OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG Musa …repository.ump.ac.id/8540/1/COVER_ILHAM RIAN FIRMANSYAH_TK'1… · MENJADI BIOETANOL. DENGAN . MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE

OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG

( Musa Paradisiaca L) MENJADI BIOETANOL DENGAN

MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE

SKRIPSI

ILHAM RIAN FIRMANSYAH

1403020021

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

JANUARI 2019

i

OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG

( Musa Paradisiaca L) MENJADI BIOETANOL DENGAN

MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE

SKRIPSI

diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik

ILHAM RIAN FIRMANSYAH

1403020021

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

JANUARI 2019

Optimasi Fermentasi Bonggol..., Ilham Rian Firmansyah, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2019




v

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT yang selalu memberikan ramat

dan nikmat-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan

penelitian serta dapat membuat larutan penelitian ini dengan judul “Optimasi

Fermentasi Pati Menjadi Bioetanol dari Bonggol Pohon Pisang (Musa Paradisiaca

L) Dengan Menggunakan Metode respon surface”.

Penelitian ini dibuat untuk memenuhi persyaratan akademik di Fakultas Teknik dan

Sains Prodi Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto yang tersusun

berkat adanya bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini

penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak dan Ibu yang telah memberikan dorongan dan doa serta bantuan moril

maupun spiritual kepada penulis.

2. Abdul Haris Mulyadi, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing penelitian yang

dengan sabar memberikan motivasi dan bimbingan dari awal hingga akhir.

3. Haryanto, Ph.,D. selaku ketua Program Studi Teknik Kimia dan penguji dalam

sidang ini

4. Neni Damajanti, S.T.,M.T. selaku Dosen Akademik dan penguji dalam sidang

ini

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan laporan penelitian

skripsi ini jauh dari kata sempurna, walaupun itu sudah merupakan usaha

maksimal dari penulis. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik

yang membangun. Harapan penulis semoga penyusunan laporan penelitian ini

dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan terutama bagi penulis

sendiri.

Purwokerto, 17 januari 19

Penulis


vi

OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG (MUSA

PARADISIACA) MENJADI BIOETANOL DENGAN MENGGUNAKAN

METODE RESPONSE SURFACE

Ilham Rian Firmansyah1, Abdul Haris Mulyadi2

ABSTRAK

Meningkatnya jumlah populasi manusia mengakibatkan banyaknya konsumsi

energi. Sehingga menggunakan energi yang berasal dari fosil yang jumlahnya

terbatas semakin meningkat. Bietanol sebagai hasil dar fermentasi gula, pati, atau

bahan berselulosa diharapkan dapat menggantikan minyak bumi sebagai bahan

bakar, karena bahannya yang dapat diperbarui dan ramah lingkungan. Bonggol

pisang yang di dalamnya terdapat pati yang komponen penyusunya adalah

kumpulan glukosa yang bergabung membentuk rantai panjang. Sehingga bonggol

pisang baik digunakan pembuatan bioetanol. Saccharomiches cerevisiae adalah

mikroorganisme yang biasa digunakan untuk fermentasi bioetanol, karena memiliki

toleransi yang tinggi terhadap alkohol, laju fermentasi yang cepat, dan

menghasilkan yield etanol yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan

nilai optimum dari kadar etanol dalam pembuatan bioetanol menggunakan pati

bonggol pisang. Untuk mendapat kadar etanol yang optimum maka diperlukan

optimasi terhadap variabel-variabel yang mempengaruhi proses fermentasi

diantaranya, konsentrasi ragi dan waktu. Variasi dari masing-masing variabel

dihasilkan dari pengolahan data menggunakan software minitab 16 dengan metode

response surfase method. Berdasarkan hasil dari analisa regresi dan ANOVA

didapatkan R-sq = 92,55 % dan p – value < 0.05 yang artinya kedua variabel yang

diujikan memberikan pengaruh yang besar terhadap banyaknya gula reduksi yang

dihasilkan. Dan gula reduksi yang paling optimum pada konsentrasi ragi 5.2 % dan

lama waktu 159 jam dengan kadar etanol yang dihasilkan sebanyak 12,244%.

Kata kunci : bonggol pisang, fermantasi, kadar etanol, response surface method

central composite design.


vii

FERMENTATION OPTIMIZATION OF BANANA CORM

(Moses Paradisiaca L) INTO BIOETHANOL USING RESPONSE SURFACE

Ilham Rian Firmansyah1, Abdul Haris Mulyadi2

ABSTRACK

The increasing number of human populations results in a large amount of energy

consumption. So that using limited amounts of energy derived from fossils is

increasing. Bioethanol as a result of fermentation of sugar, starch, or cellulose

material is expected to replace petroleum as a fuel because the material is

renewable and environmentally friendly. The banana corm in which there is starch,

the component of which is a collection of glucose that joins to form a long chain.

So that the banana corm is good for making bioethanol. Saccharomyces cerevisiae

is a microorganism commonly used for bioethanol fermentation, because it has a

high tolerance for alcohol, fast fermentation rate, and produces high ethanol yield.

This study aims to obtain the optimum value of ethanol content in the manufacture

of bioethanol using banana weevil starch. To get the optimum ethanol level,

optimization of the variables that affect the fermentation process is needed,

including yeast concentration and time. Variations of each variable are generated

from data processing using Minitab 16 software with the response method of

surface method. Based on the results of regression analysis and ANOVA, R-sq =

92.55% and p-value <0.05, which means that the two variables tested give a large

influence on the amount of reducing sugars produced. And the most optimum

reducing sugar at 5.2% yeast concentration and 159 hours long with ethanol

content produced as much as 12.244%.

