PKM 2011

-->

USUL PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA

REKAYASA ALAT FERMENTOR FLUIDISASI UNTUK PROSES PEMBUATAN ETHANOL SEMIKONTINYU.

BIDANG KEGIATAN :

PKM P

Diusulkan oleh :

Fathorrahman                                2009510007    2009    (Ketua)

Angraini Swastika Selan               2009510002    2009    (Anggota)

Nina Yuliana                                  2010510004    2010    (Anggota)

UNIVERSITAS TRIBHUWANA TUNGGADEWI

MALANG

2011

HALAMAN PENGESAHAN

USUL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

1.      Judul Kegiatan               : Rekayasa Alat Fermentor Fluidisasi untuk Proses  

                                               Pembuatan Ethanol Semikontinyu.

2.      Bidang Kegiatan            : PKMP

3.      Bidang Ilmu                   : Teknologi dan Rekayasa

4.      Ketua pelaksana/Penulis utama:

a.       Nama Lengkap                                    : Fathorrahman

b.      NIM                                                    : 2009510007

c.       Jurusan                                                : Teknik kimia

d.      Universitas                                          : Tribhuwana Tunggadewi Malang

e.       Alamat rumah No.Tlp/Hp                         : Jl Telagawarna Blok B no 3 Malang                                                

5.      Anggota Pelaksana kegiatan/Penulisan     : 2 orang

6.      Dosen pendamping :

a.       Nama Lengkap dan Gelar                   : S.P. Abrina Anggraini, ST., MT

b.      NIY                                                    : 014024146

c.       Alamat rumah dan No Tlp./HP           : Jl. Urip Sumoharjo G.59 Malang

                                                                                (081333623523)

7.  Biaya Kegiatan Total :

      a. Dikti                                                      : Rp 9.837.500,00

      b. Sumber lain                                           : Tidak ada

8.  Jangka Waktu Pelaksanaan                        : 5 (lima) bulan

                                                                 

                                                                                      Malang, 8 Oktoberr 2011

Menyetujui,

                                                           

KPS Teknik Kimia                                                      Ketua Pelaksana Kegiatan

                                               

                      

(Susy Yuniningsih, ST., MT)                                             (Fathorrahman)   

NIY.014024147                                                               NIM. 2009510007

Wakil Rektor Bidang  Kemahasiswaan                             Dosen Pendamping

                                                           

(  Ir. Aldon Sinaga.,MP )                                 (S.P.Abrina Anggraini, ST., MT)

                                             

	i

 

A.   

1

JUDUL  : Rekayasa Alat Fermentor Fluidisasi untuk Proses                                                  

              Pembuatan Ethanol Semikontinyu

B.     LATAR BELAKANG MASALAH

               Alkohol atau etanol adalah bahan kimia yang banyak digunakan dalam
industri baik sebagai pelarut atau solven dan juga sebagai bahan baku industri
kimia yang lain seperti pembuatan etil asetat. Hampir semua industri
memerlukan etanol: farmasi, industri minuman/makanan, bidang kdokteran,
industri kimia dan lain-lain. Pada dua dasa warsa belakang ini, juga banyak
dipakai sebagai bahan bakar yang disebut gasohol yaitu campuran bensin dan
ethanol dengan komposisi 10% etanol dan 90% bensin. Salah satu program
pemerintah dalam pemakaian bioethanol sebagai campuran bensin (disebut
bahan bakar gasohol) dalam bidang transportasi akan meningkatkan pemakain
bioethanol di Indonesia.

               Ethanol yang dipakai untuk bahan bakar atau campuran bahan bakar
memerlukan konsentrasi yang tinggi (mendekati 100%). Untuk industri farmasi
atau untuk keperluan sterilisasi di bidang kedokteran, alkohol atau ethanol yang
dipakai tidak perlu konsentrasi yang tinggi (tidak perlu mendekati 100%), akan
tetapi konsentrasi yang dibutuhkan kurang lebih sekitar 70-80% saja dengan
impuritas air. Etanol untuk keperluan ini dikategorikan sebagai alkohol food
grade, untuk itu mulai bahan baku, bahan pembantu dan juga pengencer bahan
baku (yang berupa air) serta bahan aditive yang dipakai haruslah yang food
grade, baik pada saat fermentasi (proses pembuatan ethanol) maupun pada saat
distilasi (proses pemurnian ethanol).                                                                                                                          

               Produksi etanol yang dikembangkan saat ini dapat dibuat dari bahan baku yang mengandung glukosa, pati, dan selulosa. Glukosa dapat berasal dari kandungan molases yang  dikonversi secara langsung menjadi etanol. Penggunaan molases karena lebih ekonomis, ditinjau dari harga bahan baku yang relatif murah yang merupakan hasil samping dari pembuatan gula, serta untuk memanfaatkan hasil samping dari pembuatan gula dalam berbagai produk.

