Percobaan II

                                                                            Etanol 
I    Tujuan

•     Dapat membuat etanol 60 %.
•     Dapat menentukan bj dari etanol yang dibuat.

  II  Dasar Teori
          Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern.
          Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C₂H₅OH dan rumus empiris C₂H₆O. Ia merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter. Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan "Et" merupakan singkatan dari gugus etil (C₂H₅).

  III  Alat dan Bahan

•     Etanol 96%
•     Aquades
•     Gelas ukur
•     Labu ukur
•     Botol semprot
•     Timbangan analitik
•     Piknometer

  IV  Cara Kerja

•     Dilakukan perhitungan, untuk menentukan berapa banyak etanol 96% yang digunakan untuk bisa membuat etanol 60% sebanyak 50 ml.
•      Dilakukan pembuatan etanol 60%.
•     Alkohol 30% yang telah dibuat dicari Bj nya dengan menggunakan piknometer.
•     Piknometer dibilas dengan aseton.
•     Piknometer tersebut dibiarkan kering kemudian ditimbang berat kosongnya (a gram).
•     Piknometer diisi dengan aquades sepenuhnya dan ditimbang (b gram).
•     Aquades dibuang dan piknometer kembali dibilas dengan aseton.
•     Setelah kering diisi dengan etanol 60% yang sudah dibuat tadi kemudian ditimbang lagi         (c gram).
•     Dilakukan perhitungan untuk menentukan Bj nya.

 V   Hasil Percobaan
a = 20,36 gram
b = 44,61 gram
c = 43,2 gram 

VI    Perhitungan
Berat jenis Etanol 60% = (c-a)/(b-a)
                                      =(43,2-20,36)/(44,61-20,36)=0,94

  VII  Pembahasan
Pada percobaan kali ini dilakukan pembuatan etanol 60% untuk bisa mengetahui Bjnya dengan menggunakan piknometer. Etanol dibuat dengan cara mengencerkan etanol 96%. Setelah dibuat etanol dilakukan penimbangan untuk menentukan bj etanol tersebut dengan menggunakan piknometer.
Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bj dari etanol 60% yang dibuat adalah 0,94. Sedangkan di literatur, density untuk etanol 60% adalah sebesar 0,9128. Terdapat perbedaan nilai density antara hasil percobaan dengan literatur. Hal ini terjadi karena ada beberapa faktor yang mempengaruhi pada saat percobaan. Diantaranya mungkin disebabkan adanya sejumlah etanol yang menguap pada saat percobaan, suhu ruangan yang tidak sesuai, atau karena adanya kekurang telitian praktikan pada saat pembuatan etanol 60%.

  VIII  Daftar Pustaka
http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol 

    IX Lampiran

Cara Membuat Alat Destilasi Sederhana

                        DESTILASI SEDERHANA

Alat dan Bahan yang dibutuhkan:

1.      Labu erlemeyer 250 mL 1 buah

2.      Gelas kimia 250 mL 2 buah

3.      Selang bening 1 meter       1 buah

4.      Kaki tiga               1 buah

5.      Pembakar spiritus       1 buah

6.      Botol air mineral 1,5 liter 1 buah

7.      Plastisin             secukupnya

8.      Korek api             secukupnya

9.      Karet sandal jepit       secukupnya

10.    Air detergen             secukupnya

11.    Air                           secukupnya

 Prosedur Kerja:

 
1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan destilasi.
2. Membuat alat percobaan destilasi, dengan cara:

• Melubangi bagian atas (tutup botol) dan bagian bawah botol air mineral dengan ukuran yang sama seperti diameter selang yang digunakan.
• Membuat penutup labu erlemeyer/botol kaca (labu didih) dari karet sandal jepit dengan ukuran yang sama seperti diameter penutup labu didih.
• Merangkai alat dan bahan seperti gambar 2.
• Mengisi kondensor dengan air dan menutupi lubang kondensor dengan plastisin untuk mencegah terjadinya kebocoran.

Percobaan 1 bioetanol

PEMBUATAN BIOETANOL DARI SINGKONG SECARA FERMENTASI MENGGUNAKAN RAGI TAPE

PENDAHULUAN

Salah satu energi alternatif yang menjanjikan adalah bioetanol. Bioethanol adalah ethanol yang bahan utamanya dari tumbuhan dan umumnya menggunakan proses farmentasi. Ethanol atau ethyl alkohol C2H5OH berupa cairan bening tak berwarna, terurai secara biologis (biodegradable), toksisitas rendah dan tidak menimbulkan polusi udara yg besar bila bocor. Ethanol yg terbakar menghasilkan karbondioksida (CO2) dan air. Ethanol adalah bahan bakar beroktan tinggi dan dapat menggantikan timbal sebagai peningkat nilai oktan dalam bensin. Dengan mencampur ethanol dengan bensin, akan mengoksigenasi campuran bahan bakar sehingga dapat terbakar lebih sempurna dan mengurangi emisi gas buang (seperti karbonmonoksida/CO).

Bioethanol dapat dibuat dari singkong. Singkong (Manihot utilissima) sering juga disebut sebagai ubi kayu atau ketela pohon, merupakan tanaman yang sangat populer di seluruh dunia, khususnya di negara-negara tropis. Di Indonesia, singkong memiliki arti ekonomi terpenting dibandingkan dengan jenis umbi-umbian yang lain Selain itu kandungan pati dalam singkong yang tinggi sekitar 25-30% sangat cocok untuk pembuatan energi alternatif. Dengan demikian, singkong adalah jenis umbi-umbian daerah tropis yang merupakan sumber energi paling murah sedunia. Potensi singkong di Indonesia cukup besar maka dipilihlah singkong sebagai bahan baku utama.

