Praktikum Pembuatan Bioetanol (Fermentasi-Destilasi)
I. Tujuan
Mengetahui tehnik pembuatan bioetanol mulai dari proses fermentasi -
destilasi
II. Dasar teori
Bioetanol merupakan salah satu energi alternatif pengganti bahan bakar
fosil yang dapat dibuat dari substrat yang mengandung
karbohidrat (gula,pati,atau selulosa). salah satu bahan yang digunakan adalah
beras ketan putih yang memiliki nilai kandungan karbohidrat 81.6 g/100 g porsi
maka n.Tahapan proses pembuatan bioetanol adalah :
1. Persiapan
Bahan Baku
Bahan baku
untuk produksi biethanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik yang
secara langsung menghasilkan gula sederhana semisal tebu (sugarcane), gandum
manis (sweet sorghum) atau yang menghasilkan tepung seperti jagung (corn),
singkong (cassava) dan gandum (grain sorghum) disamping bahan lainnya. Persiapan
bahan baku beragam bergantung pada bahan bakunya. Dalam praktikum kali ini, bahan baku yang digunakan adalah beras ketan putih
2. Fermentasi
Tape adalah rnakanan hasil fermentasi dari rnikroba, terutama kapang dan ragi. Rasa manis dari tape dipengaruhi oleh kadar gula dari tapenya sendiri. Dalarn proses fermentasi itu pati akan diubah menjadi gula oleh kapang jenis Chlamydomucor dan oleh ragi Saccharomyces Cerevisiae gula diubah menjadi alkohol.
Rasa asam pada tape dapat tirnbul karena perlakuan.perlakuan (proses) yang kurang teliti, seperti penambahan ragi yang berlebihan dan penutupan yang kurang rapat pada saat fermentasi. selain itu rasa asam pada tape dapat terjadi bila fermentasi berlangsung terlalu lanjut. Rapi tape sangat diperlukan dalam pembuatan tape tersebut. Ragi tape yang sudah rusak tidak baik digunakan dalam proses pembuatan tape, sebab itu harus dipilih ragi yang rnasih baik.Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2.Dan tahap
selanjutnya yang dilakukan adalah destilasi, namun sebelum destilasi perlu
dilakukan pemisahan padatan-cairan, untuk menghindari terjadinya clogging
selama proses distilasi.
3. Pemurnian
/ Destilasi
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 alcohol, 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.
III. Alat dan
bahan
Alat:
1.Toples
plastik bening
2.penangas
air
3.alat
destilasi sederhana
4.Gelas
ukur
Bahan:
1.beras
ketan 1 kg
2.Ragi
3.Daun
pisang
IV. Cara Kerja
1.Beras dicuci
sampai bersih, ditiriskan kemudian direndam semalaman.
2.Setelah
direndam, beras ditiriskan lalu dikukus hingga matang.
3.Sementara
beras ketan dikukus, disiapkan air panas 2 gelas.
4.Saat ketan
sudah panas mengepul, beras ketan disiram dengan air mendidih (posisi kukusan
tetap berada diatas kompor) sambil diaduk-aduk hingga semua ketan rata terkena
air panas.
5.Jika sudah
matang, ketan diangkat dan diratakan dalam nampan yang besar dan lebar.
6.diiarkan
hingga benar-benar dingin, semetara menunggu dingin, ragi dihaluskan
7.Disiapkan
media fermentasi berupa toples yang dibawahnya sudah dilapisi dengan daun
pisang.
8.Diratakan
selapis pertama ketan lalu ditaburi ragi hingga rata. Diulangi langkahnya
sampai ketannya habis kemudian ditutup dengan daun pisang.
9.Ditutup rapat
toplesnya dan dibiarkan selama kurang lebih 3 hari.
