapat
dilakukan dengan menggunakan prinsip destilasi sederhana. Bahan baku atau
substrat yang digunakan dalam pembuatan etanol buah apel. Berdasarkan hasil
yang telah didapat, diketahui bahwa etanol yang dihasilkan dari buah apel
sebanyak 1.5ml.
Daftar Pustaka
Nugraha, Restu. 2013. Produksi
etanol dari molase, apel, dan pepaya.
http://harisr3nzo.blogspot.com/2011/05/v-behaviorurldefaultvmlo.html diakses tanggal 19 Oktober 2013, pukul 19.00 WIB.
http://anekailmu.blogspot.com/2009/11/kegunaan-gas-hidrogen.html
diakses pada tanggal 19 Oktober 2013 pukul 19.00 WIB.
http://shamiagovisilia.wordpress.com/2012/09/07/modul-kimia-anorganik-produksi-gas-hidrogen/ diakses tanggal 20 Oktober 2013, pukul 19.00 WIB.
www.csa.com/discoveryguides/hydrogen/overview.php diakses tanggal 20 Oktober 2013 pukul 20.18WIB.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar