PEMBUATAN BIOETANOL DARI TAPE HASIL FERMENTASI KETAN PUTIH DENGAN MENGGUNAKAN ALAT DESTILASI SEDERHANA

               Halo readers..kali ini saya akan mencoba memberikan hasil pengamatan praktikum menyuling etanol dari sampel tapai yang dibuat. Namun perlu diperhatikan juga ya, bahwa tapai yang sudah kalian buat harus diperas terlebih dulu untuk diperoleh airnya, nah air-nya itulah yang akan kita ambil sarinya. Yupp, yakni ETANOL.

LAPORAN SEMENTARA

PEMBUATAN BIOETANOL DARI TAPE HASIL FERMENTASI KETAN PUTIH DENGAN MENGGUNAKAN ALAT DESTILASI SEDERHANA

Senin, 16 September 2013

Dosen Pembimbing Praktikum :

Adi Riyadhi, Msi

Disusun Oleh:

Kelompok 2

Bambang Veery                 (1112096000005)

Shofia Fithriani Sanusi   (1112096000007)

Shelviana                            (1112096000029)

Siska Permata Sari            (1112096000014)

Kimia 3 - A

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2013

1.   PENDAHULUAN

a.   Dasar Teori

Beras Ketan putih

Beras ketan putih (oryza sativa glutinosa) merupakan salah satu varietas padi yang termasuk dalam famili Graminae. Butir beras sebagian besar terdiri dari zat pati (sekitar 80-85%) yang terdapat dalam endosperma yang tersusun oleh granula-granula pati yang berukuran 3-10 milimikron. Beras ketan juga mengandung vitamin (terutama pada bagian aleuron),  mineral dan air. Komposisi kimiawi Beras Ketan Putih terdiri dari Karbohidrat 79,4 % ; Protein 6,7 % ; Lemak 0,7 % ; Ca 0,012 % ; Fe 0,008 % ; P 0,148 % ; Vit B 0,0002 % dan Air 12 %. Dari komposisi kimiawinya diketahui bahwa karbohidrat penyusun utama beras ketan adalah pati. Pati merupakan karbohidrat polimer glukosa yang mempunyai 2 struktur yakni amilosa dan amilopektin. Molekul amilosa merupakan rantai lurus yang masing-masing unit glukosanya dihubungkan oleh ikatan 1,4 alpha glukosidik. Molekul yang panjang dengan rantai lurus ini membentuk Struktur Heliks (Meyer , 1973). Rantai lurus amilosa terdiri atas 100-700 unit alpha D-glukosa dengan ikatan 1,4 alpha glukosidik (Tauber, 1949).

Amilopektin merupakan polimer glukosa yang memiliki banyak percabangan. Amilopektin disusun oleh 20-30 unit glukosa dengan ikatan 1,4 alpha glukosidik pada rantai lurus dan pada percabangan dihubungkan oleh ikatan 1,6 alpha glukosidik (Reed, 1975). Berdasarkan berat molekulnya diketahui bahwa amilopektin terdiri atas 1000 atau lebih unit glukosa. Amilopektin dengan struktur bercabang ini cenderung bersifat lengket. Perbandingan komposisi kedua golongan pati ini sangat menentukan warna (transparan atau tidak) dan tekstur nasi (lengket, lunak, keras, atau pera). Beras Ketan hampir seluruhnya didominasi oleh amilopektin sehingga bersifat sangat lekat,

Struktur kimia amilopektin yang bercabang, menyebabkan struktur gel yang terbentuk lebih kompak dan lebih kuat dari pada amilosa. Menurut Winarno (1984) beras ketan tidak memiliki amilosa karena hanya mengandung 1-2% sehingga termasuk golongan beras dengan kandungan amilosa sangat rendah (< 9%). Berdasarkan pada berat kering, beras ketan putih mengandung senyawa pati sebanyak 90%, yang terdiri dari amilosa 1-2% dan amilopektin 88-89% . Pati yang banyak mengandung amilopektin (amilosa rendah), bila dimasak tidak mampu membentuk gel yang kukuh dan pasta yang dihasilkan lebih lunak (disebut ”long texture”). Sifat long texture tersebut menyebabkan kecenderungan sifat yang merenggang dan patah, sehingga menghasilkan tingkat pengembangan yang  lebih besar.