Keywords: banana corm, fermentation, ethanol content, response surface method

of central composite design.


viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................................................i

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS.....................................................ii

HALAMAN PERSETUJUAN................................................................................iii

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................iv

KATA PENGANTAR..............................................................................................v

ABSTRAK..............................................................................................................vi

ABSTRACK..........................................................................................................vii

DAFTAR ISI.........................................................................................................viii

DAFTAR TABEL...................................................................................................xi

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................xii

DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................xiii

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang....................................................................................................1

I.2 Rumusan Masalah...............................................................................................4

I.3 Tujuan Penelitian................................................................................................4

I.4 Manfaat Penelitian..............................................................................................4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Bioetanol............................................................................................................6

II.2 Bonggol Pohon Pisang.......................................................................................9

II.3 Hidrolisis Asam................................................................................................13

II.4 Fermentasi........................................................................................................16

II.5 Saccharomyces Cereviseae..............................................................................20

II.6 Distilasi............................................................................................................22

II.7 Optimasi Fermentasi........................................................................................26


ix

II.9 Penelitian Terdahulu........................................................................................28

BAB III METODE PENELITIAN

III.1 Rancangan Percobaan.....................................................................................30

III.2 Tempat dan Waktu penelitian.........................................................................30

III.3 Penentuan Variabel Bebas..............................................................................30

III.4 Variabel Berubah............................................................................................30

III.5 Bahan dan Alat

III.5.1 Bahan...............................................................................................31

III.5.2 Alat..................................................................................................31

III.6 Prosedur

III.6.1 Rancang Percobaan menggunakan Response Surface Method.......32

III.6.2 Tahap Penelitian..............................................................................35

III.6.2.1 Tahap Persiapan Sampel...................................................35

III.6.2.2 Tahap Hidrolisis Bonggol Pisang.....................................36

III.6.2.3 Tahap Fermentasi..............................................................37

III.6.2.4 Tahap Distilasi..................................................................38

III.6.2.5 Tahap Optimasi.................................................................39

III.6.3 Pembuatan Larutan Standar.............................................................40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.I Kadar Etanol....................................................................................................41

IV.2 Optimasi Response Surface Method...............................................................42

IV.3 Pengaruh Penggunaan Konsentrasi Ragi dan Waktu......................................47

IV.4 Penentuan Nilai Optimum dan Titik Optimum..............................................50


x

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan......................................................................................................51

V.2 Saran................................................................................................................51

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Fisika dan Kimia Etanol..................................................................7

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Bonggol Pisang per 100gr........................................13

Tabel 3.1 Kode Level vs Nilai Level.....................................................................33

Tabel 3.2 Matriks Rancangan Percobaan Menggunakan Respone Surface Method

( RSM) dengan kode..............................................................................33

Tabel 3.2 Matriks Rancangan Percobaan Menggunakan Respone Surface Method

( RSM) Tanpa kode...............................................................................34

Tabel 4.1 Kadar Etanol Menggunakan Metode Densitas......................................41

Tabel 4.2 Rentang dan Level Berdasarkan central composite design...................43

Tabel 4.3 Matriks Hasil CCD Berdasarkan Run dari Response Surface method

tanpa Kode.............................................................................................43

Tabel 4.3 Matriks Hasil CCD Berdasarkan Run dari Response Surface method

dengan Kode..........................................................................................44

Tabel 4.5 Estimasi Koefisien Regresi Terhadap Kadar Etanol..............................45

Tabel 4.6 Analisis variant terhadap Model (ANOVA)..........................................46


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 bonggol pohon pisang.........................................................................10

Gambar 2.2 Central Composite Design untuk k=2 dan k=3...................................28

Gambar 3.1 Tahap Penelitian..................................................................................35

Gambar 3.2 Rangkaian Alat Hidrolisis...................................................................36

Gambar 3.3 Proses Fermentasi...............................................................................37

Gambar 3.4 Proses Distilasi....................................................................................38

Gambar 4.1 Surface Plot dari Kadar vs Konsentrasi Ragi, dan Waktu..................48

Gambar 4.2 Contour Plot dari Kadar, vs Konsentrasi Ragi dan Waktu.................48


xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Pembuatan Larutan yang Digunakan Dalam Penelitian....................1

Lampiran 2 Pembuatan Larutan Standar Etanol...................................................3

Lampiran 3 Perhitungan Berat Jenis Larutan Standar Etanol, % Ragi, dan

Nutrien............................................................................................12

Lampiran 4 Hasil Pengukuran Berat Sampel Dalam Piknometer Pengaruh

Konsentrasi Ragi.............................................................................15

Lampiran 5 Perhitungan Dengan Menggunakan Response Surface Method......19

Lampiran 6 Perhitungan Nilai Optimum, dan Titik Optimum...........................22

Lampiran 7 Surface Plot dan Contour Plot........................................................25

Lampiran 8 Gambar Hasil Percobaan.................................................................27


Documents

OPTIMASI FERMENTASI BONGGOL POHON PISANG Musa …repository.ump.ac.id/8540/1/COVER_ILHAM RIAN FIRMANSYAH_TK'1… · MENJADI BIOETANOL. DENGAN . MENGGUNAKAN METODE RESPON SURFACE