KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING DENGAN .
KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADATKERING DENGAN PENAMBAHAN RAGI DAN H 2SO4PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDASKRIPSIUntuk Memenuhi Sebagian PersyaratanGuna Mencapai Derajat Sarjana S-1Jurusan Pendidikan BiologiOleh:TRIYANIA420 050 050FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA2009
PERSETUJUANKADAR BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING DENGANPENAMBAHAN RAGI DAN H 2SO 4 PADA LAMA FERMENTASIYANG BERBEDAYang dipersiapkan dan disusun oleh :TRIYANIA 420 050 050Disetujui untuk dipertahankan dihadapanDewan Penguji Skripsi S.1Pembimbing IPembimbing IIDra. Hj. Suparti, M.SiDra. Hj. Aminah Asngad, M.Siii
PENGESAHANKADAR BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING DENGANPENAMBAHAN RAGI DAN H 2SO 4 PADA LAMA FERMENTASIYANG BERBEDAYang dipersiapkan dan disusun oleh :TRIYANIA 420 050 050Telah dipertahankan di depan Dewan Pengujipada tanggal : 18 Mei 2009Dan dinyatakan telah memenuhi syarat.Susunan Dewan Penguji1. Dra. Hj. Suparti, M.Si()2. Dra. Hj. Aminah Asngad, M.Si()3. Drs. Djumadi, M.Kes()Surakarta, 18 Mei 2009.UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANDekanDrs. Sofyan Anif, M.SiNIK. 547iii
PERNYATAANDengan ini, saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karyayang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu PerguruanTinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapatyang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulisdiacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.Apabila ternyata kelak dikemudian hari terbukti ada ketidakbenaran dalampernyataan saya diatas, maka saya akan bertanggung jawab sepenuhnya.Surakarta,Mei 2009.TRIYANIA. 420 050 050iv
MOTTOKatakanlah: Sesungguhnya sembahyangku , ibadahku, hidupku dan matiku,semuanya bagi Allah Tuhan Semesta alam( Qs. Al – An ‘am : 162 )Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga merekamerubah keadaan yang ada pada mereka sendiri( Q.S. Ar Raad : 11)v
PERSEMBAHANSegala puji hanya untuk Allah SWT atas segala limpahan rah mat danhidayahNya, merubah yang tidak mungkin menjadi mungkin, merubah sulitmenjadikan mudah. Sujud syukur kepadaMu ya Allah SWT atas kemudahandan rizkiMU dengan hasil karya kecil ini penulis persembahkan kepada:Bapak dan ibu tercinta yang tiada pernah henti memberikan kasih sayang,nasehat, perhatian, dorongan, materi dan kesabaran serta do’a yang selaluterucap mengalir untuk penulis sehingga skripsi ini terselesaikan.Kakakku tercinta Mas Hadhy dan mas Danang engkau bagian dari hidupku,kebersamaan dan kasih sayang kita akan selalu ada sampai kapanpun,terimakasih atas doa, semangat, motivasi dan kemanjaan.Untuk seseorang yang senantiasa memberikan kasih sayangnya untukku terimakasih yach.dukunganmu adalah kekuatan bagiku. Semoga hanya karena AllahSWT kita bertemu dan saling menyayangi.Sobat dan temen-temenku ( Angelia, Apri, Rina, Nurul, Piet ) terima kasih ataspersahabatan dan waktunya untuk saling berbagi, serta temen-temen biologi ’05yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.Kluarga besar Bu Cipto serta teman2 kost Tantri, Ajeng, Tina, Lina, Lita(kekon yolan kalian senyum bagi ku), fika, Siwi, Leni, Putri, Rini, Sofi, Wiji,wi2, Lala terima kasih persahabatan dan semangatnya ya Almamaterku Tercinta.vi