Proses fermentasi konvensional pada umumnya dijalankan dengan proses batch, sebagai upaya untuk memudahkan kontrol proses fermentasi dari kontaminasi mikroorganisme, namun proses ini mempunyai kendala yaitu konsentrasi etanol yang dihasilkan cukup rendah karena produksi etanol yang terakumulasi akan meracuni mikroorganisme pada proses fermentasi. Akumulasi dari produk terlarut yang bersifat racun akan menurunkan secara perlahan-lahan dan bahkan dapat menghentikan pertumbuhan serta produksi dari mikroorganisme (Minier dan Goma, 1982). Selain itu produktivitas etanol dari proses batch sangat kecil karena membutuhkan waktu yang lama sekitar 50 jam untuk menghasilkan etanol, pemanfaatan bakteri yang hanya mampu dipakai sekali dalam setiap fermentasi juga merupakan kelemahan proses batch yang harus dicari solusinya.      

2

Untuk mencari solusi terhadap kelemahan tersebut, maka pada produksi etanol dari molases ini dapat dilakukan dengan proses fermentasi secara semikontinyu dalam fermentor fluidisasi yang merupakan teknik modifikasi alat pada proses fermentasi dengan menggunakan enzim teramobilisasi, sehingga mampu meningkatkan efektivitas proses pembuatan etanol kurang dari 50 jam lebih cepat dari pada fermentasi konvensional, dan diharapkan etanol yang dihasilkan memiliki konsentrasi yang tinggi.

Produksi etanol dilakukan dengan proses fermentasi menggunakan bakteri Saccharomices cerevisiae, karena Saccharomices cerevisiae memiliki toleransi suhu yang rendah sehingga relatif mudah diatur pada suhu ruang.

C.    PERUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang yang ada maka permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:

a.       Bagaimana produktivitas etanol dengan modifikasi sistem fermentasi?

b.      Bagaimana efisiensi proses produk ethanol dengan sistem Fermentasi Fluidisasi?

c.       Bagaimana kualitas ethanol yang dihasilkan melalui Fermentor Fluidisasi

d.      Mengetahui sejauh mana kinerja dari Fermentor Fluidisasi dengan variasi temperature?

D.    TUJUAN

Tujuan penelitian secara khusus dan konkrit meliputi:

·         Mengetahui pengaruh perubahan rate feed masuk terhadap produktivitas etanol serta pengaruhnya terhadap efisiensi proses dan kualitas hasil.

·         Untuk mengetahui hasil pengujian modifikasi sistem fermentasi semikontinyu Fermentor Fluidisasi yang dilengkapi dengan cyclone dengan bahan baku cairan tetes tebu.

E.    

3

LUARAN YANG DIHARAPKAN

Luaran yang diharapkan dari kegiatan PKMP ini adalah berupa artikel ilmiah dan paten. Hasil implementasi program tersebut dapat dijadikan acuan dalam menyelesaikan masalah untuk menghasilkan metode fermentasi optimal untuk produk etanol kadar 12% dari molasses (tetes tebu) pada industri Bioethanol. Lebih lanjut, penelitian ini dapat digunakan sebagai rekomendasi bagi perusahaan di bidang Bioehanol khususnya pada proses fermentasi dimana pada proses tersebut merupakan salah satu proses yang memegang peran penting untuk menghasilkan ethanol dengan hasil yang optimal dan siap dilakukan proses lanjutan yaitu destilasi dan dehidrasi.

F.     KEGUNAAN

Dari hasil penelitian ini diharapkan akan mempunyai manfaat antara lain :

1.         Penguasaan teknologi dan pembuatan pilot plant etanol sebagai salah satu sumber energi alternatif terbarukan dan para industri di bidang farmasi, makanan/minuman, kedokteran dan industri kimia lainnya.

2.         Program penyediaan energi terbarukan merupakan unsur strategis pembangunan nasional saat ini, sehingga diharapkan dengan adanya kegiatan ini dapat merupakan sumbangan pemikiran dan karya untuk pembangunan saat ini. Selain itu juga pemenuhan produk ethanol di industri farmasi, makanan/minuman, kedokteran dan industri kimia lainnya.

