Pembuatan Bioetanol (Fermentasi) dan
Pendestilasian Bioetanol
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
·
Toples
pelastik bening
·
Gelas
Becker 500mL 2 buah
·
Alat
destilasi sederhana
·
Penangas
air
·
Statis
·
Termemeter
·
Gelas
Ukur
·
Alumunium
foil
·
Beras
Ketan hitam 0,5 L
·
Ragi
·
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 320 ml
2.Destilat:2,2ml
VI. Pembahasan
Pada praktikum pembuatan bioetanol
ini dilakukan dengan bahan beras ketan hitam sebanyak 0,5 L, 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, didapatk,
tetesan pertama pada sushu 75 C hingga akhir destilasi didapatkan 2,2 mL
etanol.
VI.Kesimpulan
1.Proses fermentasi dapat terlihat
pada hari ke-3 dengan dihasilkan 320 ml
2.Destilat yang dihasilkan sebanyak
2,2 Ml
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