KATA PENGANTARAssalamu’alaikum wr. Wb.Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur hanya untuk-Mu ya Raabpenguasa raga dan jiwa ini dan yang telah memberikan keteguhan hati sertasemangat sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “KadarBioetanol Limbah Tapioka Padat Kering dengan Penambahan Ragi dan H2SO4pada Lama Fermentasi yang Berbeda”. Penulisan skripsi ini ditujukan untukmemenuhi syarat guna mencapai gelar sarjana S-I Program Studi PendidikanBiologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan mes ki dengan kekurangan danketerbatasan pengalaman.Dalam menyelesaikan skripsi ini banyak pihak yang telah memberikanperhatian, bantuan, bimbingan, motivasi dan arahan serta nasehat kepada penulis.Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :1. Ibu Dra. Hj. Suparti, M.Si. selaku Pembimbing I yang telah berkenanmemberikan petunjuk, bimbingan, dorongan dan nasehat dengan penuhkeikhlasan dan kesabaran dalam penyusunan skripsi ini.2. Ibu Dra. Hj Aminah Asngad, M.Si. selaku Pembimbing II yang dengan sabardan keikhlasannya memberi motivasi, bimbingan dan pengarahan sertameluangkan waktunya sejak awal sampai terselesaikan skripsi ini.3. Bapak Drs. Djumadi, M.Kes. selaku dosen penguji III yang telah meluangkanwaktunya untuk menguji skripsi dan selaku Pembimbing Akademik yangtelah berkenan memberikan bimbingan dan pengarahan selama kuliah.vii
4. Seluruh Dosen Program Studi Pendidikan Biologi FKIP UMS yang telahmendidik dan mengajarkan ilmunya dari semester awal hingga penulis dapatmenyelesaikan skripsi ini.5. Teman-temanku satu tim penelitian (Rina, Nurul, Septina, Sumi, Marlinda,Purwanti, Musrifah, Tatik dan Ilma). yang telah memberi arti sebuah kerjasama, persahabatan dan persaudaraan serta kekeluargaan.6. Teman-teman biologi ’05 terima kasih atas persahabatan, kebersamaan,kekompakan dan kerja samanya.7. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini yang takmungkin disebutkan satu persatu.Semoga amal baik yang telah mereka berikan senantiasa mendapat ridlo dariAllah SWT. Amin.Sebesar apapun kemampuan yang penulis curahkan tidak akan bisamenutupi kekurangan dan keterbatasan dari skripsi ini. Oleh karena itu segalakritik yang membangun dan saran yang bermanfaat selalu penulis harapkandengan senang hati agar skripsi ini lebih bermanfaat bagi pembaca umumnya danbagi penulis khususnya. Amiin.Wassalamu’alaikum Wr. Wb.SurakartaMei 2009PenulisTRIYANIviii
DAFTAR ISIHalamanHALAMAN JUDUL.iHALAMAN PERSETUJUAN.iiHALAMAN PENGESAHAN.iiiHALAMAN PERNYATAAN .ivHALAMAN MOTTO.vHALAMAN PERSEMBAHAN.viKATA PENGANTAR.viiDAFTAR ISI.ixDAFTAR TABEL.xiDAFTAR GAMBAR .xiiDAFTAR LAMPIRAN.xiiiABSTRAK.xivBAB IBAB IIPENDAHULUANA. Latar Belakang .1B. Pembatasan Masalah .5C. Perumusan Masalah.6D. Tujuan Penelitaan.6E. Manfaat Penelitian.7TINJAUAN PUSTAKAA. Ketela Pohon .8B. Sekilas Tentang Tapioka .10C. Karbohidrat.15ix
BAB IIIBAB IVBAB VD. Fermentasi.16E. Alkohol.18F. Khamir .19G. Saccharomyces cervisiae.21H. Asam sulfat (H2SO4) .22I. Kerangka Pemikiran.25J. Hipotesis .25METODE PENELITIANA. Tempat dan Waktu Penelitian.27B. Alat dan Bahan Penelitian.27C. Pelaksanaan Penelitian .27D. Rancangan percobaan.30E. Metode Pengumpulan Data .31F. Analisis Data .32HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANA. Hasil Penelitian .36B. Pembahasan.39PENUTUPA. Kesimpulan.46B. Saran .46DAFTAR PUSTAKALAMPIRANx