3.         Pemanfaatan dan pengolahan limbah pabrik gula yang diharapkan mampu menjadi nilai tambah ekonomis bagi pengusaha mikro maupun makro.

4.         Pelestarian lingkungan untuk mengantisipasi dampak negatif dari pemanasan global karena etanol lebih ramah lingkungan, nilai oktan etanol 117 sedangkan bensin 88.di daerah

G.       TINJAUAN PUSTAKA

a.         Tetes Tebu (Molasses)

Molasses adalah hasil samping proses pembuatan gula (Judoamidjojo-dkk, 1992) sedangkan menurut Hambali,dkk (2008) molasses merupakan limbah pabrik gula pasir yang tidak dapat lagi dikristalkan. Molasses mengandung sejumlah besar gula, baik sukrosa maupun gula pereduksi. Total kandungan gula berkisar antara 48-56% dan pH-nya sekitar 5.5-5.6 (Sa’id, 1987). Dua bentuk molasses kedua-duanya adalah hasil samping industri gula tebu, seringkali digunakan dalam proses fermentasi. Pertama adalah molasses hitam yang mengandung residu merupakan hasil samping setelah dilakukan operasi kristalisasi gula tebu (cairan gula). Molasses hitam mengandung 50% bobot gula yang terdiri dari 60-70% sukrosa dan gula invert. Bentuk kedua adalah molasses pekat yaitu cairan gula yang diuapkan sehingga mengandung 70-80% gula yang terdiri dari 70% gula invert. Viskositas molasses sebesar 6500 cp pada 20⁰C dan spesifik gravitynya pada 20⁰C sebesar 1411,6 kg/m³.

4

Untuk pembuatan etanol, molasses harus mendapat perlakuan pendahuluan. Hal tersebut disebabkan karena molasses bersifat kental, kadar gula dan pH-nya masih terlalu tinggi serta nutrisi yang dibutuhkan khamir belum mencukupi dalam molasses ini. Dalam pembuatan etanol tersebut, mula-mula molasses diencerkan dengan air sehingga konsentrasi gulanya menjadi 14-18%. Jika konsentrasi gula terlalu tinggi akan berakibat buruk pada khamir yang digunakan atau alkohol yang dihasilkan akan menghambat aktivitas khamir. Akibat lain jika konsentrasi gula terlalu tinggi maka waktu fermentasinya lebih lama dan sebagian gula tidak terkonversi (Sa’id, 1987).

Molasses mengandung kurang lebih 60% selulosa dan 35.5% hemisolulosa. Kedua bahan polysakarida ini dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana yang selanjutnya dapat difermentasi menjadi etanol. Potensi produksi molasses ini per hektar kurang lebih 10-15 ton. Jika seluruh molasses per hektar ini diolah menjadi etanol FGE (Fuel Grade Ethanol), maka potensi produksinya kurang lebih 766 hingga 1,148 liter/ha FGE (Hambali-dkk, 2008).

Secara umum tetes yang keluar dari sentrifugal mempunyai brix 85 – 92 dengan zat kering 77 – 84 %. Sukrosa yang terdapat dalam tetes bervariasi antara 25 – 40 %, dan kadar gula reduksinya 12 – 35 %. Komposisi yang penting dalam tetes adalah TSAI ( Total Sugar as Inverti ) yaitu gabungan dari sukrosa dan gula reduksi. Kadar TSAI dalam tetes berkisar antara 50 – 65 %. Angka TSAI ini sangat penting bagi industri fermentasi karena semakin besar TSAI akan semakin menguntungkan, sedangkan bagi pabrik gula kadar sukrosa menunjukkan banyaknya kehilangan gula dalam tetes. Semakin kecil kadar sukrosa maka penekanan kehilangan gula semakin optimum (Sa’id, 1987).