Bioetanol

Bioetanol berasal dari dua kata yaitu ”bio” dan “etanol” yang berarti sejenis alkohol yang merupakan bahan kimia yang terbuat dari bahan baku tanaman yang mengandung pati(etanol yang berasal dari sumber hayati.). Etanol merupakan senyawa organik  yang mempunyai gugus hidroksil (alkohol) yang mempunyai dua atom karbon (C2H5OH). Rumus kimia umumnya adalah CnH2n+1OH. Karena merupakan senyawa alkohol, etanol memiliki beberapa sifat yaitu larutan yang tidak berwarna (jernih), berfase cair pada temperatur kamar, mudah menguap berbau spesifik, dan dapat bercampur dalam air dengan segala perbandingan. serta mudah terbakar. Etanol dapat diperoleh melalui proses fermentasi biomassa. Oleh karena berbahan dasar biomassa, maka selanjutnya lebih dikenal dengan bioetanol. Bioetanol ini dapat dibuat dari ubi kayu, tetes tebu, atau jagung. Bioetanol ini bersumber dari gula sederhana, pati dan selulosa melalui proses fermentasi. Secara garis besar penggunaan etanol adalah : sebagai pelarut untuk zat organik maupun anorganik, bahan dasar industri asam cuka, ester, spirtus, asetaldehid, antiseptik dan sebagai bahan baku pembuatan eter dan etil ester, Etanol juga untuk campuran minuman dan dapat digunakan sebagai bahan bakar (gasohol). Konversi biomasa menjadi bioetanol

Secara garis besar pembuatan bioetanol melalui tiga proses, yaitu :

·      persiapan bahan baku

·      fermentasi

·      pemurnian (destilasi)

Karena proses pembuatan bioetanol meliputi fermentasi dan berbahan dasar biomassa, maka bioetanol juga dapat diartikan sebagai cairan biokimia dari proses fermentasi gula (sumber karbohidrat) dengan menggunakan bantuan mikroorganisme. Salah satu fungsi alkohol adalah sebagai octane booster, artinya etanol mampu menaikkan nilai oktan secara positif terhadap efisiensi bahan bakar. Fungsi lain ialah oxigenating agent, yakni alcohol mengandung oksigen sehingga menyempurnakan pembakaran bahan bakan dengan efek positif meminimalkan pencemaran udara. Karena bioetanol ini dapat dicampur dengan bensin sebagai bahan bakar, maka bioetanol juga dapat berfungsi sebagai penghemat bahan bakar fosil.

Mengingat pemanfaatan etanol/bioetanol beraneka ragam, maka grade etanol yang dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan penggunaannya. Untuk bioetanol yang digunakan sebagai sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan, harus betul-betul kering dan anhydrous supaya tidak korosif, sehingga etanol yang dibutuhkan untuk campuran kendaraan bermotor harus mempunyai grade sebesar 99,5-100%.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi:

·      Keasaman (pH)

·      Mikroba

·      Suhu

Suhu fermentasi sangat menentukan macam mikroba yang dominan. Pada suhu 10-30°C terbentuk alkohol lebih banyak karena ragi bekerja optimal pada suhu itu

·       Waktu

Laju perbanyakan bakteri bervariasi menurut spesies dan kondisi pertumbuhannya. Pada kondisi optimal, sekali setiap 20 menit

·      Makanan (nutrisi)

·      Semua mikroorganisme memerlukan nutrient yang menyediakan: Energi biasanya diperoleh dari subtansi yang mengandung karbon. Nitrogen, Salah satu contoh sumber nitrogen yang dapat digunakan adalah urea.

