REVIEW JURNAL

REVIEW JURNAL

PEMBUATAN BIOETANOL DARI BIJIDURIAN

Desi Iftalia (1112096000048)

Prodi Kimia Fakultas Sains Dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

 

ABSTRACT

Fruits that are not fit for consumption is waste which is quite a lot in the market and are still not widely used into value-added products . Fruits that are not fit for consumption including lignocellulosic biomass containing high it is possible to be use for bioethanol . This study aims to utilize the durian seeds are not viable bioethanol consumption that can be used as a premium fuel substitution . The study was an experiment of several methods of making bioethanol . Prior to the manufacture of ethanol made ​​flouring Proes duran seeds first. The first study is the determination of glucose levels darihasil hydrolysis , starch glucose levels obtained at 365.9 ppm . Second , bioethanol with DNS method , the principle of which is used at this stage is to hydrolyze durian seeds using hydrochloric acid to obtain a monomer of starch is glucose . The third method Bioethanol Fermentation , fermentation process using yeast Saccharomyces cerevisiae . Last Bioethanol Fermentation method of pH variation , variation in pH occurred turbidity differences in each fermentation solution , it indicates the amount of biomass produced . The more turbid the solution produced more biomass .

KEYWORDS : Durian’s stone waste,  ethanol

ABSTRAK

Buah-buahan yang sudah tidak layak konsumsi merupakan sampah yang jumlahnya cukup banyak dipasar dan sejauh ini masih belum banyak dimanfaatkan menjadi produk yang memiliki nilai tambah. Buah-buahan yang sudah tidak layak konsumsi termasuk biomassa yang mengandung lignoselulosa yang tinggi sangat dimungkinkan untuk dimanfaatkan menjadi bioetanol. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan biji buah durian yang sudah tidak layak konsumsi menjadi bioethanol yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar subtitusi premium. Jenis penelitian ini adalah eksperimen dari beberapa metode pembuatan bioetanol. Sebelum dilakukan proes pembuatan etanol dilakukan penepungan biji duran terlebih dahulu . Penelitian  pertama yaitu penentuan kadar glukosa darihasil hidrolisis , didapatkan kadar glukosa pati sebesar 365,9 ppm. Kedua , bioetanol dengan metode DNS , prinsip yang digunakan pada tahap ini adalah dengan menghidrolisis biji durian menggunakan asam klorida untuk memperoleh monomer pati yaitu glukosa . Ketiga Bioetanol metode Fermentasi  , proses fermentasi menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae . Terakhir Bioetanol metode Fermentasi variasi pH ,  variasi pH terjadi perbedaan kekeruhan pada masing-masing larutan fermentasi, hal tersebut mengindikasikan banyaknya biomassa yang dihasilkan. Semakin keruh larutan maka biomassa yang dihasilkan semakin banyak.

Keyword : Biji Durian , Etano , Bioetanol

1.PENDAHULUAN

Seiring berkembangnya teknologi dan bertambahnya penduduk, kebutuhan energy yang semakin meningkat. Bahan bakar fosil yang ada saat ini tidak dapat diharapkan untuk jangka waktu yang lama. Untuk Indonesia misalnya, pada tahun 2002 lalu cadangan terbukti minyak bumi sekitar 5 miliar barrel,

gas bumi sekitar 90 TSCF, dan batubara sekitar 5 miliar ton. Apabila tidak ditemukan cadangan terbukti baru, minyak bumi diperkirakan akan habis dalam waktu kurang dari 10 tahun, gas bumi 30 tahun, dan batubara akan habis sekitar 50 tahun . Oleh sebab itu, diperlukan sumber energi alternatif baru yang mampu mencukupi atau paling tidak dapat menghemat penggunaan energi dari bahan bakar fosil tersebut.

Diantara energi alternatif yang baru-baru ini dikembangkan adalah bioethanol. Bioethanol mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahan bakar minyak bumi. Bioethanol mudah terbakar dan memiliki kalorbakar netto yang besar, yaitu kira-kira 2/3 dari kalor bakar netto bensin. Pada T 25 ºC dan P 1 bar, kalor bakar netto etanol adalah 21,03 MJ/liter sedangkan bensin 30 MJ/liter. Etanol murni juga dapat larut sempurna dalam bensin dalam segala perbandingan dan merupakan komponen pencampur beroktan tinggi ( angka oktan riset 109 dan angka oktan motor 98) .

Bioetanol ini dapat dibuat dari zat pati/amilum (C6H10O5)n yang dihidrolisa menjadi glukosa kemudian difermentasi dengan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae pada temperature 27-30 ºC (suhu kamar). Hasil fermentasi ini mengandung etanol ± 18 %. Selanjutnya didestilasi pada 78ºC (titik didih minimum alkohol), sehingga akan dihasilkan etanol dengan kadar ± 95,6%. Untuk memperoleh etanol absolut maka etanol 95,6% ini ditambah CaO untuk mengikat air .