b.         Saccharomyces cerevisiae

Khamir adalah fungi ekasel (uniseluler) yang beberapa jenis spesiesnya umum digunakan untuk membuat roti, fermentasi minuman beralkohol, dan bahkan digunakan dalam percobaan sel bahan bakar. Saccharomyces cerevisiae merupakan mikroorganisme bersel satu tidak berklorofil dan termasuk golongan Eumycetes. Khamir telah dimanfaatkan sejak ribuan tahun yang silam dalam bentuk ragi. Salah satu contohnya yang sering digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae yang kini digunakan dalam fermentasi tetes tebu (molasses) untuk menghasilkan etanol. Saccharomyces cerevisiae dikenal sebagai salah satu spesies ragi yang mempunyai daya konversi gula menjadi etanol yang cukup tinggi antara 8-12%. Saccharomyces cerevisiae menghasilkan enzim zimase dan invertase. Saccharomyces cerevisiae mempunyai laju fermentasi dan laju pertumbuhan cepat, tahan terhadap etanol tinggi, tahan terhadap garam tinggi, pH optimum fermentasi rendah, temperatur optimum fermentasi sekitar 25-30⁰C serta tahan terhadap stress fisika dan kimia. Saccharomyces cerevisiae yang dibutuhkan dalam proses fermentasi sebanyak 0,4% dari larutan dalam fermentor (Rahman, 1992). Penemuan Saccharomyces cerevisiae mampu mengubah glukosa menjadi etanol secara efisien dan cepat, merupakan peluang yang penting untuk meningkatan produktivitas pada proses pembuatan etanol.

5

Saccharomyces cerevisiae telah lama digunakan dalam  industri alkohol dan minuman beralkohol sebab  memiliki kemampuan dalam memfermentasi glukosa  menjadi etanol. Hal yang menarik adalah proses  fermentasi etanol pada khamir tersebut berlangsung  pada kondisi anaerob. Keberadaan oksigen akan menghambat  jalur fermentasi di dalam sel khamir sehingga sumber  karbon yang ada akan digunakan melalui jalur  respirasi. Fenomena ini sering disebut sebagai  Pasteur effect (Walker 1998). Berdasarkan  fenomena ini, seharusnya produksi etanol oleh khamir  terjadi pada kondisi anaerob. Namun ternyata, Pasteur effect pada sel khamir diamati pada sel yang telah memasuki  fase stasioner (resting), sedangkan produksi alkohol terjadi  ketika sel berada pada fase pertumbuhan (fase log)  (Alexander & Jeffries 1990). Hal inilah yang membuat Pasteur effect diduga bukan fenomena yang terjadi saat produksi etanol oleh Saccharomyces cerevisiae.

c.       NPK

Pupuk NPK merupakan jenis pupuk majemuk (dalam satu jenis mengandung beberapa jenis unsur hara) yaitu unsur makro Nitrogen (N), Phospor (P), dan Kalium (K). Dimana Nitrogen berfungsi untuk merangsang pertumbuhan vegetatif pada khamir sebelum mengalami masa produksi, phospor (P) berguna untuk merangsang pembentukan sel dan kalium (K) untuk menguatkan sel yang sudah terbentuk. Pupuk ini berbentuk butiran (prill) dengan bulatan besar berwarna merah bata. Pupuk ini termasuk pupuk yang tidak mudah menyerap air, sehingga tahan disimpan lama didalam gudang. Dalam fermentasi penambahan NPK berfungsi untuk memberikan nutrisi pada khamir Saccharomyces cerevisiae. Kebutuhan NPK dalam proses fermentasi sebanyak 0,2% dari larutan dalam fermentor (Rahman, 1992).

d.        

6

Urea

Pupuk urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi. Dimana fungsi urea dalam fermentasi pada proses pembuatan etanol sebagai nutrisi bagi khamir Saccharomyces cerevisiae. Menurut Rahman (1992), menyatakan bahwa kebutuhan Urea sebagai unsur hara dalam proses fermentasi yaitu sebanyak 0,97% dari larutan dalam fermentor. Pupuk urea berbentuk butir-butir kristal berwarna putih, dengan rumus kimia NH₂CONH₂, merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air (higroskopis).

e.          Fermentor

Fermentor adalah tangki atau wadah dimana didalamnya seluruh sel (mikroba) mengubah bahan dasar menjadi produk biokimia dengan atau tanpa produk sampingan. Fermentor sering juga disebut bioreaktor. Fungsi dasar dari fermentor adalah menyediakan kondisi lingkungan yang cocok bagi mikroba didalamnya untuk menghasilkan biomassa, metabolit dan sebagainya.