Dalam pembuatan bioetanol diperlukan tahapan fermentasi, dimana sebelum di fermentasikan pati diubah menjadi glukosa alias karbohidrat yang lebih sederhana. Untuk mengurai pati, diperlukan bantuan enzim alfa-amilase. Pati kemudian diurai oleh enzim beta-amilase menjadi glukosa. Setelah itu, glukosa difermentasi dengan ragi dan ditambahkan NPK dan Urea agar menjadi etanol.

Destilasi

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Bahan yang akan didestilasikan pada drum pemasakan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan sedikitnya 10% ruang kosong dari kapasitas penuh drum pemasakan pada drum pemasakan.

Destilator adalah alat yang digunakan dalam proses produksi bioetanol. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, alat ini bekerja berdasarkan perbedaan titik didih (air dan etanol). Ketika bahan dipanaskan, etanol akan terlebih dahulu menguap daripada air karena etanol mempunyai titik didih yang lebih kecil (780C), sedangkan air mempunyai titik didih mencapai 100 0C. Destilator ini terdiri atas tiga bagian utama yaitu tempat bahan, pipa aliran uap, dan pipa keluaran.

Ketika dipanaskan, etanol akan menghasilkan uap yang kemudian akan melewati pipa aliran. Hal ini dimaksudkan agar suhu etanol kembali menurun (mengembun) sehingga kembali pada fase cair dan selanjutnya akan mengalir menuju pipa keluaran untuk ditampung. Dengan beberapa kali pengulangan akan diperoleh etanol berkadar 95%-95,5%. Etanol dengan kadar ini sudah dapat digunakan oleh berbagai industri alkohol. Alat yang paling sering digunakan untuk melihat kadar ini adalah hidrometer alkohol. Penggunaan alkohol meter sangat sederhana, pertama masukkan bioetanol ke dalam gelas ukur atau tabung atau botol yang tingginya lebih panjang dari panjang alkohol meter. Kemudian masukkan batang alkohol meter ke dalam gelas ukur. Alkohol meter akan tenggelam dan batas cairannya akan menunjukkan berapa kandungan alkohol di dalam larutan tersebut.

b.   Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah menghasilkan etanol dari ketan putih hasil fermentasi.

2.   METODE PRAKTIKUM

a.   Alat dan Bahan 

·      Alat :1 set alat destilasi sederhana, saringan , wadah, water bath

·      Bahan : Air tape ketan putih, garam, es.

b.   Cara Kerja

      

       

SUMBER :

http://www.alatcetakrengginang.com/2012/02/beras-ketan-sifat-fisika-kimianya.html

http://keju.blogspot.com/1970/01/isi-kandungan-gizi-beras-ketan-putih-komposisi-nutrisi-bahan-makanan.html

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20274/4/Chapter%20II.pdf

LAMPIRAN : 

Nah, itulah laporan sementara yang saya buat. Namun maaf seribu maaf yapp readers kalo desain alat destilasi yang saya buat untuk praktikum bertanggalkan di atas tidak berhasil menyuling etanol dari sampel. Selang penyalur destilat (uap etanol yang mengembun) pada kaleng kondensor dibuat berbentuk spiral (melilit disisi dalam kaleng kondensor) sehingga hasil destilat tak kunjung sampai ke botol hasil destilat. So, tunggu percobaan saya yang berikutnya yapp readers, yaitu saya akan membuat kembali alat destilasi namun dengan desain yang berbedaa tentunya heheh. SEE YOU NEXT TIME

PROSES PEMBUATAN TAPE DARI FERMENTASI KETAN PUTIH

KIMIA ORGANIK

PROSES FERMENTASI PEMBUATAN TAPE DARI KETAN PUTIH

(Senin, 9 September 2013)

Dosen Pembimbing Praktikum :

Adi Riyadhi, Msi

Disusun Oleh:

Kelompok 2

Bambang Veery                 (1112096000005)

Shofia Fithriani Sanusi   (1112096000007)