DAFTAR TABELTabelHalaman2.1Daftar Susunan Zat Gizi dalam 100 g Ketela Pohon .103.1Kombinasi Perlakuan Pada Limbah Tapioka Padat Kering .303.2Format Data Perlakuan Kadar ALkohol (%).314.1Pengamatan Kadar Alkohol Fermentasi Limbah Tapioka Padat Kering. 364.2Hasil Uji Anava Dua Jalur Kadar Bioetanol Hasil Fermentasi LimbahTapioka Padat Kering.4.337Hasil Uji Ducan’s (DMRT) Kadar Alkohol Limbah Tapioka PadatKering.xi38
DAFTAR GAMBARGambarHalaman2.1 Kerangka Berpikir .4.125Histogram Kadar Biotanol Hasil Fermentasi Limbah Tapioka PadatKering.xii40
DAFTAR LAMPIRANLampiran1. Hasil Kadar Alkohol Menggunakan Anva Dua Jalur2. Hasil Uji DMRT3. Foto Alat Bahan dan Hasil Penelitian4. Tabel F5. Tabel Duncans Multipel Range Tests6. Surat Kesediaan Menjadi Konsultan7. Surat Perijinan Riset8. Hasil Uji Kadar Alkohol Limbah Tapioka Padat Kering dengan PenambahanRagi dan H2SO4 dari Laboratorium Kimia Fakultas Kesehatan UniversitasMuhammadiyah Surakartaxiii
KADAR BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERINGDENGAN PENAMBAHAN RAGI DAN H2SO4 PADA LAMAFERMENTASI YANG BERBEDAOleh :TRIYANI. A. 420 050 050. Jurusan Pendidikan Biologi. Fak ultas Keguruandan Ilmu Pendidikan. Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2009.46 halaman.ABSTRAKOnggok merupakan bahan pangan sumber energi yang masih mengandungserat kasar dan pati. Nilai ekonomisnya masih rendah dan dapat mengakibatkanpolusi, sehingga perlu adanya upaya penanganan limbah onggok yaitu diprosesdengan cara fermentasi dan destilasi sehingga dapat menghasilkan bioetanol.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu fermentasi dan dosisragi pada perlakuan yang dapat memberikan hasil optimum terhadap kadaralkohol yang dihasilkan pada fermentasi limbah tapioka padat kering denganpenambahan H2S04 sebagai katalisator. Penelitian ini dilakukan dengan metodeeksperimen menggunakan Rancangan Acak Lengkap pola faktoria l dengan duafaktor yaitu faktor 1 waktu fermentasi dengan perlakuan 5hari, 7hari, 9hari faktor2 dosis ragi dengan perlakuan 0g, 25g, 50g, 75g. Dari kedua faktor perlakuandiperoleh 12 macam kombinasi. Data dianalisis menggunakan Uji Anava dua jalurdan dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan’s Multiple Range Test) yang berupadata yang menunjukkan kadar alkohol pada fermentasi limbah tapioka padatkering sesuai dengan perlakuan. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwakadar alkohol tertinggi 16,90 %. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwaperlakuan waktu fermentasi 9 hari dan dosis ragi 75g dapat memberikan pengaruhoptimum terhadap kadar alk ohol pada fermentasi limbah tapioka padat kering.Kata kunci : limbah padat tapioka, waktu fementasi, dosis ragi, kadaralkoholxiv
1BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangIndonesia merupakan negara agraris, kehidupan sebagian besarmasyarakat ditopang oleh hasil-hasil pertanian. Proses pembangunan diIndonesia mendorong tumbuhnya industri-industri yang berbahan baku anganinibanyakmendatangkan keuntungan bagi masyarakat maupun pemerintahan, namunjuga diiringi dengan timbulnya beberapa permasalahan baru diberbagai sektor.Salah satu dampak negatif dari adanya industri adalah timbulnya pencemaranterhadap lingkungan yang berasal dari limbah industri. Industri tapiokamerupakan salah satu industri pangan yang terdapat di Indonesia. Bahan bakuindustri ini adalah umbi ketela pohon (Manihot utilissima) yang diolahmenjadi tepung tapioka. Tepung