Melihat potensi tersebut peneliti melakukan percobaan pembuatan bioethanol dari singkong secara farmentasi menggunakan ragi tape. Digunakan ragi tape karena ragi tape sangat komersil dan mudah didapat. Tape merupakan salah satu makanan tradisional Indonesia yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan pangan berkarbohidrat, seperti singkong. Tapai hasil fermentasi singkong ini biasa dinamakan tape singkong. Dalam proses fermentasi tapai, digunakan beberapa jenis mikroorganisme seperti Saccharomyces cerevisiae, Rhizopus oryzae, Endomycopsis burtonii, Mucor sp., Candida utilis, Saccharomycopsis fibuligera, Pediococcus sp., dan lain-lain.

    Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah untuk menentukan kadar alkohol yang terkandung di dalam tape yang dibuat.

    Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern.

Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah dilakukan manusia. Efek dari konsumsi etanol yang memabukkan juga telah diketahui sejak dulu. Etanol untuk kegunaan konsumsi manusia (seperti minuman beralkohol) dan kegunaan bahan bakar diproduksi dengan cara fermentasi. Spesies ragi tertentu (misalnya Saccharomyces cerevisiae) mencerna gula dan menghasilkan etanol dan karbon dioksida:
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2.


ALAT DAN BAHAN

Pembutan Tape
Alat- alat yang digunakan dalam pembuatan tape singkong antara lain :
    blender,
    pisau,
    timbangan,
    dandang,
    toples,
    kompor gas.
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan tape antara lain :
    singkong sebanyak 1 kg,
    NPK 20 gram,
    ragi 90 gram.

Penentuan Kadar Alkohol
Alat –alat yang digunakan adalah :
    alat destilasi sederhana,
    gelas ukur,
    alumunium foil,
    tabung reaksi,
    pipet,
    hot plate,
    piknometer
Bahan-bahan yang digunakan anatara lain :
    air hasil destilat,
    larutan H2SO4 pekat
    larutan K2Cr2O7 .

TAHAP PENELITIAN DAN CARA KERJA

Proses Pembuatan Tape dari Singkong

Disiapkan singkong sebanyak 1 kg kemudian singkong tersebut dikupas kulitnya kemudian dicuci dengan air hingga bersih. Singkong kemudian dipotong-potong dan dihancurkan hingga berukuran kecil dengan menggunakan blender, ini dilakukan agar hasil fermentasi dari singkong ini dapat menghasilkan banyak air yang mengandung alkohol. Setelah singkong tersebut dihancurkan dan berukuran kecil, singkong dikukus di dalam dandang selama kurang lebih 90 menit. Sementara itu disiapkan dan  dihaluskan ragi tape sebanyak 90 gram.  Singkong hasil pengukusan yang menjadi lunak dan lengket didinginkan, kemudian ditaburi nutrient NPK sebanyak 20 gram dan ragi yang telah disiapkan tadi. Setelah itu, disimpan ke dalam toples dan ditutup rapat-rapat. Selanjutnya dibiarkan untuk fermentasi pada suhu kamar sekitar 30o C sampai 40o C serta pastikan proses berjalan aerob dan mencegah kontaminasi. Didiamkan selama empat hari hingga menjadi tape yang berair, kemudian tape disaring hingga airnya terpisah dan air hasil saringan tadi didestilasi untuk diukur kadar alkoholnya.

Proses pembuatan destilasi sederhana 
Alat                                                                            
• Bor listrik
• Pisau
• Lem pipa
• Solatif
• Ember
Bahan
• Paralon 3inc 40cm
• Dop paralon 2
• Selang 1,5 meter
• Pompa aquarium
• Batang alumunium 50cm
• Kaleng kue ukuran standar
• Kran angin ukuran ½ inc
Cara kerja
1. Tutup kaleng kue dilubangi sesuai dengan ukuran kran angin ½ inc
2. Ujung kran angin diberikan solatif agar merekat pada kaleng dan diberikan lempipa dipinggiran kran
3. Disiapkan paralon ukuran 3inc beserta dopnya
4. Dop paralon dibor sesuai dengan ukuran batang alumunium
5. Paralon dibor pada bagian samping atas dan samping bawah sesuai dengan ukuran selang
6. Selang dipotong masing-masing 60cm
7. Selang pertama disambungkan pada bagian samping bawah paralon dan dipasangkan pompa aquarium pada ujungnya
8. Selang yang kedua disambungkan pada bagian samping atas
9. Dua buah dop yang sudah dilubangi dipasang pada paralon dengan menggunakan lem pipa
10. dipasangkan alumunium pada dop yang telah menutupi paralon
11. salah satu ujung dop disambungkan dengan selang yang menghubungkan kran angin dengan kaleng
12. dan ujung satunya lagi digunakan sebagai lubang pengeluaran etanol
setelah prosedur perakitan selesai maka alat destilasi siap digunakan , selang yang memiliki pompa direndam pada ember yang berisi air dingin dan selang yang berada disamping atas kondensor ditempatkan juga pada ember. Kedua selang ini berfungsi sebagai sirkulasi air didalam kondensor. Dalam kondensor ini kami menggunakan batang alumunium sebagai pendingin uap, alumunium memiliki sifat penyerap panas dan dingin yang baik oleh karena itu saat uap etanol melewati batang alumunium dalam kondensor maka uap tersebut dengan cepat akan diubah menjadi etanol dan keluar melalui lubang pengeluaran etanol.
Gambar destilator :

Penentuan Kadar Alkohol

Cairan tape didestilasi menggunakan alat destilasi sederhana, destilasi ini dilakukan dengan tujuan alkohol terpisah dengan air. Oleh karenanya pada saat destilasi, dijaga agar cairan tersebut tidak sampai mendidih agar airnya benar-benar terpisah dengan alkohol yang memiliki titik didih yang lebih rendah daripada air. Alkohol yang dihasilkan, diuji secara kualitatif dengan K2Cr2O7 dalam suasana asam dengan penambahan H2SO4, serta dengan reaksi uji nyala. Adapun uji kadar alkohol secara kuantitatif dengan menggunakan piknometer.