Shelviana                            (1112096000029)

Siska Permata Sari            (1112096000014)

Kimia 3 - A

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2013

1.   PENDAHULUAN

A.   TEORI

Fermentasi adalah perubahan struktur kimia dari bahan-bahan organik dengan memanfaatkan agen-agen biologis terutama enzim sebagai biokatalis. Menurut Desrosier (1988), fermentasi adalah suatu oksidasi karbohidrat anaerob dan aerob sebagian dan merupakan suatu kegiatan penguraian bahan-bahan karbohidrat. Fermentasi adalah proses metabolisme atau katabolisme atau bioenergi yang menggunakan senyawa organik sebagai aseptor elektron akhir.(Timotius, 1982). Said,1987, menyatakan bahwa fermentasi adalah disimilasi anaerobik senyawa-senyawa organik yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Menurut Astawan,2004, proses fermentasi yang terjadi selama pembuatan tape pada dasarnya meliputi :Molekul-molekul pati terpecah menjadi dekstrin dan gula-gula sederhana,proses ini disebut hidrolisis enzimatis.Gula yang terbentuk akan diubah menjadi alkohol. Alkohol akan diubah menjadi asam-asam organik oleh bakteri Pediococcus dan Acetobacter melalui proses oksidasi alcohol. Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C₆H₁₂O₆) yang merupakan gula paling sederhana, melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C₂H₅OH). Salah satu nya adalah pembuatan tape dari bahan pangan berkarbohidrat, seperti singkong dan ketan.

Menurut Winarno (1989), proses fermentasi gula oleh ragi misalnya Saccharomyces cerevisiae dapat menghasilkan etanol (etil alkohol) dan karbondioksida melalui reaksi sebagai berikut: C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2. Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan,namun reaksi fermentasi berbeda-beda tergantung bahan dasar yang digunakan . Persamaan Reaksi Kimia pada Tape Ketan :

2(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → n C₁₂H₂₂O₁₁

Amilum/pati amilase maltosa

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2 C₆H₁₂O₆

Maltosa maltase glukosa

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + CO₂

Glukosa alkohol

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses fermentasi, antara lain adalah sebagai berikut:

a.    pH
Mikroba tertentu dapat tumbuh pada kisaran pH yang sesuai untuk pertumbuhannya. Khamir dapat hidup pada pH rendah yaitu antara 1-2.

b.    Suhu
Suhu yang digunakan dalam fermentasi akan mempengaruhi mikroba yang berperan dalam proses fermentasi. Suhu optimal pada proses fermentasi yaitu 35° C dan 40° C.

c.        Oksigen
Bila produksi alkohol yang dikehendaki, maka diperlukan suatu penyediaan O2 yang sangat terbatas. Produk akhir dari suatu fermentasi sebagian dapat dikendalikan dengan tegangan O2 substrat apabila faktor-faktor lainnya optimum.

d.    Substrat
Mikroba memerlukan substrat yang mengandung nutrisi sesuai dengankebutuhan untuk pertumbuhannya.Menurut Buckle (1988), fermentasi adalah perubahan kimia dalam bahan pangan yang disebabkan oleh enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme atau telah ada dalam bahan pangan itu sendiri. Perubahan yang terjadi sebagai hasil fermentasi mikroorganisme dan interaksi yang terjadi diantara produk dari kegiatan-kegiatan tersebut dan zat-zat yang merupakan pembentuk bahan pangan tersebut.Proses fermentasi tidak hanya menimbulkan efek pengawetan tetapi juga menyebabkan perubahan tekstur, cita rasa dan aroma bahan pangan yang membuat produk fermentasi lebih menarik, mudah dicerna dan bergizi (Robert dan Endel, 1989).Menurut Anshori (1989), proses fermentasi alkohol hanya dapat terjadi apabila terdapat sel-sel khamir.