tapioka merupakan suatu bahan baku maupunbahan pembantu untuk keperluan industri tekstil, industi kertas dan lain-lain.Industri tepung tapioka mempunyai efek samping yang berupa limbahpadat dan cair. Untuk satu industri dengan kapasitas 3-5 ton perharimenghasilkan limbah cair 4.500 – 6.000 liter per hari. Sumber limbah cairtersebut berasal dari proses pencucian bahan baku, penyaringan bubursingkong (ekstrasi) dan pengendapan pati. Limbah padat (onggok) telahbanyak dimanfaatkan, yaitu sebagai pakan ternak, pembuatan kompos dan1
2sebagainya. Ampas ketela pohon ini masih berguna sebagai sumberkarbohidrat. Analisa nutrisi : 18.3% air, 0.8% protein, 78% bahan ektrak tanpaN, 2.2% lemak dan 2.5% abu serta nilai Mp adalah 76 (Anonim, 2006).Selain digunakan sebagai bahan pembuatan tapioka, ketela pohon dapatdigunakan sebagai bahan baku pembuatan etil alkohol. Beberapa manfaatyang diperoleh dari alkohol yaitu : 1) sebagai bahan baku dalam pembuatansenyawa-senyawa organik misalnya asam asetat, eter dan khloroform, 2)pelarut dalam pembuatan pernis dan sebagai pelarut bahan organik lainnyaseperti minyak wangi, 3) bahan bakar setelah didenaturasikan terlebih dahulu,dan 4) salah satu komponen dalam kosmetik (Restiani, 2005).Nilai jual onggok masih rendah yaitu Rp. 55,00 per kg. Onggokmerupakan bahan panga n sumber energi yang masih mengandung serat kasardan pati selain digunakan sebagai pakan. Nilai ekonomisnya masih rendah dandapat mengakibatkan polusi, sehingga perbaikan metode penanganan limbahpabrik tapioka diharapkan dapat menghindarkan masalah pencemaranlingkungan, dapat meningkatkan nilai ekonomis onggok dan peningkatanefisiensi proses pengolahan tapioka (Winarno, 1988).Upaya minimalisasi limbah dari proses pembuatan tepung ubi kayusalah satunya dengan memanfaatkan kembali limbah. Teknologi biokonversimerupakan konversi bahan secara enzimatik melalui fermentasi yang dapatdimanfaatkan untuk meningkatkan nilai ekonomi onggok. Perkembanganbioteknologi melalui pemanfaatan mikroba dengan proses fermentasi dapat
3mengkonversi bahan secara enzimatik, misalnya onggok dapat dimafaatkanuntuk meningkatkan nilai ekonomisnya dan mengurangi pencemaran udaraatau gas yang terjadi. Untuk berlangsungnya proses fermentasi oleh suatumikroba perlu adanya medium fermentasi yang mengandung nutrien oduk-produkmetabolisme (Rahman, 1989).Saccharomyces cerevissiae merupakan khamir yang banyak digunakandalam industri fermentasi alkohol sebagai industri modern, khamir terserbutdalam bioteknologi konvensional telah digunakan untuk memproduksibeberapa pangan tradisional seperti : bir, anggur, wiski, sake, pengembanganroti, tempe dan sebagainya. Dalam teknologi modern khamir tersebut telahdigunakan jazad inang eukariotik untuk memproduksi protein-proteinheterolog seperti : vaksin haepatitis B yang telah ada dipasaran, hemoglobin,serum albumin dan glisin betain (Rahmawati, 2004).Dalam proses pemecahan (cracking) suatu senyawa (tepung/pati) dapatditambahkan bahan tertentu sebagai katalis untuk mempercepat jalannyareaksi, terutama reaksi yang menggunakan suhu dan tekanan rendah. Dalamproses pemecahan senyawa (pati/ tepung) dapat digunakan asam sulfat atauH2SO4. Asam sulfat pekat merupakan sebuah katalis asam yang biasadigunakan dan dapat menimbulkan banyak reaksi sampingan. Katalis ini tidakhanya bersifat asam, tetapi juga merupakan agen pengoksidasi yang kuat(Anonim, 2007).