ANALISIS DATA

Data yang dihasilkan dalam percobaan ini adalah sebanyak 25ml, dari 150 mL air tapai yang didestilasi.
Pengukuran menggunakan piknometer menghasilkan data:
  - Berat piknometer = 23, 7189
  - Berat piknometer dan aquadest = 48, 2125
  - Berat piknometer dan etanol = 47, 2540 
Dari data yang diperoleh, dapat ditentukan berat jenis etanol yang diperoleh dengan cara:

Berat Jenis etanol = 

Berat Jenis etanol = 23,5251/24,4936
Berat Jenis etanol = 0,96

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembuatan Tape Ketan

    Pada awal fermentasi, belum terlihat perubahan pada singkong. Setelah mengalami fermentasi, singkong tersebut mengalami perubahan, menghasilkan cairan yang mengandung alkohol, bentuknya berubah dan baunya pun menjadi khas. Hal ini terjadi karena ditambahkannya ragi pada singkong tersebut, ragi merupakan mikroorganisme yang berperan mengubah glukosa menjadi alkohol disamping menghasilkan air. Pada proses fermentasi, pH dan suhu harus sesuai. pHnya harus antara 5-6, sedangkan untuk suhunya antara 30oC sampai 40oC. Selain itu singkong yang difermentasi harus disimpan dalam toples yang tertutup karena proses fermentasi harus berjalan secara anaerob yang artinya tidak boleh terkena oksigen sama sekali, di samping itu jangan sampai terkontaminasi. Harus demikian dikarenakan apabila terkena oksigen atau terkontaminasi, proses fermentasi dapat gagal. Proses fermentasi yang terjadi pada tapai tersebut adalah :
2(C6H10O5)n + nH2O → n C12H22O11
Amilum/patiamilase maltosa
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6
Maltosa maltase glukosa
C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2
Glukosa alkohol

Penentuan Kadar Alkohol

    Uji kadar alkohol yang pertama kali dilakukan adalah secara kualitatif. Uji kualitatif yang pertama adalah diidentifikasi dari baunya. Uji selanjutnya adalah dengan menggunakan larutan K2Cr2O7 dan H2SO4 pekat. Destilat dari cairan tape yang didestilasi, sebanyak 2ml diambil kemudian ditambahkan ke dalam larutan  K2Cr2O7 yang berada dalam keadaan asam dengan penambahan H2SO4 pekat. Pengujian tersebut menghasilkan larutan yang berwarna kehijauan. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan alkohol di dalamnya tidak terlalu tinggi, karena apabila kandungan alkohol di dalamnya tinggi, larutan tersebut semestinya berwarna hijau. Uji kualitatif alkohol lainnya yang dilakukan adalah dengan cara meneteskan beberapa tetes alkohol hasil destilasi di atas alumunium foil, kemudian dibakar dengan api sehingga menghasilkan nyala api yang berwarna biru. Hal ini menunjukkan bahwa hasil destilasi tersebut mengandung alkohol.
    Adapun uji kadar alkohol secara kuantitatif dilakukan dengan menggunakan piknometer, menghasilkan data berat piknometer sebesar 23,7189, berat piknometer dan aquadest sebesar 48,2125, berat piknometer dan alkohol sebesar 47,254. Dari data tersebut, diperoleh berat jenis alkohol sebesar 0,96. Setelah melihat tabel presentase kadar alkohol dan berat jenis, untuk berat jenis 0,96, diperoleh kadar etanol hasil percobaan sebesar 30%. Ini menunjukkan kadar alkohol yang dihasilkan masih cukup rendah, hal ini disebabkan masih ada kandungan air di dalam alkohol.

Kendala selama praktikum :
1. kaleng yang digunakan untuk menyimpan hasil fermentasi singkong mengalami kebocoran pada saat dipanaskan sehingga harus digunakan lakban untuk menutupi kebocoran tersebut
2. penangas air yang digunakan kurang maksimal karena suhunya tidak bekerja secara optimal

video praktikum bioetanol :

KESIMPULAN

•     Alkohol yang dihasilkan dari proses destilasi adalah sebanyak 25ml
•     Kadar alkohol yang didapat sebanyak 16,66%
•     Cairan hasil destilasi dikatakan benar mengandung alkohol setelah dilakukan uji kualitatif

DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol
http://alipanca5.blogspot.com/

Rangkuman Cara Kerja

PROSES PENGAMBILAN KEMBALI BIOETANOL HASIL FERMENTASI DENGAN METODE ADSORPSI HIDROPHOBIK

1. Pembuatan Etanol Sintetis Hasil Fermentasi                                                                                      Glukosa sebanyak 4 gr dilarutkan dalam etanol teknis 5 gr dan aquadest 95 gr dan kemudian diaduk sampai homogen. Dalam Penelitian ini akan digunakan etanol sintetis hasil fermentasi dengan kadar 5-10% dimana karakteristiknya akan disesuaikan dengan karakteristik etanol hasil fermentasi yang sebenarnya.

2. Analisa Kadar Etanol Awal

Sampel yang sudah dibuat akan dianalisa terlebih dahulu kadarnya dengan menggunakan metode cawan conway. Data hasil analisa ini akan digunakan sebagai perbandingan dengan etanol yang sudah dimurnikan nantinya.

3. Tahap Adsorbsi Etanol

1. Beaker Glass diisi sampel sebanyak 100 ml.

2. Lalu dimasukkan adsorbent sebanyak 10 gr.

3. Kemudian diaduk dengan magnetic stirer sampai homogen selama 30 menit.

4. Setelah waktu kontak selesai, sampel kemudian disaring untuk memisahkan adsorbent.

5. Filtrat yang didapat dianalisa kembali kadarnya dengan menggunakan metode cawan Conway.

6. Lakukan percobaan yang sama untuk seluruh variabel.

7. Analisa Data

HIDROLISIS TONGKOL JAGUNG OLEH BAKTERI SELULOLITIK UNTUK PRODUKSI BIOETANOL DALAM KULTUR CAMPURAN

A. Perlakuan Pendahuluan

1. Karakterisasi Tongkol Jagung

              I.      tongkol jagung dikeringkan menggunakan oven pada suhu 50oC.

        II.      Hasil pengeringan dikecilkan ukurannya menggunakan Hammer mill hingga +40 mesh. Pada proses ini uji yang dilakukan adalah uji proksimat, yaitu uji kadar air, abu, lemak, protein, serat kasar, dan karbohidrat (by difference).