B.   TUJUAN

-       Membuat tape dari ketan putih

-       Mengamati proses fermentasi ketan putih

-       Mengetahui faktor yang mempengaruhi proses fermentasi

2.   METODE PEMBUATAN TAPE

A.   ALAT DAN BAHAN

·      Alat

-       Panci kukus nasi / langseng

-       Dandang

-       Pengaduk nasi / cukil kayu

-       Daun  pisang

-       Toples

-       Kompor

-       Wadah 

·      Bahan

-       Beras ketan putih

-       Ragi

-       Air bersih

B.   CARA KERJA

-    Beras ketan dicuci dan dibersihkan

-    Direndam dengan air bersih selama satu hari satu malam

-    Beras ketan putih  dibilas lagi   dengan air beberapa kali hingga bersih

-    Kemudian beras ketan putih sampai matang

-    Setelah matang diletakkan di atas tampah atau baskom kemudian didinginkan

-    Setelah dingin kemudian dicampur ragi sampai rata

-    Selanjutnya dimasukkan kedalam toples yang dilapisi daun pisang

-    Selanjutnya simpan selama 2 sampai 3 hari untuk proses fermentasi

3.   HASIL DAN PEMBAHASAN

                         

                          beras ketan putih = 500 g

                          ait tape = 250 mL

Pengamatan fisik tape	Warna	Bau	tekstur
	Putih kekuningan	Bau alkohol	Lembek dan agak ngembang

Berdasarkan tabel hasil pengamatan diatas air tape yang dihasilkan fermentasi beras ketan putih adalah sebanyak 250mL dari beras ketan putih sebanyak 500g , fermentasi yang terjadi pada tape ini adalah fermentasi karbohidrat oleh ragi tape dan hasil fermentasinya berupa karbohidrat berupa asam organik, alkohol dan gas.

Dari data hasil fermentasi ini (tape) terjadi perubahan sifat fisika  yaitu perubahan warna, bau dan tekstur dari ketan yaitu warnanya bmenjadi putih kekuningan tercium aroma alkohol yang tajam serta teksturnya lembek berair.  Hal ini dikarenakan jamur ragi akan memakan glukosa yang ada di dalam ketan putih sebagai makanan untuk pertumbuhannya, sehingga ketan putih akan menjadi lunak dan juga karena didalam ketan putih ini mengadung amilosa yang sangat rendah bila dimasak tidak mampu membentuk gel yang kukuh dan pasta yang dihasilkan lebih lunak (disebut ”long texture”). Sifat long texture tersebut menyebabkan kecenderungan sifat yang merenggang dan patah, sehingga menghasilkan tingkat pengembangan yang  lebih besar, dan  jamur tersebut akan merubah glukosa  menjadi alkohol sehingga tape berbau seperti alkohol dan dalam pembuatan tape, ragi (Saccharomyces cereviceae) mengeluarkan enzim yang dapat memecah karbohidrat pada ketan putih menjadi gula yang lebih sederhana. Oleh karena itu, tape terasa manis apabila sudah matang walaupun tanpa diberi gula sebelumnya.

 Pada proses fermentasi ini digunakan daun pisang karena daun pisang memberikan suasana yang cocok mikrobia fermentator untuk berperan aktif dalam proses fermentasi karbohidrat menjadi etanol.

4.   KESIMPULAN

·      Ketan putih dapat menghasilkan etanol dengan proses fermetasi

·      Pada proses pembuatan tape, jamur ragi akan memakan glukosa yang ada di dalam ketan putih sebagai makanan untuk pertumbuhannya, sehingga ketan putih  akan menjadi lunak, jamur tersebut akan merubah glukosa  menjadi alkohol.

·      Setelah menjadi tape, ketan putih brubah tekstur dan baunya

·      Faktor yang mempengaruhi proses fermentasi : suhu, adanya oksigen dan kelembaban

DAFTAR PUSTAKA

http://yanaaprilina.blogspot.com/2012/12/makalah-fermentasi_7.html

http://cintanisihombing.blogspot.com/2012/08/chintani.html

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20274/4/Chapter%20II.pdf