Fermentor berguna untuk memfermentasikan molasses. Proses fermentasi ini dengan mencampurkan campuran NPK, khamir Saccharomyces cerevisiae dan Urea ke dalam cairan molasses. Proses ini harus berlangsung secara anaeorob, atau hampa udara agar tidak terdapat kuman atau bakteri yang ikut masuk ke dalam tangki fermentor.

f.      Fermentasi

Kata fermentasi berasal dari Bahasa Latin “fervere” yang berarti merebus (to boil). Arti kata dari Bahasa Latin tersebut dapat dikaitkan dengan kondisi cairan bergelembung atau mendidih. Gelembung-gelembung karbondioksida dihasilkan dari katabolisme anaerobik terhadap kandungan gula (Judoamidjojo-dkk, 1992).

Saccharomyces cerevisiae

Secara umum proses fermentasi dapat ditulis sebagai berikut:   

                  

C₆H₁₂O₆                                2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2 ATP

                                                     ethyl alkohol

(Energi yang dilepaskan: 118 kJ per mol)

Dibandingkan dengan medium padat, medium cair mempunyai beberapa kelebihan, yaitu antara lain jenis dan konsentrasi komponen-komponen medium dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan, serta dapat memberikan kondisi yang optimum untuk pertumbuhan dan pemakaian yang lebih efisien.

7

Menurut Rahman (1992), fermentasi medium cair dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:

1.      Fermentasi sistem tertutup (batch culture)

2.      Fermentasi kontinyu

3.      Fermentasi fed-batch

g.         Metode Fluidisasi

Fluidisasi merupakan fenomena yang diakibatkan perlakuan fluida (zat cair atau gas) terhadap zat padat, hingga zat padat akan bersifat sebagai cairan atau gas. Dalam hal ini proses fermentasi dengan cara fluidisasi, zat padatnya adalah media mikroorganisme, sedangkan fluidanya adalah udara. Hal yang mempengaruhi proses fermentasi dengan cara fluidisasi salah satunya adalah kecepatan feed masuk (pengisian) selain temperatur dan waktu. Kecepatan feed masuk harusnya sedemikian rupa agar diperoleh hasil ethanol yang optimal. Yang diharapkan dari kinerja fluidisasi adalah efisien dan efektivitas pada alat fermentor fluidisasi, yaitu dapat menghasilkan ethanol bermutu baik sesuai dengan karakteristik yang dimiliki oleh ethanol setelah keluar dari proses fermentasi yaitu 8-12%.

h.         Etanol

Etanol atau etil alkohol yang di pasaran lebih dikenal sebagai alkohol merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C₂H₅OH atau rumus empiris C₂H₆O (Anshory, 2004).

Dalam kondisi kamar, etanol berwujud cairan yang tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, mudah larut dalam air, tembus cahaya dan memiliki bau yang khas. Etanol adalah senyawa organik golongan alkohol primer. Reaksi yang dapat terjadi pada etanol antara lain dehidrasi, dehidrogenasi, oksidasi dan esterifikasi (Rizani, 2000).

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi jumlah etanol yang dihasilkan dari fermentasi adalah mikro organisme dan media (bahan baku) yang digunakan. Dimana media yang digunakan dapat menghambat pertumbuhan mikro organisme (khamir) dalam menguraikan pati menjadi etanol selama proses fermentasi sehingga jumlah/kadar etanol yang dihasilkan rendah (Astuty, 1991). Etanol dihasilkan dari gula yang merupakan hasil aktivitas fermentasi sel khamir. Khamir yang baik untuk menghasilkan etanol adalah dari genus Saccharomyces dengan kadar etanol antara 8-12%.

8

Beberapa penelitian-penelitian lain yang terkait dengan produksi etanol:

Caylak dan Sukan (2001), Dalam penelitian ini etanol diproduksi dengan menggunakan Saccharomices cerevisiae dan sukrose sebagai substrat. Proses batch dianalisa menggunakan beberapa substrat, mikroorganisme dan komposisi media. Saccharomices cerevisiae digunakan dalam group eksperimen pertama sel bebas dan immobilisasi dengan metode yang berbeda. Dalam group eksperimen kedua digunakan agar, sponge, dan materi alami digunakan sebagai material support. Proses batch dengan sel bebas dan immobilisasi dibandingkan dengan diperhatikan efisiensi dan yield. Dalam sel bebas etanol tertinggi dicapai pada proses semi-kontinyu sebesar 307,97 g/L, tetapi yield dicapai pada proses fed-batch sebesar 49,07 %. Sedangkan untuk sel yang diimobilisasi etanol tertinggi dicapai pada immobilisasi menggunakan material support sponge cube sebesar 107,73 g/L dan yield sebesar 48,97 %.

