LAPORAN
PEMBUATAN
BIOETANOL DARI TAPE HASIL FERMENTASI KETAN PUTIH DENGAN MENGGUNAKAN ALAT
DESTILASI SEDERHANA
Senin, 30 September 2013
Dosen
Pembimbing Praktikum :
Adi
Riyadhi, Msi
Disusun
Oleh:
Kelompok
2
Bambang Veery (1112096000005)
Shofia Fithriani Sanusi (1112096000007)
Shelviana (1112096000029)
Siska Permata Sari (1112096000014)
Kimia 3
- A
PROGRAM
STUDI KIMIA
FAKULTAS
SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2013
1.
PENDAHULUAN
a.
Dasar
Teori
Beras Ketan putih
Beras ketan putih (oryza sativa
glutinosa) merupakan salah satu varietas padi yang termasuk dalam famili
Graminae. Butir beras sebagian besar terdiri dari zat pati (sekitar 80-85%)
yang terdapat dalam endosperma yang tersusun oleh granula-granula pati yang
berukuran 3-10 milimikron. Beras ketan juga mengandung vitamin (terutama
pada bagian aleuron), mineral dan air. Komposisi kimiawi Beras Ketan
Putih terdiri dari Karbohidrat 79,4 % ; Protein 6,7 % ; Lemak 0,7 % ; Ca 0,012
% ; Fe 0,008 % ; P 0,148 % ; Vit B 0,0002 % dan Air 12 %. Dari komposisi kimiawinya diketahui bahwa karbohidrat
penyusun utama beras ketan adalah pati. Pati merupakan karbohidrat polimer
glukosa yang mempunyai 2 struktur yakni amilosa dan amilopektin. Molekul
amilosa merupakan rantai lurus yang masing-masing unit glukosanya dihubungkan
oleh ikatan 1,4 alpha glukosidik. Molekul yang panjang dengan rantai lurus ini
membentuk Struktur Heliks (Meyer , 1973). Rantai lurus amilosa terdiri atas
100-700 unit alpha D-glukosa dengan ikatan 1,4 alpha glukosidik (Tauber, 1949).
Amilopektin
merupakan polimer glukosa yang memiliki banyak percabangan. Amilopektin disusun
oleh 20-30 unit glukosa dengan ikatan 1,4 alpha glukosidik pada rantai lurus
dan pada percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6 alpha glukosidik (Reed, 1975).
Berdasarkan berat molekulnya diketahui bahwa amilopektin terdiri atas 1000 atau
lebih unit glukosa. Amilopektin dengan struktur bercabang
ini cenderung bersifat lengket. Perbandingan komposisi kedua golongan pati
ini sangat menentukan warna (transparan atau tidak) dan
tekstur nasi (lengket, lunak, keras, atau pera). Beras Ketan hampir
seluruhnya didominasi oleh amilopektin sehingga bersifat sangat lekat,
Struktur kimia amilopektin yang
bercabang, menyebabkan struktur gel yang terbentuk lebih kompak dan lebih kuat
dari pada amilosa. Menurut Winarno (1984) beras ketan tidak memiliki amilosa karena
hanya mengandung 1-2% sehingga termasuk golongan beras dengan kandungan amilosa
sangat rendah (< 9%). Berdasarkan pada berat kering, beras ketan putih
mengandung senyawa pati sebanyak 90%, yang terdiri dari amilosa 1-2% dan
amilopektin 88-89% . Pati yang banyak
mengandung amilopektin (amilosa rendah), bila dimasak tidak mampu membentuk gel
yang kukuh dan pasta yang dihasilkan lebih lunak (disebut ”long texture”).
Sifat long texture tersebut menyebabkan kecenderungan sifat yang merenggang dan
patah, sehingga menghasilkan tingkat pengembangan yang lebih besar.
Bioetanol
Bioetanol berasal dari dua kata yaitu ”bio” dan “etanol” yang
berarti sejenis alkohol yang merupakan bahan kimia yang terbuat dari bahan baku
tanaman yang mengandung pati(etanol yang berasal dari sumber hayati.). Etanol
merupakan senyawa organik yang mempunyai
gugus hidroksil (alkohol) yang mempunyai dua atom karbon (C2H5OH).
Rumus kimia umumnya adalah CnH2n+1OH.