2. Persiapan Substrat

              I.      Delignifikasi (S1)

Serbuk tongkol jagung direndamdalam larutan NaOCl 1% selama 5 jam pada suhu 28 oC. Lignin akan terlarut pada fraksi cairan sedangkan fraksi padatan merupakan hemiselulosa dan selulosa

           II.      substrat fraksi selulosa (S2)

Bahan hasil direndam dari proses delignifikasi ke dalam NaOH 15% selama 24 jam pada suhu 28oC. Hemiselulosa yang terkandung pada bahan akan terlarut pada larutan tersebut. Fraksi padatan merupakan selulosa tongkol jagung. Pemisahan dilakukan menggunakan kain saring dengan dibilas berulang kali hingga pH8.

         III.      substrat alfa selulosa(S3)

Selulosa tongkol jagung direndam pada H2SO4 65% selama 4 jam pada suhu 25oC. Larutan dipisahkan menggunakan gelas penyaring dan dibilas beberapa kali menggunakan akuades.

3. Karakterisasi

Substrat Pada tahap ini bahan hasil persiapan substrat dikarakterisasi komposisi seratnya yang meliputi kandungan selulosa, hemiselulosa dan lignin.

B. Hidrolisis Bakteri Selulolitik

dilakukan pengamatan terhadap aktivitas bakteri selulolitik isolat C44, C51, C111, dan Cmix (kultur yang merupakan pencampuran dari ketiganya). Pengamatan tersebut didasarkan pada terbentuknya produk yang berupa gula total.

C. Produksi Etanol

Pada produksi etanol menggunakan metode pencampuran mikroba (mixed Culture) antara bakteri selulolitik yang dalam hal ini sebagai penghidrolisa selulosa dan Saccharomyces cerevisiae sebagai agen pengkonversi. Penentuan waktu inokulasi Saccharomyces cerevisiae dilakukan pada fase akhir eksponensial dan awal fase stasioner bakteri dan substrat terpilih. Pengamatan dilakukan dengan menghitung etanol yang diproduksi dan produk samping yang berupa kandungan total asam.

BIODISEL

Metode Transesterifikasi

Dalam proses transesterifikasi dibutuhkan sejumlah metil alkohol dan KOH yang dicampur pada tangki reaktor kurang lebih 10 menit hingga KOH terlarut dengan sempurna. Proses pertama transesterifikasi adalah pemurnian Escherichia coli ATCC 11303. Tahap pemurnian ini menggunakan air yang mengandung zat asam. Larutan ini dapat diperoleh dengan mencampur asam asetat (CO3COOH) dengan air (H2O). Perbandingan campuran adalah 40% dari Escherichia coli. Air dengan kandungan asam tersebut berfungsi untuk mengeluarkan angin didekat dasar tangki sehingga gelembung-gelembung dan udara terangkat. Setelah melalui tahapan pada proses tersebut maka akan dihasilkan bioetanol murni dan gliserin. Hasil dari proses pemurnian tersebut kemudian dimasukkan Waste Cooking Oils (WCO) ke dalam reaktor dengan menambahkan 25% (dengan volume WCO) etanol murni dan KOH dalam berbagai variasi konsentrasi. Variasi konsentrasi KOH/liter WCO adalah 6,00 gram; 6,25 gram; 6,50 gram; dan 6,75 gram. Tahapan kedua memanaskan sampel dalam reaktor dengan variasi suhu 48oC, 60oC, dan 65oC, selama 50 - 60 menit. Variasi tekanan dikombinasikan dengan variasi suhu kemudian didiamkan selama 12 jam. Larutan kemudian menjadi potasium metoksida.

Minyak nabati kemudian dialirkan atau ditransfer ke reaktor utama untuk menghasilkan minyak nabati atau biodiesel yang diinginkan Tangki reaktor harus disesuaikan untuk mempercepat determinasi volume. Metoksida kemudian dialirkan kedalam reaktor dan proses pencampuran pun dimulai. Dalam proses eterifikasi ini dibutuhkan waktu kira-kira 60 menit. Ester kemudian ditransfer dengan pompa atau secara grafitasi kedalam tangki penampungan. Setiap bak memproduksi kurang lebih 500 liter per hari oleh sebab itu harus disiapkan dua bak dalam sehari. Tahapan ketiga adalah pengambilan sejumlah gliserin dari hasil tahapan pertama dan kedua, kemudian menuangkan kembali biodiesel yang dihasilkan ke dalam reaktor dan ditambahkan metanol dari sisa proses pertama dan kedua dengan jumlah yang sama pada tahapan pertama juga pemberian katalis KOH, yang ditujukan untuk meningkatkan tingkat kemurnian biodiesel.

Metode Fermentasi

Pada tahapan metode fermentasi, Escherichia coli ATCC 11303 yang membawa plasmid pLOI297 diletakkan dalam medium dengan pendinginan (-200C) dalam 40% gliserol dan pertumbuhan medium yang kompleks mengandung 2% glukosa dan 10 mg/L tetracyclin. Mediumnya terdiri dari trypton (10 g/L), ekstrak ragi (5 g/L) dan NaCl (5 g/L). Fermentasi dilakukan pada medium tersebut dengan menggunakan larutan buffer potassium fosfat (pH = 7) pada konsentrasi akhir 0,2 M. Fermentasi dari glukosa (5g/L), xylosa (80g/L) dan arabnosa (5g/L) dibuat dengan 42,5g/L ethanol selama 96 jam yang menghasilkan 0,49 alkohol per 1 gram gula menggunakan Recombinant Escherichia coli. Konsentrasi glukosa, xylosa dan arabinosa dalam proses hidrolisis dapat dikembangkan untuk teknologi konversi biomassa pada produksi fuel etanol menggunakan ethanologenik E.coli. Untuk menghasilkan etanol dari fermentasi dapat dilakukan variasi konsentrasi yaitu glukosa dan xylosa (80g/L, 100g/L, 120g/L). Semakin banyak konsentrasi glukosa dan xylosa yang terkandung pada ethanologenik E.coli maka semakin banyak etanol yang dihasilkan. Dua proses hidrolisis tersebut dapat digunakan dengan metode SHF (separate hydrolysis and fermentation) atau SSF (simultaneous saccharification and fermentation).