Mulja,dkk,(2003), dalam penelitian ini membandingkan ketahanan terhadap suhu antara Zymomonas mobilis dan Saccharomices cerevisiae pada Fermentasi Etanol dengan media Glukosa yang menunjukkan bahwa fermentasi paling baik berlangsung  pada suhu 30 ⁰C sampai 40 ⁰C sedangkan pada suhu 45⁰C fermentasi tidak berlangsung dengan baik. Pada suhu terakhir tersebut bakteri Zymomonas mobilis masih dapat hidup, sedangkan Saccaromices cerevisiae mati. Produktivitas tertinggi diperoleh pada fermentasi dengan suhu 40⁰C untuk Zymomonas mobilis sebesar 1,7037 g/L.j, sedangkan Saccharomices cerevisiae diperoleh pada suhu 30 ⁰C yaitu 1,1201 g/L.j.

Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian tentang Peningkatan Produktivitas Etanol dari Molases dengan teknik modifikasi alat pada proses fermentasi yaitu menggunakan Fermentor Fluidisasi semikontinyu. Proses fermentasi terhadap pengaruh konsentrasi glukosa dalam feed molasses dengan menggunakan enzim Saccharomices cerevisiae.

H.             METODE PELAKSANAAN

Penelitian yang dilakukan adalah “Rekayasa Alat Fermentor Fluidisasi untuk Proses Pembuatan Ethanol Semikontinyu”. Metode fermentasi yang digunakan adalah metode fluidisasi semikontinyu. Hanya media mikroorganisme yang akan difermentasi dengan cara fermentasi fluidisasi. Pemisahan antara ethanol dan CO₂ yang dihasilkan akan di lakukan gaya sentrifugal pada alat cyclone.

Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari : fermentor fluidisasi yang dilengkapi pompa, cyclone dan akumulator serta pengatur/pengukur kecepatan feed`masuk pada fermentor fluidisasi. Volume fermentor tersebut adalah 10L dimana aliran feed masuk berupa glukosa substrat dengan mengatur rate  25% bukaan gate valve, 50% bukaan gate valve, 75% bukaan gate valve dan 100% bukaan gate valve yang masuk dari bagian bawah dengan bantuan pompa fermentor sedangkan produk berupa etanol dan CO₂ keluar dari bagian atas fermentor. Sel yang teramobilisasi ditempatkan di dalam reaktor sebelum feed dimasukkan sehingga saat feed masuk dan mulai steady-state, sel mikroba sudah siap untuk melakukan fermentasi dalam Fermentor Fluidisasi yang dilengkapi dengan cyclone yang berfungsi untuk membuang CO₂ dari biorektor tersebut dengan system gaya sentrifugal. Untuk menentukan kadar ethanol setelah proses fermentasi di dalam fermentor fluidisasi digunakan peralatan instrument GC.

a.     

9

Prosedur Penelitian

1. Air sebanyak 5,4 liter, masukan ke reaktor
2. 1,8 liter molasses masukan ke reaktor, sambil diaduk perlahan-lahan
3. Masukan ke reaktor :

-          Khamir Saccharomyces cerevisiae 28 gram, masukan ke beaker  gelas, tambahkan air hangat ± 40⁰C sebanyak 100 ml, diaduk perlahan-lahan dan diamkan selama ± 10 menit.

-          NPK sebanyak 14 gram

-          Urea sebanyak 70 gram

4. Aduk secara perlahan-lahan hingga berbusa dan merata.
5. Kemudian reaktor ditutup rapat-rapat.
6. Dialirkan langsung ke dalam fermentor fluidisasi dengan bantuan pompa yang tetap berjalan dengan mengatur rate  25% bukaan gate valve, 50% bukaan gate valve, 75% bukaan gate valve dan 100% bukaan gate valve.
7. Bagian produk akan keluar ke atas dan ditangkap melalui cyclone dengan gaya sentrifugal.
8. Dari cyclone dialirkan ke dalam accumulator dan hasil produk keluar melalui accumulator.

i.        Analisa hasil produksi dengan menggunakan alat GC

b.         Variabel Penelitian

b.1 Variabel Tetap

a.       Bahan yang digunakan adalah tetes tebu (molasses)

b.      Khamir yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae

c.      