Karena merupakan senyawa alkohol, etanol memiliki beberapa sifat yaitu larutan
yang tidak berwarna (jernih), berfase cair pada temperatur kamar, mudah menguap
berbau spesifik, dan dapat bercampur dalam air dengan segala perbandingan.
serta mudah terbakar. Etanol dapat diperoleh melalui proses fermentasi
biomassa. Oleh karena berbahan dasar biomassa, maka selanjutnya lebih dikenal
dengan bioetanol. Bioetanol ini dapat dibuat dari ubi kayu, tetes tebu, atau
jagung. Bioetanol ini bersumber dari gula sederhana, pati dan selulosa melalui
proses fermentasi. Secara garis besar penggunaan etanol adalah : sebagai
pelarut untuk zat organik maupun anorganik, bahan dasar industri asam cuka, ester,
spirtus, asetaldehid, antiseptik dan sebagai bahan baku pembuatan
eter dan etil ester, Etanol juga untuk campuran minuman dan dapat
digunakan sebagai bahan bakar (gasohol). Konversi biomasa menjadi bioetanol
Secara garis besar pembuatan bioetanol melalui tiga proses, yaitu
:
· persiapan
bahan baku
· fermentasi
· pemurnian
(destilasi)
Karena proses pembuatan
bioetanol meliputi fermentasi dan berbahan dasar biomassa, maka bioetanol juga
dapat diartikan sebagai cairan biokimia dari proses fermentasi gula (sumber karbohidrat)
dengan menggunakan bantuan mikroorganisme. Salah satu fungsi alkohol adalah
sebagai octane booster, artinya etanol mampu menaikkan nilai oktan
secara positif terhadap efisiensi bahan bakar. Fungsi lain ialah oxigenating
agent, yakni alcohol mengandung oksigen sehingga menyempurnakan pembakaran
bahan bakan dengan efek positif meminimalkan pencemaran udara. Karena bioetanol
ini dapat dicampur dengan bensin sebagai bahan bakar, maka bioetanol juga dapat
berfungsi sebagai penghemat bahan bakar fosil.
Mengingat pemanfaatan
etanol/bioetanol beraneka ragam, maka grade etanol yang dimanfaatkan
harus berbeda sesuai dengan penggunaannya. Untuk bioetanol yang digunakan
sebagai sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan, harus betul-betul kering
dan anhydrous supaya tidak korosif, sehingga etanol yang dibutuhkan
untuk campuran kendaraan bermotor harus mempunyai grade sebesar
99,5-100%.
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi:
· Keasaman
(pH)
· Mikroba
· Suhu
Suhu fermentasi sangat menentukan macam mikroba
yang dominan. Pada suhu 10-30°C terbentuk alkohol lebih banyak karena ragi
bekerja optimal pada suhu itu
· Waktu
Laju perbanyakan bakteri bervariasi menurut
spesies dan kondisi pertumbuhannya. Pada kondisi optimal, sekali setiap 20
menit
· Makanan
(nutrisi)
· Semua
mikroorganisme memerlukan nutrient yang menyediakan: Energi biasanya diperoleh
dari subtansi yang mengandung karbon. Nitrogen, Salah satu contoh sumber
nitrogen yang dapat digunakan adalah urea.
Dalam pembuatan bioetanol
diperlukan tahapan fermentasi, dimana sebelum di fermentasikan pati diubah menjadi glukosa alias karbohidrat yang
lebih sederhana. Untuk mengurai pati, diperlukan bantuan enzim alfa-amilase.
Pati kemudian diurai oleh enzim beta-amilase menjadi glukosa. Setelah itu,
glukosa difermentasi dengan ragi dan ditambahkan NPK dan Urea agar menjadi
etanol.
Destilasi
Distilasi atau penyulingan
adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau
kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat
dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat
yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini
merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses
ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan
menguap pada titik didihnya. Bahan yang akan didestilasikan pada drum pemasakan
tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan sedikitnya 10% ruang kosong dari
kapasitas penuh drum pemasakan pada drum pemasakan.
Destilator adalah alat yang
digunakan dalam proses produksi bioetanol. Seperti yang telah disebutkan
sebelumnya, alat ini bekerja berdasarkan perbedaan titik didih (air dan
etanol). Ketika bahan dipanaskan, etanol akan terlebih dahulu menguap daripada
air karena etanol mempunyai titik didih yang lebih kecil (780C),
sedangkan air mempunyai titik didih mencapai 100 0C.
Destilator ini terdiri atas tiga bagian utama yaitu tempat bahan, pipa aliran
uap, dan pipa keluaran.