  

PEMURNIAN ETANOL DARI FERMENTASI TAPE UBI KAYU

PROSES PENGAMBILAN KEMBALI BIOETANOL HASIL FERMENTASI DENGAN METODE ADSORPSI HIDROPHOBIK

1 Pembuatan Etanol Sintetis Hasil Fermentasi

Dalam Penelitian ini akan digunakan etanol sintetis hasil fermentasi dengan kadar 5-10% dimana karakteristiknya akan disesuaikan dengan karakteristik etanol hasil fermentasi yang sebenarnya. Langkah-langkah pembuatan etanol sintetis yaitu dengan cara mencampur glukosa sebanyak 4 gr dilarutkan dalam etanol teknis 5 gr dan aquadest 95 gr dan kemudian diaduk sampai homogen.

2 Analisa Kadar Etanol Awal

Sampel yang sudah dibuat akan dianalisa terlebih dahulu kadarnya dengan menggunakan metode cawan conway. Data hasil analisa ini akan digunakan sebagai perbandingan dengan etanol yang sudah dimurnikan nantinya.

3 Tahap Adsorbsi Etanol

1. Beaker Glass diisi sampel sebanyak 100 ml.

2. Lalu dimasukkan adsorbent sebanyak 10 gr.

3. Kemudian diaduk dengan magnetic stirer sampai homogen selama 30 menit.

4. Setelah waktu kontak selesai, sampel kemudian disaring untuk memisahkan adsorbent.

5. Filtrat yang didapat dianalisa kembali kadarnya dengan menggunakan metode cawan Conway.

6. Lakukan percobaan yang sama untuk seluruh variabel

7. Analisa Data

OPTIMASI PRODUKSI BIOETANOL DARI UBI KAYU

(Manihot utilissima Pohl) MENGGUNAKAN

Aspergillus niger DAN Rhizopus oryzae

Persiapan
Umbi dibersihkan dan dikupas kulitnya
Umbi ubi jalar kemudian dicuci, dikeringkan, dan diparut atau dihaluskan.
Umbi hasil parutan ditambahkan air dengan perbandingan 1:1, diremas dan disaring.
Endapan hasil saringan dibiarkan mengendap dalam wadah selama 24 jam. Air hasil endapan dibuang dan filtrat pati dipanaskan hingga kering di dalam oven.

Hidrolisis Pati dengan Asam dan Enzim
Dibuat larutan pati dengan menimbang 12,5 g pati ubi kayu yang dilarutkan dengan 100 ml akuades, tambahkan 0,5 N HCl sebanyak 25 ml.
Larutan kemudian dihidrolisis pada suhu 1150 C selama 1 jam pada tekanan 1 atm. Larutan diangkat,didinginkan dan dinetralisasi dengan Na2CO3 10%.
Dianalisis kadar gula reduksi dan gula total untuk hidrolisis asam.
masing-masing larutan hasil hidrolisis asam (± 135 ml) ditambahkan 10% (v/v) isolat Aspergillus niger, Rhizopus oryzae, dan kombinasi keduanya.
Hidrolisis dilakukan pada suhu ruang selama 72 jam dengan agitasi 120 rpm. Larutan hasil hidrolisis dianalisis gula reduksinya.

Penentuan Kadar Gula Pereduksi Metode Nelson Somogyi
Kurva standar digunakan untuk memperlihatkan hubungan antara absorban dan konsentrasi glukosa.
1 ml sampel ditambahkan dengan 1 ml pereaksiNelson.
 Jumlah gula pereduksi dari sampel ditentukan berdasarkan OD larutan sampel dan kurva standar larutan glukosa

Fermentasi Etanol
Medium fermentasi volume ± 148 ml dengan kadar gula pereduksi tertinggi hasil hidrolisis asam dan enzim difiltrasi dan ditambahkan 1% (b/v) pepton dan 4% (b/v) ammonium sulfat sebagai nutrisi.
Medium diatur pHnya menjadi 4,6-4,8.
Medium ditambahkan isolat khamir Saccharomyces cereviceae sebanyak 10% (v/v).
Kadar etanol diukur pada jam ke 24, 48, dan 72 jam untuk masing-masing fermentor yang berbeda.
Dilakukan distilasi dan dehidrasi.
Etanol yang dihasilkan dianalisis menggunakan kromatografi gas.

OPTIMASI PROSES HIDROLISIS KIMIAWI DAN ENZIMATIS

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT MENJADI

GLUKOSA UNTUK PRODUKSI ETANOL

PEMBUATAN MEDIA
Media PDA dibuat dengan cara melarutkan 39 g PDA (Difco) ke dalam 1 L akuades lalu disterisasi, kemudian dituang ke dalam cawan petri yang sudah steril. Media siap untuk ditanam inokulum.
Media Hans dibuat dengan cara melarutkan : 0,5 gram K2HPO4, 0,5 gram KH2 PO4, 1 gram (NH4)2 SO4, 0,1 gram Ca Cl2, 6 gram Na Cl, 0,1 gram yeast ekstrak, 10 gram selulosa dan 20 gram agar ke dalam 1 L akuades lalu disterilisasi, kemudian dituang ke dalam cawan petri. Media siap untuk ditanam inokulum.
Media YEDP dibuat dengan cara melarutkan 10 gram yeast ekstrak, 20 gram pepton, 20 gram glukosa, 18 gram agar ke dalam 1 L akuades lalu disterilisasi, dituang ke dalam cawan petri. Media siap untuk ditanam inokulum
Media PDB dibuat dengan cara : Kentang dikupas, dibersihkan, dicacah dan ditimbang sebanyak 200 g, dicampur dengan 1 L air direbus hingga mendidih. air rebusan kentang disaring dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 1 liter dicampur dengan 20 g sukrosa teknis dan diaduk hingga larut, kemudian dibagi ke dalam erlenmeyer 250 mL, lalu disteril, kemudian didinginkan. Media siap untuk ditanam .
Media Hans Cair dibuat dengan cara melarutkan komposisi bahan kimia media Hans padat tanpa agar, lalu disterilisasi, kemudian didinginkan. Media siap untuk ditanam.
Media YEDP Cair Dibuat dengan cara melarutkan komposisi bahan kimia media YEDP padat tetapi tanpa agar, lalu disterilisasi, kemudian didinginkan.
Media Fermentasi untuk hidrolisis Enzimatis dibuat dengan cara melarutkan media nutrient steril sebanyak 50 mL yang terdiri dari (NH4)2HPO4 1 g/L, MgSO4.7H2O 0,05 g/L dan yeast ekstrak 2 g/L dengan pH Media 5.