10

Lama waktu fermentasi 24 jam, kapasitas molasses 1,8 liter

d.      pH yang digunakan 4,5; suhu operasi adalah suhu ruang (27-30⁰C)

e.       NPK 14 gram, Urea 70 gram

b.2 Variabel Berubah

-          Kecepatan feed masuk (bukaan gate valve) :   25%, 50%, 75%, dan 100%

c.         Alat dan Bahan

c.1 Alat    : fermentor fluidisasi (Gambar 4.1)

c.2 Bahan : Tetes tebu (molasses), Saccharomyces cerevisiae, NPK, Urea dan air

d.        Rangkaian Peralatan Penelitian

Keterangan : Reaktor Pompa Fermentor Fluidisasi Cyclone Accumulator

                                                  

Gambar 4.1. Peralatan Fermentor Fluidisasi

I.         JADWAL KEGIATAN

Pelaksanaan kegiatan penelitian adalah 5 bulan dengan perincian kegiatan seperti dapat di lihat pada table 1.

Tabel 1. Jadwal  Pelaksanaan Kegiatan

NO	URAIAN KEGIATAN	WAKTU PELAKSANAAN (BULAN KE)
		1	2	3	4	5
1	Persiapan Penelitian
2	Perancangan alat Fermentor
3	Pelaksanaan penelitian Fermentasi
4	Karakterisasi dan analisa hasil eksperiment
5	Pembuatan makalah untuk publikasi di seminar dan jurnal nasional
6	Pembuatan laporan penelitian

J.        

11

RANCANGAN BIAYA

      Biaya keseluruhan PKMP ini adalah Rp 9.837.500,00 dengan perincian biaya dapat dilihat di bawah ini.

	I. Pemeliharaan Penggunaan Alat
No	Jenis Pengunaan	Harga (Rp)/volume	Jumlah			Biaya (Rp)
1	Alat fermentor fluidisasi yang dilengkapi dengan siklon dan akumulator	1.000.000/bulan	3 bulan			3.000.000
2	Alat-alat gelas, thermometer, buret, pengaduk, corong, penyaring, pipet	1 set	1 set			100.000
3	pH meter digital Waterproof  Hanna	30.000/hari	30 hari			900.000
	Total biaya (Rp.)					4.000.000
	II. Bahan Habis Pakai
No	Jenis Pengunaan	Harga (Rp)/volume	Jumlah			Biaya (Rp)
1	Bahan nutrisi	1 paket	1 paket			800.000
2	aquades	1.000/lt	500 lt			500.000
3	Pengadaan botol plastik	1.000/botol plastik	30			30.000
4	Pengadaan botol gelas	2.500/botol gelas	15			37.500
5	Analisa molasses	300.000/sampel	2 sampel			600.000
6	Analisa etanol	300.000/sampel	4 sampel			1.200.000
	Total biaya (Rp.)					3.167.500
	III. Perjalanan
No	Nama	Tujuan			Biaya (Rp)
1	Fathorrahman Angraini Swastika Nina Yuliana	Membeli molasses ke PG. Kebon Agung			500.000
2.	Fathorrahman	Membeli bahan nutrisi dan enzim SC			100.000
2	Fathorrahman Angraini Swastika Nina Yuliana	Analisa kadar ethanol di Lab.Kimia Politeknik Negeri Malang			100.000
	Total biaya (Rp.)				700.000
	IV. Laporan dan Publikasi
No	Jenis Pengunaan	Harga (Rp)/satuan		Jumlah	Biaya (Rp)
1	Pengetikan Laporan (kertas, tinta, Cartridge)	-		-	100.000
2	Penulisan publikasi (kertas, tinta)	-		-	70.000
3	Biaya publikasi (pemuatan naskah) di jurnal terakreditasi	500.000/volume		1 volume	500.000
4	Seminar lokal				300.000
5	HAKI				1.000.000
	Total biaya (Rp.)				1.970.000

Total Biaya Penelitian (1+2+3+4) : Rp 9.837.500,00

(Sembilan juta delapan ratus tiga puluh tujuh ribu lima ratus rupiah).

K.     

12

Daftar Pustaka

Anshory. 2004. Etanol Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Jakarta: Erlangga

Astuty, E. D. 1991. Fermentasi Etanol Kulit Buah Pisang. UGM. Yogyakarta.

Caylak, Belkis. 2011. Comparasion of Different Production Processes for Bioethanol. Turkey.

Hambali, Erliza, dkk. 2008. Teknologi Bioteknologi. Argromedia Pustaka. Jakarta.