4Proses sakarifikasi dapat dilakukan dengan menggunakan enzim amilaseatau asam. Hidrolisis pati dengan asam (HCL atau H 2SO4) memilikikelemahan yaitu senyawa asam tersebut bersifat korosif. Pemberian senyawaasam akan membentuk senyawa lain yang dapat menghambat pertumbuhanmikroba dan glukosa yang dihasilkan sedikit. Etanol umumnya diproduksimelalui tiga tahapan meliputi : hidrolisis pati (pembuatan bubur pati),liquifikasi, sakarifikasi dan fermentasi etanol (Crueger dan Crueger, 1984).Etanol dapat diperoleh melalui konversi biomasa seperti serealia, umbiakar dan molase dengan menggunakan teknologi fermentasi dan oleh aktivitasmikroba. Etanol sebagai sumber energi banyak menarik perhatian seluruhdunia, ongkos produksinya lebih murah dan proses produksinya lebihsederhana dari pada bensin. Saat ini sedang dintensifkan penelitian untukmencapai mikroba fermentasi yang efisien, substrat dengan harga murah dankondisi yang optimum untuk fermentasi.Menurut penelitian yang dilakukan oleh Khoridha (2006), setelahdilakukan pengujian terhadap kadar alkohol pada hasil fermentasi ampas umbiketela pohon, maka hasil penelitian menunjukkan kadar alkohol terendahadalah 11,70% pada waktu fermentasi 9 hari dan dosis ragi 2g. Sedangkankadar alkohol tertinggi adalah 41,67% pada waktu fermentasi 15 hari dandosis ragi 8g. Hal ini menunjukkan semakin lama waktu fermentasi danbanyaknya dosis ragi yang diberikan maka semakin banyak kadar alkoholyang didapatkan.
5Dalam penelitian Tatik (2008), setelah dilakukan pengujian terhadapkadar alkohol pada hasil fermentasi tepung umbi ketela pohon (Manihotutilissima Pohl ) dengan penambahan H 2SO4, maka hasil penelitianmenunjukkan kadar alkohol tertinggi adalah 30,60 % pada waktu fermentasi 7hari dengan dosis ragi 100 g. Sedangkan kadar alkohol terendah adalah 13,13% pada waktu fermentasi 7 hari dengan dosis ragi 50 g. Hal ini menunjukkansemakin lama waktu fermentasi dan banyaknya dosis ragi yang diberikanmaka semakin banyak kadar alkohol yang didapatka n.Limbah onggok ketela pohon sebagai sisa pembuatan tepung topiokadianggap kurang berguna bagi masyarakat, karena nilai ekonomisnya yangmasih renda h dan pemanfaatannya belum optimal. Masih ada nya beberapakandungan nutrisi di dalam limbah onggok, maka perlu dilakukan penelitianlebih lanjut sebagai bahan alternatif pembuatan alkohol.Berdasarkan latar belakang di atas dilakukan penelitian tentang“KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT SI YANG BERBEDA”.B. Pembatasan MasalahUntuk menghindari adanya perluasan permasalahan maka dilakukanpembatasan masalah sebagai berikut:
61. Subyek dalam penelitian adalah waktu fermentasi (5, 7, 9 hari) dan dosisragi ( 25 g, 50 g, 75 g )2. Obyek penelitian adalah kadar alkohol pada fermentasi limbah tapiokapadat kering dengan penambahan H 2SO4 sebagai penghasil bioetanol.3. Parameter penelitian adalah pengukuran kadar bioetanol.C. Perumusan MasalahBerdasarkan pembatasan masalah di atas maka dapat diasumsikanmasalah sebagai berikut:1. Bagaimana pengaruh waktu fermentasi, dosis ragi dan penambahan H2SO4terhadap kadar alkohol pada fermentasi limbah tapioka padat kering.2. Berapa kadar alkohol tertingi yang dapat diperoleh dari hasil perbandinganwaktu fermentasi, dosis
xi DAFTAR TABEL Tabel Halaman . Upaya minimalisasi limbah dari proses pembuatan tepung ubi kayu salah satunya dengan memanfaatkan kembali limbah. Teknologi biokonversi . beberapa pangan tradisional seperti : bir, anggur, wiski, sake, pengembangan roti, tempe dan sebagainya. Dalam teknologi modern khamir tersebut telah digunakan jazad inang .