PEMELIHARAAN STOK KULTUR
JPP Isolat A-1 (Omphalina) dinokulasikan dengan menggunakan jarum inkubasi ke dalam cawan petri yang berisi media PDA steril.
Kemudian diinkubasikan pada suhu kamar selama satu minggu hingga dihasilkan miselium
berwarna putih.

Pemeliharaan stok kultur untuk Trichoderma sp yaitu dengan cara menginokulasikan sebanyak satu ujung jarum spora jamur ke dalam media PDA steril dan diinkubasi pada suhu kamar selama 1 minggu sebagai stok kultur.
Fungitumbuh dalam waktu tiga hari dengan ditandai adanya warna hijau pada PDA.

Untuk bakteri selulolitik diinokulasikan sebanyak 1 ose isolat bakteri selulolitik ke dalam media Hans padat steril dan diinkubasi pada suhu kamar 1 – 2 hari sebagai stok kultur .

Sedang pada S. cerevisiae diinokulasikan sebanyak 1 ose isolat S. cerevisiae ke dalam media YEDP dan di inkubasi pada suhu kamar 1 sampai 2
hari sebagai stok kultur .

PEMELIHARAAN KULTUR KERJA
Kultur JPP Omphalina sp dari cawan petri (stok kultur) dipindahkan ke dalam botol jam yang berisi media PDB steril dan diinkubasikan dalam suhu kamar selama 3 hari sambil dikocok dengan kecepatan 120 rpm sebagai stok kerja untuk proses delignifikasi.

Isolat Trichoderma dari cawan petri (stok kultur) sebanyak satu ujung jarum dipindahkan ke dalam botol jam yang berisi media PDB steril dan diinkubasikan dalam suhu ruang selama 3 hari sambil dikocok dengan kecepatan 120 rpm sebagai stok kerja untuk proses hidrolisis secara enzimatis.

Sedang kultur bakteri selulolitik dari cawan petri (stok kultur) sebanyak 1 ose dipindahkan ke dalam erlenmeyer 100 mL yang berisi media Hans cair dan diinkubasi pada suhu kamar selama 3 hari, sambil dikocok dengan kecepatan 120 rpm sebagai stok kerja untuk proses hidrolisis secara enzimatis.

Sedang pada isolat Saccharomyces cerevisiae, sebanyak 2 ose isolat per 75 ml media YEDP cair steril diinokulasi ke dalam botol jar di inkubasi pada suhu kamar selama 3 hari, sambil dikocok dengan kecepatan 120 rpm sebagai stok kerja untuk proses fermentasi .

Proses Delignifikasi oleh Jamur Pelapuk Putih Omphalina sp
TKKS yang telah dicacah direndam air satu malam, lalu ditiriskan, kemudian dimasukkan ke dalam plastik tahan panas masing-masing sebanyak 240 gram per bungkus dan disterilisasi (tiga kali ulangan).
Setelah dingin sebanyak 100 ml inokulum JPP Omphalina sp dari medium PDB (stok kerja) diinokulasikan ke dalam TKKS tersebut dan diinkubasikan selama 20 hari dalam suhu ruang (27OC) sampai miselium JPP Isolat A-1 omphalina menyelimutinya, setelah itu dikeringkan dalam oven suhu 60OC, setelah kering digiling dengan alat pen mill, dengan kehalusan 40 mesh.
Sebelum dan sesudah delignifikasi dianalisis kadar air, lignin dan selulosa.

HIDROLISIS KIMIAWI DAN FERMETASI ETANOL
Pada hidrolisis dengan asam khlorida sebanyak 1 gram serbuk TKKS dimasukkan ke dalam tabung reaksi bertutup ulir, ditambahkan masing-masing 10 ml HCL 0,1 N; HCL 0,5 N; HCL 1N; dan HCL 2N, dihidrolisis menggunakan autoklaf suhu 121OC dengan waktu hidrolisis masing-masing 20 menit, 40 menit, 1 jam, 2 jam dan 4 jam. Analisis gula pereduksi.

Hidrolisis dengan asam sulfat prosesnya sama diatas. Hidrolisis dioptimalkan dengan menaikkan suhu 200 C menggunakan H2SO4 2N dengan waktu hidrolisis 5; 7,5; 10; 12,5; dan 15 menit. Analisis kadar gula pereduksi. Berdasarkan hasil analisis gula pereduksi ( % terhadap TKKS ),hidrolisis optimum percobaan dilanjutkan dengan perbesaran skala 50 kali. Filtrat yang dihasilkan digunakan sebagai substrat untuk proses fermentasi selanjutnya.

Fermentasi Etanol Hasil Hidrolisis Kimia Pada Kondisi Optimum
Filtrat hasil dari hidrolisis dibuat dalam kondisi overliming terlebih dahulu yaitu dengan menambahkan Ca(OH)2 hingga pH 12, dipanaskan dalam oven suhu 60o selama 20 jam, disaring, pH diturunkan kembali menjadi 5,0, lalu disterilisasi.
1000 ml filtrat ditambah 10% (v/v) inokulum cair Saccharomyces cerevisiae dengan waktu inkubasi 120 jam. Tiap 24 jam contoh disampling, kemudian dianalisis kadar gula pereduksi (metode DNS), pH (pH meter), etanol (metode hidrometer) dan volume CO2.