Ketika dipanaskan, etanol akan
menghasilkan uap yang kemudian akan melewati pipa aliran. Hal ini dimaksudkan
agar suhu etanol kembali menurun (mengembun) sehingga kembali pada fase cair
dan selanjutnya akan mengalir menuju pipa keluaran untuk ditampung. Dengan
beberapa kali pengulangan akan diperoleh etanol berkadar 95%-95,5%. Etanol
dengan kadar ini sudah dapat digunakan oleh berbagai industri alkohol. Alat
yang paling sering digunakan untuk melihat kadar ini adalah hidrometer alkohol.
Penggunaan alkohol meter sangat sederhana, pertama masukkan bioetanol ke dalam
gelas ukur atau tabung atau botol yang tingginya lebih panjang dari panjang
alkohol meter. Kemudian masukkan batang alkohol meter ke dalam gelas ukur.
Alkohol meter akan tenggelam dan batas cairannya akan menunjukkan berapa
kandungan alkohol di dalam larutan tersebut.
b.
Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah menghasilkan
etanol dari ketan putih hasil fermentasi.
2.
METODE
PRAKTIKUM
a.
Alat dan
Bahan
· Alat
:1 set alat destilasi sederhana, wadah, water bath
· Bahan
: Air tape ketan putih, air dingin.
b.
Cara
Kerja
- Pembuatan Alat Destilasi Sederhana
Apabila batang aluminium sudah tepat
terpasang dengan masing-masing ujung lubang atas dan bawah, maka pastikan bahwa
lubang bagian atas dan bawah tersebut tidak terlihat lubang (agar kondensor
tidak
bocor ketika diisi air). Caranya
adalah dapat menggunakan perekat/lem cair pada sekeliling lubang
masuk dan lubang keluar bagian luar. Ujung-ujung
lubang masuk dan lubang keluar disambungkan sedemikian rupa dengan
selang tambahan. Selang tambahan pada lubang masuk untuk menghubungkan
kondensor
dengan kaleng pemanas sampel, dan selang tambahan pada lubang keluar untuk menuju
tempat/wadah hasil destilat. Susunan alat
ini sedemikian rupa sehingga tampak seperti gambar foto berikut:
Untuk
bagian
gelas penyangga, hanya sebuah modifikasi agar air dingin di dalam
kondensor tidak bocor(jika terjadi sedikit kebocoran maka air akan masuk
ke dalam wadah
gelas penyangga). Jika susunan
alat destilasi sederhana sudah dibuat seperti gambar di atas, air dingin
dapat dimasukkan ke
dalam kaleng kondensor dengan membuka tutup kaleng bagian atas, sampel
dimasukkan ke dalam kaleng pemanas/labu destilasi dan sampel siap untuk
disuling.
- Proses Destilasi Sampel
3. HASIL PENGAMATAN
Hasil destilat yang diperoleh pada penyulingan etanol dari sampel
adalah sebesar 5 ml destilat dari 25 ml sampel air tapai. Foto berikut
memperlihatkan pengujian keberadaan etanol pada hasil destilat dengan
cara membakar hasil destilat dengan api sehingga dihasilkan api berwarna
biru muda:
4. PEMBAHASAN
Percobaan
penyulingan etanol dari sampel air tapai ini menggunakan alat destilasi
sederhana yang dibuat dari bahan-bahan bekas yang tak terpakai dengan
sedikit modifikasi, termometer dan pemanas listrik. Sampel air tapai
yang sudah dibuat dimasukkan ke dalam kaleng pemanas, kemudian bagian
tepi pentutup kaleng pemanas sampel disekat dengan aluminium foil agar
tidak ada uap yang keluar. Besar temperatur harus dijaga pada kisaran 78
derajat celcius. Hal ini dimaksudkan agar uap etanol tidak cepat
menguap dimana dapat menyebabkan uap etanol habis tanpa sempat
terembunkan. Alasan lain yaitu agar air yang terdapat di dalam sampel
tidak ikut menguap dan bercampur dengan destilat sehingga kemurnian
etanol tetap terjaga.
Proses destilasi ini dilakukan selama kurang lebih 1 jam sehingga
diperoleh destilat di dalam wadah hasil destilat (praktikan menggunakan
gelas arloji). Hasil destilat tersebut kemudian diuji dengan cara
diberi/disulutkan api sehingga terbakar menghasilkan warna biru muda
seperti pada foto yang dicantumkan pada hasil pengamatan.