Hal inilah yang mendorong peneliti untuk membuat ethanol dari biji durian ( Durio zibethinus). Biji durian (Durio Sp) mempunyai

kadar amilum 43,6 % untuk biji durian segar dan 46,2 % untuk biji yang sudah masak. Ini merupakan angka yang potensial guna pengolahan amilum menjadi etanol. Amilum yang berbentuk polisakarida dapat dihidrolisis menjadi glukosa dalam kadar yang tinggi melalui pemanasan. Glukosa inilah yang

selanjutnya difermentasi untuk menghasilkan etanol.

Peneliti berharap etanol dari biji durian ini, dapat menambah nilai guna dari biji durian menjadi sumber energi pengganti gasoline sebagai langkah awal melepaskan ketergantungan dari bahan bakar fosil yang keberadaannya semakin berkurang dan mahal di pasar dunia.

Manfaat durian selain sebagai makanan buah segar dan olahan lainnya, terdapat manfaat dari bagian lainnya, yaitu: tanamannya sebagai pencegah erosi di lahan-lahan yang miring,batangnya untuk bahan bangunan/perkakas rumah tangga, kayu durian setaraf dengan kayu sengon sebab kayunya cenderung lurus, bijinya yang memiliki kandungan pati cukup tinggi, berpotensi sebagi alternatif pengganti makanan (dapat dibuat bubur yang dicampur daging buahnya), kulit dipakai sebagai bahan abu gosok yang bagus, dengan cara dijemur sampai kering dan dibakar sampai hancur.

Dengan potensi durian yang demikian besar di Indonesia maupun di dunia, akan sangat disayangkan jika biji durian (Pongge) yang sering dianggap limbah tidak dimanfaatkan untuk sesuatu yang lebih besar manfaatnya seperti untuk pembuatan bioethanol ini. Kandungan nutrisi dalam 100 gram biji durian seperti yang dikutip dari Michael J Brown, Durio – A Bibliographic Review, 1997,hal. 157 ditunjukkan dalam tabel 1.

Zat	Per 100 gram biji segar (mentah) tanpa kulitnya	Per 100 gram biji telah dimasak tanpa kulitnya
Kadar air	51,5 g	51,1 g
Lemak	0,4 g	0,2-0,23 g
Protein	2,6 g	1,5 g
Karbohidrat total	43,6 g	43,2 g
Serat kasar		0,7-0,71 g
Nitrogen		0,297 g
Abu 1,9 g 1,0 g	1,9 g	1,0 g
Kalsium	17 mg	3,9-88,8 mg
Pospor	68 mg	65-87 mg
Besi	1,0 mg	0,6-0,64 mg
Natrium	3 mg
Kalium	962 mg
Beta karotin	250 μg
Riboflavin	0,05 mg	0,05-0,052 mg
Thiamin		0,03-0,032 mg
Niacin	0,9 mg	0,89-0,9 mg

Dari Tabel 1 di atas terlihat kandungan karbihidrat (amilum) dalam biji durian cukup tinggi yaitu 43,6 % untuk biji segar dan 46,2 % untuk biji yang sudah diolah. Ini merupakan angka yang potensial untuk pengolahan amilum menjadi etanol. Amilum yang berbentuk palisakarida dapat dihirolisis menjadi glukosa dalam kadar yang tinggi melalui pemanasan. Glukosa inilah yang selanjutnya difermentasi untuk menghasilkan etanol.

2.Penepungan Biji Durian

Bahan yang digunakan ialah biji durian kering yang sudah ditepungkan bukan biji durian segar sebab durian adalah buah bermusim ( hanya berbuah pada bulan Oktober- Februari). Agar produksi skala makro dan penelitian secara mikro ini tidak terhenti atau dapat berlangsung secara kontinyu sepanjang tahun diperlukan pengawetan. Pengawetan tersebut dilakukan melalui proses pengeringan dan penepungan yang diharapkan mampu memberikan stok bahan dalam jangka waktu yang lama dan meningkatkan efisiensi proses fermentasi sebab kandungan air dalam bahan telah berkurang. Dari percobaan didapatkan nilai efesiensi rata-rata dari penepungan biji durian adalah 46,974% .

3.Penentuan Kadar Glukosa Hasil Hidrolisis

Biji durian yang digunakan dengan cepat berubah berwarna coklat karena terjadi proses pencoklatan akibat adanya kinerja enzim polifenoloksidase. Enzim ini akan menyebabkan turunan senyawa fenol yang terdapat dalam biji durian mengalami reaksi oksidasi dengan oksigen dari udara dengan produk sekunder adalah pigmen berwarna coklat. Saat reaksi hidrolisis berlangsung secara perlahan larutan berwarna agak kecoklatan kemungkinan disebabkan pigmen coklat yang terbentuk larut dalam asam yang digunakan pada reaksi hidrolisis pati. Warna larutan setelah hidrolisis selesai berubah menjadi coklat.Hasil hidrolisis pati memberikan kadar glukosa sebesar 365,9 ppm.

