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/