Awalnya terjadi masalah pada alat ini, yaitu uap etanol tidak cepat
naik mengalir ke selang penghubung lubang masuk-kondensor pada
temperatur 78 derajat celcius. Namun, ketika temperatur dinaikkan
menjadi 85-90 derajat celcius uap dapat naik dan mengalir ke dalam
kondensor. Kenaikan temperatur ini tentunya mengurangi kemurnian dari
hasil destilat karena diasumsikan pada kisaran temperatur tersebut, uap
air sudah mulai ikut menguap bersama dengan uap etanol walaupun pada
jumlah yang relatif sedikit. Sulitnya uap etanol agar cepat menuju
kondensor mungkin dikarenakan selang konektor lubang masuk-kondensor
dipasang secara melengkung sehingga membentuk jarak yang cukup jauh
dibandingkan jika selang konektor tersebut dipasang lurus.
Pada percobaan ini tidak dilakukan penentuan kadar etanol yang
dihasilkan karena penentuan kadar etanol pada sampel ini sudah dicoba
sebelumnya pada praktikum kimia fisika I dengan sampel yang sama. Pada
percobaan tersebut diperoleh bahwa bobot jenis dar sampel air tapai ini
adalah 1,045 dengan bobot jenis etanol yang terkandung dalam sampel
sebesar 0,994. Berdasarkan Tabel Daftar Bobot Jenis dan Kadar Etanol
Farmakope Indonesia Edisi Ketiga, pada bobot jenis 0,994 sampel memiliki
kadar etanol sebesar 14,11 % v/v. Kadar ini masih dikatakan belum
mencapai tujuan percobaan karena masih sangat kecilnya kadar etanol yang
diperoleh sehingga alat destilasi yang sudah dibuat ini harus
disempurnakan kembali.
5. KESIMPULAN
Hal-hal yang dapat disimpulkan dari percobaan ini adalah:
- Volume etanol/hasil destilat yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebesar 5 ml dari 25 ml air sampel
- kadar etanol yang diperoleh (berdasarkan percobaan pada praktikum kimia fisika I dengan sampel yang sama) adalah sebesar 14,11 % v/v
- Alat destilasi sederhana yang digunakan pada percobaan kali ini harus lebih disempurnakan kembali agar dapat memurnikan etanol sampai semurni-murninya
DAFTAR PUSTAKA
- Anonymous. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20274/4/Chapter%20II.pdf
- Depkes RI. 1979.Farmakope Indonesia
Edisi III. Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia
- Harahap,
Hamidah. 2003. Karya
Ilmiah Produksi Alkohol. Medan: Universitas Sumatra
Utara
Naahhh readers, itulah laporan percobaan PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN
ALAT DESTILASI YANG SUDAH DIMODIFIKASI KEMBALI yang dilakukan oleh saya
dan teman-teman kelompok saya. kalo readers punya banyak
kaleng-kaleng/alat-alat bekas yang sudah tak terpakai, lebih baik coba
dipakai untuk membuat alat destilasi seperti yang dibuat oleh saya dan
kelompok saya. kalo GRATIS, kenapa enggak heheh. tapi inget lho readers
alat yang sudah kami buat ini masih terdapat kekurangan-kekurangan yang
harus disempurnakan kembali. ada info lagi nih readers, ternyata etanol
dengan kadar 50 % saja sudah dapat digunakan untuk menyalakan kompor
lho, apalagi dengan kadar 95 %, maka bisa dicampur ke dalam bensin
kendaraan bermotor yang kita digunakan lho readers (wah untung banget
nih buat para bikers heheh), tentunya dengan perbandingan 10 % etanol
berkadar 95 % dari bensin yang kita gunakan. So simpelnya, kalo readers
make bensin 1 liter, maka etanol 95 % yang ditambahkan cukup 10 %-nya
aja dari 1 liter bensin, dan itu sudah cukup membuat bahan bakar kita
lebih irit dan lebih ramah lingkungan lho readers. Nah, karena itu alat
destilasi yang hebat dan sesempurna mungkin bakal menunjang penyulingan
etanolnya sampai berkadar 95 %.
Ayo dong readers juga iseng-iseng membuat alatnya juga, tentunya dengan
prinsip imajinasi dari para readers ya biar lebih puas heheh. Postingan
berikutnya yang bakal saya tulis adalah PEMBUATAN ETANOL DARI
BUAH-BUAHAN BUSUK. So, tetep tongkrongin blog ini terus ya readers dan
tetap berkarya buat INDONESIA heheh..............
.JPG)
.jpg)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar