PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN ALAT DESTILASI YANG SUDAH DIMODIFIKASI KEMBALI

Hola readers, saya kembali lagi nih untuk berbagi knowledge kepada kalian. seperti postingan sebelumnya, alat destilasi pertama yang saya buat benar-benar gagal total alias GATOT, heheh. Namun saya mencoba membuatnya kembali dengan desain yang berbeda tentunya. Ternyata kesalahan alat destilasi pertama yang dibuat, selang penyalur antara uap etanol menuju botol hasil destilat terlalu panjang, sehingga uap bukannya sampai ke dalam kondensor, melainkan uap hanya sampai pada selang tepat sebelum lubang kondensor. Nah oleh karena itu readers, etanol uang sudah mengembun malah tidak mau turun ke botol destilat heheh. Namun, alat destilasi yang sudah saya buat dengan desain berbeda pada praktikum berikutnya ini (sudah saya coba di laboratorium) ternyata berhasil mengeluarkan etanol dari sampel tapai yang sudah dibuat oleh saya dan teman-teman kelompok saya, ya walaupun hanya beberapa tetes sih heheh. yuk langsung CEK THIS OUT aja laporannya di bawah ini. Format laporannya sama yapp readers dengan laporan praktikum pada postingan sebelumnya. Namun pada postingan kali ini, karena alat destilasi yang saya buat berhasil maka saya akan menjelaskan juga cara pembuatan alatnya dengan cukup detail.

LAPORAN

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

Senin, 30 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, wadah, water bath

·      Bahan : Air tape ketan putih, air dingin.

b.   Cara Kerja

•     Pembuatan Alat Destilasi Sederhana

    Langkah pertama adalah memilih jenis kaleng bekas yang ukurannya sesuai untuk dijadikan kondensor (tidak terlalu besar juga tidak terlalu kecil). Kaleng bekas tersebut kemudian dilubangi bagian sisi atas (kira-kira 3 cm ke bawah dari tutup kaleng) dan bagian sisi bawah (3-4 cm ke atas dari bagian dasar kaleng). Sebuah batang aluminium disiapkan sebagai saluran pendingin uap (ukuran panjang batang aluiminium tersebut harus disesuaikan dengan tinggi tabung antara lubang bagian atas dan bagian bawah). Untuk menyesuaikannya dapat menggunakan perhitungan phytagoras agar kemiringan batang aluminium tepat. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat review berikut :

               Apabila batang aluminium sudah tepat terpasang dengan masing-masing ujung lubang atas dan bawah, maka pastikan bahwa lubang bagian atas dan bawah tersebut tidak terlihat lubang (agar kondensor tidak bocor ketika diisi air). Caranya adalah dapat menggunakan perekat/lem cair pada sekeliling lubang masuk dan lubang keluar bagian luar. Ujung-ujung lubang masuk dan lubang keluar disambungkan sedemikian rupa dengan selang tambahan. Selang tambahan pada lubang masuk untuk menghubungkan kondensor dengan kaleng pemanas sampel, dan selang tambahan pada lubang keluar untuk menuju tempat/wadah hasil destilat. Susunan alat ini sedemikian rupa sehingga tampak seperti gambar foto berikut:

                 Untuk bagian gelas penyangga, hanya sebuah modifikasi agar air dingin di dalam kondensor tidak bocor(jika terjadi sedikit kebocoran maka air akan masuk ke dalam wadah gelas penyangga). Jika susunan alat destilasi sederhana sudah dibuat seperti gambar di atas, air dingin dapat dimasukkan ke dalam kaleng kondensor dengan membuka tutup kaleng bagian atas, sampel dimasukkan ke dalam kaleng pemanas/labu destilasi dan sampel siap untuk disuling.

•      Proses Destilasi Sampel

   

3. HASIL PENGAMATAN 

    Hasil destilat yang diperoleh pada penyulingan etanol dari sampel adalah sebesar 5 ml   destilat dari 25 ml sampel air tapai. Foto berikut memperlihatkan pengujian keberadaan etanol pada hasil destilat dengan cara membakar hasil destilat dengan api sehingga dihasilkan api berwarna biru muda:

 4. PEMBAHASAN

      Percobaan penyulingan etanol dari sampel air tapai ini menggunakan alat destilasi sederhana yang dibuat dari bahan-bahan bekas yang tak terpakai dengan sedikit modifikasi, termometer dan pemanas listrik. Sampel air tapai yang sudah dibuat dimasukkan ke dalam kaleng pemanas, kemudian bagian tepi pentutup kaleng pemanas sampel disekat dengan aluminium foil agar tidak ada uap yang keluar. Besar temperatur harus dijaga pada kisaran 78 derajat celcius. Hal ini dimaksudkan agar uap etanol tidak cepat menguap dimana dapat menyebabkan uap etanol habis tanpa sempat terembunkan. Alasan lain yaitu agar air yang terdapat di dalam sampel tidak ikut menguap dan bercampur dengan destilat sehingga kemurnian etanol tetap terjaga.

  

       Proses destilasi ini dilakukan selama kurang lebih 1 jam sehingga diperoleh destilat di dalam wadah hasil destilat (praktikan menggunakan gelas arloji). Hasil destilat tersebut kemudian diuji dengan cara diberi/disulutkan api sehingga terbakar menghasilkan warna biru muda seperti pada foto yang dicantumkan pada hasil pengamatan. 

       Awalnya terjadi masalah pada alat ini, yaitu uap etanol tidak cepat naik mengalir ke selang penghubung lubang masuk-kondensor pada temperatur 78 derajat celcius. Namun, ketika temperatur dinaikkan menjadi 85-90 derajat celcius uap dapat naik dan mengalir ke dalam kondensor. Kenaikan temperatur ini tentunya mengurangi kemurnian dari hasil destilat karena diasumsikan pada kisaran temperatur tersebut, uap air sudah mulai ikut menguap bersama dengan uap etanol walaupun pada jumlah yang relatif sedikit. Sulitnya uap etanol agar cepat menuju kondensor mungkin dikarenakan selang konektor lubang masuk-kondensor dipasang secara melengkung sehingga membentuk jarak yang cukup jauh dibandingkan jika selang konektor tersebut dipasang lurus.

       Pada percobaan ini tidak dilakukan penentuan kadar etanol yang dihasilkan karena penentuan kadar etanol pada sampel ini sudah dicoba sebelumnya pada praktikum kimia fisika I dengan sampel yang sama. Pada percobaan tersebut diperoleh bahwa bobot jenis dar sampel air tapai ini adalah 1,045 dengan bobot jenis etanol yang terkandung dalam sampel sebesar 0,994. Berdasarkan Tabel Daftar Bobot Jenis dan Kadar Etanol Farmakope Indonesia Edisi Ketiga, pada bobot jenis 0,994 sampel memiliki kadar etanol sebesar 14,11 % v/v. Kadar ini masih dikatakan belum mencapai tujuan percobaan karena masih sangat kecilnya kadar etanol yang diperoleh sehingga alat destilasi yang sudah dibuat ini harus disempurnakan kembali.

5. KESIMPULAN

     

    Hal-hal yang dapat disimpulkan dari percobaan ini adalah:

1. Volume etanol/hasil destilat yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebesar 5 ml dari 25 ml air sampel
2. kadar etanol yang diperoleh (berdasarkan percobaan pada praktikum kimia fisika I dengan sampel yang sama) adalah sebesar 14,11 % v/v 
3. Alat destilasi sederhana yang digunakan pada percobaan kali ini harus lebih disempurnakan kembali agar dapat memurnikan etanol sampai semurni-murninya 

 DAFTAR PUSTAKA

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

- Depkes RI. 1979.Farmakope Indonesia Edisi III. Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia

- Harahap, Hamidah. 2003. Karya Ilmiah Produksi Alkohol. Medan: Universitas Sumatra Utara

      Naahhh readers, itulah laporan percobaan PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN ALAT DESTILASI YANG SUDAH DIMODIFIKASI KEMBALI yang dilakukan oleh saya dan teman-teman kelompok saya. kalo readers punya banyak kaleng-kaleng/alat-alat bekas yang sudah tak terpakai, lebih baik coba dipakai untuk membuat alat destilasi seperti yang dibuat oleh saya dan kelompok saya. kalo GRATIS, kenapa enggak heheh. tapi inget lho readers alat yang sudah kami buat ini masih terdapat kekurangan-kekurangan yang harus disempurnakan kembali. ada info lagi nih readers, ternyata etanol dengan kadar 50 % saja sudah dapat digunakan untuk menyalakan kompor lho, apalagi dengan kadar 95 %, maka bisa dicampur ke dalam bensin kendaraan bermotor yang kita digunakan lho readers (wah untung banget nih buat para bikers heheh), tentunya dengan perbandingan 10 % etanol berkadar 95 % dari bensin yang kita gunakan. So simpelnya, kalo readers make bensin 1 liter, maka etanol 95 % yang ditambahkan cukup 10 %-nya aja dari 1 liter bensin, dan itu sudah cukup membuat bahan bakar kita lebih irit dan lebih ramah lingkungan lho readers. Nah, karena itu alat destilasi yang hebat dan sesempurna mungkin bakal menunjang penyulingan etanolnya sampai berkadar 95 %. 

     Ayo dong readers juga iseng-iseng membuat alatnya juga, tentunya dengan prinsip imajinasi dari para readers ya biar lebih puas heheh. Postingan berikutnya yang bakal saya tulis adalah PEMBUATAN ETANOL DARI BUAH-BUAHAN BUSUK. So, tetep tongkrongin blog ini terus ya readers dan tetap berkarya buat INDONESIA heheh..............