Judoamidjojo, Muljono, Darwis, A.A, dan Sa’id, E.G. 1992. Teknologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor dengan Lembaga Sumber Daya Informasi Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Minier, M and Goma, G. 1981. Ethanol Production by Extractive Fermentation. J Biotechnology and Bioengineering. 34, 1565-1579.

Mulja, M, Djoko Agus P, dan Dhenty M. 2003. Pengembangan Metode Kromatogafi Gas untuk Penetapan Kadar Ethanol dalam Nira Siwalan. Majalah Farmasi Erlangga. Vol. III no.1.

Rahman,  A.  1992. Teknologi Fermentasi. Arcana. Jakarta, 33-35, 145-162.

Rizani, K. Z. 2000. Pengaruh Konsentrasi Gula Reduksi dan Inokulum (Saccharomyces cerevisiae) pada Proses Fermentasi Sari Kulit Nanas (Ananas comosus L. Merr)

Sa’id, E.G. 1987. Teknologi Fermentasi. CV.  Rajawali. Jakarta

Walker, G.M. 1998. Yeast: Physiology and biotechnology. John Wiley & Sons, Chichester: xi + 350 hlm.

L.                

13

LAMPIRAN

DAFTAR RIWAYAT HIDUP KETUA KELOMPOK

1.       Nama                                : Fathorrahman

2.       Tempat?Tgl Lahir             : Pamekasan, 15 Juni 2011

3.       NIM                                  : 2009510007

4.       Alamat Rumah                 : Jln Telaga Warna Blok B3. Malang

5.       Fak/Program Studi           : Teknik/Teknik Kimia

6.       Perguruan Tinggi              : Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang

7.       Riwayat Pendidikkan       :

a.          MI Al-falah II Bangkes                   (Lulus 2003)

b.         SMP Al-falah Kadur                        (Lulus 2006)

c.          SMA Al-falah Kadur                       (Lulus 2009)

8. Pengalaman Organisasi

a.          Ketua Panitia Pertandingan Bola-volly Se-Kec. Kadur

b.         Sekretaris Umum SMA Al-falah Kdur

c.          Ketua Panitia Seminar Regional di Kabupaten Pamekasan

d.         Pengurus HMJ Teknik Kimia Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang

Malang, 8 Oktober 2011 Fathorrahman

14

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ANGGOTA KELOMPOK

1. Nama                           : Angraini Swastika Selan
2. Tempat?Tgl Lahir        : Kupang, 20 Januari 1991
3. NIM                            : 2009510002
4. Alamat Rumah            : Jl. Simpang Batu Permata no.79a
5. Fak/Program Studi      : Teknik/Teknik Kimia
6. Perguruan Tinggi         : Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang
7. Riwayat Pendidikkan :

a.        SDN Kenari, Kefa NTT                (lulus 2003)

b.        SLTA negeri 2 Kupang NTT        (lulus 2006)

c.        SMA Negeri 1 Kefa NTT             (lulus 2009)

8.    Pengalaman Organisasi

a.          Anggota OSIS di SMP dan SMA

b.         Pengurus HMJ Teknik Kimia 2010/2011

c.          Pengurus UKM “LOGOS” UNITRI 2009/2010 dan 2010/2011

d.         Pengurus UKM “Volly” unitri 2010/2011

Malang, 8 Oktiber 2011 Angraini Swastika Selan

15

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ANGGOTA KELOMPOK

8. Nama                           : Nina Yuliana
9. Tempat?Tgl Lahir        : Malang, 21 Juli 1987
10. NIM                            : 2010510004
11. Alamat Rumah            : Sekarputih, Jln Wijaya Kusuma, RT 32, RW 08 Dusun

 Pendem, Kec. Junrejo, Kab. Batu

  Banyuwangi

12. Fak/Program Studi      : Teknik/Teknik Kimia
13. Perguruan Tinggi         : Universitas Tribhuwana Tunggadewi Malang
14. Riwayat Pendidikkan :

d.       MI Iskandar Sulaiman                    (lulus 1997)

e.        SMPN 1 Karangploso                     (lulus 2003)

f.         SMAN 02 Batu                               (lulus 2006)

8.    Pengalaman Organisasi

            a. Pengurus OSIS SMA

b. Pengurus HMJ Teknik Kimia Unoversitas Tribhuwana Tunggadewi Malang

Malang, 8 Oktober 2011 Nina Yuliana