4. Penentuan Kadar Glukosa Dengan Metode DNS

Metode yang digunakan pada tahap ini adalah dengan menghidrolisis biji durian menggunakan asam klorida untuk memperoleh monomer pati yaitu glukosa, pada penelitian ini terjadi perubahan warna pada masing-masing larutan variasi konsentrasi HCl. Hal tersebut mengindikasikan banyaknya glukosa hasil hidrolisis. Ketika parameter suhu dan waktu ditingkatkan dimungkinkan perubahan warna masing-masing konsentrasi akan lebih pekat, hal tersebut berhubungan dengan laju reaksi hidrolisis masing-masing larutan. Dengan waktu dan suhu hidrolisis yang sama dengan perbedaan konsentrasi HCl pada masing-masing larutan hidrolisis, dapat disimpulkan semakin cepat laju reaksi, semakin pekat perubahan warna untuk waktu dan suhu reaksi yang sama. Dari hasil percobaan kadar glukosa tertinggi pada cake glukosa pada hidrolisis 1 M HCl sebesar 20100 ppm. Cake maupun sirup glukosa dapat digunakan sebagai sumber bioetanol karena keduanya memiliki kadar glukosa cukup tinggi dan mampu diubah menjadi etanol oleh mikroba dengan kondisi yang sesuai.Dan kadar etanol yang dihasilkan 1,5% .

5. Pembuatan Bioetanod metode Fermentasi

proses fermentasi menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae mampu bertahan pada suhu dan pH yang sesuai. Pengaruh pH pada pertumbuhan ragi tergantung pada konsentrasi gula oleh karena itu dalam percobaan ini digunakan pH 6 karena pada pH tersebut Saccharomyces cerevisiae dapat tumbuh dengan baik. Pada akhir fermentasi nilai pH tidak mengalami perubahan.Selama proses fermentasi terjadi konsumsi glukosa oleh Saccharomyces cerevisiae sehingga kemungkinan kadar glukosa berkurang sesuai dengan bertambahnya waktu fermentasi. Akibat bertambahnya waktu fermentasi maka aktivitas ragi menurun sesuai dengan berkurangnya substrat dan nutrien yang tersedia. Penurunan aktivitas ragi ini akan mengurangi jumlah asam organik yang terbentuk sebagai hasil samping dalam pembuatan bioetanol. Proses fermentasi ini berlangsung selama ± 72 jam , dan menghasilkan massa jenis dengan kisaran nilai 0,9767-0,9809 g/mL dan kadar etanol sekitar 5%.

6.Bioetanol metode Fermentasi variasi pH

Dari 96 jam fermentasi dengan variasi pH terjadi perbedaan kekeruhan pada masingmasing larutan fermentasi, hal tersebut mengindikasikan banyaknya biomassa yang dihasilkan. Semakin keruh larutan maka biomassa yang dihasilkan semakin banyak. Kadar etanol yang dihasilkan pada variasi pH , pH 4 merupakan pH optimum yang dimiliki S.cerevisiae

untuk melakukan fermentasi. Pada pH 2 kadar etanol yang mampu diubah sangat kecil dibandingkan pada pengubahan glukosa pada pH lainnya (4, 6, 8), hal tersebut dikarenakan pada keadaan yang terlalu asam dapat mendenaturasi enzim-enzim yang dibutuhkan untuk melakukan proses glikolisis didalam tubuh mikroba, Karena adanya pengaruh tersebut maka jalur glikolisis atau jalur Embden-Mayerhof-Parnas (EMP) yang setiap tahapannya dikatalisis oleh enzim akan terhambat, yang kemudian akan berpengaruh terhadap konsumsi dan perubahan glukosa menjadi etanol [6,14-15]. Pada kadar glukosa 8000 ppm, S. cerevisiae mampu mengubah glukosa menjadi etanol sekitar 1,61% (v/v).

6.KESIMPULAN

Kadar etanol tertinggi dihasilkan dari percobaan pembuatan bioetanol dengan metode  fermentasi menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae yaitu sebesar 5% , tetapi pada proses ini membutuhkan waktu yang cukup lama yaitu sekitar 72 jam .  Kadar etanol tertinggi kedua dengan menggunakan metode fermentasi dari variasi pH,pH yang memiliki kadar etanol maksimun adalah pH 4 yang mampu mengubah glukosa menjadi 1,61% .

7.REFRENSI

1.            Ardian ,N.D,Endah , R.D dan Speria,D.2001,Pengaruh Kondisi Fermentasi terhadap Yield Etanol pada Pembuatan Bioetanol dari Pati Garut, J. Gema Teknik,2, pp.1

2.            FESSENDEN AND FESSENDEN ,Alih bahasa Pudjaatmaka AH , 1999, Kimia Organik , Jilid 1 , Edisi Ketiga , Erlangga .Jakarta

3.            Nurfiana F.,Umi, M., Vicki, C.J., dan Putra S., 2009, Pembuatan Bioethanol dari Biji Durian sebagai Energi Alternatif, Artikel Seminar Nasional V, SDM Teknologi Nuklir Yogyakarta, ISSN 1978-0176.

4.            ZHEN FANG, R. L. S. J., JANUSZ A.KOZINSKI, TOMOAKI MINOWA, KUNIO ARAI 2010. Reaction of D-glucose in water at high temperature (410oC) and pressures (180 MPa) for the production of dyes and nano-particles. Elsevier.