10.dilakukan
destilasi terhadap yield
V.Hasil Pengamatan dan Data Hasil Percobaan
1.Hasil
fermentasi(3 hari):yield sebanyak 300 ml
2.Destilat:0 ml (Alat
destilasi gagal)
VI. Pembahasan
Pada
praktikum pembuatan bioetanol ini dilakukan dengan bahan beras ketan putih
sebanyak 1 kg, langkah pertama yang dilakukan adalah persiapan bahan yaitu
dengan merendam beras ketan satu malam(12 jam)hal ini dilakukan untuk menambah
massa ketan agar tidak terlalu keras.Kemudian beras ketan dikukus sampai masak,setelah
itu didinginkan sebelum dilakukan proses fermentasi,karena apabila ragi
dicampurkan dalam keadaan panas akan menyebabkan khamir (Saccharomyces cerevisiae)akan mati,karena khamir memiliki suhu
optimum bekerja pada 250-300 C dan memiliki suhu
maksimum 450C.Setelah dingin lalu ketan dimasukkan ke dalam toples
yang sudah dialasi daun pisang,berdasarkan Jurnal Gradien Vol.2 No.1 Januari
2006 : 123-125 bahwa variasi wadah pada proses fermentasi mempengaruhi kadar
dari etanol. Daun pisang akan memberikan suasana yang lebih cocok bagi mikrobia
fermentator untuk berperan aktif dalam proses fermentasi karbohidrat menjadi
etanol. Ketan dan ragi yang telah dihaluskan dimasukkan secara berlapis setelah
itu toples ditutup rapat agar oksigen tidak masuk,dan proses metabolisme
anaerob khamir dapat berlangsung. Menurut Pasteur, keberadaan oksigen akan
menghambat jalur fermentasi di dalam sel
khamir sehingga sumber karbon yang ada
akan digunakan melalui jalur respirasi.
Fenomena ini sering disebut sebagai
Pasteur effect. Pada sel-sel prokariota
dan eukariota, Pasteur effect banyak dijumpai, salah satu contoh adalah fermentasi asam
laktat oleh sel otot manusia ketika
kekurangan oksigen. Berdasarkan fenomena ini, seharusnya produksi ethanol
oleh khamir terjadi pada kondisi
anaerob. Namun ternyata, Pasteur effect
pada sel khamir diamati pada sel yang telah memasuki fase stasioner (resting), sedangkan produksi
alkohol terjadi ketika sel berada pada
fase pertumbuhan (fase log). Hal inilah yang membuat Pasteur effect diduga
bukan fenomena yang terjadi saat produksi ethanol oleh Saccharomyces
cerevisiae.
Pada hari ke-3, proses fermentasi telah selesai dan diambil airnya, air yang didapat dari proses fermentasi adalah 300 ml yang kemudian akan didestilasi untuk memperoleh alkohol. pertama, air perasan dituang ke dalam kondensor dan dipanaskan di atas penanggas air. Destilasi ini dapat berjalan dengan baik apabila temperatur dalam kaleng kondensor tidak melebihi 80 derajat Celcius karena jika melebihi bahkan sampai 100 derajat, etanol akan bercampur dengan air. Keadaan seperti ini sering disebut "azeotrop". Teori azeotrop merupakan campuran dari 2 atau lebih komponen pada komposisi tertentu yang tidak bisa berubah hanya melalui destilasi biasa. Ketika campuran azeotrop didihkan, fase uap yang dihasilkan memiliki komposisi yang sama dengan fasa cairnya. Campuran ini sering disebut constant boiling mixture karena komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran tersebut dididihkan. Setelah menunggu selama kurang lebih 1 jam, tidak ada setetespun etanol yang keluar, hal ini disebabkan oleh kesalahan alat destilasi sederhana yang dibuat.
VI.Kesimpulan
1.Proses fermentasi dapat terlihat pada hari ke-3 dengan dihasilkan 300 ml yield
2.Kegagalan alat destilasi sederhana disebabkan peralon dari jar pemasakkan terlalu tinggi sehigga uap destilasi tidak dapat mengalir.
VII.Daftar pustaka
1.Sutanto,teja dwi dan martono,agus.2006.Studi Kandungan Etanol Dalam Tapai Hasil Fermentasi Beras Ketan Hitam Dan Putih.Bengkulu.Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia
2.http://artikelteknikkimia.blogspot.com/2012/03/tes-jurnal-praktikum-mikrobiologi-jilid.html(diakses tanggal 23 september pukul 22.00 WIB)
3.www.litbang.deptan.go.id (diakses tanggal 23 september pukul 22.00 WIB)