HIDROLISIS ENZIMATIS DAN FERMENTASI ETANOL
Metode Simultan: Hidrolsis dan fermentasi dilakukan dengan cara menambahkan 100 gr TKKS terdelignifikasi yang telah steril ke dalam media fermentasi (1000 ml). Ditambahkan 5% isolat Trichoderma sp atau bakteri selulolitik asal rayap dan 10% inokulum cair Saccharomyces cerevisiae (v/v). Waktu inkubasi 5 hari (120 jam). Tiap 24 jam disampling dianalisis kadar gula pereduksi, pH, etanol dan CO2 .
Metode Terpisah: sebanyak 100 gr TKKS terdelignifikasi yang telah steril dimasukkan ke dalam 1000 ml media fermentasi, ditambahkan 5% isolat 25 Trichoderma sp atau bakteri selulolitik, kemudian diinkubasi selama 48 jam.
Sampel diambil setiap 24 jam kemudian dianalisis kadar gula pereduksi, pH dan CO2. Setelah 48 jam ditambahkan 10% inokulum cair Saccharomyces cerevisiae(v/v) , inkubasi dilanjutkan hingga 120 jam. Setiap 24 jam disampling dan dianalisis gula pereduksi (metode DNS), etanol (metode hidrometer), pH (pH meter) dan volume CO2 .

Analisis Bahan Baku dan Produk
Analisis Selulosa (TAPPI Method T203, Anom 1983)
Sebanyak 0,5 g serbuk TKKS dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 mL, ditambahkan 6 mL NaOCl, 1 mL asam asetat 10% dan 30 mL akuades, kemudian direfluks selama + 4 jam pada suhu 75 OC, dan setiap 2 jam ditambah 6 mL NaOCl, 1 mL asam asetat dan 25 mL akuades. Setelah 4 jam diangkat, disaring, divakum dan dicuci dengan akuades dingin dibilas dengan aseton dan eter dikeringkan dalam oven selama 3 jam, didinginkan dan ditimbang hingga bobot tetap. % Kadar selulosa = x 100% Bobot awal. Bobot awal Bobot akhir
Holoselulosa (ASTM D-1102 s.d 1110).
Sebanyak 0,70 g (+ 0,05 g) serbuk bebas ekstraktif dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditambahkan 10 ml larutan A (60 ml HCI + 20 g NaOH, ditambah akuades hingga 1000 ml) dan secara hati-hati dimasukan pula 1 ml larutan B (200 g NaCIO 2 dalam 1000 ml akuades). Erlenmeyer dimasukan kedalam penangas air dengan suhu 70 + 2 0 C dan digoyang setiap 30 menit. Pada menit ke 45, 90, dan 150, ditambahkan 1 ml larutan B dan erlenmeyer digoyang goyang setiap penambahan larutan B. Sesudah 4 jam erlenmeyer dimasukan ke dalam penangas air es dan ditambahkan 15 ml akuades es. Seluruh isi erlenmeyer disaring menggunakan cawan saring yang sudah diketahui berat kosongnya.
Untuk membersihkan seluruh isi erlenmeyer, dilakukan pencucian dengan 100 ml larutan asam asetat 1%. Cawan saring dihisap dan dicuci dengan 2-5 ml aseton yang dibiarkan menetes keluar karena beratnya, kemudian dihisap lagi selama 326 menit. Selanjutnya cawan saring beserta isinya dikeringkan dalam tanur pada suhu 100-105 0 C dan ditimbang sampai beratnya konstan. % kadar holoselulosa = berat serbuk bebas ekstraktif berat holoselulosa x 100
Ekstraktif (ASTM D-1102 s.d 1110).
Sebanyak 2 g sampel serbuk kayu dimasukkan dalam cawan saring.Cawan saring seisinya dimasukan dalam. Cawan saring lalu ditutup dengan sepotong saringan dari logam agar
tidak ada serbuk yang hilang. Ekstraksi dilakukan dengan 200 ml alkohol benzen (alkohol : benzen = 1 : 2) selama 4-6 jam. Cawan saring itu dikeluarkan dari soxhlett dan dihisap dengan pompa vakum.
Kemudian dicuci dengan alkohol untuk menghilangkan benzen dan dihisap lagi dengan pompa vakum. Cawan saring dan isinya dikeringkan dalam tanur pada suhu 100-105 0 C dan ditimbang sampai beratnya konstan.% kadar ekstraktif =berat ing ur berat awal berat ing ur
ker tanker tan x 100%
Analisis Lignin (Goering dan Van Soest, 1970)
Sebanyak 1 g serbuk TKKS dimasukkan kedalam kertas saring yang telah digulung  dan diberi kapas. Lalu dilipat dan diikat dengan tali, ditimbang, direfluks ditambah etanol-benzene (1 : 2) selama + 8 jam, diangkat, dicuci dengan etanol dan air panas, dikeringkan dioven sampai kering,dimasukkan kedalam desikator, ditimbang hingga bobot tetap. Kemudian sebanyak 0,5 g diambil, dimasukkan kedalam piala gelas 100 mL, ditambah 15 mL H2SO4 72% dengan perlahan-lahan (didalam bak yang berisi air dan es, suhu (20 OC) didiamkan 2 jam, sambil sesekali diaduk. Diangkat, dimasukkan kedalam erlenmeyer ditambah 300 mL akuades, diaduk sampai dengan konsentrasi H2SO4 3%, kemudian direfluks + 4 jam diatas penangas air pada suhu 100 0C. Hasil 27 refluks, divakum, dicuci dengan akuades panas sampai bebas asam, endapan dikeringkan dalam oven selama 3 jam, kemudian ditimbang hingga bobot tetap. % Kadar lignin = x 100% Bobot sebelum diekstrak x bobot hasil ekstrak. Bobot refluks 4jam x Bobot refluks 8 jam
Analisis Kadar air (AOAC, 1984)
Menimbang 5 gram sampel lalu dikeringkan dalam oven 105OC selama 2-3 jam, sampel yang telah kering kemudian didinginkan dalam desikator selama satu jam dan ditimbang. Perlakuan ini dilakukan secara berulang sehingga mendapatkan bobot tetap.
 % kadar air = x 100%
Bobot awal
Bobot awal - Bobot akhir
Analisis kadar gula pereduksi
Contoh yang telah jernih dimasukkan sebanyak 1 mL kedalam tabung reaksi, ditambah 3 ml pereaksi DNS dan ime akuades, dikocok hingga homogen menggunakan alat vortex, dan ditempatkan dalam air mendidih selama 15 menit, lalu didinginkan sampai suhu ruang. Bila diperlukan contoh diencerkan agar dapat terukur pada panjang gelombang 570 nm. Untuk pengukuran blanko di gunakan air. Kurva standar dibuat dengan menggunakan larutan glukosa standar dengan kisaran 0,2-5 mg/L.
Analisis Kadar Etanol Menggunakan Metode Hydrometer.
Prinsip :
Sebanyak 100 ml contoh dimasukkan kedalam labu destilasi tambahkan 50 ml air suling, destilasi campuran tersebut. Destilasi ditampung dengan piknometer sampai tanda garis, lalu piknometer didinginkan pada suhu 20 OC selama 15 menit. Setelah dingin piknometer ditimbang. Timbang berat piknometer kosong dan berat air pada suhu 20 OC (sebagai pembanding)
BJ etil alkohol 20/ 20 OC = Berat etil alkohol (sulingan pada 20 OC)
Berat air pada 20 OC kemudian dari lampiran dapat diketahui kadar alkoholnya.
Analisis gas karbondioksida (Hamzah, 2007)
Gas CO2 yang dihasilkan dari bagian atas fermentor dialirkan melalui suatu pipa kecil menuju tabung volume ukur yang berisi penuh air Gas CO2 tersebut akan menekan air ke bawah hingga volume air pada tabung tersebut menjadi kosong. Banyaknya volume air yang dikeluarkan sebanding dengan volume gas CO2 yang dihasilkan pada keadaan suhu dan tekanan standar