Instalasi pengolahan air limbah (IPAL) industri tapioka di Kabupaten Lampu ng Timur Provinsi Lampung menggunakan kombinasi UASB dan tangki aerasi. Air limbah kemudian diolah lebih lanjut pada kolam stabilisasi. Pa da saat ini seluruh kolam stabilisasi tidak menggunakan pelapis . Kadar zat pencemar air li mbah tapioka yang tinggi dan me lebihi .
A. Pengertian Limbah Rumah Sakit . 1. Limbah rumah sakit adalah semua limbah yang dihasilkan dati kegiatan rumah sakit dalam bentuk padat, cair dan gas. 2. Limbah padat rumah sakit adalah semua limbah rumah sakit yang berbentuk padat sebagai akibat kegiatan rumah sakit yang terditi d
Jenis limbah kelapa sawit pada generasi pertama adalah berupa limbah padat, terdiri dari tandan kosong, pelepah, cangkang dan lain-lain. Sedangkan limbah cair terjadi pada in house keeping pada pengolahan CPO (Crude Palm Oil). Limbah yang terjadi pada generasi pertama baik itu limbah padat atau cair setelah diproses menjadi suatu
2.2 Limbah Cair Domestik (Air Limbah) 14 2.2.1 Pengelolaan Air Limbah 16 . Prediksi Jumlah Penduduk Provinsi Sumatera Selatan Tahun 2010 dan Proyeksinya s.d 2020 37 . Adapun kontribusi limbah padat domestik atau sampah adalah sebesar 0,022 Gigaton CO 2(eq), limbah
Pengolahan limbah cair 4.1. Pengolahan limbah menurut tingkatannya 4.2. Pengolahan limbah menurut karakteristiknya MODUL 2 . 22 Mata Kuliah / MateriKuliah Brawijaya University 2012 Koagulan (bahan penggumpar), yaitu bahan kimia yang ditambahkan dalam air limbah sehingga partikel-partikel halus dalam air limbah saling mengikat .
produksi limbah cair rumah sakit sebanyak 48.985 ton/hari1. Pengelolaan limbah medis padat rumah sakit diatur dalam Keputusan Menteri Kesehatan nomor 1204 tahun 2004 tentang persyaratan kesehatan lingkungan rumah sakit bahwa pengelolaan limbah med
a. Limbah Cair 1) Pengertian Limbah rumah sakit adalah semua limbah yang dihasilkan dari kegiatan rumah sakit dalam bentuk padat, cair dan gas. Limbah cair rumah sakit adalah semua air buangan termasuk tinja yang berasal dari kegiatan rumah sakit yang kemungkinan meng
www.surabooks.com áfu« bjhLnth« ïa‰ãaš. òâa. 11-M« tF ò. Ruh g Ënfõ‹ br‹id. 2018-M« M L¡fhd òâa nj î â l â‹go jahÇ¡f g LŸsJ