OPTIMASI PROSES HIDROLISIS BIJI SORGUM UNTUK FERMENTASI .

BIOETANOL DAN PEMANFAATAN KOMPONEN PADATNYA

Pembuatan tepung sorgum dan analisis bahan baku.
Biji sorgum dibuat tepung, digiling dengan disc mill. Saringan yang digunakan berukuran 40 mesh, dan hasil penepungan terse but diambil sampelnya. Analisis bahan baku tersebut meliputi kadar air, kadar abu , kadar gula pereduksi, kadar pati, protein, serat dan lemak.
Optimasi Proses Hidrollsis Alkali
Suspensi tepung sorgum dengan kandungan total sugar sekitar 15%wv dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer 500 ml , sebanyak 350 ml dan ditambah pellet NaOH, diaduk merata kemudian dibiarkan selama jangka waktu dan suhu tertentu. Penambahan NaOH divariasi untuk mendapatkan konsentrasi tertentu (0,04-0,10 N), selama waktu tertentu (0,5 jam, 1,0 jam; 1,5 jam; 2,0 jam) dan pad a suhu tertentu (suhu kamar, 35, 40, dan 45°C).
Setelah pH suspensi media diatur 8 dilanjutkan dengan proses likuifikasi. Enzim amylase ditambahkan dengan dosis 0,1% terhadap kandungan Total Sugar (TS) , kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu gelati nasi (80-90°C) dan dipertahankan selama 30 menit. Sampling dilakukan pada akhir proses likuifikasi untuk pengukuran viskositas dan nilai DE-nya , sebelum suhunya diturunkan hingga 55-60°C.

Setelah mencapai suhu 55-60°C, ditambahan enzim glucoarnylase dengan dosis 0,2% terhadap kandungan TS. Suhu dipertahankan tetap selama 2 jam dan sampling dilakukan untuk penetapan nilai DE yang tercapai. Proses sakarifikasi dilanjutkan setelah didinginkan hingga mencapai suhu kamar atau (30-33°C), yang berlangsung secara simultan dengan proses fermen-tasinya . Setelah diinkubasikan selama 72 jam, proses fermentasi dihentikan, dilakukan analisa kadar alkohol (metode gravimetri), kadar gula total, dan reducing sugar (Modified Somogy' methode).

Optimasi Proses Hidrolisis Pati dilakukan dalam jar fermentor dengan volume kerja 20 liter. Hasil optimasi kondisi proses hidrolisis alkali dibuat tetap. Optimasi proses degradasi senyawa pati menjadi bioetanol diperhitungkan dari besaran Sugar Consumption Ratio (SCR) dan Fermentation Ratio (FR) dengan peubah dosis enzim aamylase dan glucoamylase. Variasi dosis enzim a-amylase yang dipilih 0,05; 0,075; 0,100; 0,125% terhadap kandungan Total Sugar (TS), sedangkan variasi dosis enzim glucoamylase 0,15; 0,20; 0,25; 0.30% terhadap TS. Kondisi pH, suhu, dan waktu inkubasi untuk setiap tahap proses hidrolisis diupayakan sama dengan kondisi pengujian proses hidrolisa matrik protein pada skala flask. Sampling dilakukan untuk penetapan nilai DE yang dicapai pada setiap tahap proses hidrolisis dengan mengukur kadar reducing sugar yang terbentuk. Penetapan laju proses fermentasi , SCR dan FR dilakukan pada akhir inkubasi selama 72 jam. Setiap 8 jam dilakukan sampling untuk pengukuran kandungan TS tersisa (modified somogy' methode), jumlah bioetanol yang terbentuk, pH, dan derajat keasamannya. Pada akhir fermentasi , endapan (sludge) dalam fermented broth dipisahkan dianalisis kandungan lemak, serat, mineral, dan protein kasarnya.